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同時代世界における「貧しさ」の人類学-東インドネシア、クパンの廃品回収人の生活誌

インドネシア、西ティモールの都市クパンに出稼ぎにやってきて、廃品回収業に従事している農民たちの生活について、研究を進めた。互酬性に重きをおく自給度の高い村の経済と、都市における市場経済という両者が、農民たちの耐久力によって力ずくで架橋されている。2つの経済の接合の様態について明らかにすることが本研究の目的であった。農民たちは都市で、すでに商品としての価値を失った廃品を回収することによって現金を得ている。こうして得た現金は、彼らの村での生活が安定を保ちつつじょじょに豊かになってゆくことを可能にしている。ただし同時に彼らの営みは、市場経済の理に照らせば豊かな未来を明らかに遠ざけることにもなっている。彼らが出稼ぎ労働によってお金を得ることと、その手に入れたお金を村で使用することとのあいだで、何らかのねじれが発生している。搾取にさらされる周辺世界という世界システム論、「貧困」の社会的構築性や相対性の指摘に留まる議論、開発援助によって「貧困問題」を解消していくことにのみ専心する議論とは異なり、本研究の意義は、「貧しさ」をより個別的・具体的にとらえながらも「貧しさ」という概念そのものの再考を試みることであった。単なる貧困研究・周辺世界研究に留まらず、町-村、市場経済-互酬性・自給経済という単純な二項対立ではとらえきれない2つの世界の接合におけるねじれについて明らかにし、「希望」についての議論へとつなげることができた。本研究は、東インドネシア、西ティモールの都市クパンにおいて廃品回収労働に従事する出稼ぎ農民の生活から、今日の同時代世界における貧困のあり方について明らかにすることを目的としている。廃品回収人たちは、村と町という二つの世界の間を、とりわけ、村におけるトウモロコシの栽培を中心とした自給経済と、町における、集めた廃品をジャワ人のボスに売ることで貨幣を得るという市場経済という二つの経済の間を橋渡しする。彼らの廃品回収労働は、彼らが扱う廃品がかつて商品であったとき、生産や流通の段階において重視されていただろう価値とは相容れない、あまりに「非効率的」な仕事ぶりを特徴としている。都市の経済に参入し、インドネシア全土に広がる廃品回収ビジネネットワークの末端にたしかに組み込まれながらも、彼らは依然として資本主義のハビトゥスを内化させることはない。これまでのインフォーマルセクターの研究においては、都市下層に生きる人びとの仕事ぶりを「ブリコラージュ」と指摘するに留まる傾向が見られた。そこで人びとは、二つの経済の齟齬を軽々と乗り越えて縦横無尽に行き来するかのような、「したたか」で「戦略」に満ちた人びととして描かれがちであった。本研究が示すのは、そうではなくて、二つの経済の齟齬が、純粋な身体能力や農民らしい時間の観念といったものからなる彼らの「消極的な耐久力」によって、強引に架橋される事例である。今後はさらに、「彼らの見方」から都市と現代の世界を見ていく。最終的には、周辺世界における資本主義への包摂というテーマに対して、新しい視点を加えたい。
マクロ・エネルギ-・システムのダイナミクス

一人当たりCO_2の排出量を安定化させつつ、経済が定常状態に達することを想定し、経済成長の経路算定のため動学的一般均衡モデルを樹て、各生産要素の需要行動と供給価格の決定図式を明らかにする数学モデルを作成した。また、我々の生活・経済活動と大気中へのCO_2排出量の関係、大気中のCO_2濃度上昇が地球環境・生活に及ぼす影響の質と規模・技術的・経済的に可能なCO_2排出量抑制と我々が負担すべき費用との関係等を踏まえ、我が国における望ましいエネルギ-政策、戦略模索のための方法論的枠組を提示、分析を試みた。排出量が膨大なCO_2を回収し処分する技術が確立されておらず、排出を削減するには経済成長に影響するほどコストがかかるなどの観点から、将来のエネルギ-・システムについては根本的に作りかえる必要があることを明らかにした。核融合エネルギ-技術開発の有効性については、月表面での^3He資源の発見にともない、中性子発生のより少ないD/ ^3He燃料サイクルを用いたトカマク型動力炉の概念的設計を行い、将来の検討課題を明らかにした。マクロ・エネルギ-・システムの挙動は標本空間が広くなり、変数の相互関係が必ずしも線形とはならず、探索問題は複雑なものとなる。非線形数理計画問題に遺伝子アルゴリズムを適用、検討した。また、世界のエネルギ-情勢を巡る政治経済的大局構造をモデル化する可能性については、Seller,Weaker Buyer,Stronger Buyerの3人からなるThreeーCornered Market Modelにより予備的に検討したところ、Weaker Buyerが政治経済学的な根拠のある地位を保持するために必要な条件を見い出すことが重要であることが明らかとなった。さらに、エネルギ-の生産や消費に伴って派生する環境問題等が顕在化せずに経済やエネルギ-消費が成長し続ける場合と、環境問題が顕在化し制約が限界的になる場合とについて、モデルを作成した。
顎顔面発生制御遺伝子同定のためのマイクロサブトラクションライブラリー構築法の開発

組織特異的に発現している遺伝子や、細胞分化の特定の時期に発現する遺伝子を探索する手段として、Subtraction法が用いられてきた。しかしながら、この方法はいずれも大量のmRNAを調製する必要があり、実体顕微鏡下で分離される動物胎仔の顎顔面の組織片のような微量組織を出発材料として実験するのは不可能であった。本研究では、PCR法を応用して微量な組織材料からでも比較適簡便にSubtraction cDNAライブラリーを構築できるような技術の確立をめざした。軟骨分化誘導したラットRMD細胞の二本鎖cDNAとビオチン化した未分化RMD細胞二本鎖cDNAを混合して、変性、ハイブリダイズした後、ストレプトアビジンビーズに吸着するcDNAを除くことにより軟骨細胞特異的なSubtraction cDNAライブラリーを作成した。このライブラリーにおいて、軟骨細胞特異的なクローンの割合は約2割で、残りのクローンは、量的に差があるものの分化誘導したRMD細胞および未分化RMD細胞両方で発現が検出された。しかし、ライブラリー作成に必要な最低限のmRNA量は、30ngであり、これまでの技術に比べて圧倒的に少ない材料でライブラリーを作成できることがわかった。さらに、このライブラリーに含まれる遺伝子100クローンについて構造解析と発現パターンの解析を行ったところ、約8割のクローンは、細胞骨格関連あるいは、細胞外基質のもので、1割は、成長因子や、代謝酵素、転写調節因子であった。残りのクローンは、これまでに報告されていないものであった。また、得られたcDNAの平均的な長さは、約550baseで、殆どのクローンの70%以上の部分は3 ́側の非翻訳領域を含んでいた。これらの結果より、今回検討した、Subtraction cDNAライブラリー作成法は、微量の生体材料でも作成可能であるが、全長のクローンを得るためには、Subtraction cDNAをプローブにして、元の出発材料が由来するWhole embryoのライブラリーをスクリーニングするなどの工夫が必要であると考えられた。平成8年度は、マイクロスケールのSubtraction cDNAライブラリー構築のための技術的基盤を確立した。ウサギ軟骨細胞と線維芽細胞よりmRNAを抽出した。ついで軟骨細胞のmRNAよりcDNAを合成した。また、線維芽細胞より調製したmRNAをbiotin化した。これらを用いて、cDNAとmRNAの混合比率やhybridizationの条件を決定した。その結果、差し引くmRNAがcDNAの10倍-20倍あれば2回のsubtraction hybridizationで約200倍の濃縮が可能であるが、1μg以上のcDNAをsubtractionに使用しなければ実験操作中に試料の回収が困難になることが判明した。従って、より微量の試料を出発材料にしてSubtraction cDNAライブラリーを構築するためには、検索組織および対象組織より調整したmRNAをともにdscDNAに変換して、PCR増幅ののちにsubtraction hybridizationを行う方法を開発する必要がある。そこで、微量組織より調整したcDNAをPCR法で均一に増幅するために、既存の遺伝子には見られないような配列で、まれな制限酵素切断部位を持ち、同一プライマー内あるいは異なるプライマー間で相補的な配列を持たず、かつ同じアニーリング温度のプライマーを設定できるようなアダプターおよびアンカープライマーを設計した。この、アダプターおよびアンカープライマーを結合したcDNAがPCR法で均一に増幅できることを確認した。さらに、oligo-dTを化学的にラテックスビーズに結合させたアンカープライマーを用いることで、組織のホモジネートより直接mRNAの濃縮および逆転写反応を行なうシステムを開発した。これにより、1μgのtotal RNAを出発材料としてcDNAライブラリーを構築することが可能になった。本年度は、2種類の軟骨細胞特異的なSubtraction cDNAライブラリーを作成し、それらの性能評価を行った。

一つは、軟骨分化誘導したラットRMD細胞の一本鎖cDNAより未分化RMD細胞の一本鎖アンチセンスcDNAを差し引いて作成したSubtraction cDNAライブラリーで、もう一つは、軟骨分化誘導したラットRMD細胞の二本鎖cDNAとビオチン化した未分化RMD細胞二本鎖cDNAを混合して、変性、ハイブリダイズした後、ストレプトアビジンビーズに吸着するcDNAを除くことにより作成したSubtraction cDNAライブラリーである。両ライブラリーにおいて、軟骨細胞特異的なクローンの割合は約2割で、残りのクローンは、量的に差があるものの分化誘導したRMD細胞および未分化RMD細胞両方で発現が検出された。しかし、ライブラリー作成に必要な最低限のmRNA量は、前者と後者でそれぞれ1mgと30ngであり、後者のほうが圧倒的に少ない材料でライブラリーを作成できることがわかった。さらに、このライブラリーに含まれる遺伝子100クローンについて構造解析と発現パターンの解析を行ったところ、約8割のクローンは、細部骨格関連あるいは、細胞外基質のもので、1割は、成長因子や、代謝酵素、転写調節因子であった。残りのクローンは、これまでに報告されていないものであった。また、得られたcDNAの平均的な長さは、約550baseで、殆どのクローンの70%以上の部分は3'側の非翻訳領域を含んでいた。これらの結果より、今回検討した、Subtraction cDNAライブラリー作成法は、微量の生体材料でも作成可能であるが、全長のクローンを得るためには、Subtraction cDNAをプローブにして、元の出発材料が由来するWhole embryoのライブラリーをスクリーニングするなどの工夫が必要であると考えられた。
高分子ゲルの体積相転移と非エルゴード性

(1)購入した光子相関計(大塚電子DLS-7)を現有の固体用光散乱装置(自作)に組み合わせ、高分子ゲル測定用動的光散乱装置を製作した。(2)標準試料(ポリスチレンラテックス)を用いた装置の性能検査を行った。広い角度範囲(30度から90度)、広い温度範囲(20゚Cから70゚C)において単一緩和をもつ時間相関関数および一定かつ精度良い粒径が得られ、光子相関計および光学系の設定が良好であることが確認された。(3)次に、種々の架橋密度を持つアクリルアミドゲルを調製し、その相関長および非エルゴード性の程度(相関関数における動的成分の静的成分に対する割合)を測定した。その結果、架橋密度の増加に伴い、相関長が増大し、一方では非エルゴード性の程度が大きくなることが認められた。(4)感熱型ゲルのN-イソプロピルアクリルアミドゲルを調製し、温度変化に伴う相関長の変化を測定した。その結果、相関長はゲルの臨界温度(34.2゚C)に向かって発散し、体積相転移することが観察された。(5)ポリビニルアルコールゲルについて同様の実験を行った結果、非常に長い緩和時間が得られた。これはゲルの種類により構造が全く異なることを意味している。以上のことより、動的光散乱によりゲルの非エルゴード性の評価が可能であることが認めらた。当該年度では装置の製作と性能評価が中心であったが、今後、散乱強度のアンサンブル平均と時間平均をそれぞれ測定し、非エルゴード性の定量化を行う。次にこの手法を種々のゲルに適用し、非エルゴード性の観点から構造とゲルの物性を研究する。
妊娠・周産期にみられる睡眠障害についての基礎的研究

妊娠に起因する生理・病理的変化は数多く、代謝、心臓血管系、内分泌機能などについては広範囲に研究されているにも拘わらず、妊娠と睡眠の相関解析を行った研究報告は大変少ない。本研究では動物モデルを用い、1)同一ラットにおける妊娠の進行過程(約21-22日間)に付随した睡眠変化を調べ、2)その変化がどのホルモン分泌パターンと同期するかを検討した。3)妊娠発生に特異的な生殖器官由来のサイトカインについて、その睡眠活性を分析した。1)妊娠前4日間の性周期間における睡眠一覚醒パターンを対照とし、妊娠後のそれらと比較した。夜間ノンレム睡眠に関しては全体的に有意な増加(22%増)がみられた一方、レム睡眠に関しては妊娠前期にのみ過剰値(58%増)を示した。この動物実験のデータより、実際妊娠の睡眠欲求は絶えず高いことが明らかとなった。2)妊娠直後(交尾後)に劇的に上昇する血清プロラクチンをプロモクリプチン(1mg)の反復投与により阻害すると、妊娠に起因して増加した総睡眠量は現象し(ノンレム睡眠:-128%,レム睡眠:-64%)、排卵が復活するとともに性周期に準じた睡眠パターンが再現した。したがって、プロラクチンは妊娠に伴う過剰睡眠の一つの睡眠因子であると考えらえる。逆に睡眠を剥奪すると、妊娠に悪影響を及ぼし流産を引き起こしかねない可能性があるだろう。3)顆粒球/マイクロファージ.コロニー刺激因子(GM-CSF)は妊娠初期に多量産生されるサイトカインである。これを雄ラット脳室に投与すると(10^<11>M)、夜間ノンレム(27%増)レム睡眠(187%増)の有意な増加がみられた。このGM-CSFは下垂体からの黄体ホルモン分泌を促進したが、卵胞刺激ホルモンの分泌に大して影響を与えなかった。サイトカインが妊婦の睡眠に関与するならば彼らの睡眠障害は免疫系の病理変化が一因するとも考えられる。健康な妊婦の維持に深い睡眠は極めて重要で生体御の理論からも妊婦は十分な睡眠の獲得を指導されるべきである。
東アジアにおける都市下層社会の変容と下層問題の理論的な構築に向けて

過去おおよそ20年間にわたる日本のホームレス問題の変容を追うと共に、その日本的な特徴と問題点を、「ホームレス人口の規模及び構成」、「ホームレス増大の背景」、「路上生活の実情」、「ホームレスの社会問題化」、「ホームレス問題のポリティクス」の側面から整理・検討した。ホームレス増大の背景やかれらが直面する諸問題に触れながら、ホームレス問題の視点から日本社会全体の構造や問題点を明らかにした。研究の全体構想はら東アジアにおける下層社会の変容をグローバル化と関連づけて理論的に解明することにあり、本研究の具体的な目的は、日本におけるホームレス問題と非正規外国人を中心とする外国人労働者を脱工業化や経済のグローバル化という共通の枠組みで検討し、理論的な知見を得ることにある。本年度は、グローバル化と下層問題との関連をどのように捉えるかについての先行研究の整理と、下層問題分析のための理論的な枠組みについての国内研究者との情報・意見交換を中心に研究活動を行った。また、日本における非正規滞在者の漸減傾向の背景を整理すると共に、研修生制度の見直しを核とする外国人労働者受入れ論議を整理・検討した。予定していた台湾、韓国での現地調査は研究協力予定者との日程調整が困難であった事情などにより、実施できなかった。その代わり、日本に研修目的で来日し、帰国したベトナム人に関する予備的な調査をベトナム・ホーチミン市行で行った。元研修生の帰国後の就業・生活状況は、研修生制度の効果を検討するために必要な調査であるが、蓄積が極めて不十分である。本国に帰国した元非正規滞在者や研修生の現状や意識にも着目しながら、日本における外国人労働者政策のあり方を検討・評価することが重要と思えるが、そのための予備的な作業を進めた。最後に、アメリカの金融危機に端を発する雇用情勢の悪化と外国人労働者およびホームレス問題の動向を追跡した。研究の全体構想は、東アジアにおける都市下層社会の変容をグローバル化と関連づけて理論的に解明することにある。今年度は、関連研究の整理・検討を行うとともに、補足的なデータの収集に努めたほかに、下層問題の理論的な解明に関心を持つ研究者等との議論に力を入れた。ホームレス問題に関しては、国外では、昨年8月サンフランシスコで開催されたASAの総会でホームレス問題に関するセッションでパネラーとして報告したほかに、複数の国の研究者と意見交換した。国内では、主に名古屋地域を中心に、ホームレス問題の現状と課題を追究した。自立支援策等のホームレス対策の一定の効果もあり、路上で暮らす可視的なホームレスの人々の数は減少している。可視的なホームレスが減少する中で、ホームレス問題の変容と今日的な状況を明らかにする作業を行っている。東アジアにおける国際的な人の移動の問題に関しては、今年3月には、中国延辺州に行き、近年、韓国への海外出稼ぎブームで大きく変容している中国朝鮮族の現状を検分するとともに、東アジアの国際的な人の移動に関して識者らと研究交流を行った。研究の全体構想は、東アジアにおける都市下層社会の変容をグローバル化と関連付けて理論的に解明することにある。最終年度に当たる平成22年度は、補足的なデータの収集に努めるとともに、下層社会変容の全体像を把握するとともに、その変容の特徴や問題に対する理論的な整理・解明に力点を置いた。ホームレス問題に関しては、過去およそ20年にわたる日本のホームレス問題の変容を追うとともに、その日本的な特徴と問題点についての整理を試みている。国際的な人の移動をめぐる問題では、日本と韓国の比較を軸にして、主に非正規滞在者問題の解明に取り組んでいる。過去20年にわたる非正規滞在者問題の変容がグローバル化とともに、受け入れ国の入国管理政策に強く規定されていることを明らかにしている。さらに、従来別々に論じられ傾向が強かったホームレス問題と外国人労働者の問題を、下層問題として統一的に捉え、いずれにおいても経済のグローバル化と新自由主義的な国家政策が、排除と選別のメカニズムの下で下層問題を生み出してきたことを整理している。これらの成果は、近く、成果報告としてまとめる予定である。
ヌクレオチドによる可溶性グアニル酸シクラーゼのセンサー部位の活性制御

牛肺由来のグアニル酸シクラーゼのヌクレオチド結合部位の機能解析可溶性グアニル酸シクラーゼはGTPからcGMPの産生を触媒するヘテロ2量体のヘム酵素であり、一酸化窒素(NO)の細胞内受容体である。本酵素には2個のヌクレオチド結合部位が存在し、そのうちの1個はヌクレオチドに高親和性を示す触媒部位であり、他の1個は低親和性の活性調節部位であること、ならびに活性調節部位にはヌクレオチド以外に本酵素の特異的活性化剤であるYC-1が結合することは平成16年度報告した。しかしながら、活性調節部位の機能については不明な点が多く残されており、平成17年度の研究によりそれらを明確にした。BAY41-2272は、最近見出されたYC-1類似の特異的活性化剤であり、本酵素の一酸化炭素(CO)型を著しく活性化する。BAY41-2272の機能について得られた結果を以下にまとめた。(1)BAY41-2272は還元型酵素ならびにNO複合体に1分子結合して、活性化する。(2)dADPならびにGMP-CPPは本酵素に2分子結合するが、BAY41-2272は、それらのヌクレオチドの1分子の結合を阻害する。その結合部位はYC-1結合部位と同一部位であることが明らかにされ、したがってBAY41-2272は活性調節部位に結合するものと結論される。その親和性はYC-1より著しく高い。(3)BAY41-2272がCO型酵素に結合すると、YC-1の場合に見出された複合体と同一な6配位型CO複合体と5配位型CO複合体が生成する。したがって、BAY41-2271がヘムセンサー部位に及ぼす効果はYC-1と同一であると結論される。しかし、5配位型CO複合体の生成量はYC-1に較べて異常に高い。以上の結果から、低親和性のヌクレオチド部位はYC-1あるいはBAY41-2272が結合する活性調節部位として機能することが明瞭に示された。もし、生体内にYC-1あるいはBAY41-2272と類似の機能を示す物質が存在すると仮定すると、その化合物はヌクレオチド類似の化合物であり、COが情報伝達物質として機能する可能性を強く示唆する。1.グアニル酸シクラーゼのヌクレオチド結合部位数の測定基質類似体であるdADPは還元型酵素1分子当り2分子結合し、個々の親和性には大きな差がみられない。一方、AMP-PNPでは、dADPの場合と異なり還元型酵素当り1分子の結合が見出されたが、活性化剤であるYC-1存在下では親和性の低いもう1個の結合部位があらたに見出された。これらの結果は、ヌクレオチド結合部位は酵素1分子当り2個存在し、それらの結合部位は互いに非等価であることを示している。3'-dGMPの添加により本酵素の活性は低濃度で阻害されるが、意外なことに3'-dGMPの還元型酵素への結合は見出されなかった。

しかし、還元型酵素のセンサー部位であるヘム鉄に一酸化炭素(CO)を結合させると、本酵素への3'-dGMPの結合が観察された。この結果は、3'-dGMPは活性型酵素類似の構造をもつCO型酵素に結合すること、言い換えると3'-dGMPは非(反)拮抗阻害剤として作用することを示唆する。2.ヌクレオチド結合によるセンサー部位の構造変化センサー部位であるヘム鉄に及ぼすヌクレオチド結合の効果を電子スピン共鳴法(EPR)で解析した。本酵素の活性中間体である一酸化窒素(NO)複合体のEPRスペクトルは対称性の高い5配位型のEPRスペクトルを示す。このEPRスペクトルは、本酵素に結合するが基質とはならない(代謝されない)ATPあるいはATP誘導体の存在下ではほとんど変化しない。しかし、基質となるGTP,dGTPあるいはGMP-PNPの存在下では、対称性の低い(異方性の高い)5配位型のEPRスペクトルを与える。これらの結果は、異方性の高い5配位型のEPRスペクトルを与える分子種が本酵素の「真の活性中間体」であること、ならびにアデニン骨格とグアニン骨格の相違がヘム鉄に及ぼす効果が異なることを明瞭に示す。1.牛肺由来のグアニル酸シクラーゼのヌクレオチド結合部位の機能可溶性グアニル酸シクラーゼはGTPからcGMPの産生を触媒するヘテロ2量体型ヘム酵素であり、一酸化窒素(NO)の細胞内受容体である。本酵素には2個の基質結合部位が存在するものと考えられているが、不明の点が多く残されている。今年度の研究において、我々は、本酵素にはヌクレオチド結合部位が酵素当たり2個存在するが、それらの機能は相互に異なることを見出した。基質類似体であるGMP-CPP(α,β-methylene GTP)と還元型グアニル酸シクラーゼの結合を透析平衡で測定し、酵素当たり2個のヌクレオチド結合部位が存在することを確認した。2つの結合部位のうち1個はGMP-CPPに対して高親和性を示し、他の部位は低親和性である。高親和性部位には、1分子のAMP-PNPが選択的に結合し、AMP-PNPを反応阻害剤として用いた反応動力学的解析から、高親和性部位はcGMP産生を担う触媒部位であることが判明した。それでは低親和性部位の機能は何かという疑問が生じる。我々は、低親和性部位には、本酵素の特異的活性化剤であるYC-1が結合するものと予想し、高ならびに低親和性部位の両部位に結合するdADPの結合に対するYC-1の阻害効果を調べた。YC-1の添加は、dADPの結合を競争的に阻害することから、低親和性部位はYC-1の結合部位であることを強く示唆する。すなわち、高親和性部位は触媒部位であり、低親和性部位は活性調節部位として機能することを示す。このような両結合部位の機能の相違は、一酸化炭素(CO)化型酵素の赤外伸縮振動の測定からも支持される。2.酵母のグアニル酸シクラーゼの精製酵母に存在するグアニル酸シクラーゼの精製を試みた。活性は動物組織に較べて極めて低く、活性測定には蛍光団を結合したGTP誘導体(Mant-GTP)を用いた。酵母酵素のMant-GTPに対するKm値は牛肺酵素のそれとほぼ同じであり、また分子量においても大きな差は見出されなかった。しかし、牛肺酵素の抗体を用いたブロットでは1本鎖のみが検出されるので、哺乳動物の酵素とは同一ではない。1.牛肺由来のグアニル酸シクラーゼのヌクレオチド結合部位可溶性グアニル酸シクラーゼは、GTPからcGMPの産生を触媒するヘテロ2量体型ヘム酵素であり、一酸化窒素(NO)の細胞内受容体である。
高分散素子を用いた高速分光計の開発

長距離光ファイバー伝搬により超短パルス光に付与される高分散がパルス幅を伸長する効果を利用し、スペクトルを時間の関数として計測する機構を研究した。実際には本手法による分光計測におけるファイバー長の依存性を定量的に明らかにし、さらに干渉スペクトルへの応用、周波数分解能の評価を行った。さらに簡単なモデルでファイバー長を適切なファイバー長を設計できることも見出した。予定項目を早期に達成したので、実際の分光測定へと研究を展開した。別の研究課題である気体分子の振動ラマン分光への応用を試みた。実際には一桁ほどの感度不足が明らかとなったが、分光測定の方法自体を改善することで、実用可能であると期待できる。初年度は計画通り、要素技術の設計・開発から、最初の分光計測の達成までを行った。光パルスの周波数成分を時間軸上でマッピングするための分散素子を設計した。特に本研究では将来の応用性のために通常品の光ファイバーの長さだけをパラメータとすることを想定し、そのために必要な長さを見積もった。1000mの光ファイバーを実際に用いて分光測定を実施したところ分散量が過大であることを示唆する結果が得られたので、100m,200m400mの各長さの光ファイバーを用意し、それらを単独もしくは組み合わせて使うことにより、100m-700mまで100m刻みでのファイバー長に対する分光実験を実施した。これによりパルス繰り返し周波数とスペクトル帯域で決まるファイバー長の最適値を見出した。さらに従来型の分光器で得られるスペクトルと比較することで波長校正を行い、現実的な分光器として機能することを確認した。上記の測定には、並行して高速な光検出システムの構築も必要であり、GHzの応答速度を持つファイバー入力型のフォトディテクターと帯域8GHzの高速オシロスコープを組み合わせて、周波数分解能も従来型の分光器と同等に得られることを確認した。2年目に予定した詳細な分光器の評価も前倒しで開始した。スペクトル校正や周波数分解能の評価を確実かつ正確に行うために、マイケルソン型の干渉計を構築し、干渉スペクトルを試験スペクトルとした。干渉計の2つの光路長を変更することでスペクトル上のフリンジの細かさを自由に調整できるので、本研究で開発した分光器の性能を詳しく評価できた。これらの成果は第64回応用物理学会春季学術講演会で発表し、当該研究者への有用性を紹介した。本計画では初年度に分光器の設計開発とその簡単なデモンストレーション、次年度に詳細な評価を計画していた。しかし、設計開発が順調に進み、試作品の製作、問題点の洗い出しがすぐに済んだため、改良型の装置の開発に早々に着手できた。このため、分散素子として利用する光ファイバーの長さに対する依存性を早い段階で検証できたうえに、干渉スペクトルを利用するといった手法を考案したことで、その詳細な評価の大部分を初年度のうちに達成することができた。次年度は残る評価項目である分光感度について調べるとともに、さらに高い目標として、非線形分光への応用可能性をも探れると見込んでいる。これらのことが達成できれば、萌芽として始めた研究が、その研究期間中に実研究へと昇格できたことになり、当該研究の趣旨から考えるとかなり大きな進展である。長距離光ファイバー伝搬によって超短パルス光に高分散が付与される結果としてパルス幅が伸長する効果を利用し、光パルスのスペクトルを時間の関数として計測する機構の開発と、その原理実証、定量評価を目的として研究を推進した。初年度のうちにファイバー長の依存性を明らかにし、さらに干渉スペクトルへの応用、波長校正と主だった項目に関しては達成できたので、研究実施計画の枠を大幅に超え、実際の分光測定への応用へと展開した。これまでに別の研究で広帯域スペクトルの一部の波長成分に位相変調を施すことで、分子固有の振動スペクトルを位相変調と同期した成分として検出できる「位相敏感ラマン測定法」を開発してきた。本研究ではこれによって得られる分子振動由来のラマンスペクトルを試験スペクトルとして検出感度の調査を行った。実際に開発した時間領域の分光器でスペクトルの検出を試みたが、およそ一桁ほどの感度不足が明らかとなった。この結果から本測定をはじめとした信号強度の弱い非線形分光には別個の高感度化の工夫が必要であると分かった。また、本研究で利用したラマン分光は、この実験のために急遽立ち上げた光学系であるため、この分光測定自体をさらに高度化する余地がまだある。分光測定の方面から信号強度を増強する工夫をすることで開発したスペクトル取得法を実際の応用研究に活用する第一歩とできると期待される。上記の分光測定に関する進展と結果は生命科学や医療分野への応用性が特に高いと考えられる。このため、本成果は第55回日本生物物理学会のシンポジウムで紹介し、当該分野の研究者に広くアピールした。

今年度に予定していた高速分光器の詳細評価のかなりの部分はすでに着手しており、進展としては計画以上である。当初の計画にある中で残っている分光感度に関する評価についても早々に完了し、実際の分光研究まで発展させるのが本年度の新たな目標である。分光感度の評価に関しては、すでに異なるファイバー長においてその透過率を実測しているため、石英ファイバーの内部透過率とファイバーの入力損失を考慮して、分光感度の指標にまとめる。また、ファイバーのコア径に対する波長の大きさがどのように影響するかを調べ、その結果として現れるスペクトルの歪みを明らかにする。上記の分光器としての性能評価を完了させた後は、計画以上の成果として実際の非線形分光への応用にも着手する。特にフェムト秒光パルスを凝縮相に照射すると非共鳴のラマン信号が観測されることが知られているので、その信号の観測から始める。可能であれば今年度中に共鳴のインパルスブラマン計測を目指し、実際の非線形分光に応用できることを示す。最終的にはラマン分光を基礎とした2次元、3次元の分子分光計測を目指しており、高速に取得されるスペクトル情報を高速に処理するデータ解析手法の開発にも着手したい。レーザー物理学本研究の初期に購入予定の1000mの光ファイバーは、予算執行前に大学予算を充てることで賄った。これにより予算上の余裕と、研究計画の前倒しが可能となった。予算上の余裕分は計画を前倒しすることに費やし、そのために次年度(本年度)に予定していた計画を前倒しで遂行できた。初年度の予算の残額は、上記のように大学予算で一部賄った分のプラスから前倒しして研究を遂行して使用した分のマイナスの差引額である。本年度の計画の一部はすでに初年度に遂行済みであるが、新たに実際の分光計測まで研究を発展させようと計画を拡張している。そのため、繰越予算と本年度の予算とを合わせて、残りの本年度計画を遂行するととともに、予算の許す範囲で発展的研究へと舵を切るつもりである。実際にはこのために分光セルや試薬、さらには光学系の追加が必要となるが、それらを本予算で賄って実施する。
植物乳酸球菌ＬＰ２８による体内脂肪蓄積抑制の分子機構解明とヒト臨床試験による検証

龍眼(果物の一種)から分離した乳酸菌Pediococcus pentosaceus LP28(LP28)をマウスに摂食させる実験でLP28の肥満抑制作用を見出した。本研究では、主にLP28がヒトに対し抗肥満作用を示すのか否か検証した。BMI値2530の男女(2070歳)を対象とした無作為化対照比較試験を行った結果、LP28の死菌を12週間摂取したグループは、プラセボ摂取グループよりも、BMI、体脂肪率、腹囲の他、LDLコレステロールとLDL/HDL比が有意に低下した。このように、ヒトでも抗肥満効果が確認されたことから、LP28はメタボリック症候群の予防改善に有効と結論づけた。肥満は生活習慣病の重要なリスク因子であり、生活習慣病の予防のためには肥満の解消は必須である。本研究は、マウスにおいて抗肥満効果が確認された植物乳酸菌Pediococcus pentosaceus LP28(LP28)の抗肥満作用メカニズムの解明、および、ヒトでの効果の検証を目的としている。本年度は、ヒト臨床試験を中心に研究を進めた。計画当初は、LP28入りの野菜ジュースを試験食とすることを想定していたが、十分量の乳酸菌を摂取するために、本臨床試験ではLP28菌体粉末を用いることとした。そこで、既に確立した乳酸菌高密度培養法および菌体粉末製造技術により製造したLP28生菌粉末が、冷凍下で長期間、生菌として保存可能であることを確認し、試験食および対照食を製造(企業に依頼)した。続いて、被験者募集を行ったところ、151人の応募があり、スクリーニング検査の結果、被験者条件(2070歳までの健康な男女で、BMIが25以上30未満であること等)に適合した62人の参加で試験を開始した。臨床試験は、二重盲検法による無作為化対照比較試験とし、参加者は3グループ(LP28生菌、LP28死菌、あるいはプラセボ)のいずれかに割り付けられた。12週間の摂取期間中、被験者には、定期的に身体測定、血液検査、および、尿検査を実施し、LP28の効果について検証する。24年度末までに4回の検査日程のうち3回まで終了したが、二重盲検法で実施しているため、割り付けがまだオープンされておらず、LP28の抗肥満効果の有無については判明していない。25年度の最終検査終了後、統計解析を行い、LP28のヒトでの効果について検証する予定である。LP28の抗肥満作用メカニズムの解明についての基礎実験については、引き続き、脂肪肝化したマウス肝由来のHepa1-6細胞を用い、LP28添加後の様々な遺伝子発現変動を解析中である。糖尿病や脂質異常症、高血圧などの生活習慣病の中心に肥満があると考えられ、肥満解消は生活習慣病の予防につながると期待される。本研究は、肥満誘発マウスにおいて抗肥満作用を示した植物乳酸菌Pediococcus pentosaceus LP28(LP28)について、その作用のメカニズムの解明、およびヒトにおける効果の検証を目的として実施した。マウス肝由来の細胞株を用いたin vitro実験では、LP28添加により細胞内への脂肪の蓄積が抑制され、その際、不飽和脂肪酸の合成に関与するSCD1の発現が低下していることを確認した。また最終年度に実施した肥満誘発マウスを用いた動物実験では、LP28投与マウスの白色脂肪におけるacc1(脂肪酸合成に関与)のmRNAの発現量がコントロール群と比較して有意に低下していること、さらに、肥満との関連が報告されているtlr5の腸粘膜細胞における発現量がLP28投与によって特に変化しないこと等を見出した。また、本研究の要であるヒト試験(二重盲検法による無作為化並行群間比較試験)を平成24年度後半25年度に実施した。2070歳でBMI 2530 kg/m2の男女62名を対象とし、LP28生菌、LP28死菌、あるいはプラセボのいずれかを12週間摂取させた。その結果、BMI、体脂肪率、腹囲、LDLコレステロール、およびLDL/HDL比が、プラセボ群と比較してLP28死菌摂取群で有意に低下していた。一方、LP28生菌摂取群においては、体重や体脂肪量等に低下傾向が認められたものの、その程度はLP28死菌群には及ばなかった。以上のように植物乳酸菌LP28がヒトにおいても抗肥満作用を有することが示されたことから、LP28は、生活習慣病のリスク因子である肥満を抑制することによって、メタボリックシンドロームを予防・改善する一助となり得ることが示唆された。肥満、特に内臓脂肪肥満は、様々な生活習慣病のリスク因子であり、我が国の成人の25%が肥満であることを考えると、その対策が急がれる。

我々は、果物の龍眼(ロンガン)から新規に分離した乳酸菌Pediococcus pentosaceus LP28(LP28)を高脂肪食負荷の肥満マウスに経口投与すると、体重増加抑制、内臓脂肪の蓄積抑制、および脂肪肝を改善する作用があることを見い出した。そこで、LP28による抗肥満作用のメカニズムの解明および関与成分の特定を目指すために、より詳細に検討できるin vitro実験系を用いて研究を進めた。マウス肝由来のHepa 1-6細胞株にオレイン酸を添加し培養することにより、細胞内への脂肪蓄積(脂肪肝化)が生じるが、LP28の生菌存在下でオレイン酸を添加すると、脂肪蓄積量が有意に低下した。また、LP28の培養上清のみを添加した場合においても脂肪蓄積抑制の傾向が認められたことから、LP28菌体そのものではなく、LP28が産生・分泌する成分が脂肪蓄積を抑制した可能性がある。LP28添加後のHepa 1-6細胞のウエスタンブロット解析によると、不飽和脂肪酸の合成に関与するStearoyl-CoA desaturase 1(SCD1)の発現が、添加したLP28の濃度依存的に低下していた。一方、肥満マウスへの経口投与実験で抗肥満作用や脂肪肝抑制作用が認められなかった植物乳酸菌Lactobacillus plantarum SN13Tの存在下では、SCD1の発現低下は生じなかった。その他、ヒトにおいてLP28の抗肥満効果が認められるか否かを検証する臨床試験を平成24年度から開始するために、今年度はヒトが摂取する十分量のLP28の確保などの準備を進めた。基礎研究は各年度の予定の順序を変更し、実施している。今年度はヒト臨床試験の準備が完了し、予定通り臨床試験をスタートさせることができ、現在まで滞りなく進行していることから、おおむね順調と考えられる。各年度の予定の順番を少々変更したが、in vitro実験の結果やヒト臨床試験の準備の進み具合を勘案すると、達成度としてはおおむね順調と考えられる。平成25年度は、LP28のヒト試験が終了するので、解析を行い、肥満予防・改善を目的とした健康補助食品創出への可能性を探る。また、引き続き、細胞や動物を用いた実験により、LP28の関与成分の特定や作用メカニズムの解明を目指す。平成24年度は、引き続き、関与成分の特定や作用メカニズムについて追求していく予定である。また、LP28のヒトにおける抗肥満作用の有無を検証するための臨床試験を開始する予定である。平成24年度の研究費に、臨床試験の費用を組み入れていたが、臨床試験を平成24年度と25年度にまたいで実施することとなったため、25年度に発生する費用分を次年度使用分とした。この次年度使用額と25年度の研究費を併せて、継続中のヒト臨床試験や細胞株による実験の他、動物実験などに使用する。ヒト臨床試験では、謝金や検査費用、および、通信費などを想定し、基礎研究では、実験に関連する分子生物学用試薬費や細胞培養試薬費、動物実験に関連する消耗品購入費などを予定している。引き続き、植物乳酸菌LP28の抗肥満作用の関与成分の特定や作用メカニズムを解明すべく、分子生物学用試薬や細胞培養試薬、実験動物に関連する消耗品購入に研究費を使用する。また、平成24年度は臨床試験を開始する予定であり、その試験食の経費や臨床検査費用、通信・運搬費用などを想定している。
通信理論に基づくオンチップ超高速ナノスケールネットワークの開発

あらゆる情報がグローバル化パーソナル化するユビキタス情報化社会において、そのハードウエアを支えるのは、ナノメータレベルまで微細化しているSi CMOS集積回路である。2013年には最小加工寸法(テクノロジーノード)35nmで、チップ面積(20mm角)上に数億個のトランジスタを集積(Integration)し、これを20GHzのクロック信号で動作させようとしている。LSIはこれまでスケーリング則を指導原理として微細化し、高速化、高集積化、高性能化、低消費電力化を実現しナノメータスケール集積世代に突入した。本研究は、信号伝達・伝送の本質が通信にあることに着目し、トランジスタからトランジスタを接続する配線、リピータ、ハブ、ルータを一つの通信路として考え、配線設計をすることを目的とした。研究期間内に、配線資源見積もりのための新規な配線長分布式の提示、実際180nmや90nmプロセスを利用した高速グローバル配線の設計と試作を行った。新規配線長分布式では、従来のモデルで表現しきれてなかった累積配線数を表現することに成功した。実際に出回っているLSIチップの実データとの比較を行い導出式の有用性を確認した。グローバル配線として、伝送線路配線をとりあげ、線路モデリングを始め、実際に180nm、90nmCMOSプロセスを利用した設計、試作、評価を行った。0.27pJ/bitの超低エネルギーで10Gbps以上の伝送に成功した。他の配線手法と比較を行うために新規に配線性能指数を提案し、mmcmオーダーの信号伝送では、本研究が示した差動伝送線路配線の性能指数が他の方式(従来RC線路、ワイヤレス配線、光配線)よりも優れていることを示した。また、オンチップネットワークへの展開のためにマルチドロップ型の伝送線路配線を構成し、約10Gbpsの伝送に成功した。(1)ナノスケール伝送線路配線の研究本研究では、伝送線路配線の伝播特性について、ビアや配線の折り曲げを含めた検討を行った。ビアや配線の折り曲げ、併走配線、直行配線の影響を調べるためのテスト回路を作成した。同一配線層を用いた配線の折り曲げでは伝送線路の伝播特性に悪影響を与えないことを明らかにした。配線の曲がり部分ではインピーダンス不整合は小さく、電磁放射の影響は小さいことを示した。40mm-40Gbpsの長距離広帯域伝送を可能とする差動伝送線路を作成した。高速計算が可能なクロストーク係数による評価方法を開発した。また、線路構造としては、差動方式以外に、擬差動方式について検討を行い、性能を評価するためのテスト回路を試作測定した。配線面積が20%以上削減可能であった。(2)線路駆動回路に関する研究伝送線路を用いる回路では、信号の多重反射を抑えるために、送端と受端におけるインピーダンス整合を考慮した設計を行う必要がある。差動伝送線路および擬差動伝送線路を駆動するための回路を試作測定を行ない、伝送速度、消費電力、回路面積について評価を行なった。(3)配線長分布を用いたネットワーク層アーキテクチャの評価手法の開発配線長分布モデルを用いることで、ネットワーク層の基礎となる高速線路の性能評価を行なった。伝送線路配線の導入において、40Gbps以上の非常に高速な信号伝送が可能となる反面、配線面積の増大が問題となる。配線面積の増大は伝送線路配線以外の配線の配線密度の増加につながり、配線間容量が増加する。つまり、伝送線路配線には最適な利用割合があるということを示した。その結果、45nmプロセスでは伝送線路を用いることで、最大30%程度の消費電力削減が可能であることを示した。2013年には最小加工寸法(テクノロジーノード)

35nmで、チップ面積(20mm角)上に108個のトランジスタを集積(Integration)し、これを20GHzのクロック信号で動作させようとしている。LSIはこれまでスケーリング則を指導原理として微細化し、高速化、高集積化、高性能化、低消費電力化を実現しナノメータスケール集積世代に突入した。本研究は、信号伝達・伝送の本質が通信にあることに着目し、トランジスタからトランジスタを接続する配線、リピータ、ハブ、ルータを一つの通信路として考え、まず通信路の帯域幅とS/N比から決定する通信路容量により配線システムの評価を行う。許容される伝播遅延時間と情報伝送量の要求から、各通信路部分における通信路容量の設計を行う。必要な通信路容量に基づいて最適な配線網構造や誤り訂正能力を持つ低消費電力回路設計・試作を行う。これらの結果をもとに、ネットワークオンチップにも適用可能な物理設計手法の構築を行う。本年度は、送端受端回路(Tx/Rx)およびバス方式について検討を行った。従来のシリアル伝送回路では、遅延(レイテンシ)が大きいことが最大の問題であった。シリアル伝送に用いられる10B8B回路は遅延が大きく、まず一段で構成できるプリエンファシス回路およびイコライザ回路の検討を行った。180nmCMOSプロセスによりLSI試作を行い、3Gbpsの信号伝送を実測により確認した。性能指標である遅延・消費電力積において、世界最高性能を達成した。また、バス方式として、ゼロクロストークバス構造を開発した。差動伝送線路を交差させることにより、信号間の漏話(クロストーク)を削減できることを発見した。40%程度の配線面積の削減を可能とした。実測により、高周波伝送特性を確認した。時間軸測定により、クロストークの削減を確認した。また、伝送線路と駆動回路の結合方式として、クロストークバス構造を検討した。90nm程度では送端結合部分が大きくなる。受端部分はMOSFETのゲート容量による結合を用いることにより、信号伝播特性を劣化させずに、信号を取り出せることを確認した。あらゆる情報がグローバル化パーソナル化するユビキタス情報化社会において、そのハードウエアを支えるのは、ナノメータレベルまで微細化しているSi CMOS集積回路である。2013年には最小加工寸法(テクノロジーノード)35nmで、チップ面積(20mm角)上に108個のトランジスタを集積(Integration)し、これを20GHzのクロック信号で動作させようとしている。
転写因子NFIL-6(C/EBPβ)制御による慢性関節リウマチの治療

前年度、転写因子NF-IL6の対するデコイ(NF-IL6のDNA結合部位と同じ塩基配列をもつ二重鎖20オリゴヌクレオチド)が、関節リウマチ(RA)患者由来の滑膜細胞のin vitroでのCOX2発現を有意に(約30%)抑制することを報告した。今年度は、実際にin vivoで、NF-IL6のシグナルのブロックが関節炎を抑制することができるかどうか検討するために、NF-IL6(C/EBPβ)欠損(NF-IL6-/-)マウスとワイルド(NF-IL6+/+)マウス、各々18匹にIL-6依存性の実験的関節炎であるAIA(antigen-induced arthritis)を誘導し、病理組織学的に関節炎の重症度(スコア0-4)を比較した。その結果、ワイルドマウスでは、スコア4;3匹、スコア3;8匹、スコア2;7匹でスコア1、0は0匹ですべてのマウスにおいて有意な関節炎(スコア2以上)が誘導された(平均スコア2.78±0.73)。一方、NF-IL6欠損マウスでは、スコア4;1匹、スコア3;4匹、スコア2;8匹、スコア1;3匹、スコア0;2匹と有意な関節炎を発症しなかったマウス(スコア1以下)が18匹中5匹いた。また、平均関節炎スコアも1.94±1.06と有意(P<0.05)に低下していた。以上のことから、NF-IL6のシグナルをブロックすることで関節炎が緩和されることが示された。この結果は、RAにおいて、転写因子NF-IL6を標的とした新規の治療法の可能性を示唆するものと考えられる。転写因子NFIL-6を制御することが慢性関節リウマチ(RA)の治療につながるかどうかを検討するために,転写因子NFIL-6の結合部位を遺伝子の上流にもつ,IL-6,IL-8,PGE_2,COX2などのRAの病態形成に密接に関わっていると考えられている分子の発現がNFIL-6の阻害により抑制されるかどうか,RA患者由来の関節滑膜細胞を用いてin vitroで検討した.転写因子NFIL-6の阻害は,転写因子NFIL-6の結合部位と同じ塩基配列をもつ二重鎖20オリゴヌクレオチドをデコイとしてリポゾーム法(HVJ-リポゾーム)に、より滑膜細胞にトランスフェクションして行った.各分子のmRNAの発現は,GAPDHをインターナルコントロールとした半定量RT-PCR法を用いて検討した.デコイのコントロールとして,ミスマッチ20オリゴヌクレオチド,オリゴヌクレオチドの入っていない空ベクターを用いた.HVJ-リポゾームをベクターとして,デコイ,ミスマッチオリゴヌクレオチドを滑膜細胞に導入した.蛍光顕微鏡でGFPの発現を検討し,導入率(7080%)を確認後,IL-1β存在下で12時間培養後,mRNAを回収,RT-PCR法を用いて,各分子の発現を検討した.その結果,IL-6,IL-8,PGE_2の発現は,3群において有意な差を認めなかったが,COX2の発現は,デコイ導入滑膜細胞では,空ベクター,ミスマッチオリゴヌクレオチド導入細胞に比べて,約30%の低下を認めた.以上の結果から,滑膜細胞でのCOX2の発現は転写因子NFIL-6依存的であり,転写因子NFIL-6の阻害により,RAの滑膜細胞に抗炎症性作用が誘導されるごとが示唆された。

今年度は、実際にin vivoで、NF-IL6のシグナルのブロックが関節炎を抑制することができるかどうか検討するために、NF-IL6(C/EBPβ)欠損(NF-IL6-/-)マウスとワイルド(NF-IL6+/+)マウス、各々18匹にIL-6依存性の実験的関節炎であるAIA(antigen-induced arthritis)を誘導し、病理組織学的に関節炎の重症度(スコア04)を比較した。その結果、ワイルドマウスでは、スコア4;3匹、スコア3;8匹、スコア2;7匹でスコア1、0は0匹ですべてのマウスにおいて有意な関節炎(スコア2以上)が誘導された(平均スコア2.78±0.73)。一方、NF-IL6欠損マウスでは、スコア4;1匹、スコア3;4匹、スコア2;8匹、スコア1;3匹、スコア0;2匹と有意な関節炎を発症しなかったマウス(スコア1以下)が18匹中5匹いた。また、平均関節炎スコアも1.94±1.06と有意(P<0.05)に低下していた。以上のことから、NF-IL6のシグナルをブロックすることで関節炎が緩和されることが示された。この結果は、RAにおいて、転写因子NF-IL6を標的とした新規の治療法の可能性を示唆するものと考えられる。
教員義成課程における専門教科の化学実験をより効果的に行なうための総合カリキュラム

つぎの2ケ年継続研究実施計画1.総合化された化学実験に適した教材試料の探索と授業レベルでの合成法の確立2.無機化学分野のカリキュラムの立案と授業レベルへの適用性3.分析化学分野のカリキュラムの立案と授業レベルへの適用性4.物理化学分野のカリキュラムの立案と授業レベルへの適用性5.無機,分析、物理化学3分野の化学実験カリキュラムの総合化とパソコン接続6.総合化学実験カリキュラムによる試行授業の実施に従って研究を行なった結果、モ-ル塩を教材試料に利用した総合カリキュラムは項目1.2.3について、合成反応、試料の精製、酸化還元滴定、比色分析、重量分析を組み入れ項目6を実施したところ実用的なカリキュラムとして十分利用できることが分かった。また項目4、5を含む総合カリキュラムのための教材試料としてシス-およびトランス-ジクロロビスエチレンジアミンコバルト(III)塩化物の利用を試み、パソコン通信に接続した可視紫外分光光度計でアクア化および異性化反応の解析を組み入れて項目6を実施したところ項目1.3に多少時間不足がみられるものの1.5-2単位の無機、分析、物理化学分野を総合した化学実験カリキュラムとして利用できることが分かった。つぎの当該年度研究実施計画にしたがい研究をおこない1.教材試料としての学生レベルでのコバルト錯体の合成法の確立2.無機化学分野としての紫外可視吸収スペクトルの実習と学習3.分析化学分野としての元素分析教材試料への適用4.物理化学分野としての反応速度測定教材試料への適用5.分光光度計とパソコン接続によるカリキュラムのドライラボ化1については一定純度の安定組成のコバルト錯体を収率よく得るためには研究室レベル10-12時間の空気酸化を要するので、これを学生授業レベルの1-2時間の合成法に教材化するために、補助的な酸化剤の使用、反応容器の改良するなどして、反応時間と収率の関係をしらべた結果適量の過酸化水素の併用により学生レベルの授業時間内の2-3時間で教材試料としての必要量が得られる合成法を見いだした。2については連続変化法を中心としたカリキュラムにより錯体スペクトルの実習を通じて無機化学分野の学習に大いに役立つことが分かった。3についてはキレート滴定によるコバルト、沈澱測定による塩化物イオンの定量のための試料として教材化を研究した結果、再現性に多少問題はあるものの時間的、技術的に十分学生レベルの分析試料として適用できることがわかった。4については数種のコバルト錯体のアコ化およびシス-トランス異性化反応を利用し、反応速度および活性化エネルギーを学習するためのカリキュラムの開発に着手しており、主たる測定手段として分光光度計を利用することから、5との関連においてモデル反応における等吸収点、反応次数、反応速度などのデータと実習結果がリアルタイムで比較できるソフトを開発中である。5については分光光度計とパソコン接続のための基本ソフトを開発し終わったところで、現在ドライラボ化などの応用ソフトの開発中である。つぎの2ケ年継続研究実施計画1.総合化された化学実験に適した教材資料の探索と授業レベルでの合成法の確立2.無機化学分野のカリキュラムの立案と授業レベルへの適用性3.分析化学分野のカリキュラムの立案と授業レベルへの適用性4.物理化学分野のカリキュラムの立案と授業レベルへの適用性5.無機、分析、物理化学3分野の化学実験カリキュラムの総合化とパソコン接続によるカリキュラムソフトの開発6.総合化学実験カリキュラムによる試行授業の実施において、初年度において得られた1-3の研究成果を利用しながら今年度は4-6を行い、つぎのような結果を得た。4についてはトランス-ジクロロビスエチレンジアミンコバルト(III)塩化物を試料にした可視紫外吸収スペクトル測定による異性化反応が教材として適していることが分かり、学生の得た試料の同定や実験結果について分光光度計とパソコン接続による解析や評価ができるソフトも開発することができた。6については1-5の結果にもとづき1回3.5時間14回の試行カリキュラムを立案し、本学3年生に試行授業を行なったところ1と3に時間不足、4について多人数クラスの場合予想される測定機器との関連での時間配分に問題点があるものの全般的には良好な結果が得られた。