hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
運動・スポーツ指導者の体罰問題における心理的メカニズムの解明

・態度・雰囲気が相乗的に体罰・暴力を生む、といった4点であった。本研究の目的は、3ヶ年計画の下、運動・スポーツ指導者の体罰問題に関わる心理的メカニズムを解明することにある。この目的の達成のために、次のような4件の研究課題を設定した。【研究課題1】運動・スポーツ指導者の体罰問題に関連する先行研究を概観することで解決すべき問題点を整理する。【研究課題2】質的研究法の熟達に向けて関連文献を概観し、本研究を遂行するための研究方法や研究範囲を同定する。【研究課題3】体罰経験を有する運動・スポーツ指導者を対象としたフィールドワークを敢行し、直接的かつ集中的なインタビュー調査を実施することにより、当事者の体罰に関連する心理的メカニズムを可視化する。【研究課題4】本研究から得られた成果を積極的に公開し、今後、運動・スポーツ指導場面における体罰根絶へ向けて議論の拡大を図る。特に、平成29年度は、前年度に引き続いて、【研究課題1】と【研究課題2】に取り組んだ。すなわち、体罰問題に関連する先行研究を概観することで問題点を整理しつつ、質的研究法に関連する先行文献を概観することで、質的研究法の熟達を目指した。一方、インタビュー調査を敢行し、体罰が生起した事象を分厚く記述することを目指した【研究課題3】。具体的には、体罰経験を有する運動・スポーツ指導者を分析対象とし、インタビュー・マニュアルを基に、ひとりに対して12時間程度のインタビューを複数回実施した。その際、本人の承諾を得た上で、会話の内容をICレコーダーに収録し、インタビュー後に逐語を起こした。そのインタビュー資料から、1)語りの表象的特徴を導き出し、2)語りの切片化を行うことで複数の概念を導き出し、それを構成要素として、体罰に至った心理的プロセスやその意味づけ、体験様式などに着目しつつ、3)体罰体験モデルを構築し、発展継承可能な仮説的知見を導き出す、といった手続きを辿った。特に、本年度においては、質的研究ソフトのNvivoのトレーニング・ワークショップに参加し、本研究者の分析力の熟達に努めた。また、上記【研究課題3】に取り組み、実質的な研究作業を開始した。すなわち、本研究の関心事は、「運動・スポーツ指導者は、どのように体罰を語るのか」といったリサーチクエスチョンの下、上記【研究課題2】から獲得した質的研究法を駆使し、発展継承可能な仮説的知見を導き出すことにある。そこでは、1対1形式の半構造化インタビューを通じて、体罰問題が生起した事象を分厚く記述し、概念モデルを導き出すことによって可視化(相対化)し、今後、この問題の根絶に向けた議論を展開していくことを目指している【研究課題3】。具体的には、インフォーマント(情報提供者)は、体罰経験を有する運動・スポーツ指導者を対象とし、ひとりに対して12時間程度のインタビューを複数回実施する。その際、本人の承諾を得た上で、会話の内容をICレコーダーに収録し、インタビュー後に逐語を起こし、インタビュー資料を作成する。そのインタビュー資料から、1)語りの表象的特徴を導き出し、2)語りの切片化を行うことで複数の概念を導き出し、それを構成要素として、体罰に至った心理的プロセスやその意味づけ、体験様式などに着目しつつ、3)体罰体験モデルを構築し、発展継承可能な仮説的知見を導き出す、といった手続きをたどる。
大量ゲノム情報を活用したDNA解析による哺乳類の進化多様性に関する研究

本年度は、鯨類の系統関係に関する2つの題目に絞って研究を進めた。まず1つはSINE挿入イベントに基づくヒゲクジラ類の包括的系統樹の構築。次に、歯クジラ類の単系統性の再検討である。ヒゲクジラ類は非常に有名で人類にも親しまれている哺乳類であるにも関わらず、その系統関係に関しては謎が多い。現在までにいくつかの核遺伝子配列、ミトコンドリア配列を用いた系統解析がなされてきたが、その詳細な系統関係は明らかになっていなかった。そこで私はレトロポゾンの1種であるSINEの挿入イベントを指標にして、これらのグループの系統推定をおこなった。その結果、ザトウクジラとナガスクジラの単系統性を始めとする多くの新しい系統学的な発見があった。さらには、ヒゲクジラ類が過去に非常に急速な放散を遂げていたことが明らかとなり、これらの内容をまとめて研究論文を執筆し、国際誌Molecular Biology and Evolution誌に掲載されることが決定した。また歯クジラ類の単系統性に関しては我々のグループが2001年に既に報告した経緯があるのだが、これまでに我々以外でDNAレベルで歯クジラ類の単系統性を示した研究結果は報告されておらず、さらには当時の我々の研究方法にも不十分な点があることが判明したことから、その不十分な点を補いながら再度、我々の系統仮説を再検討することとした。その結果、我々が2001年に発表した歯クジラ類の単系統仮説は矛盾なく支持されることがわかり、長い間議論され続けてきたこの論争にもようやく終止符打たれることになったのではないかと考えられる。この結果は現在、論文として国際誌Molecular Phylogenetics and Evolution誌に投稿中である。本年度は主に、SINEを指標としたヒゲ鯨類の系統関係に関する研究と、歯鯨類の単系統性の再検証に関する実験をおこなった。本研究にて明らかになったことを以下に列挙する。1.ヒゲ鯨類は単系統群を形成する2.ヒゲ鯨類の中でもっとも最初にセミクジラ類が分岐した3.その次にコセミクジラ類が分岐した4.ザトウクジラとナガスクジラが単系統群を形成する5.イワシクジラとニタリクジラが単系統群を形成し、その姉妹群にシロナガスクジラが位置する。6.ヒゲ鯨類は、その進化の過程においてコセミクジラの分岐後に急速な種分化を遂げている。結果6に関しては、我々の研究によって、ヒゲ鯨類の中に祖先多型現象が観察されたことによる考察の結果得られたものである。また、以前我々の研究によって歯鯨類はマッコウクジラ類を含めて単系統群を形成することを明らかにしたが、この研究にはいくつかの問題点があり、その問題を含めてはクジラ類の単系統性の再検証をおこなう必要性があった。つまりこの問題を最終的に解決するためには、ヒゲクジラ、マッコウクジラ、イルカの3者すべての下のミックライブラリーをスクリーニングしなくてはならなかった。そこで、私はこれら3者に関して、包括的なスクリーニング作業をおこない、ヒゲ鯨類が単系統であり、イルカともマッコウクジラともしまい群を形成せず、マッコウクジラとイルカ類が歯鯨亜目として単系統群を形成するという、伝統的系統仮説が正しいことを証明することに成功した。この研究はSINE法における問題点のひとつであった、スクリーニングにおけるバイアスを取り除いて得られた結果であり、長い間議論されてきた歯鯨類の単系統性の論争に終止符をうつものと予想される。本年度においては、ハリネズミの針部において大量に発現する遺伝子の同定をおこなった。サブトラクション実験の結果、毛部分と針部分を比較すると、明らかに針部分において、ケラチン関連遺伝子の発現が多かった。さらには細胞接着関連因子として知られているオステオネクチンも針部において大量に発現していることが明らかになった。これらはおそらく、毛から針の獲得という進化の過程において、ケラチンや細胞接着因子を大量に発現させることでより硬質な構造物をつくるために適応した結果であると考えられる。これからは、これらケラチンやオステオネクチンの発現量を増加させる上流因子の同定をおこなっていきたいと考えている。さらには、以前より引き続いている研究を論文として公表したので、その内容を以下に示す。鯨目の中でも特にヒゲ鯨亜目に対象を絞ってその系統解析をおこなった。その際に、まず核ゲノム情報としてレトロポゾンの一種であるSINEの挿入パターンを利用し、さらにはミトコンドリアゲノム全長配列を決定し、系統解析の指標とした。その解析の結果、ザトウクジラ属とナガスクジラ属の単系統性が核、ミトコンドリアゲノムの双方から強く示唆され、さらには、シロナガスクジラ、ニタリクジラ、イワシクジラ属の単系統性や南半球、北半球に分布するミンク鯨の単系統性なども示すことができた。特にザトウクジラ属とナガスクジラ属の単系統性は、伝統的な形態学的研究からは示唆されたことのない新規の系統群であり、系統分類学の中でも非常に重要な発見であると考えている。またSINEの挿入パターンがいくつかの遺伝子座において、互いに矛盾することから、このヒゲ鯨類が今から2000万年ほど以前に、大規模な適応放散を起こしたことが強く示唆された。本研究の成果は、Systematic Biology誌に掲載が決定し、さらには現在Molecular Biology and Evolution誌に投稿中である。また邦文論文として化石にその研究結果が掲載されることが決定している。加えて、SINEの挿入パターンを指標とした系統解析のプロトコル論文を発表した。

まず1つはSINE挿入イベントに基づくヒゲクジラ類の包括的系統樹の構築。次に、歯クジラ類の単系統性の再検討である。ヒゲクジラ類は非常に有名で人類にも親しまれている哺乳類であるにも関わらず、その系統関係に関しては謎が多い。現在までにいくつかの核遺伝子配列、ミトコンドリア配列を用いた系統解析がなされてきたが、その詳細な系統関係は明らかになっていなかった。そこで私はレトロポゾンの1種であるSINEの挿入イベントを指標にして、これらのグループの系統推定をおこなった。その結果、ザトウクジラとナガスクジラの単系統性を始めとする多くの新しい系統学的な発見があった。さらには、ヒゲクジラ類が過去に非常に急速な放散を遂げていたことが明らかとなり、これらの内容をまとめて研究論文を執筆し、国際誌Molecular Biology and Evolution誌に掲載されることが決定した。また歯クジラ類の単系統性に関しては我々のグループが2001年に既に報告した経緯があるのだが、これまでに我々以外でDNAレベルで歯クジラ類の単系統性を示した研究結果は報告されておらず、さらには当時の我々の研究方法にも不十分な点があることが判明したことから、その不十分な点を補いながら再度、我々の系統仮説を再検討することとした。その結果、我々が2001年に発表した歯クジラ類の単系統仮説は矛盾なく支持されることがわかり、長い間議論され続けてきたこの論争にもようやく終止符打たれることになったのではないかと考えられる。この結果は現在、論文として国際誌Molecular Phylogenetics and Evolution誌に投稿中である。
力覚提示機能を有する等身大仮想設計環境の構築

創造的な自由形状設計環境を実現するためには、柔軟性の高い三次元形状の入力装置、高度なレンダリング機能を有する没入型立体映像表示装置、自由形状の生成、変形、加工を可能にする自由形状モデラなどを統合化して、マルチモーダルなインタラクション機能を有する没入型仮想設計環境を構築する必要がある。本研究では、研究代表者らが提案開発してきた力覚提示機能を有する空間インタフェース装置SPIDARを基本的なインタフェース装置と位置づけ、没入型映像空間を実現するためにマルチプロジェクション、マルチPCの半球面スクリーンの没入型映像表示装置を開発して、目標とすべき設計環境を実現した。創造的形状設計においては、まず設計者やデザイナーが思い浮かべた形状設計のイメージを容易にかつ自然に仮想設計環境上の三次元形状モデルとして構築することができなければならない。このためには、仮想設計環境内での力覚を含めたマルチモーダルなインタラクションによる形状モデルの直接操作が可能でなければならない。しかも、これらの操作が実寸大の形状モデルに対して操作可能なために、等身大のスケールを持つ自由形状モデルを立体表示することのできる没入型映像表示装置が不可欠である。本研究で提案し、開発を行った等身大仮想設計環境は、これらの機能を実現しており、目的として設計者やデザイナーの創造性を十分に引き出すことのできる設計環境であり、研究目標を十分達成することができた。本研究では,申請者らが開発した空間インタフェース装置(SPIDAR)を基本のインタフェースデバイスと位置づけ,さらに創造的な自由形状設計を実現するための機能,すなわち柔軟性の高い三次元形状の入力装置,高度なレンダリング機能を有する立体表示装置,自由形状の生成,変形,加工を可能にする自由形状モデラなどを統合化して,次世代の形状設計支援システム仮想クレイモデリングシステムを実現することを目指したインタフェースの構築を目的とする.創造的形状設計においては,まず設計者・デザイナーが思い浮かべた形状設計のイメージを容易に3次元モデルとして構築できなければならない.このためには,いわゆる仮想操作環境の下での形状モデルの入力が不可欠である.本研究では,このような観点に立って,等身大のスケールをもつ3次元自由形状モデルを設計者が直接操作できる自由形状設計のための仮想クレイモデリングシステムを仮想環境に構築することを目標としている.本研究で計画する等身大仮想設計環境システムは,1.自由形状設計支援プロセッサシステム,2.三次元自由形状モデラ管理システム,3.自由形状設計加工システム,4.身体的インタフェースによる自由形状入カシステム,の4つの部分からなり,全体で仮想設計環境を構成している.本年度はこれらのサブシステムの実現に必要とされる直接操作のためのインタフェースの基本機能を明らかにして,それを実現する等身大力覚インタフェースの基本構造を提案して設計を行なった.創造的な自由形状設計環境を実現するためには、柔軟性の高い三次元形状の入力装置、高度なレンダリング機能を有する没入型立体映像表示装置、自由形状の生成、変形、加工を可能にする自由形状モデラなどを統合化して、マルチモーダルなインタラクション機能を有する没入型仮想設計環境を構築する必要がある。
貿易自由化後における果実・果樹産業の計量的分析

本研究報告では、戦後現在までの期間を対象として、貿易自由化後における果実・果樹産業の計量的な分析を試みた。本報告の構成は主に3つ、(1)果実生産者(産地)・果実消費者(都市)を中心としたアンケートによる分析、(2)果実を中心とした産業連関分析(産業連関動学モデル)、(3)果実を中心とした需給均衡分析である。本報告書の各章のタイトルは以下の通りである。第1章は、貿易自由化後におけるオレンジの産地別品質需要分析-Armingtonモデルによる接近-、第2章は、日米輸入解禁交渉後における国産、米国産リンゴの消費者意識-安全性問題を中心として-、第3章は、沖縄県生食パインアップル生産における経営方針、品種選択行動に関する評価-選択型コンジョイント分析による接近-、第4章は、沖縄県生食パインアップル農家の生産規模拡大への方向性-沖縄県国頭郡東村および八重山地方における農家アンケートからの接近-、第5章は、日本・中国FTAの果実貿易への影響、第6章リンゴのトレーサビリティに関する経済的考察-青森県津軽地域の3システムを事例として-、第7章EUREPGAP認証黄色リンゴのEU輸出拡大戦略-Messe Berlin FRUIT LOGISTICA 2007におけるアンケート調査から-、等の第1章から第7章までの構成となっている。本報告書の構成に関して、先述した(1)に関しては第2章第4章、第7章、(2)に関しては第5章第6章、(3)に関しては第1章で対応している。本研究の結果、わが国の果樹・果実産業は、オレンジ・パインアップルの貿易自由化やリンゴの輸入解禁交渉以降、消費者も安全性を重視するなど、その消費嗜好も大きく変化した。他方、生産者も安全性や輸出に対応した果樹・果実生産を実施していた。わが国の果樹、果実産業は、生産と消費、つまり需給の両面で大きく変化していることが明らかとなった。I.沖縄県石垣市における生食パインアップルの市場競争力の評価沖縄県の生食パインアップル生産農家を対象として、経営方針・品種選択行動に関する評価を選択型コンジョイント分析によって計測した。その結果、パイン経営方針の重要度は、「品種更新」、「生食割合」が、最も重要な要因であり、品種選択案の重要度は、「市場価格」、「果肉の色」、および「熟期」が、最も重要な要因であることがわかった。※地域農林経済学会にて個別報告、個別報告論文受理II.リンゴ選択行動における意思決定要因評価-構造方程式モデリングによる接近-輸入解禁後のりんご品種選択行動における意思決定評価を共分散構造分析によって計測した。同分析は「味・食感・見た目等の消費者評価や消費者の潜在的な社会的・属性的要因がりんごの品種選択行動に影響する」とした仮説のもとで行った。現在、分析は継続中であるが、輸入解禁後における日米のりんご品種選択を意思決定する評価要因間の因果構造モデルを構築する際に考慮すべき点は、第1に、t検定の結果、消費者の属性、つまり「性別」、「世帯員別」、「婚姻別」、「職業別」に有意な差が確認できたことから、同モデルにはこれら属性を観測変数として導入する必要があること、第2に、クラスター分析の結果、りんごの(1)試食前と(2)試食後の基本的な消費者評価や(3)その他の消費者評価を潜在変数として概念化する必要があること、等が明らかにされている。

※日本国際地域開発学会にて個別報告III.ミカン・リンゴ産業のJIDEAモデルシミュレーションIV.果実・果樹の需給均衡に関する計量的分析III.とIV.は、平成16年度から平成17年度までの継続課題であるが、現在、研究分担者がそれぞれ計測を行っている。I.沖縄県生食パインアップル農家の生産規模拡大への方向性数量化理論II類分析の結果,第1に,(1)勤労意欲の高い生産者,(2)収量が多い生産者,(3)農業粗収益が高い生産者,等に拡大傾向がみられた。第2に,(1)生食苗の確保,(2)農地借り入れの簡易化,(3)TQ制度の廃止,等を望む生産者は拡大傾向を示した。また,(4)新品種の開発を望むこと,(5)農地借入対策の立案,(6)TQ制度の継続を望む生産者は現状維持・縮小傾向にあった。II.貿易自由化後におけるオレンジの産地別品質需要分析産地間の品質格差を価格差として捉え,Armingtonモデルを適用することにより,計量的に分析した。自己価格弾力性が比較的大きく,交叉価格弾力性が小さい産地では,価格変動の程度が小さい。逆に,自己価格弾力性が比較的小さく,交叉価格弾力性が大きい産地では,価格変動の程度が大きく現れた。III.リンゴ選択行動における意思決定要因評価日本・インドネシアのリンゴ選択行動を比較しながら,研究を発展させ,継続中である。第1に,t検定の結果,「性別」,「世帯員別」,「婚姻別」,「職業別」に有意な差が確認できたことから,同モデルにはこれら属性を観測変数として導入する必要があること,第2に,両国のりんごの消費者評価を潜在変数として概念化する必要があること,等が明らかになった。IV.国産果実輸出における計量的分析平成17年度からの継続課題であるが,今年度,日本貿易月表から入手したデータに基づいて,国産果実の競争力を四半期別輸出関数分析により計測する。V.ミカン・リンゴ産業のJIDEAモデルシミュレーションVI.果実・果樹の需給均衡に関する計量的分析平成1617年度までの継続課題であるが,IVは篠井が計測を継続中であり,Vは吉田が果実・果樹に関する需給均衡モデルの計測を行った。Vに関して,平成18年2月21日23日に京都大学にて計測結果の発表が行う。(平成18年度の概要)I.貿易自由化後におけるオレンジの産地別品質需要分析産地間の品質格差を価格差として捉え,Armingtonモデルを適用することにより,計量的に分析した。II.リンゴ選択行動における意思決定要因評価日本・インドネシアのリンゴ選択行動を比較しながら,研究を発展させ,継続中である。III.日本・中国FTAの果実貿易への影響:果実産業のJIDEAモデルシミュレーション本稿では、日中FTAの締結により、日本の果実貿易はどのような影響を受ける可能性があるのか、計量的な分析を用いることによって検討した。
自由境界問題の数値解析の研究

本研究では、偏微分方程式の自由境界問題を数値的に解くための方法について具体的な問題を対象として検討した。偏微分方程式を離散化する方法としては、河原田と名取によって考案された有限差方法と積分ペナルティ法を組合せた方法、境界要素法、および有限要素法の各方法を取り上げ、それらの方法を実際上の問題に適用することによって、その効率を比較検討した。自由境界問題の実例としては、溶鉱炉内部のスラグとメタルの流れの問題を取り上げた。2次元のスラグ一相問題に対しては積分ペナルティ法による計算と境界要素法および有限要素法による計算を行って比較した。つぎに、2次元のスラグ・メタル二相問題を境界要素法と有限要素法で解いて比較した。その結果、精度の点では両者の差は見られなかったが、効率の点では有限要素法が勝ることが判明した。これは、有限要素法による離散化で得られた大型連立一次方程式に対して前処理付共役勾配法(ICCG法)を用いたことによるものと思われる。最も現実問題に近い3次元二相問題に対しては有限要素法を用いて良好な結果を得ることができた。2次元プラズマ平衡におけるプラズマ形状に関する自由境界問題についても研究し、容器の形状の変化によるプラズマ形状の変化について詳しく解析した。その結果、容器が対称な場合にも非対称な形状のプラズマが存在することが明らかになった。大型疎行列を係数にもつ連立一次方程式の解法として、前処理付共役勾配法の系統の方法(ICCG法、ILUCR法、PBCG法、PCGS法など)を取り上げ、そのアルゴリズムや効率に関する研究を行った。とくに、スーパーコンピュータによって効率的に実行するための手法、たとえばベクトル化のための超平面法などについて研究した。本研究班では,偏微分方程式の自由境界問題の数値解析の研究を行っている.偏微分方程式を離散化する方法としては,有限差分法と積分ペナルティ法を組合せた方法,境界要素法,および有限要素法の各方法を取り上げ,それらの方法を実際上の問題に適用することによって,その効率を比較検討している.また,離散化によって得られた大型疎行列を係数にもつ連立1次方程式を解くための方法として,前処理付き共役勾配法あるいは前処理付き共役残差法の系統の方法(ICCG法, MICCG法, ILUCR法, BCG法, CGS法など)について,そのアルゴリズムと効率に関する研究を行っている.とくに,スーパーコンピュータによって計算する際に,効率よく実行するための手法についても研究している.また,流体力学の分野で現在もよく使用されているSOR法をベクトル化した方法の収束性に関して,理論的な解析を行った結果,この方法は効率がかなり悪いことが明らかになっか.自由境界問題の実例としては,溶鉱炉における銑鉄とスラグの流れの問題を取り上げた.この問題(2次元問題)に対しては,すでに積分ペナルティ法による計算と境界要素法による計算がなされている(名取・河原田).今回は2次元問題を有限要素法によって離散化し,そこに現われる大型連立1次方程式をICCG法で解くことによって効率よく数値解を得ることに成功した.来年度は,この研究をさらに進めて,溶鉱炉の3次元問題に対して有限要素法を適用することを試みる.また,プラズマ物理における自由境界問題の定式化および数値解法についても研究を行う予定である.本研究では、偏微分方程式の自由境界問題を数値に解くための方法について、具体的な問題を対象として検討を行った。具体的な問題としては、溶鉱炉の内部におけるスラグとメタルの流れに関する自由境界問題とプラズマ平衡問題におけるプラズマ形状に関する自由境界問題を取り上げた。本年度は、最も現実問題に近い3次元のスラグ・メタル二相問題を有限要素法で解くためのプログラムを開発した。昨年度の研究によって境界要素法は有限要素法に比べて効率が悪いことが判明したので、境界要素法のプログラムは作成しなかった。

有限要素法で離散化したときに現れる大型疎行列を係数行列とする連立一次方程式を前処理付共役勾配法(ICCG法)によって解くことにより効率的に解を得ることができた。さらに大型の方程式を解くために、スーパーコンピュータを有効に利用する超平面法について検討した。つぎに、2次元のプラズマ平衡問題を取り上げ、プラズマの形状が容器の形状を変えたときにどのような変化するかを詳しく解析した。その結果、対称な容器の場合にも非対称な形状のプラズマが存在することが明らかになった。
特性調整部混合法の開拓による機能性大環状芳香族分子の設計合成

本研究は「特性調整部混合法の開拓による機能性大環状芳香族分子の設計合成」の題目のもと遂行された.大環状芳香族分子の構造とその特性についての新しい発見を求めて,機能探索・機能分子開発を行なった.置換基を導入した大環状芳香族分子の合成・精製手法を確立した.これらの手法は,応用に向けて開発したものであり,大量合成も可能であった.単離した分子について,溶液・固体中の紫外可視吸収スペクトル,蛍光スペクトルやりん光スペクトルの光物性を分析した.また,単結晶X線構造解析によって,単分子構造や分子間相互作用を解析した.熱重量測定によって,高い熱安定性を有することを明らかにし,デバイス応用を問題なく行えることを確認した.合成した分子を用いて有機発光デバイスを作製し,その特性を評価した.参照分子となる置換基をもたない大環状芳香族分子を用いたデバイスを作製して比較することで,分子構造とデバイス特性の関係を詳細に解析した.これらのデバイス特性の要因について,光物性や単結晶X線構造解析による結果をもとに,分子特性の観点から理解を深めた.また,デバイス作製を行うことで,電荷輸送特性を解析し,その分子の電荷輸送能を明らかにした.以上の実験を通して,置換基を導入することによる物性とデバイス特性への影響,分子構造とデバイス特性の関係を明らかにすると共に,合成した大環状芳香族分子の特性を生かした機能性材料の開発を達成した.自身の研究遂行には,新規の大環状芳香族分子をデバイス応用することが必要であるため,分子の大量合成・供給が基盤となる.これまでに開発した合成経路,自身がもつ知見をもとに精製方法を確立できたため,設計した分子の合成,分子供給を順調に行うことができた.また,応用に必要な物性評価の手法をすでに習得していたため,その単分子の物性評価もスムーズに行うことができた.これによって,各分子とその物性について網羅的に比較することができている.また,大量合成を達成しているため,デバイス構成を検討することができ,最適化したデバイスを作製した.分子供給に余裕がある場合には,研究深化のためのデバイスも作製しており,このような実験から重要な知見も見出されてきていると感じている.申請当時に研究遂行計画のとおり,新規分子の合成から応用まで順調に行うことができ,その分子構造とデバイス特性の結果との関係を解析できている.しかし,デバイス特性は分子構造と直結するわけでなく,分子と複雑に関係しているため,いまだ明らかになっていない点は残っている.今後,さらなる多様な分子の検討によって,現在わかっていない点を明らかにしていきたい.進捗状況をみると,複雑に関係している分子構造とデバイス特性であるが,理解が深まっていると判断できる.実際に,1報の学術論文を発表するに至っている.以上の結果から,自身の研究について,おおむね順調に進展していると判断する.現在までの進捗状況で述べたように,デバイス特性には分子構造と直結するわけでなく,分子と複雑に関係しているため,いまだ明らかになっていない点は残っている.今後,多様な新規分子の検討を行うことで,いまだわかっていない点を明らかにしていきたいと考えている.大環状芳香族分子構造とそのデバイス特性との関係をあきらかにすることは,大環状芳香族分子の応用において重要な知見となると期待している.また,関係をあきらかにするなかで,より高効率な有機発行デバイスの作成が可能となると考えている.これは,これまでのデバイス開発とは異なる経路からのアプローチであることから,常識にとらわれない材料が開発できると期待している.これらを達成するために,例えば,異なる置換基を有する大環状芳香族分子や,基本骨格が異なる大環状芳香族分子の合成を予定している.合成する際には,新たな合成手法,精製方法が必要となるが,これまでに確立した方法を踏襲することで迅速に確立できると考えている.合成を可能にすれば,物性調査・デバイス作製は既存の手法でできるため,問題なく研究が推進されると判断している.また,他のデバイス材料としても応用を試みたい.これらの応用のなかには,有機発光デバイスの作製手法を踏襲できるものもあるため,問題なく展開できると考えている.以上の推進方策によって,研究を発展し,得られた成果については,論文発表・学会発表を通して他の研究者へ発信したい.本研究は「特性調整部混合法の開拓による機能性大環状芳香族分子の設計合成」の題目のもと遂行された.大環状芳香族分子の構造とその特性についての新しい発見を求めて,機能探索・機能分子開発を行なった.置換基を導入した大環状芳香族分子の合成・精製手法を確立した.これらの手法は,応用に向けて開発したものであり,大量合成も可能であった.単離した分子について,溶液・固体中の紫外可視吸収スペクトル,蛍光スペクトルやりん光スペクトルの光物性を分析した.また,単結晶X線構造解析によって,単分子構造や分子間相互作用を解析した.熱重量測定によって,高い熱安定性を有することを明らかにし,デバイス応用を問題なく行えることを確認した.合成した分子を用いて有機発光デバイスを作製し,その特性を評価した.参照分子となる置換基をもたない大環状芳香族分子を用いたデバイスを作製して比較することで,分子構造とデバイス特性の関係を詳細に解析した.これらのデバイス特性の要因について,光物性や単結晶X線構造解析による結果をもとに,分子特性の観点から理解を深めた.

また,デバイス作製を行うことで,電荷輸送特性を解析し,その分子の電荷輸送能を明らかにした.以上の実験を通して,置換基を導入することによる物性とデバイス特性への影響,分子構造とデバイス特性の関係を明らかにすると共に,合成した大環状芳香族分子の特性を生かした機能性材料の開発を達成した.自身の研究遂行には,新規の大環状芳香族分子をデバイス応用することが必要であるため,分子の大量合成・供給が基盤となる.これまでに開発した合成経路,自身がもつ知見をもとに精製方法を確立できたため,設計した分子の合成,分子供給を順調に行うことができた.また,応用に必要な物性評価の手法をすでに習得していたため,その単分子の物性評価もスムーズに行うことができた.これによって,各分子とその物性について網羅的に比較することができている.また,大量合成を達成しているため,デバイス構成を検討することができ,最適化したデバイスを作製した.分子供給に余裕がある場合には,研究深化のためのデバイスも作製しており,このような実験から重要な知見も見出されてきていると感じている.申請当時に研究遂行計画のとおり,新規分子の合成から応用まで順調に行うことができ,その分子構造とデバイス特性の結果との関係を解析できている.しかし,デバイス特性は分子構造と直結するわけでなく,分子と複雑に関係しているため,いまだ明らかになっていない点は残っている.今後,さらなる多様な分子の検討によって,現在わかっていない点を明らかにしていきたい.進捗状況をみると,複雑に関係している分子構造とデバイス特性であるが,理解が深まっていると判断できる.実際に,1報の学術論文を発表するに至っている.以上の結果から,自身の研究について,おおむね順調に進展していると判断する.現在までの進捗状況で述べたように,デバイス特性には分子構造と直結するわけでなく,分子と複雑に関係しているため,いまだ明らかになっていない点は残っている.今後,多様な新規分子の検討を行うことで,いまだわかっていない点を明らかにしていきたいと考えている.大環状芳香族分子構造とそのデバイス特性との関係をあきらかにすることは,大環状芳香族分子の応用において重要な知見となると期待している.また,関係をあきらかにするなかで,より高効率な有機発行デバイスの作成が可能となると考えている.これは,これまでのデバイス開発とは異なる経路からのアプローチであることから,常識にとらわれない材料が開発できると期待している.これらを達成するために,例えば,異なる置換基を有する大環状芳香族分子や,基本骨格が異なる大環状芳香族分子の合成を予定している.合成する際には,新たな合成手法,精製方法が必要となるが,これまでに確立した方法を踏襲することで迅速に確立できると考えている.合成を可能にすれば,物性調査・デバイス作製は既存の手法でできるため,問題なく研究が推進されると判断している.また,他のデバイス材料としても応用を試みたい.これらの応用のなかには,有機発光デバイスの作製手法を踏襲できるものもあるため,問題なく展開できると考えている.以上の推進方策によって,研究を発展し,得られた成果については,論文発表・学会発表を通して他の研究者へ発信したい.
強相関量子多体系の相の分類と場の理論における量子異常

前年度に引き続き、SU(N)対称性を持つ量子スピン鎖のアノマリーと量子相の関係についてYuan Yao氏およびChang-Tse Hsieh氏と共同で研究を行った。その結果、t'Hooft量子異常、特に内部SU(N)対称性と並進対称性に関する混合アノマリーが重要であることを解明し、特に対称性がSU(N)からSU(N') (N<N')に拡大する場合についての新たな拘束条件を導出した。これは、量子相、特にギャップレス量子臨界相の一般的な分類にあたって大きな手がかりとなると考えられる。また、絶縁体の記述において重要な概念である「電気分極」について、ゲージ場に対する応答として系統的な定式化を行った。これによって、複数の異なる定義に見られる混乱を解消し、異なる定義を統一的に理解できることを示した。電気分極はギャップレスの導体相では定義できないことは古くから指摘されていたが、これを電気分極のゆらぎの発散と捉えることができる。分極のゆらぎの強さを表す「分極振幅」の有限サイズスケーリングがギャップレスの導体相で興味深いベキ的なスケーリングを示すことを、S=1/2 XXZ鎖およびそれに関連する模型について示した。これは、ギャップレス導体相の新たな特徴づけを与えるものと考えられる。S=1/2 XXZ鎖は低エネルギー極限で朝永・ラッティンジャー流体(TLL)として記述されるが、TLLの普遍的なふるまいはラッティンジャーパラメータに支配される。実際、分極振幅のスケーリングはラッティンジャーパラメータに関係付けられるが、後方散乱の有無によって同じラッティンジャーパラメータでも異なるスケーリングを示すことを明らかにした。これは、ラッティンジャーパラメータでは記述しきれない、導体としての性質の違いを反映していると考えられる。また、強相関量子多体系の相の分類についての新たなアプローチとして、正方格子・立方格子上のS=1/2ハイゼンベルグ反強磁性体の基底状態のShannon-Renyiエントロピーのスケーリングを研究した。数値的な研究によって、非普遍的な「体積則」項に加え、系のサイズに対数的に依存する普遍的な項の存在が示唆されていたが、境界を持つ場の理論によってこの対数項の存在を導き、普遍的な係数の厳密な値を求めた。この解析的な結果は、数値計算と概ねよい一致を示している。さらに、長年の間論争が続いているカゴメ格子上のS=1/2ハイゼンベルグ反強磁性体の基底状態について、密度行列繰り込み群(DMRG)による計算を再検討することで、ディラックスピン液体の強い証拠を得た。これまで、DMRGからは、このモデルの基底状態は励起ギャップを持つZ2スピン液体であることが示唆されていたが、DMRGは有限周長を持つ円筒について行われることに注意する必要がある。実際、我々は境界条件の変化によりギャップが大きく変化しある点で消失する傾向にあることを見出した。これは熱力学的極限では系はギャップレスであることを示唆する。さらに、転送行列のスペクトルに特徴的なディラック・コーンが現れ、ディラックスピン液体であることの強い証拠となっている。カゴメ格子上のハイゼンベルグ反強磁性体の基底状態は、物性物理学における最重要問題の一つであり、これに対して予期せぬ大きな進展を得た。場の理論に基づく研究にも、今後大きな影響を与えるものと考える。前年度に引き続き、周期ポテンシャル中の量子多粒子系のホール伝導度について研究を進め、論文をまとめた。[Y.-M. Lu, Y. Ran, and M. O., arXiv:1705.09298]主要な結果として、単位胞あたりの磁場、単位胞あたりの粒子数、ホール伝導度、(トポロジカル秩序系における)背景エニオン電荷、の間に成立する普遍的な関係を導いた。また、前年度に出版した論文[S. C. Furuya and M. O., Phys. Rev. Lett. 118, 021601 (2017).]におけるSU(2)量子スピン鎖における量子異常の議論を、より系統的に1次元のSU(N)スピン鎖に適用した研究をYuan Yao氏およびChang-Tse Hsieh氏と共同で取り組んだ。その結果、SU(N)対称性を持つ1次元の量子相がt' Hooft量子異常によって特徴づけられることがわかった。これは、単にSU(2)をSU(N)に一般化しただけではなく、量子異常の量子多体系への応用について新たな観点を導入し、これまでSU(N)スピン鎖について得られていた部分的な知見をまとめるとともに拡張するものである。この成果については論文を準備中であり、近日中に発表する。また、エンタングルメントを含め多くの問題に適用可能な、スペクトルからハミルトニアンを機械学習によって推定する手法を開発し、論文を出版した。特に、1次元ハバード模型の低エネルギースピン有効模型を非常に高い精度で導くことができることを示した。さらに、量子スピン系の基底状態をSz基底で展開した係数に関するShannon-Renyiエントロピーのスケーリングに関する研究、および、多粒子系における量子統計と基底状態エネルギーの関係に関する詳細な研究をまとめ、論文を出版した。周期ポテンシャル中の量子多粒子系のホール伝導度についての研究で得られた一般的な制約は、量子多体系の相を分類する新たな指針として非常に注目されており、本年度中にも国際会議でこの成果について3回の招待講演を行っている。また、既にこの研究を発展させたいくつかの論文も他グループによって発表されている。

また、本年度に開発した機械学習によるハミルトニアンの推定手法も世界的に注目されており、我々の手法を応用した論文が既に他グループによって発表されている。これらの成果は、期待された以上のものであると考える。前年度に引き続き、SU(N)対称性を持つ量子スピン鎖のアノマリーと量子相の関係についてYuan Yao氏およびChang-Tse Hsieh氏と共同で研究を行った。その結果、t'Hooft量子異常、特に内部SU(N)対称性と並進対称性に関する混合アノマリーが重要であることを解明し、特に対称性がSU(N)からSU(N') (N<N')に拡大する場合についての新たな拘束条件を導出した。これは、量子相、特にギャップレス量子臨界相の一般的な分類にあたって大きな手がかりとなると考えられる。また、絶縁体の記述において重要な概念である「電気分極」について、ゲージ場に対する応答として系統的な定式化を行った。これによって、複数の異なる定義に見られる混乱を解消し、異なる定義を統一的に理解できることを示した。電気分極はギャップレスの導体相では定義できないことは古くから指摘されていたが、これを電気分極のゆらぎの発散と捉えることができる。分極のゆらぎの強さを表す「分極振幅」の有限サイズスケーリングがギャップレスの導体相で興味深いベキ的なスケーリングを示すことを、S=1/2 XXZ鎖およびそれに関連する模型について示した。これは、ギャップレス導体相の新たな特徴づけを与えるものと考えられる。S=1/2 XXZ鎖は低エネルギー極限で朝永・ラッティンジャー流体(TLL)として記述されるが、TLLの普遍的なふるまいはラッティンジャーパラメータに支配される。実際、分極振幅のスケーリングはラッティンジャーパラメータに関係付けられるが、後方散乱の有無によって同じラッティンジャーパラメータでも異なるスケーリングを示すことを明らかにした。これは、ラッティンジャーパラメータでは記述しきれない、導体としての性質の違いを反映していると考えられる。今年度得られたカゴメ格子上のハイゼンベルグ反強磁性体の基底状態に関する結果を踏まえ、場の理論の観点からのこのモデルの基底状態および低エネルギー励起状態の解明をはかる。また、当初の計画に沿って、離散的な対称性に関するオービフォールドの持つ量子異常と、量子臨界相の分類の関係を系統的に調べる。さらに、電気分極とゲージ不変性の関係を明らかにし、これと量子異常を結びつけることで、量子多体系に対する新たな一般的な制約を導く。SU(N)スピン鎖についての第一論文はほぼ完成しているが、まずこの論文をまとめて発表することに注力する。その後、第一論文では議論しきれなかった応用や、数値的検証の提案についても研究を進める。周期ポテンシャル中の量子多粒子系のホール伝導度についての成果は、Lieb-Schultz-Mattis定理の新たな一般化とみなすこともでき、場の理論における量子異常との関連についても新たな方向性を与える。平成30年度以降は、この観点からの研究を推進し、理論物理学における新しい概念を開拓したい。
薬剤耐性誘導に関わる細菌の2-コンポートシステム

バクテリアは、外的環境に適応する為のシグナル伝達系を発達させている。この適応反応は、しばしば、2-コンポーネントシステム(two-component regulatory system)によって制御されている。バンコマイシン耐性菌は、院内感染症の原因となることから対応が急がれる細菌である。耐性菌は、耐性化に必要な遺伝子を備えているが、通常は耐性を発現しておらず、発現していても低度の耐性しか示さない。バンコマイシンを投与して初めて2-コンポーネントシステムが稼働し、高度耐性となる。本研究では、まずVanB型のバンコマイシン耐性腸球菌に着目し、バンコマイシンの共存下において、耐性誘導を阻害する化合物のスクリーニングを行なった。その結果、数種の低分子量化合物と、1種のバンコマイシン誘導体において、誘導を阻害することを確認した。これは、今後の創薬的展開の重要な基礎となる成果である。さらに、センサータンパク質VanSに結合する分子を探求した。研究開始当初は、バンコマイシンの部分構造が、センサーに直接認識される可能性も考慮していたが、その後の検討で、バンコマイシン以外の構造的に別種の抗生物質においても耐性が誘導されることが確認された。現在は、細菌の菌体内で蓄積される代謝産物が、センサーに認識されている可能性が強いと考えている。今後は、細菌を抗生物質で処理し、蓄積される物質を丹念に追求していく予定である。臨床の現場において、薬剤耐性菌の出現は深刻な問題である。なかでも、グラム陽性重症感染症の切り札であるバンコマイシン耐性菌に対する対策が急務である。バンコマイシン耐性菌は、平時は耐性の性質を発現していないが、バンコマイシンで治療を始めると耐性が誘導されて薬剤が無効となる。バンコマイシン耐性菌の耐性誘導に2-コンポーネントシステムが関与していることが知られている。すなわち、ヒスチジンキナーゼであるVanSがレスポンスレギュレーターであるVanRを制御している。耐性誘導を効率的に阻害することができれば、既存のグリコペプチド抗生物質が効果を示すので臨床上有用と考えられる。しかし、VanSセンサー蛋白質と直接相互作用して、耐性を誘起する化学種が明らかでないために合理的な分子設計をおこなうことは困難である。我々は、バンコマイシンを化学修飾することにより、バンコマイシン耐性菌に有効な分子を見出してきた。それらの中に上述の耐性誘導を引き起こさない化合物が含まれるか否か検討することにした。まず、耐性の誘導を酵素レベルで評価できる新規のアッセイシステムを立ち上げた。評価の結果、著者らが合成したバンコマイシン誘導体の中にVanB型のVRE耐性を誘起しない化合物が見出された。現在のところ、VanA型の耐性を誘起しない化合物は見つかっておらず、次年度も探索を続ける予定である。また、論文報告されているヒスチジンキナーゼ阻害剤を合成し、これらがバンコマイシン耐性菌の耐性誘導を阻害するか否かについて検討を始めた。
血糖値に応答してインスリン遺伝子の転写を行う膵島β細胞特異的転写因子MafAの生化学的機構の解明

インスリンは血糖値を保つために必要不可欠なペプチドホルモンであり、その制御システムの破綻は糖尿病を引き起こす。インスリン遺伝子の発現は膵臓ランゲルハンス島のβ細胞に特異的で、かつグルコース濃度依存的であり、bZip型転写因子MafAがこれを担う重要な因子である。本研究は、MafAの活性の制御機構を分子生物学的・生化学的手法を用いて解析することにより、これまで未解決であったインスリン遺伝子のグルコースによる発現調節を解明することを目的とする。前年度までに、膵島β細胞由来細胞株におけるMafAタンパク質の翻訳後修飾とその意義を解析した。本年度はさらに詳細な解析を継続して行い、膵島β細胞でのインスリン遺伝子発現のグルコース応答におけるMafAの役割を分子レベルであきらかにすることができた(投稿準備中)。また、その研究の途上で、MafAタンパク質が機能を発揮するために必要なコファクターの存在を発見し、同定することに成功した。すなわち、MafAタンパク質はホモ2量体としてDNAに結合して遺伝子発現の制御を行っていると考えられてきたが、β細胞内では別の転写制御因子とヘテロ2量体を形成していることを発見した。さらにこの因子の実体を、候補と考えられる転写因子に対する特異抗体を各種用いて検討することにより同定した。この因子のcDNAを入手し、そのDominant Negative型変異体を作製して膵島β細胞株に導入したり、その発現をsiRNA法により抑制したりすることによる機能阻害実験を行ったところ、この因子がインスリン遺伝子プロモーターの活性制御において重要な役割を担っていることをあきらかにすることができた(投稿準備中)。以上の結果は、インスリン遺伝子発現制御や膵島β細胞の発生・分化における未知の制御機構が存在することを明確に示すものであり、今後、MafAおよびこの因子が、血糖値の維持や糖尿病の発症にどのように関わっているのかをより詳細に追究する必要がある。当研究では、MafAの活性の制御機構を分子生物学的・生化学的手法を用いて解析することにより、これまで未解決であったインスリン遺伝子のグルコースによる発現調節を解明することを目的とする。本年度は、膵島β細胞由来細胞株においてMafAがリン酸化を受けるアミノ酸残基(セリンあるいはスレオニン)をそれぞれ、あるいは組み合わせてアラニンに置換した変異体を作製し、その挙動を調べた。いずれの変異体も核内に局在することを確認した。インスリン遺伝子プロモーター上のMafA結合部位であるRIPE3b配列に対する結合能をゲルシフト法によって調べたところ、DNA結合能があきらかに減弱している変異体を発見した。またインスリン遺伝子プロモーターの活性化能をルシフェラーゼアツセイによって調べたところ、転写活性可能が上昇した変異体を発見した。したがって、特定の部位のアミノ酸のリン酸化によってMafAのDNA結合能や転写活性化能が制御されている可能性を見いだすことができた。現在、その分子メカニズムを追究している。また、MafAが膵島β細胞由来細胞株においてSUMO (small ubiquitin-like modifier)タンパク質による修飾を受けていることを発見した。さらに、SUMO修飾を受けるアミノ酸残基(リジン)を特定した。SUMO修飾によりMafAの生物活性がどのように変化するのかを検討したところ、DNA結合能やタンパク質の安定性、細胞内の局在などには影響を与えないことをあきらかにした。一方、MafAの転写活性化能がSUMO修飾の有無によって変化することを見いだし、その具体的な分子メカニズムを引き続き解析中である。

以上の結果は、インスリン遺伝子発現制御や膵島β細胞の発生・分化における未知の制御機構が存在することを明確に示すものであり、今後、MafAおよびこの因子が、血糖値の維持や糖尿病の発症にどのように関わっているのかをより詳細に追究する必要がある。
日本の物価変動：企業と個人の異質性に着目した実証分析

過去20年以上にわたって、日本銀行が積極的な金融緩和政策に取り組んできたにもかかわらず、日本経済の物価上昇ペースはかなり鈍い状態が続いている。「なぜ物価が上がらないのか」という問いに答えるため、本研究ではミクロデータを活用した実証分析を行う。具体的には、どんな企業が販売価格を引き上げて(引き下げて)いるのか、どんな個人が高い(安い)価格で財を購入しているのかをきめ細かく観察し、その背後ではどのようなメカニズムによって個々の企業・個人が直面する価格が規定されるのかを明らかにする。
神経系シャペロン様因子によるシナプス伝達制御機構

化学的シナプス伝達はシナプス小胞がシナプス前終末形質膜膜への結合、プライミング、融合そしてexocytosisからなる。この課程の制御機構を明らかにするため関与する遺伝子を同定し、分子性状を明らかにしつつある。本研究ではunc-64遺伝子について調べ次の結果を得た。1。nuc-64遺伝子が変異すると、シナプス伝達が阻害され、運動性異常となる。2。nuc-64遺伝子はsyntaxin homologをcodeする。この蛋白はC末に膜貫通領域があり、のこりの大部分はシナプス前終末に存在する。N末に3helical領域があり、他の蛋白と強い相互作用をすると推定された。以上からUNC-64がコードするC.elegans syntaxinはシナプス伝達では中心的役割をしていることが明かになった。1。2。シナプス伝達、特にシナプス前終末での情報伝達分子機構解明を目指している。シナプス前終末では、シナプス小胞の挙動からその過程がTargeting,Docking,Priming,Fusion及びExocytosisに大別される。本研究では初期段階であるTargetingと最終段階のExocytosisを中心に解析した。そのため、各段階に働く遺伝子を同定し、遺伝子産物の相互作用をin vitroで解析する手法を採用した。Syntaxinをコードする遺伝子を同定し、本タンパクの生化学的性状を明らかにした。次いでin vitroでUNC-18タンパクと結合することを明らかにした。UNC-18はシナプス小胞と親和性があり、14-3-3タンパクと類似性がある。こうしたことから、UNC-18はSyntaxinのconformationを変化させ、シナプス小胞と結合させるシャペロンタンパクである、とする仮説を提示した。この仮説を証明するため、unc-18突然変異体がコードするタンパクとの結合実験を行っている。一方、Exocytosisにはfast exocytosisとslow exocytosisの2つのヘテロな過程が電気生理学的実験から明らかにされている。fast exocytosisはsyntaxinとsynaptotagminの相互作用によることが判明しつつあるが、slow exocytosisについては全く不明である。我々はこの段階にもsyntaxinが関与していると考え、syntaxinと結合する他のCa^<2+>-センサータンパクを探索した。その結果、UNC-13がsyntaxinと結合することを発見した。UNC-13については既に多数のmutantを得ており、これらがコードする変異タンパクとsyntaxinの結合実験からこの過程の詳細を明らかにしつつある。1。unc-64遺伝子が変異すると、シナプス伝達が阻害され、運動性異常となる。2。unc-64遺伝子はsyntaxin homologをcodeする。以上からUNC-64がコードするC.elegans syntaxinはシナプス伝達で中心的役割をしていることが明かになった。