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高度技術・情報化社会における数学教育

高度技術・情報化社会への変容を世界に先駆けて経験しつつある我が国に於て,数学教育はいかにあるべきかを理念,方策,カリキュラム編成などに亘って,学理と教育現場の経験をふまえて解析し,最適の策を提案することが当研究の目的である.時あたかも教育課程の改善の時期に当り,教育課程審議会ならびに指導要領作成協力者会議の審議や作業に当研究班の研究成果が反映され得る事情もあって,研究班の志気は高揚し,時代ならびに学問の動向を見定めた基本的検討と新指導要領完成までに解決すべき具体的な問題の解明がともに精力的に遂行された.日本に於ける未来型の数学教育の枠組みである指導要領の作成に当たっては,少なくとも高校数学に関する限り,数学教育の目的が,数学に関する精鋭部分の生徒に対しても,数学を知的市民の素養として学ぶべきマジョリティの生徒に対しても,数学的知性の涵養に置かれるべきことが確認された.その際,数学的思考力の強化と数学的リテラシーの育成を双頭の目標とすべきである.この見地に立ってこそ,数学教育の世界的な課題であるカリキュラムの諸項目の価値の見直し,確立統計の位置付け,コンピュータとの取り組みなどの日本に於ける最適解が求められる.新課程に於ける数学I, II, IIIおよび数学A, B, Cの各科目は,この目的意識を尊重し,かつ,コア・オプション型カリキュラムの長所を活かして編成されるべき事が同意された.個別の話題についても,例えば,伝統的な扱いそのものを安直に再現することには懸念があるが,数学的思考力の強化の材料として平面幾何および複素平面は有効であることが了承された.コンピュータとの取り組みも真剣に吟味され,数学に於けるコンピュータの活用により,数学的知性の錬磨とともにコンピュータ・リテラシーの必須の部分を育成することが可能であることが判った.高度技術・情報化社会への変容を世界に先駆けて経験しつつある我が国に於て,数学教育はいかにあるべきかを理念,方策,カリキュラム編成などに亘って,学理と教育現場の経験をふまえて解析し,最適の策を提案することが当研究の目的である.時あたかも教育課程の改善の時期に当り,教育課程審議会ならびに指導要領作成協力者会議の審議や作業に当研究班の研究成果が反映され得る事情もあって,研究班の志気は高揚し,時代ならびに学問の動向を見定めた基本的検討と新指導要領完成までに解決すべき具体的な問題の解明がともに精力的に遂行された.日本に於ける未来型の数学教育の枠組みである指導要領の作成に当たっては,少なくとも高校数学に関する限り,数学教育の目的が,数学に関する精鋭部分の生徒に対しても,数学を知的市民の素養として学ぶべきマジョリティの生徒に対しても,数学的知性の涵養に置かれるべきことが確認された.その際,数学的思考力の強化と数学的リテラシーの育成を双頭の目標とすべきである.この見地に立ってこそ,数学教育の世界的な課題であるカリキュラムの諸項目の価値の見直し,確立統計の位置付け,コンピュータとの取り組みなどの日本に於ける最適解が求められる.新課程に於ける数学I, II, IIIおよび数学A, B, Cの各科目は,この目的意識を尊重し,かつ,コア・オプション型カリキュラムの長所を活かして編成されるべき事が同意された.個別の話題についても,例えば,伝統的な扱いそのものを安直に再現することには懸念があるが,数学的思考力の強化の材料として平面幾何および複素平面は有効であることが了承された.コンピュータとの取り組みも真剣に吟味され,数学に於けるコンピュータの活用により,数学的知性の錬磨とともにコンピュータ・リテラシーの必須の部分を育成することが可能であることが判った.本年度は、3年計画の初年度に当ることから、課題とする数学教育の基本問題の根底からの検討を行う一方、教育課程改善の運びが急速化したことを考慮し、具体的なカリキュラムの編成について研究を行った。その結果を下記に列挙する。これらのうちのいくつかは日本固有の状況においてのみ実際的価値をもつものであるが、それ以外の多くは、世界の各国に共通な問題点の解決への出発点であり数学教育の研究として意義深いものである。また、これらの結果は、教育課程審議会委員である藤田,指導要領作成協力者会議のメンバーである茂木,寺田,一松,森本などの活動を通じ現実の日本の高校数学カリキュラムの改善に役立つことが期待されるものである。【I】.高校教育の目的は数学的知性の涵養におかれるべきである。これにより、近未来に向けての数学教育の改善を、科学技術の専門を担うべき生徒達に対しても、高校で数学の学習を完結する多数派に対しても誠実に対応する方向で策定することができる。すなわち、高度技術・情報化社会の要請する深さおよび広さで数学教育を盛んにすることが可能である。【II】.数学的知性の涵養に当っては、数学的リテラシーの育成と数学的思考力の強化に焦点を合せるべきである。数学的リテラシーは市民の素養として必要な数学の素養であり、その育成に当っては経験帰納的あるいは操作的納得を認知するべきである。【III】.数学的リテラシーの育成および数学的思考力の強化のそれぞれに電卓およびコンピュータが積極的に利用されるべきである。【IV】.数学的思考力強化の好材料としての平面幾何および複素平面を重視するべきである。【V】.科目編成に当っては学年仕切りのあるコア・オプション型が現在の日本に適している。
多変数連立方程式の求解困難性を基にした耐量子暗号の安全性評価

量子コンピュータに耐性のある暗号(耐量子暗号)の研究を行う。耐量子暗号の候補として格子暗号・符号暗号などがあるが、その中、多変数多項式公開鍵暗号(MPKC)は、高速な処理性能を有し、署名長が短いという優れた利点を持つ。それだけでなく、いくつかの暗号プロトコル(UOV, HFEv-)は20年間も破られておらず、耐量子暗号の実用化・標準化の有力な候補となっている。しかし、安全性パラメータの設定に必要である詳細かつ正確な安全性解析は十分であるとは言い難い。そこで本研究では、MPKCの安全性を測るグレブナー基底攻撃・ランク攻撃の精密な解析を行う。
文脈に最適な言い換えをWebから自動獲得する手法に関する研究

平成19年度の研究実績は以下の通りである。言い換えの獲得において、固有表現に注目することが有効であることが知られている。しかし、固有表現を高精度で認識すること自体難しい処理である。そこで、固有表現認識について、従来の手法では考慮することのできなかった「大域的素性」を利用する新しいパーセプトロン学習法を提案した。また、多種多様な固有表現の出現する文書に対応するため、近年その量と質から注目を浴びているWikipediaから固有表現辞書を抽出して利用する方法を提案し、これらの成果を国際学会「EMNLP-CoNLL2007」において発表した。また、名詞と動詞の係り受けのクラスタリングを利用して固有表現辞書を獲得し、利用する方法を開発し、効果を確認した。この成果は、「言語処理学会年次大会」(査読なし)において発表した。また、国際会議である「ACL08:HLT」にも受理され、発表予定である。このクラスタリングで得られる確率モデルは、名詞や動詞のクラスや言い換えを名詞と動詞の文脈を考慮した上で確率付きで生成することができ、その応用は多岐にわたる。その一つとして、単語群を画面上に配置する際の単語間の距離を求めることに利用する研究なども行った。平成17年度の研究実績は以下の通りである。(1)本研究のベースとなる動詞の項の分布の類似度に基づいたLinらの手法が本研究が対象とする日本語に対してどの程度有効であるかを検証するため、日本語に対してLinらの手法を実装した。新聞記事での予備的な実験から、正解率は、第一候補の言い換えで6割程度という低精度であることが明らかになった。(2)低精度の原因の一つは、単語のスパース性により信頼性の高い分布情報が得られないことであり、本研究の目的を達成するにはこの問題の解決が不可欠である。そこで、スパース性を解決する方法の一つである単語クラスタリングに注目し、その際に有効であるとされる単語の属性の知識(「車」に対する「ハンドル」など)をWebから自動獲得する手法の提案を行った。加えて、獲得した属性を評価するための基準も提案した。実験により、緩い基準で約85%、厳しい基準で約73%の適合率で単語の属性を獲得できることを示した。(3)言い換えの高精度獲得のためには、対象文およびWeb上の文の構文木、あるいは、周囲のWeb文書の木構造まで利用することも必要である。そこで、木構造間の類似度を測る木構造カーネルについても研究を行った。木構造カーネルは、例えば、単語クラスタリングを構文木(の部分)のクラスタリングへ精密化する際に有用であると期待されるが、従来のDPによる計算方法では計算コストが膨大であり、クラスタリングも現実的時間で行えないという問題があった。これを解決するため、自然言語データの性質を利用して木をあらかじめベクトルに変換することでクラスタリングなどの学習を大幅に高速化(約20-60倍)する手法を提案した。加えて、高精度な構文木クラスタリングやノード間関係分類に向けて、構文木の一部のノードに注目して類似度を計算することができるマークつきラベル順序木カーネルを提案した。平成18年度の研究実績は以下のとおりである。(1)言い換え獲得における精度低下の原因の一つは、データのスパース性である。今年度も、スパース性を解決する方法の一つである単語クラスタリングの際に有効であると考えられる属性の知識をWebから自動獲得する手法について研究を継続し、これまでの成果を論文誌「自然言語処理」において発表した。(2)言い換えを高精度で獲得するためには、対象文およびWeb上の文の構文木、あるいは、周囲のWeb文書の木構造まで利用することも重要である。そこで、木構造間の類似度を測る木構造カーネルについても研究を継続した。本年度は、前年度に提案したマーク付きの木構造カーネルを発展させ、ノードに付与したマークに重みを持たせることのできる新しい木構造カーネルを提案し、自然言語処理の一つである意味役割付与において効果を確認した。また、このようなタスクにおいて実行時の計算を高速化する方法も同時に開発し、以上の成果を国際学会「CoNLL-X」にて発表した。(3)言い換えの獲得において、共通する固有表現に注目することが有効であることが知られている。そこで、固有表現認識についても研究を行い、従来の手法では考慮することのできなかった「大域的素性」を利用することのできる新しいパーセプトロン学習法を提案した。また、Web文書などの多種多様な固有表現の出現する文書に対応するため、近年その量と質から注目を浴びているWikipediaを新しい情報源として用いる方法を提案し、効果を確認した。前者の成果については「言語処理学会年次大会」(査読なし)において発表した。また、両者の成果とも国際学会「EMNLP-CoNLL 2007」に投稿した(受理、発表予定)。

また、名詞と動詞の係り受けのクラスタリングを利用して固有表現辞書を獲得し、利用する方法を開発し、効果を確認した。この成果は、「言語処理学会年次大会」(査読なし)において発表した。また、国際会議である「ACL08:HLT」にも受理され、発表予定である。このクラスタリングで得られる確率モデルは、名詞や動詞のクラスや言い換えを名詞と動詞の文脈を考慮した上で確率付きで生成することができ、その応用は多岐にわたる。その一つとして、単語群を画面上に配置する際の単語間の距離を求めることに利用する研究なども行った。
惑星形成過程とボーデの法則

本研究課題「惑星集積過程とボーデの法則」は木星に代表される巨大ガス惑星の形成過程と巨大惑星形成後の周囲の惑星集積過程に関する研究である。1980年代から本格化した太陽系形成の理論的研究は大きな2つの難問に直面し、十年余りの時間をその解決に費やしてきた。ひとつは「ボーデの法則」として知られている現在の惑星間隔を説明できないこと、いま1つは巨大ガス惑星を、その形成母胎となった原始太陽系星雲の寿命である、約一千万年以内に作ることができないことである。本研究では従来の、太陽近傍の地球型惑星は遠方の木星型惑星より先に形成されたとする考えを捨て、巨大ガス惑星が地球型惑星に先んじて形成され、その強力な惑星重力の影響のもとで他の惑星が集積するとする作業仮説を採用した。まず巨大惑星の形成を、固体原始惑星の集積と原始惑星への原始太陽系星雲ガスの流入の二つの過程に分け、原始惑星の形成時間と星雲ガスが原始惑星への流入を開始する惑星質量を研究した。結論をまとめると、・現在の木星領域で約一千万年程度の時間以内に数倍の地球質量程度の原始惑星を形成することは可能である・今まで約10倍の地球質量程度に成長した原始惑星のみが原始太陽系星雲ガスの流入を起こすとされてきたが、微惑星の集積率の時間的減少を考慮すると、数倍の地球質量の原始惑星がガス流入を起こしたことが十分に予想されるとなる。以上により木星領域での巨大惑星の形成を固体原始惑星の形成と原始太陽系星雲ガスの流入の両面から説明することが可能になった。一方、巨大惑星形成後の惑星集積過程に関してもいくつかの研究をおこなった。惑星形成により周囲の微惑星集団に非一様な分布が生じることが予想される。この非一様分布の微惑星からさらにどの様な惑星集積過程が進行するのかを研究し、主にその惑星自転への影響を考察した。今後は巨大惑星の影響下で進行する地球型惑星形成をさらに詳細に研究する必要がある。本年度は3年間にわたる本研究課題の初年度に当たり、課題全体の基礎をなす下記の2項目について研究を行い実績を挙げた。・後期惑星集積過程の追跡(原始木星形成前の惑星集積過程の追跡)約300倍の地球質量という巨大な質量をもつ木星の形成はその他の惑星集積過程に大きな影響を与え、惑星間隔の決定に大きな役割を果たしたと考えられる。本年度は原始木星の形成過程を明らかにするための多粒子数値シミュレーションを行った。このシミュレーションは原始木星の周囲の微惑星の分布を、微惑星に掛かる原始木星からの重力と太陽系星雲ガスからのガス抵抗を考慮して再現したものである。この研究の結果、原始木星の成長に伴い周囲の微惑星は原始木星の重力散乱で跳ね飛ばされ、原始木星周囲の微惑星の密度が著しく減少することが分かった。・原始木星形成過程の再検討(原始木星大気の不安定性)原始木星の形成に必要な周囲の太陽系星雲ガスの固体原始木星への流入はMizuno過程で知られている原始木星大気の重力崩壊がその発端となり発生する。本年度はMizunoによって行われた原始木星大気の安定性解析の見直しを行った。本年度は微惑星と大気との相互作用を考慮し、原始大気内部でのエネルギー発生をモデル化し、原始大気の安定性を解析した。その結果、Mizunoで与えられたものよりも1/10以上小さい固体原始木星周囲の原始大気がすでに重力崩壊を起こす程不安定であることを明らかにした。以上の二つの結果を総合すると原始木星の形成過程をおおよそ以下のように推定できる。・原始固体木星の形成・原始固体木星周囲での微惑星の減少

・原始木星大気の不安定化とガスの流入・ガスを纏い大質量かした原始木星への周囲の微惑星の集積なおこの研究結果のうち微惑星分布に関する部分は、既に学術雑誌に投稿され受理されている。平成8年度は以下の2項目を目標として研究を行った。1)微惑星集団の運動状態の見積り2)原始木星形成過程の再検討それぞれの項目について以下の研究成果を挙げた。1)巨大ガス惑星(木星と土星)の形成後、地球軌道から小惑星軌道に分布する微惑星がこれら巨大惑星からの永年摂動によって如何なる振舞いをするかを長時間軌道数値計算によって明かにする試みを始めた。本年度は、シンプレティック積分法を用いた数値計算プログラムを開発、百万年以上の軌道計算を可能にすることができた。また、いくつかのパラメーターについては初歩的な数値計算を開始し、摂動によって形成される微惑星のランダム運動の大きさを見積もった。その結果2つの巨大惑星が存在する場合、微惑星の軌道位置によっては、1つの巨大惑星の影響のみを考えた場合と比較して十倍以上大きなランダム速度が実現されることが分った。2)原始木星の形成過程について如何の2つの観点より研究を行った。・原始木星へのガス流入過程の再現・原始木星コアへの非定常な微惑星集積がもたらす限界質量への影響本年度は両者について、必要な数値計算プログラムの開発に着手した。具体的な計算結果は現在のところ得られていない。本研究は以下の3つの個別テーマの解明を通して行われた。1)微惑星集団の運動状態の見積り2)後期惑星集積過程の追跡3)原始木星形成過程の検討このうち本年度は(1)の研究テーマに一部である(1b)原始太陽系星雲の影響による微惑星の軌道進化に関して、小惑星軌道における長期軌道数値計算を行った。その結果星雲ガスと巨大惑星の重力相互作用の結果、微惑星集団に大きな離心率を得ることが明かになった。また、年度当初の計画になかったが、テーマ(3)に関連する研究テーマである、(3b)原始木星によるガス捕獲過程および(3c)原始木星による星雲への影響、の2テーマの早急かつ詳細な解明が極めて重要と判断し、(3b)に関して準静的な流体計算を、(3c)に関しては3次元非線型流体計算を実行すべく計算コードの開発と実行を行い、以下の結果を得た。(3b)原始木星の成長率、および原始木星の太陽からの距離をパラメーターにしてガス捕獲過程の追跡を行った。その結果従来考えられていたよりも小さい惑星質量においてガス捕獲が開始し得ることが明かとなった。(3c)3次元数値計算の結果原始木星が星雲に与える影響とその反作用として原始木星が受ける力を推定した。その結果は原始木星が形成時間とほぼ同程度の時間で半径方向に移動する可能性を示唆している。この結果は従来行われてきた線型解析の結果とほぼ同じである。
遺伝子工学的手法を用いた生物学的硝化脱窒素プロセスの微生物評価方法に関する研究

下廃水における生物学的脱窒素プロセスは、水域の富栄養化防止に有効な水処理技術として注目されている。本研究はこのプロセス内に安定して硝化反応を行う微生物を保持する上で必要とされる微生物の存在状態と動態を把握するために遺伝子工学的研究手法を適用する新たな方法論を開発することを目的とした。その結果、従属栄養硝化細菌であるArthrobacter globiformisとモデル浄化槽から分離した細菌の16SリボソームRNA(16SrRNA)の特異的な塩基配列部分を決定できた。また、菌体量の少ない亜硝酸酸化細菌ではPCR法を適用することにより、塩基配列の決定の可能性を明かにした。一方、上水道における生物処理は、アンモニア性窒素を除去することが主たる目的になっている。この際、同時にかび臭物質も除去される現象が認められる。実験ではArthrobacter globiformisを用いてかび臭物質の1つ2-Methylisoborneol(2-MIB)の除去能の有無を判定した。その結果、Arthrobacter globiformis単菌にはかび臭分解能がないことが判明し、他の硝化菌もしくは生物処理槽内の微生物混合系で除去が行われていると推測された。そこで、硝化菌に限定せず、同様に生物処理槽内に多数存在するPseudomonas属、Flavobacterium属を用いてかび臭の分解を検討した。その結果、両菌株はかび臭分解能を有し、かつ同じ塩基配列を持つプラスミドが確認された。また、同じ塩基配列はサザンハイブリダイゼーションにより染色体上にもコードされていることが知れた。さらに、2-MIBは化学的立体構造がカンファーに類似していることからカンファーを分解するcamオペロンを作用させて分解機構を探索し、高かび臭分解能発現プラスミドの構築を図った。なお、前年度、菌株の特異的塩基配列部分を検索するために用いた16SrRNAは、かび臭産生微生物の系統発生的分類に効力を発揮した。生物学的硝化脱窒素プロセスは、水域の富栄養化防止に有効な水処理技術として注目されている。本研究では、このプロセス内に安定して硝化反応を行う微生物を保持するうえで必要とされるこの微生物の存在状態と動態を把握するために、遺伝子工学的研究手法を適用する新たな方法論を開発することを目的とした。実際の研究課題としては、これまで知られている硝化細菌およびモデル浄化槽より新たに分離した硝化細菌からリボソームRNAを抽出し、その中の16SリボソームRNA(16SrRNA)の塩基配列を決定した。さらに、この塩基配列からこれらの細菌の各々にのみ特有な塩基配列を検索し、それらに相補する配列をもつ約20ベース程度のオリゴヌクレオチドDNAプローブを合成することを試みた。得られた研究結果の概要は次の通りである。(1)従属栄養性の硝化細菌であるArthrobacter globiformisの16SrRNAの部分塩基配列を常法により決定し、この細菌に特異的な塩基配列部分を決定することができた。これによりこの細菌用の特異検出を用なうためのオリゴヌクレオチドDNAプローブを合成することに成功した。(2)アンモニウム塩を添加して下水処理のモデル実験を行った反応槽より、独立栄養の硝化細菌(アンモニア酸化細菌)を新たに分離することができた。(3)(2)で分離した硝化細菌についても常法によって16SrRNAの部分塩基配列を決定できたが、特異的配列部分を検索するためにはさらにデータを増やす必要がある。

(4)亜硝酸酸化細菌については、培養によって得られる菌体量が少なかったため、16SrRNAの塩基配列を決定するために、染色体上の16SrDNAを標的としてPCR法を適用した。この反応産物を用いて塩基配列を決定できることを明らかにした。上水道における生物処理では、アンモニア性窒素を除去することが主たる目的になっている。この際、同時にかび臭物質も除去される現象が認められる。実験では、前年度使用した硝化菌Arthrobacter globiformisを用いてかび臭物質の1つである2-methyliso-borneol(2-MIB)の除去能の有無を調査した。その結果、Arthrobacter globiformis単菌にはかび臭分解能がないことが判明し、他の硝化菌もしくは生物処理槽内の微生物混合系で除去がおこなわれていることが推測された。ここで、硝化菌に限定せず、同様に生物処理槽内に多数存在するPseudomonas属、Flavobacterium属を用いてかび臭の分解を検討した。その結果、両菌株は分解能を有することが知れ、かつ同じ塩基配列を持つプラスミドが確認された。また、これらプラスミドをプローブにサザンハイブリダイゼーションを行ったところ、染色体上にも同様な遺伝子がコードされていることが知れた。さらに、2-MIBはイソプレノイズ化合物のテルペンであり、カンファーと類似の化学的立体構造を有しているので、カンファーを分解するCamオペロンを作用させての分解を試みた。その結果、Camオペロンはカンファーのみならず2-MIBも分解し、類似の分解酵素が関与していることが示唆された。かつ、Camオペロンはそれぞれに役割をもついくつかの遺伝子群からなっているが、Camオペロンすべてが揃っていなければ分解能が発現しないこともわかった。一方、前年菌株の特異的塩基配列部分を検索するために用いた16SrRNAは、かび臭産生微生物の系統発生的分類に適用し、分類上の効力を発揮した。
金属粉末を利用した高機能異種材料の高信頼性接合技術の開発

1.目的2層成形接合は、同一金型内で材質の異なる粉末を2層に充填し圧縮成形した後、焼結により異種材を接合させる方法で、接合界面で成形時に異種粉末が機械的に絡み合うため強固な接合界面が得られると期待できる。しかしながら、接合させる2つの材料間に焼結に伴う寸法変化量に大きな差があると、接合界面近傍で残留応力やクラックが発生することが予想される。そこで本研究では、低合金鋼と高速度工具鋼(HSS)の2層成形接合において、高速度工具鋼の炭素含有量を変化させることにより、寸法変化量の差が接合挙動に及ぼす影響を調査した。また、HSSの炭素量を多層成形により傾斜化し、接合部の寸法変化の差を制御した接合テストを行った。2.実験方法低合金鋼粉アトメル4600と水アトマイズHSS粉M2を用い、接合材としてHSSでは、接合材の炭素含有量が0.91.3mass%となるようにHSS粉M2に黒鉛粉を添加して混合した。多層成形では、低合金鋼の粉末と炭素量の異なるHSSの粉末を5層に充填して成形圧600MPa圧縮成形した。焼結は、真空度約10^<-2>Pa、焼結温度1493Kで行った。接合材は、3点曲げ試験により破断強度を評価した。3.結果HSSの炭素量が多くなると、緻密化するが寸法収縮量が大きくなり、低合金鋼との焼結時の寸法変化量の差が大きくなった。2層成形接合において、いずれ接合材において良好な接合界面組織が得られたが、炭素量が1.2mass%以上のHSSの接合材では、接合界面近傍でHSS側の表面部にクラックが観察された。HSS材のみの3点曲げ破断強度は、炭素量が増加するにしたがって増加したが、2層成形接合の破断強度は、HSS材のみの破断強度より低く、炭素量が増加すると、0.9mass%から1.1mass%までは若干増加するが、1.2mass%以上では反対に低下した。HSSの炭素量を傾斜させた多層成形接合の破断強度は2層成形接合よりも低くく、その破断部は接合界面から数百μm離れたHSS側であった。異種材の接合技術の一つとして、粉末を利用して焼結と同時に接合させる焼結接合技術があり、この中でも拡散接合法と多層成形接合法は、強固な接合強度が期待できる。本研究では高耐摩耗材である高速度工具鋼と純鉄との高信頼性焼結接合技術を開発するため、材料成分と、(1)2層成形接合、(2)成形体同士の接合、(3)溶製材と成形体の接合、の3つの接合法が、接合材の材料特性や接合強度に及ぼす影響について研究実施した。高速度工具鋼の材料成分では、焼結時の液相量を変化させるために高速度工具鋼にCまたはPを添加し、成形圧600MPaで粉末成形後、真空焼結により無加圧で接合テストを実施し、接合材の接合強度を3点曲げ破断試験により評価した。Pを添加した高速度工具鋼(Fe-1.1C-4Cr-5Mo-2V-6W-0.25P)の焼結材で高密度化と高硬度化が図られ、この材料と純鉄の焼結接合では成形体同士の接合において、ボイドやクラックの無い健全な接合組織が得られ、最も高い3点曲げ破断強度303MPaの値を示した。一方、2層成形接合では、焼結時の両者材料の寸法収縮量の差により高速度工具鋼内部の接合界面近傍でクラックが発生し、3点曲げ破断強度も低い値を示した。破断部の断面組織観察では、2層成形接合では高速度工具鋼内部で破断していたのに対し、成形体同士の接合では接合界面で破断していた。これらのことから、Pを添加した高速度工具鋼と純鉄の成形体同士の接合法が、接合強度と耐摩耗性に最も優れた接合材として期待できる。また、2層成形接合では、接合界面で破断していなかったことから、接合界面での接合強度は高いと考えられる。今後は、高速度工具鋼と純鉄の間に、これらの材料の中間の収縮量を持つ成分の中間層を多層成形により作成し、接合部で材料成分を傾斜化してクラックの発生を防止し、より破断強度の高い接合材を開発する。

焼結は、真空度約10^<-2>Pa、焼結温度1493Kで行った。接合材は、3点曲げ試験により破断強度を評価した。3.結果HSSの炭素量が多くなると、緻密化するが寸法収縮量が大きくなり、低合金鋼との焼結時の寸法変化量の差が大きくなった。2層成形接合において、いずれ接合材において良好な接合界面組織が得られたが、炭素量が1.2mass%以上のHSSの接合材では、接合界面近傍でHSS側の表面部にクラックが観察された。HSS材のみの3点曲げ破断強度は、炭素量が増加するにしたがって増加したが、2層成形接合の破断強度は、HSS材のみの破断強度より低く、炭素量が増加すると、0.9mass%から1.1mass%までは若干増加するが、1.2mass%以上では反対に低下した。HSSの炭素量を傾斜させた多層成形接合の破断強度は2層成形接合よりも低くく、その破断部は接合界面から数百μm離れたHSS側であった。
一次繊毛を介した神経細胞分化ならびに形態形成機構の解明

神経細胞は脳の基本単位であり、グリア細胞と血管に囲まれた骨格の中に局在する。またその間隙は組織液で満たされており微小周囲環境からの情報も受容する。本研究では、その様な外部環境変化の受容機構、また受容後の細胞内情報伝達機構、そしてアウトプットとしての細胞移動に焦点をあて、神経発生において一次繊毛が重要な役割を担っていることを明らかにした。具体的にはMHCというホルモンによって繊毛長の調節が行なわれ、それはcAMPを介して繊毛それ自身の短縮を引き起こし、これが細胞移動や分化と関係することを示唆するデータを得た。この結果は今後様々な神経疾患の病態解明の基礎データとして寄与するものと考えられる。平成26年度には一次繊毛と細胞分化、形態形成の関係を解析する上で基盤となる実験ならびに下準備を行なった。項目としては、1.細胞レベルでの一次繊毛形成および脱繊毛条件の基礎検討, 2. EGFP-アクチン発現ベクターの構築と安定クローンの単離、3.リガンド刺激を行なった際の細胞内カルシウム動態の解析、4.運動繊毛動態の解析、である。1.初代海馬培養神経細胞を用いてin vitroでの繊毛形成率を解析し、培養後1週間で80%程度となること、繊毛関連分子ift88に対するsiRNA投与で細胞の有繊毛率が20%以下となること、をそれぞれ確認し、培養系の立ち上げを終了した。またこのときアクチン動態を解析すべきin vitro培養経過日数(D.I.V.)も検討し、蛍光ラベルPhalloidinを用いた染色の結果、およそ23D.I.V.が最適であることがわかった。2. EGFPーアクチンの発現ベクターを構築し、細胞に導入する。ベクターの構築は終了し、レンチウイルスでの発現系にパッケージングを行なった。その上で細胞骨格の動態を解析しやすい線維芽細胞に導入し、アクチン線維解析に適した発現量の細胞を同定し、クローニングを行なった。3.上記の1で行なった神経細胞で一次繊毛に発現する受容体の解析を行なった。これまでに発現が知られているG蛋白質共役受容体の他に、ヘッジホッグ関連蛋白質の発現検討を行った。また、ヘッジホッグ系のアゴニストであるSAG投与による細胞内カルシウム動態をFura2-AMを用いて解析し、一部の細胞で細胞内カルシウム振動が持続することを確認した。4.成長円錐解析を行う上で必要なCampenotチャンバーを用いた実験系の立ち上げの下準備を行なった。平成28年度には一次繊毛と神経細胞分化、形態形成の関係をin vivoで解析する上で基盤となる実験ならびに繊毛症候群の細胞を用いた実験を行なった。項目としては、1. in utero電気穿孔法を用いた細胞標識追跡系の確立とそのマウス胚神経管での神経細胞分化解析への応用、2.繊毛症候群患者から得られた細胞を用いたアクチン動態の解析、である。1. in utero電気穿孔法を用いて胎生14齢のマウス脳室下帯の神経幹細胞にEGFPを発現させるベクターを導入し、その細胞動態を観察した。この結果と、Kif3aやIft88など繊毛形成分子に対するshRNAを導入して一次繊毛を消失若しくは退縮させた細胞で得られた結果を比較した。繊毛形成が障害されると、脳室から脳軟膜表面への細胞移動が遅延すること、それに伴って細胞分化パタンが変化することをin vivoで確認した。現在、次項で述べる繊毛症候群で見られる遺伝子変異を導入することによって繊毛形成阻害或いは促進を行ない、細胞挙動に対する影響を調べている。2.繊毛症候群の一つでありジュベール症候群関連疾患(Joubert syndrome related disease, JRD)の一つである有馬症候群患者の細胞を用いた実験系でアクチン動態を解析し、患者細胞でのストレスファイバー形成に異常がみられることが判った。現在定量的な解析を行なっている細胞移動とアクチン線維の相互関係に焦点を当てた解析は、培養系での阻害剤を用いた系が上手く動かなかった為、上述の様に繊毛病の一つである有馬症候群の患者より得られた線維芽細胞を用いた実験系で代用することとし、正常細胞と患者細胞での比較を行なった。従ってこの部分の達成度が低くなっている。ストレスファイバーの形態が神経細胞分化を評価する系はマウス胎児でのin uteroでの電気穿孔法を導入して、脳室下帯領域からの細胞移動を評価する系を確立することができた。これにより、一次繊毛と神経細胞移動の関係を評価する実験系は立ち上がったが、アクチン線維の動態は細胞の増殖不良により、また検討を予定していたプレクチンはその発現DNAコンストラクトの完成が遅れているため、この部分でも若干遅れ気味である。前者に関しては、細胞を不死化する実験を行うことで解決されつつあり、平成28年度には遅れを取り戻す予定である。本年度は主に一次繊毛と形態形成の関係のin vivoでの解析、ならびに繊毛症候群の遺伝子発現系を用いた実験を行なった。具体的には、(1) in utero電気穿孔法による細胞標識追跡系を用いた神経幹細胞移動の動態解析、(2)繊毛症候群患者で見られる繊毛関連分子変異体の発現系を用いた実験である。(1)平成27年度と同様in utero電気穿孔法を用いて胎生14齢のマウス脳室下帯の神経幹細胞にEGFPを発現させるベクターを導入し、その細胞動態を観察した。

繊毛形成を阻害した場合には、脳室から脳軟膜表面への細胞移動が遅延すること、それに伴って細胞分化パタンが変化することをin vivoで確認し、データを蓄積した。(2)繊毛症候群の一つでありジュベール症候群関連疾患(Joubert syndrome related disease, JRD)の亜型として知られる有馬症候群患者の遺伝子変異体Cep290をHeLa細胞で発現させ、繊毛形成への影響を検討した。発現量が多い場合には対照群と比較して基底小体以外への細胞内局在が見られる場合が多く、繊毛長短縮との関係を検討中である。全体を通じて繊毛形成と細胞移動の関係、繊毛関連分子の異常と繊毛長の関係が明らかとなったが、その分子機構に関しては更に解析がj必要である。神経細胞は脳の基本単位であり、グリア細胞と血管に囲まれた骨格の中に局在する。またその間隙は組織液で満たされており微小周囲環境からの情報も受容する。本研究では、その様な外部環境変化の受容機構、また受容後の細胞内情報伝達機構、そしてアウトプットとしての細胞移動に焦点をあて、神経発生において一次繊毛が重要な役割を担っていることを明らかにした。具体的にはMHCというホルモンによって繊毛長の調節が行なわれ、それはcAMPを介して繊毛それ自身の短縮を引き起こし、これが細胞移動や分化と関係することを示唆するデータを得た。この結果は今後様々な神経疾患の病態解明の基礎データとして寄与するものと考えられる。カルシウム動態に関するデータの蓄積は進んだが、阻害剤を用いて細胞骨格動態に与える影響に関してはデータを取得することが出来なかった。主な理由としては、阻害剤を投与した際の神経細胞の生存率が低下し、影響評価を行うことが困難な事例が多かったこと、が挙げられる。現在、線維芽細胞を用いた実験系で条件の設定をし直しており、アクチン動態制御分子Racの定量には成功している。今後、神経細胞での検討を進める予定となっている。その一方で、平成27年度に行う予定であった神経細胞分化に関係する分子群の解析に使用する変異体分子発現コンストラクトは完成している。従って全体としては概ね計画通りに進んだと評価している。平成28年度は昨年度に果たせなかったアクチンの動態を制御する分子と一次繊毛の関係を解明する研究を進める予定である。特に、in uteroの電気穿孔法を用いてin vivoでの成長円錐形成とその伸長が起こる過程での微小管やアクチン線維の関係を解析する。具体的には夫々異なる色の蛍光蛋白質で標識した発現コンストラクトを導入し、その動態を観察する。また、細胞骨格間の相互作用の解析が重要なポイントとなるので、異なる細胞骨格間の結びつけるプレクチン(plectin)の動態に着目し、繊毛でのリガンド受容から細胞骨格変化、形態変化、細胞移動という一連の素過程の関係性をin vivoで解析することを予定している。一方、平成27年度の当初計画にあった神経細胞の分化過程の実験に関しては、既に各種エフェクター分子の変異体発現コンストラクトが完成しつつあるので、引き続き神経細胞での解析を進め、分化に関係する分子マーカーの検討を進めた上で、神経発生の分岐点に於ける一次繊毛の役割を解明する。ヒトとの関連では、繊毛病の患者より得られた基底小体関連分子CEP290の遺伝子変異情報に基づいてその発現コンストラクトを作成する。これを用いてヒト
ソラフェニブ治療抵抗性肝細胞癌におけるHIF1-αの役割

本研究は分子標的薬の薬剤耐性機序を明らかにすることを目的として実施している。ヒト肝細胞癌におけるHIF1-α、PD-L1発現,ならびに腫瘍周囲浸潤リンパ球の検討として、まず肝細胞癌臨床検体を用いて免疫染色法により、HIF1-αの発現を検討した。さらに癌分化度やステージによる違いについて検討した。続いて、同様な肝細胞癌の臨床検体を用いて、RNAを抽出した後に、PDL1の発現をRT-PCRで解析。さらにWestern BlotにてPDL1の発現を解析した。さらに抗CD 4、抗CD8、抗Foxp3抗体、抗PD-1抗体を用いて腫瘍周囲浸潤リンパ球のphenotypeを検討した。In vitro実験としてはHIF1-αによるPD-L1発現誘導機序解明を目的に研究を行い、まず複数の肝癌細胞株(HepG2, Hep3B, HLF, HuH7, PLC/PRF/5)を用いて、HIF1αの発現をwestern blot法にて検討した。HIF1αの発現している肝癌細胞株でのサイトカインレセプター発現を観察し、さらに複数のサイトカインで刺激し、PDL1の発現の変化があるか検討した。現在、サイトカインを数種類に絞り込み、そのシグナル伝達機序について解析を行うこととし、JAK/STAT、PIK3/AKT、NFκB、ERK1/2、p38、JNKなどの解析を行っている。手技の確立のため、時間を要した実験があり、やや遅れている。HIF1αの発現している肝癌細胞株でPDL1の発現の変化を検討。サイトカインを数種類に絞り込み、そのシグナル伝達機序について解析を行うこととし、JAK/STAT、PIK3/AKT、NFκB、ERK1/2、p38、JNKなどの解析を行う。HIF1-α発現プラスミドが導入された肝癌細胞株、非導入細胞株、HIF1-αshRNA導入された肝癌細胞株、各々1×106cellsをヌードマウスに移植する。その後、GFPマウスの脾臓からCD4, CD8陽性T細胞をMACSにて単離し、各細胞を尾静脈から投与する。リンパ球移入後、3、7、14日後にマウスを屠殺し、移植された腫瘍の大きさ、腫瘍におけるPD-L1の発現、ならびに腫瘍周囲のリンパ球浸潤のphenotypeについて、免疫染色法ならびにフローサイトメトリーを用いて検討する。ソラフェニブ50mg/kgをC57BL/6マウスにゾンデを用いて14日間経口投与する。投与1、3、7、14日後に、骨髄および脾臓の免疫染色を行いPD-L1の発現を評価。さらに各々からリンパ球を採取し、フローサイトメトリーを用いてPD-L1発現状態を確認する。ヌードマウスに肝癌細胞株を移植すると同時にGFPマウスの脾臓から採取したCD4, CD8陽性T細胞(1×106cells)を尾静脈から投与する。その後、ソラフェニブを14日間経口投与し、ソラフェニブ濃度と末梢血のFoxp3陽性T細胞数の変化について検討する。また、その際の腫瘍におけるPD-L1発現について免疫染色法を用いて検討する。HIF1αの発現している肝癌細胞株に対して、複数のサイトカインを添付し、PDL1の発現の変化を検討した。さらにTLR2, TLR4, TLR9 agonistsを添加し、その後、PD-L1の発現がどう変化するかRT-PCR法にて解析した。HIF1αの発現弱い肝癌細胞株に、HIF1-α発現プラスミドをtransfectionし、その後のPD-L1発現をRT-PCR法およびwestern blot法にて検討した。予定した経過の半分程度であるが、現在は勤務状況や研究体制が変更となり、順調に研究が進んできている状態であり、この結果を踏まえて今後vivo実験を行っていく予定である。研究に割く時間の確保の問題があり、研究が遅れていたが、現在は勤務状況や研究体制が変更となり、順調に研究が進んできている状態である。

さらにWestern BlotにてPDL1の発現を解析した。さらに抗CD 4、抗CD8、抗Foxp3抗体、抗PD-1抗体を用いて腫瘍周囲浸潤リンパ球のphenotypeを検討した。In vitro実験としてはHIF1-αによるPD-L1発現誘導機序解明を目的に研究を行い、まず複数の肝癌細胞株(HepG2, Hep3B, HLF, HuH7, PLC/PRF/5)を用いて、HIF1αの発現をwestern blot法にて検討した。HIF1αの発現している肝癌細胞株でのサイトカインレセプター発現を観察し、さらに複数のサイトカインで刺激し、PDL1の発現の変化があるか検討した。現在、サイトカインを数種類に絞り込み、そのシグナル伝達機序について解析を行うこととし、JAK/STAT、PIK3/AKT、NFκB、ERK1/2、p38、JNKなどの解析を行っている。手技の確立のため、時間を要した実験があり、やや遅れている。(a) HIF1-α発現プラスミドが導入された肝癌細胞株、非導入細胞株、HIF1-αshRNA導入された肝癌細胞株、各々1×106cellsをヌードマウスに移植する。その後、GFPマウスの脾臓からCD4, CD8陽性T細胞をMACSにて単離し、各細胞を尾静脈から投与する。リンパ球移入後、3、7、14日後にマウスを屠殺し、移植された腫瘍の大きさ、腫瘍におけるPD-L1の発現、ならびに腫瘍周囲のリンパ球浸潤のphenotypeについて、免疫染色法ならびにフローサイトメトリーを用いて検討する。(b)ソラフェニブ50mg/kgをC57BL/6マウスにゾンデを用いて14日間経口投与する。投与1、3、7、14日後に、骨髄および脾臓の免疫染色を行いPD-L1の発現を評価。さらに各々からリンパ球を採取し、フローサイトメトリーを用いてPD-L1発現状態を確認する。(c)ヌードマウスに肝癌細胞株を移植すると同時にGFPマウスの脾臓から採取したCD4, CD8陽性T細胞(1×106cells)を尾静脈から投与する。その後、ソラフェニブを14日間経口投与し、ソラフェニブ濃度と末梢血のFoxp3陽性T細胞数の変化について検討する。また、その際の腫瘍におけるPD-L1発現について免疫染色法を用いて検討する。HIF1αの発現している肝癌細胞株でPDL1の発現の変化を検討。サイトカインを数種類に絞り込み、そのシグナル伝達機序について解析を行うこととし、JAK/STAT、PIK3/AKT、NFκB、ERK1/2、p38、JNKなどの解析を行う。HIF1-α発現プラスミドが導入された肝癌細胞株、非導入細胞株、HIF1-αshRNA導入された肝癌細胞株、各々1×106cellsをヌードマウスに移植する。ソラフェニブ50mg/kgをC57BL/6マウスにゾンデを用いて14日間経口投与する。
環状ポリ乳酸の分子内ステレオコンプレックス形成による新規機能性材料の創出

【1.緒言】今年度は、トポロジー変換という「高分子のかたち」に立脚した新たな刺激応答性分子システムの開発とX線構造解析を行った。具体的には、光開裂性部位を有する環状ポリ乳酸の光開裂により環状から直鎖状へのトポロジー変換を行い、ポリ乳酸ステレオコンプレックスの結晶厚および融点を制御した。また、環状ポリ乳酸を含むフィルム試料の引張試験を行った。ポリ乳酸ステレオコンプレックスは、光学異性体であるポリ-L-乳酸(PLLA)とポリ-D-乳酸(PDLA)からなる結晶で、どちらか単一の結晶と比較し融点が約50°C上昇することが知られている。【2.具体的内容】昨年度までに、同じ分子量3000程度のポリ乳酸でありながら、トポロジー変換による環・直鎖の切り替えに伴いポリ乳酸ステレオコンプレックスの融点が40°C以上も低下および再上昇することを明らかとした。今年度は、分子量12000程度のPLLAおよびPDLAにおいても、環状構造の導入に伴い27°Cもの融点の低下を観察した。分子量1200程度のPLLAおよびPDLAにおいては、環状構造の導入に伴いステレオコンプレックスが観察されなくなるなど、環状構造の効果が幅広い分子量で発現することを明らかとした。さらに、光開裂性環状ポリ乳酸のトポロジー変換前後のX線結晶解析の結果、融点の変化は環状構造の導入・変換に伴う結晶厚の減少・増大に由来することも明らかとした。一方、環状PDLAをブレンドしたポリ乳酸ステレオコンプレックスフィルムを作成し引張試験を行ったところ、環状PDLAをブレンドしたフィルムと直鎖状PDLAをブレンドしたフィルムでは強度が有意に変化した。【3.意義・重要性】本研究は、トポロジー変換という新奇コンセプトを材料設計に応用した初めての例てある。1高分子鎖1本につき、たった1か所の反応で高分子鎖全体の性質が変化するだけでなく、2刺激の前後で化学構造や分子量は保持されるという特徴を有しており、添加剤の使用や分子量・高分子化学構造の変化といった手法を用いないために工業的にも注目される方法論になるものと期待される。また、本研究が環状高分子を含有する試料の引張試験を初めて行った例である。(抄録なし)[概要]今年度は、主鎖の連結様式の異なるステレオブロック(SB)構造を持つ環状ポリ乳酸(PLA)の合成を行い、主鎖の連結様式がPLAステレオコンプレックス(SC)の熱的性質に与える影響をDSCにより分析した。なお、以下の研究内容は、論文として投稿するための準備を行っているところである。[実験内容]エチニル基またはアジド基を有するPLLAおよびPDLAを用いて、クリックケミストリーによる連結反応を行い、head-to-head(HH)型およびhead-to-tail(HT)型の連結様式を有する直鎖状SB PLAを合成した。続いて、これらのSB PLAの環化反応を、Grubbs catalyst 1st generation存在下、CH_2Cl_2中希釈条件で行った。生成物のSEC、^1H NMRおよびMALDI-TOF MS測定結果から、数平均分子量6000程度のHHおよびHT型の環状SB PLAの合成が確認された。続いて、SB PLAのトポロジーおよび連結様式が、熱的性質に与える影響を調べるために各PLAのDSC測定を行った。その結果、HH型のSB PLAでは環化前後の融点が15°C上昇したのに対し(直鎖状206°C,環状211°C)、HT型では5°C低下した(直鎖状213°C,環状208°C)。これにより、HH型の環状SB PLAではPLLA鎖とPDLA鎖が並行に配列したエネルギー的に最安定なparallel SCが形成され、一方HT型の環状SB PLAではPLLA鎖とPDLA鎖が逆並行の準安定なantiparallel SCまたは連続的にparallel SCとantiparallel SCが連なった構造が形成されることが示唆された。[意義・重要性]天然高分子において、主鎖の方向性の配列がその機能性の発現に重要な役割を果たしているものの、合成高分子において方向性の配列を制御することで機能を発現した例は希である。本研究の特色である環状構造を用いることにより、人工高分子の主鎖方向性制御とそれに伴う機能化を達成できるものと期待される。【1.緒言】今年度は、トポロジー変換という「高分子のかたち」に立脚した新たな刺激応答性分子システムの開発を検討した。具体的には、環状ポリ乳酸の光開裂により環状から直鎖状へのトポロジー変換を行うことで、ポリ乳酸ステレオコンプレックスの材料特性制御を試みた。ポリ乳酸ステレオコンプレックスは、光学異性体であるポリ。L-乳酸(PLLA)とポリ-D-乳酸(PDLA)からなる結晶で、どちらか単一の結晶と比較し融点が約50°C上昇することが知られている。【2.具体的内容】光開裂性環状ポリ乳酸の合成には、UVにより光開裂するオルトニトロベンジルエステル部位を利用した。環化反応には、修士課程までの研究において多環状高分子の合成に有用であることを明らかとしたメタセシス反応を適用した。環状PLLAおよびPDLAの合成にそれぞれ60%程度の収率で成功した。直鎖状PLLAとPDLAのブレンドの融点は209。Cと、一般的なステレオコンプレックスの融点を示した。

一方、環状PLLAとPDLAのブレンドの融点は167°Cとなり、同じ分子量であるにも関わらず、環状と直鎖状という違いだけで融点が40°C以上も変化するという特異な現象を発見した。さらに、その環状PLLAとPDLAのブレンドに対し、UV照射を用いた光開裂行ったところ、融点は211°Cとなった。これは、環化前のブレンドと同等の融点であり、環・直鎖の切り替えによって融点を40°C以上も低下および再上昇させることに成功した。また、X線結晶解析の結果、この融点の変化は環状構造の導入に伴う結晶厚の減少に由来することが明らかとなった。【3.意義・重要性】本研究は、トポロジー変換という新奇コンセプトを材料設計に応用した初めての例である。(1)高分子鎖1本につき、たった1か所の反応で高分子鎖全体の性質が変化するだけでなく、(2)刺激の前後で化学構造や分子量は保持されるという特徴を有しており、添加剤の使用や分子量・高分子化学構造の変化といった手法を用いないために工業的にも注目される方法論になるものと期待される。【1.緒言】今年度は、トポロジー変換という「高分子のかたち」に立脚した新たな刺激応答性分子システムの開発とX線構造解析を行った。具体的には、光開裂性部位を有する環状ポリ乳酸の光開裂により環状から直鎖状へのトポロジー変換を行い、ポリ乳酸ステレオコンプレックスの結晶厚および融点を制御した。また、環状ポリ乳酸を含むフィルム試料の引張試験を行った。ポリ乳酸ステレオコンプレックスは、光学異性体であるポリ-L-乳酸(PLLA)とポリ-D-乳酸(PDLA)からなる結晶で、どちらか単一の結晶と比較し融点が約50°C上昇することが知られている。【2.具体的内容】昨年度までに、同じ分子量3000程度のポリ乳酸でありながら、トポロジー変換による環・直鎖の切り替えに伴いポリ乳酸ステレオコンプレックスの融点が40°C以上も低下および再上昇することを明らかとした。今年度は、分子量12000程度のPLLAおよびPDLAにおいても、環状構造の導入に伴い27°Cもの融点の低下を観察した。分子量1200程度のPLLAおよびPDLAにおいては、環状構造の導入に伴いステレオコンプレックスが観察されなくなるなど、環状構造の効果が幅広い分子量で発現することを明らかとした。さらに、光開裂性環状ポリ乳酸のトポロジー変換前後のX線結晶解析の結果、融点の変化は環状構造の導入・変換に伴う結晶厚の減少・増大に由来することも明らかとした。一方、環状PDLAをブレンドしたポリ乳酸ステレオコンプレックスフィルムを作成し引張試験を行ったところ、環状PDLAをブレンドしたフィルムと直鎖状PDLAをブレンドしたフィルムでは強度が有意に変化した。【3.意義・重要性】本研究は、トポロジー変換という新奇コンセプトを材料設計に応用した初めての例てある。1高分子鎖1本につき、たった1か所の反応で高分子鎖全体の性質が変化するだけでなく、2刺激の前後で化学構造や分子量は保持されるという特徴を有しており、添加剤の使用や分子量・高分子化学構造の変化といった手法を用いないために工業的にも注目される方法論になるものと期待される。また、本研究が環状高分子を含有する試料の引張試験を初めて行った例である。初年度において、環状ステレオブロックポリ乳酸の合成を達成できた。さらに、主鎖方向の違いが熱的性質に影響を与えることが示唆され、研究の進展が期待される成果が得られた。