hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
中国移民の移動ハブ地における史料の残存と蓄積の調査研究

そこで、3月にトリニダード・トバゴ共和国で2週間の現地調査をおこない、ポートオブスペインのトリニダード国立史料館に所蔵されている中国語新聞コレクションを精読し、その内容や分量、年代から、カリブ地域の中国移民や中国系住民の移動性の特徴を明らかにし、これによって北米華僑と異なる諸特徴を論じることを可能にした。またトリニダード中華会館の元総理に華僑団体内部における史料の残存と、2006年に国家行事として遂行された中国移民200周年記念諸行事の詳細についてインタヴューした。これらの成果は、口頭発表や活字化によって発信した。学会誌に北米華僑の資料保存とコミュニティ研究の進展を論じた書評論文を発表し、7月にオーストラリアアジア研究学会の年次大会で発表し、12月に京都大学人文学研究所の共同研究にて、華僑研究の個人発表に対して残存史料の操作を主としてコメントした。さらに2月の市民講座でも本研究の調査結果を踏まえた内容で講義し、一般市民に研究を還元した。サンフランシスコから南下する中国移民を集中調査する予定であったが、ロサンジェルスは現地華僑団体との連絡がつかず、調査地をポートランドとサンフランシスコのみに絞ることになった。さらに日本からの連絡段階で日本で得られたポートランド中華会館の連絡先はすべて失効していたため、現地で直接交渉せざるを得なかったり、建物の老朽化による漏水で博物館を見学できない事情が現地で初めて伝えられたりなど、不測の事態への対処を迫られた。ただし最終的に現地華僑の協力と信頼を得られたため良質の資料を収集でき、この成果でサンフランシスコからの移動を捉えるにあたり、ロサンジェルスの情報不足を補完しつつ研究を進行できた。24年度が最終年度であるため、記入しない。当初の研究計画通りにアメリカ東海岸とトニダードの調査を遂行する。また、新しい試みの研究であるため、これまで通り研究者や関係者から常に意見や批判を得ながら方向性を探る。初年度は、現地調査の時に意見やコメントを得たり、日本国内の研究会で構想発表や中間報告発表をして、寄せられるコメントを参考にしたりしていたが、当該年度は初めて、海外の国際学会における発表でアメリカ・カナダの研究者から意見コメントを得て大きな刺激になった。よって今後も機会を得て海外発表し、その場で本プロジェクトへの意見コメントを集めて、内容や分析を深化させる計画である。
環境を重視した次世代生産・物流システムの構築に関する研究

ジャストインタイム(JIT)生産システムは、多品種少量生産の状況下において、徹底的な無駄の排除によるコスト低減と高流動生産を実現した革新的な生産システムである。JIT生産システムの基本は、後工程引き取り、後補充生産方式、すなわち引っ張り方式であり、その情報伝達媒体としてかんばんが使用され、各工程でかんばん枚数を決めることによりシステムは自律分散的に機能する。今日の激変する状況下において、押し込み方式による生産システムでは変化する環境に追従できず、次世代生産・物流システムとしては、各工程が自律分散的に機能する自律分散型生産・物流システムが有力となる。JIT生産システムは、ムダを極力排除した生産システムであり、エネルギー、廃棄物等を極力切り詰めるシステムに最も近い位置にあるものと思われる。まず、JIT、MRP等の生産方式の代表的実践例への実地調査を、ISO14000への対応を中心に自動車関連業界にたいして行い、環境管理・環境監査システムの現状と展望、生産工程における環境対策上の問題点、エネルギー低減のための施策、生産工程から出る切り屑等の廃棄物の量と処理方法等をあきらかにした。さらに、多くの製造業への資料調査を行い、環境マネジメントにたいする各生産方式の特長と実態を明らかにする。そして、人類の永続的発展と地球環境の保全及び他の生物との共生を目指した、次世代生産・物流システムの候補をJITに基づく自律分散型生産・物流システムを含めて複数構築する。そして、導入されている生産システム・シミュレータROPSIIを用い、各システムの地球環境・資源エネルギー問題への影響を含めた性能評価と経済・環境分析を行い、次世代生産・物流システムの基本形を構築する。
出力FB型リセットシステムの系統的設計法の構築と衝突を含むシステム制御への応用

リセットシステムは連続的状態遷移に加えて,状態依存イベントの発生時には状態のジャンプを生じるハイブリッドシステムの一種である.連続時間制御則にこの種の状態ジャンプを組み合わせたハイブリッド制御則により性能向上を狙う「リセット制御」の研究が近年盛んに行われている.ハイブリッドシステムの中でも切り替えシステムとリセットシステムは対をなすものであるが,前者と比べて後者に関する研究成果は少ない.例えば出力FB安定化制御の存在条件や系統的設計手法のような基本的かつ重要な問題についても明らかではない状況である.そこで本研究では申請者のリセットシステムに関するこれまでの理論的成果を発展させ,出力フィードバック型リセット制御の設計理論の構築を行う.平成30年度は主に,2次Lyapunov-like関数に基づく出力フィードバック型リセットシステムの漸近安定条件について研究を実施した.制御対象の出力についての2次錐型リセット条件およびそれに駆動される出力フィードバック型リセット制御器を考えるとき,制御対象が連続時間システムでリセット条件およびフィードバック制御器が同一の制御出力により駆動されるならば,常にジャンプ不動点が存在することが示せる.またジャンプ不動点集合は制御出力行列の右零空間(Ker C)に含まれ,ジャンプダイナミクスにおける有効な不安定(不動)モードになっている.このようなモードが存在するとき,Nesicらが提案した厳密に減少するタイプのLyapunov-like関数による安定解析は適用できず,新たなタイプのLyapunov-like関数を導入する必要がある.そこで本研究では状態空間をKer Cとその直交補空間に分割することを考え,後者の状態空間成分のみ厳密に減少するLyapunov-like関数を新たに提案して漸近安定性の十分条件を示した.本研究課題採択時の実施計画に沿って,平成30年度では状態空間の,ker Cおよびその直交補空間との直和分解に基づく新たなリアプノフ関数を提案し,時間正則化を施したシステムの漸近安定条件の導出を達成した(進捗1).またリアプノフ関数の重み行列にブロック対角構造を導入することで,進捗1の安定条件に対応する代数的判定条件を行列不等式アプローチにより導出した(進捗2).ここまでの進捗は当初計画通りである.さらに進捗2の結果の発展として出力フィードバック型リセットシステムのL2安定条件を導出した(進捗3).これは当初の計画以上の進捗である.1.安定条件の一般化:平成30年度に導出した漸近安定条件はブロック対角構造のリアプノフ行列にもとづいていたが,そのような条件を必要としないより一般の安定条件の導出について考える.また制御対象を連続時間システムからリセットシステムに一般化した場合の安定条件について考える.2.出力FB型安定化リセット制御則の系統的設計手法の提案:上記1.の結果に基づき,行列不等式アプローチにより2次リアプノフ関数に基づく出力FBリセット制御則の系統的設計アルゴリズムを提案する.状態FBにおける行列不等式ベースの安定条件では解の摂動を利用してリアプノフ行列の正則性を保証できるため,リアプノフ行列により状態変数変換を行うことで安定化コントローラの存在条件を導出できた.一方出力FBの場合はジャンプ不動点の存在に伴い,状態の一時的な滞留を許すような新たなタイプのリアプノフ関数を用いる必要があるため,安定条件には等式を含む弱い不等式条件が含まれると予想される.そのため実行可能集合は開集合にならず解の単純な摂動が利用出来ないので,弱い不等式条件を破らないような摂動の導出について考える.上記の1,2が十分に進捗した場合次の研究課題にも取り組む.3.衝突現象を含むシステムの制御問題への応用:現在国土交通省が主導する国家プロジェクトとして,我が国の老朽化したトンネル・橋梁等のインフラを点検するためのドローン開発が進められている.その際に障害物(トラス材等)が密集する中を飛行するため周囲との衝突は避けられず,そのような外乱の存在を考慮した制御が強く求められている.そこで出力FB型リセットシステムとして記述された衝突外乱発生モデルを利用し,上記1,2の結果を加速度のインパルス外乱や壁での反発の影響を効果的に抑圧する制御系の設計に応用し,有用性を示す.リセットシステムは連続的状態遷移に加えて,状態依存イベントの発生時には状態のジャンプを生じるハイブリッドシステムの一種である.連続時間制御則にこの種の状態ジャンプを組み合わせたハイブリッド制御則により性能向上を狙う「リセット制御」の研究が近年盛んに行われている.ハイブリッドシステムの中でも切り替えシステムとリセットシステムは対をなすものであるが,前者と比べて後者に関する研究成果は少ない.例えば出力FB安定化制御の存在条件や系統的設計手法のような基本的かつ重要な問題についても明らかではない状況である.そこで本研究では申請者のリセットシステムに関するこれまでの理論的成果を発展させ,出力フィードバック型リセット制御の設計理論の構築を行う.平成30年度は主に,2次Lyapunov-like関数に基づく出力フィードバック型リセットシステムの漸近安定条件について研究を実施した.制御対象の出力についての2次錐型リセット条件およびそれに駆動される出力フィードバック型リセット制御器を考えるとき,制御対象が連続時間システムでリセット条件およびフィードバック制御器が同一の制御出力により駆動されるならば,常にジャンプ不動点が存在することが示せる.またジャンプ不動点集合は制御出力行列の右零空間(Ker C)に含まれ,ジャンプダイナミクスにおける有効な不安定(不動)モードになっている.このようなモードが存在するとき,Nesicらが提案した厳密に減少するタイプのLyapunov-like関数による安定解析は適用できず,新たなタイプのLyapunov-like関数を導入する必要がある.

そこで本研究では状態空間をKer Cとその直交補空間に分割することを考え,後者の状態空間成分のみ厳密に減少するLyapunov-like関数を新たに提案して漸近安定性の十分条件を示した.本研究課題採択時の実施計画に沿って,平成30年度では状態空間の,ker Cおよびその直交補空間との直和分解に基づく新たなリアプノフ関数を提案し,時間正則化を施したシステムの漸近安定条件の導出を達成した(進捗1).またリアプノフ関数の重み行列にブロック対角構造を導入することで,進捗1の安定条件に対応する代数的判定条件を行列不等式アプローチにより導出した(進捗2).ここまでの進捗は当初計画通りである.さらに進捗2の結果の発展として出力フィードバック型リセットシステムのL2安定条件を導出した(進捗3).これは当初の計画以上の進捗である.1.安定条件の一般化:平成30年度に導出した漸近安定条件はブロック対角構造のリアプノフ行列にもとづいていたが,そのような条件を必要としないより一般の安定条件の導出について考える.また制御対象を連続時間システムからリセットシステムに一般化した場合の安定条件について考える.2.出力FB型安定化リセット制御則の系統的設計手法の提案:上記1.の結果に基づき,行列不等式アプローチにより2次リアプノフ関数に基づく出力FBリセット制御則の系統的設計アルゴリズムを提案する.状態FBにおける行列不等式ベースの安定条件では解の摂動を利用してリアプノフ行列の正則性を保証できるため,リアプノフ行列により状態変数変換を行うことで安定化コントローラの存在条件を導出できた.一方出力FBの場合はジャンプ不動点の存在に伴い,状態の一時的な滞留を許すような新たなタイプのリアプノフ関数を用いる必要があるため,安定条件には等式を含む弱い不等式条件が含まれると予想される.そのため実行可能集合は開集合にならず解の単純な摂動が利用出来ないので,弱い不等式条件を破らないような摂動の導出について考える.上記の1,2が十分に進捗した場合次の研究課題にも取り組む.3.衝突現象を含むシステムの制御問題への応用:現在国土交通省が主導する国家プロジェクトとして,我が国の老朽化したトンネル・橋梁等のインフラを点検するためのドローン開発が進められている.その際に障害物(トラス材等)が密集する中を飛行するため周囲との衝突は避けられず,そのような外乱の存在を考慮した制御が強く求められている.そこで出力FB型リセットシステムとして記述された衝突外乱発生モデルを利用し,上記1,2の結果を加速度のインパルス外乱や壁での反発の影響を効果的に抑圧する制御系の設計に応用し,有用性を示す.
文化財管理における美術品用語事典の作成

本研究の目的は、日本の文化財ついて使用されている用語を収集・体系化し、それら用語に関する典拠情報を作成する事である。現在、文化財管理における資料名称や品質形状等の用語については、各文化施設の学芸員や研究者により様々な表記・使用方法が存在している。そのため、複数施設間で情報共有する際は、互いに使用する用語の確認が必要な現状にあり、1つの資料情報を共有するだけでも非常に多くの時間を要している。このように、文化財管理における美術品にどの用語を適用するか、俯瞰的に参照出来る典拠情報の存在は非常に重要な基盤になる。本研究の目的は、日本の文化財について使用されている用語を収集・体系化し、それら用語に関する典拠情報を作成する事である。現在、文化財における資料名称や品質形状等の用語については、各文化施設の学芸員や研究者により様々な表記・使用方法が存在している。このように、文化財管理における美術品にどの用語を適用するか、俯瞰的に参照出来る典拠情報は非常に重要な基盤になる。また、各施設で運用が広まっている文化財管理データベースの開発や改良の際にも情報共有の基となる用語の典拠情報がある事は非常に有益である事は初年度の研究でも明らかである。初年度に集めた用語を本年では整理作業とデータベース構築の為の計画を実施した。JADSの学会にて本研究についての発表を行ない、関係者から類似するシステムや課題について情報を集めたりしながら、いくつかのデータベースプラットフォームを検討した。結果的にはwikiベースのデータベースを構築する事に決定し、次年度に実際に構築を行ない、実際に使用しながら改良を加え、最終年度に公開を行なう。同研究の目的は、日本の文化財について使用されている用語を収集・体系化し、それら用語に関する典拠情報を作成する事である。また、各施設で運用が広まっている文化財管理データベースの開発や改良の際にも情報共有の基となる用語の典拠情報があることは非常に有益である。本年度は用語の収集と整理の作業を中心に行なった。分野としては金工・ガラス・絵画・書跡・考古資料・歴史資料・建造物である。2013年3月時点では約7,600語の収集と整理作業を完了している。収集の際には用語、技法、分野、員数、素材というカテゴリーを設けている。用語の収集元としては、東京芸術大学大学美術館収蔵品目録、東京国立博物館・奈良国立博物館の収蔵品目録やデータベース、文化庁監修国宝・重要文化財大全等を使用した。次年度は収集した用語の整理作業を引き続き進めながら、新たに追加すべき用語の収集と整理作業も引き続き行い、それらの情報更新にも対応したシステム構築について検討する。その際に、どのように活用すべきかについて研究者や学芸員、大学職員などの要望を吸い上げながら検討を行う予定である。このように、文化財管理における美術品にどの用語を適用するか、俯瞰的に参照できる典拠情報の存在は非常に重要な基盤になる。初年度は用語の収集を中心に行ない、次年度以降用語の整理作業を行った。2014年3月時点では約7,600語の収集の整理作業を完了している。研究2年目以降は収集した用語の整理作業を引き続き進めながら、新たに追加すべき用語の収集と整理作業も引き続き行い、それらの情報更新にも対応したシステム構築について検討した。その際に、どのように活用すべきかについて研究者や学芸員、大学職員などの要望を吸い上げながら検討を行い、継続的に編集などが出来るようにwikiベースでの公開を行なった。今後、用語の整理の精度を上げる作業を進めて行きながら、より多くの方に見て編集をしてもらえるシステムとして構築を試みる。

そのため、複数施設間で情報共有する際は、互いに使用する用語の確認が必要な現状にあり、1つの資料情報を共有するだけでも非常に多くの時間を要している。このように、文化財管理における美術品にどの用語を適用するか、俯瞰的に参照出来る典拠情報の存在は非常に重要な基盤になる。また、各施設で運用が広まっている文化財管理データベースの開発や改良の際にも情報共有の基となる用語の典拠情報があることは非常に有益である。本研究を進める中で非常に困難であったのは、データベースを使用できる精度での体系化作業に向けて専門的な知識を有する者が用語の整理確認作業を1用語ずつ行わなければならないという点であった。このことにより、本研究の進行スピードの問題と体系化に向けて当初の予想よりも、より多くの時間が必要であることが確認でき、今後運用を行いながら常に用語の追加、整理、検証を行っていくことが必要である。本研究で作成する用語集のweb(シソーラス)が各博物館や美術館での業務の中でどのように使用することができるのかの試運用を進めながら、その活用方法や効果についてリサーチを行う。また、他の分野において今後どういった情報が必要なのかについての調査を研究終了後も引き続き行い、それらの成果について各種学会発表や論文発表を行う予定である。本研究の目的は、日本の文化財ついて使用されている用語を収集・体系化し、それら用語に関する典拠情報を作成する事である。現在、文化財管理における資料名称や品質形状等の用語については、各文化施設の学芸員や研究者により様々な表記・使用方法が存在している。初年度より前年度までは用語の収集と整理の作業を行い、wikiをベースにしたオンライン上でのプラットフォームの構築も完了している。分野としては金工・ガラス・絵画・書跡・考古資料・歴史資料・建造物である。ただ今後のユーザビリティと用語の正確さなどのシステム構築を考えた際に、本研究において対象としている、金工・絵画などの分野の他の用語についてもより調査を進めることが望ましいと考えた。特に用語の整理(精度を上げる作業)において予想していたよりも時間がかかっており、昨年度までにすべて完了出来ておらず、今後のシステム構築改良と合わせて、必要な用語の収集と整理を継続して行なっていく必要がある。工芸・情報今後は収集した用語の整理作業の精度をより高める事を引き続き進めながら、新たに追加すべき用語の収集と整理作業も追加で引き続き行い、それらの情報更新にも対応したシステム構築について検討する。その際に、どのように活用すべきかについて研究者や学芸員、大学職員などの要望を吸い上げながら検討を行う予定である。システム構築に関しては、また、出来るだけ早いタイミングで多くの方にシステムの利用をしてもらいフィードバックを受ける事を考えている。今年度は前年度に引き続き用語収集とその整理作業調査に謝金として使用する。
犬の気質に関する行動遺伝学的研究

同一犬種内における気質の個体差の遺伝的背景を探る目的で,日本古来の柴犬と使役犬としても名高いラブラドールレトリバー種(盲導犬候補個体)に着目し,柴犬では飼い主による気質評価アンケートと,ラブラドールレトリバー種では訓練士による訓練評価記録と,主に申請者らが同定した気質関連遺伝子の多型との関係を解析した。その結果,柴犬では,他人に対する攻撃性とsolute carrier family 1, member 2遺伝子の一塩基多型が,ラブラドールレトリバー種では,活動性と同多型およびcatecholamine-O-methyltransferase遺伝子の一塩基多型が有意に関連していることが明らかとなった。本年度に得られた成果の概要は以下の通りである。1.標的遺伝子における多型のリストアップ;これまでに気質に関連すると考えられる脳内モノアミン関連遺伝子を中心とした,10遺伝子24多型の遺伝子型判別を可能とした。2.オーストラリア探知犬繁殖訓練施設における採材;同施設における候補犬,合格犬,不合格犬,キャリアチェンジ犬,計101頭分の血液を採取するとともに,血統や行動テスト結果などの情報を収集した。3.オーストラリア探知犬における行動テストの解析;2,3,6,9,12ヶ月齢時に実施される行動テストの結果と合否結果を比較したところ,3ヶ月齢時の「狩猟能力」についてのみ有意な関連が認められた。4.オーストラリア探知犬における遺伝子多型解析;現在解析が終了している6遺伝子12多型について,カリフォルニア盲導犬群における出現頻度と比較したところ,セロトニン1B遺伝子G1146C,グルタミン酸トランスポーター1遺伝子C129TおよびT471C以外の多型において有意なアレル頻度の相違が認められた。5.新規行動評価系の開発;動物に対する「恐怖条件付け」をモチーフとし,心拍数および体温増加を指標とした新規行動評価系を考案し,家庭犬を用いて実施したところ,その有用性が確認された。6.様々な解析手法の馬モデルへの適用;これまで,犬モデルで集積してきた手法を馬モデルへ適用したところ,馬の管理者に対して実施するアンケートによってその行動特性を正確に評価できること,馬ドーパミンD4遺伝子に存在する一塩基多型が「好奇心」と有意に関連することなどが明らかとなった。1.標的遺伝子における多型のリストアップ(平成17年度より継続);これまでに気質に関連すると考えられる脳内モノアミン関連遺伝子を中心とした,12遺伝子28多型の遺伝子型判別を可能とした。2.オーストラリア探知犬における行動テストの解析;Chase, Retrieve and Huntテストを因子分析したところ,6ヶ月齢と12ヶ月齢のいずれにおいても3因子が抽出され,執着心,所有欲,独占欲という因子の構成成分から所有欲成分と名付けた因子2では,12ヶ月齢での因子得点について探知犬としての合否群間で有意差が認められた。一方,Temperamentテストを主成分分析したところ,6ヶ月齢と12ヶ月齢のいずれにおいても主成分は一つに収束されたが,やはり12ヶ月齢において主成分得点に合否間での有意差が認められた。さらに強化訓練スコアについて主成分分析を行い合否との関連を調べたところ,各月齢の主成分は一つに収束され11ヶ月齢と12ヶ月齢時において合否群間で主成分得点に有意差がみられた。4.オーストラリア探知犬における早期合否予測の可能性;これまであまり重視されていなかった「強化訓練スコア」を中心に行動評価の統計成分と遺伝子マーカーの情報を併せて判別分析を適用したところ,7ヶ月齢という比較的早期のデータをもとに探知犬としての最終的な合否を一定の精度で予測できることが示された。今年度は,オーストラリア探知犬サンプルを集積中であるため,日本盲導犬協会の協力を得て,行動(性格)の評価方法について検討した。得られた成果の概要は下記の通りである。対象個体,盲導犬候補個体のうち,盲導犬となった個体(合格)および稟性的な理由で盲導犬となれなかった個体(不合格)を対象とし,以下のような解析を行った。結果の再現性を確認するために,対象個体を2グループに分けた(グループA:合格40頭,不合格37頭;グループB:合格21頭,不合格15頭)。アンケート評価と訓練結果の関連性,アンケート項目のうち,15項目を用いて因子分析を行ったところ,グループA・Bともに5因子が抽出された。いずれのグループにおいても,第一因子は内的整合性が高く,共通した5項目を含み,`注意力散漫'を表していた。,各因子のスコアを訓練結果と比較したところ,グループA・Bともに`注意力散漫'スコアは合格群の方が不合格群より有意に低かった。アンケート評価と遺伝子多型の関連性,神経伝達物質関連遺伝子多型のうち,7遺伝子14多型について各個体の遺伝子型を決定した。,

遺伝子型およびアレルの有無を`注意力散漫'スコアと比較したところ,グルタミン酸トランスポーター遺伝子における一塩基置換多型(GLT-T471C)についてCアレルを持つ群では,持たない群に比べ`注意力散漫'スコアが低いという傾向がグループA・Bともに見られた。以上から,盲導犬適性には`注意力散漫'が低いことが重要であり,その気質にはGIT-T471C多型が関連している可能性があるという再現性のある結果が示された。本年度に得られた成果の概要は以下の通りである。●標的遺伝子における多型のリストアップ;これまでに気質に関連すると考えられる脳内モノアミン関連遺伝子を中心とした,13遺伝子38多型の遺伝子型判別を可能とした。●オーストラリア探知犬について第2群となる104頭のサンプルを解析し,既に合否が判定されている52頭については,平成18年度の第1群(101頭)の成果と同様に,「強化訓練スコア」と探知訓練犬としての合否が有意に関連することが明らかとなった。残りの52頭については,上述した遺伝子多型の解析はほぼ終了したものの,合否の結果を待って解析を終了する予定である(科学研究費補助金基盤研究(B)課題番号:21380172で継続予定)。
イオンビームによる自己高機能化型有機-無機転換ナノファイバーに関する研究

セラミックスの原料である高分子材料の薄膜にイオンビームを照射することで、個々のイオン粒子の飛跡に沿って薄膜中に円筒形の架橋部分を形成し、それ以外の未架橋部を溶媒で除去することで直径数十ナノメートルの高分子ナノファイバーが作製できた。この原料高分子材料に、触媒能等を有する機能性金属をあらかじめ混合しておくことで、金属を含有した高分子ナノファイバーが作製可能であり、これを不活性ガス中で焼成することで、触媒金属を含有したセラミックナノファイバーが作製可能であることを明らかにした。このナノファイバーの長さ・太さ・形成数は、それぞれ高分子薄膜の厚さ、イオンビームの線エネルギー付与(単位飛跡あたり高分子材料に与えるエネルギー量)、射量(イオンビームの個数)で独立して制御可能である。また薄膜に対し、斜め45°で異なる4方向からイオンを照射することで、薄膜中でイオンの飛跡を3次元的に交錯させ、ナノファイバーを立体的に接続した3Dナノメッシュ構造が形成可能であることを明らかにした。高エネルギーイオンビームの照射により、セラミック前駆体高分子材料のポリカルボシラン(PCS)からSiCセラミックナノファイバーを合成する合成法及びその形状制御法の開発を行った。PCSを薄膜化し、これにイオンビームを照射すると、その飛跡に沿って円筒形の架橋部が形成され、未架橋部を溶媒で除去することで直径数十ナノメートルの高分子ナノファイバーが得られた。これを不活性ガス中、1000°Cで焼成することで、SiCナノファイバーに転換でき、その耐熱性は1200°C以上であることが明らかになった。また、SiCナノファイバーの形成密度をイオンビームの照射量で、直径をイオンビームの線エネルギー付与(LET)及び高分子の分子量と架橋効率で、長さをPCS薄膜の厚さにより制御する技術を確立した。一方、直径に比べ長さが大きい高アスペクト比ナノファイバーを形成した場合、未架橋部分を溶出する工程においてナノファイバーが基板表面に倒れ、個々のナノファイバーを自立状態で形成することが困難であった。そこで、ナノファイバーを接続し3Dナノメッシュ等の立体構造形成に必要な多角度照射装置の設計・要素技術試験及びそれに基づく装置開発を行った。来期の本格運用のために実施した手動による予備照射試験により、垂直1方向照射に比べ平均膜厚の増大が認められ、高アスペクト比ナノファイバーが立体的に接続され基板への倒れこみが低減されている可能性を示唆する結果が得られた。触媒性能を有する高機能SiCセラミックナノファイバーの開発を目指し、出発物質となる新規なセラミック前駆体高分子材料を合成した。ケイ素系高分子のポリカルボシラン(PCS)と金属錯体の酢酸パラジウム(Pd(OAc)_2)の溶液を混合・乾燥することにより、新規前駆体を得た。得られた前駆体を分析した結果、PCSとPd(OAc)_2の間で混合時に架橋反応が起こること、焼成時にSiCセラミックスに転換される割合がPCSのみの場合の約56%に対して、81%まで増加することが明らかになった。すなわち、Pd(OAc)_2はPCSの架橋剤として作用することを明らかにした。このことは、前駆体からSiCセラミックスを合成する上で歩留まりが向上することを示す。また、合成した前駆体を不活性ガス中で焼成することによって得られたPd担時SiCセラミックスは、COガスを酸化してCO_2ガスを生成する触媒効果を示した。以上のことから、前駆体高分子材料を調製することにより、比較的簡便な方法で様々な高機能セラミック材料を合成できる可能性を見出した。本研究でこれまでに開発してきたイオンビーム照射によるSiCナノファイバーの合成方法に、本研究で合成した前駆体高分子材料を出発原料として適用することにより、触媒性能を有するSiCナノファイバーの合成が可能である。これにより、ナノファイバーの最大の特徴である大比表面積を活かした、高効率触媒担持SiCセラミックナノ構造体の開発が期待できる。炭化ケイ素(SiC)セラミックスの前駆体であるポリカルボシラン(PCS)の薄膜にイオンビーム照射すると、個々のイオンの飛跡に添って架橋体が形成される。これを溶媒抽出して得られるPCSナノファイバーの表面に官能基を付与し、PtやPd等の金属を配位してから焼成することで、触媒能を有するSiCナノファイバーを作製する研究開発を行った。

当初、PCS薄膜に照射したイオン(Xe,450MeV)の飛跡に添って発生するラジカルの内、架橋体の形成に寄与しない残存ラジカルの反応性を利用して官能基をPCSナノファイバーに付与しようしたが、溶媒抽出の工程でPCSナノファイバーは膨潤し残存ラジカルは消滅していた。そこで、液状グラフトモノマーとして利用されているメタクリル酸グリシジル(GMA)を抽出溶媒として用いたところ、抽出と同時にPCSナノファイバー内の残存ラジカルを反応点としてGMAがグラフト重合することが明らかとなった。得られたグラフト化PCSナノファイバーのグラフト鎖を、Pt或いはPd配位官能基に変換した後、アルゴン中で焼成してSiCセラミックナノファイバーを作製した結果、焼成後であってもGMAの付与量と配位金属量に相関が認められた。触媒金属を含有する高分子材料をPCSに混合したポリマーブレンドの薄膜をナノファイバー化する方法では、両者が同一の溶媒に溶解する必要があり、それぞれの飽和溶解度の差から均一な薄膜を成膜するためには高濃度な金属を含有させることが困難で、金属の種類や濃度に制限が生じていた。今年度開発した方法ではそれらの制限も無く、比較的簡便な方法で様々な金属元素を含有するナノセラミック材料を作製可能な基礎技術として応用可能である。
耐糖能異常ゼブラフィッシュを用いた治療標的遺伝子及び早期診断バイオマーカーの探索（国際共同研究強化）

肥満は2型糖尿病の発症を増加させる最も重要な因子と考えられている。肥満によるインスリン抵抗性発症メカニズムを明らかにすることは、2型糖尿病およびその合併症の予防と治療において最大の研究テーマである。私たちは、2型糖尿病モデルゼブラフィッシュを用いて、幾つかの治療標的遺伝子候補を発見してきた。本研究では、米国ヴァンダービルト大学医学部のWenbiao Chen教授と国際共同研究を通して、これまで発見してきた新規治療標的遺伝子のバリデーションスタディを行った。その結果、耐糖能異常に関与する2つの新規治療標的遺伝子を発見した。内定年度:2015日本では肥満を伴うインスリン分泌低下と感受性低下(インスリン抵抗性)を主原因とした糖尿病とその予備軍、耐糖能異常の患者数が急増し、迅速に対策を取る必要のある社会問題となっている。現在、糖尿病や耐糖能異常の診断には、血糖値やHbA1cなどに依存した指標が用いられているが、糖尿病を超早期、いわゆる前病段階で診断するためには、初期の代謝異常を鋭敏に捉える新たなバイオマーカーが必要である。一方、骨格筋と肝臓はインスリンの主要な作用臓器であり、特に骨格筋はヒトにおいて最大のグルコースの消費臓器である。骨格筋におけるインスリン抵抗性は2型糖尿病の原因の1つであり、心筋梗塞や脳卒中などの大血管合併症や、腎症や網膜症などの細小血管合併症の発症要因にもなっている。肥満によるインスリン抵抗性発症メカニズムを明らかにすることは、2型糖尿病およびその合併症の予防と治療において最大の研究テーマであり、世界的な課題となっている。我々は耐糖能異常にフォーカスした研究を食餌性肥満ゼブラフィッシュで行い、新規バイオマーカー・治療標的遺伝子候補を発見してきた。本研究では、耐糖能異常の治療標的遺伝子の臨床応用への第一段階として、その作用メカニズム、特にインスリン抵抗性の関係についての解析を行うため、米国ヴァンダービルト大学医学部のWenbiao Chen教授と国際共同研究を実施する。本年度は、Chen教授の研究チームが作製したIGF-I receptor機能阻害により骨格筋インスリン抵抗ゼブラフィッシュ(zMIRゼブラフィッシュ)を用いて、耐糖能異常を誘導する予定である。現在、実験必要なzMIRゼブラフィッシュ成魚個体を育成中である。渡航後、迅速に研究活動を始めたが、本研究に必要なzMIRゼブラフィッシュ成魚個体数は不足しているため、現在育成中である。この状況から、研究実施計画に照らし合わせ、やや遅れていると考えられる。本研究の目的は、耐糖能異常の治療標的遺伝子の臨床応用への第一段階として、その作用メカニズム、特にインスリン抵抗性の関係について明らかにすることである。これまで私たちは、耐糖能異常にフォーカスした研究がゼブラフィッシュを用いて行い、新規バイオマーカー・治療標的遺伝子候補を発見してきた。本年度では、米国ヴァンダービルト大学医学部のWenbiao Chen教授と国際共同研究を通して、これまで発見してきた新規治療標的遺伝子のバリデーションスタディを行った。Chen教授の研究チームは、骨格筋特異的なIGF-I受容体機能阻害によるインスリン抵抗ゼブラフィッシュ系統(zMIR)を所有している。このzMIR系統に対し、私たちが開発した耐糖能異常ゼブラフィッシュ作製技術を適用したところ、肥満症状を伴う高血糖状態(正常の約4倍)のモデル構築に成功した。この高血糖zMIRの肝膵臓と骨格筋組織を回収し、リアルタイムPCRによりこれまでの研究(H25-26年度科研費若手B)で得られた「耐糖能異常関連候補遺伝子」群の遺伝子発現量を解析した。さらに、発現増加が確認できた4つの遺伝子に対してCRISPR/Cas9システムを用いてノックアウト系統を構築し、肥満誘導試験を実施した。その結果、2つのノックアウト系統では、肥満誘導時でも高血糖状態が発症しなかった(あるいは軽減された)。以上、一連の研究により、私たちは耐糖能異常に対する2つの新規治療標的遺伝子を発見した。平成29年度は、zMIRゼブラフィッシュに耐糖能異常を誘導し、各候補遺伝子の経時的発現量を解析する。次に、変化を認めた遺伝子群に対するノックアウトゼブラフィッシュを作製し、ベースの表現型解析を行う。最後、ノックアウトモデルに対し過剰給餌を行い、耐糖能・インスリン動態を中心とした表現型解析および関連遺伝子の発現解析を行う。進捗状況を「(3)やや遅れている」としたが、ノックアウトモデルの作製に時間が短縮することができるため、最大限の効率化を図りつつ当初申請計画通りの研究遂行に鋭意努力する。医歯薬学
東シナ海および長崎県上空における黄砂粒子の3次元的空間分布

長崎県地方は、大陸方面から流入する大気の日本列島上の最前線に位置するため、黄砂粒子や大気汚染起源の微粒子などの大気光学的特性や大気環境学的動態を水際で3次元的に観測できる地理的条件にある。平成17(2005)年に長崎海洋気象台で観測された黄砂現象は、春季9日、秋季2日の合計11日間であった。春季の黄砂現象は比較的小規模なものが多く、むしろ、小粒径エアロゾルの高濃度状態が目立ち、硫酸塩微粒子を主成分とする大気汚染物質の流入がかなり頻繁になってきている状況が明らかになった。春季の大気エアロゾルの集中的な観測は、長崎大学のスカイラジオメーター、光学的粒子測定器(OPC)、国立環境研究所レーザーレーダー装置、同研究所β線質量濃度計、東北大小型ステップサンプラー、山梨大非水溶性エアロゾルサンプラーなど用いて連続的に行った。さらに、長崎大学水産学部練習船長崎丸と雲仙ロープウェイ山頂駅(標高1290m)にもOPC測定器を設置して、東シナ海での海上観測と雲仙岳での山岳観測を実施した。また、11月7・8日に出現した秋季の黄砂現象では、OPCとスカイラジオメーターによる良質のデータセットを獲得することができた。このときの黄砂現象は、小粒子が非常に低濃度な状態で出現したので、いわば純正な黄砂現象の大気光学現象をスカイラジオメーターによって測定できた。このような状況を長い間待ち望んでいたものであり、獲得したデータは光学的モデルの検証などに非常に有用である。本年は4年間の研究期間の最終年度であったので、研究成果のとりまとめを念頭において総合的に解析を行った。特に、黄砂現象の3次元的な空間分布の非一様性の実態と、小粒径エアロゾルの高濃度状態に関する解析の結果を、日本気象学会などで発表するとともに、本特定領域研究「微粒子の環境影響」の研究成果報告書にまとめた。平成16(2004)年に長崎海洋気象台で観測された黄砂現象は3月に6日間、4月に5日間の合計11日間であった。しかし、本研究班の総合的な観測によると、2月に少なくとも2日、5月に1日は、大気が黄砂状態になっていたことに相当強い証拠が得られた。さらに、硫酸塩微粒子を主体とすると推察できる大気汚染物質の流入もかなり頻繁に、しかも高濃度で観測された。春季の大気エアロゾルの観測は、長崎大学のスカイラジオメーター、光学的粒子測定器(OPC)、国立環境研究所レーザーレーダー装置、同研究所β線質量濃度計、山梨大非水溶性エアロゾルサンプラーなど用いて連続的に行った。特に、2004年3月11日の黄砂現象時には、すべての測定器が順調に現象を捉え、詳細なデータセットを獲得することができた。この日08時に佐世保を出港した長崎丸のOPCは11時に五島近海で高濃度の大粒子状態に突入し、約6時間にわたって濃密な黄砂状態が続いた。しかし、長崎大学や雲仙岳のOPCでは長崎丸ほどの高濃度状態が出現せず、水平方向に顕著にheterogeneousな分布を示した。このことは、寒冷前線通過後の長崎県地方の地上風が北風に転換したために、五島近海の濃密な黄砂粒子が南方に流下し、九州本土に到達しなかったものと考えられる。このような解析の結果は、日本気象学会などで発表するとともに、特定領域研究・笠原班「微粒子の環境影響」の研究成果報告書にまとめた。

特に、黄砂現象の3次元的な空間分布の非一様性の実態と、小粒径エアロゾルの高濃度状態に関する解析の結果を、日本気象学会などで発表するとともに、本特定領域研究「微粒子の環境影響」の研究成果報告書にまとめた。
大地震時における斜面の弾塑性応答と残留変形の評価

従来の地震時斜面解析法の問題点を克服し、さらに発展させることを目的として、動的弾塑性FEMを用いた新たな解析法を提案し、その適用性について検討した。本研究で提案した土の繰り返しモデルは、繰り返し三軸試験から得られるG-γとh-γ関係をそのまま利用でき、さらに粘着力cと内部摩擦角φを考慮できる全応力型の構成モデルである。このモデルを組み込んだFEMプログラムを開発した。本研究では、従来の設計法を大きく変えることなく、弾塑性FEMを標準的な設計法として導入するため、設計で直接利用できる弾塑性プログラムの開発を目的とした。すなわち、従来の代表的な繰り返しモデルである、R-OモデルとH-Dモデルの重大な問題点を指摘し、簡便な繰り返しモデルといくつかの方策を提案した。この繰り返しモデルの適用性と解析プログラムの妥当性を検討するために、いくつかの事例解析を行った。(1)建設省土木研究所で実施された粘土地盤上の盛土の破壊実験結果を解析し、良好な一致を見た。また深層地盤改良工の効果に関する実験結果を解析することにより、本解析法が地盤改良工の効果を適切に評価し得ることを示した。(2)清水建設技術研究所で実施された、cとφを持つ斜面の動的遠心実験結果を本プログラムで解析し、地震時の斜面の残留(塑性)変形を精度良く評価し得ることを示した。慣用的なNewmark法では、斜面の動的応答特性が表現できないことと、滑り面が固定されることから、精度の良い予測は出来ないことを示した。(3)兵庫県南部地震で大きな被害を受けたJR新長田駅の盛土の動的解析を行い、盛土の残留変形を精度良く表現できることを示した。提案した繰り返しモデルでは、土のダイレイタンシー現象を比較的精度良く表現できる。一次元問題ではあるが、ゆるい砂地盤の沈下や、飽和砂地盤の液状化現象の解析に適用し、妥当な結果を得た。本研究では、従来の地震時斜面安定解析法の問題点を克服し、さらに発展させることを目的として、動的弾塑性FEMを用いた解析法を提案し、その適用性について検討する。本研究で提案する土の繰り返しモデルは、繰り返し三軸試験結果から得られるG-γとh-γ関係をそのまま利用でき、さらに粘着力cと摩擦角φを考慮できる全応力型の構成モデルである。このモデルを組込んだ動的弾塑性FEMプログラムを開発した。この繰り返しモデルの適用性と解析プログラムの精度を検証するために、他の機関で実施された動的遠心膜型実験結果を利用した。(1)建設省土木研究所で実施された粘土地盤上の盛土の破壊実験結果を解析し、良好な一致をみた。また深層地盤改良工の効果に関する実験結果を解析することにより、本解析法が地盤改良工の効果を適切に評価しうることを示した。提案した繰り返しモデルでは、土のダイレイタイシー現象を比較的精度良く表現できることから、振動によるゆるい地盤の沈下や、飽和砂地盤の液状化現象の解析に応用できる可能性を示すことができた。これらを2年目の課題として研究する予定である。

従来の地震時斜面安定解析法の問題点を克服し、さらに発展させることを目的として、動的弾塑性FEMを用いた新たな解析法を提案し、その適用性について検討した。本研究で提案した土の繰り返しモデルは、繰り返し三軸試験から得られるG-γとh-γ関係をそのまま利用でき、さらに粘着力cと摩擦角φを考慮できる全応力型の構成モデルである。このモデルを組み込んだFEMプログラムを開発した。本年度は、特に三次元モデルにもとづいたプログラムの開発を行った。本研究では、従来の代表的な繰り返しモデルである、R-OモデルとH-Dモデルの重大な問題点を指摘し、これらが提案モデルにより克服されることを示した。この繰り返しモデルの適用性と解析プログラムの妥当性を検討するために、兵庫県南部地震で大きな被害を受けたJR新長田駅の盛り土の動的解析を行い、盛り土の残留変形を精度良く表現できることを示した。提案した繰り返しモデルでは、土のダイレイタンシー現象を比較的精度良く表現できる。一次元問題ではあるが、ゆるい砂地盤の沈下や、飽和砂地盤の液状化現象の解析に適用し、妥当な結果を得た。今後、二次元、三次元問題への適用へと発展させる予定である。本研究では、簡便な繰り返しモデルを提案した。これは、設計で直接利用できる弾塑性プログラムの開発を目的としたからである。従来の設計法を大きく変えることなく、弾塑性FEMを標準的な設計法として導入するための方策について、いくつかの提案を行った。
環境負荷を考慮した協調的市場メカニズムにもとづく熱電エネルギーシステムの最適運用

本研究課題では、電力・熱エネルギー売買が自由な区域(以降では群と呼ぶ)を想定し、エネルギー生産能力を持たない需要家や、中・大規模の自家発電・発熱システムを具備する需要家をエネルギー売買市場に参入するエージェントとしたマルチエージェントシステムを考える。各主体にはCO_2排出量枠が科せられているとし、エネルギーの売買において単位エネルギーあたりのCO_2排出量(CO_2排出量原単位と呼ぶ)を陽に考慮する。それぞれの自律主体は、自己の電力(熱)需要に即応しつつ、時々刻々変化する電力(熱)スポット価格に対応して、最大の経済効果をもたらすような余剰・不足電力の売買機会・発電量・価格を決定するとともに、燃費効率、CO_2排出量などの制約条件下で、群全体の最適化を達成するよう運転プロフィールを協調的に決定しなければならない。研究期間内に得られた成果を以下にまとめる。まず、多属性・多品目オークションを用いた取引手法を提案した。オークション手法では解の最適性に問題があったため、市場指向プログラミング(MOP)を用いた手法を提案した。MOPを適用する上での問題点を明らかにし、アルゴリズムの改良、エージェントの戦略を提案した。また、原単位の調整機構を提案し、群全体の最適解に近い解を求めることに成功した。さらに、複数需要家の場合に対応できるようアルゴリズムの改良を行い、収束性、提案手法の有効性を計算機実験により確認した。想定した群のようにエネルギーを融通することによって全体としてのコスト(=エネルギー使用量)削減が可能であることが示された。また、マルチエージェントシステムによって達成可能であることが示された。想定した群は自律主体の集まりであり、中央集権的な手法はなじまない。マルチエージェントシズテムによって達成可能であることが示されたことは、実用面において有意義なものであると考える。課題以前の研究において、熱売買、電力売買がシーケンシャルに行われる場合について多属性オークションを用いた取引手法を提案している。平成17年度においては、熱売買、電力売買が並行して行われる場合について検討を行った。取引が並行して行われる場合に考慮すべき以下の二点について検討した。1.均衡解の探索。売買が並行して行われる場合一方の取引が他方に影響を及ぼすため、取引を繰り返し行うことにより均衡解を見つける手続きが必要となる。分散協調システムにおける資源配分手法として知られる市場指向プログラミングの本研究課題が対象とするエネルギー取引システムへ適用した。2.非線形問題の解法。これまでは自律主体の計画問題は線形計画問題として定式化していたが、市場指向プログラミングを適用するためには非線形計画問題で定式化する必要があることが分かった。逐次二次計画法を用いた解法について今後検討してゆく。

本研究課題では、電力・熱エネルギー売買が自由な区域(以降では群と呼ぶ)を想定し、エネルギー生産能力を持たない需要家や、中・大規模の自家発電・発熱システムを具備する需要家をエネルギー売買市場に参入するエージェントとしたマルチエージェントシステムを考える。各主体にはCO_2排出量枠が科せられているとし、エネルギーの売買において単位エネルギーあたりのCO_2排出量(CO2排出量原単位と呼ぶ)を陽に考慮する。それぞれの自律主体は、自己の電力(熱)需要に即応しつつ、時々刻々変化する電力(熱)スポット価格に対応して、最大の経済効果をもたらすような余剰・不足電力の売買機会・発電量・価格を決定するとともに、燃費効率、CO_2排出量などの制約条件下で、群全体の最適化を達成するよう運転プロフィールを協調的に決定しなければならない。課題以前の研究において、熱売買、電力売買がシーケンシャルに行われる場合について多属性オークションを用いた取引手法を提案している。平成18年度においては、熱売買、電力売買が並行して行われる場合について以下の検討を行った。1.均衡解の探索。売買が並行して行われる場合一方の取引が他方に影響を及ぼすため、取引を繰り返し行うことにより均衡解を見つける手続きが必要となる。分散協調システムにおける資源配分手法として知られる市場指向プログラミングの本研究課題が対象とするエネルギー取引システムへ適用した。群全体で収束状態に到達するためのアルゴリズムを提案し、計算機実験により収束性を確認した。また、オークションを用いる場合に比べて解の質の観点で効率化されていることを確認した。2.複数需要家が存在する場合の対応。1.では需要家が1つの場合を仮定して検討を行った。複数需要家の場合に対応できるよう、アルゴリズムの改良を行った。複数需要家が存在する場合においても、収束性、解の効率性を計算機実験により確認した。本研究課題では、電力・熱エネルギー売買が自由な区域(以降では群と呼ぶ)を想定し、エネルギー生産能力を持たない需要家や、中・大規模の自家発電・発熱システムを具備する需要家をエネルギー売買市場に参入するエージェントとしたマルチェージェントシステムを考える。各主体にはCO_2排出量枠が科せられているとし、エネルギーの売買において単位エネルギーあたりのCO_2排出量(CO2排出原単位と呼ぶ)を陽に考慮する。平成19年度以前の研究において市場指向プログラミングを用いた熱エネルギーおよび電力エネルギーの並行取引決定手法を提案している。平成19年度では以下の2点について研究を行った。1.複数需要家が存在する場合の対応。
有機反応と酵素反応のワンポット化による高分子グライコマテリアルの最短合成

有機反応と酵素反応のワンポット化を指向した糖オキサゾリン中間体を基盤とする基礎研究を行った。市販のSGオリゴ糖に各種糖加水分解酵素を順次作用させることにより,還元末端にN-アセチルグルコサミンをもつ各種オリゴ糖の調製を行った。得られた2-アセタミド-2-デオキシ糖に水溶性2ークロロイミダゾリニウム塩を作用させると,対応する糖オキサゾリンが95%以上の高収率で生成すること見出した。また,酵素活性の制御のためのモデル物質として,キトオリゴ糖含有熱応答性高分子を合成した。これらの結果を踏まえて,均一な糖鎖を有する糖タンパク質やヒトミルクオリゴ糖をワンポットで高収率で化学酵素合成することに成功した。抗体医薬に代表される糖タンパク質は、21世紀のライフサイエンスの中核の一つとなる重要な高分子グライコマテリアルである。これまで、均一な糖鎖を有する糖タンパク質を合成する一般的な手法が存在しないために、糖タンパク質を基盤とする医薬品開発の大きな障害となっていた。本研究では、糖タンパク質を,保護基を用いることなく,水中において,有機反応と酵素反応をワンポット化して合成する画期的な方法論を提供する。具体的には,有機反応と酵素反応のワンポット化を指向した糖オキサゾリン中間体を基盤とする基礎研究ならびに生成糖タンパク質の評価を含め,抗体医薬の高効率的な生産プロセスを開発する。平成24年度においては、前述した目的を達成するため、市販のSGオリゴ糖を原料とし,各種糖加水分解酵素を順次作用させた。これにより,還元末端にN-アセチルグルコサミンをもつ各種オリゴ糖の調製を行った。上記混合物を,液体クロマトグラフィーで精製した。さらに、各種水溶性脱水縮合剤をスクリーニングすることにより,オリゴ糖を直接活性化糖モノマーへ変換する反応の開発を行った。すなわち、2-アセタミド-2-デオキシ糖に水溶性2-クロロイミダゾリニウム塩を作用させると,対応する糖オキサゾリンが95%以上の高収率で生成すること見出した。これにより、従来方法では合成困難なN結合型オリゴ糖オキサゾリンへの変換が可能となった。また、ワンポット化を指向した糖オキサゾリンの簡易合成を試みた結果、脱水縮合剤の構造が,ワンポット合成に適したベンゾイミダゾリニウム塩型の縮合剤(CDMBI)を開発した。具体的には,有機反応と酵素反応のワンポット化を指向した糖オキサゾリン中間体を基盤とする基礎研究ならびに生成糖タンパク質の評価を含め,4年間で達成する。前年度においては,従来方法では困難なN結合型オリゴ糖オキサゾリンへの直接変換を可能とする,ワンポット合成に適したベンゾイミダゾリニウム塩型の縮合剤(CDMBI)を開発した。本年度では,糖オキサゾリンのような人工的な物質を酵素基質として用いる場合,触媒酵素の活性,安定性,基質特異性,有機化合物に対する耐性等を自由自在にコントロールすることが必要である点を考慮し,触媒酵素活性を必要に応じて,活性化状態から失活状態へと,逆に,失活状態から活性化状態へと,可逆的にコントロールするシステムの構築を目指した。具体的には,キトオリゴ糖を側鎖に有する新規ポリアクリルアミドの合成に成功した。すなわち,N-アセチルラクトサミンの還元末端にイオウを導入し,引き続き不飽和アクリルアミド誘導体へのマイケル付加反応により,糖受容体を合成した。さらに,キチナーゼ酵素触媒によるN-アセチルグルコサミン伸長反応により,重合度が制御されたキトオリゴ糖マクロモノマーを調製した。これをイソプロピルアクリルアミドと共重合さることで新規熱応答性グライコマテリアルを合成した。酵素活性をオンオフするための手段として,その熱応答性を評価した。その結果,糖鎖高分子としては世界最高の相転移温度を有するグライコマテリアルの創出に成功した。前年度までに得られた成果を踏まえ、今年度においては、糖オキサゾリンと糖加水分解酵素を、組み合わせ用いることにより、効率的な配糖化反応を開発することができた。具体的には、まず水中において一段階で実行可能なオキサゾリン化試薬の改良を行った。これまでの試薬は、オキサゾリン化により生成する副生成物が水に可溶なため、反応系からの除去が困難であった。そこで、試薬構造の一部にベンゼン環を導入することにより、副生成物が反応系外へ沈殿として除去することに成功した。次に、変異型酵素の設計と発現、および配糖化収率を向上させるための温度、基質濃度、およびpH等の最適化を行った。すなわち、ラクトNービアーゼ酵素を変異型へと変換することにより、糖転移能のより高い触媒を調製した。また、糖供与体合成と糖転移反応とのワンポット化に適した溶媒等について詳細に検討を行った。その結果、ラクトNービオースを対応するオキサゾリン誘導体へと変換した後、それを単離生成することなく、オキサゾリン誘導体を糖供与体、ラクトースを糖受容体として用いる酵素的糖転移反応を開発することができた。生成物はヒトミルクオリゴ糖として近年多くの科学者の注目を集めているラクトNーテトラオースであり、本研究で開発した手法を用いることにより、これまで少量でしか得ることのできなかったラクトNーテトラオースを、出発原料の保護、脱保護、ならびに有機溶媒を使用することなく、効率的に合成するプロセスの開発に成功した。