hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
核内受容体のノンゲノミックファンクションを介した血管新生・腫瘍形成抑制機構の解析

1)標的となる細胞においてKLF5と結合する核内受容体を同定する。2)上記で同定した核内受容体とそのリガンドのKLF5の転写活性へ影響を、ルシフェラーゼ・レポーターアッセイを用いて測定する。上記の実験を行う間に、GS-1405の血管新生抑制効果をマウスの血管を可視化する系を用いて、形態的な評価を行う。平成24年度は、細胞を扱う実験を多く予定しているため、物品費として細胞用の培地や血清、シャーレなどのプラスチック製品、さらに、遺伝子導入を行うための試薬などの購入を計画している。さらに、平成23年度内に行うことの出来なかった、マウスの血管を可視化させる系を用た血管新生評価実験を平成24年度に予定しているので、物品費としてマウスや試薬類を前年度からの繰り越し金で購入することを計画している。また、研究の最終年度なので、研究成果の発表のための旅費や論文投稿のための費用として使用することを計画している。
Development of Practical and Error-Resilient Encryption and Authentication Mechanisms for Cloud-based Security Systems

クラウドコンピューティングの有用性は急速に高まるとともに、クラウドに基づく極めて多数の情報サービスの実利用がなされている。しかしながら、近年の研究成果に見られるように、これらのシステムを安全に機能させるためには、従来手法の利用では不十分であり、実際に実システムに対する具体的な攻撃手法が示されている。本研究では、クラウド上でも安全に機能する暗号および認証技術の開発を行う。特に、故意または事故により乱数生成部に問題が生じている場合や情報が部分的に漏えいしている場合の安全性に注目し、そのような状況においても安全な方式の設計を行う。
大豆シスト線虫ふ化促進物質グリシノエクレピンAの活性部位の分子機能

当研究室においてマメ科イシゲンの根から世界で初めて単離に成功したグリシノエクレピンAは10^<-11>10^<-12>g/mlの水中濃度でダイズシスト線虫のふ化を促進する。この線虫は、雌成虫が体内に卵を保持したまま包のう化し,寄主となる作物が裁培されるまで,十数年間土壌中で休眠可能であるため,通常の農薬による駆除撲滅が極めて因難である。しかしグリシノエクレピンAを,寄主となる作物が無い時に散布し,線虫の卵を強制的にふ化させ,餓死させることにより,生態的農薬として利用することが可能である。従ってこの化合物を大量に供給することが急務である。グリシノエクレピンAが酸性条件に若干不安定な為,またシスト線虫の駆除の為に,この化合物に存在する不必要な官能基を除去し,ふ化活性機能に必要な可能な限り最小の単位を分子設計し,汎用性のあるふ化活性化合物の創製を目的として以下の研究を行なった。類縁体11個を合成した。それぞれの化合物についてふ化活性試験を行なった。以上の結果,ふ化活性機能発現の為には,(i)A環部は不要と思われ,(ii)C環部カルボキシル基の存在が重要であるが必須ではなく,(iii)C環部水酸基の立体化学はわずかな影響しか及ぼさず,(iv)共役二重結合系の位置の特定は重要ではなく,(v)D環部側領内のカルボキシル基は必須であることなどが明らかになった。以上の結果からグリシノエクレピンAにくらべかなり簡単な構造でも充分にダイズシスト線虫のふ化活性を有することが明らかとなり,近い将来,生態的農薬としての実用化の道が開かれる可能性が得られた。
多系統マウスを用いた高脂肪食摂取に対する脂肪組織の感受性差のメカニズム解析

肥満発症の有無を決定する遺伝子を探索するために、多系統マウスを用いて(1)脂肪組織内における発現変動遺伝子の比較、(2)小胞体ストレス負荷の感受性差を検討した。(1)マイクロアレイ解析からメタロチオネイン-II(MT-II)遺伝子が肥満マウスで低下していた。(2)小胞体(ER)ストレスが肥満性2型糖尿病において増加するが、肝臓では肥満・非肥満を問わずERストレスが増加していたが、脂肪組織では差は認められなかったことから更なる検討が必要である。肥満は脂肪細胞の過剰な蓄積と定義され、現在、日本人では推計2,300万人に達しているとされる。一般的に、肥満は耐糖能異常、高血圧、高脂血症などを合併するいわゆるメタボリックシンドロームのリスクファクターとして知られている。これまで、国内外の研究および疫学調査から肥満の発症は、遺伝的素因に加えエネルギーの過剰摂取、運動不足およびストレスなどの環境要因と密接な関連性が存在することが報告されている。一方、日本人は欧米人と比較して軽度肥満であるにも関わらず、メタボリックシンドロームの発症率が高いことが報告されている。このことは、両人種間に脂肪細胞の質的差異が存在する可能性が考えられる。しかし、この脂肪蓄積や脂肪細胞の質に対する感受性差を規定する因子や責任遺伝子を同定した詳細な報告はない。本研究では、多系統マウス(Balb, DBA, C57,A/J, C3HおよびAKR)を用いて短期(2週間)あるいは長期間(24週間)、高脂肪食餌を摂取させたときの脂肪蓄積・細胞の分化増殖および脂肪細胞の質的変化に対する感受性の系統差のメカニズム解明をおこなった。結果、(1)体重および脂肪量:高脂肪食摂取2週間および23週間で対照群と比較して著しい差が認められたのは、DBAおよびC57マウスであった。一方、AKRおよびC3Hマウスでは高脂肪食摂取による差は認められなかった。(2)血糖値:長期高脂肪食摂取によりC57マウスでは高血糖値が認められた。一方、C57マウスと同程度の肥満を呈したDBAマウスでは血糖値に差は認められなかった。(3)血漿インスリン値:C57マウスでは長期高脂肪食摂取群において有意なインスリン値の上昇が認められたが、DBAマウスでは差は認められなかった。以上、C57およびDBAマウスは肥満発症モデルであるが、両系統間には糖尿病発症に感受性差が存在することが明らかとなった。さらに、C3HおよびAKRマウスは肥満抵抗性モデルマウスであることを示し、高脂肪食摂取による肥満発症要因としてマウス系統間での遺伝的背景の差が重要であると考えられた。背景:肥満時の2型糖尿病では、小胞体ストレスが関与することが報告された。しかし、肥満および非肥満における脂肪組織での発現変動遺伝子および発症責任組織における小胞体ストレスの感受性差は不明な部分が多い。目的:昨年度では6種類のマウス系統に高脂肪食を摂取させると、肥満発症の有無がみられた。今年度は、易肥満モデル(B6およびD2)マウス、抵抗性モデル(C3H)マウスを用いて腹部脂肪における(1)組織学的検討、(2)マイクロアレイ解析、(3)小胞体ストレス負荷の系統差について検討をおこなった。結果:(1)組織学的検討:易肥満マウスでは、抵抗性マウスと比較して高脂肪食摂取による有意な脂肪細胞面積の増加が認められた。(2)マイクロアレイ解析: 2倍以上発現量が増加あるいは低下した遺伝子を抽出した。B6マウスでは250遺伝子(up : 119、down : 131)、D2マウスでは118遺伝子(up : 82、down : 36)およびC3Hマウスでは346遺伝子(up : 243、down : 103)であった。易肥満マウスは、メタロチオネイン-II(MT-II)遺伝子の著しい低下を示した。マウスでは4種類のメタロチオネインが存在するが、MT-II遺伝子の肥満発症に対する影響は不明であり、細胞レベルでの解析が必要であると考えられた。(3)小胞体ストレスの関連性:高脂肪食摂取させた肝臓では、5系統のマウスで小胞体ストレスマーカーであるBiP/GRP78及びCHOPタンパク発現量の有意な上昇が認められた。一方、脂肪組織及び骨格筋では全てのマウス系統では上記遺伝子mRNA発現量に差はなかった。このことから、高脂肪食摂取による肥満では、小胞体ストレス発現度は組織により異なり、肝臓は感受性が高いことが示唆された。また、高脂肪食摂取により小胞体ストレス負荷状態となっても、必ずしも肥満、高血糖を認めなかったことから、その発症には他の遺伝的要因も寄与することが考えられた。
マンゴスチン果実の特異な生殖過程の解明と新たな変異個体獲得方法の確立

これまでの実験結果より、マンゴスチンの成熟種子中には胚が存在せず、種子内にリング状の前形成層が存在することを明らかにした。また、成熟種子を分割すると、その分割種子断片それぞれから植物体を形成する能力があり、幼芽と幼根が分化する位置に元元の種子中での極性が関係している可能性を示唆した。さらに、この器官分化には種子断片中に残存する前形成層の存在の重要性が示唆された。そこで、この成熟種子の分化能力と種子内に存在する前形成層との関係を確かめるため、成熟種子から前形成層を除き、前形成層が含まれない種子を調整し、その分化能力を再調査した。また、分割方向を工夫し、種子中での極性が分割種子断片からの幼芽・幼根の発生に関与するかどうかについても検討した。さらに、細胞塊として形成されるマンゴスチン種子がどの段階で種子としての機能を獲得しているのかを組織培養系を利用して調査した。その結果、種子中に前形成層が含まれない種子でも植物体が再生する場合があり、必ずしも前形成層の存在が必須であるとはいえなかった。また、種子を分割した場合、もとの種子内での極性が器官分化に強く影響し、分割片のうち、幼芽は1つの細片のみから分化し、他の断片からは最初は幼根が分化した。さらに、細胞塊として胚珠内に発達する種子様組織を経時的に採取して培養したところ、開花6-7週後、直径約5mmを超えた時点から植物体を再生することができ、この段階で種子としての能力を得ているものと推察された。なお、マンゴスチンの品種改良を目的として、マンゴスチン種子へ突然変異源処理を検討したが、高濃度処理では種子が枯死し、低濃度処理の場合は生存種子が得られ、マンゴスチン幼葉の形状に若干変異がみられた個体を得ることが出来たものの、これらが突然変異体であるかどうかについては確認できておらず、この点、今後の検討課題を残した。マンゴスチンの単為生殖(アポミクシス)によって形成された種子の特異性を明確にすることを目的として、まず、完全種子および発芽した種子をFAAで固定し、その種子断面を実体顕微鏡で観察した。また、完全種子については、固定後、パラフィンに包埋し、回転式ミクロトームを用いて10μmの連続切片を作製し、サフラニンおよびファーストグリーンで染色後に光学顕微鏡で観察した。その結果、マンゴスチンのアポミクシスによって形成されている種子には明確な胚が見られないことを確認した。ただ、種子内には形成層がリング状に観察され、形成層によって内層と外層に隔てられ、種子発芽・発根時のsootおよびinitial rootの両器官はこの内層が肥大した部位から形成されていることが明らかとなった。次に、マンゴスチン種子の特異性をより明確にするために、マンゴスチンの成熟種子を9種子ずつ2等分、4等分および6等分し、それぞれの分割種子片を7%寒天培地に試験管内で置床した後、30°C、暗黒条件下で育成し、34日間隔でそれぞれの種子片からの発芽・発根を調査した。その結果、2等分、4等分および6等分した種子のいくつかは、分割した全ての種子片から発芽あるいは発根することが示された。また、2分割した場合には、一方からshoot、残りの種子片からはinitial rootがまず形成され、種子中に極性があることが示唆された。種子片の発芽率は2等分種子で88.9%、4等分種子で77.8%と高い値を示したが、6等分種子では57.4%とやや低い値を示した。以上の結果より、マンゴスチンの成熟種子には胚が存在せず、また、種子を分割した場合でもそれぞれの種子片が個体発生能力を有することが明らかとなった。今後、このような特性がどのような原因によって生じているのかをさらに詳細に検討していく予定である。マンゴスチンは雌雄異株であるが、雄株の存在はこれまで認められておらず、現在存在するマンゴスチンはすべて雌花のみを着生する雌株である。本年度は、まず、マンゴスチンの花器発達過程を詳細に調べ、マンゴスチンの雌花に存在する偽雄蕊で花粉が形成される可能性がないかを調査した。その結果、偽雄蕊では花粉母細胞は形成されているが、4分子期以降、花粉が退化していくことが明らかとなった。しかしながら、4分子期までは正常に花粉の分化が進んでいることから、植物ホルモン等の処理を行うことで、正常な花粉を獲得し、今後のマンゴスチン育種に応用できる可能性が示唆された。次に、昨年度明らかとなった、マンゴスチン成熟種子断片からの植物体再生能力を再確認し、その分化過程を左右している要因を解明することを目的として、種子に存在する前形成層と種子断片からの分化能力、および、種子断片からの植物体分化と植物ホルモンの反応性を調査した。その結果、種子に存在する前形成層を含まないように切断した種子断片はその分化能力が著しく低下すること、また、高濃度のサイトカイニンによって種子断片から分化する植物体数が増加する傾向にあることが明らかとなった。今後、種子断片からの植物体再生に関与する要因を解明し、それを利用した変異個体作出法を検討することを計画している。なお、マンゴスチンの染色体数を確定することを目的として、根端細胞を利用した染色体観察を実施しているが、未だ鮮明な染色体像を得ることができておらず、今後、根端細胞への酵素処理濃度や処理時間等の再度検討する予定である。

これまでの実験結果より、マンゴスチンの成熟種子中には胚が存在せず、種子内にリング状の前形成層が存在することを明らかにした。また、成熟種子を分割すると、その分割種子断片それぞれから植物体を形成する能力があり、幼芽と幼根が分化する位置に元元の種子中での極性が関係している可能性を示唆した。さらに、この器官分化には種子断片中に残存する前形成層の存在の重要性が示唆された。そこで、この成熟種子の分化能力と種子内に存在する前形成層との関係を確かめるため、成熟種子から前形成層を除き、前形成層が含まれない種子を調整し、その分化能力を再調査した。また、分割方向を工夫し、種子中での極性が分割種子断片からの幼芽・幼根の発生に関与するかどうかについても検討した。さらに、細胞塊として形成されるマンゴスチン種子がどの段階で種子としての機能を獲得しているのかを組織培養系を利用して調査した。その結果、種子中に前形成層が含まれない種子でも植物体が再生する場合があり、必ずしも前形成層の存在が必須であるとはいえなかった。また、種子を分割した場合、もとの種子内での極性が器官分化に強く影響し、分割片のうち、幼芽は1つの細片のみから分化し、他の断片からは最初は幼根が分化した。さらに、細胞塊として胚珠内に発達する種子様組織を経時的に採取して培養したところ、開花6-7週後、直径約5mmを超えた時点から植物体を再生することができ、この段階で種子としての能力を得ているものと推察された。なお、マンゴスチンの品種改良を目的として、マンゴスチン種子へ突然変異源処理を検討したが、高濃度処理では種子が枯死し、低濃度処理の場合は生存種子が得られ、マンゴスチン幼葉の形状に若干変異がみられた個体を得ることが出来たものの、これらが突然変異体であるかどうかについては確認できておらず、この点、今後の検討課題を残した。
擬似植物細胞モデルにおける微小管の力学応答特性

本研究は植物細胞における力学情報処理機構を微小管に潜在的に備える力学応答特性から解明することを目的としている。25年度までに課題1)微小管の観察に適した顕微鏡上伸展装置の開発と観察系の構築および課題2)微小管構造体および細胞様空間からなる擬似植物細胞モデルの構築を達成してきた。26年度は3)擬似植物細胞モデルにおける微小管の力学応答性評価に取り組んだ。具体的には伸縮刺激を擬似細胞モデル内の微小管ネットワークに印加することで、その伸縮刺激に対するネットワークの応答挙動について、微小管の配列変化から評価した。基板の伸縮歪量や伸縮周波数、また、微小管間の相互作用としてMAP4および微小管の濃度を制御し、これらのパラメーターに対する微小管配向構造の時空間的な配列変化について評価した。微小管の角度については蛍光染色した微小管の顕微鏡画像を解析し、ある輝度値をもつ単位画素数で微小管の伸縮方向に対する平均角度および角度分散を評価した。基板の伸縮前では微小管はランダムなネットワークを形成していたが、伸縮刺激の印加により、微小管ネットワークが伸縮方向に対して垂直方向に配向するという、実際の植物細胞内で起こる現象と類似した結果を得た。微小管のダイナミクス(運動方向や運動速度)も、基板の歪量や伸縮周波数に依存して変化することを明らかにした。この結果は、微小管自身に力学刺激の方向を感知する機能が備わっていることを示唆するもので当該分野の研究推進にも貢献しうるものである。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では未だ解明されていない植物における力学情報処理機構を微小管が内在的に有している力学応答特性から明らかにしてくことを目的としている。この課題に取り組むに当たり、生体類似の微小管構造体をin vitroで再構築する。さらに外部からの力学ストレスとして基板の伸縮による「伸縮刺激」を微小管構造体に印可し、その伸縮刺激に対する構造体の応答挙動について、微小管構造体の時空間的な配列変化から評価することを計画していた。具体的には、1)微小管の観察に適した顕微鏡上伸展装置の開発と観察系の構築。これは申請者がこれまでに開発した微小管の長時間観察が可能なチャンバーシステムを改良し、微小管に伸縮刺激を印加可能な装置の設計・開発を行うものである。2)微小管構造体および細胞様空間からなる擬似植物細胞モデルの構築。リソグラフィー技術を用いてPDMS基板上に細胞様空間を作成する。その空間内に微小管構造体をエネルギー散逸的に再構築させることで擬似植物細胞モデルを構築する。3)擬似植物細胞モデルにおける微小管の力学応答性評価。擬似植物細胞モデルに伸縮刺激を印可しセル内の微小管の配列変化についてその平均角度・配向度が時空間的にどのように変化するのかを評価する。その結果をもとに、微小管のもつ力学情報処理機構を明らかにしてく。平成25年度は主に研究課題(1)と(2)に取り組み予定通り顕微鏡上伸展装置の開発および擬似植物細胞モデルの構築を実現している。平成25年度に掲げた2課題、1)微小管の観察に適した顕微鏡上伸展装置の開発と観察系の構築、2)微小管構造体および細胞様空間からなる擬似植物細胞モデルの構築ともに当初の予定通り達成された。これらの成果から、当初の目的に対して概ね達せできたと自己評価した。これまでの成果をもとに26年度は課題3)擬似植物細胞モデルにおける微小管配向構造の力学応答性評価に取り組む。具体的には以下のように進めていく予定である。植物細胞に定常的に働いている伸縮刺激を擬似植物細胞モデルに与え、微小管の配列構造がどのように変化するのか、微小管の平均角度や配向度(角度分散)により評価する。

また、基板の伸縮歪量や伸縮周波数、また、微小管間の相互作用としてMAP4および微小管の濃度を制御し、これらのパラメーターに対する微小管配向構造の時空間的な配列変化について評価する。微小管の角度については蛍光染色した微小管の顕微鏡画像を解析し、ある輝度値をもつ単位画素数で微小管の伸縮方向に対する平均角度および角度分散を評価する。単一フィラメントに着目した予備的な実験では、基板の歪量や伸縮周波数に依存して微小管のダイナミクス(運動方向や運動速度)が変化することが確認されている。本課題では微小管の配向構造が伸縮刺激に対してどのように応答・変化していくのか力学情報の伝達・増幅という点に着目しながら微小管が内在的に有している力学情報処理機能を明らかにしてく。26年度が最終年度であるため、記入しない。
LHC・ATLASカロリメータの新トリガー読み出しのシステム構築と動作検証

標準理論を超える物理を発見するためスイスにある世界最高エネルギーを誇る大型ハドロンコライダーを用いたATLAS実験を行っている。我々は5年前からATLAS検出器の電磁カロリメータの読み出しエレクトロニクスのアップグレード計画を進めてきた。具体的にはトリガー読み出し数を細分化し、新リアルタイム信号処理アルゴリズムを導入する。本研究では、2019年より始まるアップグレードにおいて、エレクトロニクスのハードウェアのインストール作業を成功させ、ファームウェア開発を完成し、コミッショニングを実行し安定運用に漕ぎつけ、2021年より再開される実験でカロリメータを確実に稼働させることを目指す。
ロシアにおける外国人労働者管理と国内労働市場の変化

本研究では、2002年に大きな移民政策転換の結果生まれたロシアの外国人労働者管理が、ロシアの国内労働市場にどのようなインパクトを与えたのかを、国内労働市場政策、移民政策、地域経済政策、ソフトな安全保障論、移民送り出し国の観点から検証した。ロシア極東地域の中国人移民問題とロシアの外国人労働者管理問題について,本年度は,まず研究代表者堀江と研究分担者大津により,ウラジオストクにおける調査を行うとともに,現地での学術コンファレンスにおいて本研究課題に関する研究発表を行った。ロシアの外国人労働者問題,とくに外国人労働者のロシア国内における許認可は,強く非CIS諸国からの外国人労働者の規制,特に中国人労働者の規制を意識し,ソフトな安全保障を核とした制度作りが行われてきた。この研究成果については,研究代表者により,『環日本海研究』(第12号)において公表されている。研究分担者堀内は,ウラジオストク・ハバロフスクに赴き,2000年以降のプーチン政権における中央・地方関係の改革の試みと、極東復興への関与を強化する姿勢を調査し,長く停滞が続いた極東地域の本格的な開発の可能性を考察している。その成果の一部は,『ロシア・ユーラシア経済-研究と資料-』(2007年5月号)において公表される。研究分担者馬紅梅は,中ロ貿易全体の動向分析を行い,エネルギーや武器輸出,中ロ政府協議や投資・合弁,中ロ貿易統計の数値の食い違いや「灰色通関問題」など幅広いサーベイを行った。この研究成果は,『松山大学論集』(第18巻6号)において公表されることになっている。以上の研究代表者・研究分担者の活動により,とくにロシア極東と中国との関係において常に問題となってきた外国人労働・中露貿易・ロシア極東地域開発についてバランスよく研究成果を生み出している。ロシアの外国人労働者問題は,中露貿易やロシア地方政治との関わり合いも強く,こうした研究蓄積をもとに,より北東アジア的な視点のもとに次年度以降の研究を実施していく予定である。ロシアの移民問題を労働市場との関係において考察し、中国人問題の今日的課題とロシアの外国人管理の課題を検討することを目的とした本研究において、次のような研究成果が得られた。これらは、研究実施計画に沿って行われた調査をもとにした研究成果である。馬は,中口の経済連携に焦点をあて,両国の経済連携が武器からエネルギーに至るまで広範な関係をもち,相互依存関係にあるものの,不法な貿易や投資の少なさなどの問題を抱えていることを論じている。堀内はロシアの東方政策の一環としてのロシア極東地域の地方政府・地方議会と中央政府との関係に関する改革を観察し,本格的な東シベリア・極東のエネルギー資源開発とエネルギーインフラ整備が現実化しつつあることでロシア極東地域における中央・地方間の政治的連携は新たな展開を見せている状況を論じている。こうした中口両国の経済関係とロシア中央政府のロシア極東への注目は,ひところの中国人移民へのロシア側からの脅威論を駆逐しているように見えるが,それはただ両国経済連携の進展やロシアの極東政策にのみよるものではない。ロシアは,2007年1月以降,移民政策の一新を行い,外国人登録や労働許可の手続きを大きく変えてきた。堀江は,2007年1月のロシアの移民関連法の改定により,ロシアで働く外国人の労働許可などの取得手続きを整理し,それ以前の手続きとの変化を考察し,いまだに旧ソ連地域からの外国人労働者に比べ,旧ソ連以外の国々からの外国人にとっていかにロシアにおける就労手続きが時間がかかりコストがかかるかを論じた。論文としての耕究成果だけでなく,本年度はロシアでの研究成果発表を積極的に行った。本研究の目的は、2002年に大きな移民政策転換の結果生まれたロシアの外国人労働者管理が、ロシアの国内労働市場にどのようなインパクトを与えたのかを、国内労働市場政策、移民政策、地域経済政策、ソフトな安全保障論、移民送り出し国の観点から検証することを目的とした。こうした目的のもと、研究分担者馬紅梅は、中ロ国境貿易と移民問題の関連を解き明かした。中国の貿易業者は、ロシアにおける消費市場のニッチなニーズを満たすことにより収益を上げることが可能であるため、短期間に金を儲けるために国境を越えている。中国人のロシア移入は人口圧力と高い失業率に起因している、というロシア人の一般的な認識と異なっている。沿海州市場での中国貿易業者の生活環境はけっして安全なものではない。彼らは永久にロシアに住み続ける意志はなく、何年後かには中国に戻ろうと考えている。移民に対する反感は、ある程度はロシアの現体制への不満、とくに汚職した政治家、官僚や警察が中国人と組んで私腹を増やすことに対する不満であり、自分たちが置き去りにされ、相対的に収奪されていると感じているからである。研究分担者堀内賢志は、ロシア東部の移民問題に関する重要なファクターとしてある、ロシア極東地域開発政策の方向性と現状に関する調査を主として行い、同地域の開発は、本格的に軌道に乗ると予想され、中央政府は、同プログラムの実現に当たって直面した財政その他の問題に対処し、従来にはなかった責任ある態度で同地域の開発を推進しつつあると論じている。
個体間の協力的な関係の形成・維持メカニズム-パニッシュメントは協力を引き出すか-

本研究の目的は、ヒトを含む霊長類の協力的な個体間関係の形成・維持メカニズムとして、パニッシュメント(ヒトの怒りの感情表出など)が果たす役割について明らかにすることである。本年度は、平成15年度より実施してきた、優位オスによる劣位オスの交尾妨害の研究を続行した。優位オスが劣位オスと妊娠可能性が高いメスの近接を発見すると、優位オスは攻撃をくわえることが、さまざまな種で報告されている。このような攻撃はオス間の協力的な個体間関係に影響するパニッシュメントと考えることができる。本年度は、これまでより一般的なモデルを目指し、利得行列を抽象度の高い要素で分析した。その結果、以下の知見を得た。1、優位オスにとって、見逃しや、メス攻撃より攻撃のコストが大きいオス攻撃が進化する可能性が示された。ESS条件の分析からは、劣位オスが攻撃されたとき、劣位オスにとっての妨害される結果に終わった交尾の利益より攻撃されたことによる損失のほうが大きく、かつ、メスが攻撃されたとき、メスにとっての妨害される結果におわった交尾の利益が攻撃されたことによる損失より大きいときにオス攻撃で安定するという結果となった。2、オス攻撃になるか、メス攻撃になるか、見逃しになるかは、優位オスによっての利得ではなく、劣位オスやメスの利得が大きく関係していることが示唆された。この成果の一部は、第21回日本霊長類学会において発表した。またヒトを含めた、生物における協力を引き出すメカニズムとしてのパニッシュメントの役割について、これまでの実験結果をもとに比較の視点から検討した。この成果の一部は第7回日本進化学会で発表した。本研究の目的はヒトを含む霊長類の協力的な個体間関係の形成・維持メカニズムとしてのパニッシュメント(懲罰)のはたす役割について明らかにすることである。本年度は科学研究費交付前の予備研究の結果を踏まえて、優位オスによる劣位オスの交尾妨害の研究をすすめた。このような攻撃は協力的な個体間関係に影響するパニッシュメントと考えることができる。では、優位オスは劣位オスとメスのどちらを攻撃すべきであろうか。交尾を妨害するためだけなら、オスを攻撃してもメスを攻撃してもよいように思われる。本研究では、この状況を優位オス、劣位オス、メスの3者のゲームとして解析した。それぞれのプレイヤーの立場でどのような戦略がどのような条件のときに進化的に安定な戦略(ESS)になりうるのかを解析的に検討した。そしてその条件のときにそれらの戦略が実際に進化しうるのかをコンピュータ・シミュレーションで検討した。その結果、優位オスが劣位オスとメスの交尾の妨害をする場合、オスを攻撃するコストがメスを攻撃するコストより高くても、オス攻撃が進化する可能性があることが明らかになった。またオス攻撃が進化する上での一つの大きな鍵が、メスの従順ではない戦略にあることが示唆された。これらの成果は現在論文として準備中である。本年度はその他に、霊長類の協力的な個体間関係の進化メカニズムに関する実証研究および文献研究を研究論文・著書として発表した。本研究の目的は、ヒトを含む霊長類の協力的な個体間関係の形成・維持メカニズムとして、パニッシュメント(懲罰)が果たす役割について明らかにすることである。具体的には以下を遂行する。(1)パニッシュメントの役割に関する理論モデルの構築と、その解析的な検討およびコンピュータ・シミュレーション。(2)ヒトを対象とした実験でヒトの協力を引き出すメカニズムとしてパニッシュメントがどのように機能するかを調べる。この場合のパニッシュメントとは、怒りの感情表出をさす。本年度はまず平成15年度に実施した優位オスによる劣位オスの交尾妨害の研究を再検討した。平成15年度の研究成果をまとめた論文へのコメントをもとに、本年度はモデルを簡略化する方向への再検討をすすめた。本年度はさらに、ヒトの協力を引き出すメカニズムとしてパニッシュメントがどのように機能するかを調べる実験をおこなった。本年度の実験は、平成17年度に実施予定の研究の予備実験と位置づけられる。サクラを使わない自然条件でのゲーム実験の結果、相手の裏切りの手に対して怒りの感情表出が見られる頻度は低かった。同時に、被験者へのインタビューから、本年度実施した実験が、協力的な個体間関係の形成・維持メカニズムの実験として適当に機能していない可能性が明らかになった。現在、実験の実施手続きの再検討を慎重におこなっているところである。

その結果、以下の知見を得た。1、優位オスにとって、見逃しや、メス攻撃より攻撃のコストが大きいオス攻撃が進化する可能性が示された。ESS条件の分析からは、劣位オスが攻撃されたとき、劣位オスにとっての妨害される結果に終わった交尾の利益より攻撃されたことによる損失のほうが大きく、かつ、メスが攻撃されたとき、メスにとっての妨害される結果におわった交尾の利益が攻撃されたことによる損失より大きいときにオス攻撃で安定するという結果となった。2、オス攻撃になるか、メス攻撃になるか、見逃しになるかは、優位オスによっての利得ではなく、劣位オスやメスの利得が大きく関係していることが示唆された。この成果の一部は、第21回日本霊長類学会において発表した。またヒトを含めた、生物における協力を引き出すメカニズムとしてのパニッシュメントの役割について、これまでの実験結果をもとに比較の視点から検討した。この成果の一部は第7回日本進化学会で発表した。
生の英語に触れ高まる動機をアクセルに英語力を高める－ＩＣＴで学びの必然性を創出－

豊かな語学力・コミュニケーション能力や異文化体験を身につけ、国際的に活躍できる「グローバル人材」を我が国で継続的に育てていかなければならない(グローバル人材育成推進会議、2011)という命題の達成を目標として、平成27年度よりアジア太平洋海外交流学習を推進している。富山県の3つの市(富山市、射水市、滑川市)の11校が同じ校種の海外交流校を1つずつ持ち、小中高で1本となる海外交流モデルを目指して日常的に交流している。その過程で、1.海外交流スクールリンク確立、2.海外交流学習に対する小中高の教員の意識調査結果、3.海外交流学習授業モデルの構築、を行い、実証研究を行てきた。今後も継続し精度を高る。本研究で今回目指すのは、過去3年間の基盤研究C助成事業「若者の国際競争力を高める」で得た課題をもとに、「学習者が、できるだけ早期に・どこの学校でも・頻繁に・継続的に、生の英語に触れる機会を教室内に作る」ことである。これが学習者への動機づけとなり英語力向上への第1歩と考え、小中高7校と協働し、対象を小学校5年から高校3年(11歳から18歳)の8年間に拡大することである。上記目的を果たすため、本事業の初年度は、日本側の研究協力校を確定させ、海外の研究協力校と1対1のマッチングを仕上げ、今後2年間の研究のフレームワークを構築することであった。現在、県内の小中高校と、環太平洋の複数の国々の学校を結ぶ「アジア太平洋海外交流学習プロジェクトAsia Pacific Exchange Collaboration Project(以下、APECプロジェクト)」と称し、海外交流の授業支援を展開できるまでになっている。指定都市(日本側)は、当初の計画の射水市、滑川市に富山市を加え3都市としている。というのも、各学校の事情があり、なかなか計画通りに進まないこともあり、参加学校数を増やしたという事情がある。この3つの都市の小中校の先生方とチームを組み、協働開発を始めるための共通理解が図れた初年度である。すでに、各学校ではトライアルとして交流が始まっている。この初年度で構築したスクールリンクの枠組みを使って、2年目からは、教室内でICTを活用して児童生徒が生の英語に触れ、「英語を学ぶ意義、必然性に気づく」機会と同時に、教科書での「学びの成果を試す」機会を教室内に創りだし、異文化理解、学習動機をアクセルに英語力を高め、若者の国際競争力を高める素地を培うことを目指している。計画書作成段階で、当初は計画に入れていなかった台湾高雄市と富山市の交流が、計画書に入っている滑川市、射水市の動きより順調に進んでいる点が特筆される。研究分担者の加納教授の人脈を生かし、台湾高雄市の指導主事(授業アドバイザー)との接点ができ、高雄市で国際交流希望している小学校1校、中学校3校、高校1校を訪問し、管理職、担当教員との理解も得られたことが大きな要因である。それを受けて、富山市で交流希望をしている小学校1校、中学校3校、高校1校の管理職、担当教諭の受諾の元、スクールリンクが短時間にまとまり、スカイプを使ったリアルタイムの交流がトライアルとして、平成27年12月から各リンクで始まり、2年目も順調に推移している点が、当初の計画以上に順調に推移している点である。他方、難航している都市もある。滑川市と米国マウイ島の中学校のスクールリンク、射水市とタイ王国コンケン県の小学校、中学校のスクールリンクがなかなか機能していない点である。その原因として、人事異動で担当者の入れ替えなど複数起こり、キーとなる教員が固定できていない点が大きな問題である。そのようなことも想定し、当初の滑川市、射水市の2都市に富山市を加え、今後は、必要な情報、データを安定的に収集したいと考えている。本研究が目指すのは、ICT(Information and Communication Technology)を活用して、「学習者が、できるだけ早期に・どこの学校でも・頻繁に・継続的に、生の英語に触れる機会を教室内に作る」ことである。これが学習者への動機づけとなり英語力向上への第1歩と考え、3つの市の小学校、中学校、高等学校12校と協働する。それぞれの市で、小中高の各学校同士が連携し、対象を小学校5年から高校3年(11歳から18歳)の8年間とする。小中高が1つの流れとなる連続的な英語力育成の学習デザインを開発し、「英語への学習動機」と「英語力」に分けて検証する。ICTを活かし、生の英語に触れ、教科書での「学びの成果を試す」機会と同時に「英語を学ぶ意義、必然性に気づく」機会を教室に創りだす。そして学習動機をアクセルに英語力を高める。研究計画として、平成27、28年度の2年間かけて、アジアの学校とICTを活用した授業実践『アジア太平洋海外交流学習プロジェクト』(Asia Pacific Exchange Collaboration Project)に取り組む富山県内の小中高の学校の募集と授業実践開始と継続できる学校を作ることに力を注いできた。その結果、富山市、滑川市、射水市の3つの市内で小中高の連携の流れを創り出すことができ、28年度末には海外交流学習を実施する枠組み(ハード面)は出来上がった。現在の交流国は、台湾高雄市を中心としている。日本を含めた環太平洋の国々との交流の枠を広げている。一方、その枠の中でどんな教育実践を行い、児童生徒の意識と英語力を高めるのか、という授業デザイン(ソフト面)の開発にも力を注いだ。

高校レベルでは、県立小杉高校が28年度は、海外交流学習を英語授業の年間計画の中に位置づけ、日常的な活動として活用し、その効果を検証した。1つの市内で、この海外交流学習を継続的に実践できる小中高の3つの校種で1つの流れを作ることに時間がかかったが、現在、富山市、滑川市、射水市の3つの市で実践できるめどがついた。海外の交流校としては、台湾の高雄市の小中高校との交流の形が出来上がり、富山県の参加校の9校は高雄市の学校と交流を開始している。このように、28年度は、各学校長はもとより、富山県教育委員会の担当の部局のご理解もいただきながら、3つの校種で、8年間の整合性が通れた海外交流学習を実施する枠組み(ハード面)は出来上がった。2つ目として、この枠の中でどんな教育実践を行い、児童生徒の意識と英語力を高めるのか、という授業デザイン(ソフト面)の開発にも力を注いできた。そして、英語授業の年間計画の中に位置づけ、週1回の日常的な活動として効果を検証できるまでになった高校がある。交流の形や質の違いはあるが、小学校でも同様に1年間にわたり、リアルタイムでのコミュニケーションも含む海外交流学習を継続できた。29年後は中学校でも同様な流れが出来上がる予定であり、おおむね順調に進展していると思われる。アジア太平洋海外交流学習(Asian Pacific Exchange Collaboration Project)を平成27年度にスタートした。現在、富山県11校が海外の学校と交流をしている。このプロジェクトでは、各学校が同じ校種の海外交流校を1つずつ持ち、授業の内外で日常的に活動していくことを目指している。最終的には、県内のどの学校も取り入れることができる教育活動にすることを目指している。本年度は、「授業内外での海外交流活動のイメージがつかめない」、という不安要因の解消の一環として、高等学校で使える海外交流学習モデルの構築することを目指した高等学校モデルが機能しているかを3つの学期の達成度を分析し探った。学期No.1:外国人との1対1の活動を通して、英語学習の意義を生徒が認識すること学期No.2:学期No.1に加えて、ここでは海外交流と英語学習への意欲を高めること学期No.3:生徒が英語で考える時間をさらに増やし、学期No.1、No.2の意識意欲の向上に加え、この学期No.3では英語力の伸長にもつなげることその効果を統計処理したデータから検証した結果、最初の学期は、仮説より低い値しか出なかったが、3つの学期が合わさり1年間通して初めて良い結果が出たことから、本研究が目指す海外交流学習の効果は、3つの学期のモデルが有機的にリンクする必要があるのではないかと推測に至った。また、今回は、授業モデルStage3の最大の目的であった「英語力の伸長へとつなげる」というデータを示すことができなかった。受験したデータが間に合わず検証する時間がなかったことが原因である。この点は30年度に公表する。また、小学校モデル、中学校モデルも同時進行で開発しており、30年度に発表することにしている。
空間符号モアレ法に基づく光学的ゲノム情報処理技術の開発

光演算技術は,大容量情報に対する並列処理性と,人間の優れたパターン認識能力を誘起する情報可視性をあわせ持ち,それらの有効利用はゲノム情報処理の効率化に寄与しうる.本研究では,その具体的手法として,空間符号モアレ法による2配列間マッチング演算を対象とし,特性,および,有効性を評価した.空間符号モアレ法では,符号パターンや実現方法により,出力情報の加工が可能である.相補配列の検出能力をもつ対称型符号パターンを用いて,ステムループ構造の抽出が行えることを確認した.次に,濃度反転符号と非反転符号の組合せによる一致信号の先鋭化技術を考案し,従来方式では不可能であった1塩基置換によるミスマッチの検出を実現した.また,3色の符号パターンにより,3配列間マッチング処理を実現した.一方,検討手法の簡便な利用をめざして,マッチング情報端末を試作した.2台の液晶ディスプレイ画面を半透鏡で合成する方式と,1台の液晶ディスプレイ画面に印刷済透明シートを張り合わせる方式とを実装した.後者の方式は,データ操作の自由度では劣るものの,視認性の点で極めて優れている.光演算技術に基づく情報システムとして,自由空間光インターコネクションによる配列マッチング専用プロセッサの基本構成を検討した.空間符号を時分割展開した時間符号が処理スループットの点で優れていることを見い出し,予備実験により原理確認を行った.空間符号モアレ法は,ホモロジー検索の基本演算であるドット・プロット法と等価な信号を出力する.しかし,モアレ縞は,各要素のマッチング結果が継ぎ目なく表されるアナログ画像情報である.その結果,人間のパターン認識能力をより強く誘起しうる可能性をもつ.符号化については,視覚特性を考慮する必要がある.一つの展開方向として,動態視の利用によりマッチング識別能力を向上させる方式が考えられる.光演算技術は,大容量情報に対する並列処理性と,人間の優れたパターン認識能力を誘起する情報可視性をあわせ持ち,それらの有効利用はゲノム情報処理の効率化に寄与しうる.本研究では,その具体的手法として,空間符号モアレ法による2配列間マッチング演算を対象とし,特性,および,有効性を評価した.空間符号モアレ法では,符号パターンや実現方法により,出力情報の加工が可能である.相補配列の検出能力をもつ対称型符号パターンを用いて,ステムループ構造の抽出が行えることを確認した.次に,濃度反転符号と非反転符号の組合せによる一致信号の先鋭化技術を考案し,従来方式では不可能であった1塩基置換によるミスマッチの検出を実現した.また,3色の符号パターンにより,3配列間マッチング処理を実現した.一方,検討手法の簡便な利用をめざして,マッチング情報端末を試作した.2台の液晶ディスプレイ画面を半透鏡で合成する方式と,1台の液晶ディスプレイ画面に印刷済透明シートを張り合わせる方式とを実装した.後者の方式は,データ操作の自由度では劣るものの,視認性の点で極めて優れている.光演算技術に基づく情報システムとして,自由空間光インターコネクションによる配列マッチング専用プロセッサの基本構成を検討した.空間符号を時分割展開した時間符号が処理スループットの点で優れていることを見い出し,予備実験により原理確認を行った.空間符号モアレ法は,ホモロジー検索の基本演算であるドット・プロット法と等価な信号を出力する.しかし,モアレ縞は,各要素のマッチング結果が継ぎ目なく表されるアナログ画像情報である.その結果,人間のパターン認識能力をより強く誘起しうる可能性をもつ.符号化については,視覚特性を考慮する必要がある.一つの展開方向として,動態視の利用によりマッチング識別能力を向上させる方式が考えられる.
枯草菌細胞壁結合複合リパーゼによる超高機能油脂分解菌体の創成

枯草菌細胞壁溶解酵素,CwlB,の細胞壁結合ドメイン(CWB)を表層局在化のアンカーとして使い、枯草菌リパーゼ,LipB,と融合させたCWB-LipBは表層に局在し、活性を示すが、培養の後期において著しく分解されることが解った。そこでこの分解を阻止し、表層におけるCWB-LipB蛋白の蓄積量を向上させるため、表層局在化プロテアーゼWprAの欠損株、細胞表層の多くの蛋白の生産を支配するシグマD因子(SigD)の欠損株、さらにWprA SigDの2重の欠損株を構築し、これらの宿主にCWB-LipBをコードするプラスミドを導入したところ、WprA SigD2重欠損株を用いた場合に顕著に蓄積させることができた。一方3種の分泌プロテアーゼ欠損株は有意な効果を与えなかった。次にこの技法を麹菌の生産するリパーゼ(CutL)に応用した。CutL蛋白は低級脂肪酸エステルに対し特に高い加水分解活性を示し、複合リパーゼの組み合わせに好適と考えられる。そこでcutLのcDNAのクローン化を行い、次にCwlBのCWBとLipBで用いた方法で連結し、CWB-CutLを構築した。この蛋白はLiClで表層より抽出出来ること、表層蛋白のSDS-PAGEでは約50kDaのCWB-CutLの分子量に対応するバンドが見られ、そのバンドはzymographyでもリパーゼ活性を示した。このことより麹菌リパーゼの表層局在化に成功するとともに、糖の修飾が無くても活性を示すことも解った。しかし表層蓄積量はCWB-LipBと比較して少なく、WprA SigD2重変異株以外ではほとんど蓄積が認められなかった。この結果は、異種蛋白は表層に於ても同種の蛋白より不安定であることを示唆している。
シークエンス高分子-学際融合による新高分子科学の創成

高分子は主鎖に沿った繰返し単位(モノマー単位)からなり、タンパクやDNAに見られるように、これによる多種多様な機能基の配列(シークエンス)が本質的に重要である。本研究では、従来の合成高分子では困難であった「シークエンス制御」に取り組み、独自の重合触媒系によりシークエンス精密制御方法を開拓し、高分子鎖の特定の位置に、特定の機能基を特定の順序で配置・配列する「シークエンス制御」の先駆的な成果を得た。(1)研究の背景:「高分子とは何か?」という問いに「高分子量の巨大分子」と答えるのが一般的であるが,むしろ「多数の繰り返し単位が配列した巨大分子」と認識するのが本質的である。すなわち,高分子では,酵素や遺伝子のように,分子骨格に沿って多数の官能基・機能基が特定の順序(シ-クエンス)に配列していることが重要である。ここでは,繰り返し単位は情報単位(ビット)であり,シ-クエンス制御された機能基の協調で特定の構造と空間形態が一分子で発現し,ここにこそ,単一分子でも機能しうる「自己完結型分子」(シークエンス高分子)としての高分子の本質とポテンシャルが存在する(右図)。(2)学術創成:従来の合成高分子では,繰り返し単位の配列は無秩序に近く,各単位間の微小な分子間力を多数蓄積した単純な集合体として研究と開発が行われ,これまでにシークエンス制御,とくに自己完結型精密高分子を主題とする研究はほとんど行われていない。これは,シークエンスという視点が希薄であり,これを精密制御しうる重合が未成熟であったためである。シークエンス制御には,高分子合成を一新する触媒と制御機構など,有機化学,超分子科学などが関与し,これらを統合した「新高分子科学」の創成が求められる。(3)研究目的:本研究は,上記の背景と認識に基づき,以下の3課題を設定する。(A)重合反応における「精密触媒」開拓(B)シークエンスの「制御機構」構築(C)シークエンス高分子の「機能・特性」発現高分子は主鎖に沿った繰返し単位(モノマー単位)からなり、タンパクやDNAに見られるように、これによる多種多様な機能基の配列(シークエンス)が本質的に重要である。本申請者らは、金属ラジカル精密重合では触媒の中心金属、配位子などの設計により重合が制御されることを見出してきた。平成18年度はシークエンス制御重合の基盤となる精密重合系の開発を、以下の重合触媒設計、開始剤設計を通じて取り組んだ。(1)高活性触媒:ルテニウム、鉄、ニッケルを中心に持っ触媒に対し、配位子の電子的・立体的因子を設計することで、触媒の高活性化、高選択性化を図った。特に、従来に比べて活性が5倍程度向上したルテニウム錯体や、機能性モノマーに耐性のある鉄錯体・ニッケル錯体を見出し、シークエンス制御重合の基盤となる高活性触媒を開発した。(2)マルチタレント触媒:重合触媒として用いたルテニウム錯体を重合中に水素化触媒へ変換し、生長末端のハロゲンを水素へ定量的に変換することに成功した。シークエンス制御に基づく自己完結型高分子の設計には、多段階精密重合が必要不可欠と考えられるが、生長末端を定量的に不活性化する本技術は、それを行う上で有用になると考えられる。(3)高分子担持触媒:平成19年度から計画している鋳型組込型触媒の開発に先立ち、高分子配位子を導入した触媒の性能を見極めた。高分子配位子を用いても、精密重合は達成可能であり、特に水溶性ユニットや共触媒と類似した構造ユニットを配位子に導入することで、触媒機能を高めることができた。(4)異種重合開始点を有するヘテロ開始剤:精密カチオン重合、精密ラジカル重合の両開始点を一分子内に設計し、連続精密重合によるブロックポリマー合成に成功した。ここで開始剤はセグメント間の結合部になるため、その構造や両開始点の数、方向によりブロックポリマーの形態を制御できる。本技術は目指している自己完結型高分子の設計基盤技術となることが期待される。(a)高活性精密重合系の開発シークエンス高分子合成の基盤となる、より広範な機能性モノマーに対して有効な精密ラジカル重合系を、配位子設計による重合触媒の高活性化や成長末端の可逆的活性化に対する平衡制御を通じて開発した。(b)分子量分布の狭いテレケリックオリゴマーの合成とその鎖延長反応分子量分布が狭く、両末端に反応性官能基を有するテレケリックオリゴマーは、機能性基が規則的に配列したシークエンス高分子の前駆体となる。しかし、従来の精密ラジカル重合では、定量的に機能性停止末端を導入するのが困難であり、その機能性基も限られたものであった。19年度は、重合触媒をそのまま末端基変換触媒へ変換する手法や、成長末端の極性変換法を独自に開発し、ケトン基、水酸基、カルボニル基、ビニル基など多種の反応性基を末端に導入することに成功した。これにより、多種の反応性テレケリックオリゴマー合成の基盤技術を確立した。さらに、カルボニル基を有するテレケリックオリゴマーをジアミン化合物と反応させ鎖延長化することに成功した。(c)鋳型組込

開始剤の設計とそれを用いた精密重合重合によりモノマー配列を制御するには、モノマーと相互作用しうる機能性基の配列情報を組み込んだ鋳型ポリマーと、鋳型ポリマー近郊で重合させる反応場の構築が必要と考えられる。19年度は、精密カチオン重合由来のポリマーを鋳型とする、精密鋳型ラジカル重合システムを構築した。まず、ベンゼン環のオルト位に精密カチオン・ラジカル重合の両開始点をした開始剤を合成し、精密カチオン重合により、所定位置にアミノ基を導入した鋳型ポリマーを合成した。これを鋳型組込開始剤とし、アミノ基と相互作用しうるメタクリル酸をメタクリル酸メチルとリビングラジカル共重合させると、アミノ基の導入位置を反映するように両モノマーの反応性比が変化し、本システムの鋳型効果が示唆された。(a)高活性・高汎用性精密重合系の開発シークエンス高分子の精密合成の基盤となる、より広範な機能性モノマーに適応可能な重合系を開発した。特に、配位子と組み合わせる添加物を最適化することで、従来比較的困難であった、水・アルコール均一系での各種官能基を有する機能性ポリマーの精密合成を達成した。また、触媒使用量も従来の1/10以下(モノマーに対し100ppm以下)まで低減し、活性・制御性・汎用性の両立が可能となった。(b)官能基周期配列高分子の合成と機能分子量分布の狭いテレケリックオリゴマーを鎖延長化し、官能基がほぼ均等な周期で配列した配列制御高分子を合成した。このポリマーは、官能基がランダムに配列したポリマーと比べ特異な物性(結晶性等)を示し、配列制御による新たな機能発現の可能性を見出した。(c)鋳型重合基盤モノマーの設計とその精密重合シークエンス高分子の「機能基」と、鋳型と相互作用させるための「相互作用基」を有するα, α二置換モノマーを「鋳型重合基盤モノマー」として設計・合成し、このような二置換モノマーの精密重合技術を確立した。本年度は、重合後の鋳型からの切り離しと鋳型への選択的相互作用を狙い、核酸塩基を導入したアルコキシシラン基をα位に有するアクリレートを設計した。また、その前駆体モノマーの精密重合にも成功した。(d)精密付加反応系の開発:鋳型組込み型開始剤を用いたラジカル付加反応・温度制御によるカチオン付加配列制御高分子合成の基盤技術となる、精密付加反応系を開発した。具体的には、モノマーと選択的に相互作用する官能基を、反応点の近傍に鋳型として組み込んだ鋳型開始剤を用いると、高選択的な一分子ラジカル付加反応が可能であることが分かった。この開始剤を異種モノマーとの競争反応に適応すると、鋳型を持だない開始剤に比べ、選択性が10倍以上に向上した。また、モノマーに応じた反応温制御により、アクティブードーマント平衡を利用した精密カチオン付加反応を達成し、高選択的な一分子付加の繰り返しにも成功した。(a)種々の機能性モノマーの重合制御に有用な高活性触媒重合系の開発環境低負荷であるエタノールを溶媒に用い、触媒を改良することで、種々の極性基を有するモノマーの重合制御を同一条件で実現した。本系は下記で示すシークエンス高分子精密合成の基盤重合系になると期待される。(b)一分子付加制御によるシークエンス制御重合温度と重合性を操ることで、選択的にモノマーを一分子付加させることに成功した。本技術はシークエンス高分子の合成のみならず、鋳型高分子の合成に有用と考えられる。
テフロン製フィルム表面での疎水性溶質の濃縮

水溶液中に溶存している疎水性溶質を濃縮する新しい方法を確立する目的で研究を行なった。1.ポリテトラフルオロエチレン(以下、テフロンと略す)は、それ自体、疎水性であり、疎水性溶質をその表面に吸着する。この性質を利用して、無電荷金属錯体並びに芳香族炭化水素を水溶液からテフロン材の表面に効果的に捕そくすることができた。捕そくするための実験条件について検討した。400500mlの試料水溶液にテフロン製テープ(長さ20cm、幅1.3cm、厚み0.1mmのシールテープ)を浮かべ、有機溶媒(主としてクロロホルム)蒸気を試料水溶液中に30分間通気し、閉じられた系内で循環するのが最も効果的であることが判明した。また、テフロン材は水に浮くものでなければならない。無電荷金属錯体として、鉄(III)-8-ヒドロキシキノリン錯体、ニッケル(II)-ジメチルグリオキシム錯体、水銀(II)、鉛(II)銀(I)及びカドミウム(II)のジチゾン錯体、コバルト(II)、ニッケル(II)、カドミウム(II)及び亜鉛(II)のPAN錯体を用いた。また、芳香族炭化水素として、ベンゼン核2,3,4個が直線型に縮合したナフタレン、アントラセン及びナフタセンを用いた。本研究で開発した濃縮法の機構について検討した。有機溶媒蒸気によって飽和された水溶液中でテフロンテープの表面が有機溶媒の薄い液層によって皮膜される。水溶液中の疎水性溶質は、この皮膜層に抽出される。モデル実験によって皮膜層の厚みを推定したところ10μmであった。2.シクロデキストリンは環状構造をしたオリゴ糖であり、環の内側は疎水的環境にあり、種々の疎水性溶質をその内側に取り込み、水溶液中で包接体を形成する。この性質を利用して、種々の炭化水素を水溶液から濃縮・分離することに成功した。さらに、包接体の組成を決定した。テフロン(ポリテトラフルオロエチレン)は耐熱,耐薬品性に優れ,種々の分野で使用されている.本研究は,テフロンフィルムの表面を有機溶媒によって皮膜し,その皮膜層に水溶液中の疎水性溶質を抽出し,濃縮することを目的としている.この目的が達成できるか否かは,如何にして安定な皮膜層を形成させるかにかかっている.種々のテフロン材を用いて検討した結果,試料水溶液に浮かぶものでなければならないことが判明した.シ-ルテ-プ(幅1.3cm,厚さ0.1mm)が現段階では最も有効であった.テフロンフィルムを試料水溶液に浮かべ,クロロホルム蒸気を閉鎖系内で一定時間通気・循環すると,フィルムの表面がクロロホルム層によって皮膜され,疎水性溶質が皮膜層中に抽出されることを見いだした.溶質の種類によって,抽出率は異なるが,通常の溶媒抽出で抽出定数の大きな溶質はほぼ定量的に抽出されることが分かった.