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学習環境と個人特性の相互作用モデルに基づく脱モティベーションと対処行動の研究

本研究は、1)ネガティブな学習動機の説明理論は学習性無力感に限らないのではないか。2)子どもが、いわゆる内発的動機を持ってコンピテントで自発性に富んで生まれたとしても、それは形成・発達する必要があり、その歪みないし失敗はネガティブなモティベーションとして捉えられる。従って、3)脱意欲、ないし、ネガティブな学習動機を自尊心などの自己観や気質・性格との関連を分析し、学習性無力感以外の脱意欲の存在と、その脱意欲の性質を明らかにしたい。と考えて研究を開始した(予備研究報告・教心39回総会発表)。1.本調査と分析の試み脱モティベーション尺度を新たに作成し、自尊心尺度、人と環境との関わり方の認知(Hettema&Kenrick)、性格(気質)との関係で分析した。その結果、脱モティベーションには「否定的感情」「競争回避」「環境的抑制」「学習性無力感」「目標欠如」があることを確認した(教心40回総会発表)。2.ネガティブな動機の内的構造と尺度特性ネガティブな動機とポジティブな動機を同時に調査することを目的として、新たに、意欲・脱意欲尺度を作成し、因子分析によって尺度の内的構造を分析した。その結果、仮に、「学習性自己否定感」「目標欠如」「他者との比較による効力感」「自律的向上心」「社会的チャンスの存在」「プラス体験」「外的障害(環境的抑制因)の存在」の7因子が抽出された(教心41回総会発表・性格心8回大会発表)。分析方法が今後の課題となった。3.意欲脱意欲尺度の尺度特性・妥当性の検討研究最終年度に当たり、意欲脱意欲尺度の標準化に向けて、これまでのデータを再分析し、1)高次因子分析による内的構造の再分析、2)尺度の信頼性の分析(α係数)、3)尺度の小・中・高・大学生の意欲脱意欲の発達的分析を行った。現在、論文投稿準備中である。目的:本研究は学習動機と関連する、無関心、指示待ち人間と言われる現代青少年の脱モティベーションの質(種類)の分析が目的である。初年度に当たる平成10年は、(1)脱モディベーションの構造を明らかにする。(2)脱モティベーションと関係する、個人特性と状況要因との関係を試みに分析した。方法:1.脱モティベーション調査票枠組み;1)目標欠如、2)回避・逃避、3)障害の存在、4)効力感欠如、5)否定的感情の合計50問。2.関連要因;個人特性はローゼンバーグ自尊感情10問、CloningerのTCI短縮版125項目(或いは、Costa & McCraeのNEO-PI-R短縮版60項目)、状況要因はHettema & Kenrick,1992を基に杉山が作成した7項目。3.調査対象;高校生237人、大学生272人の合計509人。結果の概要:脱モティベーションの構造は、調査票枠組み(仮説)に対して、因子分析の結果、1)効力感欠如と否定的感情が結びついて1因子を構成した。2)回避・逃避と動機欠如の逆転項目が結びついて責任感と快感情とも云うべき1因子を構成した。3)目標欠如(動機欠如)、障害の存在、自己信頼(効力感欠如と否定的感情の逆転項目よりなる)の各因子が認められた。従って、3)脱モティベーションは、従来云われてきたような学習性無力感モデルと異なる、否定的動機状態が存在する。4)個人欲求と社会的評価が結びついていることが明らかになった。5)脱モティベーションは因子間に相関がある。6)脱モティベーションの各因子と関連要因との関係については引き続き分析中である。研究目的:本研究は学習動機と関連する、無関心、指示待ち人間と言われる現代青少年の脱モティベーションの分析が目的である。研究初(平成10)年度は、(1)脱モディベーションの構造を明らかにすること、(2)脱モティベーションと関係する個人特性と状況要因との関係を分析することを目的とした。研究2年目に当たる平成11年度は、(1)脱意欲の発達過程を分析すること、(2)尺度の再検査を行い、信頼性を分析することを目的とした。そこで、新たに、中学生用の調査票を作成した上で、中学生、高校生、大学生を対象に検査を実施した。研究経過:再検査には時間間隔を開ける必要があり、現時点で全体の分析が終了していないので、分析対象人数なども確定していない。そこで、本報告書では分析過程の一部分のみについて報告する。研究方法:昨年度の分析結果(杉山1999日本性格心理学会第8回大会論文集)に基づいて、仮に、各因子、及び因子の合成得点から信頼性を算出した。分析対象は大学生245人(男138人、女106人)である。研究結果:その結果、第1因子(学習性自己否定感)は.773、第2因子(他者との比較による効力感)は.798、第3因子(目標欠如)は.403、第4因子(プラス体験)は.754、第5因子(社会的チャンスの存在)は.468、第6因子(自律的向上心)は.631、第7因子(外的障害の存在)は.602、7つの因子合計はr=.590を得た。今後分析方法の検討を含めて、結論を出す予定である。本研究は、1)ネガティブな学習動機の説明

理論は学習性無力感に限らないのではないか。2)子どもが、いわゆる内発的動機を持ってコンピテントで自発性に富んで生まれたとしても、それは形成・発達する必要があり、その歪みないし失敗はネガティブなモティベーションとして捉えられる。従って、3)脱意欲、ないし、ネガティブな学習動機を自尊心などの自己観や気質・性格との関連を分析し、学習性無力感以外の脱意欲の存在と、その脱意欲の性質を明らかにしたい。と考えて研究を開始した(予備研究報告・教心39回総会発表)。1.本調査と分析の試み脱モティベーション尺度を新たに作成し、自尊心尺度、人と環境との関わり方の認知(Hettema&Kenrick)、性格(気質)との関係で分析した。その結果、脱モティベーションには「否定的感情」「競争回避」「環境的抑制」「学習性無力感」「目標欠如」があることを確認した(教心40回総会発表)。2.ネガティブな動機の内的構造と尺度特性ネガティブな動機とポジティブな動機を同時に調査することを目的として、新たに、意欲・脱意欲尺度を作成し、因子分析によって尺度の内的構造を分析した。その結果、仮に、「学習性自己否定感」「目標欠如」「他者との比較による効力感」「自律的向上心」「社会的チャンスの存在」「プラス体験」「外的障害(環境的抑制因)の存在」の7因子が抽出された(教心41回総会発表・性格心8回大会発表)。分析方法が今後の課題となった。3.意欲脱意欲尺度の尺度特性・妥当性の検討研究最終年度に当たり、意欲脱意欲尺度の標準化に向けて、これまでのデータを再分析し、1)高次因子分析による内的構造の再分析、2)尺度の信頼性の分析(α係数)、3)尺度の小・中・高・大学生の意欲脱意欲の発達的分析を行った。現在、論文投稿準備中である。
ドイツ語史に関する言語類型論的考察

1)中世ドイツ語から現代ドイツ語にいたる名詞句における統語上の多様な変遷は、名詞、冠詞類、形容詞などの名詞類の活用体系の形態的変化と密接に関連しているとのテ-ゼを立てるに至った。2)時代、地域別に構成されているボン大学のテキストコ-パスを使って、2格名詞が他の名詞の付加語となっている例を収集し、2格名詞が修飾している名詞に対する位置関係(前置か後置か)とその2格名詞の語尾との相関関係を調査し、その時代的、地域的変遷を分析した。3)デ-タベ-スのひとつとしてHartmann von AueのDer armeHeinrichの動詞インデックスを作成した。4)動詞語形をコンピュ-タに入力し、分析する際の、書記上の多様性に起因する問題点、文法解釈の問題点、また、デ-タの利用法などを理論的にまとめた。5)日本語史と対比して、ドイツ語史における不変の部分と変遷の激しい部分を区別して捉えるために、最初に我々が導入した「話手自身の言語化の類型」という観点から出発し、(1)話者が文脈や場面を顧慮して文頭にとりたてる陳述の主題、(2)話者が述語形成に際して叙述内容の焦点にする主語、(3)話者の主観に依存せず、動詞の意義に内在する補足成分の3つのレベルを区別しなくてはならないという結論に到達した。6)この区別に基づいて、中世ドイツ語を分析した結果、格の用法と述語タイプの使用法が現代とはかなり異なっていることが明らかになった。7)日本語とドイツ語における語彙の借用について対照比較した。1)言語類型論の視点から個別言語の史的変遷を記述するという試みにあたって、我々はまず、「話し手自身の言語化の類型」という視点を導入した。これは例えば、ドイツ語では述語使用における人称の区別、日本語では用言における自他の区別などに表れるものである。2)次いで史的変遷という問題設定から、ドイツ語と日本語における動詞句と名詞句のMorphosyntaxの領域における様々な変遷の現象を1)の視点との連関において捉え直すことを試みた。即ち、(i)動詞句の領域では、ドイツ語は中世以降、複合動詞、機能動詞などの迂言的表現が発達するが、この変遷をModus,Genera verbi,Aktionsartなどの表現体系の変遷との関わりにおいて記述する。(ii)中世ドイツ語では、定動詞を含む述語(動詞句)と結合する名詞句は、多くの場合、人称代名詞か指示代名詞であり、少なくともそのどちらかを含む名詞句である。主格名詞句を一律に「主語」と見なす学校文法の先入観にとらわれず、「主語」と解釈される名詞句の格と述語のタイプとの相関関係を記述する。(iii)名詞句統語論の領域における史的変遷に関しては、文法的形態素と語彙的形態素との線的結合順序という視点から、ドイツ語名詞句における中世ドイツ語から初期新高ドイツ語をへて現代ドイツ語に至る変遷を記述する。統語論的変遷の殆ど見られない日本語に比べて、ドイツ語はなぜ変化が著しいかといった問題も話し手自身の言語化の類型の違いといったことと関連していることが予想される。3)これまでコンピュ-タに入力して中世ドイツ語、初期新高ドイツ語のテキストコルプスを使って、デ-タの収集と統計的分析を行っている。
大域的F正則性，ファノ多様体とフロベニウス直像の有限性

前年度までの研究において,奇標数の5次del Pezzo曲面の上のあるFrobenius直像について予想を立てたが,本年度においては,この予想を証明した.得られた結果は以下の通りである.(2) i=(p^eー1)/2のとき,(F^e)_*(L^i)は,階数(5q^2+3)/8の自由層と,(q^2ー1)/8個の階数3の直既約ベクトル束E_{1,1,1/2}の直和に分解する.ここに,E_{1,1,1/2}は,直既約性とある開集合上の分裂条件から唯一つに決定される階数3の自己双対的ベクトル束である.この定理の証明においては,二項係数の4重積の和を成分とするある(q^2ー1)/8次正方行列が法pの下で正則であることを示す必要があり,この「初等的」な部分が難所となっていたが,整数値多項式を用いた議論によりこれを解決することができた.応用として,奇標数の非特異5次del Pezzo曲面の反標準環R=R(X,ーK_X)のF-符号数(F-signature)が,5/24であることを示した.5次del Pezzo曲面の反標準環についての進捗状況は,FFRT性が成り立つか否か,という当初の問題意識から考えると十分なものとは言い難いが,これは,上記の二項係数の関わる組み合せ論的問題の解決が予想外に困難であったためでもあり,これが解決できたことは一定の成果と考えられる.5次del Pezzo曲面上のFrobenius直像について,整数iが0≦i≦(q^2ー1)/2の範囲にあるすべての場合について(標数2の場合も含め)検討を続ける.また,一般のdel Pezzo曲面,より一般に大域的F-正則多様体について,(F^e)_*O_X(ーiK_X)の最大自由直和因子の階数がH^0(X,O_X(-iK_X))の次元と一致する条件について考察する.本課題の研究対象の一つとして,正標数の特異点または射影多様体が,局所的または大域的な有限F表現型(finite F-representation type,以下FFRTと略記)をもつ条件に関する考察がある.本年度においては,2次元正規次数環がFFRTを持つ条件について,大川領氏(京都大数理解析研究所研究員)と共同で研究した.Rを正標数pの体上の2次元正規次数環とする.Rは非特異射影曲線C=Proj R上の豊富な有理係数因子Dに付随した次数環としてR=R(C,D)と表される.Dが整因子であれは,RのFrobenius直像はC上の直線束O_C(iD)のFrobenius直像を用いて表されるが,Dの係数が整数でない場合には,その処理が障害となる.そこで,Cを粗モジュライ空間にもつある種のDeligne-MumfordスタックXで,粗モジュライ射π: X →CによるDの引き戻しが整Cartier因子になるものを用いてRのFFRT性を研究した.得られた結果は以下の通りである.定理R=R(C,D)が対数的端末特異点をもたず,有理係数因子Dの各係数の分母が標数pで割り切れないとき,RはFFRTをもたない.この結果から,環R=k[x,y,z]/(x2+y3+z7)はいつFFRTをもつか?,というH. Brennerの問に対する答は,RがFFRTをもつのは,p=2,3,7の場合のみであることがわかる.高次元のファノ多様体のフロベニウス直像については進捗がみられないが,2次元の次数環のFFRTを考察する際に,重み付き射影曲線などstacky curveとの関係を用いることが有効であることが判明したことにより,今後の研究の方向性についての指針が得られた.本研究の研究対象の一つは,正標数の特異点または射影多様体が,局所的または大域的な有限F表現型(finite F-representation type,以下FFRTと略記)をもつ条件に関する考察である.本年度は,正標数pの体上の次数環のFFRT性に関連して,次の二つの研究を行なった.2. 3次元の正規次数環のうち,FFRTをもつことが期待されているもののその証明が得られていない例として,5次del Pezzo曲面Xの反標準環R=R(X,-K_X)が考えられる.反標準環RのFFRT性は,反標準束L=-K_Xのテンソル冪の累次フロベニウス直像(F^e)_*(L^i),ただし,e=0,1,2,...は非負整数,iは0≦i≦(p^e)ー1なる整数,の直既約ベクトル束への直和分解を調べることにより判定できる.先行研究において,i=0(p, eは任意)の場合は解決しているが,それ以外の場合は未解決であるため,p^e=3,4,5; i=1,2などの場合に具体例の計算を行ない,これに基づいて,pが奇素数,i=(p^eー1)/2の場合に次の予想を立てた:予想.上の状況で,q=p^e(奇数), i=(qー1)/2とおく.このとき,(F^e)_*(L^i)は階数(5q^2+3)/8の自由層と,ある階数3, c_1=0の直既約ベクトル束(q^2ー1)/8個の直和に分解する.

この予想を,(q,i)=(3,1), (5,2)の場合に検証した.2次元正規次数環のFFRT性については,予想された結果が得られた.ただし,残りの例外的な場合の詳細な研究についてはまだ手をつけていない.高次元Fano多様体のフロベニウス直像については,最初に検討すべき例と考えていた5次del Pezzo曲面の場合の一部分について,具体的な予想を立てることができた.前年度までの研究において,奇標数の5次del Pezzo曲面の上のあるFrobenius直像について予想を立てたが,本年度においては,この予想を証明した.得られた結果は以下の通りである.(2) i=(p^eー1)/2のとき,(F^e)_*(L^i)は,階数(5q^2+3)/8の自由層と,(q^2ー1)/8個の階数3の直既約ベクトル束E_{1,1,1/2}の直和に分解する.ここに,E_{1,1,1/2}は,直既約性とある開集合上の分裂条件から唯一つに決定される階数3の自己双対的ベクトル束である.この定理の証明においては,二項係数の4重積の和を成分とするある(q^2ー1)/8次正方行列が法pの下で正則であることを示す必要があり,この「初等的」な部分が難所となっていたが,整数値多項式を用いた議論によりこれを解決することができた.応用として,奇標数の非特異5次del Pezzo曲面の反標準環R=R(X,ーK_X)のF-符号数(F-signature)が,5/24であることを示した.5次del Pezzo曲面の反標準環についての進捗状況は,FFRT性が成り立つか否か,という当初の問題意識から考えると十分なものとは言い難いが,これは,上記の二項係数の関わる組み合せ論的問題の解決が予想外に困難であったためでもあり,これが解決できたことは一定の成果と考えられる.2次元正規次数環RがFFRTをもつのは,C=Proj Rが射影直線である場合に限ることがわかった.そこで,この場合にRがFFRTをもつための必要十分条件を,対応するstacky curveの性質で記述する.さらに,FFRT性だけでなく,Rのフロベニウス直像に現れる直既約加群とその重複度について詳細に調べる.5次del Pezzo曲面のフロベニウス直像について,整数iが0≦i≦p^eー1の範囲にあるすべての場合において,現在もっている手法が適用可能であるかか否かを見極める.可能であれば,これを完成させることを目指し,さらに他のdel Pezzo曲面への拡張を考える.困難であれば,他の手法の検討,および,前年度放置していた,2次元正規次数環の例外的な場合の検討を行なう.5次del Pezzo曲面上のFrobenius直像について,整数iが0≦i≦(q^2ー1)/2の範囲にあるすべての場合について(標数2の場合も含め)検討を続ける.また,一般のdel Pezzo曲面,より一般に大域的F-正則多様体について,(F^e)_*O_X(ーiK_X)の最大自由直和因子の階数がH^0(X,O_X(-iK_X))の次元と一致する条件について考察する.当該年度の残額5,816円は,旅費,図書購入などの物品費として使用した実支出額全体の1%未満の端数であり想定範囲であるため,次年度も今年度と同様の使用計画である.雑誌バックナンバーの購入を予定していたが,当該年度内に手続きできなかったため,次年度分として使用する予定である.
音叉型水晶触覚センサの容量変化による物体のヤング率と粘性率の同時推定法の確立

音叉型水晶触覚センサを解析で扱えるようにモデル化した。特に、接触物体をフォークト体の粘弾性モデルで記述したことが新しい。1本の腕の振動の歪みエネルギーと基底部が粘弾性物体から受ける反力による力学的エネルギーの総和が音叉型水晶振動子の共振時の等価回路の動的容量Cの半分に蓄えられる電磁エネルギーに等しくなるエネルギー保存則から動的容量の理論式を導出した。ここで求めた理論値はネオプレンゴムやプラスチック等の接触実験から求めた接触前後の容量変化の実験値とほぼ一致して、音叉型水晶触覚センサの動的容量は接触物体の粘弾性で変化することを証明できた。ここで得られた結果はJJAPの論文誌に掲載予定である。音叉型水晶触覚センサは音叉型水晶振動子の基底部が接触する物体のヤング率と粘性率によって、その動的容量が変化することを用いている。今回、その動的容量の解析式を導出するのに電気機械結合係数を用いる方法を採用した。ねじりバネ係数を含んだL字型棒モデルに接触する物体として弾性基礎モデル(物体のヤング率をウインクラー係数で扱う)で記述して動的容量の解析を行った。この解析の結果、以前求めた1本の腕の振動の歪エネルギーと基底部が物体から受ける反力による力学エネルギーの総和が音叉型水晶振動子の共振時の等価回路の動的容量の半分に蓄えられるで電磁エネルギーに等しくなるというエネルギー保存則から求めた動的容量の解析式では接触前後で動的容量は低下するが、今回求めた理論では接触前後で動的容量は上昇した。接触する物体のヤング率に対する変化の仕方は両者共に同じ傾向であるが、変化の方向は両者で逆になり、変化量は前者より後者の方が2桁小さいことが判明した。以前行った接触実験では音叉型水晶触覚センサの接触前後の動的容量の変化はアクリルケースで音叉型水晶触覚センサの基底部を挟み込む位置によって低下する場合と上昇する場合の2種類の結果が得られている。両者の解析共にアクリルケースで音叉型水晶振動子の基底部を挟み込む位置は基底部の伸び、縮みがない中立線であると仮定して計算している。違いは基底部の物体からの反力による力学的エネルギーの取り扱いにある。前者ではこれを考慮し、後者では電気機械結合係数の定義からそれを組み込むことができないことによる。その違いはあるが両者の解析から音叉型水晶振動子の基底部を物体へ接触させるとその動的容量が変化するのは音叉の構造に起因して生じていることが明らかとなった。音叉型水晶触覚センサはその基底部が粘弾性物体に接触したときにセンサである音叉型水晶振動子の動的容量が変化することを用いている。実際の音叉型水晶触覚センサの接触実験では、アクリルケースで音叉型水晶振動子の基底部を挟み込む位置によってセンサの動的容量は接触前後で上昇する場合と減少する場合の2種類あることが分かっている。今回、実験で音叉構造を支持する位置によって接触前後の音叉型振動子の動的容量が減少するか、または上昇するかを明らかにするために、熱溶融型の3Dプリンタで支持部も一体となった音叉の全長48mm,腕の幅4mm,腕の厚み4mmである音叉型構造をPLA樹脂で積層させて作った。音叉の腕の屈曲振動を起こすのと動的容量の測定を同時に実現するために伸び縮みするPZTセラミックス(C6材で幅3mm,厚み1mm,長さ15.3mm)を音叉構造の2つの腕の側面の外側に1枚ずつエポキシ樹脂で貼り付けた。2枚のPZTセラミックスを同時に伸び縮みするように接続して、インピダンスアナライザでPZTセラミックスの共振として測定できるかを検討した。音叉構造を支持する位置については基底部の中央、更にその中央から上下にそれぞれ3mm,6mmずらしたもの5種類を製作した。このセンサの基底部を厚み約20mmの合板への接触前後の動的容量への影響を調べるため、センサの自重で接触したときとそれぞれ0.5kg,1kg,2kgの馬蹄形分銅をセンサの上部に載せて加重を加えたときの動的容量を測定した。ここで用いたセラミックスの縦振動の共振周波数は487.9kHzである。音叉構造全体が屈曲振動している状態での支持位置及び加重による接触前後の動的容量変化は測定できていない。その原因として、PLA樹脂そのものの硬さが足りず、PZTセラミックスに接着した部分のみが変位し、音叉構造全体での屈曲振動がおこらなかったなどが考えられる。音叉型水晶触覚センサは動的容量が接触する物体のヤング率と粘性率によって変化することを用いている。

今回、接触する物体をフォークト体の粘弾性モデルで表し、音叉型水晶振動子をL字型棒で近似し、そして、アクリルケースからの基底部を押さえる力を軸力で表して、1本の腕の振動の歪エネルギーと基底部が物体から受ける反力と粘性力による力学的エネルギーの総和が音叉型水晶振動子の共振時の等価回路の容量Cの半分に蓄えられる電磁エネルギーに等しくなるというエネルギー保存則から動的容量の理論式を導出した。また、分数階微分によるフォークト体の粘弾性モデルでも解析したが、DMAで温度を変えて求めた合成ゴムの動的ヤング率と動的粘性率から変換式により32.5kHzでのヤング率と粘性率を求めて代入した前者のモデルによる計算値は合成ゴムへの触覚センサの接触実験によるインピーダンス・アナライザで測定した動的容量変化の逆数の値とほぼ一致し、後者のモデルによる計算値は実測値よりも大きくなった。これらから、音叉型水晶触覚センサの動的容量は接触する物体(合成ゴム)のヤング率と粘性率(フォークト体の粘弾性モデル)によって変化することが明らかになった。周波数を変えた音叉型水晶振動子として50kHzと70kHzの2種類の音叉型水晶振動子を入手して動作確認を行ったが共振抵抗が動的容量を安定に測定できる値まで下がらず、現在その原因を究明しつつ、更に、動的容量の解析に電気機械結合係数を用いる方法が電極幅と電極長さを考慮したL字型棒モデルで音叉型水晶振動子の動的容量を6%の精度で理論値と実験値が合うことが判明したので、これを拡張して音叉型水晶触覚センサの動的容量変化を予測する理論式を構築する予定である。平成24年度の目的の(1),(2),(3)は触覚センサの最適な周波数を求めて製作することにあるが、完成した音叉型水晶触覚センサの動的容量のフォークト体の粘弾性モデルによる理論と実験の一致から32.7kHzの振動子より小さい周波数のものが粘性による容量変化が大きくなることが分かっている。そのため20kHzの振動子の製作を考えたが依頼しようとした企業にはその周波数の振動子を製作した実績がなく、また、試作を繰り返して完全に動作する振動子を入手する目処が立たなかったため、製作を断念した。平成23年度の目的の(1)(2)である音叉型水晶触覚センサの動的容量は理論と実験により接触する物体(合成ゴム)のヤング率と粘性率(フォークト体の粘弾性モデル)によって変化することが明らかになった。また、目的の(3)であるボード・ネットワーク・アナライザAdvantest R3755AAによる音叉型水晶触覚センサの測定は32.7kHz、50kHzと70kHzの3種類の音叉型水晶振動子で製作した触覚センサの共振抵抗が150kΩ位に下がらず、インピーダンス・アナライザで接触したときの動的容量が安定に測定できていないので、現在その原因を究明している最中である。音叉型水晶触覚センサはアクリルケースで音叉型水晶振動子の基底部を保持する位置によって接触前後で動的容量が低下したり、上昇することが実験で観測されている。このことを明らかにするために3Dプリンターを購入してアクリルケースを含んだ音叉型水晶触覚センサの構造を相似的に大きくしたプラスチック振動子を製作し、圧電セラミックスを貼りつけて屈曲振動させたときの共振状態をインピーダンスアナライザで測定して、等価回路定数を求め、アクリルケースで基底部を挟んだ位置による動的容量の変化の仕方を3Dプリンターで製作したプラスチック振動子の実験で確認し、今までに求めた2つの理論式との比較・検討を行う。32.7kHz,50kHzと70kHzの3種類の音叉型水晶振動子で動的容量が安定に測定できる共振抵抗の小さい(150kΩ位)の音叉型水晶触覚センサ用振動子を新たに入手すると共にシリコンゴムと合成ゴムで接触実験を行う。
カイコ羽化ホルモンの遺伝子解析

昆虫はその生活環において、脱皮を繰り返して成長していくことをひとつの大きな特徴としている。羽化ホルモンはこの脱皮行動を直接解発する働きを有する脳神経ペプチドである。我々はこれまで大量のカイコ蛹および成虫頭部を材料として羽化ホルモンを精製、単離し、構造解析を行ってきた。その結果、N端末から61残基のアミノ酸配列を推定したが、ホルモン量が微量なために完全構造を提出することは困難であった。そこで、本研究では羽化ホルモン遺伝子をクローニングし、その塩基配列からアミノ酸配列を決定することを試みた。まず、カイコ幼虫全虫体を用いてゲノムライブラリーを作製し、これまでにわかっているアミノ酸配列から54mer、33mer、36mer、17merの4種類のオリゴヌクレオチドプローブを合成し、これらを用いてプラークハイブリダイゼーションによってスクリーニングを行った。12万個のクローンについてスクリーニングした結果、54mer、33mer、17merプローブにハイブリダイズするクローンが1個得られた。ダイデオキシ法による塩基配列分析の結果、Ala(5)からLys(61)までの配列と完全に一致する配列が得られ、しかも62残基目にLeuがつながり、そのすぐ跡は終止コドンになっていた。また、Ala(5)からN端末側の配列は現在分析した中には見い出せないことから、この部分にはイントロンが介在していると考えられ、そのN端末配列をコードする塩基配列を探しているところである。一方、カイコ4令眠の幼虫の脳から作製したCDNAライブラリーを上記の合成オリゴヌクレオチドおよびクローニングした遺伝子をプローブとしてスクリーニングを行っており、近い将来、シグナル配列やゲノム上での羽化ホルモン遺伝子の構成の特徴なども明らかにできるのではないかと考えている。カイコ羽化ホルモンは分子量約7000の神経ペプチドでこれまでにN末端から61残基のアミノ酸配列が明らかになっているが,得られたホルモンの量が微量なために最終構造を出すまでには至っていない.そこで,羽化ホルモン遺伝子をクローニングし,塩基配列を解析することにより,アミノ酸配列を決定することを試みた.カイコ3令幼虫からゲノムDNAを調製し,これをSau3AIで限定分解したDNA断片を常法によりλファージEMBL3に組み込みin vitroパッケージングにより6×10^6のゲノムライブラリーを作製した.プローブとしてTyr^^8-Phe^^<25>の18残基に相当する54merのユニークなオリゴヌクレオチドを合成し,この5'末端をγ-32P-ATPでラベルした後,プラークハイブリダイゼイションを行った.合計約14万個のプラークをスクリーニングした結果, 4つのクローンを得た.このうちプローブと比較的強くハイブリダイズするクローン(λEH102, λEH103と命名)について制限酵素地図を作製した.その結果,プローブとハイブリダイズする部分はλEH102ではBamHI-BamHIの4kb断片に, λEH103ではSa1I-Sa1Iの1.7kb断片に存在することがわかった.そこで,まずλEH102についてさらに解析を進めた. BamHI-BamHIの4kb断片をプラスミドpUC18にサブクローニングし,再度制限酵素による切断とサザンハイブリダイゼイションによって目的の遺伝子がBamHI-HindIIIの0.5kb断片に存在することがわかった.ダイデオキシ法によってこの断片の塩基配列を解析したところ, 475bpの全配列を決定できたが,プローブと高い相同性をもつ部分は存在しなかった.このうち, BamHI切断部位から412427の16bpにおいてプローブと完全に一致する配列が存在することから,おそらくこの部分とのハイブリダイゼーションにより誤って選択されたものと考えられた.現在, λEH103のクローンについて同様に解析中である.

昭和62年度の研究から54merの合成オリゴヌクレオチドプローブを用いただけでは目的のカイコ羽化ホルモン遺伝子をクローニングすることはできなかった。この間、ペプチド側からの配列分析が進展し、62年度に本研究を開始する時点でN末端から25残基しかわかっていなかった配列がN末端から61残基まで推定できた。そこで、新たに明らかになったアミノ酸配列部分も利用して、36mer、33mer、17merのプローブを合成し、これら複数のプローブを用いてゲノムライブラリーを再スクリーニングした。12万個のクローンについてスクリーニングした結果、54mer、33mer、17merと共にハイブリダイズするが、36merプローブとはハイブリダイズしないクローンが1個得られた。サブクローニングした後、3つのプローブとハイブリダイズした部分の塩基配列を分析した結果、Ala(5)の途中からLys(61)までの配列と完全に一致する配列が得られ、62残基目にLeuがつながり、そのすぐ後に終止コドンが続いていた。また、Ala(5)の途中からN末端側をコードする配列は見あたらず、さらにこの上流部分にはイントロンのアクセプターに類似の配列が存在することから、この部分にはイントロンが存在していると推定された。これらの結果から、これまでにペプチド側から決定した配列が正しいことが確認され、また、これまでにわかっていた61残基にさらにLeu1残基をC末端側に延長した62残基から成るペプチドと推定された。現在、N末端部およびシグナル配列をコードする部分を探しているところである。一方、カイコ4令眠の幼虫の脳からmRNAを調整し、常法に従いcDNAライブラリーを作製した。先に得られた羽化ホルモン遺伝子、および羽化ホルモンに対するモノクローナル抗体を用いてスクリーニングしているところである。
ニューラルネットワークアークセンサによるMIG溶接溶融池形状のセンシグと知的制御

厚板溶接において、良好な結果を得るためには、安定に裏ビードを形成することが重要である。一般に、裏当金あるいは裏当材を設置し、溶接が行われている。しかし、裏当金が十分に溶融できなかった場合、強い力がワークに作用したとき、そこから亀裂が生じる場合がある。これを防ぐためには、溶融池制御が重要である。これを行うために、突出し長さおよびアーク長制御が必要となる。また、ワイヤ突出し長さおよびアーク長の応答は非線形であるので、微分方程式を用いて記述することは困難である。そこで、熟練技術者の知識と経験を用いて行われた基礎実験データを用いて、ワイヤ突出し長さおよびアーク長を出力するニューラルネットワークモデルを構築する。これを行うために、平板上でパルス溶接電流を用いて、基礎実験を行った。同時に、高速度ビデオカメラを設置し、溶接電流、電圧およびワイヤ送給速度を計測した。これをニューラルネットワークの学習データとした。パルス溶接では、電流値が変化する。ワイヤ溶融は熱に比例するので、電流および電圧の実効値が関係する。そこで、パルス電流波形の各周期毎の実効値をニューラルネットワークの入力として用いた。すなわち、電極ワイヤの溶融現象は電流(陽極点の電圧降下との積の効果)、ワイヤ突出し長さ、ジュール熱(電流の2乗項)の効果、ワイヤ送給速度が影響する。これに基づき、突出し長さを推定するニューラルネットワークの学習データを構築した。サンプリング周期を10m sとし、50m s間のデータを用いて、学習を行った。このため、入力層は20とし、出力層は1とした。つまり、50m s間の電流、電圧およびワイヤ送給速度から、突出し長さを推定した。また、裏当て材を用いずに、安定な裏ビード溶接を行うために、45度開先を持つ板厚12mmの母材を用いて、種々のルートギャップにおいてスイッチバック溶接の基礎実験を行った。この結果を用いて溶接溶融池が適正に制御できるように、溶接条件を適応制御した。裏当て材を用いずに、安定な裏ビード溶接を行うために、45度開先を持つ板厚12mmの母材を用いて、種々のルートギャップにおいてスイッチバック溶接の基礎実験を行った。これを、溶接方向の正面に設置した高速度ビデオカメラおよびトーチに固定されたCCDカメラにより撮影する。撮影されたビデオ画像をコンピュータに読み込み、コマ送りで画像を調べる。これにより、溶滴移行現象の実験的解析および母材のルートエッジへの入熱方法を検討し、ルートギャップの幅に対するロボットモーションおよびパルス電流波形など適正な溶接条件を求める。すなわち、アーク長を短くし、トーチ前進時にルートエッジにアーク熱および電極ワイヤからの溶滴が与えられるように、電流パルスピーク幅、ワイヤ送給速度およびトーチモーションを決定する。さらに、1ms毎の溶接電流、電圧およびワイヤ送給速度を計測し、これらとアーク長および電極ワイヤ突出し長さの関係を考察する。ワイヤ突出し長さおよびアーク長の応答は非線形であるので、微分方程式を用いて記述することは困難である。これを行うために、定電圧特性の電源およびパルス溶接電源を用いて、基礎実験を行い、溶接電流、溶接電圧およびワイヤ送給速度との関係を検討した。

電極ワイヤの溶融現象は電流(陽極点の電圧降下との積の効果)、ワイヤ突出し長さ、ジュール熱(電流の2乗項)の効果、ワイヤ送給速度が影響する。これに基づき、突出し長さを推定するニューラルネットワークの学習データを構築した。ワイヤ突出し長さおよびアーク長の応答は非線形であるので、微分方程式を用いて記述することは困難である。そこで、熟練技術者の知識と経験を用いて行われた基礎実験データを用いて、ワイヤ突出し長さおよびアーク長を出力するニューラルネットワークモデルを構築する。これを行うために、平板上でパルス溶接電流を用いて、基礎実験を行った。同時に、高速度ビデオカメラを設置し、溶接電流、電圧およびワイヤ送給速度を計測した。これをニューラルネットワークの学習データとした。パルス溶接では、電流値が変化する。ワイヤ溶融は熱に比例するので、電流および電圧の実効値が関係する。そこで、パルス電流波形の各周期毎の実効値をニューラルネットワークの入力として用いた。すなわち、電極ワイヤの溶融現象は電流(陽極点の電圧降下との積の効果)、ワイヤ突出し長さ、ジュール熱(電流の2乗項)の効果、ワイヤ送給速度が影響する。サンプリング周期を10msとし、50ms間のデータを用いて、学習を行った。このため、入力層は15とし、出力層は1とした。つまり、50ms間の電流、電圧およびワイヤ送給速度から、突出し長さを推定した。また、裏当て材を用いずに、安定な裏ビード溶接を行うために、45度開先を持つ板厚12mmの母材を用いて、種々のルートギャップにおいてスイッチバック溶接の基礎実験を行った。この結果を用いて溶接溶融池が適正に制御できるように、溶接条件を適応制御した。
自閉スペクトラム症グレーゾーン者のサポートに資する社会心理学的アプローチ

社会的感受性(目から感情を読み取る能力)の低いASDグレーゾーン学生が,小集団活動時に感じる困難さやサポート要求を検討した。分析の結果,社会的感受性が低いほど,「発言のしにくさ」「他者の意見を受け入れられない」「過剰な主張」「他者への同調」といった点で困難さを感じている傾向にあることが確認された。また,社会的感受性が低い者に特徴的な回答として,「相手の意見を否定しないというルール」の導入要求があることが確認された。また,メンバーの社会的感受性(目から感情を読み取る能力)と自己制御能力が高い集団の方が集団パフォーマンスが高いことが報告されているが,実際の相互作用の中で何が生起しているのか,そのメカニズムは明確になっていない。そのため,そのメカニズムを同定するための実験を実施した。現在,収集したデータを入力中である。ASDグレーゾーン学生の小集団活動時の困難さやサポート要求に関する研究知見を学会等で報告し,社会的感受性および自己制御が集団パフォーマンスに及ぼす影響メカニズム同定のための実験も実施できたため。ASDグレーゾーン学生の小集団活動時のサポート要求について,自由記述を基にした分析しか実施できていないため,尺度等を用いて,明確に言語化できない者も含めた分析を実施する。また,集団実験のデータの解析を続ける。最後の文献購入が年度末の経費申請時期に間に合わなかったため,多少の残額が残ってしまっただけであり,実質,当該年度に全額を使用している。
ダイズ根粒菌の地理的分布と環境適応機構に関する研究

本研究では、アメリカ土壌からRj遺伝子型の異なるダイズを使用して分離したBradyrhizobium属ダイズ根粒菌の地理的分布と遺伝子多様性を解析した。アメリカの9地点の土壌から根粒菌を分離し、16S-23SrRNA遺伝子ITS領域の多型解析によって、得られた質的・量的データから、数理生態学的解析を行った。その結果、北部ではB.japonicumUSDA123系統株が優占し、中南部ではB.elkanii株が優占した。中部ではB.japonicumUSDA6,110系統株の占有も認められた。日本と国土の緯度が類似しているアメリカの土着ダイズ根粒菌は、土地利用の違いによると考えられる根粒菌多様性の差異は認められたが、ダイズ根粒菌群集構造の緯度に沿ったニッチの変遷は、日本と類似していた。本研究は、ダイズ栽培地の緯度が日本とほぼ同じであるアメリカ合衆国の土着ダイズ根粒菌の分布と多様性を調査し、根粒菌の土着化と優占化に関する知見を蓄積し、有用根粒菌の実用的接種技術の開発に資することを最終目的として研究を進めている。これまでの研究で、日本の土着根粒菌においては、北から南へ根粒菌フロラが変遷しているという結果を得ているため、主として土壌温度および土壌の理化学性を解析対象の環境因子とし、アメリカおよび東南アジアにおける土着ダイズ根粒菌の分布を、遺伝子多型を基に数理生態学的に検証することにしている。平成22年度において、農林水産大臣の許可を取得し、USDA-ARSの研究者の協力の下、アメリカのダイズ圃場の土壌(Florida、Louisiana、Georgia、Alabama、Kentucky、North Carolina、Ohio、Michigan)を採取・輸入した。植物インキュベーターにおける一定環境下で、各種ダイズ品種を栽培し、着生根粒を採取した。本年度においては、アラバマ、ケンタッキー、ミシガンの土壌から、根粒菌のカルチャーコレクションを調製した。根粒菌のゲノムを抽出し、16S-23S rDNA ITS領域の制限酵素断片長多型による解析を行った。その結果、ミシガンではB.japonicum USDA123株、ケンタッキーではB.japonicum USDA110株、アラバマではB.elkanii USDA76株のクラスターに含まれる株が優占していた。この結果は日本における土着ダイズ根粒菌の分布と類似しており、ダイズ根粒菌の土着化・優占化に及ぼす環境因子として温度の影響を強く示唆した。本研究は、ダイズ栽培地の緯度が日本とほぼ同じであるアメリカ合衆国および経度が沖縄とほぼ同じであるフィリピンの土着ダイズ根粒菌の分布と多様性を調査し、根粒菌の土着化と優占化に関する知見を蓄積し、有用根粒菌の実用的接種技術の開発に資することを目的として研究を進めている。これまでの研究で、日本の土着根粒菌においては、北から南へ根粒菌フロラが変遷しているという結果を得ているため、土壌温度を解析対象の環境因子とし、アメリカおよびフィリピンにおける土着ダイズ根粒菌の分布を、遺伝子多型を基に数理生態学的に検証している。平成22年度、農林水産大臣の許可を取得し、USDA-ARS研究者の協力の下、アメリカのダイズ圃場の土壌(Florida、Louisiana、Georgia、Alabama、Kentucky、North Carolina、Ohio、Michigan)を採取・輸入し、植物インキュベーターにおける一定環境下で、各種ダイズ品種を栽培し、着生根粒を採取した。アメリカの国土および主要ダイズ生産地の緯度は、日本とほぼ一致している。日本のBradyrhizobium属土着ダイズ根粒菌の地理的分布は、日本の北から南へと緯度に沿ったニッチの変遷を示すため、アメリカの土着ダイズ根粒菌の地理的分布を調査することは、ダイズ根粒菌の生態を理解する上で重要な知見となり得る。本研究では、アメリカの土壌とフィリピンの土壌から、それぞれRj遺伝子型の異なるダイズ品種を栽培して分離した土着ダイズ根粒菌の地理的分布と群集構造解析を行い、緯度によるニッチの変遷について調査した。アメリカ土壌から分離したダイズ根粒菌の16S-23S rDNAITS領域のPCR-RFLP法に基づいた系統分類の結果、B. japonicumのクラスターとB. elkaniiのクラスターに分類された。多様性解析の結果、北部とその他の地域において群集構造が大きく異なることが示された。また、地理的分布解析の結果は、緯度と根粒菌群集間で高い正の相関を示したが、日本ほど高い相関は得られなかった。

日本ではBj123、Bj110、Bj6、Be76が主要クラスターとしてニッチの変遷を示すのに対して、アメリカではBj123とB. elkaniiが主要クラスターとして変遷し、特に、中部でBj110の優占度が低く、B. elkaniiの優占度が高かった。中部以南でB. elkaniiの占有率が高い理由として、日本本土に自生していないB. elkaniiを好むマメ科植物がアメリカで広く分布していることが影響し得る可能性がある。また、フィリピン土壌から分離した根粒菌は、B. elkaniiに近縁であるが、これまで分離された根粒菌とは別のタイプの根粒菌であった。これらのことから、気候・宿主等に起因する変動は見られるものの、緯度に沿ったダイズ根粒菌のニッチの変遷が地球規模で起きていることが示唆された。アメリカの南北の土壌及びフィリピンの土壌を採取、輸入し、解析に供試しており、「研究の目的」に沿ったデータを採取できている。現在、温度による根粒形成遺伝子の発現解析にも取り掛かっており、順調に進展していると判断できる。24年度が最終年度であるため、記入しない。各種Rj遺伝子型宿主ダイズから分離したアメリカとフィリピンの土壌の土着ダイズ根粒菌の16S-23S rDNAITS領域の多型解析のデータから地理的分布および宿主遺伝子型による遺伝子多様性や群集構造解析を数理生態学的に行ない、ダイズ根粒菌の群集構造に関する温度や宿主遺伝子型による影響を評価する。また、各分離株の根粒形成遺伝子発現の温度依存性を調査し、根粒着生と土壌への優占化の関係を検証する。これらの研究は、ダイズ根粒菌の生態に関する知見を与えるだけでなく、地球温暖化による農業への影響を考慮し、対策を講じるための基礎知見となることが期待される。
朝廷制度・儀礼上の相互関係表現行為の分析を通じた室町期公武社会構造再編過程の解明

研究課題に基づき、歴史学研究会においてシンポジウム報告を行い、室町幕府3代将軍足利義満から4代義持への世代交代に際して、朝廷・幕府を一身に統合的に支配する「室町殿」と呼ばれる地位が、義満期に更に上位の地位として形成された「北山殿」の地位と整理・統合され、「室町殿」という地位(とその呼称)が歴史上初めて確定・確立した事実を明らかにした。加えてその報告内容を、シンポジウムにおける質疑・批判を踏まえ、論文にまとめて投稿し、掲載された。また平行して、研究遂行過程で存在が確認された慶應義塾大学メディアセンター貴重書室所蔵の『北条家判尽』と題する巻子本について、踏み込んだ調査を行った。調査の結果、従来写本としてしか知られていなかった鎌倉南北朝期の幕府関係者の家に伝わった文書群の原本であることを明らかにし、その内容を紹介して従来の写本に基づく誤りを正すとともに、その伝来経緯・史料的価値・古文書学的価値について論じた。さらに従来はその内容が難解とされていた、鎌倉期公武関係の基礎史料というべき鎌倉幕府の公式記録『吾妻鏡』の現代語訳作業に取り組み、共著で刊行した。また研究課題に即した問題関心から、関連する研究書の書評を行い、問題の所在を指摘するとともに私見を提示した。なお上記の研究成果発表と平行して、研究課題達成のために公刊済み・未公刊を問わず関係史料の収集・蓄積と高野山金剛三昧院(和歌山県)・京都におけるフィールドワーク(史料調査・現地踏査)を継続的に行った。
1980年代における日本の都市成長と企業支店の集積との関連に関する研究

事業所統計調査報告を利用して、1980年代における東京圏での事業所の集積動向を検討した上で、全国の主要都市における支店従業者の集積量を都市成長と関連させながら分析した。その結果、下記の諸点が明らかになった。1.1980年代後半期の東京圏の従業者の増加は主に金融・保険業、不動産業など含めた広義の対事業所サービス業の成長によるものであった。東京への集中率が従来相対的に高く、しかも雇用量も大きかった卸売業などの成長率は、東京圏よりもむしろ広域中心都市で高かった。2.全国の主要都市を支店従業者の集積量で序列化すると、二大都市、名古屋、広域中心都市・横浜、県域中心都市といった階層性が認められる。ただし、広域中心都市の間にも、福岡と他の都市では、集積量に大きな差があり、しかもその差が1980年代に拡大した。県域中心都市の間にも、集積量に大きな差がある。しかし、支店の本社所在地構成は同階層内に大きな差がない。三大都市および広域中心都市の支店の大半が東京または大阪企業の支店からなるが、県域中心都市の場合には、二大都市企業のほかに地方企業の支店比率が高くなる。3.都市の全従業者に占める支店従業者の比率は、広域中心都市1222%、県庁所在都市10%前後となっている。大企業本社が集積する三大都市の場合、東京の同比率が5%と低率であるが、大阪・名古屋では同比率が13%前後に及ぶ。4.1980年代後半期の支店従業者の増加は、東京圏の横浜・千葉・大宮など首都圏整備計画において業務核都市に位置づけられている都市、および広域中心都市で大きかった。後者の動きは、1980年代前半期から引続き認められる現象であるが、前者の動きは1980年代後半期に顕著になった対事業所サービス業の集積を主な内容とする。本研究の成果の一部はすでに学会発表したが、論文発表の方は準備中である。
GlycoPEGylationによる簡便な糖タンパク質合成手法の開発

従来の「GlycoPEGylation」は糖転移酵素を用いるため、目的のPEG化された糖転移体を大量に調製することは非常に困難である。そこでこの問題点を解決するために、Endo-Mに代表される糖加水分解酵素を用いた「GlycoPEGylation」を開発することとした。種々検討した結果、マンノース残基の3位と6位水酸基にPEG鎖を導入したマンノシル-(β1-4)-N-アセチルグルコサミン誘導体をオキサゾリン化し、これを糖供与体として用いることでEndo-Mによる糖転移反応が進行し、目的の糖転移体を得ることに成功した。「GlycoPEGylation」は糖タンパク質の糖鎖部分に選択的にPEG鎖を導入することができる優れた手法である。しかしながらこの手法では、糖供与体としてPEG化された糖ヌクレオチドが必要不可欠となり、その安定性などから大量に調製することは非常に困難である。また反応に用いる糖転移酵素自体も高価である。これらの理由からこの方法は大変優れた手法ではあるが、一方で大量調製には適していないと言える。そこでこの問題点を解決するために、糖転移酵素と比べて安価である糖加水分解酵素を用いる手法を新たに開発することを考えた。糖加水分解酵素としてはまず、エンド-N-アセチルグルコサミニダーゼ(Endo-M)に着目した。このEndo-Mを用いる糖転移反応の基質としてはGlcNAcオキサゾリン誘導体を用いる。一般にオキサゾリン誘導体は対応する糖ヌクレオチドと比較して格段に安定であるため、大量調製もより容易である。しかしながら、現状ではN-アセチルグルコサミンのどの官能基にどのくらいのPEG鎖を導入すればEndo-Mなどの酵素の基質として認識されるか全くわかっていない。そこで本年度はまず出発原料であるグルコサミンおよびN-アセチルグルコサミンの各官能基にPEG鎖を導入した基質の調製を試みた。種々検討した結果、各水酸基にPEG鎖を効率的に導入する合成ルートを確立することができた。この際、PEG鎖と各水酸基との結合様式は安定性を考えてエーテル結合を選択した。次いでPEG鎖の導入された各誘導体に対してオキサゾリン化をそれぞれ試みた。オキサゾリン化の方法についても種々検討した結果、現状ではブロモトリメチルシシランと三フッ化ホウ素ジエチルエーテル錯体を用いる方法が最も好ましいことが判明した。この方法を用いて各水酸基にPEG鎖が導入されたオキサゾリン誘導体の合成ルートをそれぞれ確立することができた。従来の「GlycoPEGylation」は糖転移酵素を用いるため、目的の糖転移体を大量に調製することは非常に困難である。そこでこの問題点を解決するために、Endo-Mに代表される糖加水分解酵素を用いることにした。このEndo-Mを用いる糖転移反応の基質としてはN-アセチルグルコサミン(GlcNAc)オキサゾリン誘導体が高い反応性を示すことが知られている。しかしながら、現状ではGlcNAcのどの官能基にどのくらいのPEG鎖を導入すればEndo-Mなどの酵素の基質として認識されるか全くわかっていない。そこでこれらの機能を解明し、糖加水分解酵素を用いた「GlycoPEGylation」を開発するために種々検討を行った。昨年度までにGlcNAcのそれぞれの水酸基にPEG鎖を導入したオキサゾリン体の合成に成功した。そこで、今年度は合成した各オキサゾリン誘導体を用いたEndo-Mによる糖転移反応を検討した。しかし、合成した各オキサゾリン誘導体はほとんど糖転移活反応が進行せず、目的物を得ることができなかった。そこでオキサゾリン体を単糖ではなくニ糖誘導体に変更して検討を行うことにした。合成するニ糖の構造としては生体内に存在する糖鎖であるN型糖鎖の部分構造であるマンノシル(β1-4)N-アセチルグルコサミン骨格とした。すなわち、合成したマンノシル(β1-4)N-アセチルグルコサミン誘導体のマンノース残基の3位と6位水酸基にPEG鎖を導入した後、オキサゾリン化し、これを糖転移反応の基質とした。種々検討した結果、このニ糖オキサゾリンを用いることで、Endo-Mによる糖転移反応が進行し、目的の糖転移体(収率89%)を得ることに成功した。この結果により、糖加水分解酵素を用いた「GlycoPEGylation」の足掛かりをつかむことができた。これによりこのテーマの今後の更なる発展が期待できる。本年度は糖加水分解酵素を用いたGlycoPEGylationを開発するためには必要不可欠であるPEG鎖の導入されたオキサゾリン誘導体の合成ルートの開発を行った。種々検討した結果、各水酸基にPEG鎖を効率的に導入できる合成ルートを確立することができた。

これにより糖加水分解酵素を用いた糖転移反応に検討に入ることができると考えられる。また、合成ルート確立できたことにより、PEG鎖の長さを変更したい場合においても容易に目的の各オキサゾリン誘導体を合成することが可能になった。以上の点よりおおむね順調に進展していると判断した。有機化学本年度は各水酸基にPEG鎖を効率的に導入できる合成ルートを確立することができたので、次年度は実際に糖加水分解酵素を用いた糖転移反応を試みる。まず、Endo-Mでの検討を行う。目的の糖転移体が得られない場合には酵素の種類や導入するPEG鎖の鎖長などを変えて種々検討する。また、水酸基だけでなくアミノ基にもPEG鎖を導入する方法についても検討する予定である。学会費や旅費として申請した分を使用しなかったことが理由と考えられる。本年度の残金および次年度の予算は主に糖加水分解酵素を用いたGlycoPEGylationに必要不可欠な糖加水分解酵素やその他糖鎖合成の消耗品、さらには学会費などとして使用する予定である。