hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
アフリカ諸国における数学のメタファーの解明

数学的概念の中には、実際の事象や経験を例えに用いること、言い換えるとメタファーが必要不可欠な単元がある。しかしながら、数学学力の向上が喫緊の課題となっているアフリカ諸国において、メタファーを軸とした研究はなされてこなかった。このような中、研究代表者はメタファーを必要とする抽象的概念である正負の数と加減を取り上げ、アフリカ諸国の低い数学学力の一端にメタファーが機能していないという仮説のもと調査を実施してきた。その過程で、実際の事象や経験を例えとすることに加え、数を直線上の点とみなすメタファーが計算技能の習熟度に大きな影響を与えていることが分かってきた。そこで、本研究の当該年度では、数を直線上の点となすメタファーに焦点を当て、どのように数を直線上の点として捉えているのかを明らかにするための現地調査を行った。その結果、計算テストにて計算技能を完全に有している(全問正解)と判断できる生徒は、0と1000のみを表示した数直線において、その真ん中に相当する矢印を「真ん中にあるので500」という判断を下すことができ、計算技能を有していない生徒は0から自分の判断で「ここが0であるからその横は100、200・・・」など、数直線上を自分の尺度でカウントしていく様相が明らかになった。その結果から、正負の数の計算技能の背景の1つとして、数を直線上で概算できるか否かが大きな影響を与えていることが分かった。そこで、計算技能をある程度有している(約半分正解)が、数直線上の概算が出来ない生徒2名と、計算技能は有していない(正答率が著しく低い)が数直線上の概算が出来る生徒2名に対し、数直線を使用した正負の数の加減の授業実践を行った結果、数直線上の概算が出来る生徒のテストスコアのみが大幅に上昇した。これらから、正負の数の習熟において、数を直線上の点とみなすことが出来るか否かが重要であることが明らかになった。本研究は、数を直線上の点とみなすメタファーの有無や、正負の数の計算技能と数をどのように直線上で捉えているかを明らかにすることを通し、アフリカ諸国の低い数学学力の一端を明らかにするものである。研究の性質上、アフリカ諸国における現地調査は必要不可欠であり、研究の進展にも大きく影響する。当該年度では、当初の予定通り3月にザンビア共和国、マラウイ共和国において現地調査をすることができ、数直線上における概算が出来るか否かが大きく影響していることが明らかになった。また、現地協力者とも十分な議論をすることが出来たため、今後の研究発表について、11月に開かれる国際学会での発表を視野に入れていくことなど、具体的な研究の進め方についても見通しが立ってきている。そのため、本研究の進捗状況としてはおおむね順調に進展していると考えられる。さらに、当該年度では、当初予定していなかったウガンダ共和国においても調査可能な状況が得られたため、当初予定していた現地調査に加え、東アフリカに位置するウガンダ共和国においても同様の調査を行った。その結果は、中央アフリカに位置するザンビア共和国、マラウイ共和国とおおむね同様であった。現在、詳細に関する分析を行っている最中ではあるが、中央アフリカに位置する国と東アフリカに位置する国において、同様の傾向がみられることが出来れば、本研究成果の汎用性および研究可能性を広げることが出来ると考えられる。まず、当該年度3月に行った現地調査により得られた質問紙およびインタビューの詳細分析を行い、数を直線上の点とみなすメタファーの詳細を明らかにしていく。そして、3月の現地調査では数名にしか出来なかった、数直線上での概算が出来るが計算技能の低い生徒への授業実践を再度行う予定である。これまでは、正負の数の加減、数直線へ焦点を当ててきたが、その背景にある数を直線上の点とみなすメタファー、数直線上の概算が出来ることがどのように関係しているのかを理論面・実践面から再度考察していく必要になる。そして、数と数直線、メタファーが計算技能の獲得に大きな影響を与えていることが明らかになれば、小学校の低学年から導入されている数直線に対する教え方や子どもたちの理解の様相を明らかにしていく必要が出てくるため、調査対象などの変更が考えられる。例えば、ザンビア共和国の算数の教科書を概観すると、小学校1年生段階の足し算から半直線が導入されており、数=個数といった離散量の概念が確立する前に連続量を導入され、認知的な負荷が大きくなっている可能性がある。そのため、数を直線上の点とみなすメタファーが正負の加減の正答率に影響を及ぼす根源的な原因が小学校低学年にあるとも考えられる。これらの研究状況から今後の研究方策をまとめると、理論面では、数を直線上の点とみなすメタファーと数直線上で概算することの関係を明らかにしていく。実践面においては、数直線上で概算が出来る子どもは、教え方次第で簡単に正負の数の加減が出来るようになるかを確かめていく。そして、その結果次第ではあるものの、半直線が小学校低学年で導入されている様相を観察し、研究対象学年を下げ、より根本的な数学学力の課題に対してメタファーという視点での研究を展開していきたい。

このような中、研究代表者はメタファーを必要とする抽象的概念である正負の数と加減を取り上げ、アフリカ諸国の低い数学学力の一端にメタファーが機能していないという仮説のもと調査を実施してきた。その過程で、実際の事象や経験を例えとすることに加え、数を直線上の点とみなすメタファーが計算技能の習熟度に大きな影響を与えていることが分かってきた。そこで、本研究の当該年度では、数を直線上の点となすメタファーに焦点を当て、どのように数を直線上の点として捉えているのかを明らかにするための現地調査を行った。その結果、計算テストにて計算技能を完全に有している(全問正解)と判断できる生徒は、0と1000のみを表示した数直線において、その真ん中に相当する矢印を「真ん中にあるので500」という判断を下すことができ、計算技能を有していない生徒は0から自分の判断で「ここが0であるからその横は100、200・・・」など、数直線上を自分の尺度でカウントしていく様相が明らかになった。その結果から、正負の数の計算技能の背景の1つとして、数を直線上で概算できるか否かが大きな影響を与えていることが分かった。そこで、計算技能をある程度有している(約半分正解)が、数直線上の概算が出来ない生徒2名と、計算技能は有していない(正答率が著しく低い)が数直線上の概算が出来る生徒2名に対し、数直線を使用した正負の数の加減の授業実践を行った結果、数直線上の概算が出来る生徒のテストスコアのみが大幅に上昇した。これらから、正負の数の習熟において、数を直線上の点とみなすことが出来るか否かが重要であることが明らかになった。本研究は、数を直線上の点とみなすメタファーの有無や、正負の数の計算技能と数をどのように直線上で捉えているかを明らかにすることを通し、アフリカ諸国の低い数学学力の一端を明らかにするものである。研究の性質上、アフリカ諸国における現地調査は必要不可欠であり、研究の進展にも大きく影響する。当該年度では、当初の予定通り3月にザンビア共和国、マラウイ共和国において現地調査をすることができ、数直線上における概算が出来るか否かが大きく影響していることが明らかになった。また、現地協力者とも十分な議論をすることが出来たため、今後の研究発表について、11月に開かれる国際学会での発表を視野に入れていくことなど、具体的な研究の進め方についても見通しが立ってきている。そのため、本研究の進捗状況としてはおおむね順調に進展していると考えられる。さらに、当該年度では、当初予定していなかったウガンダ共和国においても調査可能な状況が得られたため、当初予定していた現地調査に加え、東アフリカに位置するウガンダ共和国においても同様の調査を行った。その結果は、中央アフリカに位置するザンビア共和国、マラウイ共和国とおおむね同様であった。現在、詳細に関する分析を行っている最中ではあるが、中央アフリカに位置する国と東アフリカに位置する国において、同様の傾向がみられることが出来れば、本研究成果の汎用性および研究可能性を広げることが出来ると考えられる。まず、当該年度3月に行った現地調査により得られた質問紙およびインタビューの詳細分析を行い、数を直線上の点とみなすメタファーの詳細を明らかにしていく。そして、3月の現地調査では数名にしか出来なかった、数直線上での概算が出来るが計算技能の低い生徒への授業実践を再度行う予定である。
競技パフォーマンスに及ぼす生体リズムについて

競技パフォーマンスの変動をもたらす要因として、心身の疲労の他に、注意・覚醒水準を含む生体リズムの周期的変動が関与することが、Helberg等(1973)によって明らかにされてきた。本研究では、競技パフォーマンスを構成する注意能力と、運動パフォーマンスの周期性を明らかにすることにより、選手の効果的なコンディショニング作りの精神生理学的基礎を提供することを目的に行われた。実験課題として、刺激間間隔3秒の予告反応時間課題を用い、従属変数としては注意機能や覚醒水準を表す誘発脳波であるCNV(contingent negative variation:随伴性陰性変動)を用いた。被験者は、シールドルームの中で、午前9時より午後4時30分まで、30分毎に24試行ずつ16回の予告反応時間課題を行った。CNVは、Fz,F3,F4,Cz,C3,C4,Pz,P3,P4,Oz,T3,T4の頭皮上12部位から単極導出により、時定数5秒の条件で記録された脳波をオンラインでA/D変換(サンプリング周波数200Hz,サンプリング・ポイント1024)し、加算平均(毎回の被験者あたりの加算回数は10-22回)することにより求めた。その結果、予告反応時間の自己相関関数分析より、先行研究同様、運動パフォーマンスの周期性が90から120分であることが見出され、覚醒中の種々の機能の変動を支配するBRAC(basic rest activity cycle:基礎的休止-活動周期)の周期性の存在を確認し、さらに同様の変動をCNVにおいても確認した。また、各回の試行中における注意水準の変動を表すと考えられる尚早反応について分析した結果、前頭部においてCNVの有意な低下が見出された。以上の結果より、競技能力を構成する運動要因(運動パフォーマンス)の変動と、もう一つの構成要因である心理要因(注意・覚醒水準)との関連性が明らかにされ、競技力に及ぼすBRACの影響を示唆するものであった。
近世オランダ資料から見た日本西洋化の測定

この研究のテ-マは、「近世オランダ資料から見た日本西洋化の測定」であり、多面的角度からその実情を分析し、量的・質的に明らかにしようとするものである。そのために、オランダ関係資料(通商資料・書簡・日記・風説書・天文学・数学・物理・生物・医学・歯学・化学・建築・土木・思想・言語・絵画資料および生活・習慣・風俗資料など)を、具体的に調査・分析する必要があった。昭和63年度(1988ー1989)は、主として関東圏の図書館・博物館の調査を行ない、日蘭関係資料の複写・収集を行なった。平成元年度(1989ー1990)は、引き続き関東圏・関西圏および各地の重要な図書館・博物館(北は函館、南は地元長崎など)の資料調査・収集を行ない、さらに分担したテ-マに従って、資料の整理・分析を行なった。分担者は、文学・歴史・思想・医歯学・工学・生物学・語学・美学などの専門的立場から、基礎的調査と考察を行なった。1.日本文学文献に表れた生活文化、風俗に見る西洋化(若木太一)2.蘭書および蘭学者関係資料の収集・分析(佐久間正・姫野順一)3.医学史から見たわが国の西洋化に関する資料収集・分析(安田克広)4.建築・土木技術資料の収集・分析(岡林隆敏)5.オランダ絵画技法の導入過程の分析(兼重護)6.蘭書および貿易関係資料および日本関係洋学資料の収集・分析(姫野順一)7.出島関係埋蔵物資料の収集・分析(永松実)この外、ヨ-ロッパ蘭古書の調査・収集(四反田想)、天文学を中心とする数学・物理関係書の調査(常石敬一)、博物学原書・翻訳書の調査(三矢泰彦)も行なった。昭和63年度は、オランダ人のもたらした諸科学(医歯学・天文学・数学・生物学・建築土木など)や思想・言語・絵画などの資料で国内に存在するものの調査・収集および整理を行なった。本年度は主として関東圏の図書館や博物館を集中的に調査した。研究分担者はそれぞれのテーマに関する資料の調査・収集を行なった。(1)日本文献の調査......若木は国会図書館・東京国立博物館・東洋文庫横浜開港資料館等の調査を行ない、饒田喩義の『海魚考』その他を収集した。また地元の長崎県立図書館・市立博物館の調査を行ない『鎖国論』『成形図説』等基礎資料を収集して、蘭書の影響の調査を始めている。(2)輸入図書の調査......安田・佐久間は国会図書館・国立公文書館・東洋文庫等の調査を行ない、江戸幕府旧蔵の蘭書目録や原物の収集も行なった。(3)絵画資料の調査......兼重は東京国立博物館・東京国立文化財研究所で洋画(オランダ関係の絵画)を調査するとともに長崎に散在する洋風画およびその影響下にある日本人画家の調査を行なった。また、幕末・明治期の古写真の調査を開始し、目録作成をするためのカード採りにとりかかった。(4)土木技術の調査......岡林は幕末の文献を調査し、土木技術に関する資料を収集した。同時に遺構の調査を進め、西洋(特にオランダ)伝来の技術と江戸の土木技術との融合の度合について検証を行なった。(5)埋蔵資料の調査......永松は出島出土の陶磁器やガラス製品等の遺物の発掘と整理および国内の出土品と伝世品の所在調査を行なっている。平成元年度は、昨年度に引き続きオランダ人のもたらした諸科学(医歯学・天文学・数学・生物学・土木建築など)及び思想・言語・絵画などの資料や遺構の調査・収集を行なった。

本年度は北は函館、南はわれわれの地元長崎、そして関東圏・関西圏の重点的図書館・博物館らの調査を行ない、分担したテ-マに従って資料の整理・分析を進めた。(1)日本文献の調査・収集主として若木が生活・風俗・文化及び言語資料の収集を継続した。国会図書館・東洋文庫・内閣文庫・国文学研究資料館・長崎市立博物館・長崎県立図書館・長崎大学付属図書館などの調査で、『和蘭話訳後集』など多数の注目すべき資料を収集した。(2)輸入図書の調査・収集安田は江戸幕府旧蔵書の調査を引き続き行ない(国会図書館)、東北大学文学部へ内地研修に出かけた佐久間は、狩野文庫その他の資料調査を行なった。(3)絵画資料の調査兼重はオランダ写実画に影響を受けた川原慶賀の絵画技法についての分析を行ない成果を報告した。古写真の収集と整理目録化を進めた。若木は風俗資料として調査・分析を行なった。(4)土木技術の調査岡林は主として長崎南山手・大浦地区の外国人居留地の建築物や石畳などの調査をして、西洋の技術の痕跡を分析した。(5)埋蔵資料の調査出島出土のクレ-パイプ、陶磁器、動物の骨などの発掘・調査を永松が引き続き行なった。(6)日蘭関係洋学資料(94点)を購入し、目録化を進めた。
顕微分光による単一量子ドット中の電子状態

近年の半導体結晶成長技術の進展に伴い、量子ドットなどナノメートルサイズで構造を制御した資料が作成されており、半導体レーザーや受光素子などの新しい光デバイスへの応用が期待されている。本研究では、レーザーを使用することによって得られる利点を活用し、さらに半導体量子ドット中の励起子状態をより調べることが可能な分光方法を使用した。半導体量子ドット中に働く非常に小さな摂動や相互作用を調べ、解析を行うにあたって、以下の方法を試みた:顕微分光による量子ドット発光スペクトルの温度依存性でCdTeやGaAsなどの低密度量子ドットのサンプルを用いて単一量子ドットの発光を観測し、その温度変化より電子とフォノンの相互作用の解析を行った。他物質の中に成長させた量子ドットと違い、似ている物質の上に成長させた自己形成量子ドットは電子の閉じ込め方が違うことがわかった。温度変化を調べることにより、スペクトル領域では励起視線の広がりが生じる。この広がりに成分が二つあることがわかり、同時に緩和仮定に二つの成分があることがわかった。磁場依存性の実験では顕微分光より数万個の量子ドット群の中から単一の量子ドットを測定し、励起光の強度を上げることで単一のドット内のより高いエネルギー順位を観測する。その上で磁場をかけると、磁場特有の効果が全ての順位で見られる。この研究は手法の新しさと共に、非常に良質な試料で行うために今後の期待が高い。これより発光スペクトルに変化が生じ、ゼーマン分裂など磁場特有の効果が見られる。II-VI族半導体量子ドットと比べると、III-V族半導体量子ドットは違う効果が見られる。これより発光スペクトルに変化が生じ、ゼーマン分裂など磁場特有の効果が見られるII-VI族半導体量子ドットと比べると、III-V族半導体量子ドットは違う効果が見られる。
iPS細胞を用いたGFPT1先天性筋無力症の病態解析および治療研究

先天性筋無力症候群(congenital myasthenic syndromes, CMS)は神経筋接合部(neuro muscular junction, NMJ)に発現するタンパクをコードする遺伝子の先天的分子欠損症により神経筋伝達障害が起こる疾患群である。NMJで機能する分子のうちCMSの原因として知られている分子は、骨格筋アセチルコリンレセプター(AChR)、Collagen Q、コリンアセチルトランスフェラーゼ(ChAT)、Rapsin、MuSK、LRP4、GFPT1、DOK7,Agrin等が挙げられる。CMSの原因分子の一つに、タンパクや脂質の糖化酵素であるGFPT1(Glutamine:Fructose-6-Phosphate Transaminase 1)の変異があり、肢帯型の筋力低下が特徴である。GFPT1は広範囲に発現するタンパクであり、なぜNMJに限定してCMS症状を起こすのかは不明である。興味深いことに骨格筋ではスプライシングされるexon9の54塩基が含まれるGFPT1-L isoformが形成され、酵素活性が減少する。しかし、なぜ骨格筋でこのGFPT1-L isoformが高発現であるか不明である。本研究ではGFPT1-Lの骨格筋での役割を明らかにするため、exon9をスキップさせたモデルマウスGfpt1-L-/-を作製し、表現型解析を行った。運動試験の結果は、Gfpt1-L-/-マウスはコントロールと差がなかった。骨格筋におけるExon 9の欠失が神経筋接合部の形成にどのような影響があるかを調べるため、免疫組織染色を行い、神経末端とアセチルコリンクラスターを可視化したがコントロールと同様であり、exon 9のスキッピングは神経筋接合部の形成に影響を与えないと思われる。今後は、神経筋接合部形成や筋肉代謝におけるGfpt1-Lの役割を、神経筋接合部の表現型やUDP-GlcNAcの量から、さらに詳しく調査する。GFPT1-Lの骨格筋での役割を明らかにするため、exon9をスキップさせたモデルマウスの作製を試みた。これらのトランスジェニックマウスはCRSPR/Casシステムを用いてGfpt1遺伝子のexon 9のdeletionを作製し、交配によりホモのGfpt1-L-/-マウスを作製した。骨格筋および心筋においてexon9のスキッピングがGfpt1-L-/-マウスで確認できた。これらのマウスの成長に伴う体重変化はコントロールと差がなかった。6ヶ月齢時点の回転ホイールテスト、ロタロッドテストによる運動能テストにおいても、コントロールと差がなかったことから、運動能においてはGfpt1-L-/-は正常と思われる。骨格筋におけるExon 9の欠失が神経筋接合部の形成にどのような影響があるかを調べるため、神経末端をラベルするsynaptophysin抗体による免疫組織染色とアセチルコリンクラスターを可視化するα- bungarotoxinによる染色を行った結果、exon 9のスキッピングは神経筋接合部の形成に影響を与えないことが分かった。変異マウスを用いたin vivo実験は、マウスを準備に時間がかかることから昨年度から作製の準備に取り掛かっていたため、今年度はスムーズに実験をすることができた。in vitro研究においては、この患者由来のiPS細胞を使用し、GFPT1-CMSの分子メカニズムの解明を試みる。この患者GFPT1変異の表現型を解析するため、NMJで特異的に発現しているacetylcholine receptor (AChR), MuSK, LRP4, collagen Q, agrin, dystroglycanなどの細胞外と細胞膜結合タンパクのglycosylationレベルを解析する予定である。また、筋分化させたiMbsにおいてAChRのクラスター形成能やMuSKのリン酸化レベルを検出する。さらに、治療戦略として、この変異の表現型を回復させる薬剤の選別や、アンチセンスオリゴを用いた治療法についても検討する。患者変異GFPT1遺伝子の解析においてin vitroでの解析は順調に進んでいる。次年度に向けて、変異マウスを用いたin vivo実験は、マウスを準備するのに時間がかかるため、同時並行でGFPT1のノックインマウスの作製を行った。次年度に実験に用いる引数と週齢になるよう、現在、マウスを繁殖させている。NMJで機能する分子のうちCMSの原因として知られている分子は、骨格筋アセチルコリンレセプター(AChR)、Collagen Q、コリンアセチルトランスフェラーゼ(ChAT)、Rapsin、MuSK、LRP4、GFPT

1、DOK7,Agrin等が挙げられる。CMSの原因分子の一つに、タンパクや脂質の糖化酵素であるGFPT1(Glutamine:Fructose-6-Phosphate Transaminase 1)の変異があり、肢帯型の筋力低下が特徴である。GFPT1は広範囲に発現するタンパクであり、なぜNMJに限定してCMS症状を起こすのかは不明である。興味深いことに骨格筋ではスプライシングされるexon9の54塩基が含まれるGFPT1-L isoformが形成され、酵素活性が減少する。しかし、なぜ骨格筋でこのGFPT1-L isoformが高発現であるか不明である。本研究ではGFPT1-Lの骨格筋での役割を明らかにするため、exon9をスキップさせたモデルマウスGfpt1-L-/-を作製し、表現型解析を行った。運動試験の結果は、Gfpt1-L-/-マウスはコントロールと差がなかった。骨格筋におけるExon 9の欠失が神経筋接合部の形成にどのような影響があるかを調べるため、免疫組織染色を行い、神経末端とアセチルコリンクラスターを可視化したがコントロールと同様であり、exon 9のスキッピングは神経筋接合部の形成に影響を与えないと思われる。今後は、神経筋接合部形成や筋肉代謝におけるGfpt1-Lの役割を、神経筋接合部の表現型やUDP-GlcNAcの量から、さらに詳しく調査する。GFPT1-Lの骨格筋での役割を明らかにするため、exon9をスキップさせたモデルマウスの作製を試みた。これらのトランスジェニックマウスはCRSPR/Casシステムを用いてGfpt1遺伝子のexon 9のdeletionを作製し、交配によりホモのGfpt1-L-/-マウスを作製した。骨格筋および心筋においてexon9のスキッピングがGfpt1-L-/-マウスで確認できた。これらのマウスの成長に伴う体重変化はコントロールと差がなかった。6ヶ月齢時点の回転ホイールテスト、ロタロッドテストによる運動能テストにおいても、コントロールと差がなかったことから、運動能においてはGfpt1-L-/-は正常と思われる。骨格筋におけるExon 9の欠失が神経筋接合部の形成にどのような影響があるかを調べるため、神経末端をラベルするsynaptophysin抗体による免疫組織染色とアセチルコリンクラスターを可視化するα- bungarotoxinによる染色を行った結果、exon 9のスキッピングは神経筋接合部の形成に影響を与えないことが分かった。変異マウスを用いたin vivo実験は、マウスを準備に時間がかかることから昨年度から作製の準備に取り掛かっていたため、今年度はスムーズに実験をすることができた。in vitro実験では筋分化させたiMbsにおいてAChRのクラスター形成能やMuSKのリン酸化レベルを定量する。
亜鉛シグナルは運動器の構造と機能をどのように制御するのか？

亜鉛の欠乏は骨軟骨代謝に異常をもたらすが、なぜ亜鉛恒常性の破綻が支障をもたらすのか、その機序は解明されていない。申請者は、亜鉛トランスポーターZIP13の骨軟骨形成での役割と生化学的特徴を示した。さらに、病原性変異型ZIP13がプロテアソーム系で分解されることを報告した。これらの結果は、当該疾患発症の分子基盤を示すものである。一方、ZIP13の近縁分子であるZIP7も骨軟骨制御に関与することを見出したが、その機序は相互に異なっており、亜鉛シグナルの特異性が示された。今後の解析により、亜鉛シグナルがどのように運動器の形成と機能に関わっているのか、その一端が明らかにされるものと思われる。申請者は、亜鉛トランスポーターZIP13が骨・軟骨・筋肉などの運動器の形成に重要であり、その機能喪失が新規エーラス・ダンロス症候群をもたらすこと(Fukada et al, PLoS ONE, 2008)、さらに亜鉛トランスポーターZIP14が軟骨形成と全身成長に関わることを見出した(Hojyo and Fukada et al, PLoS ONE, 2011)。本申請研究は、亜鉛トランスポーターを介する亜鉛シグナルがどのように運動器の形成と機能に関わるのか、個体と分子レベルで解明するものである。本成果は、申請者らが見出した新規エーラス・ダンロス症候群の発症の分子基盤と、その治療法の開発方法を提示するものである。さらに、これらの結果は亜鉛シグナルの異常に起因する運動器関連の病気にとどまらず、他の要因に基づく運動器疾患の解明にも新たな示唆を与えるものと思われる。必須微量元素である亜鉛の欠乏は成長や骨軟骨代謝に異常をもたらす。しかしながら、なぜ亜鉛の恒常性破綻が成長や骨軟骨代謝の制御に異常をもたらすのか、そのメカニズムは十分に解明されていない。申請者は、亜鉛トランスポーターZIP13が骨軟骨の形成に重要であり、その機能喪失が新規エーラス・ダンロス症候群をもたらすこと、ヒトZIP13蛋白質はホモ2量体を形成すること、ゴルジ体に局在する糖鎖修飾を受けない亜鉛トランスポーターであることなどを初めとする、ヒトZIP13蛋白質の生化学的および細胞生物学的特徴を示した。さらに、新規エーラス・ダンロス症候群(脊椎手掌異形成型エーラス・ダンロス症候群, OMIM 612350)の患者で同定された病原性変異型ZIP13蛋白質の特徴を解析し、病原性変異型ZIP13蛋白質がプロテアソーム系で迅速に分解されること、プロテアソーム系阻害剤の処理がそれらの蛋白質量と細胞内の亜鉛恒常性を正常化することを報告した。これらの結果は、脊椎手掌異形成型エーラス・ダンロス症候群の発症の分子基盤を示唆するものであり、他の要因に基づく運動器疾患の機序にも新たな理解を与えるものと思われる。一方、我々は亜鉛トランスポーターZIP14が軟骨形成と全身成長に関わることを見出している。興味深いことにその作用機序はZIP13とは異なっており、この結果は亜鉛シグナルには特異性があることを示唆している。しかしながら、そのメカニズムは十分に解明されていない。ZIP13とZIP14を分子モデルとして推進する本申請研究は、亜鉛シグナルがどのように運動器の形成と機能に関わっているのか、その解答を導くものである。本プロジェクト遂行のために、ZIP13蛋白質に結合する分子をYeast two hybrid法でスクリーニングしており、既に複数のZIP13結合分子を単離している(未発表)。亜鉛の欠乏は骨軟骨代謝に様々な異常をもたらすが、なぜ亜鉛の恒常性破綻がこれらの制御に異常をもたらすのか、その機序は解明されていない。申請者は、亜鉛トランスポーターZIP13が骨軟骨形成に重要であり、その機能喪失が新規疾患(脊椎手掌異形成型エーラス・ダンロス症候群)をもたらすこと、ZIP13はホモ2量体を形成するゴルジ体に局在する亜鉛トランスポーターであることなどを初めとする、ZIP13の生化学的および生理的意義を示した。さらに、当該疾患の患者で同定された変異型ZIP13の特徴を解析し、同変異蛋白質がプロテアソーム系で分解されることを報告した。これらの結果は、当該疾患の発症の分子基盤を示すものであり、骨軟骨を含む運動器機能の機序に新たな理解を与えるものと思われる。一方、我々は亜鉛トランスポーターZIP14が軟骨形成と全身成長、および鉄代謝に関わることを見出している。さらに、ZIP13と分子遺伝学的に最も近縁である亜鉛トランスポーターZIP7を解析した結果、ZIP7も全身成長や結合組織の制御に関与することが判明した。ZIP7, ZIP13, ZIP14ともに骨軟骨形成に重要であることが明らかになったが、興味深いことにその作用機序はいずれも異なっており、亜鉛シグナルの特異性が示唆された。今後、これらの分子をモデルとして運動器の機能制御の解明を進めることにより、亜鉛シグナルがどのように運動器の形成と機能に関わっているのか、その一端が明らかにされるものと思われる。なお、最近の実験からZIP13が骨格筋細胞の分化制御に関わることが判明しつつある(未発表)。哺乳類生物の空間移動に骨格筋は不可欠であり、ホルモン受容および分泌臓器として注目を集めている。骨格筋における亜鉛シグナルの役割解明は、本申請研究から派生した新たなプロジェクトとしてその展開と発展が期待される。

申請者は、亜鉛トランスポーターZIP13の骨軟骨形成での役割と生化学的特徴を示した。さらに、病原性変異型ZIP13がプロテアソーム系で分解されることを報告した。これらの結果は、当該疾患発症の分子基盤を示すものである。一方、ZIP13の近縁分子であるZIP7も骨軟骨制御に関与することを見出したが、その機序は相互に異なっており、亜鉛シグナルの特異性が示された。今後の解析により、亜鉛シグナルがどのように運動器の形成と機能に関わっているのか、その一端が明らかにされるものと思われる。一方で、ZIP13蛋白質に結合する分子をYeast two hybrid法でスクリーニングし、複数のZIP13結合分子をクローニングしている(未発表)。現在、これら分子の役割解明を進めている。Yeast two hybrid法でクローニングしたZIP13結合蛋白質について、分子細胞生物学的に生理的意義を解析する。ZIP14を初めとする他の亜鉛トランスポーターについても結合蛋白質のスクリーニングを実施して、それぞれの生化学的および生理学的意義と生物学的な役割の特異性を検討する。これらの進捗状況と今まで得た結果を考慮して研究方針を決定する。分子生物学単離したクローニングしたZIP13結合蛋白質の生理的意義を解析する。同時に、他の亜鉛トランスポーターについても結合蛋白質をスクリーニングし、それぞれの亜鉛トランスポーターへの結合が特異的な結合なのか、あるいは重複性があるのか検討する。現在、ZIP13の結晶構造解析およびZIP13の骨や皮膚以外の結合組織における役割も解析中であり、進捗状況と今まで得た結果を考慮して詳細な方針を決定する論文発表に伴う英語校正費用としての支出費が生じた一方で、所属変更や実験方法の再検討のため次年度使用額が発生した。論文発表に伴う掲載費用としての支出費が生じた一方で、実験内容の変更やいくつかの学会の参加を見送ったため次年度使用額が発生した。次年度の研究費の使途として、研究に必要な分子生物学試薬、生化学実験試薬、免疫化学実験、細胞培養試薬、マウス実験関連費、およびこれらに関連する器具の購入を申請する。また、研究成果を学会で報告する経費として旅費を、誌上発表するための経費として外国語論文校閲費を予算に計上する。次年度使用額と合算させた次年度の研究費の使途として、研究に必要な分子生物学試薬と器具、生化学実験試薬と器具、免疫化学実験試薬、細胞培養試薬と器具を申請する。
大規模公的試験の資格試験化と項目間従属関係構造の可視化

本研究では、潜在ランク理論の開発をおこなった。また、対応するソフトウェアの開発を行った。ソフトウェアは、Visual Basic.Netで開発し、Windows環境で動作することができる。潜在ランク理論はテストを段階評価し、資格化するためのテスト標準化理論である。潜在ランク理論を用いてセンター試験を段階評価するための基礎資料を得た。また、CEFRなどの外部テストとのランク間の関係を議論した。また、センター試験の項目間の従属関係構造を視覚化するための方法論を開発し、合わせてソフトウェアを開発した。多くのテストは、100点満点などのスケールによって、受検者の学力を連続尺度の上で位置づけるという方法によって、受検者の学力を評価している。しかし、実際のテストは、1点1点の細かい刻みで、学力を評価できるほど解像度は高くなく、せいぜい、520段階で評価できるくらいである。潜在ランク理論(あるいはニューラルテスト理論)は、学力を段階評価しながら、テストの標準化を行うための統計理論である。また、本研究の枠組みで、項目間の従属関係構造を可視化するために、非対称多次元尺度法の1つである非対称フォン・ミーゼス尺度法を開発している。本年は、2部データの効果的な可視化を行う技術を開発する。テストを資格試験として、学力を段階評価するための標準化理論である潜在ランク理論(latent rank theory, LRT)の開発を行う。また、LRTを用いて、センター試験英語などの大規模公的試験に適用し、資格試験として標準化する試みを行った。また、テストを運営する民間企業に技術的な協力を行った。学力を段階評価するためのテスト理論を整備した。また、提案した理論を適用して、センター試験「英語」テストの分析を行った。分析後、英語教育の研究者と共同して、能力記述文(Can-Do Statement)を作成し、センター試験「英語」が測定している内容を明らかにした。テストは学力を連続点で評価するほど解像度が高い測定道具ではない。どんなに精度よくテストを作成したとしても10%ほどの測定誤差がどうしても混入してしまう。テストは、学力を520段階くらいで評価するくらいがせいぜいの測定道具である。本研究では、学力を段階評価するためのテスト標準化理論である潜在ランク理論を開発・進展させた。潜在ランク理論は、自己組織化マップあるいは生成トポグラフィックマッピングをメカニズムとする統計理論である。潜在ランク理論では、学力を段階評価するために、段階ごとの達成目標であるCan-Do Chartを作成しやすいというメリットがある。本研究では、具体的には、理論的な検証を進めるとともに、ソフトウェアの開発に注力した。また、積極的に共同研究を行い、潜在ランク理論の応用研究を行った。たとえば、潜在ランク理論は、英語教育学や心理学において応用されるようになった。英語教育学では、センター試験とCEFRの関係を潜在ランク理論を通して議論した。その結果、センター試験とCEFRの学力段階が比較可能になった。また、心理学では、潜在ランク理論を用いて心理尺度を構成する研究が行われた。本研究を通して、潜在ランク理論のすそ野が広まったといえる。また、一部の大手予備校が、潜在ランク理論を利用してテストの運用を行うようになり、技術的なサポートを行った。各種の成果は、教育心理学会・テスト学会・日本心理学会等で発表された。心理統計学潜在ランク理論や非対称多次元尺度法を使用してくれる研究者や企業が現れ、共同研究が順調に進んでいる。また、ソフトウェアの開発が滞りなく進行している。さらに、大学入試センター試験の解像度を評価する研究が順調に進んでいる。英語教育の専門家と共同し、センター試験「英語」の能力記述文を作成することは、当初の目的以上の成果である。しかし、ソフトウェアの作成が思いのほか難しく、当初の予定通りの進行よりも遅れている。最終年度であるので、共同研究を滞りなく進行させつつ、これまで通り、学会発表や論文等をとおして成果を積極的に報告していく。大学入試センター試験の解像度を評価する研究を引き続き推進していく。また、テストデータの解像度を効率よく同定するための方法論を確立したい。申請時の研究計画通りに行う。申請時の研究計画通りに執行する予定である。
近代日本における青年期女性のキャリア形成に関する歴史社会学的研究

本研究の目的は、日本における青年期女性の近代的職業進出のさきがけである「職業婦人」に注目し、職業婦人のキャリア形成のメカニズムを歴史社会学的に明らかにすることである。青年期女性のキャリア形成を歴史社会学的な観点から明らかにすることは、日本女性に顕著なM字型就業形態など、現在の女性とキャリアの問題を相対化する視点を獲得するために重要であると考える。本年度は、職業婦人自身のキャリアに対する思考様式(主観的世界)を明らかにすることに取り組んだ。具体的には,1930年代の読売新聞婦人欄「悩める女性へ」を資料として用い,身の上相談にあらわれた職業婦人独自の葛藤を検討した。その結果,学歴差や低賃金,若年定年制などの公的な職場の構造的環境が恋愛・結婚などの私的な側面にも影響を及ぼし,葛藤に直面する職業婦人の姿が明らかとなった。職業婦人の主観的世界に関する従来の研究においては,どちらかというと,女性解放的な側面や職場における仕事上の葛藤などに注目した主観的世界が紹介されることが多かった。本研究では,職業婦人を公領域・私領域において複数の役割を孕んだ一人の女性としてとらえ,彼女ら独自の葛藤を検討し,戦前期における女性にとっての就業の意味を明らかにすることができた。この点に研究の意義と重要性を見出すことができる。以上の知見をまとめた論文を「1930年代日本における職業婦人の葛藤-読売新聞婦人欄「身の上相談」から-」というタイトルで『京都大学大学院教育学研究科紀要』第57号へ投稿した結果,受理され,掲載決定となった(2011年春刊行予定)。また,2010年9月18,19日に関西大学で行われた日本教育社会学会第62回大会のIII・3「教育の歴史(2)」部会において「戦前期における職業婦人の葛藤-読売新聞婦人欄「身の上相談」から-」というタイトルのもと学会発表(口頭発表)を行った。本年は、職業婦人のキャリア形成に関するイメージ(規範)の社会的構築過程を明らかにすること、そして職業婦人自身のキャリアに対する思考様式(主観的世界)の歴史的変遷を明らかにすることという二つの課題に取り組んだ。第一の課題に関しては、大衆婦人雑誌『婦人倶楽部(大日本雄弁会講談社刊)』誌上で提示された「あるべき理想の職業婦人」イメージを通時的に検討することによって、第一次世界大戦後の戦前期日本社会における職業婦人イメージが良妻賢母規範に包摂されていく過程を明らかにした。以上の知見をまとめた論文を「戦前期日本の大衆婦人雑誌にみる職業婦人イメージの変容」というタイトルで日本教育社会学会の学会誌『教育社会学研究』へ投稿した結果、『教育社会学研究第85集』に掲載された(2009年11月1日刊行)。第二の課題に関しては、現在研究遂行中である。具体的には、職業婦人の飛躍的な増加が始まる第一次世界大戦後の1914(大正3)年に読売新聞紙上で創刊された我が国最初の婦人欄である「よみうり婦人附録(のちに「婦人欄」)」に掲載された「身の上相談(のちに「婦人身の上相談(1924年)」→「悩める女性へ(1931年)」)」を資料として用いている。これらの記事を、職業婦人の職業、立場(未婚・既婚、子あり・子なし)、悩みの内容・対象、自らの境遇を比較している集団から分類し、その結果と時代変化の検討ならびに考察を行っている。今後は得られた知見をまとめ、学会誌に投稿する。これまでの青年期女性のキャリア形成に関する研究は現代社会を対象としたものが多かった。これらの研究成果は、歴史社会学的な観点から青年期女性のキャリア形成のありようにアプローチし、日本女性に顕著なM字型就業形態など、現在の女性とキャリアの問題を相対化する視点を獲得することを可能にしている。この点にその意義と重要性を見出すことができる。また,2010年9月18,19日に関西大学で行われた日本教育社会学会

第62回大会のIII・3「教育の歴史(2)」部会において「戦前期における職業婦人の葛藤-読売新聞婦人欄「身の上相談」から-」というタイトルのもと学会発表(口頭発表)を行った。
近世帝国としてのサファヴィー朝史研究：多元性と均質性の相克

本研究で、16ー18世紀にイラン高原を支配したサファヴィー朝の近世帝国としての側面を明らかにした。従来言われていたようなイラン国民国家やトルコ系遊牧部族国家という側面を離れて、オスマン帝国やムガル帝国と比較可能な、強力な官僚機構を持った多民族、多宗派の帝国としてのサファヴィー朝を描くことに成功した。ただし、宗教と言語の面においては、シーア派とペルシア語という二つの要素が、次第に支配的になっていく過程も認められた。そして、この二つの要素は、現在に至るイラン・アイデンティの中核となっているのである。・初年度であるため、研究体制を固め、基礎的な調査を行うとともに、情報の共有をはかり、国内外に発信していくことを基本的な方針とした。東京外国語大学アジア・アフリカ言語文化研究所の共同利用・共同研究課題「近世イスラーム国家と多元的社会」と連携して、年3回の研究会を公開で開催した。特に第3回目の研究会では、若手・中堅の科研メンバー以外の研究者3名に報告を依頼し、多くの参加者を得た。研究打ち合わせも2回開催し、3年度目に予定している国際ワークショップのためおよび2年度目に予定している国内学会発表、日本語書籍の編集・出版について打ち合わせがなされた。・平成23年9,月にポーランドのクラクフで行われたSocietas Iranologica Europeaの第7回大会に3名を派遣し、研究報告を行った。そのうち、2名はカナダの研究者ColinMitchell氏が組織したパネル'Sources in Safavid Studies'において報告し、1名はクルド研究パネルにおいて報告した。最新の研究動向について知見を得るとともに、各地の研究者と3年目に東京で開催する予定の国際シンポジウムのための意見交換を行った。日本で行われている研究が高水準にあることを確認できた。・インド、イギリスに研究代表者・分担者を派遣し、資料調査や史跡調査を行った。あらたな写本史料や文書史料の発見とムガル朝との比較が目的であった。また、グルジア研究者を招聘しての国際ワークショップは、先方の体調不良により延期され、かわりにこちらから分担者をグルジアに派遣した。今後の交流のための研究打ち合わせと史料調査を行った。3年目の今年度は、基礎的な調査を継続しつつ、国際シンポジウムの開催や海外での学会での報告など、海外発信に力を入れた。・11月30日ー12月1日に、国際シンポジウム"Mapping Safavid Iran"を東京外国語大学アジア・アフリカ言語文化研究所で開催した。アメリカ、カナダ、オーストリア、イギリスから招聘した最先端の研究者6名、国内から4名の報告があり、サファヴィー朝について、その同時代史における位置づけや、イラン史における役割について、議論が戦わされた。日本で行われたイスラーム圏の一つの国家に関する国際シンポジウムとしては史上最大のものであり、国際的なサファヴィー朝研究にも大きなインパクトがあったと、高い評価を受けた。これをもとに論文集を出版することに決定し、執筆要項を定め、それぞれが執筆に入った。2014年9月末日が締め切りである。・マカオで開催されたInternational Convention of Asian Scholors第8回大会に一名、イラクのイルビルで行われた"Kurds and Kurdistan in Ottoman Period"に一名の分担者を派遣した。また、史料調査のため、トルコ、イラン、アイルランドに分担者を派遣した。成果に関しては研究会やインターネットを利用して、共有を図った。・アジア・アフリカ言語文化研究所の共同利用・共同研究課題プロジェクト「近世イスラーム国家と多元的社会」と連携して、年3回の国内研究会を行った。・2年目の今年度は、基礎的な調査、情報の共有、国内外への発信をしつつ、国際シンポジウムや成果とりまとめのための準備を行った。具体的には以下の通り。・8月1日から5日まで、イスタンブルで行われた国際イラン学会隔年大会に3名を派遣し、研究報告を行った。本大会にはサファヴィー朝関係の報告が多く、最新の研究動向について知見を得る絶好の機会となった。また、各地の研究者と平成25年度に東京で開催する予定の国際シンポジウムのための意見交換を行った。・日本語書籍『サファヴィー朝万華鏡』(仮題)の執筆・編集を進めた。日本のサファヴィー朝研究の現状を示し、かつ学部生・院生のための指針となるべく、刊行する書籍である。9月9日ー10に執筆・編集会議を北海道大学で開催した。全体の打ち合わせを行うとともに、それぞれが担当分の原稿の一部を持ち寄って検討した。・11月25日に東海大学で開催された日本オリエント学会大会において、「サファヴィー朝の200年ー変化とダイナミズム」というパネルを組織した。研究分担者3名が報告し、日本の最先端の研究を、学界関係者に示す機会となった。

また、イギリス、フランス、ロシアでも、関連の国際学会で研究代表者・分担者が報告も行った。さらに、イギリス、アゼルバイジャン、ウズベキスタン、グルジア、フランスに代表者・分担者を資料調査のため派遣した。成果に関しては研究会を通じて、情報の共有をはかった。今年度は、最終年度にあたるため、追加の調査と研究成果の取りまとめ、国際学会での報告に重点をおいた。イスファハーン大学で行われた聖者信仰に関するワークショップに1名、ドイツ、バンベルク大学で行われたガージャール朝研究学会に1名、モントリオールで開催された国際イラン学会第10回隔年研究大会に1名を派遣し、研究成果を報告した。また、8月にロンドン、2月末にイラン、3月にトルコ・イランにそれぞれ1名ずつを派遣し、最終的な史料調査を終えた。その他、国内の学会での報告や、日本語の論文発表も行った。まとまった成果としては、昨年度開催した国際シンポジウム"Mapping Safavid Iran"を元にした英文論文集の刊行をめざしており、代表者・分担者がそれぞれ自分の原稿の執筆にあたった。2015年中の刊行を目指して、編集作業に入っている。もう一つ、成果として予定しているのは、サファヴィー朝期の行政指南書史料、Dastur al-Molukの新校訂本の出版である。これは極めて重要な史料であり、ペルシア語校訂テキスト2つ、英語訳2つ、ロシア語訳一つがすでに刊行されている。しかし、現行校訂テキストは、全体の半分程度をカバーするのみで、また、財務数字の読みにも難が見られるため、サファヴィー朝国制史に関して多大な貢献となる。今年度も作業を続け、また、内容にかかわる研究報告を行った。2016年までの刊行を目指している。全体として見るならば、過去4年間で、日本のサファヴィー朝研究の底上げを成し遂げ、また、国際的なネットワークの形成に成功したと言える。成果物の刊行をできるだけ早く終え、この成果をもとに、さらなる研究の発展を目指したい。26年度が最終年度であるため、記入しない。西アジア史、イラン史26年度が最終年度であるため、記入しない。計3回の研究会、ならびに、ポーランドでの国際学会での報告により、研究が着実に進展していることが目に見えてわかるため。また、3年目に東京で開催する予定の国際シンポジウムに関しても順調に準備が進んでいるため。準備に多くの時間を費やしたが、予定通り、国際シンポジウムを開催することができ、しかも、内外の参加者から高い評価を得たため。国内研究会の開催、国内学会でのパネル組織に加え、国際会議での発表(2年間で計12回)を通じて、着実な研究の進展が確認できるため。また、最大の行事である2013年開催予定の国際シンポジウムの準備も順調に進んでおり、報告者と仮報告タイトルもすでに得ている。基本的に、当初の計画通りに推進する。研究内容の国内におけるアピールという意味で、当初の計画にあった英文出版物に加えて、日本語出版物を準備することに決定した。
脂溶性と水溶性が変化できるスイッチングイオン液体を使った抽出分離化学の新展開

各種スイッチングイオン液体の合成開発と、その物性的な興味の展開:これまでに合成したスイッチングイオン液体[PGA][TFSA]および[GA][TFSA]の物性について検討を行った。[PGA][TFSA]および[GA][TFSA]に対して精密密度測定を行い、分子間相互作用体積(VInter値)を算出したところ、幅広い温度領域で[PGA][TFSA]> [GA][TFSA]であった。また、イオン伝導度および粘度データに基づいてイオンの解離度(ionicity)の指標となるWalden plotを作成した。これらの基礎物性評価により、新規スイッチングILは、(1)従来型ILと比較してイオン間相互作用が弱いこと、(2) [PGA][TFSA]から保護基を外して[GA][TFSA]に変換するとイオン間相互作用が強くなる(凝集力が大きくなる)ことがわかった。放射光X線散乱実験およびMDシミュレーションを遂行し、スイッチングILの構造特性を分子レベルで調べたところ、最近接のカチオンーアニオン相互作用は両IL系でほぼ類似していたのに対し、第二近接以降の長距離相互作用に大きな違いが見られた。これは、イオン液体に特有な液体状態での構造秩序性がGA系で顕著であることを示唆しており、上記のマクロ物性の結果と良く一致した。水溶性のイオン液体[GA][TFSA]が酢酸エチルによって抽出されることから、より水溶性を高くするためにグリセルアルデヒド由来のジオールユニットを2つ有する新たなイオン液体を設計し合成した。合成はグリセルアルデヒドにプロピルアミンを2当量作用させた還元的アミノ化反応で合成できることがわかった。このものの酸加水分解はこれまでと同様の薄い酸性条件で進行することがわかった。このテトラオール型イオン液体の物性検討を現在進めている。成果にも示したように、新しいスイッチングイオン液体の物性について明らかにし、その脂溶性/水溶性の原因についても物性調査の結果がわかってきた。また水溶性をさらに改善するためにテトラオールイオン液体の開発も成功した。今後はこれらのイオン液体を駆使して当初期待していたランタノイドイオンを使った無機錯体の合成実験を進め、その有用性を示す研究を進めていく。単純な保護基の化学をイオン液体の科学に展開し、水素結合性のイオン液体に与える効果を明らかにできた。これらの知見はイオン液体の溶解性のコントロールに有用な知見を与えることが期待でき、スイッチングイオン液体の新コンセプトはイオン液体科学に大きな発展をもたらすことが期待できる。各種スイッチングイオン液体の合成開発と、その物性的な興味の展開:これまでにグリセルアルデヒドジメチルアセタールを還元的アミノ化して得られたアミンのアンモニウムイオンをカチオン部分として持つTFSA塩を合成し、これが室温で液体であることを明らかにした。アンモニウム塩としてはピロリジン、ピペリジン、ジエチルアミンを持つものを合成し、一部については50gスケールでの大量合成にも成功している。また、このアセタール部分は穏和な酸性条件を用いて加水分解によって定量的にジオールに変換できた。ジオールを持つTFSA塩は室温で液体であり、イオン液体であることがわかった。この加水分解はNAFIONなどの固体酸を触媒として用いても進行し、これにより後処理の容易な変換法を開発することができた。得られたイオン液体の溶解性についての知見を得るために、水ー有機溶媒混合系による抽出実験を行った。エーテルや塩化メチレンを有機溶媒として用いた場合は、予想通りアセタール型のイオン液体は有機溶媒に効果的に分配され、ジオール型のイオン液体はそのほぼ全量が水相に分配されることがわかった。一方酢酸エチルを有機溶媒として用いた場合は、すべてのイオン液体が有機相に抽出されることがわかった。イオン液体の水溶性と脂溶性の変換を合成反応に利用することを考えて、単純なDiels-Alder反応を実施した。アセタール型イオン液体中で反応を行い、反応終了後希酸処理してアセタールを外してイオン液体を水溶性に変換した。その後溶媒抽出によって目的のDiels-Alder付加体とジオールに変換したイオン液体を完全に分離することに成功した。変換されたジオール型イオン液体は2,2-ジメトキシプロパンで処理することでアセタール型に戻すことができ、簡単な操作で単一のイオン液体を水溶性と脂溶性に相互変換できることが明らかとなった。単純な保護機の化学をイオン液体の科学に展開することで、これまでになかったイオン液体の溶解性のコントロールを可能にした。このコンセプトはこれまでになかったものであり、これからの大きな発展が期待できる。

放射光X線散乱実験およびMDシミュレーションを遂行し、スイッチングILの構造特性を分子レベルで調べたところ、最近接のカチオンーアニオン相互作用は両IL系でほぼ類似していたのに対し、第二近接以降の長距離相互作用に大きな違いが見られた。これは、イオン液体に特有な液体状態での構造秩序性がGA系で顕著であることを示唆しており、上記のマクロ物性の結果と良く一致した。水溶性のイオン液体[GA][TFSA]が酢酸エチルによって抽出されることから、より水溶性を高くするためにグリセルアルデヒド由来のジオールユニットを2つ有する新たなイオン液体を設計し合成した。合成はグリセルアルデヒドにプロピルアミンを2当量作用させた還元的アミノ化反応で合成できることがわかった。このものの酸加水分解はこれまでと同様の薄い酸性条件で進行することがわかった。このテトラオール型イオン液体の物性検討を現在進めている。成果にも示したように、新しいスイッチングイオン液体の物性について明らかにし、その脂溶性/水溶性の原因についても物性調査の結果がわかってきた。また水溶性をさらに改善するためにテトラオールイオン液体の開発も成功した。今後はこれらのイオン液体を駆使して当初期待していたランタノイドイオンを使った無機錯体の合成実験を進め、その有用性を示す研究を進めていく。成果にも示したように、新しいスイッチングイオン液体を開発することに成功した。しかし、これはアンモニウム型のカチオンを持つものだけであるので今後イミダゾリウム型やホスホニウム型のスイッチングイオン液体の開発を進める。またランタノイドイオンを使った無機錯体の合成実験を進め、スイッチングイオン液体の有用性を示す検討を進めていく。単純な保護基の化学をイオン液体の科学に展開し、水素結合性のイオン液体に与える効果を明らかにできた。これらの知見はイオン液体の溶解性のコントロールに有用な知見を与えることが期待でき、スイッチングイオン液体の新コンセプトはイオン液体科学に大きな発展をもたらすことが期待できる。予定した試薬を使った合成がやや遅れたために、残額が発生した。次年度にこの合成を行う予定である。