hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
情報機器(IT,PC,モバイル機器)を用いた新たなWEB授業の開発

1:研究目的与えられた客観的な事柄を単純にただ記憶する能力(受動的で知識の羅列的な暗記能力)だけでなく、必要な情報を自分で探し活用し、国内外の生徒と情報を共有化し発表する能動的な能力を、情報機器を利用して開発する。2:研究方法(1)実験・観察の事前指導に、インターネットを利用したWEB授業(e-ラーニング)を実施し、その有効性を検証する。(2)携帯動画端末(iPod・PSP・携帯電話等)を使ったポッドキャスト型WEB授業(e-ラーニング)を実施し、その有効性を検証する。(3)(1)及び(2)が、授業の理解力・実験の安全性の向上に効果があるのかを検証する。3:研究成果(1)...授業における実験・観察の多くは、教科書の学習内容を体験・確認するというケースが多く見受けられる。しかし自分で専用HPにアクセスし、e-ラーニングにより予習し仮説を立て実験を行うといった能動的行動が、内容の理解向上に貢献していることが分かった。また、実験操作についての動画を加え、実験中にノートPCにより動画を確認しながら操作を行った結果、実験時間の短縮につながり、操作上のミスが減少した。(2)...(1)におけるPCの役割をiPod・PSP・携帯電話におきかえて実施した結果、予習においてはPCより携帯性・操作の簡便さという点においてPCより有効である。しかし、実験中の動画による操作確認は、画面が小さく不向きであること、また携帯動画端末は動画再生によるバッテリー消耗が激しく長時間の使用には不向きであるが判明した。(3)...ノートPCによる実験中の動画による操作の確認が、実験の安全性向上に効果があった。質問があると、全体を俯瞰し危険を察知することが途切れるが、各自が動画を確認することで質問数が減少し全体を継続的に見ることが可能となった。PCがTAの役割を一部担える可能性があると考えられる。
ドミナントネガティブets-1による血管新生の制御

ドミナントネガティブに作用することが確認されたtransdominant mutant ets-1(TM-ets-1)をプラスミドを用いて、マウス由来血管内皮細胞(MSS31)に導入し、血管新生に及ぼす効果を検討した。代表的な血管新生促進因子であるbFGF(basic fibroblast growth factor)に対する反応性をbrdU ELISA法による増殖能、wound migration assayによる遊走能、matrigel invasion chamberでの浸潤能、及びtype1 collagen gelでの管腔形成能で評価したところ、TM-ets-1遺伝子導入MSS31細胞の増殖能、遊走能、浸潤能、管腔形成能は、コントロールMSS31に比し、著明に抑制された。このTM-ets-1cDNAを挿入したコスミドと、TP結合アデノウイルスゲノムDNAを293細胞にコトランスフェクションして、非増殖性アデノウイルスベクターを作製し、高力価のウイルス液を得るために濃縮した。このCOS-TPC法で得られたウイルス液を用いると培養細胞(MSS31)のほぼ100%に遺伝子を導入できることが確認された。今後、このウイルス液を用い、TM-ets-1の作用をマウスを使ったin vivoの系で検討する予定である。転写活性部位を欠失したDNA結合部位のみのtrancated ets-1をPCR法で作成し、シークエンシングして配列を確認後、pCNX2に導入して、マウス血管内皮細胞、MSS31にトランスフェクションした。このtrancated ets-1は、ゲルシフトアッセイにおいて、DNA結合能が高く、intact ets-1のDNA結合を競合阻害した。また、MMP-1のプロモーターを用いたCAT assayにおいて、ets-1の転写活性を阻害したことから、ドミナントネガティブに作用することが確認された。さらに、タイプ1コラーゲンゲルでの管腔形成もpCNX2のみ導入した細胞に比し、著明に抑制された。今後、このtrancated ets-1をアデノウイルスに導入し、in vivoの研究を行っていく予定である。MTプロモーターを有するベクター、pNMT1を用いたtrancated ets-1のin vitro実験の予備実験として、ets-1 cDNAを導入して、MSS31にトランスフェクションした。亜鉛による発現促進の時間経過を追ったが、亜鉛未添加の状態でのets-1の発現が、MSS31の親細胞株に比し高く、ゲルシフトアッセイやウエスターンブロットの結果より、蛋白レベルでは亜鉛の添加による有意の増加がみられなかった。今後、テトラサイクリンにより発現調節が可能なベクターを用いた研究を検討している。
フォトスイッチングイオン液体の開拓：価数変化を利用した液体物性の光制御

本課題は、価数変化を伴う光応答性分子骨格を利用し、光によって物性変化を示すイオン液体の実現を目的とする。本年度はイオン性スピロピラン系の分子構造や組成を拡張し、分子周辺の環境が光異性化に及ぼす影響を評価した。(1)ピリジニウム環を有するスピロピラン系イオン液体について、フォトクロミズムの熱戻りを速度論的に解析した。また、溶媒極性パラメーターを用いて分子が感じる極性を評価した。アルキル鎖が短い塩については、引き続き単結晶X線構造解析から結晶中の空隙を決定した。アニオン種やカチオン中の置換基のサイズに応じて結晶中の空隙サイズが増減しており、概ね良好な相関が見られた。これらのスピロピランを粘土層間に内包した膜において、光および熱異性化途中の中間体が存在することを時間変化分光測定から明らかにした。(2)前年度新規に合成したカチオン性スピロピラン塩が、逆フォトクロミズムを示す物質であることをNMRスペクトル、UV-vis吸収スペクトルおよび単結晶X線構造解析から明らかにした。DFT計算の結果と合わせて、電子的な効果が逆フォトクロミズムに寄与していることが示唆された。アニオン種の異なる複数の塩を新たに合成し、結晶状態の光異性化の可否についても予備的に検討した。(4)異なる比率のスピロピラン塩ーイミダゾリウム塩混合型イオン液体を合成した。既知の光応答性イオン液体に比べて10倍近くクロモフォアを含み、比較的低粘度の液体が実現した。光異性化の熱戻り反応を速度論的に評価し、光スイッチに有望であるとの結果を得た。また、新規イオン性側鎖を含むスピロピランの合成を試み、室温イオン液体として有望であるとの知見を得た。(5)スルホナート基を含むアニオン性スピロピランと疎水性アンモニウムカチオンを組み合わせた塩を設計した。光異性化を示す塩を単離したが、高融点かつ吸湿性のため取り扱いが困難であった。(1)カチオン性スピロピランを含む系について、イオン液体単体での光異性化反応と熱戻り反応を評価した。また、イオン液体、混合イオン液体、結晶、粘土層間といった多様な形態で一つの骨格分子の異性化反応を調べることができ、分子の周囲の立体的・電子的環境との相関に関する情報が集積されつつある。これは、本研究で目標に掲げる「液体物性の光制御」実現の有用な知見となる。加えて、室温で液体の塩を与える可能性の高い新規カチオン性スピロピラン1例の合成経路を開拓したこと、逆フォトクロミズムを示すカチオン性スピロピラン1例を見出し、異性化挙動を詳細に評価したことは当初の計画以上の進展である。これらの骨格を用いることで、より広範な光応答性機能の可能性が期待できる。当初計画していた、単結晶の温度可変顕微分光については、引き続き準備段階にある。(2)アニオン性スピロピランを含む系について、親水性が高く溶媒抽出による合成が困難であったが、対イオンとして疎水性のアンモニウムカチオンを用いることで単離が可能であることが示された。目的物は吸湿性を示したことから、イオン液体として用いるためにはさらなる疎水性の向上が必要であるとの知見を得た。平成30年度の結果をもとに、スピロピランを含む塩の開発・光応答性評価を継続する。混合イオン液体や粘土鉱物複合体についても物質開発を進める。室温イオン液体のうち、適切なものを選びスイッチング溶媒能を評価する。(1)カチオン性スピロピランを含む系について、新規側鎖型スピロピランと逆フォトクロミックスピロピランの2系統を中心に物質開発を展開する。アルキルスペーサー鎖長、末端アルキル鎖長、イオン性置換基、アニオン種を変化させ室温で液体となる塩の探索を継続する。平行して、鎖長の短い塩に関しては、ファイバー式分光器を用いた単結晶の可視吸収スペクトル測定を行い、光異性化および熱戻り反応を速度論的に評価する。結晶構造と異性化挙動のより詳細な相関を解明する。(2)混合イオン液体系について、オニウム塩のカチオン依存性を精査する。光応答性を評価し、溶媒能のスイッチング特性をモデル反応等で評価する。(3)アニオン性スピロピランを含む系については、今年度得られた指針をもとに、骨格の異なる複数の対カチオンと組み合わせた塩の合成を継続する。必要に応じて、スピロピランのアニオン性置換基を修飾・置換する。上記の3系統について、光、温度、pH変化、金属イオン添加などの外場を複合的に組み合わせた多段階・多重制御の可能性を探索する。材料科学への展開として、光応答性を利用したセンサー・ディスプレイデバイス化に挑戦する。本課題は、価数変化を伴う光応答性分子骨格を利用し、光によって物性変化を示すイオン液体材料の実現を目的とする。ここでは、光応答性分子としてイオン性のスピロピランからなる塩を設計・合成し、その光異性化挙動について評価した。(1)カチオン性スピロピランとして、ピリジニウム環を有するスピロピランを用いてイオン液体を合成した。アルキル鎖長の熱物性依存性を精査し、長鎖のものは室温でイオン液体となることを見出した。また、アルキル鎖長が短い塩については、アニオンの種類によらず高融点結晶として得られることが明らかとなった。単結晶X線構造解析から、光異性化にはピリジニウム環周辺の結晶内空間が必要であることを明らかにした。

カチオン部位が異なる場合には、通常のスピロピランと比べて異性化後の吸収帯が短波長シフトすることが吸収スペクトル測定およびDFT計算から示唆された。(2)カチオン性スピロピランとして、アルキルアンモニウム基を有するスピロピランを用いて塩を合成した。アルキル鎖長の異なる2種類の誘導体を合成し、いずれも室温で非晶質の固体として得られた。単体での吸収スペクトル測定から、異性化に伴う極性の変化を直接観測することに成功した。この系はさらなる低融点化によって、物性の光制御が可能な液体の実現に有望であることが示唆された。(3)カチオン性スピロピラン/粘土鉱物複合体について、加熱冷却ステージとファイバー式分光器を用いて異性化を追跡し、光と熱による反応経路の違いを解明した。(4)アニオン性スピロピランとして、スルホナート基を含む5種類のスピロピランを合成し、イオン液体カチオンと組み合わせた塩の合成を試みた。いずれの場合にも、構成イオンの親水性が高いため、典型的なイオン液体の合成操作では目的物の単離が困難であることが明らかとなり、より疎水性のイオンとなる分子設計が必要であるとの指針を得た。(1)カチオン性スピロピランを含む系について、常温で液体状態の塩を2例見出しており、単体でのフォトクロミズムを確認している。また、非晶質固体であるが、光照射によって単体で異性化を示し、溶媒極性パラメーターが顕著に変化する例を1例見出している。これらの結果は、本研究の達成目標の一つである「液体物性の光制御」に直接的に繋がるものと期待できる。カチオン性スピロピランのアルキル鎖長が短いものについては、12種類のアニオンと組み合わせた塩を合成し、いずれも固体として得られている。8つの塩のX線構造解析から、単体での異性化には分子周辺の空隙が重要であることを解明している。この結果は、光異性化の効率や速度を向上させる点で、イオン液体化の際の有用な分子設計指針となると考えられる。また、イオン性部位の異なる新規カチオン性スピロピラン骨格を含む塩の合成法を確立しており、より広範な分子設計の可能性が期待できる。当初計画していた、単結晶など微小領域の温度可変顕微分光については、予備的に装置を立ち上げ準備段階にある。(2)アニオン性スピロピランを含む系について、スルホ基を有する5種類の誘導体を検討し、合成および精製に関する重要な分子設計を得ている。現段階では目的の塩の単離には至っていないが、スピロピラン骨格への疎水性置換基の導入が効果的であったため、対カチオンの種類や置換基を工夫することで、目的の塩が得られると考えている。本課題は、価数変化を伴う光応答性分子骨格を利用し、光によって物性変化を示すイオン液体の実現を目的とする。本年度はイオン性スピロピラン系の分子構造や組成を拡張し、分子周辺の環境が光異性化に及ぼす影響を評価した。(1)ピリジニウム環を有するスピロピラン系イオン液体について、フォトクロミズムの熱戻りを速度論的に解析した。また、溶媒極性パラメーターを用いて分子が感じる極性を評価した。アルキル鎖が短い塩については、引き続き単結晶X線構造解析から結晶中の空隙を決定した。アニオン種やカチオン中の置換基のサイズに応じて結晶中の空隙サイズが増減しており、概ね良好な相関が見られた。これらのスピロピランを粘土層間に内包した膜において、光および熱異性化
名専門経営者の識別に向けた基礎研究

この研究は、専門経営者の中でも名経営者と呼ぶにふさわしい人物を識別すべく、そのための基礎固めを行う狙いをもってスタートした。2年に及ぶ研究期間の中で、当初着目した時価総額による企業評価の方法を早々に棄却するに至り、まずは代替的な評価尺度を捜すところから着手することになった。最終的に採択するに至ったのは、実質営業利益をベースにした複合尺度で、そのコアは「過去最高益更新率」というものである。企業の戦略評価に使える新たな指標を、試行錯誤の上で築き上げたことは、本研究の大きな成果と自認している。具体的な成果物としては、2000年5月末時点で三大証券取引所に一部上場しており、なおかつ1980年5月末時点で三大証券取引所に一部または二部上場していた金融・保険業を除く上場1013社の綿密な業績データベースを挙げることができる。これは別の予算で購入してあった日本政策投資銀行の財務データバンクから必要な会計項目を抽出し、決算期間の調整や、データの実質化など、手間暇のかかる調整を施したものである。このデータベースに新たな尺度を適用することにより、本研究は、戦略パフォーマンスが著しく高い122社と、戦略パフォーマンスが著しく低い202社を抽出するところまで到達した。以上で概観した研究は、既に論文二編、著書一冊にて途中経過を報告した。このあとも、さらに著書二冊がパイプラインに入っている。初年度の主な成果は、データベースの整備です。2000年時点で一部上場、1980年時点で一部もしくは二部上場していた製造業の672社について、1960年から1999年の40年間の経営成果を問うデータの入力が終わり、その予備的な分析をした論文を書くところまで来ました。それに加えて、同じ672社の経営体制をデータベース化する作業が七割方終わっています。2年に及ぶ研究期間の中では、当初着目した時価総額による企業評価の方法を早々に棄却するに至り、まずは代替的な評価尺度の探索から着手することになった。最終的に採択するに至ったのは実質営業利益をベースにした複合尺度で、そのコアは「過去最高益更新率」というものである。具体的な成果物としては、2000年5月末時点で三大証券取引所に一部上場しており、なおかつ1980年5月末時点で三大証券取引所に一部または二部上場していた金融・保険業を除く上場1013社の、綿密な業績データベースを挙げることができる。これは別の予算で購入してあった日本政策投資銀行の財務データバンクから必要なデータを抽出し、決算期間の調整や、データの実質化など、手間暇のかかる調整を施したものである。この研究は、その後COEの事業に継承し、さらに発展を遂げ、究極の目的に近づいている。現時点では、合計324社の戦後歴代経営者を洗い出すところまで完了し、彼らに関する詳細なデータベースを構築する途上にある。この研究成果は、年内に出版する予定である。
金星表層を模擬した高温超臨界二酸化炭素中でのパイライト分解実験

金星環境を地球と対比しながら理解することは比較惑星学上の重要なテーマである.しかし,金星研究は鉱物学・岩石学・地球化学的探査の困難さもあって,これまでは限られた探査データに基づいた理論的研究が先行し,金星環境の安定性や表層物質循環を論じるための重要な化学反応であるパイライトの分解速度データとして,10年以上前に金星環境とはかけ離れた条件下で求められた実験データ(Fegley et al., 1995)がほぼ無批判に使用されてきた.本研究では,高温超臨界二酸化炭素中で金星表層を再現したパイライト分解実験をおこない,高温超臨界二酸化炭素によるパイライトの分解速度,分解メカニズムを求めることを目的とする.また,結果に基づき,金星表層環境でのパイライトの安定性を明らかにし,金星気候モデルに応用することをめざす.研究期間を通じて,パイライト分解に関する1気圧での予備実験を系統的におこなった。結果,金星表層で予想されるよりも酸化的な環境においては,酸素によるパイライトの分解反応が反応速度を支配することがわかったが,金星表層で推定される酸化還元条件では,反応に対する酸素の影響は大きくないことが明らかとなった.これらの予備実験の結果を踏まえ,高温超臨界環境での実験系の立ち上げた.しかし,金星表層の極低酸素分圧を実験系でどのように作成し,制御するかという問題が大きいことがわかり,その解決を試みた.結果として,実験系に酸素ゲッター(グラファイト,チタン)を設置し,酸素分圧は遷移金属酸化物(V2O5, V2O4, MoO3,Fe2O3,Fe3)4, Na4V2O7)の酸化還元を調べることで測定可能であることがわかった.金星環境を地球と対比しながら理解することは比較惑星学上の重要なテーマである.しかし,金星研究は鉱物学・岩石学・地球化学的探査の困難さもあって,これまでは限られた探査データに基づいた理論的研究が先行し,金星環境の安定性や表層物質循環を論じるための重要な化学反応であるパイライトの分解速度データとして,10年以上前に金星環境とはかけ離れた条件下で求められた実験データ(Fegley et al.,1995)がほぼ無批判に使用されてきた.本研究では,高温超臨界二酸化炭素中で金星表層を再現したパイライト分解実験をおこない,高温超臨界二酸化炭素によるパイライトの分解速度,分解メカニズムを求めることを目的とする.また,結果に基づき,金星表層環境でのパイライトの安定性を明らかにし,金星気候モデルに応用することをめざす.当該年度は,パイライト分解に関して,1気圧での予備実験を系統的におこなった.特に金星表層での酸化還元状態が不明なこともあり,酸素の存在が反応速度や反応メカニズムにどのような影響を与えるかを重点的に調べた.結果,金星表層で予想されるよりも酸化的な環境においては,酸素によるパイライトの分解反応が反応速度を支配することがわかったが,金星表層で推定される酸化還元条件では,反応に対する酸素の影響は大きくないことが明らかとなった.これらの予備実験の結果を踏まえ,高温超臨界環境での実験系の立ち上げをおこなった.金星環境を地球と対比しながら理解することは比較惑星学上の重要なテーマである.しかし,金星研究は鉱物学・岩石学・地球化学的探査の困難さもあって,これまでは限られた探査データに基づいた理論的研究が先行し,金星環境の安定性や表層物質循環を論じるための重要な化学反応であるパイライトの分解速度データとして,10年以上前に金星環境とはかけ離れた条件下で求められた実験データ(Fegley et al., 1995)がほぼ無批判に使用されてきた.本研究では,高温超臨界二酸化炭素中で金星表層を再現したパイライト分解実験をおこない,高温超臨界二酸化炭素によるパイライトの分解速度,分解メカニズムを求めることを目的とする.また,結果に基づき,金星表層環境でのパイライトの安定性を明らかにし,金星気候モデルに応用することをめざす.研究期間を通じて,パイライト分解に関する1気圧での予備実験を系統的におこなった。結果,金星表層で予想されるよりも酸化的な環境においては,酸素によるパイライトの分解反応が反応速度を支配することがわかったが,金星表層で推定される酸化還元条件では,反応に対する酸素の影響は大きくないことが明らかとなった.これらの予備実験の結果を踏まえ,高温超臨界環境での実験系の立ち上げた.しかし,金星表層の極低酸素分圧を実験系でどのように作成し,制御するかという問題が大きいことがわかり,その解決を試みた.結果として,実験系に酸素ゲッター(グラファイト,チタン)を設置し,酸素分圧は遷移金属酸化物(V2O5, V2O4, MoO3,Fe2O3,Fe3)4, Na4V2O7)の酸化還元を調べることで測定可能であることがわかった.
リピドーム検索を用いた先天性心疾患心虚血再灌流障害時のエネルギー代謝に関する研究

ラットに動静脈短絡作成による心室容量負荷並びに低酸素負荷を加えた先天性心疾患モデルを作成した。心臓の虚血後再灌流障害の程度をコントロールモデルと比較検討した。心筋膜脂肪酸構成の分析はガスクロマトグラフィー質量分析計およびナノ・エレクトロスプレイ質量分析計を用いた。低酸素負荷による先天性心疾患モデルではn-3系が増加、n-6系が減少し、そのうちC20:4は変化を認めずC18:2からC22:6へと構成が変化した。(モデル作成達成)低酸素換気による飼育および容量負荷目的の大動脈下大静脈間の短絡作成術を確立した。低酸素負荷群は対照群に比べ有意に体重減少が認められたが心臓・体重比は群間差を認めず低酸素負荷に伴う肥大変化が示唆された。容量負荷では対照群との差は認めず、心臓重量は増大し、肥大変化が示唆された。(灌流システムの完成)2週間低酸素負荷後にペントバルビツールによる鎮静後孤立心臓灌流を行った。灌流プロトコールは30分灌流後20分虚血そして30分再灌流とした。現時点で低酸素負荷モデル群と対照群(room air)間で30分灌流でのダブルプロダクト(心拍数と収縮期血圧の積)に差を認めなかった。20分虚血後の回復率(再灌流時/虚血前のダブルプロダクトの比)では明確な差は認めなかった。今後症例数を増やす予定である。(心筋脂肪酸構成測定の進行状況)低酸素負荷による心筋脂肪酸構成をガスクロマトグラフィー質量分析器で計測中である。(各種蛋白定量の進行状況)低酸素負荷および容量負荷に伴う低酸素誘導因子(hypoxia induced fator 1α)およびエネルギー代謝(糖代謝および脂肪酸代謝)に関しては、律速段階にあたるそれぞれの蛋白量をウェスタンブロットで測定すべく現在準備中である。(2重負荷モデル今後、短絡術後に低酸素負荷の2重負荷モデルを作成し、上記で述べた心体重比、各種蛋白量発現を測定し、そして同様のプロトコールでの心臓灌流を行う予定である。<圧負荷作成>圧負荷は3週雄ラットに対し、横隔膜直下の下行大動脈部分で間隙調整したクリップを行い圧負荷による左室肥大心の作成が可能となった。モデル作成成功率はほぼ9割となっている。<低酸素管理>低酸素環境は、窒素ボンベからの窒素および圧縮空気の混合にて10%酸素濃度に調整したガスを、低酸素チャンバーに送気しその中でラットを飼育することで行うった。クリップ装着後の状態安定化に2日を開け、その後低酸素チャンバーにて3週間飼育し、チアノーゼ性先天性心疾患のモデルとした。心臓における細胞膜の脂肪酸構成:心筋からBligh-Dyer法にて抽出した総脂質をSep-Packにより主要リン脂質別に分離後、単純脂質12種、1価不飽和脂肪酸をガスクロマトグラフィ質量分析計にて測定している。また、分離したリン脂質をイオントラップ型質量分析計にてsn-1, sn-2基の2つの脂肪酸を同定し、それぞれの脂肪酸の一次酸化物であるヒドロペルオキシドを測定。最終酸化物であるマロンジアルデヒドをOhkawa変法TBA法で測定するする準備中である。チアノーゼ性先天性心疾患モデルとしてSpraque Dawley rat4週齢オスを無作為に2群に分け、窒素を用いて10.5%FiO2としたチャンバー内に飼育した低酸素群、room air下で飼育した対照群として、それぞれ2週間を飼育した。餌(CRF-1, Charles River, Yokohama, Japan)および水の摂取は制限なしとした。モデルの完成度として、心筋重量、体重、心体重比をそれぞれ測定し、対照群が心810mg、体重238g、心体重比3.46 mg/gに比較して低酸素群が心901mg (vs対照群n.s.)、体重192g (p<0.01)、心体重比が4.69mg/g (p<0.05)と心筋肥大を示した。次に心機能を評価するためにランゲンドルフ灌流(上向大動脈にカニューラを挿入し逆行性に冠動脈へバッファを送血する)を用いたin vitro実験を行った。用いたbufferは5.5 mM glucose, no BSA, no fat, modified Krebs Henseleit solutionである。灌流コースは20分灌流, 45分虚血、40分再灌流とした。虚血障害を評価するのに、心拍数、収縮期血圧の積を用いた。(虚血後)/(虚血前の平均値)を求めると5分値では有意に低酸素群が高値(回復率が良い)であったが、20分値では差を認めなかった。今後は灌流後速やかにー80度に保存した組織を用いて、脂肪酸構成、過酸化反応蛋白の測定、および組織学的評価を進めていく。

心臓灌流の確立に時間を要しそのため進行が遅れたが、現時点で対照群を用いた場合手技的には確立されたと言える。しかし、低酸素負荷モデルにおいては体重減少が認められ、心重量も有意差を持って小さく、そのため低酸素負荷モデルでの心臓灌流成功が確立されたところまでは達成できていない。現時点での灌流結果で低酸素群と対照群で差が認められないことが、手技的なところから発生していることが否定できないため、今後更に症例を増やすことで解決を図りたいと考える。これまでの経験で容量負荷モデルの心臓は対照群よりも有意差を持って肥大しており、灌流の技術的困難さはさほどではないと判断している。ウェスタンブロットによる蛋白定量および脂肪酸構成の測定に関して方法論的に確立しており試料が集まった時点で随時測定を進めていく。モデル作成に際しては、上記のとおり有意差をもって肥大を認めており、これまでの過去の報告とも相違ない。本来ならより生理学的に近い左房送血、上向大動脈脱血の閉鎖式灌流を用いることを目標にしている(ランゲンドルフ灌流に比べ心筋におけるエネルギー代謝は2倍以上とされている、つまり虚血後障害により鋭敏に反応する)が、今のところ安定したデータを得られず、現在ランゲンドルフ灌流を用いている。ランゲンドルフ灌流後の心筋は速やかにー80度の保存を行っており、すでに確立しているガスクロマトグラフィーおよびエレクトロンスプレー法質量分析による脂肪酸構成、過酸化関連蛋白(HEL, PRL, 4HNE)を用いた蛋白測定、免疫染色の技術を習得中である。まずは小さい心臓に対する心臓灌流の技術の確立を果たす。そのために、灌流システムの改良(大動脈、左心房への送血カニューラのサイズダウン)および拡大鏡の利用により、改善を行っている。それと並行に容量負荷のモデル作成、容量負荷後低酸素負荷の2重負荷のモデル作成を行い、形態的およびHIF1α関連、エネルギー代謝関連の各種蛋白定量、脂肪酸構成の測定を進める。小さい心臓に対する灌流が確立すれば、上記の蛋白定量、脂肪酸構成の測定を進める。引き続き灌流実験(左房送血、大動脈脱血)も並行に、分子生物学的評価を進めていく(モデル作成)容量負荷モデルの作成、容量負荷後低酸素負荷の2重負荷モデルの作成を行う。(心灌流)容量負荷および2重負荷モデルを用いた心臓灌流(上記の2群における各種蛋白定量、脂肪酸構成の測定)HIF1α関連、エネルギー代謝関連の各種蛋白定量、脂肪酸構成の測定を進める。得られた結果を用いた学会報告、および英文化をできるだけ進める。
瞳再配置光学系を用いた広帯域高コントラスト偏光観測システムに関する研究

太陽系外惑星(太陽以外の恒星がもつ惑星)の直接観測を目指して、観測の妨げとなる明るい恒星光を強力に除去する高コントラスト観測技術の開発を行った。我々は、新たな高コントラスト観測技術(焦点面位相マスクコロナグラフのための瞳再配置光学系、スペックルデコリレーション処理にもとづく偏光観測技術など)を提案し、計算機シミュレーションおよび室内実証試験による性能評価を行った。その結果、太陽系外惑星観測に最適化されていない一般的な望遠鏡であっても、提案した観測システムにより強力に恒星光が除去できることが示唆された。本研究課題の目的は、すばる望遠鏡などの地上大型望遠鏡、およびWFIRST計画などの将来スペース計画への搭載を目指した、高コントラスト観測システムを開発することである。太陽系外惑星からの光を捉えるため、明るい恒星光を強力に除去しなければならない。我々は、恒星光除去法として、焦点面位相マスク法の開発を進めている。この手法は、望遠鏡焦点面に位相変調を行うマスク(光渦マスク、8分割位相マスクなど)を置くことにより、打ち消し合う光波干渉を利用して恒星光を除去する。焦点面位相マスク法は理論上、円形主鏡の望遠鏡に搭載すれば恒星光を完全に除去することが可能である。しかしながら、実際の望遠鏡は主鏡像に副鏡とその支持機構(スパイダ)の影がうつりこみ、この影響により恒星光を完全に除去することができない。この問題を解決するため、本研究課題では「瞳再配置法」と呼ばれる手法を新たに提案し、その開発を推進している。平成26年度は、提案する瞳再配置法の計算機シミュレーションにより、その有効性を確かめるとともに、室内シミュレータを構築して実証試験にも着手した。焦点面位相マスク法の性能を劣化させるもう一つの要因は、使用する光学素子の面精度に起因した位相収差である。光学素子に位相収差があると、恒星光がスペックル状に残ってしまい、惑星検出を妨げてしまう。恒星の残留スペックルを除去するため、偏光観測法が有効である。恒星光は無偏光であると考えられているが、惑星光は恒星を反射、散乱した光であるため、部分偏光していると考えられる。偏光観測法は、無偏光である恒星光を除去するため、より高いコントラストが得られると期待される。平成26年度は、提案した新たな偏光観測法である「スペックル相関除去法」について、室内実証試験および計算機シミュレーションによる性能評価を実施した。本研究課題の目的は、すばる望遠鏡などの既存の地上大型望遠鏡や将来のスペース望遠鏡への、高コントラスト観測システムの搭載を目指した機器開発を推進することである。開発する観測装置は、太陽系外惑星、特に地球型惑星の光を直接検出し、その詳細な分析を通じて生命活動の痕跡を発見することを究極目標とする。太陽系外惑星を直接観測するためには、すぐ近傍の明るい恒星光が観測の妨げとなるため、恒星光のみを強力に除去しなければならない。我々は、恒星光を除去するための手法として、焦点面位相マスク法の開発を進めている。焦点面位相マスク法は、望遠鏡瞳が円形であれば、点光源と見なせる恒星を理論上完全に除去することができる。しかしながら、実際の望遠鏡は望遠鏡瞳に副鏡とその支持機構(スパイダ)の影が映りこんでしまい、これが観測性能を著しく劣化させてしまう。この問題を解決するため、本研究課題では新たに「瞳再配置法」を提案し、その開発を推進している。H26年度は、提案した瞳再配置法の簡易版シミュレータを構築し、実証試験に着手した。H27年度は、この簡易版シミュレータを発展させ、提案する手法により観測性能が向上することを実験的に実証した。さらに、実観測により近いフルシステムの装置シミュレータ構築に着手した。また、高コントラスト観測システムの問題点として、観測装置の光学収差により恒星光が完全に除去できず、スペックル状の恒星ノイズが惑星観測を妨げてしまうことが挙げられる。この問題を解決するため、本研究課題では「スペックル相関除去法」という新たな技術による系外惑星の偏光観測法を提案し、H26年度にはそのキーデバイスとなる液晶空間光変調器(LCSLM)を購入した。H27年度は、主に計算機シミュレーションを通じた本手法の性能評価などを実施し、購入したLCSLMの動作試験にも着手した。年度当初に計画していたH27年度の実施計画として、(1) LCSLMを用いたスペックル相関除去法の計算機シミュレーションおよび実証試験の両面での性能評価、(2)広帯域で動作可能な焦点面コロナグラフマスクおよび関連技術、特に本研究課題で購入したLCSLMによる高コントラスト補償光学の開発、(3)瞳再配置法のフルシステムのシミュレータ構築、実証試験および計算機シミュレーションの両面での性能評価、であった。(1)については、現在はLCSLMの動作試験を推進している段階であり、スペックル相関除去法の本格的な実証試験までは至らなかった。しかしながら、計算機シミュレーションを通じた詳細な性能評価(様々な実験環境を模擬したシミュレーション)を実施するなどの進展があった。(2)については、本研究課題を推進する過程で、LCSLMを活用した光波面補正技術により恒星スペックルノイズを除去する「ダークホール技術」を新たに提案した。提案する手法は、焦点面マスク法にも適用可能であると考えており、達成できるコントラストがさらに向上すると期待される。上述のLCSLMの動作試験は、スペックル相関除去法およびダークホール技術の実証試験を並行して進めるための準備としての位置づけである。最後に(3)について、瞳再配置法では、副鏡とスパイダの影を避けるように複数個(通常は4個)のサブ開口を取り出す必要がある。

これまでに、2個のサブ開口による簡易版シミュレータを構築しており、H27年度もその開発を推進し、本手法により観測性能が向上しうること実験的に実証した。さらに、4個のサブ開口を用いた、より現実的且つ高効率なフルシステムのシミュレータ構築に着手した。特に、H27年度は、そのための重要なデバイスであるピラミッド型ミラーの製作を実施した。上記の成果を総合的に考えて、全体としておおむね目標通りに進展していると言える。本研究課題の目的は、系外惑星(太陽以外の恒星をめぐる惑星)を直接観測するための高コントラスト観測システムを開発することである。これにより、既存の地上大型望遠鏡や将来のスペース望遠鏡での系外惑星探査を目指す。系外惑星を直接観測するためには、観測の妨げとなる明るい主星(恒星)光を強力に除去しなければならない。恒星光を除去する有力な手法として、焦点面位相マスク法が提案されている。焦点面位相マスク法は、望遠鏡瞳が円形であれば、点光源と見なせる恒星を理論上完全に除去することができる。しかしながら、一般的な望遠鏡は、望遠鏡瞳に副鏡とその支持機構の影が映りこんでしまい、これが恒星除去性能を著しく劣化させてしまう。この問題を解決するため、本研究課題では「瞳再配置法」を提案し、その原理実証実験を推進した。まずH2627年度に、瞳再配置法の室内シミュレータを構築した。H28年度は、構築したシミュレータを用いた室内実証実験から、瞳再配置法の有用性を定量的に評価した。その結果、瞳再配置法により恒星除去性能が向上すること実証し、また使用した光学素子の収差により性能が制限されていることを示した。光学素子に収差が存在すると、恒星光を強力に除去できず、スペックル状の恒星ノイズが惑星観測を妨げてしまう。この問題を解決するため、本研究課題では、新たな技術「スペックル相関除去法」にもとづく系外惑星の偏光観測法を提案した。H28年度は、計算機シミュレーションにより、系外惑星の偏光観測における光学収差の影響を評価した。さらに、本研究課題のキーデバイスである液晶空間光変調器を用いた偏光観測法、さらには光波面補正により恒星スペックルをアクティブに除去する技術の開発も推進した。これらの研究成果により、副鏡の影をもつ一般的な望遠鏡においても高い恒星除去性能が得られる観測システム実現に向けた見通しを得ることができた。太陽系外惑星(太陽以外の恒星がもつ惑星)の直接観測を目指して、観測の妨げとなる明るい恒星光を強力に除去する高コントラスト観測技術の開発を行った。我々は、新たな高コントラスト観測技術(焦点面位相マスクコロナグラフのための瞳再配置光学系、スペックルデコリレーション処理にもとづく偏光観測技術など)を提案し、計算機シミュレーションおよび室内実証試験による性能評価を行った。その結果、太陽系外惑星観測に最適化されていない一般的な望遠鏡であっても、提案した観測システムにより強力に恒星光が除去できることが示唆された。まず、年度当初に計画していた実施項目について述べる。
児童・生徒の数学的問題解決に影響する「メタ認知」を測定するアンケートの開発研究

認知的要因をコントロールする要因(メタ認知的要因)は,広義の教師の「メタ認知」が児童・生徒に内面化し,児童・生徒の「メタ認知」(「内なる教師」)となり,問題解決に機能するものと考えている。本研究は,4つの教師の言語行動(説明,発問,指示,評価)の視点から,「メタ認知」を測定するアンケートの開発を目指すものである。平成4年度の結果を踏まえて,平成5年度は,和文用として,児童用,生徒用,そして,特定の数学の指導(統計)に依拠した,それぞれ60項目版,英文用として,児童用,生徒用の60項目版のメタ認知測定用具としてのアンケートを開発整理した。平成5年度では,改善した測定用具としてのアンケートを用いて,児童・生徒の「メタ認知(内なる教師)」の内面化のプロセスを解明するとともに,数学的問題解決力との連関のモデルを解明した。とくに,問題解決の過程を通して,教師のメタ認知の児童・生徒への内面化の過程を分析した。この内面化の調査には,アンケートをメタ認知の静的な側面の分析に用い,動的な側面は再生刺激法を用いて分析した。この調査の結果,内面化のモデルとした7段階の過程の内,6段階の過程が試行的に確認できた。しかし,このアンケートの結果によって児童・生徒のメタ認知の枠組みを記述するには不十分なところがあり,今後に課題を残している。認知的要因をコントロールする要因(メタ認知的要因)は、広義の教師の「メタ認知」が児童・生徒に内面化し、児童・生徒の「メタ認知」(「内なる教師」)となり、問題解決に機能するものと考えている。本研究は、4つの教師の言語行動(説明、発問、指示、評価)の視点から、「メタ認知」を測定するアンケートの開発を目指すものである。予備調査の結果から当初作成した121項目のアンケートを分析し、新たに和文用59項目、英文用60項目の測定用具としてのアンケートを作成し、調査を実施した。この調査の結果、例えば、アメリカでの「メタ認知(内なる教師)」の特性として、図をかくことといった、日本では肯定的なメタ認知が、必ずしも安定した強い印象の肯定的なメタ認知ではないことなどが明らかになった。このアンケートでもメタ認知測定に不十分なところがあり、再検討を行った。また、このアンケートの結果と児童・生徒の数学的問題解決過程との関連についての調査分析にも不十分なところがあり、刺激再生法による調査方法を開発し、予備調査を行った。この結果から、仮定したメタ認知の内面化の過程モデルの7つのポイントのうち、5つのポイントが明らかになった。
子どもを鍵とする社会像の問い直し：年少者像の再編期の歴史社会学と現代的変容の記述

1)英国の子ども社会学の検討を踏まえた日本の子ども社会学への示唆:『子ども社会研究』誌の特集(「子どもらしさへのアプローチ3多様な子ども」)を企画し自らも寄稿することで、世界的な研究潮流を踏まえつつ、教育的子ども観か子ども中心か、大人主導か子どもらしさかといった図式を乗り越えた子ども研究の視角が必要であることを、社会状況と理論の双方から述べ、必要な読者に届けることができたと思われる。また集大成として、現代の子ども社会学の視角をまとめた編著を2019年度中に出版できる見込みである。そのなかでは、共著者の協力を得て、日本の既存の研究視角ではとらえづらい事例と、子どもをとらえる理論的・方法論的なヒントを盛り込んでおり、本研究課題の報告としてきわめて重要な仕事となると考えている。2)総力戦期の子ども観の揺らぎと維持に関する事例研究:前年度中に学会発表を行ったペーパーを、勤労動員と学童集団疎開における子どもの身体と既存の制度のせめぎあいから子ども期の歴史的構築論および新しい子ども社会学の陥穽を指摘する論文として組みなおし、投稿予定である。3)現代における子どもに関する新しい価値を提案する活動の事例研究:日本のプレーパークの80年代と2010年代を比較し、時代状況の変化の中での「子ども/大人」関係について国際学会での報告を行い、英語および日本語での論文化を行っている。また、現代の新しい価値のようにも見える、子どもによる伝統芸能の保存と地域社会についての論文を投稿し受理されている。4)間接的な成果:成人年齢の引き下げに関わる新聞取材に、本研究課題の成果を元に応答し、掲載された。よりよい生と社会の構築に向けた子ども/大人を見る視角の提案という目標の一事例となったと考えている。1子どもの社会学の潮流の整理・検討:近代型の教育的(福祉国家的)子ども像を相対化する「新しい子ども社会学」の提唱から、さらにその反省へという英国・欧州の子ども社会学の展開を、主要論者の著作を読み整理した。1)ヨーロッパ近代の知としての子ども観(近代的主体の陰画)と、階層やエスニシティが交錯する現実の多様な子ども期への共感的まなざしの中で、子ども/大人関係を普遍的構造と見て子どもの視点を重視する構造主義的アプローチが広く受け入れられていること、2)そのさらなる捉え直しに直面した際に、子どもの身体発達をめぐる近代知の問い直しから、構築主義アプローチへと展開していったことなどが見えてきた。ヨーロッパ圏の社会学では共有されているこれらの潮流は、日本であまり紹介されていないため、さらに整理することで子ども研究に資すると考える。2英国の年少者をめぐる制度史および最近の子どもの活動の参与観察:多様で階級分化した中での年少者の福祉・医療・教育等への包摂の経緯を法制史を中心に把握した。そのうえで、現代で子どもに関する新しい価値の創造を目指す活動の把握をと考え、ヤングケアラープロジェクト、冒険遊び場、道遊びの団体の見学を行い、その他の子ども関係活動の資料収集を広く浅く行った。当初の予想に反して、新たな価値の創造というよりは、近代的子ども観を前提にした中で、社会状況の変化に対応した活動が産まれていることが見えてきた。今後、日本との背景の違いを踏まえて、日本の事例研究を行う際の新たな視点を得ることができた。3日本の総力戦期の子どもの動員・疎開の制度史の整理・資料の所在把握:二次文献により制度史の概要を把握した。また、英国の動員・疎開の過程と関連文献・詳細資料の所在を把握したので、次年度以降、比較も視野に入れた具体的な研究に着手できる。平成27年度の研究期間はすべて、本務校の在外研究制度による英国滞在期間と重なった。そのため、社会・制度背景への理解が深まった状態で、本研究課題に関する文献の読解、関連学会・研究会への参加や団体見学、関連研究者との面談などをインテンシブに進めることができた。希望どおりに面談・見学がかなわなかったケースもあったが、全体としては予定した程度の知見を集めることができた。ただ、英国の活動見学をする中で、子どもをめぐる社会意識が予想と違った形で見えてきたため、当初の予定よりも英国の制度や活動の歴史・実態把握に力を入れることとなり、時間も多くとることとなった。その分、4年間通しての主課題であるべき日本の事例研究の進捗は、予定よりやや遅れ気味ではある。しかし、英国の事例を参照点することで、ヨーロッパ子ども社会学を深く理解できるようになったほか、事例研究の際の自らの従来の視点を問い直すきっかけを多く得たので、全体としては順調に進捗していると言える。今後、それを理論や方法論として洗練しながら日本の経験的研究を進めれば、研究期間全体では問題なく計画が遂行できると考えている。以上より、初年度の進捗状況としては「おおむね順調」と考える。1)英国の子ども社会学の情勢のまとめ:ヨーロッパ子ども社会学の新古典ともいうべき、Alan Prout 2005 The Future of Childhood, Routledgeの翻訳出版を行ったのが最大の成果である。同書は社会科学・自然科学の知を駆使して子ども社会学の新しい理論枠組みを探るものである。翻訳作業には、1年目に行った子ども社会学の潮流の検討および英国の事例調査を生かすことができ、その成果は訳注と訳者あとがき(解説)に反映されている。2)子ども社会学における「子ども」と「社会」の記述の理論的・方法論的視角の検討:

上記翻訳作業を含めて、科学社会学やフェミニズム、身体の社会学の方法論の子ども社会学や社会記述への応用可能性の検討という理論的課題を深めることができた。その成果は、学会報告・論文執筆の形で3年目以降に報告していく予定である。3)子どもに関する新しい価値を提案する活動の事例研究:冒険遊び場運動や外国人の子どもの支援活動の検討に着手し、対象とのラポールを築き、3年目の調査に備えた。また、遊び場については以前の研究を英国の状況から捉え直した小論を国際学会で報告することで、追加調査の際の重要な視角をえることができた。これらを通して、現代日本における「子ども」と「社会」をめぐる言説と実践の可能性と問題点を検討していく準備作業が整った。4)総力戦期の子どもの動員・疎開の議論の整理・分析:資料の収集・整理を予定通り進めている。平成28年度は、平成27年度に主として行ったヨーロッパ子ども社会学の検討と英国の子ども支援活動の事例調査を、翻訳・解説という形で形にすることができた。また、平成29年度の早い段階で、それを論文や学会報告の形にしていく準備も整っている。これは、当初の予定よりはるかに順調に進んだと言える。また、当初の予定通り、日本における近年の事例研究と戦時期の文献研究を進めることができた。ただ、それぞれの概要把握と整理に予想より時間がかかっており、残り2年で理論的な総合に向かうにはやや不安が残る状況ではある。以上の双方の状況を総合すると、本年の進捗状況は「おおむね順調」と考える。1)英国の子ども社会学の検討を踏まえた日本の子ども社会学への示唆:学会や講演、自身で組織する研究会の機会を利用し、英国の子ども社会学の基本書(プラウト『これからの子ども社会学』)の翻訳紹介をした前年度の研究の延長線上に、子どもを捉える歴史社会学的視角や、現代の子ども社会学の視座についての構想を深めた。たとえば、欧州の潮流を紹介しつつ、日本の80年代以降の研究潮流を整理し、日本の子ども社会学の課題を示す論文の執筆・刊行も行った。その際、子どもの主体性を強調する運動の動向のフィールドワークや子どもの権利の哲学の検討の成果を反映させた。2)戦後の年少者保護制度の変化と子ども観の分析:多様な進路、多文化教育、障害児教育などの成果に学び、戦後から21世紀にいたる「非主流」の子どもたちをめぐる言説史を整理しつつある。詳細なまとめは次年度以降を予定しているが、1)に関連し、これらの知見を生かしながら、流動化する後期近代の子ども研究の枠組み構築の必要性に関する論文を執筆した(次年度公刊)。また、研究会での議論を発展させて、2020年代の子どもと社会を見る視座についてまとめた編著を企画し始めた。3)総力戦期の子ども観の揺らぎと維持および現代における子どもに関する新しい価値を提案する活動の事例研究:総力戦期の学徒動員と学童疎開に関する研究において、経過の概要を示しながら「子ども」の実体/構築を捉える枠組みについて理論的示唆を提示する国際学会報告を行い、受容・評価されることを確認した。現在、論文化を進めている。同様に、子どもの遊びと社会参加に関する市民運動の現代的展開のフィールド調査も継続し、新自由主義以降の地方自治の中における、子どもの主体性を維持する大人と地域の関係に関する考察を深め、次年度での国際学会報告を準備している。
ケミカルバイオロジーにおける創薬をめざす化合物情報解析のための統計的方法論の開発

70の抗がん剤を含む3700化合物を癌細胞パネル39系(JFCR39)に作用させて得られた50%増殖阻害濃度値のデータを用いて、ヒト癌細胞株に対する新規の生物学的活性指標として、細胞増殖曲線から得られる複数の統計学的指標を開発し、さらにマイクロアレイデータを用いて化合物と疾病との関連を探索するためのConnectivity Mapを利用した解析法も同時に検討した。創薬のシーズ探索における必要条件として、毒性が低く、高い生物学的活性を示す新規化合物が必要がある。一方、同一の低分子化合物であっても、生物活性は種々の細胞に対して多様性がある。この多様性を統計学的に評価して創薬のシーズとなる新規化合物を探索するための方法論の確立のため、研究協力者の矢守隆夫部長(癌研)より提供を受けたヒトがん細胞株39系(JFCR39)に対する3700化合物にわたる細胞増殖阻害に関するオリジナルデータソースを使用し、従来より用いられてきた生物学的活性指標である50%増殖阻害剤濃度(GI50値)に対して併用可能な新規の生物学的活性指標を開発した。これら指標の開発のため、本研究では3700種の化合物のがん細胞株39系におけるGI50値のオリジナルデータの整備を行い、細胞増殖曲線データを用いた生物学的活性指標の開発を進めた。現在、これら新規生物学的活性指標の有効性の検証を進めている。さらに本研究課題と密接に関連する手法として、細胞株の遺伝子発現情報と疾患の表現型との関連を調べるための手法としてGolubらが開発したConnectivity Mapに関しても、その有用性と問題点に関して統計学的見地からの検討を進めた。本年度の研究成果報告に関しては、今後の創薬研究に資するための有効な抗がん剤効果を乳がん患者に関して調査した論文を2編、Connectivity Mapの実際の利用における統計学的問題点を10月の癌学会で報告した。さらに3月には統計数理研究所のリスク解析戦略研究センターとの共催で、「分子診断研究のための統計的手法の開発:研究成果と今後の課題」の研究集会を行ない、今後の研究開発の方向性に関して関連研究者と討論を行った。昨年度は、研究協力者により提供を受けたヒトがん細胞株39系(JFCR39)の50%増殖阻害剤濃度(GI50値)に関する基盤データを用い、「ヒト癌細胞株に対する統計学的新規生物学的活性指標の開発」を行った。本年度は、当初の予定通り、「創薬に向けたバイオプローブの探索・評価のための統計的手法の開発と応用」に関する研究を行った。本研究のために、既存薬剤である化合物約40種を用い、特定の細胞株に対して、化合物を作用させる前と作用させた後の遺伝子発現プロファイルデータを研究協力者より新規に入手した。この遺伝子発現プロファイルデータを用いて、化合物の作用により変動した遺伝子を抽出する統計学的手法を検討した。さらに、生物学的機能を有する各種パスウェイとの関連性を評価するための統計学的方法論について検討し、実データに対して解析と結果の評価を行い、化合物ごとに変動する遺伝子とパスウェイの情報を抽出した。また、昨年度報告したConnectivity Mapの実際の利用における統計学的問題点を基に、本問題に関しても研究を継続した。具体的には、複数の関連化合物が真に関連している場合に、これら複数の化合物を探索できるように方法論を改良し、解析システムのプログラミングを行ってシミュレーション実験を行い、その問題点と妥当性を評価した。これらの解析結果などに関しては、統計数理研究所の研究者などと議論を行い、今後の研究に向けての方向性の探索や改良点などに関して検討を行った。また、論文作成の準備を本年度中に行った。昨年度は、既存薬剤である化合物約40種を用い、特定の細胞株に対して、化合物を作用させる前と作用させた後の遺伝子発現プロファイルデータを新規に入手し、この遺伝子発現プロファイルデータを用いて、化合物の作用により変動した遺伝子を抽出し、化合物間の類似性を評価し新規薬剤に対して既存薬剤との関連性を評価する統計学的手法を検討した。また、Connectivity Mapの実際の利用における統計学的問題点に関しても研究を行った。今年度は、これらの研究を継続し、特に、各化合物を細胞株に作用させた遺伝子発現変化の情報解析の方法を検討することに力点をおいた。さらに今年度は、新規にハイスループット化合物構造情報に基づく構造活性相関分析法の研究を開始した。従来の構造活性相関解析では人口知能分野のエキスパート法の他に統計学的な多重回帰分析が使用されてきた。このように、構造活性相関解析は基本的には多変量解析の枠組みの中で取り扱われてきた経緯を持ち、本研究では、化合物アレイや質量分析計などのハイスループットデータやなど、他次元のオミックスデータから複数のメカニズムを考慮した上で、創薬に重要な化合物候補を探索できる構造活性相関分析法の新規の検討を行った。

これらの解析結果などに関しては、未だ再現性のある十分な結果は得られなかったため、今後、統計数理研究所の研究者などと議論を行い、今後の研究に向けての方向性の探索や改良点などに関して検討を行なう予定である。また、上記内容に関する論文作成の準備を本年度中に行った。
擬縮重多電子系の理論展開と実在系の解明

実在系の第一原理計算では、少ない計算機資源で効率良く電子相関効果を取り入れるかという点が大きな問題となる。現在最も用いられているHF法などの単一行列式によるアプローチは、基底関数の四乗の計算機コストで実行可能である。且つ、長距離クーロン相互作用をカットオフするなど、オーダーN的な手法が益々進歩する事を考えると、この単一行列式によるアプローチは今後も続くものと考えられる。動的電子相関は非常に高速化されたMP法やあるいはDFT法、ハイブリッドDFT法等により取り入れる事が可能であるが、静的な電子相関効果に関しては、構造依存性が大きい為、取り込む事は難しい。一つのアプローチはα電子とβ電子を違う軌道に帰属させて計算するBS法である。BS法は、非常に簡便に静的電子相関を取り入れる事ができ、化学結合の解離や局在スピンが表現できる為、物性や化学反応の解析において大変有用である。また、計算機コストも平均場近似レベルで収まる事から、現在、巨大な強相関電子系の計算に盛んに用いられている。しかし、BS法には、波動関数に高次のスピン状態が混入してしまうという致命的な欠点がある。このスピン混入は波動関数自身にあらわれる為、構造など様々な所に影響を及ぼす。山口らにより提案された近似スピン射影法は、この問題に対し、低スピン状態と高スピン状態のエネルギー等を用いて、スピン混入を近似的に取り除いたエネルギーを求める手法で、少ないコストで非常によくその誤差を乗り除くことができる。本特定領域研究では、これを用いた構造最適化法を開発し、さらに遷移状態計算を可能とすると共に振動数解析も可能とした。本特定領域研究では、これを用いた構造最適化法を開発し、様々なビラジカル種、多核遷移金属錯体や生体内多核遷移金属活性中心の構造最適化へと適用した。