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確率概念を媒介した行為論の構築－ヒューム哲学の再構成－

「意志の弱さ」という主題は、自由・責任・合理性という重要概念が交差する地点に属しており、その意味で「確率概念を媒介した行為論」の構築を目指す上でも取り組まれねばならないものである。この主題は、現代行為論のみならず統計科学理論においても喫緊の課題とみなされており、今度の研究を進める上できわめて重要なものであると考えられる。今年度は、18世紀のスコットランドの哲学者デイヴィッド・ヒュームの哲学を「確率概念を媒介した行為論」として合理的に再構成する研究の総括として、前年度で行った現代行為論と統計科学理論についての研究を継続して進めつつ、ヒューム哲学研究と現代行為論・統計科学理論研究を統合する取り組みを行った。(1)ヒューム哲学の合理的再構成に関する研究としては、(a)最近十年にわたるヒューム研究の現状をサーベイすることで、本研究の学術的位置づけを確認しつつ、(b)「意志の弱さ」に関するヒュームの議論が徳の観点から人間の合理性を分析するという姿勢に彼の独自性があることを明らかにした。この研究の成果は、ヒューム哲学が基本的に人間の行為・実践の観点から科学の基盤をとらえなおすだという前年度で得られた知見を後押しするだけでなく、人間の行為・実践の中核をかたちづくる合理性が徳の観点から分析されるべきだというヒュームの視点が哲学的・哲学史的に見て今日的な意義をもつことをも示している。(2)現代行為論と統計科学理論に関する研究としては、(c)「決定論と自由」の問題を考察する上では、「意志決定」や「因果性」といった概念の哲学的分析が急務であること、また、(d)「確率概念を媒介した行為論」が、現代行為論における「決定論と自由」の問題に対して新たな視座を与える可能性を秘めていることを、今後の研究の見通しとして得た。この研究の成果は、行為・実践に関する哲学研究と個別科学研究の一つの接点のありかを示すものであり、統計的因果推論に関する個別科学研究が急速な発展を遂げている現在において哲学の役割を問い直すという重要な視点を提供するものである。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的で提示した課題のうち、一年目における「ヒューム哲学の合理的再構成」を博士学位論文の執筆によって達成しただけでなく、関東・関西圏を中心とする若手研究者達と「イギリス哲学・哲学史研究会」を発足したことにより、本研究の最終目標である「確率概念を媒介した行為論」を構築するための土台を築くことに成功したため。本研究の目的で提示した課題のうち、(2-1)行為の責任に関する現代行為論研究については、「非両立説と行為者因果」という論文で成果をまとめ、(2-2)行為の合理性に関する統計科学理論研究については、英国オックスフォード大学で多くの研究者との交流によって知見を深めることで,最終年度での「確率概念を媒介した行為論」を構築するための準備を整えることができたため。本研究の二年目において、カリフォルニア大学ロサンゼルス校認知システム研究室での研究を予定していたが、受入教官および研究環境の条件などを考慮した結果、オックスフォード大学哲学科で研究を行うことにした。なお、(1)行為の責任に関する現代行為論研究と(2)行為の合理性に関する統計科学理論研究の遂行方法については、特に変更はない。本研究の三年目においては、「確率概念を媒介した行為論」の構築に向けたこれまでの研究成果を、国内・国際雑誌に発表することを試みる。
ミトコンドリアー筋小胞体ネットワークの破綻を介した心筋拡張障害の発症メカニズム

心筋細胞は心臓から単離する過程で構造が急速に変化するため、各種ストレスによる細胞骨格、ミトコンドリア、筋小胞体などの微細構造変化を観察することが難しかった。また、細胞構造をナノメートルの分解能で撮像する方法は電子顕微鏡法(電顕)が標準的だが、既存の標識蛋白は組織固定など前処理で活性が失われることが課題であった。我々は組織回収法を改善し、電顕用固定処理に耐えて超微細構造を良好に標識するAPEX2を用いて、心筋微細構造の3次元イメージング技術を開発し、インスリン抵抗性に合併する拡張不全型心不全の病態解明する。
乳幼児期からADに罹患している子どもの学童期におけるセルフケア獲得過程

アトピー性皮膚炎の症状を改善し、完解状態を維持するために、子ども自身がアトピー性皮膚炎に対するケアを獲得していく必要性が示唆されている。本研究では、学童期の子どものセルフケアの獲得に着目し、アトピー性皮膚炎をもつ子どもとその親、5組にインタビューを実施し分析した。インタビューでは、子どもが実施しているセルフケアの内容とそのケアを始めた時期、きっかけを半構造化面接にて聞き取り調査を実施した。インタビュー時の子どもの年齢は、8歳が3名、13歳が2名であった。子どもは、軟膏の塗布3名、冷却材で患部を冷やす3名、原因物質に近づかない1名などのセルフケアを学童期において実施していた。軟膏の塗布では、小学校低学年では母親が全面を担っているが、小学3年生頃から自分で一部を塗布していたり、自分自身で塗る子どもが多くなっていた。子どもがセルフケアの実施に至るきっかけでは<周りの目が気になる>といった【症状が悪くなるのが嫌だ】や、<ケアを親に教えられた>といった【親や友人のケアを取り入れる】、宿泊訓練などで<ケアできるのが自分しかいない>といった【自分で行う行かない状況になる】、<ケアで症状が落ち着いた>といった【経験からケアの必要性がわかる】の4つのカテゴリが抽出された。子どもによりセルフケアの内容や実施のきっかけは異なっていたため、学童期から子どもがセルフケアを獲得できるように、セルフケアを実施する機会を設け体系的に親子を支援していくことが必要である。アトピー性皮膚炎(以下AD)の治療では、ステロイド外用薬を使用した軟膏処置が主軸を成しており、小児期に発症した場合はその軟膏処置を母親が担うことが多い。ADに対する学童期のセルフケアの獲得過程を研究するうえで、母親が子どもに対しどのような軟膏処置を行い、またどのようなことを不明瞭なまま実施しているのか調査した。本調査では皮膚科外来に通うAD患児の母親を対象に、家庭で実施している軟膏処置を実演してもらい軟膏塗布方法の観察を行った。また軟膏処置の実演では、軟膏塗布範囲を手のひら1枚分に設定し、母親が実際に使用した軟膏塗布量を計測した。その後、母親・子どもの属性(年齢、職業など)や疾患の経過(発症時期など)、軟膏指導(指導内容など)・ステロイド外用薬使用に関すること(わからないこと、副作用への不安など)をアンケート調査し、分析した。母親15名(93.8%)は軟膏指導を受けた経験があった。指導を受けたが実施できていないことでは塗布回数(7名)、現在でもわからないことでは副作用(5名)が最も多い回答であった。副作用の不安については、「ある」5名、「少しある」8名の計13名(81.3%)が不安があると回答した。副作用の不安の有無と軟膏塗布量の関連には有意差が見られなかったが、実演による指導を受けた母親の方が軟膏塗布量が有意に多かった(p<0.05)。ステロイド外用薬の軟膏指導では、母親の不安や理解不十分な内容に継続的に対応していくこと、塗布量をイメージできやすいよう実演による指導を交えることの必要性が示唆された。平成27年度中に本調査の倫理審査を申請予定であったが、事前研究として軟膏処置の研究を実施したため、平成28年度に倫理審査を申請することに変更した。現在、他施設との打ち合わせも実施しており、研究計画の倫理審査申請に向けて順調に準備が進められている。アトピー性皮膚炎は小児期において有症率の高い疾患であり、症状が重症化した場合、体重増加不良・体重減少や低蛋白・低アルブミン血症などの深刻な症状が認められることがある。近年ではADの診療ガイドラインが確立し、ステロイド外用薬を中心とした薬物療法が推奨され、治療の有効性も立証されている。しかし、ガイドラインが確立した後においても、副作用の不安からステロイド外用薬を母親が主体的に塗れていないことが明らかとなっており、重症化してしまう子ども少なくない。また、軟膏処置を適切に実践できない理由は、副作用の不安だけでなく、知識不足や面倒さ、塗り忘れと、多岐に存在している。そこで、学童期のセルフケアを研究するうえで、乳幼児期のケアの状況を把握するため、平成27年度にアトピー性皮膚炎をもつ乳幼児の母親を対象に、ステロイド外用薬の軟膏処置に関したアンケート調査を実施した。その結果を日常での実施状況に焦点をあて分析した結果、軟膏を塗る回数を、医療機関で指導された通り実施できていない母親が58%おり、その理由は「面倒である」や「時間がない」、「忘れる」であった。また、軟膏処置で困ったことは、「時間・手間がかかる」、「軟膏が足りなくなった」、「外出先への持参を忘れた」、「軟膏が服につく」の回答が多かった。この調査結果をまとめ、第33回日本小児難治喘息・アレルギー疾患学会にて発表した。このアンケート調査での結果を踏まえ、学童期のセルフケア獲得過程を明らかにすることを目的とした研究計画書を作成し、横浜市立大学医学系倫理審査委員会に申請し承認を得た。現在研究協力機関の協力のもと研究協力者の選定を行っている。平成27年度に計画を変更した通り、複数の施設に協力を依頼し、倫理審査の承認も得ている。アトピー性皮膚炎の症状が慢性化・悪化傾向にある学童期においては、子ども自身が症状改善のために実施するセルフケアの必要性が示唆されている。

そこで、本研究では、アトピー性皮膚炎をもつ学童のセルフケアを明らかにするため、アトピー性皮膚炎をもつ子どもとその親にインタビューを実施した。インタビュー協力者は、小学3年中学1年の子どもとその母親の5組の親子であった。インタビューでは、薬を塗る、冷却材を使用する、ハンドクリームを塗る、掻かないように我慢する、症状を悪化させるものを食べない、といったセルフケアを学童期においても子どもが実践していることが明らかとなった。このようなセルフケアの獲得のきっかけとして、「掻いている時の周りの目が気になる」や「ガサガサな皮膚が恥ずかしい」といった【アトピー性皮膚炎の症状を良くしたいという思い】、「親から言われて冷却材を使うようになった」や「症状を見て親から保護クリームを持っていくように言われた」といった【親からの助言を素直に受け入れる】、「親が忙しいと自分で薬を塗る」や「乾燥する時期は学校でもスキンケアをしている」といった【自分で行うしかない環境になった】、「友達が濡らしたタオルを使っていたのをみて自分もしてみようと思った」といった【友達がしていることを参考にする】といったことが語られた。また、学童期の子どもはセルフケアを実践する中で、保湿剤を使用するタイミングや、痒い部分を冷却する方法などを考え工夫しながら実践していることが明らかとなった。本研究は、平成30年度においても、インタビュー協力者を増やすとともに分析を重ね、研究結果の信頼性・妥当性の確保を図っていく。現在2病院で調査を実施しているが対象となる親子が少ない状況である。またアトピー性皮膚炎の外来は、次回受診まで期間が1,2か月空くことがあり、同意から研究実施までに時間が要している。アトピー性皮膚炎の症状を改善し、完解状態を維持するために、子ども自身がアトピー性皮膚炎に対するケアを獲得していく必要性が示唆されている。本研究では、学童期の子どものセルフケアの獲得に着目し、アトピー性皮膚炎をもつ子どもとその親、5組にインタビューを実施し分析した。インタビューでは、子どもが実施しているセルフケアの内容とそのケアを始めた時期、きっかけを半構造化面接にて聞き取り調査を実施した。インタビュー時の子どもの年齢は、8歳が3名、13歳が2名であった。子どもは、軟膏の塗布3名、冷却材で患部を冷やす3名、原因物質に近づかない1名などのセルフケアを学童期において実施していた。軟膏の塗布では、小学校低学年では母親が全面を担っているが、小学3年生頃から自分で一部を塗布していたり、自分自身で塗る子どもが多くなっていた。子どもがセルフケアの実施に至るきっかけでは<周りの目が気になる>といった【症状が悪くなるのが嫌だ】や、<ケアを親に教えられた>といった【親や友人のケアを取り入れる】、宿泊訓練などで<ケアできるのが自分しかいない>といった【自分で行う行かない状況になる】、<ケアで症状が落ち着いた>といった【経験からケアの必要性がわかる】の4つのカテゴリが抽出された。子どもによりセルフケアの内容や実施のきっかけは異なっていたため、学童期から子どもがセルフケアを獲得できるように、セルフケアを実施する機会を設け体系的に親子を支援していくことが必要である。平成28年度中には4施設の倫理審査の承認を受け、データ収集を実施していく。データ収集と分析を同時に進行し、平成29年度には分析した結果を学会に発表予定である。平成29年度はデータ収集及び分析を実施し、その研究結果を学会にて発表の予定である。
欧米における組織的な女子中等・高等教育の制度上の成立過程にかんする基礎的研究

1研究課題に直接的にかかわる、「制度上の成立過程」の考察にあたっては、さしあたりフランスのばあいをとりあげて、そこにおける中等レベルの女子学校法制化の進展経緯を、あきらかにしようとした。まずは、女子のためのネイション・ワイドなはじめてのこころみたる、1867年の「中等講座」以前の、女子中等教育の全般的情況について、これを、(1)修道女の指導になる(寄宿制の)女子学校,(2)世俗婦人の経営する女子教育舍,(3)通学制の「講座」の、三種に区分して予備的考察をおこない、ひきつづき、1880年の「女子中等教育法」にいたるまでの、関係諸法令の邦訳にとりくんだ(目下、訳文の推敲を続行中であり、ちかい将来、印刷に付する予定)。2他方、代表的な女子学校の創設・発展にかかわる、ケース・スタディについては、さしあたり合衆国を舞台に、中等レベルの女子教育機関ではなくて、むしろ高等レベルのそれを、事例としてとりあげることとし、まず、1887-88年という時点における女子カレッジ・女子大学(および,共学のカレッジ・大学)の一覧表を作成した。そして、それらのなかから、その後セブン・シスターズなどと総称されるにいたる、東部諸州の有力な女子高等教育機関の数校や、南部・中西部等における、伝統ある著名な女子高等教育機関(または、共学のそれ)を選定し、それら学校史の相互比較的検討を通じて、合衆国に特徴的な女子高等教育の発展形態を析出する作業に従事した(この成果については、いまだ、とりまとめるにいたっていない)。3今後の研究の展開としては、女子中等教育の法制化過程についてはドイツを、代表的な女子学校の創設・発展にかかわるケース・スタディについてはイギリスを、それぞれとりあげ、それらを、前者はフランスのばあい、後者は合衆国のばあいと、比較しつつ、さらに考察をすすめてゆく方向へ、もってゆきたいとかんがえている。
TetrocarcinAを用いた治療抵抗性乳癌に対する新しい分子標的治療法の開発

癌の中には、アポトーシス抑制分子であるBcl-2、Bcl-xLの過剰発現により、薬剤耐性を獲得した癌も多く存在する。今回われわれが着目したTetrocarcin A(TC-A)は、Bcl-2やBcl-xLの特異的阻害剤であり、Bcl-2,Bcl-xLの過剰発現により抗癌剤耐性を獲得したヒト乳癌細胞に対して、新規の分子標的治療法となり得ると考え、解析を行ってきた。Bcl-2、Bcl-xLをともに強発現しているヒト乳癌細胞株であるMDA-MB-231、ZR75-1、KPL-1の3種類とBcl-2、Bcl-xLの発現の弱いヒト乳癌細胞株のMX-1を用いて、TC-Aの抗腫瘍効果とその機序の分子生物学的解析を行った。その結果、非常に低濃度(2.5μM)のTC-Aを48時間、それぞれの細胞に作用させた後、細胞傷害活性を測定したところ、すべての細胞株でそのcell viabilityの低下と細胞死が認められた。また、蛍光染色法による形態学的解析でアポトーシスに特徴的なDNAの断片化が証明され、western blottingによるアポトーシス関連分子の発現量の解析では、cytochrome cの放出の増強、caspase-3活性の増強、PARP分解活性の増強が証明された。その結果、TC-Aにより誘導される細胞死が、ミトコンドリア経路を介したアポトーシスによるものであることを証明した。以上の研究成果については、2003年日本外科学会総会、2004年日本外科学会総会、2004年日本乳癌学会総会で報告を行った。アポトーシスを抑制する作用を持つ内在性癌遺伝子のbc1-2は、各種抗癌剤に対して抵抗性を獲得した難治性腫瘍で高発現しており、これらの癌種の発症および悪性化の重要な要因と考えられている。昨年度の研究では、bc1-2ファミリーが高発現することで抗癌剤耐性を獲得したと考えるMDA-MB231,ZR75-1,KPL-1の3種類のヒト乳癌細胞株を用いて、Tetrocarcin(TC-A)の抗腫瘍効果の作用機序に関して解析を行った。まず、TC-Aの抗腫瘍効果を既存の抗癌剤と比較検討するために、現在臨床で使用されているfirst-lineの抗癌剤であるドキソルビシンとpaclitaxelを用いて比較、検討した。その結果、既存の2剤よりも低濃度で抗腫瘍効果が認められ、同濃度では5倍以上の抗腫瘍効果が認められた(MTT assay)。また、Hoechst/PIによる蛍光二重染色により、この抗腫瘍効果がアポトーシスを介したものであることを形態学的に証明した。さらに、このアポトーシスの誘導機序を解明するために、DNA ladderformationやwestern blotting法による分子生物学的な解析を行ったところ、caspase-9、caspase-3の活性化、PARPの分解産物の産生増強、Cytochromecの放出の増強が経時的に認められ、アポトーシスがミトコンドリア経路を介して誘導されていることを明らかにした。これらの結果をもとに、本年度の研究では、TC-Aの細胞内そのtarget moleculeの同定(ビアコアシステム使用)を行うとともに、in vivoの系(担癌ヌードマウス)を用いて臨床応用の可能性を検討していく予定である。今回われわれが着目したTetroarcin A (TC-A)は、Bcl-2やBcl-xLの特異的阻害剤であり、Bcl-2,Bcl-xLの過剰発現により抗癌剤耐性を獲得したヒト乳癌細胞に対して、新規の分子標的治療法となり得ると考え、解析を行ってきた。Bcl-2、Bcl-xLをともに強発現しているヒト

乳癌細胞株であるMDA-MB-231、ZR75-1、KPL-1の3種類とBcl-2、Bcl-xLの発現の弱いヒト乳癌細胞株のMX-1を用いて、TC-Aの抗腫瘍効果とその機序の分子生物学的解析を行った。その結果、非常に低濃度(2.5μM)のTC-Aを48時間、それぞれの細胞に作用させた後、細胞傷害活性を測定したところ、すべての細胞株でそのcell viabilityの低下と細胞死が認められた。また、蛍光染色法による形態学的解析でアポトーシスに特徴的なDMの断片化が証明され、western blottingによるアポトーシス関連分子の発現量の解析では、cytochrome cの放出の増強、caspase-3活性の増強、PARP分解活性の増強が証明された。その結果、TC-Aにより誘導される細胞死が、ミトコンドリア経路を介したアポトーシスによるものであることを証明した。以上の研究成果については、2003年日本外科学会総会、2004年日本外科学会総会、2004年日本乳癌学会総会で報告を行った。
Ｋｅｌｌｅｒ－Ｓｅｇｅｌ系及びその周辺の数学解析

以下の研究成果を挙げた:1、前年度に開発した空間局所的な質量の流出に着目するという解析方法を用いて、一般の感応性関数をもつ空間二次元の放物・楕円型Keller-Segel系とナヴィエ・ストークス方程式との連立問題の大域可解性と有界性の導出を行った。特に、前年に得た放物・楕円型Keller-Segel系の場合の感応性関数についての条件が、大域可解性のための本質的な条件であることが確認できた。2、ロジスティック項つきKeller-Segel系及び化学物質の挙動を表す第2式の非線形性を高めた連立問題(住宅地における犯罪発生のモデル)について考察した。まず、既存の非局所非線形熱方程式の摂動として評価する方法やリャプノフ汎関数を構成する方法、前年度に開発した空間局所的な質量の流出に着目する方法などが第2式の非線形性によって正則性評価が得られないために適用ができないことを確認した。非線形性を回避するために、第一式単体で解の評価の開発を行い、第2式の非線形性をやや弱めた仮定のもとで大域可解性・有界性を導出した。癌浸潤現象の数理モデルの研究については、仙葉隆教授(福岡大学)との共同研究として、単純化したモデルの数理構造を考察した。この単純化したモデルのリャプノフ汎関数がKeller-Segel系の持つリャプノフ汎関数の一般化であることを明らかにし、Adams型不等式を用いることで空間4次元において大域可解性を導出した。28年度が最終年度であるため、記入しない。まず、感応性関数をもつKeller-Segel系の解の挙動の研究については、以下の研究成果を挙げた:1、九州工業大学の仙葉隆教授と共に、空間局所的な質量の流出に着目するという新しい解析方法を構築し、一般の感応性関数をもつ空間二次元の放物・楕円型Keller-Segel系の大域可解性と有界性の導出に成功した。特に、感応性関数についての条件が大域可解性のための本質的な条件であることが確認できた。2、上記の解析方法の放物・放物型Keller-Segel系への拡張を九州工業大学の仙葉隆教授と共に考察した。球対称性の条件の下で空間局所的質量のヘルダー連続性の導出を行うことで、放物・放物型Keller-Segel系への拡張に成功した。このヘルダー連続性は、放物・放物型Keller-Segel系の数学解析を行う上で重要な情報を与えるものであり、今後の応用が強く期待できる。次に、癌浸潤現象を記述する数理モデルの大域可解性・安定性についての研究も行った。得られた結果は以下の通りである:1、エネルギー評価の導出および比較原理を用いることでロジスティック項をもつ数理モデルの大域可解性と漸近挙動を導出した。2、非線形拡散項(非退化型・退化型)をもつ数理モデルの大域可解性と漸近挙動を東京理科大学の石田祥子氏、伊藤昭夫氏と東京理科大学の横田智巳准教授とともに研究し、エネルギー評価を用いることで一定の条件のもとで漸近挙動が得られた。27年度の研究計画で目標としていた課題のうち、重要な部分について新たな知見を得ることができた。実際、感応性関数をもつKeller-Segel系に対する研究では、研究計画の核であった空間局所的評価を用いる解析方法の構築を行った。また、放物・放物型Keller-Segel系の基本的性質である空間局所的質量のヘルダー連続性も導けた。癌浸潤現象を記述する数理モデルに対する数学解析については、27年度の研究計画であった非線形項をもつ場合の漸近挙動の導出が予想より早くできた。そのため、計画を前倒して非線形拡散項をもつ場合の漸近挙動の解析も行った。鍵となるエネルギー評価の導出に成功して、一定の条件の下で退化型拡散項をもつ場合の漸近挙動の解析も行った。

この単純化したモデルのリャプノフ汎関数がKeller-Segel系の持つリャプノフ汎関数の一般化であることを明らかにし、Adams型不等式を用いることで空間4次元において大域可解性を導出した。感応性関数をもつ放物・放物型Keller-Segel系の研究を推進する。特に、高次元において感応性関数がもつパラメーターによって、解の振る舞いに臨界構造があることを明らかにする。また、研究の過程で得られた知見をロジスティック項をもつKeller-Segel系の研究に応用する。癌浸潤現象を記述する数理モデルの数学解析については、特に退化型拡散項をもつ場合の漸近挙動を解明する。既に得た結果では解が遠方で振動する可能性が排除できていないので、振動する解の存在・非存在を検討する。28年度が最終年度であるため、記入しない。
エタノール低温酸化反応機構の解明

エタノール低温酸化反応の初期段階で重要であるα-ヒドロキシエチルラジカルと酸素分子の反応についてレーザー光分解/近赤外波長変調分光法による実験計測及び量子化学計算とRRKM/支配方程式解析による理論計算を行った.理論計算による反応速度定数の温度依存は実験計測と良く一致し,若干の負の温度依存性を示した.理論計算による主生成物は100気圧以下においてアセトアルデヒドとHO_2ラジカルであり,高圧ではCH_3CH(OH) O_2ラジカルの生成が競合することが示された.エタノール低温酸化反応の初期段階で重要であるα-ヒドロキシエチルラジカルと酸素分子の反応についてレーザー光分解/近赤外波長変調分光法による実験計測及び量子化学計算とRRKM/支配方程式解析による理論計算を行った.理論計算による反応速度定数の温度依存は実験計測と良く一致し,若干の負の温度依存性を示した.理論計算による主生成物は100気圧以下においてアセトアルデヒドとHO_2ラジカルであり,高圧ではCH_3CH(OH) O_2ラジカルの生成が競合することが示された.エタノール低温酸化反応機構の初期過程において重要な反応の一つであるCH_3CHOHラジカルと酸素分子の反応について、紫外吸収分光法と近赤外変調吸収分光法による反応速度計測装置を開発し、計測を行った。検出感度が高い紫外吸収分光法ではCH_3CHOHラジカルの吸収と生成物であるHO_2ラジカルや副反応生成物であるHOC_2H_2O_2ラジカルと考えられる吸収が重なり、精度の良い速度計測が困難であった。近赤外吸収分光法では検出感度が低くラジカルの検出自体が困難であるが、波長変調分光法と多重反射セルを採用することで生成物であるHO_2ラジカルのみを単独で検出することに成功した。近赤外波長変調分光法で検出されたHO_2濃度の時間履歴に関して、目的反応とHO_2自己反応を考慮した非線形最小二乗法により室温,6.7kPaにおけるCH_2CHOH+O_2反応速度定数を(1.54±0.19)×10^<-11>cm^3 molecule^<-1>s^<-1>と決定した。この値はばらつきの大きい既往の報告例の中で、ラジカル生成源が類似したGrotheerら(22nd Int.Sym.Combust.1998, 963.)の結果と近いものである。エタノール低温酸化反応機構の初期過程において重要な反応のひとつであるCH_3CHOHラジカルと酸素分子の反応について、レーザー光分解/近赤外波長変調吸収分光法による反応計測を行った。前年度までに開発した計測装置に温度調節機構を追加し、室温から500Kにおける上述反応の速度定数を計測した。反応速度定数は若干の負の温度依存を示し既往のGrotheerら(22nd Int. Sym. Combust. 1998, 963.)の報告と概ね一致したが、彼らが報告した高温域での速度定数の増加は確認されなかった。量子化学計算とRRKM/支配方程式解析により反応速度定数、生成物分岐比の理論計算を行った所、実験結果を良く再現した。理論計算結果より、反応速度定数の圧力依存は小さく反応分岐比は10気圧以下ではアセトアルデヒドとHO 2ラジカルへ解離する経路が支配的であり、高圧ではCH3CH(OH)OOラジカルへの安定化と競合することが明らかになった。これらの圧力依存性はCH_33CH(OH)OOラジカルからアセトアルデヒドとHO 2ラジカルへ直接脱離する協奏反応の遷移状態が特異的に低いことに起因する。本反応がアルキルラジカルと酸素分子の反応に比べ過酸化ラジカル生成分岐比が低いため後続する低温酸化反応が抑制され結果、エタノールの圧縮着火性が炭化水素に比べ低いと考えられる。
2型糖尿病発症から診断までの期間の推定と、期間の短縮に向けた医療政策的検討

糖尿病合併症を減少させるためには早期診断・早期介入が重要と考えられるが、本邦における平均的な「2型糖尿病発症から診断までの期間」に関するエビデンスが乏しい。そのため、本研究では臨床データや疫学データを解析することによってこの期間を推定し、期間に影響を及ぼす因子を検討する。また、発症から診断までの期間を短縮するために必要な政策的介入を検討する。
時間-周波数処理を融合した閉ループ系のモデリング

本研究では、出力オーバーサンプリングを利用した時間一周波数領域における閉ループ系の直接同定アルゴリズムを提案し、アルゴリズムの特徴と有効性を明らかにする。時間領域と周波数領域において、出カオーバーサンプリングされた対象プラントのモデル表現と入出力信号に含まれる重要な性質を解析することにより、出力オーバーサンプリングされたプラントの入出力信号が周期定常信号であり、サイクリックスペクトル密度をもつことを明らかにする。そこで、オーバーサンプリングされた観測出力信号のサイクリックスペクトル密度とサイクリック位相を用いた対象プラントの周波数伝達関数の数学表現を与え、プラントの入出力信号のサイクリックスペクトルから、閉ループ系の直接同定アルゴリズムを提案する。また、本手法で必要となるサイクリックスペクトル密度を推定するために、ペリオドグラムに基づいた高効率の計算アルゴリズムを提案し、その計算手順を明らかにする。さらに、ペリオドグラムの性質により、スペクトル密度の推定誤差を解析し、スペクトル密度とモデル推定の誤差評価方法を提案する。提案する同定アルゴリズムでは、外部テスト信号の有無にかかわらず、またコントローラの構造に関する従来の可同定性条件を満たさなくても、入出力のサイクリックスペクトルのみから対象プラントのシステム同定ができる特徴をもっている。また、ペリオドグラムを用いた入出力信号のサイクリックスペクトル密度の推定するので、周波数領域の同定アルゴリズムを簡単な計算で実現でき、推定誤差の評価も容易に行える。提案手法では周波数領域においてモデルパラメータを推定しており、不安定な極をもつ対象や極が単位円に近い数値的に悪条件の対象に対して、従来の時間域同定で有効な同定結果が得られなかった場合においても、安定な同定結果を与えることができる。従来の同定アルゴリズムの推定結果との比較を通して、提案手法が不安定系の同定に対して有効であることを示し、提案手法が制御システムや通信システムのモデリングで適用できることを明らかにする。本研究では、出力オーバーサンプリングを利用した時間-周波数領域における閉ループ系の直接同定アルゴリズムを提案する。時間域において、出力オーバーサンプリングされた制御対象のモデルについて考察し、そのシステム同定における重要な性質を明らかにする。また、出力オーバーサンプリングされた制御対象の入出力信号は、周期定常信号であり、サイクリックスペクトル密度をもつことが知られている。そこで、オーバーサンプリングされた観測出力信号のサイクリックスペクトル密度やサイクリック位相の性質を詳細に解析することにより、これらの入出力信号に含まれる同定対象の周波数域における性質や幾つかの結果を明らかにし、サイクリックスペクトルによる制御対象の周波数伝達関数表現を与える。また、本手法で必要となるサイクリックスペクトル密度を計算するための手法として、高速フーリエ変換に基づいた計算アルゴリズムを提案する。さらに、制御対象の入出力信号のサイクリックスペクトルから、閉ループ系の直接同定アルゴリズムを明らかにする。提案する同定アルゴリズムでは、外部テスト信号を利用することなく、またコントローラの構造に関する従来の可同定性条件を満たさなくても、入出力のサイクリックスペクトルのみから制御対象のシステム同定ができる特徴をもつ。また、高速フーリエ変換を用いた入出力信号のサイクリックスペクトル密度の推定するので、周波数領域の同定アルゴリズムを簡単な計算で実現している。提案法では周波数領域で制御対象のモデルパラメータを推定しており、不安定な極をもつ対象や極が単位円に近い数値的に悪条件の対象の同定であっても安定な同定結果を与えることができる。最後に、数値シミュレーションにおいて、最適サンプリングレートについて考察している。また、時間域のアルゴリズムの結果との比較を通して、提案する周波数域アルゴリズムが不安定系の同定に対して有効であることを明らかにしている。本研究では、出力オーバーサンプリングを利用した時間-周波数領域における閉ループ系の直接同定アルゴリズムを提案し、その有効性を検証する。時間と周波数領域において、出力オーバーサンプリングされた制御対象のモデルと入出力信号がもつ重要な性質を解析し、出力オーバーサンプリングされた制御対象の入出力信号が、周期定常信号であり、サイクリックスペクトル密度をもつことを明らかにする。そこで、オーバーサンプリングされた観測出力信号のサイクリックスペクトル密度とサイクリック位相を用いた制御対象の周波数伝達関数表現を与え、制御対象の入出力信号のサイクリックスペクトルから、閉ループ系の直接同定アルゴリズムを提案する。また、本手法で必要となるサイクリックスペクトル密度の数値計算を解析し、高速フーリエ変換に基づいた計算アルゴリズムの性質と計算手順を明らかにし、スペクトル密度の推定誤差を評価する手法を提案する。提案する同定アルゴリズムでは、外部テスト信号を利用することなく、またコントローラの構造に関する従来の可同定性条件を満たさなくても、入出力のサイクリックスペクトルのみから制御対象のシステム同定ができる特徴をもっている。提案法では周波数領域で制御対象のモデルパラメータを推定しており、不安定な極をもつ対象や極が単位円に近い数値的に悪条件の対象に対して、従来時間域同定で有効な同定結果が得られなかった場合においても、安定な同定結果を与えることができ、周波数領域で有効なスペクトル密度の推定誤差と制御対象の推定誤差も与えられる。時間域のアルゴリズムの推定結果との比較を通して、提案する周波数域アルゴリズムが不安定系の同定に対して有効であることを明らかにしている。

また、本手法で必要となるサイクリックスペクトル密度を推定するために、ペリオドグラムに基づいた高効率の計算アルゴリズムを提案し、その計算手順を明らかにする。さらに、ペリオドグラムの性質により、スペクトル密度の推定誤差を解析し、スペクトル密度とモデル推定の誤差評価方法を提案する。提案する同定アルゴリズムでは、外部テスト信号の有無にかかわらず、またコントローラの構造に関する従来の可同定性条件を満たさなくても、入出力のサイクリックスペクトルのみから対象プラントのシステム同定ができる特徴をもっている。また、ペリオドグラムを用いた入出力信号のサイクリックスペクトル密度の推定するので、周波数領域の同定アルゴリズムを簡単な計算で実現でき、推定誤差の評価も容易に行える。提案手法では周波数領域においてモデルパラメータを推定しており、不安定な極をもつ対象や極が単位円に近い数値的に悪条件の対象に対して、従来の時間域同定で有効な同定結果が得られなかった場合においても、安定な同定結果を与えることができる。従来の同定アルゴリズムの推定結果との比較を通して、提案手法が不安定系の同定に対して有効であることを示し、提案手法が制御システムや通信システムのモデリングで適用できることを明らかにする。
地上観測と航空機観測によるエアロゾル性状の空間分布測定

本研究課題では大気中におけるエアロゾルおよびその前駆体の動態を把握し、東アジアから輸送されるエアロゾルの空間分布、や輸送途上での変質プロセスの解明を目的として研究を進めた。東アジア地域におけるエアロゾル・大気汚染現象の解明のためには最大の発生源地域である中国の影響を解明することは必要不可欠であるが、従来中国における観測は不可能とされてきた。本研究ではこの中国におけるエアロゾル・大気汚染の航空機観測を主眼として、受容地域である沖縄での地上観測と組み合わせた解析を行った。1.2002年12月2003年1月、2003年89月、および2004年56月の3回、中国において大気汚染物質・エアロゾルの航空機観測を実施した。その結果、発生源近傍ではオゾンとNOxの濃度の間に逆相関、SO_2とNOxの間には高い正の相関が見られ、これからNOxおよびSO_2の発生量の比を見積もることができ、近年のNOx増加・SO_2減少を確認できた。また、中国の上空ではどこでも硫酸塩、硝酸塩とアンモニウムの相関が高く、また酸性成分はよく中和されていることが明らかとなった。有機エアロゾルを分析した結果、フタル酸およびそのエステルの濃度が特異的に高いことが明らかとなった。2.沖縄を中心に、エアロゾルおよびエアロゾルの前駆体の地上観測を連続的に行った。エアロゾルの前駆体である炭化水素やNOyの測定、エアロゾル化学成分の高時間分解能測定、EC/OCの長期観測を行い、中国から主に輸送される人為起源の硫酸塩・硝酸塩エアロゾルばかりでなく、南アジア・東南アジアから輸送されてくる有機物質や黒色炭素を中心としたエアロゾルについてもその輸送過程や、輸送途上の変質過程に関する解析を行った。水溶性有機エアロゾルの季節変動が明らかになった点は特筆すべきものである。本研究課題では大気中におけるエアロゾルおよびその前駆体の動態を把握し、東アジアにおける現在・将来のエアロゾルの空間分布、沈着量分布を定量化し、これらの結果に基づき、大気環境の保全・改善計画を提言に結びつけることを目的として研究を進めた。本年度の研究成果は以下のとおりである。1.2002年12月2003年1月にかけての中国上海周辺においてオゾン、NOx、SO2などのガス状大気汚染物質とエアロゾルの航空機による測定を行った。人為的エアロゾルの大発生源である中国中南部地域における初めての空間分布の測定が遂行された。2.中国における航空機観測と同期して、沖縄において炭化水素連続測定装置による、エアロゾルの前駆体となる炭化水素の測定を行った。大陸起源と海洋起源など、気塊の起源によって炭化水素濃度に大きな違いが見られた。3.中国における航空機観測と同期して、若狭湾上空におけるエアロゾル、大気汚染物質の航空機観測を行った。2回行った観測の結果、全SOxに占める粒子態の割合は気塊の輸送経路などによって大きく異なっていた。4.硝酸、NOyの自動測定器の開発を行い。隠岐島において硝酸とNOyの自動連続測定を行った。2002年の12月1ヶ月間ではNOyに占める硝酸の割合が高く、この間の気塊は高濃度ではあっても十分に光酸化反応が進んだ、即ち長時間かけて輸送されてきたものであることを示していた。5.ACE-Asiaのスーパーサイトともなった済州島及び札幌で捕集したエアロゾル中の有機成分の測定を行ったところ、全炭素濃度は、一般に秋から冬・春にかけて高く、夏に低い値を示した。この結果は、全炭素の起源域が海洋ではなく、陸上に存在することを示唆する。これらソース地域からレセプター地域をカバーする航空機および地上での観測によって、モデルによる解析に資するデータの取得を進めた。

本研究課題では大気中におけるエアロゾルおよびその前駆体の動態を把握し、東アジアにおける現在・将来のエアロゾルの空間分布、沈着量分布を定量化し、これらの結果に基づき、大気環境の保全・改善計画を提言に結びつけることを目的として研究を進めた。本研究課題では、本年度当初、2003年5月に中国におけるエアロゾル、大気汚染物質の航空機観測を行うことを計画し(畠山、高見、河村)、これと同期した形で(1)沖縄における、エアロゾルの前駆体となる炭化水素の測定(酒巻)、(2)若狭湾上空におけるエアロゾル、大気汚染物質の観測(長田)、(3)島嶼におけるガス状硝酸とNOyの自動連続測定(坂東)、を行い、ソース地域からレセプター地域をカバーする航空機および地上での観測を行う予定であったが、重症急性呼吸器症候群(SARS)の中国国内における流行のため、中国での航空機観測は5月に行うことができなかった。このため、(1)-(3)の観測は予定通り5月に行って、モデルによる解析に資するデータの取得を進めたが、航空機観測は2003年89月に行った。また、中国から主に輸送される人為起源の硫酸塩・硝酸塩エアロゾルばかりでなく、南アジア・東南アジアから輸送されてくる有機物質や黒色炭素を中心としたエアロゾル(ABC : Atmospheric Brown Clouds-Asia)の重要性に鑑み、エアロゾルの化学成分を高い時間分解能で測定することのできるエアロゾル質量分析計(AMS)を沖縄本島の北端、辺戸岬に設置し観測を開始した(高見、猪俣、佐藤)。本年度は、2004年5月6月に中国におけるエアロゾル、大気汚染物質の航空機観測を行い(畠山、高見、河村)、これと同期した形で(1)沖縄における、エアロゾルの前駆体となる炭化水素の測定(酒巻)、(2)沖縄におけるガス状硝酸とNOyの自動連続測定(坂東)、を行い、ソース地域からレセプター地域をカバーする航空機および地上での観測を行った。航空機観測では上海、武漢、重慶などの大都市の周辺で高い濃度のSO2と硫酸塩、硝酸塩エアロゾルの分布を見いだした。これらの地域における高濃度の由来を後方流跡線解析により解析した。また、極性の有機エアロゾルの中でフタル酸の占める割合が非常に高いことが明らかとなった。また、中国から主に輸送される人為起源の硫酸塩・硝酸塩エアロゾルばかりでなく、南アジア・東南アジアから輸送されてくる有機物質や黒色炭素を中心としたエアロゾル(ABC: Atmospheric Brown Clouds-Asia)の重要性に鑑み、エアロゾルの化学成分を高い時間分解能で測定することのできるエアロゾル質量分析計(AMS)とEC/OC(黒色炭素・有機炭素)分析計を沖縄本島の北端、辺戸岬に設置し観測を行った(高見、猪俣、佐藤)。
秘匿捜査の法的規律と手続関与者の保護プログラム

「秘匿捜査の法的規律と手続関与者の保護プログラム」のうち、今年度は、前者についての整理・分析に取り組んだ。この間には、従来の研究の切り口とは異なり、いわゆる法と経済学の観点からアプローチされた研究論文も公表された。非常に興味深い内容であったが、他方で、前提となる刑事訴訟法分野と刑事政策分野との許容される規律をめぐる手法の違い、依拠する主たる米国論文をめぐる理解の違いのほか、それらから生じる法的課題に検討を要することから、各種研究会で報告を行った。そもそも議論がかみ合っていないとの指摘もなされたところであり、その点はむしろ肯定的に捉えてはいるものの、その余の研究会での指摘なども踏まえ、整除しながら、検討を継続している。併行して進めたのが、秘匿捜査の中心論点の1つであるいわゆるおとり捜査の法的規律と法的効果をめぐる論議の体系的位置づけの再検討である。この点については、既にわが国における先行研究もみられるところであるが、諸外国、とりわけ、欧州人権条約6条をめぐるイギリスやドイツの展開、ジェイコブソン事件以後の米国の展開を検証することで、どこに問題の本質があるのか、新たな示唆が推察される。ただし、とりわけ、「公正な裁判を受ける権利」の意義については、まだまだ不分明な部分が多く、その点の解明が研究課題として残されている。いずれも現段階では分析が未了のため、抽象的な表現にとどまるが、論文の公表を予定している。上記新たな検討課題が生じた一方で、体調不良で長期休みをとることになった影響を残期間で解消し切れなかった。前述したように、残された課題は明確なものとなっているため、新たに外国文献の収集・分析を通して、研究課題のまとめを行う。本年度は、研究題目「秘匿捜査の法的規律と手続関与者の保護プログラム」のうち、とくに「手続関与者の保護プログラム」に焦点をあてて研究した。現在のわが国の証人保護関連規定を体系的に整理したほか、証人保護プログラムの発祥の地とされる米国について、調査を行った。その過程として、とりわけ、意識をしたのは、新法の捜査公判協力型の協議合意制度や刑事免責である。同制度は、まだ施行されていないものの、その実施に際しては、証人保護制度の充実なくして実効性あるものとしての機能が期待できるかを調査する必要性を感じたためである。そこで、わが国とは法制度は異なるものの、取引的制度を導入し、かつ、それと対になるものとして、発展させてきている米国の証人保護プログラムについて概観するとともに、わが国に導入する際の法的要点や考慮要素について考察を加えた。まだ、研究途中であるが、現状における研究成果の一部として、2016年10月1日に「証人保護プログラムの制度設計」と題した学会報告(日本刑法学会名古屋部会)を愛知学院大学で行い。学者・法曹実務家と議論を行ったほか、そこでの議論を含めて検討を加えて、2017年3月に椎橋隆幸先生の退職記念論文集に論文を寄稿し、公表した(法学新報123巻9・10号333-358頁)。ここでの研究成果は、今後のわが国における議論の基礎的研究として、意義をもつものと考えている。また、証人保護について、実務の取扱いなどについてヒアリングを行い、現行法の下での対応とその限界について研究会で議論を行った。この点は、今後さらに研究を進め、形にしたいと考えている。当初の計画にしたがって、証人保護プログラムについて、学会報告と論文を公表した。秘匿捜査の法的規律については、膨大な量にのぼることが予測され、いまだ公表に至ってはいないが、資料集数・検討項目の整理は進んできており、新年度での公表を検討できる段階にまできている。研究課題である「秘匿捜査の法的規律と手続関与者の保護プログラム」のうち、一昨年度は、とりわけ、手続関与者の保護プログラムを中心に研究し、アメリカの証人保護プログラムについて論文にまとめて公表したが、今年度は、秘匿捜査の法的規律を中心に据えて研究を行った。具体的には、アメリカ・イギリスの規律のあり方を調査するとともに、わが国における判例(最一小決平16・7・12刑集58巻5号333頁、東京高判平20・7・17〔25481655〕、札幌地決平成28・3・3判時2319号136頁〔LEX/DB25542306〕,鹿児島地加治木支判平成29・3・24裁判所ウェブサイト〔LEX/DB25448594〕)を(再)検討し、前2者については、評釈を公表した。また、実務家(検察官)との研究会を複数回開催し、公訴権の観点から、秘匿捜査の法的課題について議論した。検察官との議論では、公訴権の枠内での検討箇所については、異論があり、この点はさらなる検討が必要であるものの、一般に任意捜査の範疇で議論がなされている点については、想定されている捜査手法によって違いうる点を指摘した点は概ねコンセンサスが得られた。具体的には、秘匿捜査は、undercover operationあるいはcovert investigationの邦語訳であるが、その中には、いわゆるおとり捜査のほか、潜入捜査が含まれ、それぞれの問題性も異なりえると考えられる。前者は、国家が犯罪を働き掛ける点などが、後者は、長期間に及ぶ場合などがプライバシーとの関係で別途問題になり得るためである。こうした違いにも着目しながら、強制捜査ないし任意捜査としての規律のあり方を検討する必要がある。今年度のイギリスおよびアメリカの規律を調査結果を踏まえたわが国における規律のあり方の提示が最終年度で総括する課題となる。

比較対象のアメリカ・イギリスの状況については一定程度調査を進めることができた。わが国についても、関連する2本の判例評釈を公表した。ただし、9月末から体調を崩したことでペースが落ちた結果、比較法に関する成果をまとめ上げて論文として公表するまでには至らなかった。この点で、「やや遅れている」と自己評価せざるを得ない。新年度では、残した部分も含め、公表していきたいと考えている。「秘匿捜査の法的規律と手続関与者の保護プログラム」のうち、今年度は、前者についての整理・分析に取り組んだ。この間には、従来の研究の切り口とは異なり、いわゆる法と経済学の観点からアプローチされた研究論文も公表された。非常に興味深い内容であったが、他方で、前提となる刑事訴訟法分野と刑事政策分野との許容される規律をめぐる手法の違い、依拠する主たる米国論文をめぐる理解の違いのほか、それらから生じる法的課題に検討を要することから、各種研究会で報告を行った。そもそも議論がかみ合っていないとの指摘もなされたところであり、その点はむしろ肯定的に捉えてはいるものの、その余の研究会での指摘なども踏まえ、整除しながら、検討を継続している。併行して進めたのが、秘匿捜査の中心論点の1つであるいわゆるおとり捜査の法的規律と法的効果をめぐる論議の体系的位置づけの再検討である。この点については、既にわが国における先行研究もみられるところであるが、諸外国、とりわけ、欧州人権条約6条をめぐるイギリスやドイツの展開、ジェイコブソン事件以後の米国の展開を検証することで、どこに問題の本質があるのか、新たな示唆が推察される。ただし、とりわけ、「公正な裁判を受ける権利」の意義については、まだまだ不分明な部分が多く、その点の解明が研究課題として残されている。いずれも現段階では分析が未了のため、抽象的な表現にとどまるが、論文の公表を予定している。上記新たな検討課題が生じた一方で、体調不良で長期休みをとることになった影響を残期間で解消し切れなかった。証人保護プログラムについては、まだまだ検討すべき課題も残されているが、今年度からは、秘匿捜査の法的規律に関する研究を中心に据えて研究する予定である。具体的には、システマティックに制度的枠組みが構築されつつある米国を中心に、そもそも秘匿捜査として、いかなる手法が想定されているのか、それに伴うそれぞれの侵害法益の考え方、実施に際しての内部的規律のあり方などを中心に段階的に研究を進め、各種研究会で報告をするほか、実務家へのヒアリングを通して、なかなか顕在化しない取り組みについても整理したいと考えている。そして、膨大な量ではあるが、まとまりのできたところで、記念論文集や紀要などで論文の公表をしていく。新年度は、研究の最終年ということもあり、遅れを取り戻すとともに、秘匿捜査の法的規律のあり方について、アメリカとイギリスとの比較を経て、わが国のあり方を提示したいと考えている。調査自体は、概ね順調に進められているため、秋を目処に論文を公表したいと考えている。前述したように、残された課題は明確なものとなっているため、新たに外国文献の収集・分析を通して、研究課題のまとめを行う。開催予定とされていた研究会が流会になった点や購入を予定していた書籍の出版が延期になったため。9月末の体調不良により、ドクターストップがかかり、年明けの2月まで、研究が滞る事態を招いた。
複素座標法による超励起状態の研究

本研究で研究対象とする超励起状態は、多チャンネルの量子散乱問題に特有な共鳴状態である。分子は複数の乖離チャネルを持つために、多チャンネル製を内在する。当初、この多チャンネル性に起因する超励起状態をターゲットとして研究を開始したが、本年度はレーザー場中の分子の電子状態として現れる超励起状態の研究を行った。レーザー場中の分子は、分子の持つ光子数の違いによって多チャンネル性を付され、全ての電子状態が超励起状態となる。本研究開始以降、強いレーザー場中の分子の実験的研究が盛んになったが、本年度の研究はそのような流れに対応したものである。前年度までのモデル系に対する研究によって、外場の振動数が高い場合には、時間平均ハミルトニアンによる記述が有効であることが明らかになった。この事実に基づき、既存の第一原理分子軌道計算プログラムを書き直し、時間平均ハミルトニアンによる強いレーザー場中の分子の超励起状態の計算を行った。その結果、以下のことが明らかになった。1.強いレーザー場下では、希ガス原子であるヘリウムも2原子分子として安定に存在し、その結合エネルギーはレーザー強度に依存して数.数十電子ボルトにまでなりうる。2.このような化学結合の形成は、レーザー場による原子軌道の混成の促進に起因する。ヘリウムの場合、1_s.2_p原子軌道間の混成によって化学結合を形成する。分子内の核の電場が引き起こす原子軌道の混成は、主量子数が同じ電子殻内でのみ生じるが、レーザー場中では、主量子数の異なる電子殻の軌道間の混成も起こる。これは、レーザー場中の原子の準位間隔がもとの原子のそれに比べ、狭くなっていることによる。
花粉管ガイダンスと重複受精におけるゲノム障壁の鍵因子

トレニアin vitro重複受精系およびそれを応用したシロイヌナズナin vitro重複受精系、また様々な顕微操作技術を駆使することにより、花粉管ガイダンスおよび重複受精過程におけるゲノム障壁の鍵因子を同定することを目指した。特に、助細胞が分泌する花粉管誘引物質、花粉管が誘引物質に応答できるように受精能獲得を促す母体因子AMOR、そして重複受精の動態ならびに重複受精に関与する因子に着目した。その結果、140年以上に渡って探索されてきた花粉管誘引物質を、助細胞が分泌する複数のペプチドLUREとして同定し、LUREがゲノム障壁を特徴づけるような極めて動的な分子進化を示すことを解明した。また、AMORの精製を進め、組織ならびに種特異的に強い活性を示す糖鎖の関与を示すことができた。さらに、重複受精を初めてライブイメージングにより捉えることに成功し、世界的な重複受精研究の進展を先導することができた。同時に、重複受精過程に異常を示す突然変異体を複数見出すことに成功し、今後の植物受精研究の重要な研究基盤を構築することに成功した。研究代表者は、胚嚢が裸出するトレニアのin vitro重複受精系やレーザーによる顕微細胞操作技術を、世界に先駆けて開発してきた。本研究の目的はこれらを駆使して、花粉管ガイダンス及び重複受精過程においてゲノム障壁の鍵因子となる、細胞間シグナリング分子を同定することである。具体的にはI)助細胞が分泌する花粉管ガイダンス分子の同定、II)花粉管の受精能獲得を制御する母体因子の同定、III)ライブイメージング解析による細胞間シグナリング分子の探索を行う。花粉管ガイダンス過程におけるゲノム障壁の鍵因子として、花粉管誘引物質および花粉管に受精能を与えるタンパク質AMORの解析を進めた。助細胞の遺伝子発現プロファイルから解析を進めた。助細胞のcDNAライブラリーを作製し、EST解析を行ったところ、5%もの高頻度で、Low-molecular-weight Cysteine-rich Protein (LCR)ファミリーの1つの遺伝子が見出された。LCRはアブラナの自家不和合性において花粉側リガンドとして働くSPl1など、しばしば細胞間コミュニケーションにおけるリガンドとして働く。RT-PCR解析の結果、この遺伝子(TfLCR1)は、助細胞で特異的に発現していた。SignalPプログラムによりC末端側の70アミノ酸が細胞外に分泌される予測され、花粉管ガイダンス分子の候補と考えられる。現在、独自に開発したレーザーマイクロインジェクターを用いて、モルフォリノアンチセンスオリゴによる発現阻害や、大腸菌で発現させたTfLCR1の花粉管誘引能のin vitroアッセイなどを進めている。精製TfLCR1に、これまで報告例がないような強い誘引活性が認められたことから、誘引物質の有力な候補が得られたと考えている。AMORについては、遺伝子同定のための花12万個の試料の回収を達成し、精製の準備を進めた。さらに、重複受精過程を可視化するために精細胞等のマーカーを開発するとともに、ライブイメージングのためのin vitro系ならびにイメージング技術の開発を達成した。花粉管ガイダンス分子について、有力な候補であるTfLCR1について解析を進めた。その結果、活性のあるTfLCR1を大量に得ることのできる精製法の確立に成功した。この成果は、今後のガイダンス分子の研究に対して大きな突破口となる。TfLCR1に似た他のタンパク質が、助細胞特異的に発現していることから、そうしたタンパク質が活性をもつか否かについても解析を進めている。後述のシロイヌナズナにおけるガイダンス分子の探索にも役立つ。また、TfLCR1をシロイヌナズナに導入することで、頻度は低いながらも、トレニアの花粉管がシロイヌナズナの胚珠に誘引される予備的な結果が得られた。この成果は、ゲノム障壁打破の可能性を示すものであり、効率の低さの原因を今後慎重に調査していく。また、シロイヌナズナの花粉管ガイダンス分子についても探索を進めた。TfLCR1の情報をもとに絞り込みを進めるとともに、誘引活性を確認するための系の確立を進めている。また、重複受精のライブイメージング解析に関して、世界で初めてそのイメージングに成功し、論文発表を行った。その技術を応用し、重複受精過程が異常になる突然変異体の探索についても開始した。また、花粉管に誘引物質への応答能を与える母体因子AMORの精製も進め、質量分析を開始するに至った。