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可積分系とモノドロミー保存系の離散化と量子化

本研究の目標の一つはBerenstein-Kazhdanの幾何結晶含む離散古典系の量子化であった。その重要な例として梶原・野海・山田が構成したm×n行列全体の空間への2つのA型拡大アフィンWeyl群双有理作用がある。平成17年度までに黒木はm, nの片方が2でもう一方が奇数の場合の量子化を構成していた。黒木はその結果を平成18年度にm, nが互いに素な場合にA型アフィン量子群を用いて拡張した。これによって幾何結晶の重要な例の一つと量子群が関係付けられたことになる。しかし幾何結晶と柏原結晶のLanglands双対性の存在は謎のままであり、課題として残されたままになっている。さらにその研究の副産物として量子群とWeyl群の双有理作用の量子化の関係を明確にすることができた。量子群のChevalley生成元の複素べきの作用によって任意の一般Cartan行列(GCM)に付随するWeyl群双有理作用のq差分版量子化を構成することができる。Weyl群双有理作用はPainleve系の現代的解釈において基本的なので、これによってPainleve系と量子群が関係付けられたことになる。(この構成は本質的に後述する長谷川のq差分量子版のWeyl群双有理作用も含んでいる。)さらにそれに関連してALBL=LCLD型の関係式によって特徴付けられるL作用素の重要性も明らかになった。通常の量子群のL作用素はRLL=LLR型の関係式によって特徴付けられる(FRT構成)。しかしWeyl群双有理作用を持つような量子系のL作用素を扱うためにはより一般的なALBL=LCLD型の関係式が必要になる。ALBL=LCLD型の関係式を満たすL作用素から構成される互いに可換なHamilton作用素たちはWeyl群双有理作用で不変であると予想しているが、まだ証明は付けられていない。量子版のWeyl群双有理作用で不変な作用素の構成は残された基本的問題のひとつである。以上の結果は部分的に研究集会「数理物理における新たな構造と自然な構成の探求」(名古屋大学多元数理、2007年3月5-8日)で発表された。長谷川はGCMに付随するq差分量子版のWeyl群双有理作用の構成と量子Painleve VI系の構成の2つの結果を2007年のプレプリントで発表した。菊地は通常の微分版およびq差分版のPainleve VI系を無限化積分系(ソリトン系)の相似簡約によって構成することができることを示した。本年度の研究実施計画通りに「具体的な計算事例の蓄積」と「量子群上の非可換函数環の構成に関する様々な定式化の調査」を行なった.

計算例の蓄積は次の通り.(1)奇数の準周期を持つdressing chainの量子化.奇数の準周期を持つdressing chainはPainleve IVの対称形式を含んでおり,2×2のL-operatorで表示でき比較的扱い易い.連続的時間発展とaffine Weyl群対称性の両方の量子化に成功した.(2)型幾何的crystalの量子化.A^<(1)>_<2g>型affine Weyl群作用の部分の量子化に成功した.しかもそのaffine Weyl群作用は長谷川によって構成されたものと変数変換で移り合うことも示せる.この場合は古典の場合に関しても新しい結果を含んでいる.筆者が知る限りにおいて幾何的crystalのPoisson構造が構成されているのはこの場合だけである.(3)q差分版のaffine Weyl群作用の量子化のL-operatorとLax表示の構成.量子化はすでに長谷川によって行なわれていたが,Lax表示は新しい結果である.さらに次のように量子群上の非可換函数環の構成法について調べた.(1)古典論の場合の既存の研究.Surisは古典r行列に関係した最も一般的なPoisson構造の構成法を与えた.(2)その量子化の研究.これは量子群の「直積」上の最も一般的な非可換函数環の構成を与える.RLL=LLR型の構成法だけでは足りずALBL=LCLD型の構成法が必要になる.これらの結果はq差分版のaffine Weyl群作用の統一的理解のために役に立つはずである.本研究の目標の一つはBerenstein-Kazhdanの幾何結晶含む離散古典系の量子化であった。その重要な例として梶原・野海・山田が構成したm×n行列全体の空間への2つのA型拡大アフィンWeyl群有理作用がある。平成17年度までに黒木はm,nの片方が2でもう一方が奇数の場合の量子化を構i成していた。黒木はその結果を平成18年度にm,nが互いに素な場合にA型アフィン量子群を用いて拡張した。これによって幾何結晶の重要な例の一つと量子群が関係付けられたことになる。しかし幾何結晶と柏原結晶のLanglands双対性の存在は謎のままであり、課題として残されたままになっている。さらにその研究の副産物として量子群とWeyl群の有理作用の量子化の関係を明確にすることができた。量子群のChevalley生成元の複素べきの作用によって任意の一般Cartan行列(GCM)に付随するWeyl群有理作用のq差分版量子化を構成することができる。Weyl群有理作用はPainleve系の現代的解釈において基本的なので、これによってPainleve系と量子群が関係付けられたことになる。(この構成は本質的に後述する長谷川のq差分量子版のWeyl群有理作用も含んでいる。)さらにそれに関連してALBL=LCLD型の関係式によって特徴付けられるL作用素の重要性も明らかになった。通常の量子群のL作用素はRLL=LLR型の関係式によって特徴付けられる(FRT構成)。しかしWeyl群有理作用を持つような量子系のL作用素を扱うためにはより一般的なALBL=LCLD型の関係式が必要になる。ALBL=LCLD型の関係式を満たすL作用素から構成される互いに可換なHamilton作用素たちはWeyl群有理作用で不変であると予想しているが、まだ証明は付けられていない。Weyl群作用で不変な作用素の構成は残された基本的問題のひとつである。以上の結果は部分的に研究集会「数理物理における新たな構造と自然な構成の探求」(名古屋大学多元数理、2007年3月5-8日)で発表された。
水晶の共振回転特性およびそのメカニズムの解明

最近Aoki et alは,X,Y,Z軸に垂直な面からなる水晶直方体,即ちX-Y-Z-cut crystalのある特定寸法のものはX軸方向の厚み基本振動の共振周波数において振動させると,ある特定寸法のリング状スペーサを水晶片下部に用いるならば機械的な回転現象を引き起こす超音波モータになることを報告した。この超音波モータの回転のメカニズムはまだ解明されていない。そこで,本研究目的は,上記X-Y-Z-cut crystalの振動の姿態を調査し回転が起こるメカニズムを解明することである。レーザー・ドップラ法により振動姿態を調査した結果,水晶の底部の4コーナーの全てが少し楕円軌道を伴う斜め振動であり,水晶直方体の中心回転軸からみて振動方向が同じ方向に傾いた形となる結果が得られた。このように振動する水晶の4コーナーとリング状スペーサ(ステータ)表面の間の摩擦が回転を引き起こす原因と考えられた。X,YおよびZ軸に垂直な面からなる水晶直方体(X-Y-Z-cut)の中には共振させると回転が起こり,超音波モータとなるものがある。回転運動の起こるメカニズムを解明するために,回転の特徴に関する情報を更に得ることを目的として研究を行った。前回まで取り扱った水晶はそのX軸方向の厚み基本振動周波数f_<x1>およびその近傍の福振動周波数f_sのみで回転した。f_x(=f_<x1>&f_s)のみならず輪郭(Y,Z軸方向)の長さに関係した振動においても回転するような水晶の形状はまだ見つかっていない。そのような水晶形状を探し出すことともに回転方向を反転する方法を探索した。今回提案する寸法の水晶を用いると,これらの振動周波数f_xのみならず,輪郭に関係した振動の周波数f_Lにおいても回転可能となり,しかも回転方向がf_xとf_Lを切り替えることにより切替え可能になることがわかった。回転可能となる点では(a)X方向厚み振動(f_<x1>)&副振動(f_s)のみで回転する水晶寸法,(b)輪郭の寸法に関係した輪郭振動のみで回転する水晶寸法,(c)X方向厚み振動(&副振動)および輪郭振動の両方で回転する水晶寸法の3種類が存在することが分かった。上記の情報を基に来年度はレーザードップラーをもちいて振動モードの調査を行い回転のメカニズムの解明を行う予定である。この超音波モータの回転のメカニズムは,まだ解明されていない。
分子認識機能を持つオリゴヌクレオチド分子の構築と三次元培養への応用

近年DNA、RNA等の核酸分子の分子認識能が注目されている。これはループ状にした核酸分子が認識しようとするタンパク質のクレバス状の穴にカギの様にはまるような認識機構を持っていると考えられる。本研究では分子認識素子としての核酸分子の設計を行い、その安定性と実用性を実証し、申請者らが着目している動物細胞の液-液界面培養法(フルオロカーボンなどの疎水性液体と培養液の界面で動物細胞を培養する方法)で、細胞がスフェロイド状の細胞塊を形成しやすいのに着目し、細胞塊形成因子の探索を含めたメカニズムの解明を行うことを目的としている。分子認識性を持つオリゴヌクレオチド分子として一本鎖の状態ではヘアピン状(ループ状)の構造をとり、報告にあるような分子認識能を持つと考えられるoligo 1を合成した。また他のオリゴヌクレオチドを組み合わせて、両サイドにHindIII切断サイトを付加した。またoligo 1の3'末端にterminal transferaseを用いてDIG-11-ddUTP(べーリンガー・マンハイムリンガー・マンハイム社製)を修飾し、in situハイブリダイゼーションが可能な分子認識性オリゴヌクレオチドライブラリーを作製し、10pmol以上で検出可能であることを確認した。また、本研究のターゲットとしている初代肝細胞に関しては以下の知見が得られた。初代肝細胞の場合には界面活性剤(ぺンタフルオロベンゾイルクロリド;F_5BzCl)の濃度により細胞の形態が変化し、2μg/ml以下の濃度では明らかに細胞塊の形成が認められた。次にこの細胞塊の形成が液-液界面上でどのように形成されていくのか、またどのような細胞塊の時に肝特異機能が発現されるのかを詳細に検討するため、培養経過の定点連続観察装置を作製し、画像をビデオレコーダーで連続的に記録した。この時のアルブミン分泌活性及び胆汁酸分泌活性はF_5BzClの濃度が低いほど活性が高いことが観察され、細胞塊の形成との相関が示唆された。しかし、定点連続観察装置の結果より従来のスフェロイド化は必ずしも必要ではなく、細胞同士が二次元的に接着しあい、ある程度の大きさの集合体(直径150μm程度)を形成している状態が最も良いことが推定された。
超臨界水中での反応晶析を利用した金属の分離回収ならびに新素材の開発

本研究では、超臨界水中での反応晶析を利用して、1)原子炉から排出される放射性廃液からの金属種の群分離法の開発と、2)光学材料用研磨材であるセリア微粒子および、3)次世代垂直磁気記録材料として目されているバリウムフェライト微粒子の連続的合成法の開発を行っている。放射性廃液の模擬廃液を原料として、亜臨界・超臨界水中での反応晶析を行い、群分離の可能性を探った。その結果、高濃度の酸性条件下であるにもかかわらず、反応時間30分、200°CでMo、Zrが、300°CでFe、Crがほぼ100%酸化物沈殿物として回収できた。また、450°CではCe、Pdが100%、Mnが約90%、NiとPrが約50%分離回収できた。以上の結果から、本手法により放射性の強いCs,Srを水溶液として分離できることがわかった。セリア微粒子合成実験では、粒子の成長過程を追跡した。亜臨界水中では金属の加水分解速度が遅く、またモノマーや粒子前駆体に対する溶解度も比較的大きいため、核発生速度が遅く、また金属が全て反応し終わった後も溶液中に溶解しているモノマーや前駆体が粒子に取り込まれ、粒子は成長する。一方、超臨界水中では、金属の加水分解速度が極めて速く、また、溶解度も小さいため、核発生速度が極めて速く、粒子の成長も生じず、超微粒子が生成しやすいことがわかった。バリウムフェライト微粒子の合成を、亜臨界水中と比較したところ、超臨界水中のほうが高磁化特性が得られた。これは、より高温で、低密度の超臨界水中では、脱水がより促進されるためであることがわかった。また、経済性が現れる高原料濃度条件下での実験も行ったところ、高濃度条件でも飽和磁化は高い値を示すことがわかった。今後、昇温過程等の反応条件を検討することで、さらに優れた磁化特性が得られるものと考える。
レトロトランスポゾン挿入位置による革命的優良ブドウ樹選抜法の開発

日本の固有品種である甲州ブドウのゲノムに存在するレトロトランスポゾンの挿入位置をもとに、遺伝的に全く等しい「クローン」とされてきた甲州ブドウ種内に遺伝子レベルで異なる樹が存在することを証明した。レトロトランスポゾンの挿入位置によるDNA多型が存在することから、ゲノム上におけるレトロトランスポゾン挿入位置の同定を行い、遺伝子レベルで異なる甲州ブドウ樹を識別するための遺伝子マーカーの開発を試みた。日本の固有品種である甲州ブドウのゲノムに存在するレトロトランスポゾンの挿入位置をもとに、遺伝的に全く等しい「クローン」とされてきた甲州ブドウ種内に遺伝子レベルで異なる樹(遺伝的系統と記す)が存在することを以下の手順で証明した。1.レトロトランスポゾンの挿入位置によるDNA多型解析栽培地の異なる7系統の甲州ブドウ樹を供試した。甲州ブドウのゲノム上に存在する8種のレトロトランスポゾンのDNA配列を参考に、レトロトランスポゾン外向きプライマーを作製し、すべての外向きプライマーの組み合わせでLong-PCR法を行った。その結果、いくつかのプライマーの組み合わせで、甲州ブドウ樹間でDNA多型が認められた。このDNA多型をもとに分子系統樹を作製した結果、7系統すべて遺伝的に異なるグループであることが証明された。この結果より、甲州ブドウ種内には遺伝的系統が存在することが遺伝子レベルで証明された。2.レトロトランスポゾン挿入位置の同定遺伝的系統に関与するレトロトランスポゾンに関して、ゲノム上の挿入位置を決定するために、DNA多型を示したPCR増幅バンドをクローニングし、現在、DNAシークエンス法で解析している。現在、遺伝的系統をレトロトランスポゾン配列プライマーで識別しているが、この方法では複数のバンドが同時に増幅されるため、実用的なバイオマーカーとしては推奨しがたい。そこで、遺伝的系統に関与するレトロトランスポゾンのゲノム上の挿入位置を知ることにより、ブドウのゲノム配列を用いたDNAマーカーを構築することを現在目指している。栽培地の異なる7本の甲州ブドウを山梨大学圃場に植栽し、同一条件で20年間栽培した。甲州ブドウのゲノム上に存在する8種のレトロトランスポゾンの塩基配列を参考に、レトロトランスポゾン外向きプライマーを作製し、すべてのプライマーの組み合わせ(136通り)でPCRを行った結果、供試した7本の甲州ブドウの間に、レトロトランスポゾン挿入位置によるDNA多型を確認した(平成19年度)。この結果は、同一とされてきた甲州ブドウという品種内に遺伝子レベルで異なるクローンが存在することを意味する。平成20年度は、この結果を応用し、甲州ブドウのクローンを分類することが可能な「遺伝子マーカー」の開発を試みた。1.ゲノム上におけるレトロトランスポゾン挿入位置の同定クローン分類に係わるレトロトランスポゾンのゲノム上における挿入位置および近傍DNA塩基配列を決定した。2.クローンを識別するための遺伝子マーカーの開発項目1の塩基配列情報からクローンを識別するための「遺伝子マーカー」の開発を行った。その結果、特定のクローンを識別可能な「遺伝子マーカー候補」をいくつか得た。以上の結果から、甲州ブドウには遺伝子レベルで異なるクローンが存在し、それを識別する遺伝子マーカーの開発も可能であることが示唆された。今後、「遺伝子マーカー」を確立し、山梨県内における本マーカーの分布調査を行い、現在どの程度のクローンが分布しているか明らかにする予定である。加えて、本課題で開発中の遺伝子マーカーをブドウ樹選抜法の1つとして確立することを目指す。
大麻培養細胞を用いたTHCA合成酵素の精製

本年度は、アサからTHCA合成酵素の精製を試みた。まず最初に抽出条件を検討した。抽出溶媒としてphosphate buffer,Tris-HCI及び1M CaCl_2を用いてアサから粗酵素エキスを調製し、それぞれについて酵素活性を測定した結果、1M CaCl_2溶液が最も高い酵素活性を与えた。また、抽出部位に関しては、頂芽が最も高活性を示すことが判明した。以上の検討から、アサの頂芽から1M CaCl_2を用いて粗酵素エキスを調製し、各種クロマトを用いてTHCA合成酵素の精製を試みた。基質としてCBGAを用い、酵素反応によって生成するTHCAをHPLCで検出することにより、カラムからの溶出液中の酵素活性を測定した。DE-52,phenyl Sepharose CL-4B及びhydroxylapatiteの3種のクロマトグラフィーに付すことによって電気泳動上単一のバンドを示すまでに精製した。THCAの生合成に関与する酵素を精製したのは本研究が最初である。SDS-PAGE、isoelectric focusing及びゲルろ過からTHCA合成酵素は分子量55kDa、等電点6.3の単量体酵素であることが判明した。THCA合成酵素はCBGA及びCBNRAを立体選択的にTHCAに変換することが明らかとなった。さらに本酵素はCBGAに対し、CBNRAに比べ高い酵素活性および親和性を示した。以上の結果から、THCAはおもにCBGAから生合成されるものと結論した。従来、THCAはCBDAから生合成されるものと推定されていたが、本反応を触媒する酵素活性を検出することはできなかった。本研究は初めてTHCAの生合成経路を直接証明しており、きわめて重要な研究と考えられる。本年度はTHCA合成酵素を精製するため,酵素の抽出条件及び活性を検出するためのための至適条件等を検討した.アサから粗酵素を抽出し,CBDAを基質として,酵素活性の検出を試みたが,各種抽出及びアッセイ条件を用いたにもかかわらず,CBDAからTHCAの変換反応を触媒する酵素活性を検出することができなかった.本実験結果からCBDA以外のカンナビノイドから生合成される可能性も否定できないことが示唆された.そこでCBDA以外のカンナビノイドを基質としてアッセイ条件の検討を行った.アサに含まれる多くのカンナビノイドはCBGAを経由して生合成されることから,本化合物を基質として用いた.この結果,アサの粗酵素エキス中にCBGAからTHCAに変換する酵素活性を検出することができた.酵素活性が検出できたことにより,更に抽出条件及びアッセイ条件を再検討したところ,本酵素は可溶性蛋白質で,約6.5付近に至適pHを有することが判明した.本アッセイ条件下でCBDAを基質として用いてもTHCAの生成は認められないことから,CBGAから直接THCAを生成すると結論した.THCAはアサのみに含まれる特異な幻覚成分であり,薬理学的研究や化学的研究が詳細に行われているにもかかわらず,生合成酵素に関する研究は全くなされてない.また,THCAの生合成に関しては,CBGAからCBDAを経由する生合成経路が推定されているが,今回の研究結果から,THCAの生合成経路として,CBGAから直接生合成される経路が考えられ,極めて興味深い知見が得られた.現在,各種クロマトグラフィーを用いて本酵素の精製を試みており,平成6年度では,酵素の精製を完了させた後,酵素の性質及び部分一次構造を決定する計画である。Phosphate buffer,Tris-HCl及び1MCaCl_2を用いて粗酵素エキスを調製し、各エキスについて酵素活性を測定した結果、1MCaCl_2溶液が最も高い酵素活性を与えた。

以上の検討から、アサの頂芽から1MCaCl_2を用いて粗酵素エキスを調製し、各種クロマトを用いてTHCA合成酵素の精製を試みた。基質としてCBGAを用い、酵素反応によって生成するTHCAをHPLCで検出することにより酵素活性を測定しつつ、THCA合成酵素を精製した・DE-52,phenyl Sepharose CL-48及びhydroxylapatiteの3種のクロマトグラフィーに付すことによって電気泳動上単一のバンドを示すまでに精製した。THCAの生合成に関与する酵素を精製したのは本研究が最初である。SDS-PAGE、isoelectric focusing及びゲルろ過の検討により、THCA合成酵素は分子量75kDa、等電点6.3の単量体酵素であることが判明した。またTHCA合成酵素はCBGA及びCBNRAを立体選択的にTHCAに変換することが明らかとなった。さらに本酵素はCBNRAよりもCBGAに対し、高い酵素活性および親和性を示すことから、THCAは主にCBGAから生合成されるものと結論した。従来、THCAはCBDAから生合成されるものと推定されていたが、本反応を触媒する酵素活性を検出できなかった。THCAの生合成経路を証明したのは今回が初めてであり、本研究によってきわめて重要な知見が得られた。
磁性ナノファイバーの創製とマニピュレーション

Coアセチルアセトナートを用いたポリオール還元法において,界面活性剤(オレイン酸)と高分子保護剤(trioctylphosphine oxide, TOPO)の両方を添加することによって,2-5nmの径でアスペクト比が10以上のファイバー状のナノ粒子が得られることをもとに検討を進めた.ファイバー状粒子の生成に対する要因のうち,オレイン酸とTOPOの共存,かつオレイン酸とTOPOの投入手順が大きく影響を及ぼすことがわかった.TOPOとCo錯体の比率を変えることによって球状Co粒子との生成割合が変化したが,ファイバー状粒子単独の磁性を評価するのに十分な精製が行なえるレベルには至らなかった.球状粒子では酸化が確認されなかったのに対し,ファイバー状粒子では酸化していることが確認されたが,酸化が粒子の生成中に起こったのか,生成後(精製中あるいは保存中)に起こったのかを断定することはできなかった.一方,高い磁気異方性を有する物質を用いてファイバー状のナノ粒子を形成することは磁気記録用に有効であると考えられる.そこで,L1_0規則合金であるFe-Pdナノ粒子の合成においてTOPOを保護剤として用いたが,生成するのは球状粒子のみであった.ファイバー状粒子の生成には析出した金属原子が鎖状のTOPOに配位することが必要であるが,元素による配位能の違いがファイバー状粒子が生成するかどうかに大きな影響を与えるものと推測できる結果であった.以上の結果から,本研究では試行することができなかったが,Coをベースとして耐酸化性にすぐれるPtなど貴金属との合金がファイバー状磁性微粒子の生成には適しているのではないかと推測される.Coアセチルアセトナートを用いたポリオール還元法において,界面活性剤(オレイン酸)と高分子保護剤(trioctylphosphine oxide, TOPO)の両方を添加することによって,2-5nmの径でアスペクト比が10以上のファイバー状の粒子が平均直径4nmの球状粒子とともに得られた.ファイバー状の粒子が得られるための合成条件として,反応温度が200°C以上であること,界面活性剤と高分子保護剤の両方を添加することがあげられる.反応過程を調べると,はじめに生成するのは球状粒子で,TOPOを添加するとファイバー状の粒子が生成することがわかった.X線回折とEDXによる組成分析の結果,球状粒子はhcp構造を有するCoであることが特定されたが,ファイバー状の粒子には酸素の存在が確認された.しかし,Co酸化物の存在を断定する結果は得られなかった.これはファイバー状の粒子の存在比率が低いことも一因であると考えられる.FT-IRの結果からファイバー状粒子にはTOPOがCo-Oのボンドを介して結合していることが示唆された.この結果から考察すると,ファイバー状粒子はTOPOをテンプレートとして成長していることが推測される.酸素の存在はCoのファイバー状粒子の表面層が酸化することに起因するとも考えられる.磁気特性は球状Co粒子とファイバー状粒子との混合状態で行なった.その結果,保磁力は低いものの室温で強磁性を示すことがわかった.しかし,前記の通りファイバー状粒子単独の磁性についての知見を得ることはできなかった.ファイバー状粒子の分離や生成率の向上を図る必要がある.Coアセチルアセトナートを用いたポリオール還元法において,界面活性剤(オレイン酸)と高分子保護剤(trioctylphosphine oxide, TOPO)の両方を添加することによって,2-5nmの径でアスペクト比が10以上のファイバー状のナノ粒子が得られることをもとに検討を進めた.ファイバー状粒子の生成に対する要因のうち,オレイン酸とTOPOの共存,かつオレイン酸とTOPOの投入手順が大きく影響を及ぼすことがわかった.TOPOとCo錯体の比率を変えることによって球状Co粒子との生成割合が変化したが,ファイバー状粒子単独の磁性を評価するのに十分な精製が行なえるレベルには至らなかった.球状粒子では酸化が確認されなかったのに対し,ファイバー状粒子では酸化していることが確認されたが,酸化が粒子の生成中に起こったのか,生成後(精製中あるいは保存中)に起こったのかを断定することはできなかった.一方,高い磁気異方性を有する物質を用いてファイバー状のナノ粒子を形成することは磁気記録用に有効であると考えられる.そこで,L1_0規則合金であるFe-Pdナノ粒子の合成においてTOPOを保護剤として用いたが,生成するのは球状粒子のみであった.ファイバー状粒子の生成には析出した金属原子が鎖状のTOPOに配位することが必要であるが,元素による配位能の違いがファイバー状粒子が生成するかどうかに大きな影響を与えるものと推測できる結果であった.以上の結果から,本研究では試行することができなかったが,Coをベースとして耐酸化性にすぐれるPtなど貴金属との合金がファイバー状磁性微粒子の生成には適しているのではないかと推測される.
常微分方程式で記述される非線形力学系に関する精度保証付き計算法の研究

本研究では、力学系の研究のための精度保証ツールを開発するため、☆既存の精度保証の技法を再点検してさまざまなテクニックを取り込むこと☆手法の統合や計算効率向上のための新しい理論・技術をつくり出すことを目指し、以下のような研究開発を行った。常微分方程式初期値問題の精度保証法としては、Taylor展開とその打ち切り誤差の評価に基づく方法(Lohner法・TM法など)が主流となっている。これらは時間分割点の上での関数値の包み込みに主眼をおき、時間ステップの進行に伴う特殊な累積誤差(Wrapping Effect)の軽減のために様々な技法が展開されている。これに対し、偏微分方程式の精度保証法である中尾理論を用いても常微分方程式の精度保証を行うことができる。そこで、1)初期値問題に対しstepwiseに中尾理論を適用した場合のWrapping Effectの軽減法2)初期値問題に対し考えている時間範囲の全体に中尾理論を適用した場合に現れる大きなシステムの取扱い3)初期値問題の解の最終時刻における値を包み込むため、境界値問題に対する中尾理論を利用した方法について研究を行い、これらについて3つの海外での国際研究集会をはじめとする複数の国際学会、およびいくつかの国内の研究集会で発表した。研究業績リストには主なもののみを記す。今年度前半では昨年度から継続して研究しているBessel関数の精度保証付き計算法についての結果を論文Iにまとめ、あわせて10月にベルギーで行われた国際学会NOLTA2005にて発表した。また関数方程式の解の一意性に対する数値的検証法に関し、基礎定理を整理し、その結果を9月にドイツで行われたDagstuhl Seminarにて発表した。さらに、力学系、特にカオスの解析の基本的な道具として常微分方程式の精度保証法についての研究を行った。中尾理論に基づく精度保証の手法を常微分方程式初期値問題に適用して、2種類の方法を開発した。さらにこれを標準的な精度保証法であるLohner法と比較して検討を行った。この結果に基づいて、初期値に関して特に敏感な問題の精度保証のために、中尾理論を適用した方法を用いて初期値問題を逆向きに解く・あるいは境界値問題として捉えなおすなどの方法についての研究を開始した。これは、また、発展方程式の精度保証法にとって重要な手法になりうると考えている。分担者・中村は、力学系の数理に関する知識の共有やカオス解析の理論の整理などにあたり、初期値問題の特性にあわせた精度保証法の開発に寄与した。本年度は、力学系の研究のための精度保証ツールを開発するため、☆既存の精度保証の技法を再点検してさまざまなテクニックを取り込むこと☆手法の統合や計算効率向上のための新しい理論・技術をつくり出すことを目指し、以下のような研究開発を行った。また有限要素法の誤差評価に関する論文を執筆し、これを出版した。
メゾスコピック系における量子輸送現象と電子相関

最近実験できるようになった半導体量子ドットの輸送現象について、電子相関がどのような効果をもたらすかを明らかにするため数値計算を併用した理論研究を行なった。特にここではGaAsとAlGaAsよりなる二重障壁構造を微細加工することによって得られる量子ドットを取り上げた。障壁に挾まれた円形の量子ドットにおいてポテンシャルは放物線型に近似することができ1電子状態は離散的な準位に分かれる。この2次元放物線型ポテンシャルにおける準位は軌道縮重をもち、電子相関が重要になると考えられる。計算の作業は大きく二つの部分からなる。まず第一は孤立した量子ドットの電子状態をハミルトニアンの厳密対角化の方法を用いて厳密に求めることであり、第二は量子ドットを通しての電流電圧特性をマスター方程式を解いて計算することである。特にここでは放物線型ポテンシャルの準位間隔が電子間のクーロン相互作用に比べて十分大きい場合を考え、各準位ごとに多体の状態を解いた。これまでに得られた計算結果より、電子相関による微細構造が電流電圧特性に現われることが見いだされ、電子数が少ない場合の特徴が明らかになりつつある。電子数が多い場合は従来のように帯電効果を取り入れた1電子描像が正しいと考えられるので、今後の研究の方向としてこの両極限の間での振る舞いについての研究が重要であると考えられる。また、強磁場中2次元系における電子相関の効果をふたつのランダウ準位が縮重する新しい状況について研究し、電化対形成の可能性を示した。この系をドットの形状にした場合の輸送現象の計算も今後の課題として考えている。
磁気共鳴画像による嚢状脳動脈瘤モデルの血行動態解析と破裂部位推定の研究

目的:嚢状脳動脈瘤破裂には瘤内の血流動態が関与していると考えられる。嚢状脳動脈瘤モデルに拍動流を流し、磁気共鳴画像のtagged MRIで瘤内の血流動態が画像化できるかどうか、また、ストレスの加わる脳動脈瘤壁を推定できるかどうかを検討した。方法:ファントームシステムは拍動流ポンプ、ヒト死体血管を鋳型にして作成された高さ15mm、体部径10mm、頸部径5mm前交通動脈瘤モデルである。これにグリセリンと蒸留水の混合液を内頸動脈収縮期最高血流が50ml/secとなるようにヒト脳血流波型で流した。磁気共鳴撮影装置は1.5 T Signa Horizon Echospeedで、頭部用コイルを用い、ECG同期SPAMM併用fast SPGRシークエンスによるtagged MRIを施行した。脳動脈瘤モデル内の3mm間隔の格子状tag lineの動きを観察した。tag lineの交点などを粒子に見立て、particle image velocimetry(PIV)ソフトウエアによる血流解析を施行した。結果:嚢状脳動脈瘤モデルに置かれたtag lineの回転が観察され、瘤内の血流動態が推定できた。PIVソフトウエアにて瘤内の速度ベクトル、渦度、剪断ひずみが算出され、これらが定量的に表示された。拡張期と比較して、収縮期では大きな速度ベクトルが観察された。また、収縮期では脳動脈瘤の流体が流入する部位近傍とその反対側において渦度と剪断ひずみの大きい部位が観察された。結論:磁気共鳴画像のtagged MRIでヒト嚢状脳動脈瘤の血流動態が掘握できることが示された。さらに、tagged MRIのデータがPIVソフトウエアで処理でき、瘤内の速度ベクトル、渦度、剪断ひずみなどの血流動態が定量的に扱えることが示された。これらは近傍の脳動脈瘤壁のストレスを推定するのに役立つと推定された。本研究の目的は脳動脈瘤のうち、将来破裂する危険性が高く手術が必要とされる患者を見つけるため、血流動態を画像化できる磁気共鳴画像を開発、最適化し、血流により動脈壁が受ける圧力やストレスを解析し、脳動脈瘤破裂部位を推定することである。拍動流発生ポンプはヒト血流波形に近い理想的な拍動流を発生するために現在調整中である。ヒト死体血管を鋳型にしたシリコン製の頭蓋内脳動脈瘤モデルの形態を把握するためMRIを撮像した。ガドリニウム製剤を生理食塩水で希釈し、原液の1/30濃度とし、これをモデルに満たし、3D TOF MRAと同じ撮像シークエンスで撮像し、最大値投影法で画像処理し、磁気共鳴血管撮影と同等の画像を作成し、脳動脈瘤モデルそのものと比較した。脳動脈瘤は前交通動脈瘤(高さ15mm、幅10mm、頸部径5mm)として良好に描出された。脳動脈瘤モデルの内頸動脈に生理食塩水を満たしたシリンジを連結し、生理食塩水を圧入したところ、左右前大脳動脈との交通が実際に存在することが確認された。さらに気泡などの動きから動脈瘤モデル内の渦流が確認され、実物に近似していることが確認された。超音波検査により脳動脈瘤モデルの形態把握を試みたが、画像が不良であり、現在検討中である。今後、拍動流ポンプが調整でき次第、脳動脈瘤モデルに対し、tagged MRIを施行する予定である。この結果とモデルに染料を流してビデオカメラで高速撮影したデータや脳動脈瘤内血行動態をコンピュータシュミレーションしたデータとを比較する予定である。

目的:嚢状脳動脈瘤破裂には瘤内の血流動態が関与していると考えられる。嚢状脳動脈瘤モデルに拍動流を流し、磁気共鳴画像のtagged MRIで瘤内の血流動態が画像化できるかどうか、また、ストレスの加わる脳動脈瘤壁を推定できるかどうかを検討した。方法:ファントームシステムは拍動流ポンプ、ヒト死体血管を鋳型にして作成された高さ15mm、体部径10mm、頸部径5mmの前交通動脈瘤モデルである。これにグリセリンと蒸留水の混合液を内頸動脈収縮期最高血流が50ml/secとなるようにヒト脳血流波型で流した。磁気共鳴撮影装置は1.5 T Signa Horizon Echospeedで、頭部用コイルを用い、ECG同期SPAMM併用fast SPGRシークエンスによるtagged MRIを施行した。脳動脈瘤モデル内の3mm間隔の格子状tag lineの動きを観察した。tag lineの交点などを粒子に見立て、particle image velocimetry (PIV)ソフトウエアによる血流解析を施行した。結果:嚢状脳動脈瘤モデルに置かれたtag lineの回転が観察され、瘤内の血流動態が推定できた。PIVソフトウエアにて瘤内の速度ベクトル、渦度、剪断ひずみが算出され、これらが定量的に表示された。拡張期と比較して、収縮期では大きな速度ベクトルが観察された。また、収縮期では脳動脈瘤の流体が流入する部位近傍とその反対側において渦度と剪断ひずみの大きい部位が観察された。結論:磁気共鳴画像のtagged MRIでヒト嚢状脳動脈瘤の血流動態が把握できることが示された。さらに、tagged MRIのデータがPIVソフトウエアで処理でき、瘤内の速度ベクトル、渦度、剪断ひずみなどの血流動態が定量的に扱えることが示された。これらは近傍の脳動脈瘤壁のストレスを推定するのに役立つと推定された。
感覚器疾患への遺伝子治療法の開発―水チャンネル遺伝子によるメニエール病・鼻ポリープの遺伝子治療へ向けて―

アデノウイルスベクターおよびHVJ-リポソームを用いたマウス内耳への遺伝子導入実験を行った。前者による遺伝子導入では、外リンパ腔周囲の多数の細胞、ラセン神経節細胞、ラセン靭帯の線維芽細胞にlacZ遺伝子の強い発現を認めた。一方、後者による遺伝子導入では、前者と比較して発現は弱いものの、血管条、コルチ器、ラセン神経節細胞、ライスネル膜等に限局するlacZ遺伝子の発現を認めた。内耳への遺伝子導入に関しては、目的とする器官、細胞により、また導入する遺伝子の種類により、適切なベクターを選択する必要があると考えられた。アデノウイルスベクターを用いたラット鼻粘膜、嗅覚上皮への遺伝子導入実験を行った。鼻粘膜(呼吸上皮)および鼻腺上皮にlacZ遺伝子の強い発現を認めたが、嗅覚上皮での発現は確認できなかった。上記の上皮機能の低下を原因とする疾患に関しては、遺伝子導入は有効に作用するものと考えられた。1.培養細胞への水チャネル遺伝子導入RT-PCR法により増幅して得られた2種類の水チャネル遺伝子AQP2・AQP5の全長をシークエンスし塩基配列が完全であることを確認した後、adenovirus vector(AdV)内の外部遺伝子導入用カセット内に挿入した。培養液中に種々の濃度に希釈したAdVを付加し、培養細胞(COS細胞・oocyte)に感染させ、同細胞内に水チャネル遺伝子を導入させた。これらの感染細胞膜に水チャネル遺伝子AQP2・AQP5蛋白が発現しているか否かを、特異的ポリクローナル抗体によるWestern blotおよびRNAプローブによるNorthern blotにて確認した。また、感染細胞膜に発現する水チャネルが生理的機能を有するか否かを、感染細胞(水チャネル導入細胞)および非感染細胞(コントロール)に低浸透圧負荷を与えた際の細胞容積の変化を解析して確認した。機能的な水チャネルを発現する細胞では速やかに水輸送が惹起され、細胞容積は急速に増加した。2.ラット・マウス内耳組織への遺伝子導入in-vivoにて、ラット・マウスの中耳腔内および蝸牛内へAdV液を注入した。3日1週間生存させた後、内耳組織を摘出し、感染細胞をLacZ遺伝子のX-Gal染色で可視化した。LacZ遺伝子は、血管条、ラセン神経節細胞、支持細胞に発現していることが確認された。3.ヒト内耳組織への遺伝子導入側頭骨外科手術および神経耳科手術中に、患者のインフォームドコンセントを得た上で、内リンパ嚢、蝸牛、半規管等の内耳組織を摘出した。in-vitroの組織培養系を用いて、AdVを組織培養中に付加した後、感染細胞をLacZ遺伝子のX-Gal染色で可視化した。内リンパ嚢上皮および上皮下組織内にLacZ遺伝子の発現を確認した。4.ヒト鼻粘膜への遺伝子導入内視鏡下鼻内手術中に採取した鼻ポリープ、下鼻甲介粘膜を組織培養し、AdVを組織培養中に付加した後、感染細胞をLacZ遺伝子のX-Gal染色で可視化した。呼吸上皮および鼻腺上皮にLacZ遺伝子の発現を確認した。
機関投資家のコーポレート・ガバナンスに与える影響に関する理論的・実証的研究

本研究では、年金基金や投資信託といった機関投資家が個人投資家と企業を繋げる資本市場のガバナンス構造にどのような影響を与えるかについて実証分析を行った。その結果、以下の主な結論を得た。第1、機関投資家は、銀行や保険会社と違って、純粋の投資対象として銘柄を選別し、情報生産の役割を果たしている。第2、機関投資家が投資している企業には経営業績の改善が見られ、この改善は、機関投資家がその企業のコーポレート・ガバナンスにおいて大きな役割を果たしていることを示唆している。「機関投資家現象」という資本市場の構造的変化が究極の投資家(個人投資家)と企業を繋げる資本市場のガバナンス構造、資源配分の効率性と投資家の利益にどのような影響を与えるかを検証するために、まず、先行研究をサーベイし、意義と問題点を総括した。続いて、日本、米国と中国で進行している「機関投資家現象」と資本市場のガバナンス構造の変化を調査し、NEEDS-FinancialQUEST等のデーターバースから企業の所有構造、財務政策とパフォーマンスに関するデータを入手した。さらに、これらデータを用いて、資本市場のガバナンス構造と投資パフォーマンスに与える機関投資家の影響に関して分析を行った。初歩的な分析結果としては以下の結論を得た。投資家保護に関する法制度がよく整備され、しかもその実効性が高い環境の下では、究極の投資家と機関投資家の間のエージェンシー問題が小さく、機関投資家経由の投資という集団投資スキームは投資家の交渉力を高め、企業に対するガバナンスを強化し、資源配分の効率性を高める。しかしながら、企業や機関投資家に比べ究極の投資家の権利が弱い環境の下では、究極の投資家と機関投資家の間のエージェンシー問題が深刻になり、機関投資家はコーポレート・ガバナンスの強化には貢献しない。本研究では、「機関投資家現象」という資本市場の構造的変化が個人投資家と企業を繋げる資本市場のガバナンス構造にどのような影響を与えるかについて考察し、日本のデータを使って実証分析を行った。第1、年金基金や投資信託といった機関投資家は、投資先企業とビジネス関係を持つ銀行や保険会社と違って、純粋の投資対象として銘柄を選別し、情報生産の役割を果たしている。第2、機関投資家が投資している企業には経営業績の改善が見られ、この改善は、機関投資家が企業に有言または無言の圧力を掛けており、その企業のコーポレート・ガバナンスにおいて大きな役割を果たしていることを示唆している。本研究かちは以下の政策的インプリケーションが得られる。経済が発展するにつれて、株式所有の分散化が必然的に起こり、経営者の裁量権も自然に大きくなる。所有と経営が分離する今日の経済社会においては、経営者は、企業価値よりも、市場占有率、企業規模と自分の報酬を優先的に追求しがちである。このいわゆる所有者と経営者の間のエージェンシー問題を抑制することはコーポレート・ガバナンスの目的である。有効なコーポレート・ガバナンスを構築するには、市場経済の重要なルールの-つである投資家保護関連の法制度を強化するとともに、市場経済の重要なプレヤーである機関投資家にして投資先企業の経営者を監視・牽制させることが重要である。もちろん、機関投資家に大きな権限を委任するにはその機関投資家が受託者責任を果たす存在でなればならない。そのためには委託者(受益者)と受託者(機関投資家)の間の関係を律する法制度を整備し、それを担保するためにSEC等の政府専門機関が機関投資家の行動に目を光らせる必要がある。
中世イタリア観相学思想に基づく視覚表象文化の再検討

古代ギリシア以来の伝統を持ち、中東地域での発展を経て12世紀以降のイタリアで復興した学問のうち、医学や占星術思想と密接なかかわりを持っていた観相学思想と、その周辺において成立した図像群の主題や表現形式との関係性を、改めて検証した。観相学思想が同時代に再興される文化的背景を明らかにするとともに、とくに13世紀半ばに成立した二つの観相学を論じた著作の内容分析を行い、それらの内容が図像群に影響を及ぼしていること、また著作の内容そのものに中東地域における発展の痕跡が見いだせることを明らかにした。前年までの美術史を含む観相学思想研究全般の動向把握を踏まえ、実際の対象を選定するために、イタリアにおいて候補地として考えているパドヴァでの現地調査を行った。本調査では、パドヴァに観相学思想が伝わる経路を史料からとらえ、かつ研究対象の候補であるパラッツォ・デッラ・ラジョーネおよび関連する事象についての研究の最新動向の把握に努めた。聖アントニウス教会付属図書館において、観相学思想の原典の一つとされるアリストテレス写本の所蔵を確認し、書誌学的情報を得たうえで閲覧と複写を行った。先に記した最新研究動向の把握に関しては、とくにパドヴァ大学のジョヴァンナ・ヴァレンツァーノ教授の助言と助力を得ることができた。加えて、美術史における観相学研究の先行研究を渉猟するため、フィレンツェにある美術史研究所での調査により、観相学的アプローチをおこなう先行研究の渉猟を行った。この結果、レオナルドをはじめとする、ルネサンス期以降の作家および作品については多くの情報を得ることができたが、13世紀以降の観相学思想の流行により生み出された作品群についての研究は少ないことが明らかとなった。これに並行し、前年の調査を踏まえ、12世紀ルネサンスにいたる観相学思想の発生とその流布の経緯について、入手した先行研究および史料をもとに論考をまとめ、2013年3月に上梓した。前年までの調査を踏まえ、調査地とする都市をパドヴァとボローニャと選定し、調査を行った。まず、これまで調査の日程の関係上入手できていなかったピエトロ・ダーバノの『観相学の書』の写しを入手するため、フィレンツェ国立図書館での調査を行った。さらに、フィレンツェ美術史研究所で、改めて関連文献を渉猟するとともに、ボローニャでの調査を行うための美術史上の基礎情報を入手することに努めた。つぎにボローニャへ赴き、中世美術館、アルキジンナジオ図書館およびボローニャ大学図書館を中心に調査を行った。同地は、ピエトロ・ダーバノが活躍したパドヴァ大学のひな型といえるボローニャ大学が存在する。また、ピエトロおよびマイケル・スコットが訪れていた地でもある。ここでは、まず、当該時期のパドヴァとボローニャの美術史上の関係性についての文献を渉猟することに努めた。ついで、ボローニャ大学における観相学に関連する授業、教師の有無とその状況、授業教科書を中心とする写本の制作状況を調査した。また、写本を中心とする図版の入手を行った。国内ではこれまで収集した文献の精査とともに、入手した史料読解を進めた。先に記した『観相学の書』は、モデナ市を支配したエステ家に由来する史料である。一部がピエトロに由来し、その他の部分は複数の著者の存在をうかがわせるものであることが判明していたが、内容の解読を進めたところ、同じエステ家が所有したフェッラーラ市にあるパラッツォ・スキファノイアの壁画にもみられる、中東地域に由来する思想の影響がみられることが判明した。その成果を2014年3月に論文として上梓した。まず、本研究課題の出発点として前年より継続して行ってきた、「古代から中世の科学言説にみられる乳房/乳についての議論」の総括を今年度8月に青弓社より上梓した。さらに、12世紀ルネサンスに至る観相学の系譜とその構造自体の把握につとめ、国内で入手できる文献の入手、検証を行った。しかしながら、国内で入手できる先行研究には少なからず限度があり、とくに、観相学と美術研究の方法論ケースの検証という視点もあわせ持って先行研究を渉猟したが、乏しい事例しか見出すことができなかった。そこで、当初の計画では、13世紀後半にイタリアで成立した、マイケル・スコットの『観相学』、ピエトロ・ダーバノの同名著作をはじめとする観相学テキストの全文入手のため、イタリアでの現地調査を行う予定であったが、先行研究のさらなる把握と、とくにマイケル・スコットの観相学の研究動向を知るために、調査地をロンドン大学ウォーバーグ研究所に変更して行った。同研究所においてヨーロッパ科学史におけるイスラム世界の影響について研究を行い、マイケル・スコットに関しても数多くの論考を発表しているチャールズ・バーネット教授に助言を仰いだ。現存するマイケル・スコットの一次史料と現在の研究動向、また対象時代の占星術図像における観相学的研究の可能性について、同氏と意見交換を行い、結果これまでの調査では対象としていなかった、一次史料についての示唆を受けた。さらに同研究所において、さらなる先行研究の入手、示唆を受けた一次史料に関する関連研究の渉猟を行った。

この結果、美術史における観相学的研究の動向についておおむね把握し、テキスト入手と解釈を行う史料の対象を拡大することとした。さらに、調査地を変更したことにより、次年度に計画していた占星術図像学の先行研究へのキャッチアップを行い、かつ同研究所の写真図書館において関連図像の収集をおこなった。現地調査で入手する予定だったピエトロ・ダーバノの『観相学の書』について、日数的制約から入手することができなかった。このため、次年度には直接所蔵図書館のある現地に赴き購入を検討する。マイケル・スコットおよびアリストテレス写本については写本の複写、およびいくつかの校訂版の入手を行い、分析を開始することができた。ロンドン大学の状況をかんがみて、当初は2年目に行う予定の調査を初年度に行い、平成24年度の調査地をイタリアに変更したことにより、美術史上の先行調査の把握と、研究対象の選定のための時間が当初予測していたよりも短時間となっている。このため、成果発表の時期もずれ込んではいるが、おおむね計画通りに達成できていると考える。平成23年度計画のうち、先行研究の把握に関して、国内で入手可能な関連文献に限界があったため、先行研究把握には1月に実施することができた海外調査の結果を待たねばならず、当初計画よりも時間を要したが、調査対象とする一次史料の存在が新たに判明するなど当初計画よりも得られた収穫は大きかった。また、上記の理由、およびロンドン大学ウォーバーグ研究所の閉鎖・移転報道を受けて、当初予定していた調査地を変更し、平成24年に実施予定だった占星術思想に関連する図像収集及び先行研究へのキャッチアップを前倒して行うことができた。このため、今年度予定としていた、一次史料の現地での入手を次年度に行う計画である。今年度までに入手できなかった購入予定資史料について、早急に購入手続きを行う。また、海外調査について、これまで入手できなかった一次史料の入手のために、調査地としてイタリア国内の各史料の所蔵地(モデナ、ボローニャなど)を加え、選定を行った一都市の調査に時間を割く。今年度購入予定とした資料のうち、入手経路確定に時間を要したため、購入を次年度へ繰り越した資料が複数あるため、早急に購入手続きを取る。また、海外調査について、平成23年度に予定していた調査地であるイタリアの各都市(パドヴァ、ボローニャ)に一次史料入手のために赴くが、今年度実施したロンドンでの図像収集作業を補完するためにも、フィレンツェにあるドイツ美術史研究所での調査も行う。今年度購入予定だったピエトロ・ダーバノの『観相学の書』について、業者との支払方法の確認や在庫確認に時間をとられ、今年度納品に間に合わせることができず注文を保留した。このほか納期の関係上注文を見送った文献がある。また、国内の打ち合わせについても他業務と先方の都合により延期したものがあるため、次年度使用額が生じる状況となっている。このため、保留している注文を早急に行うとともに、上記の推進方策に記した通り、調査地を当初の計画より増やす予定のため、現地調査を20泊行う予定である。また、入手画像資料のさらなる精緻な分析整理のため、データベースソフトを購入する。
ジメタラベンゼンを反応剤とする含典型元素パイ電子系炭素分子の効率的合成

これまでにわれわれは,σブロモ(ジメチルシリル)ベンゼン(1)およびσブロモ(フルオロジメチルシリル)ベンゼン(2)にEt_2O中tert-BuLiを作用させると,ケイ素部位への求核攻撃は起こらず,選択的に臭素-リチウム交換反応が進行し,(ジメチルシリル)フェニルリチウム(3)および(フルオロジメチルシリル)フェニルリチウム(4)が生成することを見出している。本研究では,3および4の酸化的カップリングにより2,2'-ビス(ジメチルシリル)ビフェニル(5)および2,2'-ビス(フルオロジメチルシリル)ビフェニル(6)を合成することを検討し,これに成功した。フェニルリチウム3にシアン化銅を作用させてフェニル(シアノ)クプラートを系中で発生させた。これに酸化剤としてp-ジニトロベンゼンを加えると,ビフェニル体5が収率74%で得られた。5に4モル量のフッ化銀を作用させることでフッ素置換体6へほぼ定量的に変換することができた。一方,4では,シアン化銅を用いた場合には二量化が優先して起こり,9,9,10,10-テトラメチル-9,10-ジヒドロ-9,10-ジシラアントラセンのみを与えた。これに対して,4に3モル量のCu(OPiv)_2を用いると,フェニルクプラートの生成と酸化的カップリングが進行し,ビフェニル体6を収率66%で得ることに成功した。ビフェニル体5および6のケイ素原子上の2つのメチル基はジアステレオトピックであった。温度可変^1H NMRにおけるその融合温度から,C(sp^2)-C(sp^2)単結合の回転障壁を,ΔG^‡_<371>=81kJ/mol(5)およびΔG^‡_<401>=83kJ/mol(6)と見積もることができた。
両生類卵の卵割中に起る表層変化の細胞生理学的研究

卵膜を除去したイモリ卵を寒天ゲルの細溝に入れて細長く変形させると、微速度撮影した映画で卵表面の色調の変化として観察されている弛緩波と収縮波を顕微鏡下で直接観察することができる。本研究では、このような変形卵において弛緩・収縮波の伝播時期と、1.卵形の局所的変化,2.卵表面の局所的伸縮,3.表層の各部域が分裂溝形成能を獲得する時期,および4.表層のかたさの変化,との関係を調べ、分裂溝形成期に起る各種表層変化の伝播の時間的・位置的関係を総合的に把握することを目的とした。1.卵表面の色調がいく分淡くなる明帯として観察される弛緩波が通過する時に、その部域は環状に膨潤した。弛緩波に接して直ぐ後を暗帯として伝わる収縮波の部域は環状に締まった。すなわち、両波を卵表面の明瞭な形状の変化として観察できた。2.卵表面に炭素粒を付着させ、その二点間の距離を測定した。変形卵の長軸方向においては、弛緩波の通過部域で表面の伸長が、収縮波の部域では短縮が起った。3.表層下の24個所に分裂溝形成を誘起する細胞質因子を注入し、各部域に溝が形成される時期と弛緩・収縮波の通過時期との関係を調べた。各部域で溝形成が起る時期は、殆んどすべての例で収縮波の通過時期かその後であった。4.表面吸引法により表層のかたさの変化を測定したところ、収縮波の通過時期にかたさは増加した。弛緩波の通過時期のかたさの変化については、現在、実験中である。これらの結果から、卵割期に起る卵表面の色調、卵形、伸縮、およびかたさの変化の起る時期は完全に一致していることが明らかになった。恐らく、これらの変化は、表層のある種の構造変化を伴なう分裂溝形成に必要な準備の反映であると思われる。