hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
Na/K-ATPaseの新機能:細胞膜から核への情報伝達分子としての役割

外的刺激に対する細胞内反応には、チロシンキナーゼ型受容体やG-タンパク質結合型受容体といった細胞膜受容体を介するもの、ステロイドホスモン受容体などの細胞内受容体を介するものなど、あるいはHSP70といったストレス誘導型タンパク質を介するものが知られている。これらの反応系は全て細胞内情報伝達経路として複雑なキナーゼ系を経由する。一方、我々は最近、これまで細胞膜輸送体として知られていたNa/K-ATPase(分子全体またはその一部)が細胞膜から核へ直接運ばれ転写因子として働くことを示唆する結果を得た。これは次の2つのことを意味する:(1)細胞膜から核への情報伝達経路として第二・第三の分子を介さない最も単純な系の存在、(2)Na/K-ATPase分子全体が転写因子である場合、細胞膜から核への逆行性小胞輸送系の存在。本研究では、この新経路の更なる特徴づけを目指し、以下の結果を得た。(1)転写因子としての機能ドメインの同定:酵母の2-ハイブリッド系を用いてNa/K-ATPase(αサブユニットのSer^<692>-Thr^<177>が転写調節活性を有することを示した(Ogita et al.,2000)。(2)核マトリックスにおけるNa/K-ATPaseの動態:まず、TritonX-100、硫安を用いた核・核マトリックスの精製法を確立した。ついで、この方法を培養細胞に適用して、Na/K-ATPase(α、β両サブユニット)が核マトリックスに存在すること、また、細胞のウアバイン処理によりその量が増加することを示した(Yoshimura et al.,2000)。研究代表者らは既にイオンポンプとしてのNa/K-ATPaseの機能ドメインモデルを提唱したが、本研究計画により、新たに転写因子としての機能ドメインがNa/K-ATPase中に同定された。また、細胞膜から核への新しい細胞内膜輸送経路の存在が確認された。これらの反応系はすべて細胞内情報伝達経路として複雑なキナーゼ系を経由する。これは次の2つのことを意味する:(1)細胞膜から核への情報伝達経路として第二・第三の分子を介さない最も単純な系の存在(2) Na/K-ATPase分子全体が転写因子である場合、細胞膜から核への逆行性小胞輸送系の存在本研究計画では以上の2つを証明することによってこの新経路の確立を目指す。本年度(初年度)は以下の項目について計画を遂行し、結果を得た。(1)転写因子としての機能ドメインの同定:酵母の2-ハイブリッド系を用いてNa/K-ATPaseαサブユニットのSer^<692>-Thr^<777>が転写調節活性を有することを示した(Ogita et al.,印刷中)。ついで、この方法を培養細胞に適用して、Na/K-ATPase(α、β両サブユニット)が核マトリックスに存在すること、また、細胞のウアバイン処理によりその量が増加することを示した(Yoshimura et al.,印刷中)。将来、細胞膜から核への情報伝達分子としてのNa/K-ATPaseの新機能が明らかとなり、全く新しい細胞内情報伝達経路が確立されることが期待される。(2)核マトリックスにおけるNa/K-

ATPaseの動態:まず、TritonX-100、硫安を用いた核・核マトリックスの精製法を確立した。ついで、この方法を培養細胞に適用して、Na/K-ATPase(α、β両サブユニット)が核マトリックスに存在すること、また、細胞のウアバイン処理によりその量が増加することを示した(Yoshimura et al.,2000)。研究代表者らは既にイオンポンプとしてのNa/K-ATPaseの機能ドメインモデルを提唱したが、本研究計画により、新たに転写因子としての機能ドメインがNa/K-ATPase中に同定された。また、細胞膜から核への新しい細胞内膜輸送経路の存在が確認された。
データオリエンテッド型交通行動モデルの構築と公共交通マーケティングへの適用

本研究は、2012年11月に路面電車の減便を実施した土佐電氣鐡道における減便後の利用者数の変化について、ICカードデータから得られる電停間OD利用者数を用いて分析した。分析には、ある時点から着目する事象が発生する時間までを分析することで知られる生存時間分析を適用し、路面電車の減便開始後からデータ取得期間中に確認される利用者数の変化について考察を行った。分析の結果、減便後の電停間OD利用者数の変化の仕方に電停ODペアの立地条件が異なることを示し、今後の路面電車利用者数維持のために運行会社が考えるべき事項について考察をした。平成25年度は,Day-to-Dayの行動変化に着目したICカード利用者の交通行動特性の把握を中心に研究を遂行した.具体的には,公共交通利用者の日々の行動の類似度を考慮しながら,特定のトリップパターンへの依存度をDTW(Dynamic Time Warping)距離を用いて分析している.現時点でDTW距離を用いたトリップパターン類似度の計算は終了しており,それを用いて公共交通利用者がどのような時に普段と異なるトリップパターンで公共交通を利用するのか等について考察を実施している.また,Day-to-Dayの行動変化に着目した公共交通利用者の解析に関して,本研究の対象地域である土佐電気鉄道の路面電車のサービスレベルの変化と利用者の行動変化の関係について分析を行った.具体的には,空間的・時間的変動の視点から,減便による電停ODペア別の利用者数への影響ならびに利用者数を変化させる要因を把握することを目的とした分析である.まず本分析では,状態空間モデルを用いて公共交通利用者数の時系列データの変動成分をトレンド成分,曜日変動成分,AR成分に分解し,それぞれの特性を考察した.また,状態空間モデルによって推定された235電停ODの時系列データの変動特性を,生存時間分析の説明要因として組み込むことによって,減便の影響ならびに利用者数の減少要因を把握した.その結果,市内から乗車するよりも郊外から乗車する電停ODペアの利用者数の減少確率が低くなることがわかった.これは,路面電車が減便されたとしても,路面電車が郊外の利用者にとって通勤・通学の手段として機能していることを示唆している.一方で,市内の減少確率が高く推定されており市内の利用者を確保する方策が必要があるといえる.よって,平成25年度は,市街地における滞在時間に関する分析も併せて実施し,利用者特性と滞在時間に関する考察も行った.平成26年度は,まず,公共交通のランダム利用者(低頻度利用者)層に着目し,パーソントリップデータの情報とICカードデータの情報と融合することにより,トリップ目的を考慮しながらトリップの特性を把握した.まず,トリップ目的推定については,平日に関しては降車時刻,乗降間隔,乗車時刻,カード種別,降車場所といった利用者を詳細に判断する空間的な項目や時間的な項目を追加したモデル式を用いることで一番的中率が高く,休日は降車時刻と次の乗車時刻の差を表す乗降間隔のみを用いることで一番的中率が高い結果となった.また,これらから把握可能な活動パターンの把握した.その結果,既存研究で仮定して用いている活動パターン以外にも多く発生しているものが散見された.特に,片道しか発生していない活動パターンも高知県のネットワークでは多く発生していることが分かった.さらに,高頻度利用者と低頻度利用者の行動特性を多変量解析により分析し,特性を整理した,これにより,低頻度利用者も含めた公共交通マーケティングが可能となる.また,交通行動モデルの構築に関しては,生存時間モデルを,平成25年度に実施した電停間OD利用者数への適用ではなく,カード種別ごとの利用者グループに特化した形で適用し,公共交通マーケティング適用への可能性を検討した.その結果,カード種別グループごとに利用変化構造が異なることが明らかとなり,各券種の利用推移に関わっている要因を把握・比較することの必要性を確認した.生存時間分析で必要となる基準ハザード関数とID全体の利用者維持確率から,公共交通の利用に関するトレンドが減少傾向にあることを確認し,今後,より詳細に傾向を把握するために,より長期的なデータを用いることが必要であることを確認した.平成27年度は,公共交通利用者それぞれに対する公共交通マーケティング方策検討のため,個別の利用頻度の変化を分析した.具体的には,平成26年度までの成果で適用した生存時間分析をICカードデータで得られるIDに着目して,公共交通利用者の公共交通利用頻度の変化を把握するものである.まず,生存時間分析を適用するに当たって必要となる公共交通利用者の利用維持の定義を,ICカードデータを集計することにより決定した.その結果,週あたりトリップ数が基準値(データ取得期間の初めの1ヶ月間の週あたりトリップ数)よりも低い水準で連続して継続した週が,3週以上続く利用者は全体の約40%であることが分かった.これにより本研究では,4週連続で基準値よりも低い水準で公共交通を利用した利用者は,その利用を維持できていないものと定義した.これにより,各利用者がデータ取得期間中に利用を維持できたかどうかを集計し,これを生存時間分析の被説明変数として利用した.次に,ICカードから得られる,公共交通利用者のトリップ特性(平日・休日の利用頻度,朝時間帯の利用頻度,ODペア数,路面電車利用頻度,利用経路の多様性,所要時間,カード種別)を整理し,生存時間モデルへの説明変数として使用するためデータを整理した.整理したデータを用いて,生存時間モデルを構築した.その結果,公共交通の利用を維持させるためには,平日のトリップ数,ODペア数の増加,休日の長距離(長時間)の乗車を増やす,高齢者に多く活用して頂くことが重要であることが分かった.

また,自宅から職場までの経路のみを利用するというような利用経路の多様性のない利用者は利用を維持できない傾向にあり,立寄りを促すことも公共交通の利用を維持させるのに重要であることが示唆された.本研究は、2012年11月に路面電車の減便を実施した土佐電氣鐡道における減便後の利用者数の変化について、ICカードデータから得られる電停間OD利用者数を用いて分析した。分析には、ある時点から着目する事象が発生する時間までを分析することで知られる生存時間分析を適用し、路面電車の減便開始後からデータ取得期間中に確認される利用者数の変化について考察を行った。分析の結果、減便後の電停間OD利用者数の変化の仕方に電停ODペアの立地条件が異なることを示し、今後の路面電車利用者数維持のために運行会社が考えるべき事項について考察をした。平成26年度の研究進捗状況は概ね順調であると判断される.これは,平成26年度に実施した,公共交通の高頻度利用者と低頻度利用者の活動パターンの推計が完了しており,公共交通マーケティングに必要となる行動モデル構築のための基礎的な知見が整理できたと考えられるからである.また,平成26年度は,交通行動モデルの構築について,カード種別グループごとに利用減少の要因を生存時間モデルの適用により把握できたからである.交通計画学平成27年度では,既存研究も参考にしながら,具体的な公共交通のマーケティングを実施可能なモデルにするために,交通事業者へのヒアリング調査を通じて,交通行動モデルの精緻化を行う.また,既存の研究を再整理しながら,より適切と判断される交通行動モデルへの変更が必要であれば,モデルを再構築する.さらに,必要に応じてより長期的なデータを取得し,公共交通利用者の動向を把握可能な公共交通マーケティング手法のあり方について考察を行う.平成25年度の研究進捗状況は,おおむね順調に進展していると判断することができる.研究計画書には,文献調査,データ整理,着眼点1(Day-to-Dayの行動変化に着目したICカード利用者の交通行動特性の把握)の遂行と着眼点2実施準備としているが,特に着眼点1のDay-to-Dayの行動変化に着目したICカード利用者の交通行動特性の把握に関しては,サービスレベルの変化と行動の変化に関係する分析が完了し,トリップパターンの類似度を考慮する方法も提案している.よって,平成26年度では,平成25年度の成果を活用しながら,より長期的なデータを用いて,本研究テーマの主目的である公共交通マーケティングへ活用可能な行動モデルの構築を遂行することができるからです.平成26年度の研究内容の報告会
非水素雰囲気下でのバイオマス資源の効率的脱酸素に向けた水素移行反応の積極的活用

本研究では、石油精製技術の一つである流動接触分解(FCC)プロセスを用い、油脂を中心とするバイオマス資源から、石油代替燃料・化学品原料として用いることができる炭化水素の製造を目指している。バイオマスからの炭化水素製造においてはバイオマス中に含まれる酸素の効率的な除去が重要であるが、FCCプロセス内で進行する水素移行反応を活用することで、非水素雰囲気下での反応にもかかわらず炭素損失を抑制した水としての脱酸素化が期待できる。今年度(平成30年度)は、水素移行反応が寄与する脱酸素反応の反応機構の解明を目指し、水素供与体に重水素化試薬を用いた反応試験・生成物分析や、拡散反射赤外分光(DRIFTS)測定を用いた触媒表面の吸着種の観測に取り組んだ。水素供与体に重水素化試薬を用いた反応試験では、キュリーポイントインジェクターを用いて極めて初期段階の反応生成物を分析し、主な脱酸素生成物としてH2Oに加えてHDOが生成することを確認した。この結果から、油脂の接触分解において水素移行反応が水としての脱酸素化に寄与していることを確認するとともに、水素供与体からの水素供与は生成する水1分子につき水素原子1つであることが示唆された。DRIFTS測定では、水素供与体共存下と非共存下でのエステルの吸着スペクトルを観測し、水素供与体の共存によって吸着種が変化することを確かめた。特に、エステル及び脂肪酸からアルデヒドの生成に水素供与体が寄与している可能性が示された。以上のように、今年度は水素移行反応が寄与する脱酸素反応の解析手法を確立するとともに、水素移行反応が脱酸素反応経路のどの部分にどのように影響するのかを明らかにした。油脂の接触分解において、キュリーポイントインジェクターを用いた生成物分析により、水素移行反応が寄与する脱酸素反応の解析手法を確立するとともに、水素移行反応が寄与することで非水素雰囲気下にもかかわらず炭素損失を抑制した水としての脱酸素化が可能であることを確認した。さらに、拡散反射赤外分光測定(DRIFTS)についても、水素供与体の共存による含酸素化合物の吸着状態の変化を観測することに成功した。以上を勘案し、本研究はおおむね順調に進められていると判断する。今年度に確立した反応解析手法を用いて、様々な反応条件や触媒種の違いが水素移行反応及び脱酸素反応に与える影響を調べる。また、含酸素化合物とオレフィンのどちらが優先して水素受容体として機能するのかを調査する。これにより、バイオマス原料の接触分解において、水素移行反応の促進による高付加価値炭化水素の増収が可能かどうかを明らかにする。さらに、得られた反応試験の結果に基づいて、FCCプロセスにおける油脂の脱酸素反応の速度論モデルの構築に取り組む。異なる触媒上での反応モデルを比較することで、反応速度や選択性に影響を及ぼす触媒物性の抽出に取り組む。
看護臨床判断を支援するAI活用に向けた新技術の創生

医療分野ではAIによる臨床判断支援ツールの開発が国家的ミッションとして活発に始められている。今日のAI技術は、過去のデータに基づいて学習されたアルゴリズムによって意思決定が行われる。しかし、時事刻々と変化し、想定外の事例が出現する医療現場において、AIのみによる判断では、困難なケースが多い。そこで本研究は、AI技術と、人間の拡張知能を融合し、看護師の臨床判断の強化や迅速化につながる支援ツールを開発することを目的とする。このツールの開発により、看護ケアの質が向上し、患者や家族のセルフケアやQOL向上につながる成果が期待される。
トルコの伝統薬物と薬用植物資源に関する調査研究

本調査研究の最大の目的は,トルコ全域の特に農山村部に伝誦される,伝統薬物の実態を明らかにすることである。湾岸戦争による影響で,シリア及びイラク国境部近くは調査できなかったものの,1990,1991年の二度の現地調査により,下記の如くほぼ全域にわたって情報を得ることができた。即ち,1990年は,(1)エーゲ海沿岸部,(2)カイセリ及び周辺地域,(3)ガジアンテプ及びイスケンデルン地域,(4)エスキシエヒル近郊部,(5)東部アナトリア地方を,1991年は,(1)クタヒヤからボルにかけてのアナトリア西北部,(2)アフィヨンからコンヤにかけてのアナトリア高原南西部,(3)サムソンからシーバスに至る中部地域,(4)カルスからエルジンジャにかけてのアナトリア東北部について,合計約80村で聞き取り調査を実施した。伝統薬情報は,いずれも生のデータを取るために,インタビュー方式で行い,民間薬の産地,原植物,原地名,交用,採集,調整などを記録した。一つの薬物について意見の相違があるときは,村人同志の「討論」や隣村に出向いて,その情報の確認を行った。そのため,個々の記録には長時間を必要としたものも多い。また,情報は原植物とのセットで確かな意味をもつものであるため,インタビュの前後には,原植物を得るために必ず村落の内外で採集を行なった。その結果,1990年は45ケ村,1991年は35ケ村から聞き取り調査が出来,1986年の調査の約30ケ村と併せると,110ケ村となった。具体的には,以上の調査によって,伝統薬物情報はのべ1350件,同原植物約950点が集められた。トルコのクロラの調査は,過去連合王国の研究者の主導でなされたが,今回の調査によ突て得た資料の植物学的同定作業は,それらのタイプ標本を参考に,日・ト両方で併行的に進められている。これまでにおよそ半数のものの基源が明らかにされたが,今後もこの作業は継続して行なわれる予定がある。また,これらの情報・資料は,今後のデータ解析のため,および各方面の利用に資するため,コンピュータ入力して,必要時に必要データが引き出せるように作業した。また原植物の〓葉標本は,京都大学薬学部附属薬用植物園の標本室に整理して保管されている。本研究の第2の目的は,さまざまな生態系を有し,日本の約2倍の国土をもつトルコに生育する,重要な薬用植物資源の調査と収集である。とくにカンゾウ(Glycyrrhiga glabra)は,生薬としてのみならず,甘味料原料としても大量に用いられ重要である。トルコには本植物の野生が広く見られるが,この野生品の採取により,年間約一万トンが輸出されており,近年の需要の増大に伴って乱獲状態で,その資源量乏しくなってきた。本調査では現地の生薬を入手するとともに,今後の需要に対処するため,各地の野生品の種子を収集した。それらは現在,京都大学薬学部附属薬用植物園の圃場で栽培実験中で,今後は個体別の品質評価と優良系統の選抜を行う予定である。その他の遺伝子源については,順次播種栽培試験を行っているが,なかでもリウマチの治療等に用いられる海葱(Scilla maritima)は本附属薬用植物園でよく生育し,開花して多量の種子を得ることが出来た。このことは繁殖の困難な本植物の増殖と育種の今後に大きく寄与するものと思われる。また,市販の伝統薬や成分分析・薬現画性用の資料は,合計330点が集められたが,これらはそれぞれの研究分担者により,得意とする分析が進められており,新規化合物や興味ある活性が見出されている。

具体的には,以上の調査によって,伝統薬物情報はのべ1350件,同原植物約950点が集められた。トルコのクロラの調査は,過去連合王国の研究者の主導でなされたが,今回の調査によ突て得た資料の植物学的同定作業は,それらのタイプ標本を参考に,日・ト両方で併行的に進められている。これまでにおよそ半数のものの基源が明らかにされたが,今後もこの作業は継続して行なわれる予定がある。また,これらの情報・資料は,今後のデータ解析のため,および各方面の利用に資するため,コンピュータ入力して,必要時に必要データが引き出せるように作業した。また原植物の〓葉標本は,京都大学薬学部附属薬用植物園の標本室に整理して保管されている。本研究の第2の目的は,さまざまな生態系を有し,日本の約2倍の国土をもつトルコに生育する,重要な薬用植物資源の調査と収集である。とくにカンゾウ(Glycyrrhiga glabra)は,生薬としてのみならず,甘味料原料としても大量に用いられ重要である。トルコには本植物の野生が広く見られるが,この野生品の採取により,年間約一万トンが輸出されており,近年の需要の増大に伴って乱獲状態で,その資源量乏しくなってきた。本調査では現地の生薬を入手するとともに,今後の需要に対処するため,各地の野生品の種子を収集した。それらは現在,京都大学薬学部附属薬用植物園の圃場で栽培実験中で,今後は個体別の品質評価と優良系統の選抜を行う予定である。その他の遺伝子源については,順次播種栽培試験を行っているが,なかでもリウマチの治療等に用いられる海葱(Scilla maritima)は本附属薬用植物園でよく生育し,開花して多量の種子を得ることが出来た。このことは繁殖の困難な本植物の増殖と育種の今後に大きく寄与するものと思われる。また,市販の伝統薬や成分分析・薬現画性用の資料は,合計330点が集められたが,これらはそれぞれの研究分担者により,得意とする分析が進められており,新規化合物や興味ある活性が見出されている。1986年の第一回現地調査においては,約350件の民間薬情報が得られたが,調査時期が7月中旬から8月中旬に至る乾期にあたったため、民間薬の現物の入手は約半数にとどまった。本調査研究の目的上,民間薬の名称や用法に関する情報は,その現物の対応させる必要があり,いずれを欠いても不完全なデ-タとなる。それゆえ,1990年度は,開花期の植物が多い5月上旬から7月上旬にかけて野外調査を実施し,前回のデ-タ不足分を補うことができた。本年度の民間薬調査は,(1)エ-ゲ海沿岸部,(2)カイセリ及び周辺地域,(3)ガジアンテプ及びイスケンデルン地域,(4)エスキシエヒル近郊部,(5)東部アナトリア地方の5地域であり,いずれも前回の未調査地域であった。収集された民間薬情報は約250件に及び,ほとんどの場合現品を入手することができた。また,野生する薬用植物を約650点採集することができたが,これらはいずれも睹葉標本を作成し,京都大学,岐阜薬科大学,ガジ大学において,同定作業が進行中である。さらに成分研究用資料として収集した約80点の植物は,研究分担者により順次抽出と分析が開始され,南部アナトリア地方のガジアンテプの薬種商から入手した生薬68点についても,同定と薬理活性のスクリ-ニングに着手している。そのほか,薬用遺伝子源として種子等を約50点入手している。これらは薬用植物園にて保管し,一部は植栽し,増殖を試みている。本年度は、これまでに未調査の(1)クタヒヤからボルにかけてのアナトリア北西部,(2)アフィヨンからコンヤにいたるアナトリア高原南西部,
災害時における黒タグ者に対する活動モデルの実用化に向けた教育プログラムの開発

本研究の目的は、国内における災害現場でのトリアージによって、黒のトリアージ・タグを付された傷病者(以下、黒タグ者)に関わる活動に必要とされる能力を養うための教育プログラムを開発することである。本年度は、災害時におけるトリアージ黒エリア(黒タグ者を収容する場所)の担当看護師に必要な教育内容を検討し、精選するために、全国の災害拠点病院731施設の看護管理者を対象としたデルファイ調査を行った。当該結果の概要は以下のとおりである。1)第1回調査は226名より回答の返送があった(回収率30.9%)。第2回調査への参加にも同意が得られたのは158名で、133名より回答の返送があった(回収率84.2%)。回答者の特性としては、女性が123名(92.5%)、年齢は50歳代が103名(77.4%)であった。2)黒エリアの看護師の行為、職場環境、経験等に関する35項目のうち33項目で「不可欠」か「するほうが望ましい」とする回答が80%以上を占めた。3)黒エリアの担当看護師に必要な行為を問う24項目のうち、「不可欠」の回答率が高かった上位項目は「医師との連携」(66.9%)、「安否情報確認部署との連携」(62.4%)、「死亡者の所持品の確認」(61.7%)等であった。4)黒エリアの担当看護師に必要な職場環境6項目の全てで「不可欠」の回答率が高く、「職務終了後に体験を話し合える環境」(78.9%)、が最も高かった。また、看護師に必要な経験等5項目の全てで「あったほうが望ましい」の回答率が高く、「終末期看護の経験」(75.2%)が最も高かった。この調査結果を基に「不可欠」「するほうが望ましい」と回答された項目を中心に教育内容を定めて教材の作成に取り組む準備を進めている。本研究の目的は、国内における災害現場でのトリアージによって、黒のトリアージ・タグを付された傷病者(以下、黒タグ者)に看護師が専任で対応するための活動モデルの実用化と普及に向けて、黒タグ者に関わる活動に必要とされる能力を養うための教育プログラムを開発することである。本年度は、国内の災害拠点病院を訪問し、当該施設で実施された合同訓練に参加して、黒のトリアージ・エリア(以下、黒エリア)における訓練状況について把握した。また、4月に発生した熊本地震において、災害超急性期に黒エリア等で活動した看護師6名を対象とした面接調査を行い、黒エリア等での具体的な活動内容を把握し災害超急性期における黒タグ者および遺族対応に関わる基本的活動や他機関との連携体制について検討した。災害時における活動全体の流れについては、院内では「黒エリアの立ち上げ」「プライバシーに考慮した環境づくり」「遺体の移動、搬送」「黒であることの確認と状態の観察」「遺体の整容」「死後の処置」「安置場所の確認」「遺族におけるキーパーソンの確認」「遺族への説明」「遺族の症状に対するケア」「遺族に傾聴的態度で接する」「遺族を見守る」「対面機会の設定」「書類の整理等の事務作業」「本部への報告」「葬儀社との連絡」「検死等に係る警察との連携」「遺族に代わり連絡・調整」「引継ぎ」であった。反省点として、チームとしての対応不足、連携不足の意見があった。また、全員が遺体及び遺族対応等の訓練や研修を受けることが重要と述べた。以上より、災害超急性期における黒エリアでは看護師がキーパーソンとなり、様々な調整役を担っている現状が明らかになった。合同訓練においても類似内容の訓練が行われていたが、遺体及び遺族対応等を体験を通して身に付ける機会は少ないため、研修や訓練への積極的な参加が有効と考えられる。本年度に計画していた内容が、期間内に滞りなく完了した。本年度は、災害訓練における黒エリア(黒タグ者を収容する場所)での訓練内容を明らかにし、黒エリアでの訓練に関する教育ニーズを検討するために、全国の災害拠点病院723施設を対象とし、郵送による無記名自記式質問紙調査を行った。各施設1名の看護師に回答を依頼した。269施設より回答の返送があった(回収率37.2%)。回答者の特性としては、女性が210名(78.1%)、年齢は50歳代が115名(42.8%)であった。黒エリアの設定については「設定している」が207(77.0%)で、黒エリアの構成員数の平均は3.4名、構成員の職種は看護師が最も多く、責任者の職種は医師が最も多かった。黒エリアの場所は多様であったが、院内の霊安室が最も多かった。黒エリアを設定した訓練の回数は「年に1回」が最も多く、平均所要時間は「90分以上」が最も多かった。

なお、黒エリアを「設定している」が訓練は「実施していない」が64(30.9%)であった。黒エリアでの訓練内容は、「黒エリアの立ち上げ」が134(64.7%)、「本部への報告」が110(53.1%)、「所見の記録」が88(42.5%)、「生命徴候の確認」が81(39.1%)、「看取り」が78(37.7%)であった。学習の必要性および訓練の重要性の上位項目は、「自身のストレスコントロール」と「遺族支援」であった。黒エリアを設定していても実演訓練を行っていない施設が約3割あること、訓練を一連の流れとして実施している施設は少ないと推察されることから、黒エリアにおける基本的な活動の流れなどを学べる教育プログラムの必要性が示唆された。本年度に計画していた内容が、期間内に滞りなく完了した。本研究の目的は、国内における災害現場でのトリアージによって、黒のトリアージ・タグを付された傷病者(以下、黒タグ者)に関わる活動に必要とされる能力を養うための教育プログラムを開発することである。本年度は、災害時におけるトリアージ黒エリア(黒タグ者を収容する場所)の担当看護師に必要な教育内容を検討し、精選するために、全国の災害拠点病院731施設の看護管理者を対象としたデルファイ調査を行った。当該結果の概要は以下のとおりである。1)第1回調査は226名より回答の返送があった(回収率30.9%)。第2回調査への参加にも同意が得られたのは158名で、133名より回答の返送があった(回収率84.2%)。回答者の特性としては、女性が123名(92.5%)、年齢は50歳代が103名(77.4%)であった。2)黒エリアの看護師の行為、職場環境、経験等に関する35項目のうち33項目で「不可欠」か「するほうが望ましい」とする回答が80%以上を占めた。3)黒エリアの担当看護師に必要な行為を問う24項目のうち、「不可欠」の回答率が高かった上位項目は「医師との連携」(66.9%)、「安否情報確認部署との連携」(62.4%)、「死亡者の所持品の確認」(61.7%)等であった。4)黒エリアの担当看護師に必要な職場環境6項目の全てで「不可欠」の回答率が高く、「職務終了後に体験を話し合える環境」(78.9%)、が最も高かった。また、看護師に必要な経験等5項目の全てで「あったほうが望ましい」の回答率が高く、「終末期看護の経験」(75.2%)が最も高かった。この調査結果を基に「不可欠」「するほうが望ましい」と回答された項目を中心に教育内容を定めて教材の作成に取り組む準備を進めている。今後は、平成28年度の調査結果をふまえて、全国的な教育ニーズを明らかにするために調査枠組みを作成し、全国の災害拠点病院を対象とした質問紙調査を行う。今後は、平成29年度の調査結果をふまえて、全国の災害拠点病院を対象としたデルファイ法による質問紙調査を実施し、教育内容の精選とプログラム化を行う。専門的知識の提供を受けるための出張を3月に予定していたが、未だ実施できていないため。3月4月は人事異動や諸行事・休暇等によって施設管理体制が煩雑になり易い時期なので、そのような時期に依頼することは避け、次年度において早めに実施するように計画を変更した。そのため、次年度使用額が生じた。次年度使用額が生じた理由:近年、黒エリアにおける訓練に力を注いでいる施設があり、当該施設における災害訓練の見学を行うとともに、訓練担当看護師等より専門的知識の提供を受けるための出張を、次年度(10月頃)に予定しており、次年度に繰り越し使用する予定があるため。また、本年度実施した質問紙調査の回収率が37.2%であったことを踏まえて、平成30年度に行う質問紙調査の目標協力者数を当初の計画の100名から200名に増やして予算修正し、増額分の郵送代を繰り越し使用するため。使用計画:平成29年度分の未使用額は144,574円である。
線虫C.elegansの行動の分子生物学的解析―特にamphid感覚情報の制御について―

本研究は、線虫C.elegansの行動や感覚情報処理に働く遺伝子を同定し、遺伝子・細胞・神経回路・行動の関係を解析し、行動の遺伝的基盤を解明するために行われた。(a)二重変異により耐性幼虫形成制御が異常になる変異を用いて、以下の結果を得た。転写因子Tbx2ホモログがAWC嗅覚神経で嗅覚順応に働く。機能不明だったXXXL/R細胞でチロシン脱リン酸化酵素ホモログSDF-9がおそらくステロイドホルモン代謝を調節して耐性幼虫形成を制御する。多剤耐性タンパク質MRP-1が腸・咽頭・神経系で耐性幼虫形成を制御し、この働きはヒトMRP1で代替できる。(b)脱糞行動・成長・感覚が異常なクラス1flr変異と、その成長と感覚の異常を抑圧するクラス2flr変異を研究した。クラス1変異体がセロトニンで死ぬことを使って、これを抑圧する新たなクラス2遺伝子2つを発見した。クラス2変異体は寿命が短い。(c)匂い物質への走化性と銅イオンの忌避という2つの行動の選択が異常なhen-1変異体は、温度と飢餓の学習にも異常を示す。hen-1遺伝子は、成虫の2対の神経細胞で細胞非自律的に働く。また、hen-1の欠失変異は成長や発生に異常はなく、ミスセンス変異と同様の行動異常を示す。(d)餌と匂い物質ブタノンによる条件付けでブタノンへの走化性効率が上がる。この学習が異常な変異体の1つut305は、ベンズアルデヒドやイソアミルアルコールへの順応が異常で、その原因遺伝子は新規の膜タンパク質をコードし、多くの咽頭神経細胞とAIA介在神経細胞で発現する。(e)継続的な忌避刺激による行動の変化を調べた。これらの実験結果から、C.elegansの雌雄同体では餌と飢餓が多様な経路で多様な行動や感覚情報処理を調節することがわかり、これらを手懸りにして行動の中心的制御機構を研究する道が開けた。本研究は、単純な神経系をもつ線虫C.elegansを用い、遺伝学・分子生物学的手法により、行動の遺伝的基盤を解明することを目的とする。本年度は主に、我々が分離した行動変異体の遺伝子について、抗体染色法等により遺伝子発現部位を、種々のプロモーターを用いた細胞特異的強制発現により機能に必要な発現部位を調べ、以下の結果を得た。(a)合成dauer構成性変異により同定されたsdf-13(Tbx2ホモログ)遺伝子は、AWC神経で感じる匂い物質への走化性の順応に必要だが、AWC,AWB,ASJ感覚神経と多数の咽頭の神経で発現する。また、AWC,AWB,I1という3種の神経での発現で、順応には十分である。(b)flr-2遺伝子は、腸で働くクラス1flr遺伝子群の変異表現型のうち、成長速度遅延と感覚情報処理異常を抑圧する。この遺伝子は、少数の頭部神経で発現する。(c)匂い物質への走化性よりも銅イオンの忌避を優先するut236変異の原因遺伝子は、LDLaドメインをもつ分泌蛋白質をコードし、連合学習にも関係する。この遺伝子は、AIY介在神経およびASE感覚神経で発現する。過剰発現の場合は、AIYのみ、ASEのみ、あるいは胴体の触覚神経での発現でも機能に十分だが、筋肉での発現では機能しない。

これらの遺伝子発現研究の他に、種々の行動変異体原因遺伝子のクローニングに向けた遺伝子地図の精密化、脱糞周期に対する様々な薬剤の効果とそれに対するクラス1flr変異の影響、合成dauer構成性変異やその抑圧変異の組合せを解釈するためのブール代数理論の整備等の研究を行った。今後、これらの研究を基盤として、感覚情報処理を中心に、行動のメカニズムを分子レベルで解明する予定である。本研究は、単純な神経系をもつ線虫C. elegansを用い、遺伝学・分子生物学的手法により、行動の遺伝的基盤を解明することを目的とする。本年度は、以下の結果を得た。(a)合成dauer構成性変異により同定された遺伝子の解析。嗅覚順応に必要なsdf-13(Tbx2ホモログ)遺伝子は約20個の神経で発現するが、遺伝子産物の大部分は細胞資に局在し、AWC神経のみの発現で順応には十分である。sdf-9(Tyr-phosphatase )遺伝子は、頭部の1対の細胞(感覚神経のシース細胞?)で発現する。sdf-14遺伝子は、ABC transporterの1つをコードする。(b)flr-3変異は、脱糞周期異常・成長速度遅延・感覚情報処理異常など多様な表現型を示すが、この変異を抑圧するゲノムDNA断片の)flr-3コード領域の末端にGFPのcDNAを挿入した融合遺伝子は、dominant negativeに働くことがわかった。(c)感覚情報の統合と連合学習に働くhen-1遺伝子(LDLaドメインをもつ分泌蛋白質をコードする)の本来の遺伝子機能を知るために欠失変異を分離した(東京女子医大・三谷、安藤との共同研究)。その表現型は基本的に従来のミスセンス変異ut236と同じだった。(d)ブタノンと飢餓の連合学習の変異体を分離した。これらの研究の他に、既知の合成dauer構成性変異のカスケードを知るためのマーカーを用いた研究等を行った。今後、これらの研窒を基盤として、感覚情報処理を中心に、行動のメカニズムを分子レベルで解明する予定である。本研究は、当研究室で分離した線虫C. elegansの変異体を用い、主に分子生物学的手法により、感覚器官amphidで受容される信号の情報処理機構(学習を含む)を解明することを目的とする。本年度は、以下の結果を得た.(a)C. elegansの初代培養細胞中に少数、HEN-1蛋白質(感覚統合や学習を制御する)を結合する細胞があることを発見した。そこで、HEN-1と結合するタンパク質を発現クローニング法によりクローニングする研究を開始した。(b)餌とbutanoneの「連合学習」が異常になった変異体のうち、2株のマッピングを行った。(c)Tyr-ホスファターゼをコードするsdf-9遺伝子の変異体は、P450をコードするdaf-9遺伝子の変異体と同様に、不完全なdauer幼虫になることを見つけた。sdf-9を発現する頭部の1対の細胞ではdaf-9も発現しており、これがXXXL/Rという名の細胞であることを、ある種のモザイク解析で決定した。孵化直後の野生型幼虫でこの細胞を破壊すると不完全なdauer幼虫になることから、XXXL/Rはdaf-9やsdf-9遺伝子の働きを通してステロイドホルモンの代謝に関与していると推測された。(d)dauer幼虫形成制御に関わるsdf-14遺伝子はABCtransporterをコードするが、咽頭、腸、神経で発現する。
レーザー蒸発・反応法による金属・分子錯体の高分解能分光

昨年度中に導入したレーザーシステムと既存のフーリエ変換マイクロ波分光器を基に、本年度はレーザー蒸発の可能なノズルを作成し、金属原子を含む分子の分光を行った。レーザー蒸発においては、試料の同一の点にレーザー光を当て続けると穴があいてしまい、安定に信号を観測できない。そのために試料をパルスレーザーの周期に同期させて動かす必要がある。この部分を工夫し、取扱い容易で高性能のノズルを製作することができた。このノズルを使用して、すでに既知の不安定分子であるSiC_2のスペクトルを観測したところ、非常に強い信号を観測でき、分光装置としては当初の性能を発揮していると判断できた。この結果に基づき、いくつかの新しい分子の分光を行った。その第一は、神奈川工科大学の川嶋氏との共同研究によるNaBH_4およびKBH_4の回転スペクトルの観測である。これらは、常温では粉末状の試料であるため、これを接着剤で固めレーザー蒸発を行った。本装置を用いた実験により決定した超微細相互作用定数から、これらの分子では金属原子とBH_4がかなりイオン性の強い結合をしていることがわかった。続いて、金属マグネシウムロッドのレーザー蒸発により生成したMg原子に、Cl_2を反応させることによって開殻のフリーラジカルであるMgClの回転スペクトルを観測することができた。この分子についても超微細相互作用定数を精度良く決定することができ、原子間の結合に関する知見を得た。この系は、レーザー蒸発によって生成した原子に分子を反応させて、金属原子を含む短寿命分子を生成したものであり、金属原子を含む分子の生成とその分光の新しい可能性を実証したものである。今後は、更にレーザー蒸発に使用するビームを複数にして異種金属を含む錯体を生成することを試みる。更に、金属原子を含む分子を構成要素とする分子錯体の分光にこの方法を適用する予定である。本研究で目指すのは構成要素として金属原子を含む分子種、あるいは分子錯体を高分解能で分光し、その分子構造を決定するとともに、スペクトルの微細構造や超微細構造の解析から、結合に関与する電子の電子構造まで明らかにし、これら錯体の特異性を、構成原子のレベルで理解する事である。分光を行なうためのフ-リエ変換マイクロ波分光器は、研究室に既設のものを利用した。本計画のもとで、今年度は、金属原子のレ-ザ-蒸発に必要なレ-ザ-を購入した。当初、波長固定レ-ザ-の導入を予定していたが、蒸発に用いるレ-ザ-光の波長を可変にすることにより、目的とする錯体の生成効率を飛躍的に増加できるとの予測のもとに、波長可変の色素レ-ザ-を導入した。現在、レ-ザ-光を真空系に導入して試料を蒸発させ、錯体を生成するためのノズルを設計・製作中である。一方、既存の分光器の真空系がレ-ザ-光を利用する実験にはサイズが小さく、取り扱いに不便であるので、より大型の真空槽を設計・製作しこれと交換した。更に分光可能な周波数範囲をこれまでの18GHz以下から、25GHz以上まで拡大した。これにより、レ-ザ-蒸発による分光例の報告されている2ー3の金属酸化物分子の分光が可能になり、装置の性能テストが可能になる。これらの分光器の改良に基づき、本年度は不安定分子を含む錯体の分光を試みた。その結果、ArーCS、ArーOH、ArーSOの回転スペクトルを初めて観測することに成功した。特に、開殻分子を含む錯体の回転スペクトルを観測できたことは、本研究が目的とする金属錯体の分光のための非常に重要な一ステップと評価できる。
ウイルス潜伏感染遺伝子による感染動態制御と宿主遺伝子発現動態制御の解析

カポジ肉腫関連ヘルペスウイルス(KSHV)前初期遺伝子RTAが誘導する宿主遺伝子をDNAチップにより解析した。RTAはhey1、cxcr4などの宿主遺伝子を発現誘導するが、これは主にRBPJκの結合サイトを介していると思われた。発生の過程で転写抑制因子として機能するhey1についてさらに詳細に解析し、hey1はRTAの発現をRTA制御領域上の特異的な領域を介して抑制することが解った。ゲルシフトアッセイやクロマチン免疫沈降法による解析によるとこの機序は該当領域への直接的な結合によるものではなく間接的な該当領域への相互作用によるものであると推測された。KSHVはPEL細胞株でそのゲノムが細胞内に一定のコピー数で維持されているが、この機構について解析を行った。LANAとその結合領域が存在する末端反復配列の存在は細胞周期に呼応した複製の必要十分であるがゲノムの維持・分配に関しては十分ではなかった。またこのことはウイルスゲノム全長をクローニングしたbacmidでも同様であった。このことは本来KSHVゲノムがPEL細胞株に維持されているのはPELの増殖がウイルスの存在に依存していることを示すものと思われた。潜伏感染状態においてウイルス遺伝子発現が著しく抑制されている機構に関し、ウイルス遺伝子産物LANAとヘテロクロマチンを誘導するヒストンH3メチル化酵素Suv39H1との相互作用が一つの原因であることを示した。KSHVの潜伏感染における複製・ゲノム維持機構ではKSHV潜伏感染複製origin(OriP)が存在する末端反復配列(TR)とウイルス因子LANAが必要である。今回TRに結合する宿主因子の網羅的同定を試み、その一つにADP-リボシル化酵素PARP1を同定した。PARP1はLANA結合配列の極近傍の特的な配列に結合し、近傍に位置するLANAをADP-リボシル化することで、KSHVゲノムのコピー数の調節に関わっていることを示した。γヘルペスウイルスの一つであるカポジ肉腫関連ヘルペスウイルス(KSHV)について、特に転写制御や複製制御について研究を進めた。KSHVは特にhuman immunodeficiencyvirus (HIV)感染に伴う免疫不全症(AIDS)に伴いカポジ肉腫やprimary effusion lymphoma (PEL)の発症に関わるDNA腫瘍ウイルスの一つであると考えられ、宿主の免疫機能や細胞死を制御する遺伝子機能を攪乱する多くのcellular homologueをコードしている。そしてウイルスの維持や増幅はウイルス伝播とそれに基づく種々の病態発症に強く関わるため、この機構を解析・理解することは重要な課題である。潜伏感染の機構に関し、LANAがヘテロクロマチン化に関る宿主因子Suv39H1を相互作用し、ウイルスゲノムをヘテロクロマチン化することを示した。これは潜伏感染状態におけるウイルス遺伝子発現抑制維持機構をよく説明している。また宿主因子PARP1がTRに結合し、近傍に結合しているLANAがADP-リボシル化されることによって潜伏感染細胞内でのウイルスゲノムコピー数が調節されていることを示した。また宿主の複製因子であるORCなどはLANA依存性にTRに集合することを示した。このプロセスが潜伏感染時の細胞周期依存性のウイルスゲノム複製を遂行させるものと考えられる。カポジ肉腫関連ヘルペスウイルス(KSHV)前初期遺伝子RTAが誘導する宿主遺伝子をコンディショナルRTA発現誘導系(ポナステロンA誘導系)を作製しDNAチップを用いて解析した。RTAはhey1、cxcr4などの宿主遺伝子を発現誘導することが判明したが、これは主にRBPJκの結合サイトを介していると思われた。

発生の過程で転写抑制因子として機能するhey1についてさらに詳細に解析し、hey1はRTAの発現をRTA制御領域上の特異的な領域を介して抑制することが解った。ゲルシフトアッセイやクロマチン免疫沈降法による解析によるとこの機序は該当領域への直接的な結合によるものではなく間接的な該当領域への相互作用によるものであると推測された。HDAC13やmSin3Aとの相互作用も確認できなかったため、転写抑制に直接関わる因子は別に存在するものと考えられた。しかしこの領域に結合する因子はゲルシフトアッセイで確認できるため、今後この結合因子の同定を中心に研究を進めた。KSHVはPEL細胞株でそのゲノムが細胞内に一定のコピー数で維持されているが、この機構について解析を行った。LANAとその結合領域が存在する末端反復配列の存在は細胞周期に呼応した複製の必要十分であるがゲノムの維持・分配に関しては十分ではなかった。またこのことはウイルスゲノム全長をクローニングしたbacmidでも同様であった。このことは本来KSHVゲノムがPEL細胞株に維持されているのはPELの増殖がウイルスの存在に依存していることを示すものと思われた。LANAとK14はhead-to-headで向き合った遺伝子でともにその制御領域を共有していると思われるが、潜伏感染において前者は発現し後者は全く発現しないという現象がみられる。共有すると思われる制御領域をE1B minimalTATAluciferaseの上流に挿入しレポーターアッセイをするとorf73の方向へは強い発現活性がみられるのに対しK14の方向へは全く活性がみられないことが解った。このプロモーター活性の方向性を決定する領域を同定した。今後方向性を示す機序-インスレーター活性-について更に解析した。KSHVの潜伏感染における複製機構についてKSHV潜伏感染複製origin(OriP)における複製前複合体の形成機構について解析した。この形成にはLANAが必須であることはもちろんであるがその形成の場は核内マトリックスで行われることを証明した。このことはLANA自身がマトリックスへ集積する性質もつことから何らかの宿主因子との相互作用が想定される。
粘土遊びの保育文化史的研究：子どもの表現に対する保育者の価値観に着目して

本研究の目的は、日本において幼稚園草創期から現在に至るまで保育・幼児教育の現場に存在し続けている粘土遊びに焦点を当て、粘土遊びの実践がどのような考え方や価値観によって支えられているのかを明らかにすることである。粘土遊びの実践に潜む、子どもの表現に対する何らかの価値観を、保育者の語りとその背景社会にある言説という二つの側面から検討することにより、保育・幼児教育現場における粘土遊びの実践のあり方の問い直しをすると共に、粘土遊びを保育文化史的に考察したいと考える。これにより、粘土遊びの現代的意義と、保育・幼児教育における表現活動の今後の方向性を探る一助としたい。今年度の主な計画は、粘土遊びに関する言説の検討を通じて、保育者の価値観を取り巻く社会的背景を明らかにすること、そして、保育者へのインタビュー調査により、粘土遊びの実践方法、粘土遊びに感じている意義や困難さなどを明らかにすることであった。粘土遊びに関する言説分析では、幼稚園草創期から現在までに出された政府刊行物や主要な文献を収集し、粘土遊びに関する記述を抽出した上で、その内容を整理した。その結果、粘土の教育的価値は、時代とともに新たな視点が見出され、拡大していったことが明らかとなった。保育者へのインタビュー調査では、まず、調査対象となる保育者の選定を行った。具体的には、筆者が行った保育者を対象とする質問紙調査の回答者の中からランダムに選定した。インタビューの質問内容は、おおよそ次の通り。はじめに、粘土遊びの実践方法に関することについて尋ねた。子どもへの粘土の提供の仕方、環境構成、関わり方、配慮していることについてである。次に、粘土遊びで最も意義を感じていることと困難に感じていること、そしてその理由について尋ねた。インタビュー調査の結果については、現在分析中である。保育者へのインタビュー調査では、諸事情により、調査対象者との日程調整等で当初の計画よりも遅れが生じてしまったため。今後は、現在分析中のインタビュー調査の結果を明らかにしたうえで、第二次インタビュー調査を実施する。そして、保育者の語りを類型化して整理し、粘土遊びと子どもの表現に対する保育者の考え方や価値観について明らかにする。
環境因子が運動時の持久性能力と体温調節に及ぼす影響：日射量と気流の複合的作用

外部環境の変化はヒトの運動能力と体温調節機能に影響を及ぼすことが知られている。研究代表者らはこれまでに、暑熱環境下の運動時には湿度の上昇、日射量の増加及び気流の減少に伴い持久性能力と体温調節能は低下することを明らかにしている。しかし、これまでに、これらの環境因子の複合的な作用が暑熱環境下の運動時における持久性能力と体温調節反応に及ぼす影響については検討されていない。本研究は日射量と気流の複合的な作用が暑熱環境下の運動時における持久性能力と体温調節に及ぼす影響について検討することを目的とする。
金属酸化物クラスター格子の形成とその酸化触媒機能

金属酸化物触媒は構造的に2種類に大別される。通常の金属酸化物に見られる金属酸素結合が3次元的に連続しているものと、金属ポリヘドラが複数縮合したクラスターから成るディスクリートな構造体である。最近では3次元結晶の面で複数個の異種元素が孤立クラスターを形成した触媒材料が現れ、中間形態となる第3の形態が重要となってきた。この触媒形態はアルカン選択酸化のような多段反応を制御する上で大変重要で、逆に触媒反応を達成する上で、孤立クラスター格子表面のような高次な機能表面の構築が重要となる。このような構造形成はソフト合成時での自己組織化現象が鍵であり、本研究ではクラスター格子形成可能な構造ビルディングユニットをあらかじめ合成し、これに連結ユニットを介在させ、自己組織化的に固体触媒活性部位を構築した。具体的には、プロパン選択酸化活性を示すMoVSbOx複合酸化物触媒の合成を、構造必須ユニットである5員環オクタヘドラユニットにより構成されているディスクリートなMo132ビッグボールを合成し、この組織を用いてMoVSbOxの水熱下での構造組織化を図った。結晶性の高い固体が得られ、晶癖が緩和された結晶子となった。5員環ユニットをあらかじめ与える事によって組織化の障壁が緩和され、より高次構造が形成されやすくなったと考えられた。ビルディングユニット形成法によりSbなしに同一構造体のMo-V-O複合酸化物も合成できた。部分非晶質のMo-V-Oは選択酸化に活性、選択性を示さないが、結晶化したMo-V-Oは高活性であった。これより高次構造の重要性が明確となった。プロパンの選択酸化にはMoVSbOx触媒と同程度の活性を示したが、選択性には乏しい。これより酸化活性と選択性の発現要因が明確となった。以上の触媒についてより詳細な構造の確定を進めた金属酸化物触媒は構造的に2種類に大別される。以上の触媒についてより詳細な構造の確定を進めたMo-V-O酸化物はある特異な調製条件下で複数個のVがMoで囲まれた孤立クラスターを形成し、この孤立クラスターが形成された特異的結晶面のみが炭化水素の接触酸化に活性を示すことが判明した。クラスター化は複数の元素の組織化を促し、多元の触媒機能発現を可能にしている考えられる。このような準安定状態のクラスター格子構造は水熱合成のようなソフト合成時や表面場で起る自己組織化現象によってのみ生成するものと考えられる。本年度の研究では、クラスター格子形成の要因はどこにあるのか、何がクラスター格子の構造を決定しているのか、何故クラスター格子が高い触媒活性を示すのかを解明すべく、金属酸化物結晶面上に水熱合成条件や水溶液からの凝集過程下で起りうる非平衡自己組織化を利用してクラスター格子を形成させることを試みた。研究遂行の中でVやMoの水溶液からの水熱合成下凝集過程は酸化、還元が伴うため大変複雑で、極めて多くの因子によって影響を受ける事が判明した。そこで溶液中で起こるクラスター格子形成に必要な初期縮合体形成をラマン分析により追跡し、ビルディングユニットの形成とその役割を明らかにした。対称性の高いビルディングユニットが水溶液内で形成されると、当然の事ながら凝縮過程で形成される2次元平面は単純となるが、対称性が低減したビルディングユニットが水溶液内で形成されると、自己組織化過程で多様な平面配置体をとるようになる。この際、組織化を制御するような元素が介在すると組織化の方向性は制限されるが、介在元素自体の性質によってさらに複雑な構造体を誘起するようになる。

これらの結果は結晶形成過程ではっきりした現象であるが、基板表面ではさらに基板自体の構造が組織化の方向を制限すると予想されるので、より現象の異なった組織化が期待され、次年度の研究とする。金属酸化物触媒は構造的に2種類に大別される。通常の金属酸化物に見られる金属酸素結合が3次元的に連続しているものと、金属ポリヘドラが複数縮合したクラスターから成るディスクリートな構造体である。最近では3次元結晶の面で複数個の異種元素が孤立クラスターを形成した触媒材料が現れ、中間形態となる第3の形態が重要となってきた。この触媒形態はアルカン選択酸化のような多段反応を制御する上で大変重要で、逆に触媒反応を達成する上で、孤立クラスター格子表面のような高次な機能表面の構築が重要となる。このような構造形成はソフト合成時での自己組織化現象が鍵であり、本研究ではクラスター格子形成可能な構造ビルディングユニットをあらかじめ合成し、これに連結ユニットを介在させ、自己組織化的に固体触媒活性部位を構築した。具体的には、プロパン選択酸化活性を示すMoVSbOx複合酸化物触媒の合成を、構造必須ユニットである5員環オクタヘドラユニットにより構成されているディスクリートなMo132ビッグボールの組織を用いて、水熱下での構造組織化を通して行った。結晶性の高い固体が得られ、晶癖が緩和された結晶子となった。5員環ユニットをあらかじめ与える事によって組織化の障壁が緩和され、より高次構造が形成されやすくなったと考えられた。ビルディングユニット形成法によりSbなしに同一構造体のMo-V-O複合酸化物も合成できた。部分非晶質のMo-V-Oは選択酸化に活性、選択性を示さないが、結晶化したMo-V-Oは高活性であった。これより高次構造の重要性が明確となった。プロパンの選択酸化にはMoVSbOx触媒と同程度の活性を示したが、選択性には乏しい。これより酸化活性と選択性の発現要因が明確となった。