hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
流動渦冷却水溶液を利用したスラリー状氷の熱・物質輸送に関する研究

近年の冷凍・空調需要の増加に伴い,夜間電力を利用した蓄冷熱システムの開発が盛んに行われており,高密度蓄冷熱が可能となる融解潜熱を利用した氷蓄冷熱システムが導入されつつある.特に,熱効率の良さや流動性を有する微細な氷粒と水との混合物であるスラリー状の氷水を蓄冷熱媒体として用いる研究が注目されており,その微細氷の生成法について様々な試みがなされている.また,現在冷熱貯蔵側より需要側への冷熱輸送媒体は氷水が主に用いられているが,氷水スラリーを用いることにより冷熱輸送密度が増加し,配管径やポンプ動力の減少を図ることができる.本研究では,二重管式熱交換器内を流動する過冷却水あるいは過冷却水溶液を利用し,管内または管外で過冷却を解消し微細氷へと相変化させる連続製氷法を提案し,冷却条件や流速などの因子が製氷挙動に及ぼす影響を検討した.その結果,管内流動過冷却水溶液の限界過冷却条件に及ぼす水溶液の流れ場および温度場の影響を明らかにするとともに,流動水溶液の過冷却安定条件における製氷効率の評価を行った.さらに,過冷却水溶液を用いた管内連続製氷法について,水溶液濃度,流量,冷却壁面温度および管材質等の諸因子の製氷挙動などに及ぼす影響について解明した.また,水平,垂直および傾斜管内の氷水スラリーの流動挙動を観察するとともに,氷充填率や流速など種々の条件下における圧力損失を測定して,輸送冷熱量と理論ポンプ動力の関係を整理し有用な関係式を得た.本研究にて得られた体系的な知見は,この種のシステムの有効性について示しており,潜熱蓄冷熱媒体として非常に有望な氷水スラリーの生成および輸送システム構築に際してに非常に有益な資料となるものである.本年度は、無機水溶液と有機水溶液に関する過冷却現象に関する基礎的検討を主に行った。過冷却度に関する実験は、内径10mmのガラス性試験管内に各種の水溶液を充填し、-40°Cまで設定可能な恒温槽内で徐々に冷却し、試験水溶液の過冷却度を測定した。無機水溶液では、予備検討の後、様々な濃度のコレステロール水溶液、蛋白質水溶液、ソレビトール水溶液とエチレングリコールやプロピレングリコールの検討が行われた。コレステロール水溶液、ソレビトール水溶液、エチレングリコール、プロピレングリコール、蛋白質水溶液の順に過冷却度が小さくなることが判明した。また、無機水溶液では、メタアルデヒド水溶液の方がヨウ化銀水溶液よりも、過冷却度が小さくなることが明らかとなった。結果として、無機水溶液では、メタアルデヒド水溶液そして有機水溶液では、コレステロールが過冷却解放用氷核物質として最適であることが判明した。一方、過冷却安定な水溶液としては、その扱い易さや環境負荷の小さい物質として、有機水溶液であるソレビトール水溶液とプロピレングリコール水溶液が適切であることを見いだした。その結果、管内流動水溶液実験の水溶液には、ソレビトールとプロピレングリコール水溶液を用いることとした。管内流動水溶液の実験装置として、内管内径15mmの二重管式過冷却器を製作し、様々な水溶液濃度、管内流速や管冷却温度などを実験因子として、管内冷却下での流動水溶液の過冷却安定性の検討を行った。その結果、層流領域では、-4°C程度で安定な過冷却が得られた。一方、乱流領域では、-2°C程度の過冷却度を維持することが判明した。また、管内で安定な流動過冷却水溶液を得て、管外で過冷却解放し、製氷する方法に関する製氷効率に関する有用な実験整理式の提案を行った。さらに、管内で製氷する限界条件をも見いだした。近年の冷凍・空調需要の増加に伴い,夜間電力を利用した蓄冷熱システムの開発が盛んに行われており,高密度蓄冷熱が可能となる融解潜熱を利用した氷蓄冷熱システムが導入されつつある.特に,熱効率の良さや流動性を有する微細な氷粒と水との混合物であるスラリー状の氷水を蓄冷熱媒体として用いる研究が注目されており,その微細氷の生成法について様々な試みがなされている.また,現在冷熱貯蔵側より需要側への冷熱輸送媒体は氷水が主に用いられているが,氷水スラリーを用いることにより冷熱輸送密度が増加し,配管径やポンプ動力の減少を図ることができる.本研究では,二重管式熱交換器内を流動する過冷却水あるいは過冷却水溶液を利用し,管内または管外で過冷却を解消し微細氷へと相変化させる連続製氷法を提案し,冷却条件や流速などの因子が製氷挙動に及ぼす影響を検討した.その結果,管内流動過冷却水溶液の限界過冷却条件に及ぼす水溶液の流れ場および温度場の影響を明らかにするとともに,流動水溶液の過冷却安定条件における製氷効率の評価を行った.さらに,過冷却水溶液を用いた管内連続製氷法について,水溶液濃度,流量,冷却壁面温度および管材質等の諸因子の製氷挙動などに及ぼす影響について解明した.また,水平,垂直および傾斜管内の氷水スラリーの流動挙動を観察するとともに,氷充填率や流速など種々の条件下における圧力損失を測定して,輸送冷熱量と理論ポンプ動力の関係を整理し有用な関係式を得た.本研究にて得られた体系的な知見は,この種のシステムの有効性について示しており,潜熱蓄冷熱媒体として非常に有望な氷水スラリーの生成および輸送システム構築に際してに非常に有益な資料となるものである.

本年度は,前年度にて得られたスラリー状氷製造上の基礎データをもとに,スラリー状氷の管内輸送に伴う流動、物質そして熱特性の実験的検討を行った。氷潜熱輸送円管の寸法と氷充填率の測定法そして断熱性の検討:スラリー状氷の管内流動抵抗の測定に関しては、圧力損失及び氷充填率を考慮して円管直径を15-30mm,管長さを2-3mの範囲に関して行った。管内流速が0.5m/s以下の低流速の場合は、浮力により微細な氷片が管頂部摺動しながら流れ圧力損失の大きな状態となる。さらに流速を増大する管頂部の氷片の管中央への分散が起こり圧力損失の極小領域が現れるようになる。この極小の圧力損失を示す限界流速は氷充填率の増大とともに高速側へ移行し、その極小圧力損失の絶対値も大きくなる傾向になる。流速が2m/s以上の領域では、氷片が管内に均一に分散した均一流れとなるが、氷充填率が20%を越えると管内中央に円柱状の氷スラリーが形成され、管壁近傍に水膜層が形成される、いわゆる二層流れとなり流動抵抗の現象となる興味有る現象が認められた。尚、流動している氷スラリーの氷充填率は、水蒸気の凝縮熱で氷片の融解による方法の検討を行ったが、測定誤差が約12%程度あったので、新しく本研究で開発したリング状電極による電気抵抗法により行い、測定誤差約5%で広範囲にわた氷充填率の測定が可能となり、その水温や不純物含有に対する本測定器の校正法の開発も合わせて行った。配管からの熱損失は、断熱材厚さを変更して断熱材表面が露点以下となる断熱材厚さでは、その空気中の水蒸気凝縮熱伝達率の大きさ分だけ、熱損失が大きくなることが判明した。また、氷の充填率による熱損失の変化はほとんどないことも判明した。本年度は,前年度までに行ったスラリー状氷の生成に関する研究の詳細な検討を行うとともに,スラリー状氷の流動特性に関して,輸送管の角度を変化させた場合についてさらに実験的検討を進め、管内の流動挙動を把握し,流動抵抗と輸送される冷熱量に関して有用な実験整理式の提案を行い,本研究にて提案した氷生成および輸送システムに関する総括を行った.種々の輸送管角度におけるスラリー状氷の管内流動実験では,実際の氷蓄冷システムの配管径および輸送冷熱量を考慮し,管内径40mmの透明アクリル管を用い,氷充填率(IPF)525%,輸送管角度0°(水平)90°(垂直)の条件下にて実験を行った.垂直管の場合のスラリー状氷の流動挙動は,前年度に報告した水平管の場合と同様に管内流速の大きさにより異なり,流速が大きな場合(2m/s以上)には,氷片が管内にほぼ均一に分布する均質流れとなること,およびIPF20%以上の場合には,管中央部は高氷粒子密度の氷水スラリー,管壁近傍は薄い水の層となり流動抵抗が減少することが明らかになった.一方,低速流では氷の塊(クラスター)が形成される塊状流れとなり,壁面とクラスターが接触するため圧力損失は水の場合と比較し増大する.また,高速流の場合,輸送管角度を変化させても挙動に大きな差異は認められないが,低速流では輸送管角度を水平に近づけていくと,浮力のため氷クラスターは管上部壁面と摺動しながら流動するようになり,その効果は角度により異なることが判明した.以上のように,スラリー状氷の輸送については,各現象に分類し必要ポンプ動力と輸送熱量に関して実験整理式を示し,合わせて過冷却水溶液によるスラリー状氷の生成効率について整理して,本研究にて提案したスラリー状氷生成・輸送システムの有効性について明らかにした.
長期アルコール摂取の中止による肝癌発症促進機構とその予防

Long-Evans Cinnamon(LEC)ラットは金属(銅および鉄)代謝異常を有し、肝炎・肝癌を自然発症することが知られている。本研究では申請当初、長期エタノール摂取の中止による肝癌発症に与える影響を検討することを目的として本ラットにエタノールを投与したが、数日以内に死亡することが判明したため、平成5年度は本ラットに存在するエタノール代謝異常について検討した。LECラットの腹腔内にエタノールを投与し(2g/kg体重),血中エタノールおよびアセトアルデヒド濃度をガスクロマトグラフィーで測定すると,両者の血中濃度は,対照に比べエタノール投与4時間後まで約2倍遅延していた。次にLECラット肝のエタノール代謝関連酵素解析を行った結果、アルコール脱水素酵素(ADH)およびアセトアルデヒド脱水素酵素(ALDH)活性(とくにlow KmALDH活性)は,対照のWistarラットに比べ約25%低下していた。そこで両酵素の活性低下の原因を明らかにする目的で、LECラット肝のADH-1遺伝子およびALDH-2遺伝子を解析した結果、LECラット肝ADH-1遺伝子の第1イントロンに16塩基のinsertionが存在するとともに、ALDH-2遺伝子の第67codonにCAG→CGG(Gin→Arg)の点突然変異が存在することを見い出した。すなわち、LECラット肝のADH-1およびALDH-2遺伝子は異常を有しているためにこれらの2つの酵素が不活性型となっているものと考えられた。非近交系Long Evans(LEA)ラット及びそれより分離された肝炎、肝癌自然発症ラット(LEC)をアルコ-ル含有液体飼料(Lieber食)で飼育し、肝のアルコ-ル代謝関連酵素であるアルコ-ル脱水素酵素(ADH)、アセトアルデヒド脱水素酵素(ALDH)及びマイクロゾ-ムエタノ-ル酸化系Cytochrome P_<450> llE1の各活性をWistarラットを対照として検討した。【方法及び結果】68週齢のLEA(n=13)、LEC(n=22)及びWister(n=6)ラットを5%エタノ-ル含有Lieber食(オリエンタル酵母)で飼育した。対照食はLieber食中のエタノ-ルの熱量をショ糖で置換した飼料を用いた。飼育開始2週後までにエタノ-ル食投与群のLEA及びLECラットの大半は、死亡した。その死亡率は、飼育開始1週後でLEA(5/9)、LEC(7/17)、2週後までで、LEA(6/7)、LEC(14/14)であったが、対照食群及びWistarラットは全例生存していた。飼育開始1週及び2週後に生存していたラットから肝臓を摘出し、粗ミクロソ-ム分画を調整、ADH及びALDH活性を測定した。また、各ラット肝マイクロゾ-ム中のCytochrome P_<450> llE1発現量をWestern blot法にて検討した。LEA及びLECラット肝ASH活性は、Wistarラットと差を認めなかったが、肝ALDH活性は、LEA、LEC両ラットともWistarラットの約1/4に低下していた。活Cytochrome P_<450>llE1は、LEA,LEC及びWistarラット間に差はなく、アルコ-ル投与2週後に投与前の約5倍に誘導された。【考察及び結論】LEA、LECラットでは、遺伝的に肝ALDH活性が低下しているため5%エタノ-ル含有Lieber食を代謝しきれず死亡したものと推察された。次年度は、肝ALDHアイソザイムの検討やエタノ-ル濃度を下げた実験系での検討が必要と思われる。昨年度までの検討により、Long Evans Agouti(LEA)ラット及び肝炎、肝癌自然発症ラットLong Evans Cinnamon(LEC)はアセトアルデヒド脱水素酵素(ALDH)の欠損を有し、5%エタノール含有液体飼料(Lieber食)で飼育すると急性アルコール中毒様症状を呈し、死亡することが明らかになった。本年度は、死因を検討する目的で血清トランスアミナーゼを経時的に測定するとともに、肝、腎、心および脳の組織学的変化を観察した。【方法および結果】68週齢のLEA(n=13)、LEC(n=22)及びWistar(n=6)ラットを5%エタノール含有Lieber食(オリエンタル酵母)で飼育した。対照食はLieber食中のエタノールの熱量をショ糖で置換した飼料を用いた。飼育開始2週後までにエタノール食投与群のLEA及びLECラットの大半は死亡した。飼育開始後経時的に血清GPTおよびGOT濃度をセロテック社製キットを用いて測定した。死亡したラットから肝、腎、心および脳を摘出し、フォルマリン固定、パラフィン包埋後Hematoxillin-Eosin染色標本を作製し、光学顕微鏡下で観察した。【考察及び結論】LEA、LECラットともに、エタノール投与1週後より対照の2倍程度の血清GOTおよびGPT値の上昇を認めたが、肝組織の変化はほとんどなく、肝障害がラットの死因となったとは考えにくい。また、腎、心および脳組織においても、エタノール投与による変化は全く見られなかった。

死亡したラットは、エタノール投与後数日内に、ふらつき、動作緩慢などを呈し、酩酊状態に陥ったと推定され、肝ALDH活性が低下しているため、血中アセトアルデヒド濃度の上昇による中枢神経系の障害がその死因となった可能性が高い。すなわち本ラットとは、ヒトの急性アルコール中毒の病態を解析する上で有用なモデル動物といえよう。Long-Evans Cinnamon(LEC)ラットは金属(銅および鉄)代謝異常を有し、肝炎・肝癌を自然発症することが知られている。本研究では申請当初、長期エタノール摂取の中止による肝癌発症に与える影響を検討することを目的として本ラットにエタノールを投与したが、数日以内に死亡することが判明したため、平成5年度は本ラットに存在するエタノール代謝異常について検討した。LECラットの腹腔内にエタノールを投与し(2g/kg体重),血中エタノールおよびアセトアルデヒド濃度をガスクロマトグラフィーで測定すると,両者の血中濃度は,対照に比べエタノール投与4時間後まで約2倍遅延していた。次にLECラット肝のエタノール代謝関連酵素解析を行った結果、アルコール脱水素酵素(ADH)およびアセトアルデヒド脱水素酵素(ALDH)活性(とくにlow KmALDH活性)は,対照のWistarラットに比べ約25%低下していた。そこで両酵素の活性低下の原因を明らかにする目的で、LECラット肝のADH-1遺伝子およびALDH-2遺伝子を解析した結果、LECラット肝ADH-1遺伝子の第1イントロンに16塩基のinsertionが存在するとともに、ALDH-2遺伝子の第67codonにCAG→CGG(Gin→Arg)の点突然変異が存在することを見い出した。すなわち、LECラット肝のADH-1およびALDH-2遺伝子は異常を有しているためにこれらの2つの酵素が不活性型となっているものと考えられた。
葉緑体タンパク質工学による光合成系1鉄硫黄タンパクの構造と機能の解析

系1反応中心は光を利用して炭酸固定系に必要なNADPHを生成する。葉緑体遺伝子psaCがコードする鉄硫黄タンパクは、系1での光化学反応により生じた電荷分離を安定化し、フェレドキシンを還元する。しかし、これらの反応においてこのタンパクのもつ2つの鉄硫黄中心F_AとF_Bの役割で不明な部分が多く残されている。本研究では葉緑体形質転換が可能な緑藻クラミドモナスを利用して、PsaC遺伝子へ点変異を導入し、鉄硫黄中心を結合するCysを置換した4種の形質転換体を作出しその系1反応中心の活性や構造に対する影響を解析した。得られた形質転換体(C11S、C14D、C51S、C51D)はすべて光合成的に生育せず、蛍光の誘導期現象の測定により系1の活性は失われていることが示された。ウェスタン分析により、光化学系1反応中心の量が野生株に比べ著しく減少し、PsaCタンパクが検出されないことが明らかになった。したがって、鉄硫黄中心を結合するCys残基は反応中心複合体の安定性に重要な役割を果たしていると言える。さらに、4種の形質転換体から系1反応中心複合体を単離精製する方法を開発し、得られた標品のポリペプチド組成を分析すると、PsaCタンパクばかりでなくその近傍に存在すると推定されている表在性のPsaDタンパクも複合体から失われていることが分かった。おそらくPsaCタンパクが存在しないと、PsaDタンパクの反応中心への結合も影響を受け、チラコイド膜の可溶化か系1反応中心標品の精製の過程で失われたものと考えられる。得られた標品の系1活性を閃光分光法により測定すると、閃光により誘起された電化分離は安定化されず、速い逆反応が認められ、鉄硫黄中心のF_AとF_Bばかりでなく反応中心タンパク上に存在するF_Xも機能していないことが示された。
外側膝状体、上丘、視蓋前域に投射する網膜W細胞サブタイプの形態学的解析

上丘浅灰白層のII_1,_2層、視蓋前域視索核はそれぞれ小型の網膜神経節細胞(W細胞)からの入力線維を受け、同じくW細胞の軸索が終止する外側膝状体背側核小細胞部に出力線維を送っている。外側膝状体背側核小細胞部は膝状体視覚系と非膝状体視覚系の接点と考えられ、W-cell visual pathwayのかなめともいえる部位である。W細胞には形態学的に少なくとも2種類のサブクラス(中等大細胞体をもつW_1細胞と小型の細胞体をもつW_2細胞)が報告されているが、どの様なタイプのW細胞が外側膝状体、上丘、視蓋前域に投射するのか、不明であった。本研究は遅延標識法を用いて、外側膝状体、上丘、視蓋前域に線維を送るW細胞のサブタイプの形態を解析した。1.外側膝状体背側核小細胞性C層に投射する網膜神経節細胞は樹状突起を数本もち、細胞体の平均直径は15μm前後であった。2.上丘のII_1,_2層に投射する網膜神経節細胞は細胞体の平均直径が10μm前後であった。樹状突起は外側膝状体背側核小細胞性C層に投射する網膜神経節細胞のそれと同様の形態を示した。3.視蓋前域の視索核に投射する網膜神経節細胞は細胞体の平均直径が15μm前後であり、その形態は外側膝状体背側核小細胞性C層に投射する網膜神経節細胞に酷似していた。4.これらの結果から、外側膝状体背側核小細胞性C層および視蓋前域視索核にそれぞれ投射するのは中等大細胞体をもつW_1細胞であり、上丘II_1,_2層に投射するのは小型の細胞体をもつW_2細胞と考えられる。
新規に発見した二重結合系の光異性化とそれによる光量子作用効果の増幅

本研究は、申請者らの発見した二重結合系の光片道異性化を展開し、二重結合系の光異性化の諸様式並びに対応するポテンシャルエネルギー曲面が分子の構造により如何に支配されるか、また、光量子の増幅効果の発現の原因を明らかにし、光異性化の全貌を総合的に把握することを目的とし、以下の結果を得た。1)ペリレン環を置換したオレフィンは三重項状態においてシス→トランス片道異性化を起こし、しかも、それが、6.6kcal mol^<-1>の活性化障壁を越えて断熱的に進行することを明らかにした。2)2-スチリルアントラセンのトランス体には単結合まわりの回転異性体が存在し、励起三重項状態において、s-transからs-cisへの一方方向のみの分子内回転を起こした。3)1-スチリルアズレンは三重項増感によりシス→トランス片道異性化を起こした。4)アントラセン環の2位に置換したC=N二重結合系は光照射により量子連鎖的なシス→トランス片道異性化を起こすが、これが三重項ポテンシャル曲面上で6kcal mol^<-1>の活性化障壁を越えて進むことを明らかにした。また、トランス体は単結合に関してs-cis体及びs-transとして存在し、室温では主に励起一重項で、低温では励起三重項でs-trans体からs-cis体へ変換することを明らかにした。5)アントラセン環の9位に置換したC=N二重結合系は三重項増感により量子連鎖的なシス→トランス片道異性化を起こすが、直接光照射により両方向異性化を示すことを明らかにした。6)キノリン環とピロール環を置換したオレフィンは光照射によりシス体とトランス体の間で両方向に異性化し、また、シス型を光励起すると分子内水素結合を介しての水素移動を起こして励起状態で互変異性化を起こした。7)1-スチリルピレンのベンゼン環のパラ位に極性置換基を導入すると異性化を制御できることを明らかにした。8)ビリルビンの光異性化反応に対する溶媒及び血清アルブミンの効果を明らかにした。9)パルスラジオリシスによりカチオンラジカルの異性化におけるダイマーカチオンラジカルの寄与を示した。10)三重項異性化とカチオンラジカルのシス→トランス異性化のポテンシャル曲面の計算を行ない、実験結果と定性的に一致する結果を得た。本研究は、申請者らによる二重結合系の光片道異性化の発見を展開し、二重結合系の光異性化の諸様式並びにそれぞれに対応するポテンシャルエネルギ-曲面が分子の構造により如何に支配されるか、また光量子の増幅効果の発現の要因を明らかにし、光異性化の全貌を総合的に把握することを目的とするもので、以下の成果を得た。1)光片道異性化、両方向異性化の境界的挙動を示すスチリルピレン誘導体を合成し、異性化の様式及び各配座のエネルギ-を決定し、フェニル基上の極性置換基により異性化のポテンシャル曲面が変化することを明らかにすると共に光量子増幅効果の条件を考察した。また、クリセン置換エチレンの光異性化の機構を解明した。

2)ビニルアントラセンの光異性化の速度定数はビニルのアントラセン環への置換が2-、1-、及び9-位の順に増加し、これは三重項励起状態におけるアントラセン環上の電子密度を反映する。3)スチリルフェロンはシス→トランス片道異性化を示すがその異性化の効率はきわめて低いことを見い出しポテンシャルエネルギ-曲面と関連させて異性化を抑制する因子に関して提案した。4)インド-ル環とピリジン環を置換基としたオレフィンがトランス→シス片道異性化をすることを発見し、異性化の様式を支配する因子として分子内の水素結合が重要な役割を果たすことを明らかにした。5)異性化のポテンシャル曲面の理論計算を行い平面型の三重項エネルギ-が二重結合上の芳香族置換基に依存して変化し、そのため異性化様式及び励起状態の挙動が置換基の効果を受けることを明らかにした。6)アントラセン環を有するシッフ塩基のアントラセン環とC=N-OMeをつなぐ単結合の回転異性化が励起一重項状態の寿命の間に起こりしかも特異的な方向に進行することを見いだした。本研究は、申請者らの発見した二重結合系の光片道異性化を展開し、二重結合系の光異性化の諸様式並びに対応するポテンシャルエネルギー曲面が分子の構造により如何に支配されるか、また、光量子の増幅効果の発現の要因を明らかにし、光異性化の全貌を総合的に把握することを目的とするもので、以下の成果を得た。1)ブテニルアントラセン及び2位を重水素化したビニルアントラセンはいずれも励起三重項状態において断熱的なシス→トランス片道異性化は起こし、その三重項状態における異性化の活性化障壁は2-、1-、9-位の順に低下する。2)ジエンにおいても三重項エネルギーの低いアントラセン環を置換すると量子連鎖的なシス→トランス光片道異性化を起こす。3)ピレン環を置換基としたC=N二重結合系は三重頃増感により両方向異性化を起こすが、シス→トランス異性化を量子連鎖的に進行する。4)インドール環とピリジン環を双方の炭素上に置換したオレフィンは直接光照射によりトランス→シス片道異性化を起こすが、三重項増感により両異性体間で相互に異性化し、分子内水素結合並びにスピン多重度が異性化の様式を支配する。5)ビリルビンの光異性化に対するヒト血清アルブミンの効果及び各種の動物の血清アルブミンの効果を明かにした。6)2-ビニルアントラセンとそのβ-アルキル置換体は励起一重項状態の寿命の間に特異的な方向に単結合の回りの回転異性化を起こし、その要因を検討した。7)スチルベンのカチオンラジカルのシス→トランス片道異性化は塩の添加により促進される。また塩のないときには、シスラジカルカチオンのシス体への付加と脱離による二分子機構により異性化が進行する。8)三重項異性化並びにカチオンラジカルのシス→トランス異性化のポテンシャルエネルギー曲面の理論計算を行ない、実験結果と定性的に一致する結果を得た。本研究は、申請者らの発見した二重結合系の光片道異性化を展開し、二重結合系の光異性化の諸様式並びに対応するポテンシャルエネルギー曲面が分子の構造により如何に支配されるか、また、光量子の増幅効果の発現の原因を明らかにし、光異性化の全貌を総合的に把握することを目的とし、以下の結果を得た。1)ペリレン環を置換したオレフィンは三重状態においてシス→トランス片道異性化を起こし、しかも、それが、6.6kcal mol^<-1>活性化障壁を越えて断熱的に進行することを明らかにした。2)2-スチリルアントラセンのトランス体には単結合まわりの回転異性体が存在し、励起三重項状態において、s-transからs-cisへの一方方向のみの分子内回転を起こした。
脳への超音波遺伝子導入法の開発と脳変性疾患治療への応用

中枢性変性疾患はいまだ治療法のない疾患群である。その治療法確立のためには治療効果のある分子を脳にデリバリーする必要がある。本研究は臨床応用な中枢への遺伝子導入法の開発である。最近では臨床応用可能なベクターとしてAAV(アデノ随伴ベクター)が注目されている。しかし、発現が炎症などの副作用が全くないとは言い切れていない。今回我々は超音波による中枢への遺伝子導入を試みた。投与方法としては大槽あるいは線条体へレポーター遺伝子を注入した。レポーター遺伝子はマイクロバブル(オプチゾン)と事前にミックスしておいた。レポーター遺伝子は遺伝子導入後1日後がピークであり1週間でベースラインに低下した。また、レポーター遺伝子の発現部位は注射部位周辺に限局していた。超音波を用いないnakedプラスミドのみの場合に比較し、超音波を用いた場合、10倍の発現効率が得られた。また、炎症およびBBB(血液脳関門)の破綻は見られなかった。また、この方法を用いてアルツハイマー病モデルに対して遺伝子治療を行った。我々は肝細胞増殖因子(HGF)遺伝子治療に注目することにした。なぜならば、HGF遺伝子治療は閉塞性動脈硬化症に対して臨床研究が行われていること、HGFは神経細胞に保護的に働くこと、HGFは血管新生促進作用を持つからである。アルツハイマー病マウスモデルとしてAβを脳室内に注入する記憶障害モデルを用いた。行動試験として、短期記憶をみるY-MAZE、長期記憶をみるWATER FINDINGTASKを用いた。HGF遺伝子導入した群ではコントロール群に比し、短期記憶、長期記憶ともに改善していた。さらに本年度は脳に加えて脊髄への超音波による遺伝子導入法も開発した。今回得られた結果は超音波を用いた遺伝子導入法が中枢性疾患への応用が可能なことを示している。初年度は超音波を用いた脳への遺伝子導入法の開発を行った。Wistar male rat(7-8週令)を用い、下記の1-2の方法により、ルシフェラーゼ遺伝子と超音波増強剤を投与し、投与直後に超音波を照射した。1大槽から脳脊髄液への投与:大槽より脳脊髄内へ遺伝子を注入、同部位に超音波照射を行った。2線状体への投与:stereotacticに線条体へ遺伝子を注入、頭頂骨より超音波照射を行った。脳を取り出しルシフェラーゼ活性を測定したところ、超音波照射群においてコントロール群に比し有意に遺伝子導入効果が認められた。超音波の条件を変化させ、最も効率よい方法を見い出した。超音波の強度は25W/cm2、照射時間は510秒、オプチゾンの量は25%が至適と考えられた。また、遺伝子が導入された細胞を明らかにするため、超音波増強剤とVenus遺伝子を投与、その後超音波照射し、3日後に脳を取り出し共焦点顕微鏡で観察したところ、遺伝子導入細胞は神経特異的マーカーであるNeuNでは染色されないことから神経細胞でないことが明らかになり、その形態からアストロサイト・グリア系の細胞と推察された。ウイルスによる遺伝子導入法では炎症などの副作用が多く報告されている。従って超音波を用いた遺伝子導入による副作用の有無を検討した。超音波を用いた遺伝子導入法では髄膜炎などの炎症症状は認められず、遺伝子導入後の体重減少も認められなかった。線状体への針の刺入による血液・脳関門の破壊および組織損傷も軽微であり少なくとも1ヶ月後には修復が認められた。以上のことから、超音波を用いた遺伝子導入法は効率的かつ安全に中枢神経系への遺伝子導入に用い得ることが証明された。
プライマー分析による新しいDNA多型検出法の開発

PCR法は僅かの期間に高度の発展を遂げ,個人識別や病気の診断などの多くの分野で必須の判定法の一つとなった。最近、特に単一ヌクレオチド多型(SNP)が多方面から注目され、この目的のためにも多様な検出法が開発されている。今回われわれは、これまで誰からも注目されていなかった「残つたプライマーを分析することでSNPを判定する新しい方法」に挑戦した。その結果、本法はSNPの有力な判定法の一つになることが判明したので、このプライマー分析法を、CASPA法(consumed allele-specific primer analysis)と命名。CASPA法の原理はPCRにおいて消費された蛍光標識の型特異的プライマーをDNAシーケンサ310で定量するものである。つまり、ある型特異的なプライマーが減少すればこのプライマーに対応する部位に塩基置換が存在することを意味している。本法の利点は蛍光色素を用いているので高感度なこと、PCR産物を検出する方法でないので近接する塩基置換部位に多数のプライマーを同時に設定できること、分解の高度なDNAにも対応できる事などを挙げる事が出来る。今後は、SNPの分析の一方法としてCASPA法が広く活用されることを期待する。ポリメラーゼ連鎖反応(PCR法)は、多種多様な変法が考案され広範な分野で活用されている。しかし、変性試料を用いた個人識別には限界のあることが、明らかにされつつある。そこで今回、高度に分解の進んだDNAにも利用できる方法の開発をめざした。従来の方法の大部分はPCRで増幅された産物を分析するものであったが、今回は発想をかえ、PCRにおいて消費されたプライマーの減少具合を定量することによってDNAからの個人識別法を検討した。この方法をプライマー法と命名した。具体的には型特異的プライマーの各々に蛍光色素(HEX,6-FAM,TET)をラベルし、PCR後、DNAシーケンサで使用されずに残ったプライマーを定量することで、DNAの置換を検出する。この方法の利点は、蛍光色素を用いているので高感度である。また、従来法では分析できなかったプライマー間でのDNAの切断された試料についても、プライマーの減少が認められたことから対応可能であった。今後の問題点としては、型特異的プライマーの特異性をたかめること。ワンチューブにできるだけ多くのプライマーを入れることの出来る組み合わせ検討。検出感度やどの程度の分解DNAに対応できるか。プライマーのより簡単な定量法。このような検討により、プライマー法が実用可能な新しい方法となることを期待する。PCR法の出現によって微量あるいは腐敗した法医学的試料からも高度な個人識別が可能となった。しかし、ホルマリン固定試料や陳旧血痕などではDNAが低分子化し、PCRにより増幅しないことが少なくない。そこで今回、PCR法を適用できないような低分子化したDNAにも対応できるように,増幅産物を分析する従来法に対してプライマーを分析することによりDNA多型を検出する方法を開発した。本法をCASPA法(Consumed Allele-Specific Primer Analysis)と命名した。CASPA法の原理はPCRにおいて消費されたプライマーの減少量を定量するものである。型に特異的なプライマーは蛍光色素(HEX,6-FAM,TET)によりラベルされ、PCR後DNAシーケンサ(310)で使用されず残ったプライマーを検出する。つまりプライマーが減少した場合は型特異的なプライマーに対応する塩基置換が存在する。本法の利点は蛍光色素を用いているので高感度なこと、増幅産物を見ていないので近接する塩基置換部位に多数のプライマーを同時に設定できること、分解の高度なDNAにも対応できることである。本法をABO式血液型等のDNA鑑定に応用したところ、従来法以上に簡便に型判定が可能となった。今後、CASPA法が実際に広く活用されるように簡便なプロトコールの完成をめざす。
既成大都市圏拡大に代替できるアジア型地方独立中小都市開発の政策モデル研究

アジア諸国は経済成長にともない、いま急激な都市化の過程にある。これらは日本および韓国等がすでに経験してきたように、まず首都や少数の主要都市への過集中、ついで国土のインフラ網整備により地方中核都市への分散と再配置が可能になる。しかし、農山村とその生活小中心では過疎化が止まらないというのが共通するパターンである。その中で本研究では、人口510万人の地方独立中小都市の整備方向を探った。得られた主な成果は以下のごとくである。1.日本および韓国の国土計画で地方都市政策は、分散・再配置から地方定住圏整備へと推移してきた過程をもっている。しかし、都市基盤指標および生活施設指標等から類型分析すると二極化がみられる。国土の交通幹線ネットワークに直結できない地理的に不利な都市の場合、分散に期待することはできない。2.モータリゼーションと情報ネットワークの進展にともなって、歴史的に形成された小さな中心都市とヒンターランドとしての農村といった地域構造は新しい通過道路やバイパス沿いに機能が拡散することで、不定形の地域圏として増殖する動態を示している。3.地方独立中小都市の整備方策は、従来の国土ネットワークへの近接性をもとめる基盤施設投資よりも、それぞれの定住圏内のローカル・インフラ整備、地域の自然・歴史文化・地場産業リンケージ総合化、また広域情報ネットワークとの利用しやすい結合、少数でも意欲ある人々の来住受け入れなどの条件づくりなど、地域の特性に適合できる新しい投資の在り方が待たれているといえる。4.アジア諸国の都市化に対処するには、分散・再配置政策では、今後膨大な規模の社会資本投資が必要となり、中小独立都市への投資は非効率で、国家政策としては優先される気配にはない。現在では、入手困難な地方都市・都市圏別データの収集を行うことで、また、アジアからの留学生や大学・研究機関との研究交流をすすめて、さらに正確な政策展望を試みたい。本研究は、アジア諸国が直面する不均衡な都市化の問題に対し、地方独立中小都市圏の均衡を保った都市成長の条件と、国土計画政策の果たすべき役割を見出すことを大目的としている。本年度は、都市に関する統計データをもとに人口10万人未満の都市について定量的分析を行い都市特性を類型化するともに、それらをもとに詳細調査対象とする地方独立中小都市の抽出し、その各都市ごとの都市構造の変化について、年代別都市地図、現地調査をもとに事例分析を行った。具体的には、次の4項目について研究を進めた。(1)「地方独立中小都市の盛衰類型化」:統計データ及び都市の基本的な情報(人口、インフラ、産業、交通等々)を収集し、その解析から地方独立中小都市の盛衰の類型化を行った。特にここでは、人口10万人未満の都市を対象とし、都市に関する統計データを定量的分析することによって都市特性を類型化すると言う手法を用いた。(2)「モデル都市の構造変化解析」:次にそれらの結果をもとに、モデル都市として和歌山県田辺市、岡山県津山市を取り上げ、各モデル都市について都市構造変化の解析を行った。特に、年代別の都市地図の収集及び解析、現地調査によるデータ収集を行い、空間的特性を明らかにした。(3)「区間構成Map作成」:さらに、都市基盤整備、住宅、居住系施設の立地とその効果についての年代別の空間構成Mapを作成した。(4)「海外事例の抽出及びデータ収集」:また日本の事例分析と同時に、アジア諸国のモデル都市を韓国、マレーシアから抽出し、同様のデータ収集及び解析を行った。

しかし、農山村とその生活小中心では過疎化が止まらないとういのが共通するパターンである。その中で本研究では、人口510万人の地方独立中小都市の整備方向を探った。得られた主な成果は以下のごとくである。1.日本および韓国の国土計画で地方都市政策は、分散・再配置から地方定住圏整備へと推移してきた過程をもっている。しかし、土地基盤指標および生活施設指標等から類型分析すると二極化がみられる。国土の交通幹線ネットワークに直結できない地理的に不利な都市の場合、分散に期待することはできない。2.モータリゼーションと情報ネットワークの進展にともなって、歴史的に形成された小さな中心都市とヒンターランドとしての農村といった地域構造は新しい通過道路やバイパス沿いに機能が拡散することで、不定形の地域圏として増殖する動態を示している。3.地方独立中小都市の整備方策は、従来の国土ネットワークへの近接性をもとめる基盤施設投資よりも、それぞれの定住圏内のローカル・インフラ整備、地域の自然・歴史文化・地場産業リンケージ総合化、また広域情報ネットワークとの利用しやすい結合、少数でも意欲ある人々の来住受け入れなどの条件づくりなど、地域の特性に適合できる新しい投資の在り方が待たれているといえる。4.アジア諸国の都市化に対処するには、分散・再配置政策では、今後膨大な規模の社会資本投資が必要となり、中小独立都市への投資は非効率で、国家政策としては優先される気配にはない。現在では、入手困難な地方都市・都市圏別データの収集を行うことで、また、アジアからの留学生や大学・研究機関との研究交流をすすめて、さらに正確な政策展望を試みたい。
味細胞および嗅細胞における刺激識別および情報変換機構

まず味細胞および嗅細胞における化学物質の識別機構を調べた。味細胞においては、とくに苦味の識別機構を明らかにした。味細胞,神経芽細胞腫,リポソームを用いて実験を行なった結果、苦味物質は味受容膜の脂質層に吸着して応答を引き起こすことが明らかになった。ある種の苦味物質に対し苦味を感じない人がいることが知られているが、これは味受容膜の脂質組成の異常に説明出来ることがわかった。嗅細胞におけるニオイの識別機構は、ブタの遊離嗅細胞,神経芽細胞腫,リポソーム等を用いて調べた。従来は、個々のニオイ物質にはそれぞれ固有の受容蛋白質が存在すると考えられてきたが、ニオイ物質の数はあまりにも多いのでこの考えが正しいかどうか疑問視されていた。我々は、ニオイ物質は嗅細胞の脂質層で受容されるとの考えを提出した。ある種の組成のリポソームは、いろいろなニオイ物質により嗅細胞と同じような膜電位変化を示した。脂質組成を変えると、各ニオイ物質に対する応答特異性が大きく変化した。これらのことから、個々の嗅細胞受容膜の脂質組成が異なると仮定することにより、ニオイの識別が可能であるとの説を提出した。ついで、味細胞および嗅細胞における膜電位変化の機構を調べた。味細胞、神経芽細胞腫,リポソーム外液のイオンを膜不透過性イオンに変えたり、平板型脂質2分子膜の両側のイオン組成を同じにしても味物質による膜電位変化が起こることから、界面電位変化により味受容器電位が発生することを明らかにした。ブタの遊離嗅細胞および神経芽細胞腫のニオイ物質に対する応答も、外液に膜透過性のイオンが存在しない状態で起こることがわかった。またリポソームおよび平板型脂質膜の両側のイオン組成を同じにしても、ニオイ物質により膜電位が変化した。嗅細胞の場合も界面電位変化により膜電位変化が起こると結論した。
顎関節雑音および下顎頭運動経路とMRIによる顎関節病態の関連性に関する研究

本研究は、顎関節雑音や下顎頭運動経路のような外的所見と、顎関節内の病態とが、どのように関連するのかを明らかにするために、両者を同時記録し解析した結果と、MR画像による顎関節の病態の関連性について検討し以下の結果を得た。1.雑音を認める症例の中で、雑音が回転運動の週末付近で発生し、その最大振幅値がきわめて大きいものは関節円板の転位による雑音ではなく、関節部の基質的な異常によって生じる音の可能性があることが示唆された。2.雑音発生時間が長く、面積が大きく、また雑音発生範囲内での滑走運動量も多い傾向が認められた症例は関節円板の部分転位が推測できると考えられた。3.関節円板が側方に転位している可能性は、累積周波数70%、および80%、および90%値と雑音発生位置での滑走運動量を診査することで、ある程度予測できることが示唆された。4.関節円板の形態の相違によって顎関節雑音の発生時間が異なることが明らかとなった。5.下顎頭の形態の相違により雑音の最大振幅値と累積周波数70、80、および90%値が異なることが分かった。6.関節結節の形態異常の有無で顎関節雑音の最大振幅値が異なることが明らかとなった。以上より、顎関節雑音の解析と両者の同時記録の解析から得られたデータは、関節円板の転位の状態や、関節円板、下顎頭および関節結節の形態の相違と関連があることが明らかとなり、両者を同時記録し解析することで顎関節の病態を推測することが可能と思われた。
多能性肝幹細胞の分化・増殖機構の解明

FACS(fluorescence activated cell sorter)とモノクローナル抗体を用いた精度の高い細胞分離法により、マウス胎児肝臓から肝幹/前駆細胞画分であるc-Kit-CD49f+CD29+CD45-TER119-細胞を選別・回収する技術を確立した。さらに、肝幹細胞の純化を進め、胎児肝臓中の僅かに0.3%を占めるにすぎないc-Met+c-Kit-CD49f+/lowCD29+CD45-TER119-細胞中に限定的に肝幹細胞が存在することを明らかにした。そして、このc-Met+c-Kit-CD49f+/lowCD29+CD45-TER119-細胞は、多分化能を維持したまま増殖可能で自己複製能を有していること、膵細胞や腸管上皮細胞など他の細胞系列の細胞へ分化する可塑性を有していることなどを明らかにした。これらのc-Met+c-Kit-CD49f+/lowCD29+CD45-TER119-細胞が有する特性は、この細胞が厳密に定義し得る多能性肝幹細胞であることを如実に示している。これは、今まで概念としてしか捕らえられていなかった肝幹細胞の実体を初めて明確にしたという点で、幹細胞生物学的に意義の深い研究成果であったといえる。また、応用科学的側面からは肝幹細胞の分離・操作の基盤技術が確立されたといえ、今後の先進医療への応用が期待できる研究成果である。単離した肝細胞集団の中から、多能性を持つ肝幹細胞をFACS(Fluorescence activated cell sorter)とモノクローナル抗体を用いた細胞分離法により濃縮・純化し、それらの機能解析を行うことを目的として研究を行った。まず、肝前駆細胞の同定を行い、c-Kit-CD49f+CD29+ CD45-TER119-細胞中に限定して増殖能の高いコロニー形成能を有した前駆細胞が存在し、肝細胞と胆管細胞という異なる細胞系列へと分化し得ることを明らかにした(Hepatology32(6):1230-1239,2000.)。さらに、c-Kit-CD49f+CD29+CD45-TER119-細胞の画分化を段階的にすすめ、自己増殖能をも備えた幹細胞画分を明らかにすることを試みた。その結果、c-Met+c-Kit-CD49f+/lowCD29+ CD45-TER119-細胞中に限定して増殖能、多分化能、自己複製能、組織再構築能を兼ね備えた肝幹細胞(hepatic stem cell)が高頻度に存在することが判明した。また、この肝幹細胞の少なくとも増殖にhepatocyte growthfactor(HGF)が必須の因子であることを明らかにした。今後、さらに、純化した肝幹細胞の分化・増殖・自己複製機構を培養系を用いて解析し、「臓器再生」の基盤となる知見および技術を確立する予定である。FACS(fluorescence activated cell sorter)とモノクローナル抗体を用いた精度の高い細胞分離法により、前年度までにマウス胎児肝臓から肝幹/前駆細胞画分であるc-Kit-CD49f+CD29+CD45-TER119-細胞を選別・回収する技術を確立していた。本年度は、肝幹細胞のさらなる純化を進め、c-Met+c-Kit-CD49f+/lowCD29+CD45-TER119-細胞中にさらに限定して肝幹細胞が存在することを明らかにした。そして、このc-Met+c-Kit-CD49f+/lowCD29+CD45-TER119-細胞は、多分化能を維持したまま増殖可能で自己複製能を有していること、膵細胞や腸管上皮細胞など他の細胞系列の細胞へ分化する可塑性を有していることなどが明らかとなった。これらのc-Met+c-Kit-

CD49f+/lowCD29+CD45-TER119-細胞が有する特性は、この細胞が真の多能性肝幹細胞であることを如実に示しており、今まで概念としてしか捕らえられていなかった肝幹細胞の実体を初めて明らかにしたという点で、幹細胞生物学的に意義の深い成果であったといえる。また、応用科学的側面からは肝幹細胞を純化・回収し操作を加えることが可能となり、今後の臨床応用への基盤が確立されつつあるといえる。
生命科学をめぐる映像メディア論の可能性

本研究課題「生命科学をめぐる映像メディア論の可能性」は3年間にわたり、生命科学と映像メディアの関連性について、歴史・理論・実践という3つの側面から検討してきた。まず、歴史的側面としては、20世紀以降の生命科学の展開が物質的に映像メディアに支えられていたことを明らかにし、次に理論的側面として、デジタル技術以降の映像メディア論が生命科学の展開に着想を得るかたちで展開可能であることを指摘した。最後に実践的な側面として、現在に興隆を見せるバイオアートを具体例として、これまでの歴史・理論的調査を確認し、応用することで、生命概念が映像メディアとの交錯のうちで劇的に変化していることを明らかにした。初年度にあたる平成27年度は、生命科学とメディア論の接点を探るための基礎的な研究が進められた。それぞれに対応させるかたちでバイオアートとニューメディア/アニメーション論を具体例として、両者にかんする歴史的かつ理論的な動向をめぐる研究調査をおこなった。前者については、当初の予定では次年度以降に予定していたものであるが、本研究計画を進めるうえで基礎的な部分を固める作業として必要であると判断し、あらかじめ重点的におこなうこととなった。以下、これらの二点にわけてそれぞれ記述する。まず、バイオアートをめぐる調査については基本的かつ歴史的な動向の調査を進め、メディア論との関係を重点化するかたちで研究を進めた。その成果の一部については、すでに10月に開催された美学会全国大会での口頭発表として公表することができた。この機会には国内の研究者から有益なコメントを頂き、ディスカッションをおこなうことができた。またその際に交流することのできた研究者を招聘して、年度末にあらためて研究会を開催し、現代の生命科学について重要な知見を得ることができたのは大きな成果となった。次に、ニューメディア/アニメーション論にかんしては当初の予定通り、諸外国の文献調査を中心として進められた。A・ギャロウェイやE・サッカーなどによる議論を中心として、上記の研究内容との接続も十分に可能であることが明らかとなり、これも上記の学会発表や研究会発表などで部分的に公表することができた。その内容については次年度以降、生命科学にかかわる歴史的資料などの調査を充実させることによって具体化し、論文などのかたちで積極的に公開することを予定している。当初の計画とやや順序に変更はあったものの、研究計画書に記した内容とは大差なく内容を前進させることができたと考えられる。当初予定していた理論的調査のみならず、今後の研究計画に向けて重要となる研究者との交流を深めることができたことなどから、おおむね順調に進展しているとの評価をおこなった。二年目に当たる本年度の研究は、生命科学の実践を歴史的に検討しつつ、それらとメディア論との接合を試みることで進められた。前年度に引き続き、その具体例かつ出発点となったのは、現在におけるバイオアートの実践である。具体的には生命科学者によるアートの実践を調査すると同時に、その歴史的な系譜を20世紀前半の生命科学に辿る文献調査などをおこない、結果として、従来に注目されることの少なかった映像技術と生命科学との歴史的な交差を明らかにすることができた。以下、その研究実績を口頭発表と調査活動、執筆活動の順に詳述する。まず口頭発表は、韓国・ソウルで開催された国際美学会、また岡山大学で開催されたシンポジウムでおこなった。特に後者では、現在の映像技術による微視的な生命現象の可視化を20世紀前半にまで遡って再検討し、同時代のシネマトグラフなどとの関係を明らかにした。またその際、同様の事象を分析対象としている現在のフェミニズムの言説を紹介しつつ批判的な検討を加え、メディア論や美学の専門家と建設的な議論を展開することができた。次に上記の研究内容に関連するアートの実践として、中国・上海や茨城県で開催されたメディアアートやバイオアート作品の見学調査をおこなった。特に後者については、京都精華大学で開催された講演会で報告をおこない、視覚文化論や生物工学の専門家と議論を交わすことができた。その内容は、同大学の作品集巻末に掲載されている。最後に著作物として雑誌での論文執筆や翻訳、二冊の共著本、そして単著の出版をおこなった。とりわけ単著の内容には、生命科学をめぐる映像技術論、とりわけ前年度から調査を継続してきたアニメーションをめぐる現在のメディア論を取り込むことができた。本書の内容は以前から進めてきた研究の成果でもあるが、次年度以降も生命科学のメディア論的展開を試みるうえで重要な架橋として位置付けられる。本年度に目標としていた研究調査や発表をある程度まで進めることができたのと同時に、関連するアーティストや研究者との交流を深めることができ、さらに著作物の発表と来年度以降の公開についても目処がついたため、おおむね順調に進展していると判断した。最終年度にあたる2017年度は、これまでの研究総括と成果発表を中心に進められた。具体的には論文2本と国内学会での口頭発表1回、また研究機関内外でのアウトリーチ活動がそれに当たる。まずは論文のうち、東京大学出版から近日刊行予定の論文集に寄稿した原稿が、本研究の主たる成果となる。これは前年度の計画に記した部分を具体化するものであり、すでに編集の最終段階にある。内容としては、今世紀に入る頃から興隆しつつある「バイオアート」を調査した前半部分と、それを実例としつつも、歴史的な観点から生命科学の実践をメディア論的に読み替えることを試みた後半部分から成る。また、本論は今年度のうちに編者や関係者のピアレビューを受け、数度の書き換えによってそれを反映することもできた。

また、年度末に刊行された著作『メディア・アート原論』(フィルムアート社、2017)に論文を寄稿する機会を得ることもできた。おなじくバイオアートの作品や、それをめぐる言説の紹介が中心となるが、最近の生命倫理やメディア論との関係など、本研究の狙いを取り込む内容となっている。本書全体の主題が「メディア・アート」であることから、ここまでの研究成果を隣接領域へと接続することも可能になった。続いて口頭発表としては、昨年度の研究成果である単著の刊行をきっかけに、日本質的心理学会の編集委員会より招待を受け、同書の内容を展開するかたちで学会シンポジウムでの発表をおこなった。また同書については、その内容紹介のための書評会やイベントが4度にわたって開催された。これらの機会によって、メディア論や芸術・美術史学のみならず、社会学や心理学などの隣接分野や、または研究者に限らない人々との交流が実現し、今後の研究に向けて非常に有益な着想を得ることができた。本研究課題「生命科学をめぐる映像メディア論の可能性」は3年間にわたり、生命科学と映像メディアの関連性について、歴史・理論・実践という3つの側面から検討してきた。まず、歴史的側面としては、20世紀以降の生命科学の展開が物質的に映像メディアに支えられていたことを明らかにし、次に理論的側面として、デジタル技術以降の映像メディア論が生命科学の展開に着想を得るかたちで展開可能であることを指摘した。最後に実践的な側面として、現在に興隆を見せるバイオアートを具体例として、これまでの歴史・理論的調査を確認し、応用することで、生命概念が映像メディアとの交錯のうちで劇的に変化していることを明らかにした。初年度に予定していた生命科学の歴史研究については、文献調査などにおいていまだ不十分なところもあるため、それらを重点的におこなうことにしたい。また、研究内容の公表についても次年度以降、学会や論文発表などのかたちでより積極的におこなうことを目指している。次年度は本研究の最終年度に当たるため、現在までの研究成果の総括を進めると同時に、本年度におこなった文献や資料調査の公表を重点化することで研究を進める。そのために、これまで以上に関連する研究分野や研究者との関わりを強め、口頭発表だけでなく著作物の執筆機会を増やすことにしたい。具体的には、来年度以降に刊行予定の著作での分担執筆が進められており、これが主な研究成果の発表となる予定である。美学・芸術学、映像メディア論
14族典型金属の転位を活用する双極子性活性化学種の発生とヘテロ環合成への応用

本研究は、14族典型金属元素の分子内転位を活用して双極子性活性種を発生させるという新規な方法論の確立と、そのヘテロ環分子設計への応用を展開することを目的としたものである。1)ケイ素の1,2-転位によるN-(シリルメチル)イミンからの1,3-双極子中間体発生をさらに詳細に検討し一般化するとともに、各種親双極子剤そのシクロ付加によるヘテロ環合成を展開した。2)とくに、分子間では反応しない電子求引基のないアルケンを分子内に持ち込むと、効率よく反応し多環ヘテロ環を与えることや、フラーレンとのシクロ付加なども明らかにした。3)N-(シリルメチル)アミドのシリル基の酸素への1,4-転位によるの発生法を確立し、シクロ付加により多様な含窒素5員ヘテロ環合成を展開した。また、実験ならびに分子軌道計算に基づいてその反応機構を明らかにした。4)上記の二つのタイプの反応をジシリル誘導体に拡張することにより、さらに多彩な官能基変換が可能となるシリル基をもつヘテロ環が合成できること、発生困難な置換基をもたないアゾメチンイリドの等価体として非常に有用であることなどを明らかにした。5)本転位反応の触媒反応化について検討し、イミン誘導体から調製したアザアリルアニオンをジフルオロシランと処理することにより、室温以下という温和な条件したでアゾメチンイリドが発生することを見い出した。これにより、イミンの適用範囲が大幅に拡張された。6)上記の低温反応と熱転位反応では生成物の立体化学が逆転し、両反応が立体化学の制御という点で相補的関係にあるという興味深い結果を得た。半経験的分子軌道計算に基づいてそれらの反応機構を明らかにした。