hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
生体環境でのアポリポタンパク質アミロイド形成機構の解明とその制御法の開発

アポリポタンパク質A-I(アポA-I)は、高密度リポタンパク質(HDL)の主要構成タンパク質であり、血中コレステロールの恒常性維持に重要な役割を担っている。アポA-Iはリポタンパク質粒子間での可逆的な結合平衡によって機能を調節しているが、その柔軟で不安定な高次構造ゆえ遺伝子変異や酸化などの修飾によりアミロイド線維化を起こしやすいことが知られている。これまで、アポA-Iの代表的なアミロイドーシス変異であるIowa(G26R)変異が、水溶液中のみならず脂質膜環境下でも線維形成を促進することを報告してきた。さらに、構成脂質組成の影響を評価したところ、酸性リン脂質であるホスファチジルセリン(PS)はIowa変異型アポA-Iの線維形成を阻害することが示された。本研究では、アポA-Iタンパク質の局所環境の評価により、生体膜環境でのアポA-Iアミロイド線維形成機序の解明を目指す。アポA-Iにシステイン残基を導入した変異体を設計・作製し、環境感受性蛍光プローブであるアクリロダンで標識した。アクリロダンは周囲環境により最大蛍光波長がシフトする特性を有するため、脂質膜結合時の局所的な環境評価が可能である。結果、PSを含有する脂質膜上ではIowa変異周辺が親水的環境に露出しており、この領域がアポA-IとPSとの相互作用に関与することが示された。アポA-Iアミロイドーシスは、遺伝子変異の違いにより線維の沈着する臓器が異なることが知られている。脂質組成の違いにより線維形成性が影響を受けることは、アポA-Iアミロイドーシスの発症メカニズムを解明する上で重要な知見であると言える。さらに、部位特異的な蛍光測定による解析を進めることで、脂質とアポA-Iの相互作用様式および線維形成機序について詳細な分子メカニズムの解明が期待される。本成果は本年Scientific Reportsに掲載された。29年度が最終年度であるため、記入しない。血中や脳内での細胞外脂質輸送を担うアポリポタンパク質群は、動的で柔軟な構造ゆえに変異や酸化修飾などによってアミロイド化しやすいことが知られている。なかでもHDLの主要構成タンパク質であるアポリポタンパク質A-I(アポA-I)は、その遺伝子変異がHDL代謝異常や全身性アミロイドーシスなどの重篤な疾患を引き起こす。本研究では、アポA-Iアミロイドーシスの発症分子機序について、末梢の炎症部位環境がアポA-Iアミロイド線維の組織沈着・毒性発現を促進しているとの知見に基づき、生体膜脂質・糖鎖などの細胞外マトリックスや酸性環境・酸化ストレスなどの生体環境因子によるアミロイド線維形成機構を、物理化学的・細胞生物学的解析から明らかにすることを目的とする。平成28年度は、特に生体膜脂質・糖鎖などの細胞外マトリックス中でのアミロイド線維形成機構の解析に注力した。具体的な成果として、酸性リン脂質であるホスファチジルセリンの存在下においてはアポA-Iの線維形成が抑制されるが、コレステロールの存在下においては逆に促進されることを見出し、脂質組成の違いがアポA-Iと脂質膜との相互作用様式に影響を与えることでアミロイド線維形成性の違いをもたらすことを明らかにした。また、糖鎖環境下におけるアポA-Iアミロイド線維形成機構に関して、糖鎖とアポA-Iとの相互作用に重要な領域を特定し、さらにその領域におけるアミロイドーシス変異の重要性を明らかにした。これらの成果は、生体内でのアポA-Iによるアミロイド線維形成の分子機構解明、さらに全身性アミロイドーシスの新たな予防・治療法の開発につながることが期待される。予定通りCys置換変異体の設計・作製を進め、すでに数種の変異体を作製し、チオール基特異的に標識した環境感受性蛍光プローブによるアポA-Iアミロイド線維の分子会合構造の評価に取り掛かっている。今後はさらにCys置換変異体数を増やし、より局所的な構造評価を行う予定である。また、脂質環境におけるアポA-I 1-83フラグメントの線維形成性について、脂質組成の違いがアポA-Iと脂質膜との相互作用様式に影響を与えることでアミロイド線維形成性の違いをもたらすことを明らかにした。

アポA-Iアミロイドーシスは、遺伝子変異の違いにより線維の沈着する臓器が異なることが知られている。脂質組成の違いにより線維形成性が影響を受けることは、アポA-Iアミロイドーシスの発症メカニズムを解明する上で重要な知見であると言える。さらに、部位特異的な蛍光測定による解析を進めることで、脂質とアポA-Iの相互作用様式および線維形成機序について詳細な分子メカニズムの解明が期待される。本成果は本年Scientific Reportsに掲載された。継続して大腸菌培養・タンパク質発現および遺伝子変異導入用試薬を用い、アポA-Iアミロイド形成領域として知られるN末側1-83フラグメント中の様々な部位にシステイン(Cys)残基を導入したCys置換変異体の設計・作製を行う。作製した各変異体をチオール基特異的な環境感受性蛍光プローブで標識し、アポA-Iアミロイド線維の分子会合構造を評価する。また、抗体作製用試薬を用いて新規アミロイド抗体の設計・開発(神戸薬科大学との共同研究)を行い、疾患組織部位でのアミロイド線維高感度検出法や線維形成阻害・制御技術の開発を目指す。29年度が最終年度であるため、記入しない。
暴力の加害者・被害者を予防する10代の若者向けeラーニングとDVD映像教材の開発

本研究は、全国の中学生・高校生・大学生など10代の若者が学習できる教材として、親しい相手やインターネットを通じた相手からの暴力の加害者・被害者になることを予防するための教育を展開することを目的とする。インストラクショナルデザインとその理論に基づき、知識・技術・態度を学習者に習得させるARCSモデル理論(Attention:注意「おもしろそうだ」、Relevance:関連性「関係ありそうだ」、Confidence:自信「やればできそうだ」、Satisfaction:満足「やってよかった」)とガニェの9教授事象(学習者の注意を喚起する、授業の目標を知らせる、前提条件を思い出させる、新しい事項を提示する、学習の指針を与える、練習の機会をつくる、フィードバックを与える、学習の成果を評価する、保持と転移を高める)を導入しながら教育内容を検討した。また、中学生から大学生までの10代の若者に適応する評価内容を、ARCSモデルを活用し作成した。さらに、インターネット利用や性行動が活発化する10代の若者を対象として、暴力予防や暴力に遭いそうになった時の対応について、具体的にイメージできる事例を検討しDVD映像教材を開発した。現在、一部の地域の高等学校と大学において、全ての学校で使用可能なDVD映像教材を使用した教育を実施し評価している。今後、その評価を分析し、映像教材を洗練し、e-ラーニングの映像コンテンツを作成し、全国の学校へ案内を拡大することを目標とする。日本赤十字九州国際看護大学倫理委員会の審査の承認を得て、中学生・高校生・大学生など10代の若者が在籍している学校の教育関係者へ開発したDVD映像教材を紹介し、研究参加の希望校を募集した。2018年6月から2019年3月までに、学校長や学長など施設長からの研究承諾を得た3高等学校と4大学でDVD映像教材を用いた教育を実施した。高校生と大学1・2年生の計1337名のうち、研究に同意し、教育前後の調査に参加し回収袋に提出した者は876名(回収率65.5%)であった。そのうち、10代で教育前後共に回答した者は681名(有効回答率77.7%)であった。教育前後共に回答した10代のデーターを増やすため、2019年8月まで教育前後の評価を継続する必要がある。これまでの研究結果から、日本の複数の高等学校と大学で、DVD映像教材を使用した教育により、親しい相手や地域及びインターネットを通じた相手からの性暴力を予防するための態度についての効果が示唆された。一部、研究参加者の感想・意見から改善する必要性を確認された。2018年6月から2019年3月までに得られた教育評価について、日本思春期学会で発表を予定している。2019年8月まで教育前後の評価を継続する。随時、得られたデーターと研究参加者の感想・意見をもとに教育評価を分析する。今後、映像教材を洗練し、全国へ教育を拡大することを目標としたe-ラーニングの映像コンテンツを開発する予定である。教育内容の修正・編集は、日本赤十字九州国際看護大学の大学生・大学院生と全教研の協力を得る予定である。e-ラーニング前後のインターネットによる調査データーは、サーバー内に蓄積される無記名のアンケートの履歴を活用し評価する予定である。全国の学校への案内には、研究代表者と研究分担者が所属している関連学会・協議会や全教研の協力を得る予定である。さらに、追加した教育評価についての研究の成果を関連学会で分担研究者と共に発表し、学会への論文投稿及び報告書の作成を行う。インストラクショナルデザインとその理論に基づき、知識・技術・態度を学習者に習得させるARCSモデル理論(Attention:注意「おもしろそうだ」、Relevance:関連性「関係ありそうだ」、Confidence:自信「やればできそうだ」、Satisfaction:満足「やってよかった」)とガニェの9教授事象(学習者の注意を喚起する、授業の目標を知らせる、前提条件を思い出させる、新しい事項を提示する、学習の指針を与える、練習の機会をつくる、フィードバックを与える、学習の成果を評価する、保持と転移を高める)を導入しながら、教育教材を開発する。インターネット利用や性行動が活発化する10代の若者を対象として、暴力予防や暴力に遭いそうになった時の対応について、具体的にイメージできる事例を用い、学校の学習環境に適応するDVD映像教材及びe-ラーニング映像コンテンツを開発し、学習者が主体的に学ぶ参加型の学習プロセスを構築する。先ず、一部の地域において、全ての学校で使用できるDVD映像教材を使用した教育を実施・評価し、洗練させ、e-ラーニングの映像コンテンツを全国の学校へ案内を拡大することを目標とする。既存の予防教育教材に加えて、関連学会や文献等により、性暴力の加害者・被害者の予防と暴力に遭いそうになった時の対応に向けた資料を得た。それらを活用し、インストラクショナルデザインとその理論に基づき、研究分担者と所属大学の大学生の協力を得て、保健指導案を作成した。また、中学生から大学生までの10代の若者がイメージできる事例を検討し、映像教育教材のシナリオを作成した。さらに、所属大学の大学生から俳優役の撮影協力を得て、大学キャンパス内の各種教室等を利用し、株式会社全教研(以後、全教研)の撮影・制作協力を受け、DVD映像教材及びe-ラーニング映像コンテンツを開発した。

開発したDVD映像教材及びe-ラーニング映像コンテンツを用いた教育を実施・評価するために、全ての学校で使用できるDVD映像教材を製作した。DVD映像教材の内容と研究方法について、日本赤十字九州国際看護大学研究倫理審査委員会の審査を受け、30年3月12日に研究の承認を得た(承認番号17-026)。現在、九州内の10代の若者が在籍している中学校・高校の教育関係者へ開発したDVD映像教材を案内し、研究参加の希望校を募集している。本研究は、全国の中学生・高校生・大学生など10代の若者が学習できる教材として、親しい相手やインターネットを通じた相手からの暴力の加害者・被害者になることを予防するための教育を展開することを目的とする。インストラクショナルデザインとその理論に基づき、知識・技術・態度を学習者に習得させるARCSモデル理論(Attention:注意「おもしろそうだ」、Relevance:関連性「関係ありそうだ」、Confidence:自信「やればできそうだ」、Satisfaction:満足「やってよかった」)とガニェの9教授事象(学習者の注意を喚起する、授業の目標を知らせる、前提条件を思い出させる、新しい事項を提示する、学習の指針を与える、練習の機会をつくる、フィードバックを与える、学習の成果を評価する、保持と転移を高める)を導入しながら教育内容を検討した。また、中学生から大学生までの10代の若者に適応する評価内容を、ARCSモデルを活用し作成した。さらに、インターネット利用や性行動が活発化する10代の若者を対象として、暴力予防や暴力に遭いそうになった時の対応について、具体的にイメージできる事例を検討しDVD映像教材を開発した。現在、一部の地域の高等学校と大学において、全ての学校で使用可能なDVD映像教材を使用した教育を実施し評価している。今後、その評価を分析し、映像教材を洗練し、e-ラーニングの映像コンテンツを作成し、全国の学校へ案内を拡大することを目標とする。日本赤十字九州国際看護大学倫理委員会の審査の承認を得て、中学生・高校生・大学生など10代の若者が在籍している学校の教育関係者へ開発したDVD映像教材を紹介し、研究参加の希望校を募集した。2018年6月から2019年3月までに、学校長や学長など施設長からの研究承諾を得た3高等学校と4大学でDVD映像教材を用いた教育を実施した。高校生と大学1・2年生の計1337名のうち、研究に同意し、教育前後の調査に参加し回収袋に提出した者は876名(回収率65.5%)であった。そのうち、10代で教育前後共に回答した者は681名(有効回答率77.7%)であった。教育前後共に回答した10代のデーターを増やすため、2019年8月まで教育前後の評価を継続する必要がある。これまでの研究結果から、日本の複数の高等学校と大学で、DVD映像教材を使用した教育により、親しい相手や地域及びインターネットを通じた相手からの性暴力を予防するための態度についての効果が示唆された。一部、研究参加者の感想・意見から改善する必要性を確認された。研究参加を希望した学校の教育関係者へ教育内容・方法について説明し、研究の同意を得て、DVD映像教材を提示し教育を実施する。
フグ毒トランスポーターのクローニングと機能解析

前年度,研究代表者らは,養殖トラフグの肝臓および筋肉から作製したESTデータに対して,フグゲノムデータベースから抽出したトランスポーターをコードする推定cDNA配列を問い合わせ配列としてBLAST検索を行い,肝臓での発現が予測されるトランスポーターをコードする15遺伝子を選抜した。本年度は,RT-PCRで各組織における15遺伝子の発現分布を調べた。その結果,SLC38A5ならびにSLC25A48は卵巣と肝臓に発現が見られ,SLC23A2は肝臓,皮膚および消化管に強い発現が見られた。SLC22A16ならびにSLC16A6は肝臓および筋肉に,SLC48A1は肝臓,皮膚,卵巣および消化管に強い発現が見られ,SLC37A4は肝臓,卵巣および消化管に発現が認められ,そして,SLCO1C1は肝臓のみに発現が認められた。これら合計8遺伝子の全長cDNAをRACE法で決定し,全長cDNA配列から推定されるトラフグ肝臓トランスポーター遺伝子の演繹アミノ酸配列をヒト,ラット,ニワトリ,アフリカツメガエル,ティラピア,ゼブラフィッシュおよびミドリフグのトランスポータータンパク質と比較した。中性アミノ酸輸送体であるSLC38A5,ビタミンC輸送体であるSLC32A2,ヘム輸送体であるSLC48A1およびグルコース-6-リン酸を輸送するSLC37A4の基本的な基質を輸送する4つのトランスポーターは,様々な動物種間で高いアミノ酸同一率を示した。一方,興味深いことに,有機カチオンを輸送するSLC22Al6は魚類の間で比較的高いアミノ酸同一率を示し,有機イオンを輸送するSLCO1C1はフグ類で高いアミノ酸同一率を示した。本年度まで実施してきたトラフグ肝臓遺伝子の網羅的解析により,トラフグの肝臓からフグ科魚類に特徴的なトランスポーター遺伝子をクローニングすることに成功した。これらの遺伝子は,フグの毒化機構に関与している可能性が高い。フグ毒テトロドトキシン(TTX)はフグ科魚類の肝臓に高濃度に蓄積していることから,フグ科魚類の肝臓にはTTXを取り込む特異的なトランスポーターの存在が推測される。そこで平成22年度は,養殖トラフグをモデル魚として用い,トラフグ肝臓フグ毒トランスポーター候補遺伝子のスクリーニングを行った。養殖トラフグ10尾を2試験区に分け,TTX投与区(5尾,体重約1kg)は臀鰭付近の筋肉内にTTX溶液(0.25mgTTX/500μL・kg体重)を,対照区(5尾,体重約lkg)では同部位にTTXを含まないハンクス緩衝液(500μL/kg体重)を単回投与した。両区の試料魚を20°Cの1000L水槽で5日間別々に飼育した後,肝臓を摘出して全RNAを精製し,2本鎖cDNAを合成した。さらに,合成cDNAを鋳型としてcyanine3で蛍光標識したcRNAを合成し,トラフグゲノムデータベースなどを利用して作製したDNAマイクロアレイにハイブリダイズした。各スポットを定量解析し,対照区と比べてTTX投与区で2倍以上のmRNAレベルの変化を示す遺伝子を調べた。肝臓中のTTX量は蛍光HPLCで定量した。TTX投与区のトラフグ肝臓には,TTX投与量の約30%が蓄積していた。対照区と比較してTTX投与区でmRNAレベルが上昇した遺伝子はelastase Aprecursorをコードするものなど63個が得られ,このうち2個は未同定の遺伝子であった。さらに,トランスポーターをコードする遺伝子は2個含まれていた。一方,対照区と比較してmRNAレベルが減少した遺伝子はG elongation factor, mitochondrial 2をコードするものなど428個で,このうち77個は未同定の遺伝子だった。また,トランスポーターをコードする遺伝子は9個含まれていた。現在,これらのトランスポーター候補遺伝子のクローニングを行っている。トラフグを代表とするフグ科魚類は,フグ毒テトロドトキシン(TTX)を肝臓や卵巣などの特定の組織に高濃度に蓄積するが,TTXの取り込みメカニズムは明らかでない。前年度,研究代表者らは,TTXを筋肉内投与した養殖トラフグの肝臓を対象にDNAマイクロアレイ解析を行い,緩衝液を投与した養殖トラフグを対照区として,TTX投与区の肝臓で発現レベルが増大する63遺伝子を報告した。本年度は,発現レベルが増大した遺伝子の中でコリントランスポーターをコードするslc44a1遺伝子の全長cDNAを決定し,本遺伝子のcDNAを組み込んだ発現ベクターをヒト腎由来HEK293細胞に導入してTTX輸送活性を調べた。しかしながら,発現ベクターを導入したHEK293細胞では,コントロール細胞に比べて有意なTTXの取り込みが認められず,トラフグ肝臓コリントランスポーターslc44a1は,TTXの輸送に関与していないことが示唆された。そこで,養殖トラフグの肝臓および筋肉から作製したESTデータに対して,フグゲノムデータベースから抽出したトランスポーターをコードする推定cDNA配列を問い合わせ配列としてLocalBLAST検索を行い,筋肉のESTデータの検索結果と比較して,肝臓において発現が予測されるトランスポーターをコードする15遺伝子を選抜した。これら15遺伝子のESTデータの塩基配列上にプライマーを設計し,RT-PCRで遺伝子の組織発現分布を調べたところ,肝臓に強く発現する2遺伝子,卵巣に強く発現する1遺伝子,肝臓と卵巣に発現する1遺伝子,肝臓と消化管に発現する2遺伝子,肝臓,卵巣および消化管に発現する1遺伝子などが認められた。現在,これらのトランスポーター遺伝子のcDNAクローニングを行っている。

前年度,研究代表者らは,養殖トラフグの肝臓および筋肉から作製したESTデータに対して,フグゲノムデータベースから抽出したトランスポーターをコードする推定cDNA配列を問い合わせ配列としてBLAST検索を行い,肝臓での発現が予測されるトランスポーターをコードする15遺伝子を選抜した。本年度は,RT-PCRで各組織における15遺伝子の発現分布を調べた。その結果,SLC38A5ならびにSLC25A48は卵巣と肝臓に発現が見られ,SLC23A2は肝臓,皮膚および消化管に強い発現が見られた。SLC22A16ならびにSLC16A6は肝臓および筋肉に,SLC48A1は肝臓,皮膚,卵巣および消化管に強い発現が見られ,SLC37A4は肝臓,卵巣および消化管に発現が認められ,そして,SLCO1C1は肝臓のみに発現が認められた。これら合計8遺伝子の全長cDNAをRACE法で決定し,全長cDNA配列から推定されるトラフグ肝臓トランスポーター遺伝子の演繹アミノ酸配列をヒト,ラット,ニワトリ,アフリカツメガエル,ティラピア,ゼブラフィッシュおよびミドリフグのトランスポータータンパク質と比較した。中性アミノ酸輸送体であるSLC38A5,ビタミンC輸送体であるSLC32A2,ヘム輸送体であるSLC48A1およびグルコース-6-リン酸を輸送するSLC37A4の基本的な基質を輸送する4つのトランスポーターは,様々な動物種間で高いアミノ酸同一率を示した。一方,興味深いことに,有機カチオンを輸送するSLC22Al6は魚類の間で比較的高いアミノ酸同一率を示し,有機イオンを輸送するSLCO1C1はフグ類で高いアミノ酸同一率を示した。本年度まで実施してきたトラフグ肝臓遺伝子の網羅的解析により,トラフグ肝臓から数種類のトランスポーター候補遺伝子を選抜し,現在,これらの全長cDNAをクローニングしている。次年度は,動物細胞発現系によるトランスポーター遺伝子の発現機能解析を実施予定である。本年度まで実施してきたトラフグ肝臓遺伝子の網羅的解析により,トラフグの肝臓からフグ科魚類に特徴的なトランスポーター遺伝子をクローニングすることに成功した。これらの遺伝子は,フグの毒化機構に関与している可能性が高い。トラフグの肝臓からクローニングしたトランスポーター遺伝子を動物細胞発現用ベクターに組み込み,この発現ベクターをヒト腎由来HEK293細胞またはチャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞にトランスフェクションする。トラフグ肝臓トランスポーター遺伝子を効率よく発現する細胞をスクリーニングし,トランスポーター遺伝子発現系を構築する。作製したトラフグ肝臓トランスポーター動物細胞発現系を用いて,テトロドトキシン(TTX)の取り込み試験を行い,TTX輸送活性を示すトラフグ肝臓トランスポーターを特定する。
マルチタスク環境および協力ゲームにおける進化ゲーム理論の研究

マルチタスク環境での最適反応動学の分析と、社会選択問題の動学分析の研究を行った。前者の分析では、複数ゲームをプレイするプレイヤーを考慮し、戦略変更するプレイヤーは一つのゲームの戦略しか変更できないという制約を置いた。制約の下でもPotential game, Stable gameのナッシュ均衡が安定的であることを明らかにした。後者の分析では、現行政策と対案に対する投票が繰り返し行われるモデルを構築し、動学分析を行った。確率進化ゲーム理論を用いて、コンドルセ勝者の安定性を明らかにした。また、ボルダ勝者は人々の選択がロジット選択に従う場合には全員一致のルールの下で安定的となることを明らかにした。進化ゲーム理論に関して、理論発展の方向(研究I)と応用の方向(研究II)の2つの研究を行っている。研究Iでは、人間の限定合理性に焦点を当てて、理論を発展させる研究を行っている。研究IIでは、従来行われていなかった協力ゲームへの進化ゲーム理論の応用を行っている。研究I:研究では、注意不足(inattention)などにより合理的な決定が行えなくなると言われるマルチタスク環境を対象とした。このマルチタスクの環境を進化ゲーム理論のモデルの形で表現する方法を確立した。このモデルを基にして、ポテンシャルゲームなど代表的なゲームでの結果の導出を行った。以下のURLに示すように、一部の成果は共同研究者により国際ワークショップにて発表されている。研究II:協力ゲームの代表的なモデルのひとつである社会選択論への進化ゲーム理論の適用を行っている。特に確率安定性分析を行い、長期的に社会に定着する政策の分析を行った。社会選択論での重要な解の概念にコンドルセ勝者とボルダ勝者がある。どのような状況でこれらの解が安定的となるかを進化ゲーム理論の観点から示すことが出来た。East Asian Game Theory Conference 2015(早稲田大学)や日本経済学会2015秋季大会などで研究成果の発表を行った。また、現在までの成果の公開と幅広く他の研究者からの意見を得られるように、以下のようにDiscussion Paper(PDF形式)として公開を行っている。研究I・研究II共に、扱う現象をゲーム理論におけるモデルとして表現する方法は確立している。また、そのモデルを基に一定の結果を得られており、国際会議などで成果の発表を行っている。現在のところ、研究は順調に進捗していると言える。研究I 注意不足(inattention)などにより合理的な決定が行えなくなると言われるマルチタスク環境を対象とした研究を継続した。研究協力者を研究代表者の研究機関に招待する機会を設け、研究に関する集中的な議論および関連する研究の成果について情報交換を行った。また、新しく損失回避的な選好を持つプレイヤーを仮定し、損失回避傾向が長期的な均衡に与える影響の度合いを分析する研究を開始した。一定の成果が得られたため、日本経済学会2016秋季大会で発表を行った。研究II ー2015年度より継続して、協力ゲームの代表的なモデルのひとつである社会選択論への進化ゲーム理論の適用を行っている。論文誌に投稿可能となる水準まで研究結果の質を高めることを目標とし、以下の結果を明らかとした。社会選択問題に対して確率安定性分析を行い、長期的に社会に定着する政策の分析と社会選択論の解概念との関連を明らかとした。どのような状況でこれらの解が安定的となるかを進化ゲーム理論の観点から示す結果が得られた。また、政策空間としてユークリッド空間を仮定した場合には、重要な解の概念の一つであるmin-max政策が確率安定となることを示した。現在までの成果の公開と幅広く他の研究者からの意見を得られるように、2015年度から継続して、京都大学のサイトにてDiscussion Paperとして公開を行っている。注意不足(inattention)などにより合理的な決定が行えなくなると言われるマルチタスク環境を対象とした研究I、および協力ゲームのモデルであるマッチング問題・社会選択論への進化ゲーム理論の適用を行う研究II共に、扱う現象をゲーム理論におけるモデルとして表現する方法は確立している。進化ゲーム理論に関して、理論発展の方向(研究I)と応用の方向(研究II)の2つの方向から研究を行った。研究Iでは人間の限定合理性の面で理論を発展させる研究を、研究IIでは従来行われていなかった協力ゲームへ進化ゲーム理論を応用する研究を行った。研究I 注意不足(inattention)などにより合理的な決定が行えなくなると言われるマルチタスク環境を対象とした。

論文誌に投稿可能となる水準まで研究結果の質を高めることを目標とし、以下の結果を明らかとした。社会選択問題に対して確率安定性分析を行い、長期的に社会に定着する政策の分析と社会選択論の解概念との関連を明らかとした。社会選択論での重要な解の概念にコンドルセ勝者とボルダ勝者がある。どのような状況でこれらの解が安定的となるかを進化ゲーム理論の観点から示す結果が得られた。また、政策空間としてユークリッド空間を仮定した場合には、重要な解の概念の一つであるmin-max政策が確率安定となることを示した。現在までの成果の公開と幅広く他の研究者からの意見を得られるように、積極的に口頭発表の機会を設け、また京都大学のサイトにてDiscussion Paper(PDF形式)として公開を行った。(http://www.kier.kyoto-u.ac.jp/DP/DP936.pdf)マルチタスク環境での最適反応動学の分析と、社会選択問題の動学分析の研究を行った。前者の分析では、複数ゲームをプレイするプレイヤーを考慮し、戦略変更するプレイヤーは一つのゲームの戦略しか変更できないという制約を置いた。制約の下でもPotential game, Stable gameのナッシュ均衡が安定的であることを明らかにした。後者の分析では、現行政策と対案に対する投票が繰り返し行われるモデルを構築し、動学分析を行った。確率進化ゲーム理論を用いて、コンドルセ勝者の安定性を明らかにした。また、ボルダ勝者は人々の選択がロジット選択に従う場合には全員一致のルールの下で安定的となることを明らかにした。研究Iに関しては、海外の研究協力者の来日の予定に合わせて、代表者の所属研究機関に短期間滞在を依頼する予定である。滞在中の共同研究などを通して、研究成果をDiscussion Paperなどの形で取りまとめ、外部に向けて発信できるようにする。研究IIに関しては、引き続き国際会議などでの成果発表を積極的に行っていく。会議で得られた意見および、公開されたDiscussion Paperへの意見を基にして、更なる改善を目指した改訂を行う。注意不足(inattention)などにより合理的な決定が行えなくなると言われるマルチタスク環境を対象とした研究Iに関しては、海外の研究協力者の来日の予定に合わせて、代表者の所属研究機関に短期間滞在を依頼する予定である。協力ゲームのモデルであるマッチング問題・社会選択論への進化ゲーム理論の適用を行う研究IIに関しては、引き続き国際会議などでの成果発表を積極的に行っていく。
高校工業教育における実験・実習の内容とその教育効果に関する実証的調査研究

本研究の第一の目的は、工業高校の工業教科内容とくに実験・実習(工業技術基礎、課題研究を含む)の内容を全国規模で客観的に把握すること。実習の標準的な内容を、実験・実習のテーマ・実施時間・指導体制を明らかにする。調査の結果、単位数が削減され、選択制を80%余りの学校が採用し、多様化した。工業技術基礎は学科別の傾向が強まった。実習は単位数が削減され、減少傾向にある。製作が増え、理論の検証が減少した。課題研究は定着傾向。情報技術関係は強化された。総じて、今次学習指導要領改訂で実験・実習と専門科目の内容が削減され、工業教育の教育力の低下が極めて憂慮される。第二の目的は、工業高校卒業者に面接調査を行い、専門的な工業教育の要件と効果並びに問題点を総括すること。これまでに、機械科卒9名、電気科卒2名、電子科卒4名、工業化学科卒4名、建築科卒4名の合計23名に面接した。それぞれ個人的条件が異なるので、統一的な見解は出しにくい。しかし、以下の点が高校段階の工業教育の特質と考えられる。(1)15歳から18歳という時期に具体的な技術体験を踏まえた教育が、一生を通した影響をもつこと。(2)とくに、手を用いて具体物を扱うことが、後の理論学習の大切なバックグラウンドを用意すること。(3)理論の基礎を、検証実験を伴って学習することが重要であり、高校時代がそれに適すること。(4)ものづくりの全体の見通し(段取り)を付ける力が身につくこと。(5)物事への積極的な姿勢が身に付けられること。これらの結果を踏まえ、今後の専門的な工業教育のための教育課程開発の諸要因を整理する。課題研究は定着傾向。本研究の目的は、第一に工業高校の新教育課程の中で、工業教科内容とくに実験・実習(工業技術基礎、課題研究を含む)の内容の実態を客観的に把握すること。第二に工業高校卒業者への教育内容に対する評価調査の協力者への面接調査を行い、専門的な工業教育の要件と効果並びに問題点を総括することである。今年度は以下の2点を行った。第一に関しては実験・実習内容の第4回の調査を実施した。前回の調査項目を基に修正し、機械科・電気科・電子科・工業化学科・建築科・土木科・情報技術科・電子機械科を対象に、全国の100校の工業高校に郵送でアンケート調査した。その結果、工業教科の単位数が漸減し、実習の単位数も減少し、実習項目も減少している。工業技術基礎は学科別実施が圧倒的に多く、実習の基礎的内容が増加しているものの内容の系統性が弱化。課題研究は教育的効果が認められ、3単位に増えている。総じて実習の教育力が弱まり、専門教育の存立に関わる事態と懸念される。第二に関しては、前回の卒業者への調査協力者の中から東京工大附属工高卒業者6名(機械科と電気科卒)を選び、同意を得て面接調査した。それぞれのキャリアーの違いがあるものの、ものづくりに関わってきた人は、高校時代に学んだ製図や実験・実習そして各専門科目の理論的基礎的内容が重要であり、仕事を行う上でとくに有益と答えた。とりわけ15歳から18歳という時期に体と頭を使っての学習の重要性を認めている。また、実習などでの集団的な学びによる協調性の涵養も認知された。この試行面接でグループ全員の面接項目・方法などの共通認識が得られた。本研究の第一の目的は、工業高校の工業教科内容とくに実験・実習(工業技術基礎、課題研究を含む)の内容実態を全国規模で客観的に把握すること。

実習の標準的な内容を、実験・実習のテーマ・実施時間・指導体制を明らかにする。調査の結果、単位数が削減され、コース制を80%余りの学校が採用し、多様化した。工業技術基礎は単位数が増えたが、学科別の傾向が強まった。実習も単位数が削減されるなど、減少傾向。製作が増え、理論の検証が減少。課題研究は定着傾向。情報技術関係は強化された。総じて、今次学習指導要領改訂で実験・実習と専門科目の内容が削減され、工業教育の教育力の低下が極めて問題と考えられる。第二の目的は、平成1214年度に実施した工業高校卒業者への教育内容に対する評価の調査協力者に追跡調査を行い、専門的な工業教育の要件と効果並びに問題点を総括すること。これまでに、機械卒9名、電気卒2名、電子卒4名、工業化学卒4名、建築卒4名の合計23名に面接した。それぞれ個人的条件が異なるので、統一的な見解はまだ出せないが、以下の点で高校段階の工業教育の特質が伺われる。(1)15歳から18歳という時期に具体的な技術体験を踏まえた教育が、一生を通した影響をもつこと。(2)とくに、手を用いて具体物を扱うことが、後の理論学習の大切なバックグラウンドを用意すること。(3)理論の基礎を順に、検証実験を伴って学習することが重要で、高校時代がそれに適すること。(4)ものづくりの全体の見通し(段取り)を付ける力が身につくこと。(5)物事への積極的な姿勢が身に付けられること。これらの結果を踏まえ、さらに面接を続け、今後の専門的な工業教育のための教育課程開発の諸要因を整理する。本研究の第一の目的は、工業高校の工業教科内容とくに実験・実習(工業技術基礎、課題研究を含む)の内容を全国規模で客観的に把握すること。調査の結果、単位数が削減され、選択制を80%余りの学校が採用し、多様化した。工業技術基礎は学科別の傾向が強まった。実習は単位数が削減され、減少傾向にある。製作が増え、理論の検証が減少した。課題研究は定着傾向。総じて、今次学習指導要領改訂で実験・実習と専門科目の内容が削減され、工業教育の教育力の低下が深く憂慮される。第二の目的は、工業高校卒業者に追跡面接調査を行い、専門的な工業教育の要件と効果並びに問題点を総括すること。これまでに、機械科卒9名、電気科卒2名、電子科卒4名、工業化学科卒4名、建築科卒4名の合計23名に面接した。それぞれ個人的条件が異なるので、統一的な見解は出しにくい。しかし、以下の点が高校段階の工業教育の特質と考えられる。(3)理論の基礎を、検証実験を伴って学習することが重要であり、高校時代がそれに適すること。これらの結果を踏まえ、今後の専門的な工業教育のための教育課程開発の諸要因を整理する。
新分析法を利用した紅藻粘質多糖の構造および性質に関する研究

1.ノリ乾燥粉末に含有する多糖の分析条件すでに確立した紅藻粘質多糖(3,6-アンヒドロガラクトース含有多糖)構成糖の分析法を基に,ノリに含まれる多糖から構成単糖を遊離させるための至適条件を検討した.ノリに含有される多糖として,細胞間を充填するポルフィラン,細胞壁を構成するキシラン・マンナン,および紅藻デンプンが知られている.そこで,これら全ての多糖から,その構成糖を定量的に遊離させるための条件を検討した.ノリ乾燥粉末を反応溶媒中で加熱し,反応温度,反応溶媒中の塩化水素濃度を変化させ,経時的に構成糖遊離量を測定した.その結果,ポルフィランからのガラクトース,3,6-アンヒドロガラクトース,6-O-メチルガラクトース,キシランからのキシロース,マンナンからのマンノース,紅藻デンプンからのグルコースの遊離は,至適条件下で反応させると一定時間後にプラトーに達することが明らかになった.2.板ノリへの分析条件の適用得られた至適条件を,水産試験場で試験養殖後作成された数種の板ノリに適用した.細胞間充填多糖であるポルフィランはノリの「つや」および「口溶けの良さ」,細胞壁構成多糖であるキシラン・マンナンはノリの「堅さ」と密接に関与していると考えられている.ノリ網からの摘採回数の増加に応じ,得られた板ノリ中のキシラン・マンナン量も増加する傾向が認められた.また,多糖の80%以上をポルフィランが占めており,その含量も同様に摘採回数の増加とともに増加する傾向にあった.しかし,ポルフィラン中の3,6-アンヒドロガラクトース含量は,逆に摘採回数が増加するにつれ減少する傾向を示した.1 3,6-アンヒドロ-L-ガラクトース(AG)の効率的調製法-紅藻の粘質多糖には,AGが主成分の一つとして含まれている.しかし,AGは生来非常に不安定であるため,クロマトグラフ的に直接分析する方法はなく,またAG標準品はその誘導体を含めて市販されていない.紅藻多糖の詳細な構造を明らかにするためには,主成分であるAGの標準品は欠かすことの出来ない物質である.そこで,申請者らがすでに開発した非水系下でのメルカプトリシスを応用し,AGジエチルメルカプタール(AGM)の効率的調製法を開発した.市販の寒天を,0.5M HCl/(EtSH:MeOH(2/1,v/v))中60°Cで12hメルカプトリシスした.この条件下で構成糖はほぼ定量的に遊離した.溶媒抽出と結晶化を組み合わせることにより,純粋なAGMを80%以上の収率で調製できることを見いだした.2紅藻粘質多糖の構造と性質-アガロース,ポルフィラン,カラギーナンを試料とし,これらに申請者らが開発した分析法を適用し,詳細に分析した.アガロースは,一般的にガラクトース(Gal)とAGの反復二糖構造((4L-AGα1→3D-Galβ1→)n)から成っていると考えられている.数種の市販アガロース標品を新分析法により分析したところ,Gal,AGに加え,多い物では15%,少ない物でも9%の6-O-メチル-Galが含まれていた.また,アガロースと同じ基本構造を持つと考えられているポルフィランでは,非常に偏った糖組成(Gal63%,AG15%)を示した.これらの結果から,アガロースおよびポルフィランの分子は二糖の単純な反復構造から成っているのではなく,ポルフイラン分子の少なくとも一部にはGalが連続して存在していることが考えられた.1.ノリ乾燥粉末に含有する多糖の分析条件すでに確立した紅藻粘質多糖(3,6-アンヒドロガラクトース含有多糖)構成糖の分析法を基に,ノリに含まれる多糖から構成単糖を遊離させるための至適条件を検討した.ノリに含有される多糖として,細胞間を充填するポルフィラン,細胞壁を構成するキシラン・マンナン,および紅藻デンプンが知られている.そこで,これら全ての多糖から,その構成糖を定量的に遊離させるための条件を検討した.ノリ乾燥粉末を反応溶媒中で加熱し,反応温度,反応溶媒中の塩化水素濃度を変化させ,経時的に構成糖遊離量を測定した.その結果,ポルフィランからのガラクトース,3,6-アンヒドロガラクトース,6-O-メチルガラクトース,キシランからのキシロース,マンナンからのマンノース,紅藻デンプンからのグルコースの遊離は,至適条件下で反応させると一定時間後にプラトーに達することが明らかになった.2.板ノリへの分析条件の適用得られた至適条件を,水産試験場で試験養殖後作成された数種の板ノリに適用した.細胞間充填多糖であるポルフィランはノリの「つや」および「口溶けの良さ」,細胞壁構成多糖であるキシラン・マンナンはノリの「堅さ」と密接に関与していると考えられている.ノリ網からの摘採回数の増加に応じ,得られた板ノリ中のキシラン・マンナン量も増加する傾向が認められた.また,多糖の80%以上をポルフィランが占めており,その含量も同様に摘採回数の増加とともに増加する傾向にあった.しかし,ポルフィラン中の3,6-アンヒドロガラクトース含量は,逆に摘採回数が増加するにつれ減少する傾向を示した.
ウシのリンパ陰部輪の発見 ―粘膜ワクチン投与部位としての有効性―

鼻咽頭、腸管、気管などの外界と接する部位には粘膜関連リンパ組織が存在し、病原体を含む異物に対し粘膜免疫を活性化させ、さらに全身の免疫反応制御に深く関わっている。我々は、ウシ外陰部・膣前庭粘膜領域をリング状に取り囲むリンパ組織を発見した。これを「ワルダイエルのリンパ咽頭輪」に因み「リンパ陰部輪」と呼ぶ。形態・分布、各種免疫細胞の特徴、被蓋上皮の性格、動物種差を明らかにし、リンパ咽頭輪との違い・類似性を明らかにする。また、加齢・妊娠・病態に伴う変化を観察する。最後にリンパ陰部輪への異物投与が、全身の免疫活性化に与える影響を明らかにし、粘膜ワクチン投与部位としての有効性を証明する。
不登校支援に対する養護教諭の思いと行動の意味の概念化

本研究は、高等学校に勤務する養護教諭の不登校支援に対する思いと行動の意味について明らかにすることを目的とした。養護教諭を対象に半構造化面接を行い、得られたデータをコード化し、その後、カテゴリ化を進め、概念化した。その結果、575のコードは、364の「養護教諭の専門性コード」と211の「保健室の機能コード」に分けられ、現段階で暫定的にそれぞれ8のコアカテゴリ(概念)にまとめられた。本研究ではこれらを用いて養護教諭の不登校支援に対する思いと行動の意味の総体を説明する。養護教諭は、不登校の生徒を「ありのまま受け止める態度と配慮」を持ち、「不登校の多角的な理解」から、「生徒の心身の状態の見極め」をし、「学校生活の適応への支援」につなげ「生徒の自己実現を踏まえた心身の育成」を図っていた。さらに、「生徒情報の集約」の役割を認識し「関係者と連携して対応するためのつながりの構築」を行い、「生徒の人間関係構築のための橋渡し」の役割も担っていた。そして、専門性を生かすため、保健室の機能に対して次の8概念を認識していた。それは、「生徒が体調不良を理由に活用するところ」、「ホッとスペースとしての機能の活用」、「一人一人の生徒と向き合うことが可能なところ」、「学校とのつながりを持てるところ」、複数の来室生徒がいる保健室の「サロン機能としての活用」と「ラウンジ機能としての活用」、そして「養護教諭がマネジメントする役割を持つところ」、「生徒が乗り越えた時巣立つところ」であった。養護教諭は自らの専門性、さらに保健室の機能を不登校支援に生かす認識を持ち、行動していた。これらの結果は、不登校支援に対する養護教諭の専門性と保健室の機能を明らかにする一助となるものであった。しかし、質問紙調査で、経験年数や不登校の生徒の対応経験の有無により、認識や行動の意味にわずかに差異がみられた。今後、研究を進め、明確化していく必要がある。
地価変動の波及と都市システムとの関連に関する研究

1,本研究では、東京特別区における商業地地価の上昇に端を発した地価変動が、同じく東京を中心に形成されてきたわが国の都市システムに沿って波及した、という仮説を検証し、それに整合しない部分がいかなる要因によるものであるかを明らかにした。分析は地価変動に関連する諸現象を整理し(本学紀要17-2で公表)、それらが1980年代における都市システム再編の中でどのように位置づけられるかを考察することによって進められた。ひの結果は以下のようにまとめられる。(1)1983年および1984年に発生した東京特別区の商業地地価上昇は、都庁の移転による土地利用価値の上昇を主要因とするものであったと考えられるが、その後は土地の連続性に起因する隣接効果によって東京大都市圏全体の地価上昇に発展した(本学紀要16-2で公表)。(2)東京の地価上昇は、地方都市に波及したが、その波及は土地の連続性によるものではない。本研究ではこれを地価変動の階層効果と呼び隣接効果と区別した。(3)地方大都市への階層効果は、地価上昇のタイム・ラグから確認することができた。広域中心都市あるいはその次位階層に位置する都市群については、同一階層内で相対的に規模の小さな都市ほど高い地価上昇幅を示すといった規則性が指摘され、それは投資の回収効率の良さから説明されうる。(4)地方中小都市においては、階層効果を確認することはできなかった。これについては、資本投下が地方ブロックの拠点となる大都市に集中したためと考えられるほか、市街地面積の狭い地方中小都市では局地的現象がその都市全体の地価変動に反映されやすいことにも原因がある(本学紀要17-1、日本都市計画学会論文集30で公表)。2,本研究の総括は、科研費報告書として現在印刷中である。また、本研究では近年における地価の下落に関する分析を行っていない。このテーマについては、平成8年度の科研費を申請中である。
セラミックス粒子化Al基複合材料の成形と二次加工変形挙動画像解析システムの開発

本研究におけるセラミックス粒子強化Al基複合材料の成形は、反応焼結法を用いてAl基地にセラミックス強化粒子をin-situ生成させて行った。原料粉末はAl、TiO_2およびBを用い、脆性化合物(Al_3Ti)生成を抑制しかつ熱間圧延および冷間圧延による二次加工性向上を目的として、Al-(Al_2O_3+TiB_2)複合材料を作製して研究を進め、以下の結果を得た。(1)脆性化合物の生成を抑制できた。(2)強化粒子(Al_2O_3,TiB_2)体積分率を5%および20%になるように各粉末を混合・成形し二次加工性(熱間圧延(450°C)および冷間圧延)を調べた。さらに、前の研究の画像処理技術を応用し、二次加工変形挙動の解析を試み、デジタルカメラによる圧延後の形状解析(耳割れ(外周き裂)観察、耳割れ部を除いた有効面積算出等)を行い、以下のことが分かった。○体積分率20%材は、冷間圧延では大きな耳割れが生じた。○体積分率5%材は、冷間圧延では熱間に比べ若干耳割れが生じ易いが、有効面積87.2%が得られた。○圧延圧下率が高いほど耳割れを生じ易い傾向がある。これらの主な原因は、圧延素材成形の最終段階で行う熱間圧縮(560°C)後の相対密度が、体積分率5%材がほぼ100%になるのに対し20%材は96.4%程度であったためと思われる。(3)体積分率20%材を厚さ2・3・4・5・6mmと準備し、圧延後の板厚1mmとして圧延圧下率を50%から83.3%と変化させて熱間圧延、その後、硬さ試験、引張試験等を行い、以下のことが分かった。○引張強さは、圧下率が50%から70%までは上昇し、それ以降減少する傾向がある。○伸びは、圧下率の増加とともに増加する傾向がある。○硬さについては、圧下率による変化は見られなかった。これらの主な原因は、圧下率が大きくなるとパス回数が増え、再結晶が起こるためと思われる。
光輻射圧でナノ粒子を選別・捕集・分析する：プラズモン光クロマトグラフィーの確立

共鳴光を照射したプラズモニックナノ構造体に発生する増強輻射圧を用いると、従来法である光ピンセット法よりも効率的に光捕捉できる。このプラズモン光ピンセットを昇華すべく、不揃いな構造やサイズを有する多様なナノ粒子の混合溶液から特定のナノ粒子を選別・捕集し、分光学的手法を用いて分析する新規な手法「プラズモン光クロマトグラフィー」の確立を目的とし研究を遂行した。その結果、金ナノホールアレイを用いることにより貴金属ナノ粒子やポリスチレンナノ粒子の光捕捉に成功した。さらに、顕微散乱スペクトルから捕捉した貴金属ナノ粒子の同定・選択的光捕捉の可能性が示唆された。共鳴光を照射したプラズモニックナノ構造体に発生する増強輻射圧を用いると、ポリスチレンナノ粒子や鎖状高分子、DNAなどを従来法である光ピンセット法よりも効率的に光捕捉できる。平成24年度において、プラズモン光ピンセットとして好適と思われる金ナノホールアレイを新たに有限差分時間領域法に基づく理論計算により設計、実際に作成した。作成したナノホールアレイは、現有設備の近赤外レーザーで励起することにより、ナノホール近傍にプラズモンに由来する増強電場が局在化することが理論的に示された。このようなナノホールアレイのプラズモン特性は、ホール直径とホールの間隔幅に大きく依存し、捕捉対象によってナノホール構造を制御することにより選択的な粒子捕捉が実現されると期待される。これまでにこのナノホールアレイを用いて、プラズモン光ピンセットを実証するにあたり捕捉モデル対象物となっている、ポリスチレンナノ粒子の光捕捉を達成した。このとき得られた実験結果を裏付けるため、新たに有限要素法に基づく理論計算システムを導入した。現在は、電磁場解析ならびに光熱効果による流体シミュレーションを達成すべくシステムを改善している。また、ポリスチレンナノ粒子だけでなく金属ナノ粒子や色素会合体の光捕捉を行い、ナノホールアレイを用いた捕捉挙動の解明を目指している。平成26年度において、前年度に設計・作成した金ナノホールアレイを用いた金属ナノ粒子の選択的光捕捉の実現に向けて研究を行った。金属ナノ粒子の捕捉過程を追跡するため、新たに高開口数の暗視野顕微鏡を導入し、捕捉位置での顕微散乱スペクトル測定システムを構築した。金ナノホールアレイは、そのホール直径ならびにホール間隔幅によりプラズモン特性を制御できる。実験の結果、特定のホール直径とホール間隔幅をもつナノホールアレイを用いると、金および銀ナノ粒子が光捕捉されている挙動を追跡することに成功した。金や銀などの貴金属ナノ粒子を捕捉すると、金ナノホールアレイとの間に新たなプラズモンが発現し、その結果が散乱スペクトルに表れていると示唆される。この実験結果を裏付けるため、昨年度導入した有限要素法に基づく理論計算システムによる解析にも着手した。これらから、さまざまな粒径をもつ金属ナノ粒子の混合溶液から、特定のサイズをもつ金属ナノ粒子を選択的に捕捉するプラズモン光クロマトグラフィーの実現に向けた萌芽的な結果を得た。26年度が最終年度であるため、記入しない。物理化学26年度が最終年度であるため、記入しない。現在までに、ナノホールアレイの設計と作成、ならびにポリスチレンナノ粒子を捕捉対象としたプラズモン光ピンセットを実現している。平成25年11月に所属の変更、平成26年3月に実験装置の移設に伴い、若干進捗に遅れが出ている。具体的には、当初25年度に完了予定であった金属ナノ粒子や色素会合体など種々のナノ粒子の捕捉挙動については平成26年も引き続き実施する予定である。平成26年3月に実験装置を北海道大学から大阪市立大学に移設したことにより進捗に遅れがでているため、平成26年度は実験装置の立ち上げが目下の課題であるが、5月中には完了の見通しである。また、平成25年度に実施していた金属ナノ粒子や色素会合体などの捕捉挙動の解明については引き続き本年度も実施し、成果をまとめる予定である。平成26年度実施予定の計画も平行して実施することにより、期間内の計画達成を目指す。
レドックス応答性メタロホストによる動的機能の発現

ラセン構造をもつ含ルテニウム擬クリプタンドの錯体部が置換不活性であることを利用して光学分割に成功し、その分光学的性質について調べた。純粋なエナンチオマーの収量が少なかったため、認識能を調べることはできなかったが、この光学分割は置換活性な鉄錯体では実現できなかったことである。また、ポリエーテルの代わりに尿素部位を有するトリポダンドを合成し、相当する鉄錯体の合成にも成功した。この擬クリプタンドは尿素部位が水素結合部位として働いて、塩化物イオンに対する高い親和力をもつことを見いだすとともに、X線結晶構造解析によりその認識様式についても明らかにした。さらに、アニオンとカチオンの両者に対して認識能をもつデュアル認識型メタロホストも合成することができた。この分子は酸化反応によって金属を解離させることができるので、レドックス応答性の構造変換が可能である。また錯体部位を二つもち、2ナノメートルの大きさをもつビス擬クリプタンドの合成に成功し、各種カチオン性ゲストに対する親和力についても明らかにした。また、カリックスアレンを基本骨格にもち、金属の添加によってゲートが開閉して認識能が制御できるメタロゲート分子システムの開発にも成功した。シッフ塩基を複数もつ鎖状配位子から定量的に得られる亜鉛三核錯体が、生物学・医科学において重要な、高いカルシウム選択性をもつことを見いだした。今回の手法はこれまでに例のない新規なものである。また、蛍光性部位を導入した同様な鎖状配位子を合成したところ、これが亜鉛に対して蛍光応答性をもつことも見いだし、新しい蛍光センサーとしての可能性を示すことができた。現在、以上の成果については複数の論文として投稿中、あるいは投稿準備中である。錯形成による分子構造の変換によって機能の制御ができるシステムの構築を目的に以下の検討を行った。設計・合成したメタロホストは、本研究の課題であるレドックス応答性メタロホストの構築の基礎研究となるものである。最初の分子はポリエーテルの末端にビピリジンを有するトリポダンドで、Fe(II)と錯形成して擬クリプタンドになることが明らかとなった。この分子はポリエーテル部からなる空孔をもち、ここにセシウムイオンを選択的に取り込むこともわかった。また、対応するRu(II)擬クリプタンドの合成にも成功し、この分子もアルカリ金属イオンを取り込むことが明らかとなった。現在、これらのメタロホストの酸化還元反応に対する反応性について検討中である。不斉情報の伝達のための分子システムの構築を目指して、光学活性なビナフチル部位と含ビピリジンポリエーテル鎖を二本もつ化合物を合成した。この分子はCu(I)と錯形成し、擬クラウンエーテル型メタロホストを与えた。このホストでは、ビピリジンーCu(I)錯体部が正四面体型となるため、二つのジアステレオマーの混合物となり、その比はほぼ1:1であった。しかし興味深いことに、ナトリウムイオンを添加するとほぼその一方となった。これは擬クラウン環にイオンが取り込まれて、ビナフチル部位の不斉情報がポリエーテル鎖を介して伝わり、Cu(I)錯体部の不斉構造が制御されたことを示している。三つのsalen部位をもつ三角形の新規ホストを合成し、これがその空孔内に水分子を複数の水素結合によって取り込むことを見いだした。現在、このホストのsalen部位による金属錯体の形成について検討中で、メタロホストへの展開やこれを基本ユニットとした分子集積体の構築についても検討中である。初年度に合成したトリポダンドの機能についてさらに詳細な検討を加えるとともに、その類縁体を各種合成し、その機能について検討を行った。まず基本骨格となるトリポダンドはNi(II)やCo(II)とも錯形成し、Fe(II)やRu(II)錯体と同じようなラセン構造をもつことがX-線結晶構造解析より明らかとなった。またFe(II)錯体とRu(II)錯体がアミノ酸メチルエステルの塩酸塩をゲストとして認識することを見いだした。しかしフェネチルアンモニウム塩酸塩やβ-アミノ酸およびγ-アミノ酸に対しては全く認識能をこのメタロホストは示ささず、極めて高いα-アミノ酸選択性を有していることが明らかとなった。アンモニウム基とエステル基が協同的にこのホストと相互作用していることがこの原因であると考えられる。また、末端にビピリジンをもつポリエーテルをベンゼン環の2,4,6-位に導入したホストを合成してFe(II)との錯形成を調べたところ、二本のエーテル鎖で形成される環の内側をもう一本の鎖が通り抜けた構造をもつ錯体が定量的に生成した。すなわちこれまでの擬クリプタンド型とは異なり、認識場がふさがれた構造をしていることがわかった。その結果、鉄のない時、この分子はアンモニウムイオンを取り込むが、鉄錯体となることでこれを放出する新規な負のアロステリーを示した。またシツフ塩基部を複数もつ多座配位型の鎖状分子を合成し、これが非常に協同的に亜鉛イオンと錯形成して環状構造をもつ三核錯体を定量的に与えることを見いだした。一つの亜鉛は環の中央に位置するが、これは定量的にランタニドによって置換されることがわかった。つまりこれまで全く例のないヘテロ多核錯体の合成法である。