hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
肺の間質・気道の線維化および発癌・進展に関与する循環線維細胞の分子病態とその制御

実際にはブレオマイシンを経気管投与後、0、3、7、14、21日目の末梢血、肺組織、およびBAL中の各パラメータと、0、7、21日目の肺組織miRNAとcirculating miRNAのmicroarrayの結果を比較した。その結果、血清SP-Dは肺線維化よりも炎症と強く相関するものの、線維化が遷延する21日目にはピーク値の3分の1ほどまで減少したことから、線維化の評価に関しては血中SP-D値のバイオマーカーとしての役割は不十分であることが判明した。miRNAmicroarrayによるmiRNAの測定では、circulating miRNAとして143個のmiRNAが大きく変動していた。肺組織中miRNAとcirculating miRNAの経時変化を比較したところ、miR-322, miR-874, miR-155が線維化期に肺組織と血清中で共に上昇した。これらの結果から線維化病変のバイオマーカーとしての循環miRNAの可能性と、その制御による治療への応用を示唆する結果が得られた。学内倫理委員会の承認を受けたプロトコールにそって同意を得た患者から臨床検体を得て循環線維細胞の同定をおこなって、病態との関連を比較することができた。またさらに、間質性肺炎病態の病態変化があきらかなブレオマイシン肺傷害もでるをもちいて末梢血中のmiRNAと肺組織病変内のmiRNAを比較し、新しいバイオマーカーとなりうるものを網羅的に検索している.24年度が最終年度であるため、記入しない。現在おしすすめている肺線維症病態を安定して評価できる実験動物モデルを用いて、新しい疾患バイオマーカーとなりうるmiRNAを探索する。その結果に基づきまた患者臨床検体の評価することによって、さらに臨床実用をめざす。この結果にもとづき、さらに治療効果や予後の評価に結び付けることが、本研究の最終目標である。24年度が最終年度であるため、記入しない。
微小重力環境下における液滴の放出と捕集に関する研究

平成10年度から平成12年度にかけて微小重力環境下で液滴の放出と捕集に関する実験を行った。平成10年度は,液滴生成器を作成し,微小重力下で液滴生成器の性能試験を行った。その結果,1.微小重力環境では表面張力が顕在化するため,ノズル出口を塞ぎ,液滴生成ができないことが懸念されていたが,微小重力下でも通常重力下と同様,液滴直径および液滴間隔が均一である均一液滴流が生成されることが確認された。平成11年度は,回収器自体を回転させて遠心流を発生させ,遠心流に直角に当たるように入口を配置した回収管から作動流体を回収する回収器を製作し,微小重力での性能試験を行った。その結果,2.作動流体循環で回収器の下流にあるギアポンプへ作動流体を送り込む能力があることがわかった。また,液滴の捕集については,液滴をアルミ平板に衝突させ,飛散の有無を確認した。その結果,3.液滴直径200μm程度の均一液滴流では飛散発生せず,不均一液滴流の場合,飛散が発生することがわかった。これは,不均一液滴流内に直径の大きい液滴が含まれているためであると推測された。平成12年度は,平成11年度の不均一液滴流内に液滴直径が大きい液滴が含まれていたため飛散したのではないかという推測を裏付けるため,ノズル直径を大きくするとともに,平成11年度の液滴回収装置を改修し,回収面角度を変更できるようにするとともに回収面上に液膜を生成できるようにして,液滴捕集に及ぼす回収面角度依存性,液膜の有無の影響を調べた。その結果,4.微小重力環境と通常重力環境下で結果に大きな違いが見られないこと,5.液滴直径が400μm程度の液滴であると均一液滴流でも飛散すること,6.厚さ数mm程度の液膜が液滴直径400μm程度の液滴の飛散を防止する効果があること,7.液滴捕集におよぼす回収面角度依存性が小さいこと,などがわかった。微小重力環境下で均一な液滴を生成することが平成10年度の目標である。液滴材料としては蒸気圧の低いシリコンオイルを使用した。シリコンオイルを圧力容器に入れて加圧することにより直径100ミクロンの小孔から噴出させる。小孔から噴出したシリコンオイルは、円柱形状の噴流となる。これを液滴に遷移させるにはピエゾ振動子で圧力容器内のシリコンオイルを加振しておく必要がある。圧力容器内のシリコンオイルを加振することによって、小孔から噴出したシリコンオイルは円柱形状から液滴形状に遷移する。微小重力環境下では、重力環境下において顕在化しない表面張力の効果により小孔出口をシリコンオイルが覆ってしまい、噴流を生成できない可能性があるため、小孔からの噴流を観測可能とする光学系を、液滴を観測するための光学系のほかに設計した。あらかじめ重力環境下で均一な液滴を生成する加振条件を確認し、2回の落下実験を行った。2回の実験ではいずれも液滴が生成し、微小重力環境下でも均一液滴流が実現できることを確認することが出来た。しかし、小孔材料であるステンレススティールとシリコンオイルの濡れに注意する必要があり、濡れると小孔をオイルが覆ってしまい、液滴流が得られないことがある。

また、オイル容器内に微小なチリが存在して小孔を詰まらせ液流が形成できないことがあった。幸い落下実験に用いたMGLAB(株式会社日本無重量総合研究所)は落下直前においても落下を停止することが出来、試験室に戻して装置を解体して再調整し実験することが出来た。今回の実験で安定な液滴流が得られる目処がついたので、平成11年度では予定通り液滴の捕集実験に進むことが出来ると思われる。今年度は液滴回収器の微小重力下での性能確認試験を行った。液滴回収器は,液滴生成部から宇宙空間に射出された液滴をロスなく回収する必要がある。液滴の回収ロスは液滴ラジエータ全体の作動流体の減少につながるため,回収器での液滴の飛散は防止されなければならない。今回の微小重力実験で用いた液滴回収器は,液滴入射方向に対して35゚傾いた回収面を持つおわん型の回転式回収器で,回収器の回転によって発生した遠心流と直角に当たるように入口を配した回収管を持つことが特徴である。微小重力実験から,1.回収管入口付近での流体の飛散がないこと2.流体ループで回収器の次にあるギアポンプへ流体を送りこむ能力のあること3.回収管内の作動流体の流速は損失を考えたベルヌーイの式から予測できることがわかった。回収管内に真空の領域ができた場合,作動流体を循環させるギアポンプは機能しなくなると考えられているので,2.の能力があることは液滴回収器として望ましい。液滴が回収面と衝突した際の飛散については,回転式回収器では観測が困難であったため,本研究で用いた回転式回収器と同じ傾斜角を持つアルミ平板に液滴流を衝突させ,微小重力下で観測を行った。その結果,液滴直径および間隔が均一な液滴流の場合,回収面への衝突による液滴の飛散は見られなかった。なお,今回平板の衝突実験で用いた均一液滴流は液滴直径240μm,液滴間隔600μm,回収面衝突速度16m/sであった。逆に不均一な液滴流の場合,飛散が確認された。これは,不均一液滴流内に平板にできた液膜厚さに対して液滴直径が大きいもの含まれているため,飛散が起きたと考えられる。このことから液滴生成器で射出される液滴流を本実験で用いた均一液滴流にすれば,少なくとも飛散は発生しないことが確認された。平成10年度から平成12年度にかけて微小重力環境下で液滴の放出と捕集に関する実験を行った。平成10年度は,液滴生成器を作成し,微小重力下で液滴生成器の性能試験を行った。その結果,1.微小重力環境では表面張力が顕在化するため,ノズル出口を塞ぎ,液滴生成ができないことが懸念されていたが,微小重力下でも通常重力下と同様,液滴直径および液滴間隔が均一である均一液滴流が生成されることが確認された。平成11年度は,回収器自体を回転させて遠心流を発生させ,遠心流に直角に当たるように入口を配置した回収管から作動流体を回収する回収器を製作し,微小重力での性能試験を行った。その結果,2.作動流体循環で回収器の下流にあるギアポンプへ作動流体を送り込む能力があることがわかった。また,液滴の捕集については,液滴をアルミ平板に衝突させ,飛散の有無を確認した。その結果,3.液滴直径200μm程度の均一液滴流では飛散発生せず,不均一液滴流の場合,飛散が発生することがわかった。これは,不均一液滴流内に直径の大きい液滴が含まれているためであると推測された。平成12年度は,平成11年度の不均一液滴流内に液滴直径が大きい液滴が含まれていたため飛散したのではないかという推測を裏付けるため,ノズル直径を大きくするとともに,平成11年度の液滴回収装置を改修し,回収面角度を変更できるようにするとともに回収面上に液膜を生成できるようにして,液滴捕集に及ぼす回収面角度依存性,液膜の有無の影響を調べた。
新高輝度硼化物陰極の開発

電子顕微鏡、電子線描画装置等で望まれる高輝度高電流電子源として二硼化タンタル製フィラメントの特性を調べた。直径0.13mmのタンタル線を分圧約0.1Tor.rのジボランと水素の混合気体中で通電加熱することにより硼化しその熱電子放射特性を測定した結果、仕事関数は4.05eVと比較的小さく、加速電圧75kVの電顕に搭載して1x10^6A/cm^2str.とかなり高い輝度が得られたが、高温における蒸発速度が高いため寿命の点でタングステンには及ばないことが分かった。しかし、タングステンのポイントフィラメントに二硼化タンタルの粉末を塗布し、真空中で焼結した新しい陰極では、熱電子源として元のタングステンよりも優れていることが明らかになった。現在、熱電界放出電子源としての特性を測定中であるが、この場合には、酸化ジルコニウム陰極と同様ショットキーシールドが必要なことが分かって来た。また、このフィラメントの場合、タングステンのループへの通電加熱では十分な温度が得られず、ループの断線により寿命を縮めることが多い。そこでNd:YAGレーザー光をオプティカルファイバーで真空中に導入し加熱するシステムを新たに作製して測定を行っている。
第一減数分裂中期停止の発生機序の解明と染色体異常のない卵子の獲得

哺乳動物の卵子は、卵巣内で成熟し受精可能なステージまで進行して排卵される。しかし近年、加齢などの要因で減数分裂が途中で停止し、受精できない事例が多く報告されている。本研究では、その発生メカニズムを明らかにするために、減数分裂の進行を制御している鍵因子の探索を行い、プロリン異性化酵素Pin1が第一極体の放出や染色体の分配など、卵子の減数分裂において重要な役割を果たしていることを明らかにした。近年、加齢などの要因から、減数分裂が途中(第一減数分裂中期)で停止し、受精できない事例が多く報告されている。本研究では、第一減数分裂中期停止の発生機序の解明を目的としている。初年度は、第一減数分裂中期(MI期)の停止に関わる候補因子の検索を進めた。マウス卵子を研究材料として、減数分裂中期で機能する因子の探索とその役割を解析した。特徴的な挙動を示したKizunaとPin1タンパク質に着目して、以下の成果を得た。マウスの卵成熟過程においてKizunaタンパク質は、MI期にある約60%の卵子で染色体周辺での局在化が認められた。第二減数分裂中期(MII期)においては、紡錘体極に局在するもの(14%)、細胞質内に散在するもの(36%)、局在化が認められないもの(50%)が検出され、卵子の状態によってKizunaタンパク質の局在が異なる結果であった。また、MI期とMII期において挙動が異なることから、それぞれ異なる役割を果たしている可能性が考えられた。機能的役割については現在解析を進めているが、研究代表者のこれまでの研究成果に基づいて考察すると、Kizunaの発現(局在)パターンは卵子のクオリティーを反映している可能性が高いと言える。Pin1は、リン酸化したタンパク質に特異的に働くプロリン異性化酵素(PPIase)であり、体細胞では微小管の重合や細胞周期の進行に関与することが知られている。卵成熟過程におけるPin1タンパク質の局在を調べたところ、減数分裂中期(MI期、MII期)の紡錘体上に強く局在化していた。Pin1特異的阻害剤(Juglone)を用いて卵成熟過程のPin1の機能を阻害したところ、濃度依存的に成熟率が低下した。50μM濃度で使用した場合、第一極体が放出できずにMI期で停止する卵子の割合は90%以上であった。この結果から、Pin1は、MI期の紡錘体形成や極体放出(染色体分配)に重要な役割を果たしていることが示唆された。初年度に得られた成果に基づき、卵子の減数分裂に重要な役割を果たしているタンパク質の探索を進め、その中で鍵因子となり得るプロリン異性化酵素Pin1に着目してその機能解析を進めた。Pin1は、広範なタンパク質をターゲットとして、そのタンパク質の安定性や構造変化を調整することによって、細胞分化・増殖に必要な微小管の重合や細胞周期の進行、チェックポイントの制御に関与していると考えられている。卵子の成熟過程(第一減数分裂前期から第二減数分裂中期)において、Pin1の特異的阻害剤(Juglone)を処理すると、濃度依存的に第一極体の放出が抑制され、卵子の成熟を有意に阻害した。同条件で、減数分裂の進行に不可欠である細胞内小器官の局在を調べてみると、F-actinとα-Tubulinで特徴的な変化が認められた。すなわち、Pin1の阻害剤で処理をすると、極体放出前に出現するアクチンキャップは細胞質表層で形成されているものの、紡錘体の形成が不完全あるいは、紡錘体の向きが90度回転した結果、第一極体を放出できなかったことが明らかになった。減数分裂の進行には、アクチンやミオシンなどのタンパク質の機能が不可欠であるが、Pin1の発現阻害はそれらの機能を大きく阻害した。さらに減数分裂におけるPin1の機能を予測するため、卵巣の組織切片を作製し、その発現および局在を解析した。出生直後のマウス卵巣には多数の原始卵胞が存在するが、ほぼ全ての原始卵胞でPin1の発現が認められた。一方、卵子の形成・成熟が進む38週齢のマウス卵巣では、一部の原始卵胞でのみ発現していた。また、成熟過程の卵子では細胞質で発現が確認できるのに対し、退行している卵胞内卵子では、その発現レベルは極めて低かった。以上の結果から、Pin1は第一減数分裂の進行(第一極体の放出)に関与しているほか、発育可能な卵胞に発現し、卵子や卵胞の運命決定に関与していることが示唆された。これまでの2年間の研究により、卵子の成熟過程、特に第一減数分裂中期から第二減数分裂中期進行に関わる新規のタンパク質の同定に成功した。本研究課題の最大のポイントは、第一減数分裂中期における特異的な現象とメカニズムを明らかにすることであり、この目的に沿った研究遂行が出来ている。平成27年11月に東北大学から現所属の広島大学に異動になったこともあり、タイムラプス装置を利用したイメージングの解析に多少遅れがあるものの、専門家との密なディスカッションにより比較的順調に研究を遂行できている。現在の研究環境は、本研究課題を問題なく遂行できるものであることから、引き続き第一減数分裂中期における現象とそのメカニズムの解明に取り組んでいく予定である。プロリン異性化酵素Pin1に着目してその機能解析を行った。

体細胞において、Pin1は広範なタンパク質(Ser/Thrキナーゼ)をターゲットとして、そのタンパク質の安定性や構造変化を調整することによって、細胞分化・増殖に必要な微小管の重合や細胞周期の進行に関与している。卵子の成熟過程において、Pin1特異的阻害剤であるJuglone、DTMをそれぞれ処理すると、濃度依存的に第一極体の放出が抑制され、卵子の成熟を有意に阻害した。同条件で細胞内小器官の局在を調べてみると、極体放出前に出現するアクチンキャップは細胞質表層で形成されているものの、紡錘体の形成が不完全あるいは、細胞表層へ移動した紡錘体の向きが適切でなかったために、極体放出がなされなかったことが明らかとなった。In vivoでの検証を行うため、Pin1欠損(ヘテロ)マウス由来の排卵卵子を解析したところ、約8割の卵子で極体放出が認められなかった。減数分裂の進行には、アクチンやミオシンなどのタンパク質の機能が不可欠であるが、Pin1の阻害はそれらの機能を大きく阻害した。次に、この現象が卵子の減数分裂に特異的なものなのかを検証するため、初期胚発生におけるPin1の機能を解析した。タイムラプスイメージングを用いて、Pin1を阻害した受精卵の発生を観察したところ、2細胞期以降の正常な卵割が阻害された。すなわち、Pin1阻害により、一部の割球で細胞分裂が進行する現象や、染色体の分配を伴わない細胞分裂などが頻出した。これらの結果から、Pin1は卵子の減数分裂のみならず、初期胚発生においても重要な役割を果たしていることが明らかとなった。減数分裂や初期胚発生過程では、多くのSer/Thrキナーゼの関与が知られているが、本研究の結果、これらのタンパク質の機能は、Pin1によるプロリン異性化によって厳密に制御されている可能性が示された。哺乳動物の卵子は、卵巣内で成熟し受精可能なステージまで進行して排卵される。しかし近年、加齢などの要因で減数分裂が途中で停止し、受精できない事例が多く報告されている。本研究では、その発生メカニズムを明らかにするために、減数分裂の進行を制御している鍵因子の探索を行い、プロリン異性化酵素Pin1が第一極体の放出や染色体の分配など、卵子の減数分裂において重要な役割を果たしていることを明らかにした。本研究遂行に関わる最大のポイントは、第一減数分裂中期特異的な現象やメカニズムを明らかにすることである。平成26年度の研究計画は、「減数分裂再開後の発現遺伝子の比較と第一減数分裂中期の停止に関わる因子の検索」であり、予定通りに研究を展開し、第一減数分裂中期に関わる2つの因子を決定することができた。これを一つの軸として、引き続き第一減数分裂中期特異的な現象やメカニズムを解明していく予定である。これまでに同定した第一減数分裂中期に機能するタンパク質の相互作用を明らかにするために、タイムラプスを利用しながら、細胞内の挙動と極体放出における機能を詳細に解析する。その際、当初の予定通り、微小管形成中心(microtubule organizing center: MTOC)の挙動を指標とする。また、紡錘体の形成や極体放出には、中心小体周辺物質の役割が大きいことから、この中心小体周辺物質の機能との関連性も明らかにする。これによって、第一減数分裂中期の現象を分子メカニズムで解明することができる。さらに、老齢モデルを利用して、第一減数分裂中における停止が、同定したタンパク質の機能不全によるものなのかを検証し、卵子の成熟過程における染色体異常の発生メカニズムの解明を目指す。28年度が最終年度であるため、記入しない。
咬合力、負担圧測定システムによる高齢義歯装着者の機能評価

良く咬める義歯とは十分な咬合力が発揮でき、義歯床下粘膜に機能力が適正に配分されることである。平成元年度に咀嚼筋筋電図から咬合力を算出すること、床下粘膜の負担圧を圧力センサ-により測定することが可能となった。平成2年度には、咬合力、負担圧デ-タ集録装置を構築し、筋電図積分値から咬合力を算出するプログラムと圧力センサ-から負担圧分布を測定するプログラムをシステムとして一体化した。さらに、患者が使用している義歯を複製することにより、口腔内で直接負担圧分布の測定も可能となった。高齢全部床義歯装着者3名を対象に、咬合力、負担圧測定システムにより、全部床義歯の機能評価を行った。すなわち、71才、74才、77才、の被験者に上下顎全部床義歯を装着した後、ロ-ドセルで咬合力を実測した。次に、それぞれの義歯を複製し、下顎義歯床基底面に7個の圧力センサ-を取り付け、咬筋と側頭筋前部に双極表面電極を貼布し、咬合調整前と調整後に5秒間の咬みしめを行わせ、咀嚼筋筋電図と負担圧分布を同時記録した。筋電図積分値と実測した咬合力値の回帰直線から咬合力を算出し、負担圧分布との関係を検討した。その結果、3症例とも咬合調整の進行に伴い、咬合力の増加と、負担圧分布の均一化が認められ、機能力が適正に配分される様相を呈した。1人の被験者については旧義歯と新義歯で5秒間咬みしめ時の筋電図積分値を記録し、時系列上で動的に表示して比較したところ、新義歯では明らかに咬合力が増加した。この所見から床下粘膜の負担圧も旧義歯よりも新義歯の方が適正に分散されたと考えられ、新義歯は機能性が高いと評価された。以上の結果から、本システムは、高齢義歯装着者の機能を客観的、定量的に評価でき、診断、予後、患者教育などに有効であることが確認された。1.高齢全部床義歯装着者の咬合力の測定(1)高齢無歯顎者5名を被験者として、筋電図積分値より咬合力を算出するために、複製義歯を製作した。5秒間の咬みしめを行わせて、ロ-ドセルにより咬合力を、咬筋と側頭筋前部の表面筋電図を同時記録した。本年度購入した分析装置(HP9000,Moclel340,横河ヒュ-レットパッカ-ド)を用いて、0.55秒で区切って、区間平均咬合力値と筋電図積分値を算出し、これを散布図として表わした。(2)この散布図は高い信の直線相関を示したので、一次回帰式を求め、筋電図積分値を代入することにより算出された咬合力値は、ロ-ドセルから得られた実測値に近似した。以上の結果から、被験者に、一定の咬合高径で、一度ロ-ドセルにより、咬合力を測定しておけば、筋電図処理によって咬合力を算出することができた。被験者2名に対して新義歯を装着後、動的咬合力を測定し、機能評価を行ったところ、旧義歯に比べ、咬合力は明らかに大きく発現し、機能の向上が認められた。2.床下粘膜の負担圧分布の測定上記の被験者

5名に対して、下顎複製義歯の床基底面に圧力センサ-を24個設置し、咬みしめ時の負担圧分布を測定すべく、準備を行っている。圧力センサ-の直径が5mmで平板なため、曲面である顎堤粘膜に疼痛を生じさせない配慮が必要であることなど問題点がある。まず、有歯顎者において、実験用シ-ネを製作し、唇頬側歯肉に加わる負担圧の測定を行っている、実験用シ-ネを製作し、唇頬側歯人に加わる負担圧の測定を行っている・測定、分析システムはソフトプログラムが完成したので圧力センサ-の取り付けが、解決されれば、筋電図積分値より得られた咬合力値と、同時測定される床下粘膜の負担圧分布から、高齢義歯装着者の機能評価が可能となる。高齢義歯装着者を対象に、本研究のために構築した咬合力、負担圧システムにより全部床義歯の咬合調整前後および新旧義歯の機能評価を行った。被験者は71才男性、74才男性、77才女性の3名である。使用中の義歯と咬合高径が同一のロ-ドセルを設置した咬合力測定装置により、5秒間の咬みしめを行わせ、咬合力の上限を予め実測した。次に使用中の義歯を複製して、下顎義歯床基底面に6個の圧力センサ-を設置した実験義歯を製作し、口腔内で、5秒間の咬みしめを行なわせ同時に左右の咬筋、側頭筋前部より表面筋電図を導出し、負担圧とともに同時記録した。筋電図積分値と実測した咬合力値の散布図から得られた回帰直線の式によって咬合力を算出した。被験者KS(77才、女)は、咬合調整前では右側の咬合接触が強かったため、左側に比べ右側は高い負担分布を示した。この時、咬合力は25kgであった。咬合調整を行い咬合接触がほぼ均等になった時、負担圧分布の左右差はなくなり、均一化する傾向が認められた。また咬合力も35kgと増加した。被験者ST(74才、男)では咬合調整前は各センサ-間での負担圧分布の差が大であったが調整後は小さくなり、圧が適正に分散された。咬合力値も8kgから20Kgへと大幅に向上した。同様に被験者YC(71才、男)においても咬合調整後では各センサ-間における圧は収束する傾向が認められ、負担圧の適正配分が図られた。咬合力は3kgから10kgへと増加した。被験者YCについて実際の義歯を使用して、新旧義歯の咬合力を筋電図積分値から算出して、比較したところ、旧義歯では5秒間の咬みしめで2kgであった咬合力は新義歯では10kgと著しく改善した。これらの所見から、咬合力、負担圧システムが義歯機能を評価する上で極めて有効であることが認められた。
言外の意味を利用して表現する力を伸長する国語科授業に関する実践的研究

本研究は、「読解力」を、文字情報としての文章を正しく読み取ることのみならず、図表や写真、映像や音声といったさまざまな情報を読み取りの対象とすることで、国語科授業において、表現力・コミュニケーション力の育成に資することの可能性を、実践的に探る目的で行った。連続型テキストとしての文字情報(文章)と、非連続型テキストとしての視覚情報(図や表、写真など)、さらには視覚情報における連続型テキストである映像、聴覚情報である音声など、さまざまな情報源を読解の対象として体系的に扱い、総合的な「読解力」を高めさせる国語科授業の有りようを、実践を通して探りたいと考えたことによる。言外に示す意味を利用して表現する活動を,俳句の創作→キャッチコピーの創作→俳句の創作という順で行わせたが,これによって言外に示す意味を意識して表現したかどうかについて,その変容を2回創作した俳句の作品を比較することで検証した。検証にあたっては,その客観性を高めるために,評価を国語科教師2名で行った。初創作と比べて,再創作の方により言外の意味に広がりを持たせることができた例が35例,広がりを持たせることができなかった,あるいは変容がみられなかった例が29例という結果であった。言外の意味を意識して表現する力を高めるための方策として,創作活動とその推敲の間に,全く題材の違う創作活動をはさむという手だては,有効であったと考える。
トレハラ-ゼインヒビタ-の研究

本研究は研究代表者らが発見した新規トレハラ-ゼインヒビタ-(トレハロスタチン)の化学構造解析,阻害機構の解明等を行うとともに,新規インヒビタ-の探索開発を目的としたもので,以下のような成果を挙げた。1.トレハロスタチンの化学構造の決定:元素分析,質量分析の結果からトレハロスタチンの分子式をC_<13>H_<22>O_<10>N_2と決定した。塩酸メタノ-ル水解で得られた単糖をアセチル化し,^1HーNMRで分析したところメチルグルコピラノシド(アセチル化物)であると同定した。このグルコ-スの円二色性スペクトル測定からその絶体配置をD型と決定した。もう一つの構成成分を種々なパルステクニックによるNMR法で解析し,イソウレイド基を含有する擬似環状糖アルコ-ル(5員環)であると決定した。次いで,その立体配置をNEOSYスペクトルより明らかにした。最終的に,トレハロスタチンの化学構造を,αーDーグルコピラノシル残基の1位と糖アルコ-ル部分のイソウレイドの窒素原子とが結合したものであると結論した。この構造は全く新規なものであり,イソウレイド結合で架橋された擬似二糖が発見されたのも初めてである。2.酵素阻害機構の解析:擬一次的反応によって酵素を阻害することを明らかにし,トレハロスタチンが基質アナログ的な一種の自殺基質であると推論した。3.大量生産の検討:トレハロスタチンの生産条件を検討し,基本培地の122倍の生産量の条件を確立した。4新しいインヒビタ-の探索:さらに新規なインヒビタ-を求めて,生産微生物の再探索を行なった結果,未同定の放線菌YOー23株の分取に成功した。本菌株の培養液からインヒビタ-の分離精製を行い,このものが既知阻害剤と異なって動物起源のトレハラ-ゼを強力に阻害することを明確にした。その構造決定を行うには至らなかったが,このインヒビタ-が新規なものであると結論した。1.インヒビタ-の化学構造の決定著者らがAmycolatopsis trehal ostaticaの培養液に発見した新規なトレハラ-ゼインヒビタ-(トレハロスタチン)の化学構造解析を進めた。各種スペクトルテ-ダおよび化学分析の結果,分子式C_<13>H_<22>O_<10>N_2(分子量:366)であり、グルコ-スと未知五炭糖がアミジノ結合で架橋されたユニ-クな疑似二糖様構造であると推論した。このものは化合物としても新規物質である。今後、化学合成によってこのトレハロスタチンを合成し、その構造を確認する計画である。2.酵素阻害機構の解析トレハロスタチンはトレハラ-ゼのみを特異的に阻害するユニ-クなインヒビタ-である。その阻害様式を検討した結果、一種の自殺基質タイプのインヒビタ-であり、その酵素阻害は疑一次反応的に進行することを明らかにした。グリコシダ-ゼインヒビタ-としてのこのタイプのものは既知インヒビタ-に知られておらず、その詳細な阻害機構を今後検討したい。3.大量生産糸の確立インヒビタ-生産条件を調べ、従来の生産力価を約10倍に高める培養条件を設定することができた。

4.新規インヒビタ-の探索トレハロスタチンとは異なるインヒビタ-を求め、インヒビタ-の再探索を行った。その結果、有望菌株を3株取得した。このうちの一株について検討を進め、既知インヒビタ-と異なることを明らかにした。今後、これらについてもその構造解析を始め諸性質の検討を計画している。本研究は研究代表者らが発見した新規トレハラ-ゼインヒビタ-(トレハロスタチン)の化学構造解析,阻害機構の解明等を行うとともに、新規インヒビタ-の開発を目的としたもので,本年度,以下のような成果を挙げた。1.トレハロスタチンの構造決定昨年度で明らかにした推定構造(グルコ-スと未知五炭糖より成る擬似二糖様構造)についてさらに検討を進めた。αーDーグルコピラノシル残基の存在を液体SIMS,H,HーCOSYスペクトル,分解産物のアセチル誘導体の^1HーNMR,円二色性スペクトルより確定した。αーDーグルコピラノシル残基のアノメリック炭素の化学シフト値からNーグルコシド結合であることを明確にした。非グルコ-ス部分の構造は,H,CーCOSYスペクトル,HMQC,HMBCスペクトル等のデ-タより5員環骨格であることを明確にした。NEOSYスペクトル解析によって立体配置を調べた。その結果より,非グルコ-ス部分の構造がイソウレイド基を含有する擬似環状糖アルコ-ルであると結論した。最終的にトレハロスタチンの構造を,αーDーグルコピラノシル残基の1位が糖アルコ-ルのウレイド窒素原子と結合したものであることを明らかにした。この構造は全く新規なものであり,イソウレイドで架橋された擬似こ糖が発明されたものも初めてである。2.動物トレハラ-ゼインヒビタ-昨年度の探索で発見したインヒビタ-について検討を進めた。生産菌株YOー23株の培養条件検討により、約150倍に生産量を向上させることができた。その培養液より本インヒビタ-の分離精製法を確立した。その構造を明確にするに至らなかったが,本インヒビタ-が動物由来の酵素を強く阻害する新規なトレハラ-ゼインヒビタ-であることを明らかにすることができた。
ポルフィセンを基本骨格としたｐ型・ｎ型有機半導体材料の開発

優れた有機光電変換デバイスの実現には,活性層を構成する有機分子が薄膜中で集合体として発現する特性を精密に制御することが極めて重要である.しかしながら,分子の集合挙動を支配する構造因子については未知の部分が多い.本研究では分子の側鎖に注目し,親水性オリゴエチレングリコール(OEG)基と疎水性アルキル基が,低分子有機半導体の薄膜モルフォロジーや太陽電池特性,フォトトランジスタ特性に与える影響を評価した.親水性置換基は,ポリマー材料において移動度や材料間の混和性改善に寄与することが報告されているが,低分子材料における知見はほとんどない.ここでは,OEG基を導入したO4-DPPとアルキル基を導入したC14-DPPとを比較した.π共役骨格や光吸収特性がほぼ同等であるにも関わらず,薄膜状態においてO4-DPPはC14-DPPに比べて0.21 eV小さいイオン化エネルギー(IE)を示し,それに伴いバルクヘテロジャンクション型太陽電池の開放電圧(VOC)が0.24 Vも低下した.X線回折測定の結果から,この差異はO4-DPPとC14-DPPの分子パッキングの違いに由来することが示唆された.また,短絡電流密度(JSC)と曲線因子(FF)にも大きな差が見られ,原子間力顕微鏡による薄膜表面の観察から,相分離挙動の違いがその要因であることが示された.さらに,フォトトランジスタ特性においても,O4-DPPとC14-DPPとで明確な光応答性に差がみられた.両者は光吸収特性や電荷移動度の差が小さいことから,光応答性の有無は光誘起キャリア生成における電極と有機半導体間のエネルギー準位に起因していると考察される.29年度が最終年度であるため、記入しない。29年度が最終年度であるため、記入しない。これまでにポルフィセンの位置選択的ヨウ素化反応の開発に成功しており,得られた3-ヨードポルフィセンを足がかりとしたカップリング反応によって,m-フェニレン(DPc-mP)及びチエニレン(DPc-T)連結ポルフィセン二量体を合成した.DPc-mPおよびDPc-Tの単結晶X線構造解析に成功した.DPc-mPは二つのポルフィセンユニット間の二面角が103度とほぼ直交した非平面構造を示した.一方,DPc-Tはチエニレンリンカーがポルフィセンに対して直交することで,二つのポルフィセンユニットが共平面構造を示した.次に一般的なp型材料であるP3HTとポルフィセン単量体(THPc)または二量体の混合膜を作製し,その電荷移動度を空間電荷制限電流(SCLC)法を用いて測定した.その結果,P3HT:THPc混合膜は正孔移動度1.6×10-4 cm2 V-1 s-1であったが,電子移動度を示さなかった.一方でP3HT:DPc-mPでは正孔移動度3.7 ×10-4 ,電子移動度0.26 ×10-4 cm2 V-1 s-1,P3HT:DPc-Tでは正孔移動度3.7 ×10-4,電子移動度0.027 ×10-4 cm2 V-1 s-1であり,DPc-mPの電子移動度はDPc-Tの約10倍高い値を示した.これは非平面構造のDPc-mPが混合膜中で三次元的な電子輸送経路を構築したと推測される.これらの混合膜をOPVとして評価したところ,P3HT:DPc-mPおよびP3HT:DPc-Tにおいておよそ0.1%のエネルギー変換効率を示し,これはポルフィセン単量体とP3HTに比べての2倍以上高い値を示した.n型半導体の分子構造と半導体特性との関係性を解明することを本研究の目的として、ポルフィセンを基本骨格とする3次元構造をもつ新たなn型半導体材料を合成し,その半導体特性の測定に成功した.ポルフィセンの単量体ではn型半導体特性を示さないが,ポルフィセン二量体はn型半導体としての電子移動度を示し,太陽電池材料として有望であることを明らかにした.さらに,単結晶X線構造解析より,平面構造を有する分子に比べて,非平面の折れ曲がった構造をもつ分子の方が電子移動度が高いことが判明した.得られた分子構造と電子移動度の相関が得られており,当初の計画以上に進展している.優れた有機光電変換デバイスの実現には,活性層を構成する有機分子が薄膜中で集合体として発現する特性を精密に制御することが極めて重要である.しかしながら,分子の集合挙動を支配する構造因子については未知の部分が多い.本研究では分子の側鎖に注目し,親水性オリゴエチレングリコール(OEG)基と疎水性アルキル基が,低分子有機半導体の薄膜モルフォロジーや太陽電池特性,フォトトランジスタ特性に与える影響を評価した.親水性置換基は,ポリマー材料において移動度や材料間の混和性改善に寄与することが報告されているが,低分子材料における知見はほとんどない.ここでは,OEG基を導入したO4-DPPとアルキル基を導入したC14-DPPとを比較した.π共役骨格や光吸収特性がほぼ同等であるにも関わらず,薄膜状態においてO4-DPPはC14-DPPに比べて0.21 eV小さいイオン化エネルギー(IE)を示し,それに伴いバルクヘテロジャンクション型太陽電池の開放電圧(VOC)が0.24 Vも低下した.X線回折測定の結果から,この差異はO4-DPPとC14-DPPの分子パッキングの違いに由来することが示唆された.

また,短絡電流密度(JSC)と曲線因子(FF)にも大きな差が見られ,原子間力顕微鏡による薄膜表面の観察から,相分離挙動の違いがその要因であることが示された.さらに,フォトトランジスタ特性においても,O4-DPPとC14-DPPとで明確な光応答性に差がみられた.両者は光吸収特性や電荷移動度の差が小さいことから,光応答性の有無は光誘起キャリア生成における電極と有機半導体間のエネルギー準位に起因していると考察される.これまでの研究において,分子の三次元構造によって薄膜のモルフォロジーや結晶性,半導体特性が変化することを明らかにした.次に薄膜モルフォロジーを変える手法として,「親水性/疎水性」の相互作用に注目した.有機太陽電池の活性層は二種類の有機半導体の混合膜からなり,材料間のミクロな相分離構造は太陽電池特性だけでなく素子の安定性にも大きな影響を与える.これまで相分離構造を制御するために第三成分の導入が数多く報告されているが,一般的に油に馴染みやすい有機材料同士を用いるため,構造が緩和しやすく,添加剤による相分離構造の安定化の寄与が小さい.そこで本研究では,水と油が分離する性質「親水性/疎水性」の差に注目し,積極的な相分離挙動の制御を行う.具体的には,親水性と疎水性からなる二成分系へ,その中間の性質をもつ「洗剤のような」両親媒性の添加剤を導入し,三成分混合膜の構造と太陽電池特性について評価する.29年度が最終年度であるため、記入しない。29年度が最終年度であるため、記入しない。
反応性核酸を用いた部位特異的リジン残基ラクタム化による蛋白質への機能導入

核酸と相互作用する蛋白質の機能発現に重要なリジン残基を部位特異的に修飾し、蛋白質機能研究の情報を得るため、1、4ージカルボニル構造をもつ反応性核酸を合成し、反応性を検討した。蛋白質との複合体形成後、還元条件下近接するリジン残基と反応し蛋白質とのクロスリンク体を効率よく生成する核酸誘導体、またリジン残基を安定な蛍光性修飾体に変換し、蛋白質を蛍光修飾する核酸誘導体の開発に成功した。蛋白質機能研究に有用な蛍光性ベンゼン縮環型ラクタムの合成と評価;ジメトキシ置換体の窒素置換基の蛍光強度に与える影響の評価を行った。窒素の置換基がヒドロキシエチル、ヒドロキシへキシルの化合物ではほぼ同じ蛍光強度、波長を示し、アセトキシエチルの化合物では、蛍光が弱くなることがわかった。溶媒の極性に依存し蛍光強度、波長が変化することを期待して合成したジメチルアミノ置換体ではジメトキシ体と比較して、メタノール/緩衝液混合溶媒中で長波長側に蛍光極大波長が移動し、塩化メチレン中では60 nm低波長側に移動するなど、OFF-ON型で、期待通りの物性を示す誘導体の合成に成功した。リジン修飾核酸を用いたDNA複製開始蛋白質の部位特異的リジン残基修飾;リジン修飾核酸(1)による蛋白質修飾はすでに確認していた。修飾効率向上を目指し、塩濃度等反応条件を検討したところ、50%から65%程度に向上した。反応性部位の位置、構造を変化させたリジン修飾核酸を合成し、修飾効率向上を検討している。ラクタム構造の確認ではチオール側鎖をもつビオチンを用いた修飾蛋白質の単離、構造決定を計画していたが、修飾蛋白質がチオールと反応しないことが示唆された。近傍に存在するシステイン残基と既に反応したのではないかと推測している。弱塩基性条件、酸化条件でのラクタム構造の再生を検討しており、再生ができれば、ラクタム構造の確認を行う。ベンゼン環が縮環したリジン修飾核酸はリン酸トリエステル型、リン酸ジエステル型の合成に成功し、蛋白質修飾を進行中である。リジン修飾核酸を用いたDNA複製開始蛋白質の部位特異的リジン残基修飾:還元条件下、リジン修飾核酸と大腸菌複製開始蛋白質DnaAの反応により、DNAに近接するリジン残基の部位特異的修飾に成功した。本反応によりDNAリン酸ジエステル部分に接近する蛋白質リジン残基の特定など、蛋白質研究への応用の可能性を示した。DNA結合性蛋白質のターンオン型部位特異的リジン残基蛍光修飾:中性条件下一級アミンと効率よく反応し、蛍光性ラクタム(5,6-dimethoxy-3-methyleneisoindolin-1-one)を形成する反応性基をDNAに導入し、DnaA中のDNAに近接するリジン残基のターンオン型リジン蛍光修飾を検討した。まず、DnaAのDNA結合領域のみの蛍光修飾を行い、蛋白質の酵素消化、質量分析により、DNAと隣接するリジン残基が修飾されたと決定した。DnaAの蛍光修飾も進行し、本研究で開発した反応性核酸が、DNA結合性蛋白質ターンオン型部位特異的リジン残基蛍光修飾に応用可能なことを示した。本反応で生成する蛍光性ラクタムは、蛍光性フタルイミドの酸素isostereである。pH 8ではフタルイミドより安定で、生体応用での有用性が示唆された。蛍光性ラクタムの開発:電子供与性置換基を持つ3-methyleneisoindolin-1-oneの合成と物性研究を行った。6-ジメチルアミノ体及び、7-ヒドロキシ体を合成した。6-ジメチルアミノ体は、蛍光ソルバトクロミズムを示した。また7-ヒドロキシ体は他の誘導体より長波長の蛍光を示した。還元条件下、リジン修飾核酸を用いたDNA複製開始蛋白質の部位特異的リジン残基修飾に成功した。また、DNA結合性蛋白質のターンオン型部位特異的リジン残基蛍光修飾ではジメトキシ誘導体による蛋白質蛍光修飾に成功した。蛍光ソルバトクロミズムを示す、ジメチルアミノ体については現在安定性評価を行っている。また誘導体のうち最も長波長の蛍光を示す、ヒドロキシ体については合成に成功した。核酸と相互作用するたんぱく質に重要なリジン残基の機能や位置を調べたり、特定のリジン残基に機能性官能基を導入することは、たんぱく質機能研究や、新たな機能性蛋白質の開発に重要である。緩和な条件でたんぱく質の部位特異的リジンの化学修飾を行うことを目的に中性条件下、一級アミンと反応して5員環アミンを形成する1、4ージカルボニル構造を導入した反応性核酸1,2を合成し、反応性を検討した。反応性核酸1はDNAの酸化的損傷部位として知られるC4位脱塩基部位の2位メトキシ誘導体であり、C4位脱塩基部位に比べ脱離反応による分解が起こりにくい利点を持つ。還元条件下、1が高収率で一級アミノ基と反応し、5員環アミン構造を持つ核酸アミンコンジュゲート化合物に変換することを見出した。また反応性核酸2はベンゼンに縮環した1、4ージカルボニル構造をもち、中性条件下、一級アミンと反応し効率よく3-メチレンイソインドリン-1-オン(MIOと略する)に変換した。ベンゼン部にジメトキシ基を導入したMIOは蛍光性を示すこと、また蛍光分子として知られるその酸素同族体、ジメトキシフタルイミドよりに比べ安定である(pH8の弱塩基性条件)ことを明らかにした。

MIOの蛍光性はこれまで注目されていなかったが、安定性、ターンオン蛍光修飾に利用できることと合わせ、有用な蛍光分子として期待できる。反応性核酸1、2を用いて、DNA結合性蛋白質のリジン残基との部位特異的クロスリンク形成、また部位特異的ターンオン型蛍光修飾にそれぞれ成功した。またMIOは部分構造であるエキソオレフィン部で1、3-双極子環化付加反応が進行することを見出し、MIOによるたんぱく質化学修飾を経て、機能性官能基の導入を検討中である。更にMIOへの置換基導入による新たな蛍光分子創出も検討中である。核酸と相互作用する蛋白質の機能発現に重要なリジン残基を部位特異的に修飾し、蛋白質機能研究の情報を得るため、1、4ージカルボニル構造をもつ反応性核酸を合成し、反応性を検討した。蛋白質との複合体形成後、還元条件下近接するリジン残基と反応し蛋白質とのクロスリンク体を効率よく生成する核酸誘導体、またリジン残基を安定な蛍光性修飾体に変換し、蛋白質を蛍光修飾する核酸誘導体の開発に成功した。蛋白質機能研究に有用な蛍光性ベンゼン縮環型ラクタムの合成と評価;ジメトキシ基、ジメチルアミノ基を導入した誘導体について合成、評価が終わり、目的としていた溶媒の極性に依存し蛍光強度、波長が変化する化合物の創出に成功した。27年度以降に計画していた、ジメトキシ基を持つ蛍光性ラクタムを生成する反応性オリゴデオキシヌクレオチドの合成も成功し、順調に研究が進行していると考えている。リジン修飾核酸を用いたDNA複製開始蛋白質の部位特異的リジン残基修飾については反応効率の改善に成功した。ラクタム構造の構造決定は現在進行中の課題として努力している。ターンオン型リジン蛍光修飾を行う核酸誘導体の合成と評価:ジメチルアミノ体による、蛋白質リジン残基修飾の検討を行う。また長波長の蛍光を示す、ヒドロキシ体の物性研究、蛋白質リジン残基修飾を行う。生体分子公用可能なラクタムの官能基特異的反応:テトラゾールへの光照射により生成するニトリルイミンとの1,3-双極子反応を蛋白質への機能導入に応用する。核酸関連化学26年度の研究は概ねスケジュール通り達成することができたので、27年度以降もスケジュールに従って以下の様に推進する。ラクタム化蛋白質の構造決定:ラクタム化蛋白質特有の反応性として注目していたチオール類の反応が、蛋白質内の近接するシステイン残基とで進行するという予想外の結果から、当初計画していた構造決定方法が採用できなかったが、ラクタム再生の方法を検討中であり、構造決定を進める。生体分子応用可能なラクタムの官能基特異的反応;ニトリルオキシドとの反応に加えて、光条件下発生させるニトリルイミンとの1,3-双極子反応、テトラジンとのDiels-Alder反応など進行が期待できる反応を検討する。ラクタム化蛋白質の物性、反応性検討;ベンゼン環が縮環したリジン修飾核酸(2)の合成に成功しており、蛋白質の修飾、構造決定を行う。その後、ラクタム化蛋白質の1,3-双極子反応などを検討する。また蛋白質修飾により蛍光性のラクタムを形成するリジン修飾核酸も同様に合成が可能であり、蛋白質の修飾、修飾蛋白質の蛍光検出を行う。
部分安定化ジルコニアにおける正方晶-単斜晶変態の結晶学的研究

1.目的:イットリア添加ジルコニア正方晶相(t相)→単斜相(m相)変態について変態機構および結晶学的様相(形態、晶癖面、方位関係、格子不変歪等)を明らかにすること。2.方法:試料はア-クメルトしたZr02-2mol%Y203であり、鋳放し状態ではヘリングボ-ン状のt相であるが、電顕試料中には薄片作製中に生じたと思われるm相を若干存在した。t→m変態は大気中300°C時効により誘起した。3.結果:初期試料中のt相ヘリングボ-ン組織中に生成するm相に関して得られた結果は次の通りである。(1)300°C時効によってt相ヘリングボ-ン組織の双晶バンド中に板状m相が生成する。電顕観察およびX線回折実験より晶癖面、格子定数、方位関係等が求められた。また、板状m相には格子不変歪の痕跡と思われる筋状コントラストが観察された。これらの観察結果はマルテンサイトの現象論計的手法によって整合的に説明することができた。(2)時効時間の増大と共に板状m相は成長し、母相であるt相ヘリングボ-ン組織のバンド境界に衝突した場合に異なるバリアントを誘発する。これらのバリアントは一つのバンド内で(100)m接合面を共有して成長し、バンド境界面はそのまま引き継がれる。その結果新たにm相のヘリングボ-ン組織が形成される。この構造はt→m変態に伴う大きなせん断成分の緩和によって説明することができた。
中等教育段階における理科諸科目の覆修(必修・選択)に関する研究

本年度は本研究の最終年度にあたり、下記の事項についての研究を進めるとともに、本研究の最終的なまとめを行った。1.昭和63年3月に発表された高等学校の学習指導要領では、理科に13科目が設けられ、その履修は選択的に行われることとなった。これら諸科目の選択的履修は、生徒の能力・適性に即応するとともに、学習の程度を高くすることができるが、理科の学習分野が偏り、科学全般についての基礎的教養という点で問題が起る。こうした問題について高校の理科教師を対象としてアンケ-ト調査し、その実態を明らかにした。2.たとえば現在、世界的規模で問題化している環境問題のように、日常の社会生活にかかわる問題に正しく対処するためには、科学全般についての基礎的知識が不可欠である。本研究では、こうした問題に対する高校生の理解度をアンケ-ト調査し、その実態の一端を明らかにした。3.イギリス、フランス、東・西ドイツ、ソビエトの中等学校における理科諸科目の履修状況を明らかにし、これら各国の中等学校における理科諸科目の履修のし方の特性、ならびに問題点を考察した。4.上記事項についての研究成果、ならびに昭和62,63年度にわたって行われた研究成果を総合し、今後のわが国の中等教育段階における理科諸科目の履修のし方への提言を行った。なお、研究の成果は「研究成果報告書」にまとめて印刷した。5.本年度の研究成果の発表、本年度の研究成果は下記の学会で発表した。(1)日本理科教育学会第39回全国大会(2)日本科学教育学会第13回年会本年度は本研究の最終年度にあたり、下記の事項についての研究を進めるとともに、本研究の最終的なまとめを行った。(1)日本理科教育学会第39回全国大会(2)日本科学教育学会第13回年会本年度は,当初の研究計画にしたがって,下記の2項目を中心に調査研究を行った.1.わが国の教員養成大学・学部の自然科学および理科教育担当者を対象として,高等学校における理科諸科目の履修(必修・選択)がどのように考えられているかを調査した.以下は,その結果の大要である.(1)高校生の適性・進路・能力などを考慮して,物理,化学,生物,地学の選択に履修に賛成する人が多い.(2)しかし,大学における自然諸科学の教授の実際的問題や,自然科学に関する国民的教養の質的水準の向上という立場に立って考えた場合は,物理,化学,生物,地学の選択的履修に反対する人が多い.これは上記(1)と矛盾する結果になっている.(3)理科諸科目の選択は,生徒の適性や能力に即応して行われるよりも,大学入試科目に左右されることが多く,この問題が多く指摘されている.2.欧米諸国の中等学校における理科諸科目の履修状況について調査した.欧米諸国,とりわけヨーロッパ諸国でも,中等学校における理科諸科目をどのように履修させるかが大きな問題になっており,国家的規模で問題への取り組みが行われている.しかし,生徒の適性や能力を考慮した場合,また,自然科学教育の深化をはかろうとする場合,選択制をとらざるを得ないが,そうすると自国科学に関する国民的教養という点で問題が生じるので,その対応策に腐心している.本年度の研究成果の一部は,日本理科教育学会第37回全国大会において「欧米諸国の中等教育段階における理科諸科目の選択制について」と題して発表したが,ここには本研究の中間報告としてその一部を本実績報告書に添付する.本年度は本研究の第2年次にあたる。当初の研究計画にしたがって、下記の事項を中心に研究を進めた。1.イギリス、フランス、東・西ドイツ、ソビエトの中等学校における理科諸科目の履修状況を調査し、それぞれの特性、並びに問題点を明らかにした。これらの国の中等教育段階、特に後期における理科諸科目の履修のし方は、次の3つに大別できる。(1)物理、化学、生物を全生徒に必修させ、さらにその上に生徒の興味や適性、能力に応じて適当な科目を選択・履修させる。(ソビエト、東ドイツ型)(2)生徒の興味、関心、適性、能力に応じて、生徒が適当と思う科目を自由に選択・履修させる。(イギリス型)

(3)上記の(1)と(2)の中間型で、ギムナジウム上級段階の1年において(わが国の高校2年に相当)物理、化学、生物の中から2科目選択させ、その後の2ヵ年は、さらにその中から1科目を選んで履修させる。(西ドイツ型)2.上記の(1)、(2)、(3)それぞれの特性を比較検討し、それぞれの問題点を考察した。3.研究成果の発表本年度の研究成果の一部を下記の学会並びに研究会で発表した。(1)日本理科教育学会第38回全国大会(2)日本科学教育学会第12回年会、並びに、昭和63年度第3回研究会なお、本年度の研究成果は「昭和63年度実績報告書(中間報告)」としてまとめて出版した。本年度は本研究の最終年度にあたり、下記の事項についての研究を進めるとともに、本研究の最終的なまとめを行った。1.昭和63年3月に発表された高等学校の学習指導要領では、理科に13科目が設けられ、その履修は選択的に行われることになった。これら諸科目の選択的履修は、生徒の能力・適性に即応するとともに、学習の程度を高くすることができるが、理科の学習分野が偏り、科学全般についての基礎的教養という点で問題が起こる。こうした問題について高校の理科教師を対象としてアンケ-ト調査し、その実態を明らかにした。2.たとえば現在、世界的規模で問題化している環境問題のように、日常の社会生活にかかわる問題に正しく対処するためには、科学全般についての基礎的知識が不可欠である。本研究では、こうした問題に対する高校生の理解度をアンケ-ト調査し、その実態の一端を明らかにした。3.イギリス、フランス、東・西ドイツ、ソビエトの中等学校における理科諸科目の履修状況を明らかにし、これら各国の中等学校における理科諸科目の履修のし方の特性、ならびに問題点を考察した。4.上記事項についての研究成果、ならびに昭和62,63年度にわたって行われた研究成果を総合し、今後のわが国の中等教育段階における理科諸科目の履修のし方への提言を行った。なお、研究の成果は「研究成果報告書」にまとめて印刷した。5.本年度の研究成果の発表、本年度の研究成果は以下の学会で発表した。(1)日本理科教育学会第39回全国大会(2)日本科学教育学会第13回年会
芳香族アミノ酸の生体内環化縮合反応による中枢神経系作用の発現

我々は既に内在性アミン及び覚醒剤等を例に用いて生体内環化縮合反応の一般性を証明してきた。本研究において我々は、「芳香族アミノ酸はC1ユニットを得て縮合閉環すれば安定な型である窒素を含む6員環を形成することが化学的に可能である。」という点に着目した。まず第一に上記化合物群の化学合成を行いフェニルアラニン、チロシン、トリプトファン、ヒスチジンの環化縮合体をそれぞれ数百mgの単位で得ることが可能となった。生体内においてこれら芳香族アミノ酸の縮合物質の存在を証明するべくGCーMSをもちいて検討を加えた。現売までのところ生体内夾雑物質の妨害で上記化合物群の同定には至っておらず、今後の検討課題である。更に生成した環化縮合体は、パ-キンソン病発症関連化合物であるテトラヒドロイソキノリン誘導体及びGABAリセプタ-に高親和性を示すテトラヒドロβカルボリン骨格等を有するため中枢神経系においての生理活性が期待できる。そこで鎮痛活性を有するジペプチドであるキョ-トルフィンのチロシン残基を縮合環に変換した誘導体を合成し薬理効果をtailーflick法を用いて検討した。実際にはマウス腹腔内に10mg/Kg投与するとコントロ-ル群に比較して有意な鎮痛活性を示した。キョ-トルフィンは末梢投与では薬効を示さないので、この点において腹腔投与でも薬効を示す本化合物はキョ-トルフィンとの比較においても優れていると考えられる。さらに薬効持続時間は1時間以上にもわたることもあきらかにしたので、鎮痛薬の新しいリ-ド化合物候補として期待が持てる。