hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
境界脂質を組み込んだ人工生体膜におけるペプチド、タンパク質の構造変化と活性制御

ホスファチジン酸(PA)やホスファチジルイノシトール(PI)の酸性リン脂質やスフィンゴミエリン(SpM)は、生体膜中において、タンパク質に強く相互作用することによって、境界脂質として働いていると考えられている。また、これらの脂質は生体膜を構成する主なリン脂質であるホスファチジルコリン(PC)の配列状態を変化させる。本研究では、酸性リン脂質やSpMが、これらの作用を通じて、ペプチドやタンパク質の構造にどのような影響を与え、その活性発現を制御しているのか明らかにすることを目的として実験を行う。本研究では、水と油の境界面で機能するタンパク質の一つのモデルケースとして、脂質酸化酵素であるリポキシゲナーゼ(LOX)をとりあげて、エマルションやリポソーム界面におけるこの酵素の活性に及ぼす、酸性リン脂質の添加効果などを検討した。その結果、エマルション界面においてもリポソーム膜においても、PAや、やはり負電荷を膜にもたらす脂肪酸の添加によって、LOX活性が顕著に増加することが示された。その原因をキネティックな解析、あるいはゼータ電位測定などの界面科学的手法を用いて検討したところ、界面の表面電荷が上昇し、静電的相互作用を通じてLOXの界面に対する吸着能が強められるためであることが判明した。また、動的光散乱、電子顕微鏡観察、^<31>P-NMR法によって分析した結果、脂肪酸やPAの添加によって、リポソーム膜の構造が壊れて逆ヘキサゴナール構造をとり、膜の融合が促進されていたり、PAの添加によって、ごく小さいベシクルやミセル状の構造が新たに形成されていることが判明した。以上の結果により、境界脂質は生体膜の構造を修飾することにより、膜上における酵素反応を制御していることが示唆された。スフィンゴミエリン(SpM)は、生体膜中において、そのアミド基を介しタンパク質に強く相互作用することによって、境界脂質として働いていると考えられている。本研究ではSpMが生体膜中におけるペプチドやタンパク質の構造にどのような影響を与え、その活性発現を制御しているのか明らかにすることを目的として実験を行う。本年度はレシチン(PC)とSpMよりリポソームを調製し、その物理化学的特性を検討すると共に、そのようにして調製した人工生体膜にモデルペプチドを取り込ませて、その構造変化より、ペプチドとSpMの相互作用の様式を明らかにするという計画を立てた。まず、実験に必要な量のSpMを卵黄あるいはウシ脳抽出物より精製することを試みた。そのために、島津液体クラマトグラフLC-VPを購入した。このクロマトグラフはSpM等の脂質成分ばかりではなく、ペプチドの純度を上げたり、タンパク質を精製する際にも十分に活用できる、汎用性の高いものである。報告されている方法では満足すべき純度のものが得られなかったため、何度が改良を試み最適条件を得た。精製したSpMを比率を変えてPCに加えてゆき、リポソームの調製を試みた。脂質の濃度や調製温度、さらには、リポソームの作成法、すなわち超音波法、エクストルージョン法、透析平衡法などの諸条件を検討して、再現性よく同じサイズのリポソームを得ることが出来るようになった。ここま宅にかなりの時間を要したため、調製したリポソームの物理化学的特性、すなわちそのDSCによる相転移挙動、蛍光標識物質のリポソーム膜中での偏光解消度、さらには単分子膜の界面圧変化等については、そのテクニックを習得し終わり、予備的な測定を行っている段階である。しかし、PC膜単独とは異なった相転移挙動など、興味深い結果が得られており、来年度以降、さらに物理化学的解析を進めると共に、モデルペプチドとの相互作用の解明を開始する予定である。

ホファチジン酸(PA)やホスファチジルイノシトール(PI)の酸性リン脂質やスフィンゴミエリン(SpM)は、生体膜中において、タンパク質に強く相互作用することによって、境界脂質として働いていると考えられている。また、これらの脂質は生体膜を構成する主なリン脂質であるホスファチジルコリン(PC)の配列状態を変化させる。本研究では、酸性リン脂質やSpMが、これらの作用を通じて、ペプチドやタンパク質の構造にどのような影響を与え、その活性発現を制御しているのか明らかにすることを目的として実験を行う。本年度は、水と油の境界面で機能するタンパク質の一つのモデルケースとして、脂質酸化酵素であるリポキシゲナーゼ(LOX)をとりあげて、エマルションやリポソーム界面におけるこの酵素の活性に及ぼす、酸性リン脂質の添加効果などを検討した。その結果、エマルション界面においてもリポソーム膜においても、酸性リン脂質を加えることによって、LOX活性が顕著に増加することが示された。その原因をキネティックな解析、あるいはゼータ電位測定などの界面科学的手法を用いて検討したところ、界面の表面電荷が上昇し、静電的相互作用を通じてLOXの界面に対する吸着能が強められるためであることが判明した。現在は主にリポソームを基質とした系において、SpMの添加効果を調べている。また、同時に、疎水性モデルペプチドのリポソーム膜への取り込みやリポソーム膜中での構造変化に対して、酸性リン脂質やSpMがどのような影響を与えるのかについて、動的光散乱法や蛍光偏光解消測定、さらにはCD測定などの手法を用いて解析を進めている。ホスファチジン酸(PA)やホスファチジルイノシトール(PI)の酸性リン脂質やスフィンゴミエリン(SpM)は、生体膜中において、タンパク質に強く相互作用することによって、境界脂質として働いていると考えられている。本年度は、水と油の境界面で機能するタンパク質の一つのモデルケースとして、脂質酸化酵素であるリポキシゲナーゼ(LOX)を取り上げて、リポソーム界面における酵素の活性に及ぼす、酸性リン脂質の添加効果などを検討した。その結果、PAや、やはり負電荷を膜にもたらす脂肪酸の添加によって、LOX活性が著しく変動することを見出した。また、これらのPAや脂肪酸の添加によって、リポソームにどのような変化が起こっているのかを動的光散乱、電子顕微鏡観察、P-NMR法によって分析した。その結果、脂肪酸の添加によってリポソーム膜の構造が壊れて、逆へキサゴナール構造をとり、膜の融合が促進されていたり、PAの添加によって、ごく小さいベシクルやミセル状の構造が新たに形成されていることが判明した。以上の結果により、構造脂質は生体膜の構造を修飾することにより、膜上における酵素反応を制御していることが示唆された。
化学反応器としてのマイクロバブルの可能性とその応用に関する研究

オゾンを用いたフォトレジスト除去技のため、ベンチュリ管式オゾンマイクロバブルの洗浄効果について研究を実施し、本研究で提案するシステムにより、流速およびオゾン水濃度の影響を強く受け、既存手法に比べて、約24倍高い洗浄速度を有することがわかった。ベンチュリ管内に水、空気および凝集剤を流した際の凝集剤の微粒化と濁水処理効果について、ベンチュリ管を通過させることで凝集剤の微粒化を実現し、効果的な凝集・沈降を実現した。凝集剤の輸送において、ベンチュリ管により生成された気泡の効果が示された。さらに、気泡、凝集剤、土砂間のゼータ電位が適切に作用することで濁水処理に効果を及ぼす可能性を示した。ベンチュリ管式微細気泡発生装置により発生した気泡の急激な膨張・収縮現象を化学反応器として活用し,(1)オゾンマイクロバブルによる半導体ウエハのレジスト除去技術の確立,および(2)大型貯水池濁水処理のための凝集剤の拡散技術の確立を行っている.(1)1ベンチュリ管にオゾンガスを流入させ,流動条件に対するオゾン水濃度を計測した.ベンチュリ管内の気泡挙動についても詳細に観察した.喉部で気液二相流の音速に達する条件では気泡の急激な膨張・収縮を伴う気泡の微細化が生じることを確認した.また,流動条件に対するオゾン水濃度を調べた結果,同一の気相体積流量比では液相流速の増加に伴って,また,同一の液相流速では気相体積流量比の増加に伴いオゾン水濃度が増加した.ストレート管に対して,ベンチュリ管出口ではオゾン濃度の顕著な増加が認められた.2回転円盤内の流動挙動をステレオPTV計測した.その結果,円盤型ノズルでは円盤外周部に渦構造が確認された.一方,円盤段差つきノズルでは渦構造が抑制されていることが明らかになった.(2)1アロフェンの微粒化技術の開発を目的とし,ベンチュリ管に水,空気およびアロフェンを流入させた際の管内流動挙動と,気泡およびアロフェンの径分布を計測した.さらに,ベンチュリ管のアロフェン径分布に及ぼす影響を調べるために,ベンチュリ管がない状態でも同様の計測を行った.気泡とアロフェンの径分布は,画像処理と,レーザ回折式微粒子径分布測定装置により計測した.その結果,アロフェンをベンチュリ管に通過させることで微粒化が確認された.アロフェンの微粒化には衝撃波の寄与はなく,せん断力や管形状に起因する圧力変動が寄与する可能性が示唆された.2凝集剤の拡散性能を明らかにするための準備として,沈降塔を設備した.これにより,拡散性能とともに,重力の影響を詳細に調査することが可能となる.(1)ベンチュリ管式オゾンマイクロバブルを用いたレジスト除去技術の確立,においてはベンチュリ管式微細気泡発生装置によるオゾンマイクロバブル水の生成,およびオゾン水濃度の計測を実施予定であった.これに対して,気相流速および液相流速の影響,また,ベンチュリ管とストレート管によるオゾン水濃度の影響を詳細に調査し,ベンチュリ管を用いることでオゾンガスを効果的に溶解できることを明らかにした.また,枚葉式スピン洗浄装置において,回転円盤内の流動挙動を可視化するための手段として,狭隘流れにおけるステレオPTV計測の準備を行う計画していた.これに対して,ステレオPTV計測を実現し,円盤間の渦構造について円盤の形状が重要な影響を及ぼすことを明らかにした.(2)大型貯水池濁水処理のための凝集剤拡散技術の確立,においては流動条件をパラメータにし,ベンチュリ管流出時のアロフェン粒子径を計測し,発生粒子径のマップを作成する計画であった.これに対して,液相見かけ流速および気相体積流量比をパラメータに,アロフェン粒子径分布を詳細に調べ,液相流速によらずベンチュリ管を介すことで微粒化が促進されることを明らかにした.同時に,計測上の問題点(ベンチュリ管を1回通過させる,あるいは複数回循環させる,計測位置の影響等)を明らかにすることができた.問題点や新たなパラメータを精査したため,粒子径のマップを作成するには至っていない.これについてはH28年度において引き続き実験を進める予定である.ベンチュリ管式微細気泡発生装置により発生したマイクロバブルの化学的,電気的特性を活用することを目的としている.(1)ベンチュリ管式オゾンマイクロバブルを用いたレジスト除去技術の確立.1円盤型および円盤段差付きノズルを作製し,オゾン水単相およびベンチュリ管式オゾンマイクロバブルにおけるレジスト除去効果について調査した結果,段差付きノズルの段差部分においてレジスト除去率が増加した.これはオゾン水単相およびオゾンマイクロバブルの両方において生じた.また,オゾンマイクロバブルの方が管出口におけるオゾン水濃度が増加し高い洗浄効果を有すことを示した.洗浄時間の増加や液相流速の増加に伴い,残存レジスト膜厚が減少することを明らかにした.ベンチュリ管式オゾンマイクロバブルによる洗浄は液相流速及びオゾン水濃度の影響を受け,既存手法に比べて数倍の高い洗浄速度を有すことが分かった.2回転円盤間内における流動挙動の詳細可視化を実施した.マイクロバブルは洗浄面に衝突した後,下流において渦状に流下する様子を明らかにした.これらの流動挙動はこれまでに実施した数値解析結果と整合していることを示した.(2)大型貯水池濁水処理のための凝集剤拡散技術の確立.

1ベンチュリ管にアロフェンと気液二相流を通過させ,アロフェンの微粒化を調べた結果,ベンチュリ管を一度通過することでアロフェンが10分間の超音波撹拌後と同程度まで微粒化することを示した.このアロフェンを模擬濁水に添加することで,土粒子の沈殿が促進され,水の濁りが改善された.また,土粒子の沈降速度は気相・液相流量,ベンチュリ管の有無に依存した.2アロフェンのζ電位計測を実施するための準備及び予備実験を行った,凝集剤の拡散性能を明らかにするため,可動式沈降筒評価装置を設備した.これにより,拡散性能を詳細に調査することが可能となる.(1)ベンチュリ管式オゾンマイクロバブルを用いたレジスト除去技術の確立においては,ベンチュリ管式微細気泡発生装置をこれまでに提案していた枚葉式スピン洗浄装置に組み込み,フォトレジスト除去性能について実験的に調査し,さらに回転円盤間における流動構造を明らかにする予定であった.これに対して,気泡発生装置の組み込みによるオゾンマイクロバブルを利用することで,高いレジスト除去効果を得ることを定量的に明らかにした.また,既存手法に比べて24倍と高い洗浄能力を有すことを示した.さらに,円盤間流動場を可視化することにより,これまで得られていた数値解析と同様の流動構造となることを実験から明らかにした.(2)大型貯水池濁水処理のための凝集剤拡散技術の確立においては,H27年度に引き続き流動条件をパラメータにし,ベンチュリ管流出時のアロフェン粒子径をレーザ回折・散乱法により計測した.高流速条件において,ベンチュリ管を介さない条件ではアロフェン径分布のピークが約300μmであったのに対し,ベンチュリ管を介すことでこれが8μmとなり,ベンチュリ管を通過することでアロフェンが微粒化することを示した.また,ベンチュリ管通過回数の影響についても調査した.さらに,沈降筒を用いた濁水処理実験を実施し,ベンチュリ管を用いないアロフェンと,ベンチュリ管を介して微細化したアロフェンを投入した場合の濁度の変化を調査した.この結果,ベンチュリ管を介した場合の方が濁度の低下が促進される結果を得た.アロフェンと微細気泡間の相互作用を明らかにするために.ゼータ電位計測システムと可動式沈降筒評価装置を準備した.(1)ベンチュリ管式オゾンマイクロバブル(MB)を用いたレジスト除去技術の確立.1円盤型および円盤段差付きノズルを作製し,オゾン水単相およびベンチュリ管式オゾンMBにおけるレジスト除去効果について調査した結果,オゾン水単相およびオゾンMB両方で段差付きノズルの段差部分においてレジスト除去率が増加した.オゾンMBの方が管出口におけるオゾン水濃度が増加し高い洗浄効果を有すことを示した.洗浄時間の増加や液相流速の増加に伴い,残存レジスト膜厚が減少することを明らかにした.ベンチュリ管式オゾンMBによる洗浄は液相流速及びオゾン水濃度の影響を受け,既存手法に比べて数倍の高い洗浄速度を有すことが分かった.油脂洗浄への効果も確認した.2回転円盤間内における流動挙動の詳細可視化を実施した.MBは洗浄面に衝突した後,下流において渦状に流下する様子を明らかにした.この流動挙動はこれまでに実施した数値解析結果と整合していることを示した.(2)大型貯水池濁水処理のための凝集剤拡散技術の確立.
エンドトキシン耐性誘導による外科侵襲反応の軽減―交感神経及び細胞内cAMPの関与

ExTを誘導する際にβ-blockerを用いると耐性誘導が抑制されることがin vivoとin vitro studyで認められたことからβ受容体がExTの機序に関係することが示唆されたため,β受容体のどのサブタイプが関与しているかを,RAW264 cell lineを用いて調べた.1,細胞にLPS 10ngを加えて24時間培養した(LPS前投与)後,LPS 100ngを暴露すると,対照群と比較してTNFα濃度は減少し,ExT誘導が獲得された.2,LPS前投与時にβ1-blockerまたはβ2-blockerを加えて,Saline投与と比較したところ,各群間で有意差は認めなかった.つまり,今回の実験ではExTに関与するβ受容体サブタイプを同定することは出来なかったが,阻害剤の種類の問題もあり,ノックアウトマウスを用いた研究など更なる詳細な実験が必要であると思われた.実験2 ExT誘導における細胞内cAMPの関与ExT誘導には細胞内シグナル伝達経路が密接に関係していると言われているが,細胞内cAMPとの関係についての報告は少ないため,ExT誘導時に細胞内cAMP濃度を変化させることにより,誘導の程度が変化するかどうかを調べた.1,RAW264 cellにLPS 10ngを加えて24時間培養し,その際にcAMP phosphodiesterase阻害剤であるRolipramを同時に加えることにより,cAMP濃度を上昇させたところ,培養液上清中のTNFα濃度は対照群と比較して有意に低下した.2,引き続きその細胞にLPS 100ngを暴露すると,3,6,24時間後のTNFα濃度はRolipram投与群にて有意に上昇した.つまりExT誘導が抑制されたことを示唆する.以上からExT誘導にcAMPが関与していることが示された.ExT誘導に交感神経系が関与するという先のラットのin vivo実験を発展させ,このことが細胞レベルでも認められるかどうか,RAW264cell lineを用いて調べた.1)細胞にLPS10ngを加えて24時間培養した(LPS前投与)後,LPS100ngに暴露すると,Saline前投与と比鮫して培養液中のTNFα,IL-6濃度は減少し,ExTが成立した.2)細胞にカテコラミンを加えてLPS前投与を行うと,ExT誘導が促進した.3)LPS前投与にさらにβ-blockerを加えるとExTの誘導が低下した.4)IL-10漉度はすべての群で測定感度以下であった.結論:1)ExT誘導に交感神経系はβ受容体を介して関与している;2)IL-10の関与はない.実験2.ExT誘導による手術侵襲反応軽減の試みExTを誘導することにより手術侵襲反応を軽減することが出来るか,ラットで調べた.Wistar系雄性ラットを用いて,LPSを2日間,腹腔内投与し,ExTを誘導した(LPS群).LPSの代わりに生理食塩水を投与したラツトをSal群とした.この方法でExTが誘導されるのを確認した(TNFα産生抑制を指標)うえで,上記の2群を手術侵襲の有無でさらに2つに分けた.最初のLPS投与から5日目に頚静脈カニュレーションと開腹,腎切開縫合術をおこなった.カニュレーションのみを行った群をSham群とした.侵襲度(血漿IL-6, AST濃度)と蛋白代謝(手術後7日間にわたる窒素平衡)の評価をした.1)手術侵襲により増加した血漿IL-6濃度,AST濃度は,LPS前投与で減少した.2)手術侵襲で窒素平衡は明らかに不良となったが,LPS前投与により改善した.結論:ラットにおいてExと手術侵襲とは交叉耐性をおこす.ExTを誘導する際にβ-blockerを用いると耐性誘導が抑制されることがin vivoとin vitro studyで認められたことからβ受容体がExTの機序に関係することが示唆されたため,β受容体のどのサブタイプが関与しているかを,RAW264 cell lineを用いて調べた.1,細胞にLPS 10ngを加えて24時間培養した(LPS前投与)後,LPS 100ngを暴露すると,対照群と比較してTNFα濃度は減少し,ExT誘導が獲得された.2,LPS前投与時にβ1-blockerまたはβ2-blockerを加えて,Saline投与と比較したところ,各群間で有意差は認めなかった.つまり,今回の実験ではExTに関与するβ受容体サブタイプを同定することは出来なかったが,阻害剤の種類の問題もあり,ノックアウトマウスを用いた研究など更なる詳細な実験が必要であると思われた.実験2 ExT誘導における細胞内cAMPの関与ExT誘導には細胞内シグナル伝達経路が密接に関係していると言われているが,細胞内cAMPとの関係についての報告は少ないため,ExT誘導時に細胞内cAMP濃度を変化させることにより,誘導の程度が変化するかどうかを調べた.1,RAW264 cellにLPS 10ngを加えて24時間培養し,その際にcAMP phosphodiesterase阻害剤であるRolipramを同時に加えることにより,cAMP濃度を上昇させたところ,培養液上清中のTNFα濃度は対照群と比較して有意に低下した.2,引き続きその細胞にLPS 100ngを暴露すると,3,6,24時間後のTNFα濃度はRolipram投与群にて有意に上昇した.つまりExT誘導が抑制されたことを示唆する.以上からExT誘導にcAMPが関与していることが示された.
球車輪式全方向自在移動車の開発

本研究では、モータの駆動電源及び制御装置、パソコンへの電源は、搭載したバッテリー(12Vx2台)から供給し、搭乗者のキーボード操作により自在に操縦できる完全自走式の球車輪式全方向自在移動者の開発を行った。球車輪の配置は自転運動も可能な並列8球式を採用したが、総重量200Kgに耐え得る球車輪は、アルミ鋳造により製作し直径120mmと大型化したが、内部を空洞にし軽量化も計った。球体の外表にはゴムチューブを接着し、タイヤの接地性とグリップの確保を行った。車体はサスペンション機能を持たせるため二重構造とした。4組の球車輪ユニットを一枚の柔軟なアクリルベース板に配置し、走行面の多少の凹凸にも対処出来るようにし、そのベース板上に剛性のあるアクリルボデー板をスペーサを介して外周で固定した。搭乗者及び搭載物(バッテリー、インバータ、制御装置、パソコン、いす、テーブル)はボデー板上に配置を行った。室内の実験で最高速度は300mm/secとしたが急発進、急停止を避けるために加速、減速の制御も出来るようにソフトウエアを作成した。試作した移動車の運動の特性を性能試験した結果、搭乗したまま姿勢を一定にし、直ちに全方向に移動できる機能と自転運動により任意の方向に姿勢変換できる機能とを合わせ持った機動性の優れた移動車であることを確認することが出来た。しかしながら二つの不完全球体が交互に接地するときの振動制御の効果や、球車輪の工作精度やゴムタイヤの接着技術等に未解決の難点も多く定量的なデータ分析には至らなかった。今後は乗用性能の向上を計るとともに、各種センサを装備し走行時におけるリアルタイムな外部情報をフィードバックし、知能化された走行ロボットとして応用を広げたいと考えます。
マウス表皮細胞から角膜上皮細胞への形質転換に関わる因子の検討

自己の表皮細胞から角膜上皮細胞への形質転換が可能となれば角膜再生医療は飛躍的に進歩すると考えられる。我々は、角膜特異的分化マーカーであるサイトケラチン12(K12)の発現により緑色蛍光タンパク質(GFP)を発現するTgマウス(K12Cre/ZEGマウス)由来の表皮細胞と野生型マウスの強角膜片を用いた器官培養を行い、マウス表皮細胞から角膜上皮様細胞への形質転換が可能であることを示した。さらに免疫組織学的検討を行い、角膜周辺部(輪部)の細胞外基質または輪部由来液性因子がK12の発現誘導または上皮細胞の分化運命決定に重要な役割を担っていることを明らかにした。自己の表皮細胞から形質転換した角膜上皮細胞は、培養角膜上皮移植における有用な細胞源となる可能性がある。本課題の目的は形質転換に関与する因子の決定であり、22年度の研究ではまず、マウス表皮細胞(MKC)を用いた形質転換モデルの作製を試みた。角膜特異的分化マーカーであるケラチン12(K12)の発現によりGFPを発現するK12Cre/ZEGマウス由来のMKCを無血清培地(CnT-07)で培養し、プラスチック、羊膜、またはWTマウス(C57BL/6)より摘出した角膜実質上に播種(1x10^4/cm^2)、Ca^(++)(0.4mM)を添加した無血清培地(CnT-30)またはSHEM(5%FBS)で4日間培養後、GFPの発現を蛍光顕微鏡で確認した。その結果、角膜実質上に播種したK12Cre/ZEGマウス由来の細胞にGFPの発現が認められた。これらGFP陽性細胞は角膜周辺部に集中して存在した。GFPの発現は無血清培地またはSHEMのどちらの培地を用いた場合にも認められた。一方で、プラスチック上、羊膜上ではGFP陽性細胞は認められなかった。また、これらの環境でMKCを正常角膜上皮細胞と混和して培養した場合にもGFPの発現は認めなかった。以上のことから、MKCが、K12を発現する角膜上皮様細胞に形質転換可能であることが示唆された。形質転換は角膜周辺部の細胞外基質または輪部由来液性因子が必要であり、また、角膜上皮細胞の刺激だけでは誘導されない可能性が示唆された。現在、形質転換効率の定量を試みているところである。今後、遺伝子発現解析アレイ(affimetrix)を用いた解析を行うことで、形質転換に関与する因子の同定を行うことが可能であると考えられる。近年の再生医療の進歩には目覚ましいものがある。中でも角膜上皮の再生医療は他分野に先駆け臨床応用が行われ、かつて難治とされた療痕性角結膜疾患においても良好な治療成績が報告されている。一方で、利用できる細胞源が極めて限られていることが本法の問題点の一つである。皮膚はヒトの持つ最大の器官であり、細胞の採取も比較的容易であることから、自己の表皮細胞から形質転換した角膜;上皮細胞(auto)を用いることが可能となれば、角膜再生医療は飛躍的に進歩すると考えられる。本年度の研究において我々は、角膜上皮細胞の特異的分化マーカーであるサイトケラチン12(K12)の発現により緑色蛍光タンパク質(GFP)を発現するTgマウス(K12Cre/ZEGマウス)由来の細胞を用いてマウス表皮細胞から角膜上皮様細胞への形質転換が可能であるかどうかを明らかにし、形質転換が可能な培養モデルを確立、さらに本培養系を用い、形質転換に関わる因子について検討を試みた。本研究の成果としてまず、K12Cre/ZEGマウス由来の表皮細胞と野生型マウスの強角膜片を用いた器官培養により、マウス表皮細胞から角膜上皮様細胞への形質転換が可能であることを明らかにした。また、免疫組織学的検討を行い、角膜周辺部(輪部)の細胞外基質または輪部由来液性因子がK12の発現誘導または上皮細胞の分化運命決定に重要な役割を担っていることを明らかにした。我々の最終的な目標は、重症角膜輪部機能不全症候群への臨床応用であるが、臨床においては詳細な組織学的検証は困難であり、動物モデルの確立は臨床応用を成功させるために欠かせない。本研究の成果により、ヒト臨床応用の基礎となる動物モデルを作製出来たことで、今後の角膜上皮再生医療の発展に大きく貢献するものと考えられる。
繁殖期における海鳥の帰島時刻および帰島開始時刻に関わる制約

本研究の目的は、外洋性鳥類であるオオミズナギドリが餌場である海から営巣地である島に戻り始めるタイミングや島に到着するタイミングが、どのような要因に左右されているかを明らかにすることである。岩手県下閉伊郡山田町船越大島にあるオオミズナギドリの繁殖地で、育雛中の親鳥16羽にGPSデータロガー(Technosmart社製、イタリア)を装着した。このロガーは各時点での緯度経度を誤差数mの精度で記録する。装着から約1週間後に回収作業を開始し、供試個体の再捕獲とロガーの回収を行った。これにより、採餌トリップ中の経路データを取得することができた。実験で得られたデータは現在解析中で、自然環境下での親鳥の帰島行動の特性を明らかにしていくことを目指している。さらに、親鳥が島に戻る適切なタイミングを知る手がかりやナビゲーションメカニズムを明らかにすることを目的に、GPSロガーを装着した親鳥15羽を人為的に島から約130km離れた沖まで船で運び、放鳥する実験を行った。放鳥地点は島の北東、東、南東の3パターン設定した。放鳥後は島で待機し、戻ってきた放鳥個体を再捕獲してロガーを回収した。強制的に条件を変えた場合の帰島経路データを時間・空間両方の観点から解析することで、野生の海鳥の帰島メカニズムの解明を目指す。これまでの実験で得られた移動経路データから、オオミズナギドリは日没後数時間以内に繁殖地に到着できるよう、島へ戻り始めるタイミングを遠くにいるときほど早めていたことが明らかとなった。このような移動タイミングの先見的な調整がなぜ行われているのかに着目してデータを解析した結果、島に帰るオオミズナギドリは、夜間の洋上移動を避けようとしていたことが示唆された。つまり、日没までに洋上移動を終えるために、島までの距離に応じて帰り始める時刻を調節していた可能性が高い。野外実験によるデータの取得および得られたデータの解析を問題なく進めることができた。これまでに取得した全データを総合的に解析し、本研究課題の成果を学術論文にまとめ、発表する。岩手県下閉伊郡山田町船越大島にあるオオミズナギドリの繁殖地で、育雛中の親鳥20羽にGPSデータロガー(Technosmart社製、イタリア)を装着した。時刻が帰島行動に与える影響を調べるため、放鳥時刻は日中、日没時刻、夜間の3パターン設定した。これまでの実験で得られた移動経路データから、オオミズナギドリが日没後数時間以内に島へ到着できるよう、島へ戻り始めるタイミングを島までの距離に応じて調節していることが明らかとなった。このような移動タイミングの先見的な調整は、人間以外の動物でこれまでに報告されたことがなかった。この知見を論文にまとめ、国際学術誌Animal Behaviourに発表した。

これまでの実験で得られた移動経路データから、オオミズナギドリは日没後数時間以内に繁殖地に到着できるよう、島へ戻り始めるタイミングを遠くにいるときほど早めていたことが明らかとなった。このような移動タイミングの先見的な調整がなぜ行われているのかに着目してデータを解析した結果、島に帰るオオミズナギドリは、夜間の洋上移動を避けようとしていたことが示唆された。つまり、日没までに洋上移動を終えるために、島までの距離に応じて帰り始める時刻を調節していた可能性が高い。2011年3月に起きた震災の影響で、岩手県にある実験地での調査の実施が危ぶまれたが、地元の漁師さんや共同研究者の協力により、予定していた実験をすべて遂行することができた。野外実験によるデータの取得および得られたデータの解析を問題なく進めることができた。本年度も親鳥の採餌トリップ中の移動経路データを取得するとともに、昨年とは異なる地点からの放鳥実験を実施する。これまでに取得した全データを総合的に解析し、本研究課題の成果を学術論文にまとめ、発表する。
形式言語の分布学習の理論の深化

平成29年度に引き続き,Clarkの定義したcongruentialという性質を満たす文脈自由文法の持つ性質について調べた。与えられた2つの文脈自由文法G1とG2がcongruentialであるという仮定のもとで,G1とG2が等価であるかどうかをアルゴリズムにより判定することができることをすでに示していたが,さらに,与えられた1つの文脈自由文法Gが決定性である(決定性プッシュダウンオートマトンに対応する)という仮定のもとで,Gがcongruentialであるかどうかをアルゴリズムにより判定することができることの証明を完成させた。また,congruentialの定義を一般化したk-congruentialという概念が,言語生成能力においてはcongruentialと等価であることを示した。次に,Clarkの定義した代入可能性という性質を満たす言語についていくつかの性質を調べた。言語Lが代入可能であるとは,文字列xと文字列yがLにおいてある文脈を共有するとき,xとyはLに関して合同である(常に一方を他方で置き換えることができる)という条件が成り立つことをいう。ここで,Clarkの定義ではxとyが空でない文字列であったが,これを任意の文字列とすると,より厳しい条件になる。この2つの条件が実質的に異なることを確かめた。次に,言語Lが代入可能であるための十分条件をLのsyntactic semigroupがcancellativeであるという条件を使って与えた。また,無駄な非終端記号を含まない文脈自由文法Gの生成する言語L(G)が代入可能であるとき,Gがweak 1-FCPを持つための条件とGがweak 1-FKPを持つための条件を整理した。より厳しい代入可能性のもとでは2つの性質は無条件に成り立つが,Clarkの定義のもとでは空の文字列に関するある条件が必要である。文脈自由文法に関する条件であるcongruentialityと,言語に関する条件である代入可能性についていくつかの基本的な性質について整理する以外の成果をあげることができなかったが,その理由は,研究代表者の勤務先変更による環境の変化により,本研究に十分な時間を費やすことができなかったことである。平成31年度は,まず,文脈自由文法の決定可能な部分クラスで,正規言語との共通部分をとる演算に対応する文法に対する操作について閉じているものについてもう少し調べてみる予定である。さらに,研究計画当初に予定していた研究に着手する。FKPやFCPの概念を一般化した性質について,それらを満たす文脈自由文法を持つ言語のクラスがFKPやFCPに対応するクラスと比べてどの程度広いのかを解明する。また,文脈自由でない文法形式に対しても成り立つようなFKPやFCPの定義はどのようなものが適切か,考察する。連携研究者の東北大学の吉仲を訪問する機会をなるべく多くとり,研究の遅れを取り戻すように努力する。当初の予定を変更して,分布学習のアルゴリズムが有効であるような文脈自由言語のクラスについて,よく知られた閉包性が成り立つかどうかという問題にまずとりかかることにした。分布学習が有効なクラスには,大きく分けてFKPを満たす文法を持つ言語からなるクラスとFCPを満たす文法を持つ言語からなるクラスの2種類があるが,FKPには強いバージョンと弱いバージョンがあり,FCPには強いバージョン,弱いバージョン,さらに弱いバージョンの3つの定義がある。正規演算,正規言語との共通部分,準同型写像,準同型写像の逆像については,強いバージョンのFKP/FCPを満たす文法の両方を持つ言語からスタートしても,これらの演算を施した結果できる言語に対しては,もっとも弱いバージョンのFKP/ FCPが成り立たなくなることがあることがわかった。次に,正規言語との共通部分をとる演算について,演算の結果がFKP/FCPを満たすことを保証するようなもとの文法に対する条件をいくつか考案した。続いて,FKPを持つ文法クラスの部分クラスとなることが知られているClarkの意味でのcongruentialな文法,さらにその部分クラスであるpre-NTS文法に注意を向けた。pre-NTS文法は正規言語との共通部分をとる演算について閉じており,2つのpre-NTS文法が与えられたときにそれぞれが生成する言語が等しいかどうかを判定するアルゴリズムが存在することが知られている。congruentialな文法に対しても同様に正規言語との共通部分をとる演算について閉じていることが示せた。そして,pre-NTSに対するアルゴリズムを修正して,congruentialな2つの文法が与えられたときにそれぞれが生成する言語が等しいかどうかを判定するアルゴリズムを与えることができた。当初の予定では,FCPとFKPの概念を包含するより一般的な概念について調べたり,FCP/FKPを文脈自由でない文法フォーマリズムに対して拡張したりする研究に取り組むはずだったが,平成28年度3月に行った研究発表に対する聴衆の反応に触発されて別の問題(FCPやFKPに関する閉包性の性質)に先に取り組むことにしたため,当初の計画は進展していない。しかし,実際に取り組んだ別の問題も,大きな目で見てこの研究課題にとって非常に重要であり,得られた成果は有益であった。研究が予定よりも遅れているもう一つの理由は,研究代表者の所属研究期間変更にともなういろいろな準備に時間を取られ,この研究課題に対して予定していた時間を割くことができなかったことにある。

与えられた2つの文脈自由文法G1とG2がcongruentialであるという仮定のもとで,G1とG2が等価であるかどうかをアルゴリズムにより判定することができることをすでに示していたが,さらに,与えられた1つの文脈自由文法Gが決定性である(決定性プッシュダウンオートマトンに対応する)という仮定のもとで,Gがcongruentialであるかどうかをアルゴリズムにより判定することができることの証明を完成させた。また,congruentialの定義を一般化したk-congruentialという概念が,言語生成能力においてはcongruentialと等価であることを示した。次に,Clarkの定義した代入可能性という性質を満たす言語についていくつかの性質を調べた。言語Lが代入可能であるとは,文字列xと文字列yがLにおいてある文脈を共有するとき,xとyはLに関して合同である(常に一方を他方で置き換えることができる)という条件が成り立つことをいう。ここで,Clarkの定義ではxとyが空でない文字列であったが,これを任意の文字列とすると,より厳しい条件になる。この2つの条件が実質的に異なることを確かめた。次に,言語Lが代入可能であるための十分条件をLのsyntactic semigroupがcancellativeであるという条件を使って与えた。また,無駄な非終端記号を含まない文脈自由文法Gの生成する言語L(G)が代入可能であるとき,Gがweak 1-FCPを持つための条件とGがweak 1-FKPを持つための条件を整理した。より厳しい代入可能性のもとでは2つの性質は無条件に成り立つが,Clarkの定義のもとでは空の文字列に関するある条件が必要である。文脈自由文法に関する条件であるcongruentialityと,言語に関する条件である代入可能性についていくつかの基本的な性質について整理する以外の成果をあげることができなかったが,その理由は,研究代表者の勤務先変更による環境の変化により,本研究に十分な時間を費やすことができなかったことである。平成30年度は,FKPを持つ文法の部分クラスで,正規言語との共通部分をとる演算について閉じているものについてもう少し詳しく調べてみる計画である。Clarkが教師付き学習のアルゴリズムを考案したcongruentialな文脈自由文法のクラスが正規言語との共通部分について閉じており,等価性判定問題が決定可能であることを証明することができたが,同様に正規言語との共通部分をとる演算についていて閉じているFKPのいくつかの部分クラスについて,等価性判定問題が決定可能になるか調べる。また,このような文法に対する制限が,文脈自由文法の性質として決定可能であるか,わかっていない。pre-NTSについては,長年の未解決問題として残っている。入力となる文脈自由文法が決定性であるという保証がついていれば,congruentialityについては決定可能であると考える理由がある。pre-NTS文法のクラスとその他のクラスに対して,同様の性質が成り立つか調べる。これらの問題について一区切りがついた段階で,当初計画していた研究に着手する計画である。
内部観測にもとづくゲーミング・シミュレーションでの役割体験の評価に関する研究

ゲーミングでのプレイヤーの役割体験評価として,内部観測(プレイヤーの行動を外からではなく,ゲーミング設計者およびプレイヤーのいだく意識や態度に着目)によって再評価する.特に予想外の出来事に注目し,従来の外部観測にもとづく実証的方法との比較を行った.題材として農業ゲームの作成に関わるゲーミングを実施し,ゲーム設計者(役割体験者)の意識の変化を追うことで,農業ゲームのもつ教育効果の包括的枠組みが構築できた.本研究では,役割体験型ゲーミング・シミュレーションにおける参加体験の評価を,内部観測にもとづく評価枠組を用いて統計学的な実証的分析ではなく,「予想外の出来事」に対する役割体験者の意識や態度について,いくつかの事例研究を通して再評価をすることが目的であった.初年度は評価枠組みの理論構築を行い,ゲーミングにおいて役割演技における「役割」とは何かに関する概念整理の必要性に迫られた.そこで最終年度(24年度)は,役割を外部から与えられるものに限定せず,プレイヤー自ら自発的に演じるものまで含めることにした.今回の研究で行ったゲーミング実験は2つである.一つは,農業ゲームをデザインをする「役割」とその農業ゲームをプレイする「役割」について,農業に関わる教育的効果を測ることを通して,予想外の事柄に着目しながら評価を行った.農業への関心や知識については,ゲームをデザインをする被験者の方が教育効果が高いことが実証的に示されたが,作成する農業ゲームの種類では,ゲーム形式が緩いほうが農業への関心度が高まるという予想外の結果が得られ,また,農家調査を実施したデザイナーは必ずしも実際の農業者への理解が高まるわけではないという結果も得た.2つ目の実験は、地域特産品のブランド化戦略として,特産の品が誕生するまでの物語を作成し,それを読ませる環境と読み聞かせる環境で,特産品への評価の変化を測るものである.後者の方が購買行動が高まるという仮説があったが,単純にはそうではなく,後者が優位なのは地元への「共感」の高まりというものであった.地域経済戦略としては意味のない結論にみえるが,実はそうではなく,地域ブランドへの共感は地域外からのニーズに合わせようとする際に生じる地域住民のストレスを小さくする効果があるのかもしれない.以上の実験から,ゲーミングでの役割と予想外の事柄の評価について,一定の研究成果が得られた.ゲーミングでのプレイヤーの役割体験評価として,内部観測(プレイヤーの行動を外からではなく,ゲーミング設計者およびプレイヤーのいだく意識や態度に着目)によって再評価する.特に予想外の出来事に注目し,従来の外部観測にもとづく実証的方法との比較を行った.題材として農業ゲームの作成に関わるゲーミングを実施し,ゲーム設計者(役割体験者)の意識の変化を追うことで,農業ゲームのもつ教育効果の包括的枠組みが構築できた.内部観測の理論整理について,数学的形式化については連携研究者の兼田と,実践的なゲーミングでの当てはめや評価の方法論については井門と検討し,おおまかな評価枠組みを構築した.前者では,不連続な過程を扱うために代数学的理論が有効であった.また後者では,ゲーミングの実例にもとづく発言内容や質問紙調査では捉えきれない情報をどう扱うかを問題として取り上げた.さらに,役割演技をするプレイヤーにとって「予想外」の出来事について,彼らの態度変容を,オースティンの発語内行為論から計量する方法を考案した.それによって異文化理解ゲーミングのRafaRafaやBafaBafaについて評価を試み,異文化に対する思考実験では得られない予想外の出来事を見出し,内部観測による評価の必要性を確認した.次年度でのゲーミング実験に備え,都市郊外の地域農業を持続的なものにするための地域づくりについて,山形市南部を選定し,地域農業者の属性,地域コミュニティ,圃場の整備状況などの調査を行い,外部者による提案型ゲーミングの設計を終えた.研究報告は,日本環境共生学会,日本シミュレーション&ゲーミング学会,および日本計画行政学会の各全国大会で報告した.内部観測の理論的説明に少し苦労したが,ゲーミング結果の記述ではなく,プレイヤーの行為過程を評価するものとして概ね好評であった.研究途中において,役割演技ゲーミングは,サイコドラマのような心理療法目的や教育目的のものだけではなく,音楽演奏ゲーミングといったフロー経験も考慮に入れる必要があることを認識し,この点に関してゲーミングの評価の有効性への可能性について検討する必要に迫られた.ここでは役割とは何か,さらに役割演技の概念を捉えなおす必要が出てきた.最初に大震災の影響で想定外の新学期の雑務が生じ,研究環境の回復に時間を要したため,研究の開始が初夏にずれ込んだことで3ヶ月程度の遅れが出ている.また,役割演技ゲーミングにおける「予想外」の出来事を捉える際に,プレイヤーの役割とは何かを自らどのように認識しているのか,無意識なのか,あるいは役割を持たないと考えるべきなのかについて,社会学的な観点以外から捉えなおすという,新たな課題が生まれた.内部観測の観点では,プレイヤーの役割認識の様式は大変重要である.現在では,若干の遅れに留まっているが,研究費が基金化された恩恵を受け順調に終了できるものと確信している.役割とは何か,さらに役割演技の概念を捉えなおすには,これまで社会学的研究とされた"役割"の概念をその内面から捉えようとするマドベイチェクの生態学的妥当性が参考になる.次年度のゲーミングの題材として,パーソナルブランディングという現代の情報社会の人々の振る舞いに着目して討論システムによるゲーミングの設計を行い,内部観測の観点からの評価枠組みを精緻化する.役割演技を内部観測から分析するのに好都合の題材と考えている.また,発語内行為を,情報のやりとり,意思や意見表明,相手への応答,議論の支配,感情表出という分類軸を作成して実際に評価を試みる.

この研究を始める直前に東日本大震災が起きたが,このような災害後の人々の内面的な態度変容と実際の災害ゲーミング実験での態度変容の比較を,前者は調査による研究によって試みる.(調査分析補助、学会報告のための旅費)パーソナルブランディング実験を,現代のネット社会を実験室で実現して実施し,ネットでの発言を発語内行為として追う.(実験参加者への謝金、会場費、学会報告のための旅費)農業地域づくりでのゲーミングは山形市で行う.会場費,調査のための人件費,参加者への謝金,学会報告のための旅費)研究報告については,まず地域環境学関係の国際学会に参加する.東日本大震災を一つの擬似的なゲーミングとみなしたときの内部観測的な観点からの評価,パーソナルブランディング実験の結果報告,および農業地域づくりでの気づきを促す実験結果である.
地方定住圏計画と地域住民の対応-石川県能登中部モデル定住圏の場合-

都市と村落を対象とする社会学が、個別科学と12独自の社会学的蓄積を行なってきたことは周知のところである。しかし、今日の地域社会を考えてみる時、もはやこうした個別科学だけで対処することは不可能になってきている。私たちが定住圏に関心を持ったのも、そこに都市と村落の関係性を見るからに他ならない。定住については、村落における、主要に跡とりによる世帯の継承=定住と、村落から流出した後の郡市での定住とが考えられよう。そして、この二様の定住の考察は、広義での社会構造に関わる面と地域政策に関わる面とがあり、両者の検討は、単位としての集団から析出された住民一人一人の具体的生活を浮かびあがらせる。村落においてもそうである。以下、調査研究を通じて発見された事実について、簡単に列記する。1.広く社会構造について。北陸地域に根強く残存している万雑も、その今日的形態は農村、漁村においてそれぞれ異なった様相を示し、漁村地域においてその変容が激しい。ということは、構造の変動と関わる。地区リーダー層の分析に際しても、伝統と現代の重層化した形態を見ることができる。2.家に関する意識も変化し、観念的・象徴的な面と現実的・実態的な面とが錯綜している。3.村落の側からは、住民は自分たちの住む地域を「遅れている」としながらも、他面定住指向は強い(年齢による差あり)。社会統合のレベルで弛緩がみられる時、住民は、働く場の確保への要求が強くなる。しかし、政策と住民の希望との間にしばしばズレも存在している。4.定住圏での諸施策について、住民が十分理解しえていないものも多く存在している。また知っていても、自分たちの具体的な生活との関連で考える時、評価の面でかなり差が存在している。5.「遅れている」とする地域で、日常性に埋没することなく、自発的な取りくみも現われてきている。いかにそれを助長するか、今後の課題として残されている。
四官能有機ゲル化剤の自己組織化を利用した高性能超分子複合材料の創製

ペンタエリスリトールとカプロラクトンの反応により末端OH四官能カプロラクトンオリゴマー(Tetra-OH-CLO)を合成し,さらに無水コハク酸,無水フタル酸,テトラクロロ無水フタル酸の反応により末端カルボン酸誘導体(Tetra-SA-CLO, Tetra-PA-CLO, Tetra-TCPA-CLO)を合成し,Tetra-OH-CLOとニコチン酸の反応により得られる末端ピリジン誘導体(Tetra-NA-CLO)との混合物の有機溶媒中でのゲル化挙動を調べた。その結果,いずれの混合物もDMF中で15°C付近にゾル-ゲル転移温度をもつ水素結合型熱可逆性オルガノゲルになることを確認した。その成果はJournal of Colloid and Interface Science, 404, 8-15 (2013) (Impact Factor:3.17)に公表した。当初予定のスルホン酸末端誘導体も合成したが,非常に不安定であったので,二官能スルホン酸を新たに合成し,Tetra-NA-CLOと組み合わせることにより同様にゲル化することを確認した。また,スルホン酸末端ポリシルセスキオキサンを合成し,Tetra-NA-CLOと相互作用させることによりイオン相互作用型有機-無機ハイブリッドを合成することにも成功している。これらの研究を発展させ,Tetra-OH-CLOからマレイミド末端とフラン末端誘導体を合成し,Diels-Alder反応による熱可逆性オルガノゲルの形成にも成功した。これらの成果はPolymer, 54,3206-3216(2013)(Impact Facto:3.38)に公表した。さらに最近Tetra-SA-CLO, Tetra-PA-CLOと水酸化カルシウムを反応させることにより40から90°Cにゾルーゲル転移温度をもつアイオノマーゲルの作製にも成功し学会発表する予定である。昨年度に合成した末端OH四官能カプロラクトンオリゴマー(Tetra-OH-CLO)と無水コハク酸,無水フタル酸の反応により得られる末端カルボン酸誘導体(Tetra-SA-CLO, Tetra-PA-CLO)に加えて,Tetra-OH-CLOとテトラクロロ無水フタル酸の反応により新規カルボン酸末端誘導体(Tetra-TCPA-CLO)を合成し,Tetra-OH-CLOとニコチン酸の反応により得られる末端ピリジン誘導体(Tetra-NA-CLO)との混合物の有機溶媒中でのゲル化挙動を調べた。その成果はJournal of Colloid and Interface Science (Elsevier, Impact Factor:3.1)に受理され印刷中となっている。スルホン酸末端四官能カプロラクトンオリゴマーについても合成条件を見直し,2種類の環状スルホン酸エステルとTetra-OH-CLOの反応により純度の高い生成物を得ることに成功した。Tetra-NA-CLOと組み合わせイオン相互作用型熱可逆性オルガノゲルとなることを確認した。これらの成果は本年5月に行われる高分子学会年次大会で発表する予定であり,後者の成果は既にPolymer (Elsevier, Impact Factor:3.3)に受理され印刷中となっている。

ペンタエリスリトールの四つのヒドロキシ基を開始点としてカプロラクトンの開環重合を行い末端OH四官能カプロラクトンオリゴマー(Tetra-OH-CLO)を合成した。得られたTetra-OH-CLOに無水コハク酸(SA)または無水フタル酸(PA)を反応させ二種類の末端カルボン酸四官能カプロラクトンオリゴマー(Tetra-SA-CLOまたはTetra-PA-CLO)を合成した。さらにTetra-OH-CLOにニコチン酸を反応させ末端ピリジン四官能カプロラクトンオリゴマー(Tetra-NA-CLO)を合成した。得られた新規化合物はすべて1H-NMR, IR, GPCなどにより構造確認を行った。また,Tetra-OH-CLOと環状スルホン酸エステル類の反応により末端スルホン酸四官能カプロラクトンオリゴマー(Tetra-SO3H-CLO)を合成したが,非常に不安定でありこの化合物の利用は断念した。結果として合成に成功したTetra-NA-CLOとTetra-SA-CLOまたはTetra-PA-CLOを各種有機溶媒を用いて混合し,超分子的型相互作用に基づくゲル化能について検討した結果,いずれの組み合わせにおいてもDMFを溶媒として用いた場合にゲル化が起こることが確認できた。また,ゲルおよび乾燥したキセルゲルのFT-IRスペクトルを測定することにより,カルボン酸とピリジンの水素結合性相互作用があることが判明した。これらの成果は2012年5月の高分子学会年次大会において発表する予定であり,現在Polymer誌に投稿準備を進めている。次の段階として光硬化性樹脂を四官能ゲル化剤に添加して硬化させる予定であるが,その基礎検討として,光硬化性植物油のオルガノゲルの形成と硬化物の物性を評価した。この結果は2011年11月のポリマー材料フォーラムで発表し,Polymer Journal誌に公表した。当初目標としていた酸性と塩基性官能基をもった四官能オリゴマーはすべて合成することができ,それらを組み合わせることにより熱可逆的オルガノゲルの形成や相互作用も評価することができたので,当初の目標は達成された。さらに,研究を進めることにより当初は予定していなかったイオン相互作用型有機-無機ハイブリッドやDiels-Alder反応型熱可逆性材料も開発することに成功していることから,当初の計画以上に順調に研究が進んでいる。当初目標としていた化合物はすべて合成することができた。ただし,スルホン酸末端四官能カプロラクトンオリゴマー(Tetra-SO3H-CLO)は酸性が強く自らのポリエステル鎖の加水分解が起こって不安定であったため,以降のゲル化は断念した。ただし,スルホン酸タイプについては二官能の低分子ジスルホン酸とTetra-NA-CLOを相互作用させることにより継続して検討する予定であるので問題ないと考えている。当初は化合物の合成までを達成する予定であったが,すでにゲル化する系を見出すことができ,IRにより水素結合的相互作用も確認できたので計画以上に進展していると評価している。今年度成功したスルホ基とピリジル基の相互作用による系について熱分析や力学試験を行うことにより研究をまとめ上げて投稿論文を作成する予定である。