hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
フィールド環境への稲の発育応答～発育予測モデルとQTL解析の融合による解析の試み

作物の生育するフィールド環境は様々な環境要因が時々刻々と変化するため、フィールド環境に対して作物が示す発育応答(栄養成長や花芽分化、出穂など)は、制御環境下とは違って複雑かつ解析困難である。本研究では、農業気象学的なモデリング技術を量的遺伝子座(QTL)解析法と結びつけることにより、フィールドの気温や日長に対するイネの発育関連遺伝子の応答様式を解明する方法論を確立した。本課題では稲の発育の環境応答性、とくに複雑系としての圃場環境(フィールド環境)に対する応答性を解明する新たなアブローチを開拓する。具体的には、量的遺伝子座(QTL)解析法を"農業気象学的発育モデル"と結びつけることにより、「時々刻々と変化する複雑なフィールド環境(気温や日長)に対して作物発育(栄養成長や花芽分化、出穂など)を制御する各種のQTLがどのように応答しながら個体発育を駆動させているか?」という問題を定量的に解析できる手法を確立する。本年度(繰越期間も含む)は、宮城、東京、石川の計3地点でイネQTLマッピング集団(アキヒカリXIRAT109戻し交配由来組換え近交系106系統)を、それぞれ2作期栽培し、出穂日を測定した。出穂日を対象としてQTL解析を行ったところ、検出されたQTLは栽培地点および作期によって顕著に異なっており、出穂日のQTLを"農業気象学的発育モデル"によって解析するうえで、申し分ないデータであることが確認できた。なお、用いた連鎖地図はマーカー密度がやや疎であり、QTL解析と発育モデル解析の融合を目指す本計画にとってはやや不十分であるため、連鎖地図を新たに作成した。すなわち、一世代前のマッピング集団の各糸統の種子を播種し、系統ごとにDNAをバルク採取した上で、160個のSSRマーカーを用いて遺伝子型判別を行い、連鎖地図を構築した。以上のことにより、本計画に必要なデータと材料の構築をすべて完了させることができた。平成18年度は研究代表者が育成した稲QTLマッピング集団である"アキヒカリ×IRAT109"組換え近交系(106系統)を東京大学、宮城大学および石川県立大学で圃場栽培(延べ6作期を設ける)し、各系統の出穂日を調査したが、平成19年度には、これらのデータに基づき、DVR法によってそれぞれの系統ごとに発育予測モデルを構築した。発育予測モデルでは、発育の進行をDVS(発育ステージ)なる仮想的な連続変量の変化と仮定し、出芽時をDVS=0、開花時をDVS=1と定義し、DVSの変化速度をDVR(発育速度)と規定する。DVRと温度や日長などの要因との関係を関数化し、作期移動試験などの出芽後開花までの日数(開花日数)のデータを用いてパラメータを決定すれば、気象の経過から開花日数を予測するモデルが完成する。今回は、温度感受性、日長感応性、最適環境条件下の最小開花日数をそれぞれパラメータα、β、Gとするベータ関数で記述し、最小限のパラメータ数で開花日数を合理的に説明可能なモデルを構築した。つづいて、"アキヒカリ×IRAT109"組換え近交系の各系統についてパラメータα、β、Gを決定することにより、各系統の温度感受性、日長感応性、最適環境条件下の最小開花日数を評価した。これらの結果および、平成18年度に新たに構築した"アキヒカリ×IRAT109"組換え近交系の新たな遺伝地図に基づき、温度感受性、日長感応性、最適環境条件下の最小開花日数のそれぞれを制御する量的形質遺伝子座を遺伝地図上にマッピングすることができた。本課題では稲の発育の環境応答性、とくに複雑系としての圃場環境(フィールド環境)に対する応答性を解明する新たなアプローチを開拓する。具体的には、(1)宮城、東京、石川の計3地点でイネQTLマッピング集団(アキヒカリ×IRAT109戻し交配由来組換え近交系106系統)を、それぞれ2作期栽培して出穂日を測定し、(2)出穂までの毎日の気温と日長をもとにDVI法による"農業気象学的発育モデル"を構築し、(3)その発育モデルから推定した個々の組換え近交系の発育パラメータをQTL解析にかけることにより、温度感受性や日長感受性といった発育応答性を制御するQTLをマッピングすることを試みた。この方法により、これまでは単純に出穂日のQTLとしてしか認識されてこなかった染色体領域が、温度感受性や日長感受性といった異なる環境応答能に分類された。ただし、検出された環境応答能の大半のQTLの作用力は余り大きなものではなかった。これは、他地点調査法を導入することによって、水温と気温の差の地域格差が誤差として組み込まれてしまったことによるものと考えられた。
アブシジン酸とジャスモン酸メチルの気孔閉口シグナルネットワークの解明

気孔は植物の葉の表皮に存在し、光合成に必要な二酸化炭素の取り込みや蒸散による水分の放出を制御する重要な器官である。植物は、環境の変化に迅速に適応するために、気孔の開口度を厳密に制御している。本研究は、気孔の閉口を誘導する植物ホルモンであるアブシジン酸とジャスモン酸メチルのシグナル伝達ネットワークを解明することを目的としている。本年度の研究で、シロイヌナズナのタンパク質リン酸化酵素であるMPK9とMPK12をアブシジン酸シグナル伝達経路で機能する新規の因子として同定した。MPK9とMPK12は、アブシジン酸のシグナル伝達経路においてセカンドメッセンジャーとして機能する活性酸素種の下流で機能していた。また、MPK9とMPK12は植物の低温ストレス耐性にも関与していることを明らかとした。ジャスモン酸メチルシグナルについての研究成果として、シロイヌナズナのカルシウム依存性タンパク質リン酸化酵素であるCPK6の機能解析を行った。電気生理学的解析の結果、CPK6はジャスモン酸メチルによる孔辺細胞原形質膜カルシウムイオンチャネルの活性化に関与していることを明らかにした。また、カルシウム指示蛍光タンパク質であるイエローカメレオンを発現した植物体を用いて実際に孔辺細胞内のカルシウムイオン濃度変化を観察した結果、CPK6の遺伝子破壊変異体においては、ジャスモン酸メチルが誘導する孔辺細胞内のカルシウムイオン濃度の上昇が抑制されていた。以上の結果からCPK6は、ジャスモン酸メチルのシグナル伝達経路において、カルシウムイオンチャネルの活性化に関与しており、孔辺細胞内のカルシウムイオン濃度の上昇を制御する重要な因子の一つである事が示唆された。植物の葉の表皮に存する気孔は、植物体内と体外と結ぶ孔(ポア)であり、光合成に必要なガス交換や蒸散による水分放出を制御する重要な場所である。植物ホルモンであるアブシジン酸(ABA)とジャスモン酸メチル(MeJA)は気孔閉口を誘導する働きを持つ。孔辺細胞においてはABAとMeJAのシグナルネットワークが存在することが知られているが、その詳細は不明である。本年度は、孔辺細胞におけるABAとMeJAのシグナルクロストークに関与する新規シグナル伝達因子の探索を行った。結果、タンパク質脱リン酸化酵素2AであるRCN1、及びカルシウム依存性タンパク質リン酸化酵素CPK6が孔辺細胞におけるABAとMeJAのシグナルクロストーク内で機能しており、気孔閉口シグナルにおいて下流で働く孔辺細胞原形質膜イオンチャネルの活性制御に必須の因子であることを明らかにした。孔辺細胞外(アポプラスト)に存在するシグナル因子も気孔の開閉運動に大きな影響を与えることが知られている。本研究では、アポプラストのシグナル因子としてCa2+と活性酸素種に着目して解析を進めている。Ca2+活性化カチオンチャネルであるAtTPC1は、孔辺細胞がアポプラストのカルシウムイオン濃度変化を感知して気孔閉口運動を行う際に重要な役割を担っている。本年度はAtTPC1の遺伝子を破壊したシロイヌナズナ変異体を用いて逆遺伝学的解析を行い、アポプラストのCa2+シグナルにおけるAtTPC1の役割に関する知見を得た。気孔閉口を誘導する因子としてABAに多くの注目が集まり、幅広く研究されている。本研究はABAに加えて、MeJA並びにアポプラストを介したcell to cellの気孔閉口シグナル情報伝達に関する多くの知見を提供する。このことにより、様々なストレスが複合する自然環境下における気孔開閉運動制御メカニズムの更なる理解に貢献できるものと考えている。
ストック・フロー統合型バイオマス環境会計の研究

本研究では、経済・環境・社会を統合した視点からバイオマス事業の持続可能性を評価し、行政、林業家、事業者、住民等のバイオマス事業の関係者に詳細な情報を提供するストック・フロー統合型バイオマス環境会計モデルの開発を行った。また、いくつかの典型的なバイオマスプロジェクトシナリオを設定し、特定地域のバイオマスストックとフローのマネジメントに関する同モデルの有効性を検証した。本研究は、地球温暖化の防止、循環型社会の形成、新たなビジネスモデルの創出、農林漁業の活性化などに有効な新エネルギーとして位置づけられ、国際的にも大きな注目を集めているバイオマス資源に環境会計の観点からアプローチし、バイオマス事業、バイオマスフロー、バイオマスストックをリンクさせ、これらを経済面・環境面・社会面から評価するストック・フロー統合型バイオマス環境会計モデルを構築すると同時に、そのバイオマス事業者・自治体への適用可能性を明らかにすることを目的とする。平成21年度は、国内およびドイツ・スェーデンを中心とした海外、国際機関などのバイオマス事業および同事業のマネジメントシステムに関する動向調査と資料収集、自治体関係者・バイオマス事業者・バイオマス技術の研究者などへのヒヤリング、バイオマス関連の会議への出席、環境管理会計、環境財務会計、環境報告会計、自治体環境会計、廃棄物会計、地域環境会計などの環境会計の専門領域およびサステナビリティ会計、林業会計、環境経済学等の隣接専門領域の最新の研究動向について情報収集を行った。また、同時に、これらの情報に基づいて、青森県中南地域などを対象としてストック・フロー統合型バイオマス環境会計モデルの構築を試みた。同モデルについては、平成21年度は、バイオマス事業に関する合意形成時および成果評価時に、自治体関係者、バイオマス事業者、地域住民などがバイオマス事業の経済面、環境面、社会面を把握して、意思決定を行うための情報モデルの作成と、これらのモデルをバイオマス発生情報、バイオマス技術情報、バイオマス関連立地情報などをリンクさせて事業シミュレーションを行うバイオマス利活用事業情報システムへ実装するための検討を行った。本研究は、地球温暖化の防止、循環型社会の形成、新たなビジネスモデルの創出、農林漁業の活性化などに有効な新エネルギーとして位置づけられ、国際的にも大きな注目を集めているバイオマス資源に環境会計の観点からアプローチし、バイオマス事業、バイオマスフロー、バイオマスストックをリンクさせて把握し、これらを経済面・環境面・社会面から評価するストック・フロー統合型バイオマス環境会計モデルを構築すると同時に、そのバイオマス事業者・自治体・住民などへステイクホルダーへの適用可能性を明らかにすることを目的とする。平成22年度は、国内外のバイオマス事業のマネジメントシステム、持続可能性基準に関する動向調査と資料収集、自治体関係者・バイオマス事業者・バイオマス技術の研究者などへのヒヤリング、バイオマス関連の会議への出席、環境会計、サステナビリティ会計、林業会計、環境経済学などの隣接専門領域の最新の研究動向について情報収集といくつかの国内外の学会で研究報告を行った。また、青森県中南地域を対象としたストック・フロー統合型バイオマメ環境会計モデルを構築すると同時に、同モデルを用いた同地域で導入可能なバイオマス資源の利活用シナリオの設定およびシナリオごとの経済面、環境面、社会面の評価をおこなう情報基盤の構築に参加し,同情報基盤を用いて、同地域のバイオマス発生情報、バイオマス技術情報、バイオマス関連立地情報などをリンクさせたいくつかのシナリオ設定を行うと同時に、事業全体およびステイクホルダーごとの事業シミュレーションおよびバイオマス環境会計のシミュレーションを行った。平成23年度は、国内外のバイオマスタウン、バイオマス事業、スマートシティ事業等の現地調査および関係者へのヒアリング調査、持続可能性基準に関する動向調査と資料収集、環境会計やバイオマス事業関連の学会・研究会への出席、サステナビリティマネジメント、環境会計、林業会計、環境経済学などの隣接専門領域の最新の研究動向について情報収集を行い、青森県中南地域を対象としたストック・フロー統合型バイオマス環境会計モデルの構築し、その内容を研究論文として公表した。構築したストック・フロー統合型バイオマス環境会計モデルは、同地域で導入可能なバイオマス資源の利活用シナリオの設定およびシナリオごとの経済面、環境面、社会面の評価をおこなう情報基盤へ導入し,設定が想定されるいくつかのバイオマス事業について、地域のバイオマスサプライチェーンをリンクさせた環境会計情報を事業全体およびステイクホルダーごとにシミュレーションできる情報システムの構築を行った。同情報システムについては2011年に立ちあげられた青森県循環型バイオマス利用推進協議会で報告を行い、参加自治体のバイオマス事業評価への適用が検討されている。
海洋生物が生成する温暖化気体の発生量と組成解明

(1)現場海洋における溶存温暖化物質測定主に西部北太平洋,相模湾における過去観測データの解析を行った。いずれの海域においても夏から秋にかけて亜表層でメタン濃度が増大していたが,植物プランクトン色素,溶存酸素,粒状有機炭素,動物プランクトン量など,メタン生成に関連すると思われる生物化学パラメータと必ずしも相関があるわけではなかった。メタン生成の前駆物質と考えられるDMSPなどの生成量は,植物プランクトンの種によって異なることから,増殖する植物プランクトンの種によって,メタン生成量が異なる可能性も考えられる。(2)天然海水培養実験による海水中温暖化物質生成・吸収量の把握西部北太平洋亜熱帯域と相模湾の海水を用いて,深層水添加あるいは栄養塩添加培養によって生物生産を活発化させ,生成する生物起源気体を測定した。メタンについては,昨年度までの結果と同様に植物プランクトン増殖の数日後に生成が確認されたが,これとは別に,クロロフィル濃度のピークと重なる形で,0.2-0.3nMほどの濃度上昇がみられた。植物プランクトンのみによるメタン生成の可能性もあるが,濃度増加は数日で速やかに解消されており,バクテリアの活動によるものである可能性が大きい。亜酸化窒素については,硝酸濃度との相関がみられた。SPME法によるハロカーボンおよび炭化水素類測定によって,植物プランクトン種により発生する気体の組成が異なることが確認できた。深層水利用培養実験を行い、炭酸物質と共に生物起源の温暖化物質であるメタンの動態について新しい知見が得られた。淡青丸相模湾研究航海(KTO5-22)において2005年9月12日に相模湾の深層水汲み上げ装置「拓海」(北緯38.1度、東経139.4度)近傍にて5mおよび200m深の海水をニスキン採水器で採取した。研究室にて、照明付きインキュベーターを用いて培養実験を行った。5mの表層水と200mの深層水は1:1の割合で混合し、無濾過の他、10,100,200μmのフィルターを通したものを5Lの高ガスバリヤタイプのロンテナー型透明容器にそれぞれ分取し、インキュベーター内にセットした。状況に応じ、1-2日毎にサンプルを分取し、栄養塩、クロロフィルa、全炭酸、メタンを測定した。また、随時顕微鏡観察を行い、培養状況を確認した。いずれの培養試料も4-5日間は大きな変化が起こらなかったが、5日目以降に珪藻を主体とする植物プランクトンの活発な増殖がみられた。濾過試料については培養当初から大型の動物プランクトンは確認されず、培養末期に植物プランクトンの死骸とみられる凝集体粒子が形成された。無濾過試料については、培養当初より目視でも確認できる大型の動物プランクトンが存在しており、培養末期には10数個体程度の大型動物プランクトンと大量の糞粒が確認された。全炭酸とメタン濃度の時系列変化をみると、5日目以降に植物プランクトンの増殖に伴い全炭酸濃度が急激に減少した。これに伴い、いずれの試料においても2nM程度のメタン濃度の上昇が起こった。これまで、動物プランクトン体内や糞粒中の微細な還元環境はメタンの有力な発生源と考えられてきた。今回の実験では、少なくとも大型の動物プランクトンとその糞粒が存在しなくても、海水中でメタンの生成が起こりうることがわかった。(1)現場海洋における溶存温暖化物質測定西部北太平洋および相模湾において現場海洋におけるメタン・亜酸化窒素などの分布を明らかにするため、観測・測定を行った。これらのデータと過去観測データを比較検討することにより、沿岸域および外洋域において、メタンの季節変動を把握することが出来た。メタンの生成は春先の植物プランクトンの増殖に呼応せず、夏から秋にかけて亜表層で増大することが改めて確認された。(2)天然海水培養実験による海水中温暖化物質生成・吸収量の把握西部北太平洋亜熱帯域と相模湾の海水を用いて、深層水添加あるいは栄養塩添加培養によって生物生産を活発化させ、生成する生物起源気体を測定した。亜熱帯外用水についても、沿岸水と同様、生物生産の増大に伴い、数nMのメタンの増加が認められた。植物プランクトン量の指標となるクロロフィルとの相関は必ずしも高くない。植物プランクトンの大増殖後1-2日のタイムラグの後生成が起こるようである。相模湾海水については、生地培養ではメタンが生成したが、海水を攪拌しながら培養したところ、メタンの生成が検出できなかった。有機物粒子の凝集が起きにくかったこと、攪拌したことで酸素が培養液全体にいきわたり微少な還元環境が生じにくかったことが原因と思われる。併せて、特定の藻類株を用いて培養を行ったところ、無菌条件下ではメタンの生成が抑えられた。今後、メタンが生成する条件と現場環境との関係を詳細に調べる必要がある。これらの実験では、栄養塩類、クロロフィルなどの測定用サンプルと併せて、亜酸化窒素およびハロカーボン類測定用のサンプルを採取した。今後測定・解析を行っていく。

メタン生成の前駆物質と考えられるDMSPなどの生成量は,植物プランクトンの種によって異なることから,増殖する植物プランクトンの種によって,メタン生成量が異なる可能性も考えられる。(2)天然海水培養実験による海水中温暖化物質生成・吸収量の把握西部北太平洋亜熱帯域と相模湾の海水を用いて,深層水添加あるいは栄養塩添加培養によって生物生産を活発化させ,生成する生物起源気体を測定した。メタンについては,昨年度までの結果と同様に植物プランクトン増殖の数日後に生成が確認されたが,これとは別に,クロロフィル濃度のピークと重なる形で,0.2-0.3nMほどの濃度上昇がみられた。植物プランクトンのみによるメタン生成の可能性もあるが,濃度増加は数日で速やかに解消されており,バクテリアの活動によるものである可能性が大きい。亜酸化窒素については,硝酸濃度との相関がみられた。SPME法によるハロカーボンおよび炭化水素類測定によって,植物プランクトン種により発生する気体の組成が異なることが確認できた。
分子多化イオンの2分子組替え反応の研究

本研究は、分子多価イオンの新しい科学反応(組替え反応)を見いだし、その動力学を調べることを目的として行われた。イオンに限らず、一般に組替え反応は熱エネルギー近くの低エネルギー領域において起こる確率が高いので、まず低エネルギーイオンビームを発生させる技術の獲得に力を注いだ。質量分析された各種の分子イオンについて、数eVまでの低エネルギービームを得ることに成功し、これによって、ビーム/チャンバー法で、低エネルギーイオン-分子衝突の実験が可能になった。2価イオン源としては、デュオプラズマトロン型の放電を用いた。種々の気体または混合気体について放電プラズマの質量分析を行った結果、数種の準安定分子2価イオン(寿命10マイクロ秒以上)の存在が確認された。それらのうちCO_2の放電から得られるCO_2^<2+>, CF_4の放電から得られるCF_2^<2+>について、種々の原子、分子を標的とした衝突実験を行った。その結果、分子2価イオンの行う主要過程には、衝突誘起解離: AB^<2+>+M→A^++B^++MおよびA^<2+>+B+M,電荷移行: AB^<2+>+M→AB^++M^+,解離性電荷移行:AB^<2+>+CD→AB^++C^++D,組替え反応: AB^<2+>+CD→AC^++BD^+(またはB^++DまたはB+D^+)があり、全体として非常に反応性に富んでいるが、前3者が主要過程であり、組替え反応はマイナ-な過程であることがわかった。それにもかかわらず、CF_2^<2+>+N_2Oの系において、きわめて興味深い組替え反応生成物がいくつか見いだされた。そのひとつは質量数49のNOF^+である。その強度の衝突エネルギー依存性の測定から生成の動力学についての情報が得られた。
パーキンソン病患者のすくみ足の定量的評価法と脳画像指標による統合的評価系の開発

パーキンソン病(以下PD)患者のすくみ足に対し、定量的評価法を用いた行動指標と脳イメージング指標との関連性を多角的に検討し,今年度はすくみ足の程度と相関する神経基盤の同定することを目的とし,研究を行った.まず,脳イメージング指標と行動学評価系を統合した多角的評価系の開発に先立ち,脳イメージング指標として着目している安静時機能的MRI(fMRI)での機能的結合(以下FC)について,解析手法に関する基礎的研究として,機能画像の歪み補正がどのような影響を及ぼすのか検討を行った.結果として,歪み補正は,安静時fMRI由来のFCの同定を向上させた可能性が示唆され,歪み補正を安静時機能的結合の解析の流れに導入すべきであることを,学会および論文として発表した.加えて,PD患者において,PD患者の歩行障害であるすくみ足を評価する質問紙(new FOGQ)の点数とFCの関連性を検討した.結果,大脳基底核ネットワーク内でのFCの程度とnew FOGQの点数との間に正の相関が被殻,運動前野,扁桃体でみられ,これらの部位でのFCがPD患者のすくみ足の脳イメージング指標となる可能性が示唆された.脳イメージング指標と行動学評価系を統合した多角的評価系の開発については,PD患者および健常高齢者ともに,歩行計測による行動評価、MRIによる脳イメージング計測を行った.加速度計を用いた行動指標を解析した結果,特定の歩行課題中に,PD患者では健常高齢者に比べて,定量化したすくみ指標が有意に増加していた.しかしながら,すくみ指標とnew FOGQとの相関関係はみられず,大脳基底核ネットワーク,感覚運動野ネットワーク,小脳ネットワークでのFCの程度との相関関係もみられなかった.今後は,症例数を蓄積していくとともに,すくみの有無による群分け,他の行動指標との関連性についての検討を進める予定である.翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
原子制御プロセスによる金属/超薄酸化膜/半導体構造の作製とその伝導特性解析

本年度は、(1)超薄MOS構造中の電気伝導特性評価および、(2)高誘電率ゲート絶縁膜と金属電極界面の物性解析に関する研究を実施した。(1)については、計画班が取り組んでいる第一原理計算に基づいたMOS構造中の電気伝導計算に対応する実験データを取得した。SiO2/Si構造を有したMOSデバイスの薄層化に伴って界面欠陥がリーク電流成分におよぼす影響が顕著になる。本研究では膜厚約1.4nmの超薄酸化膜の界面欠陥構造を種々の雰囲気中での熱処理などで制御し、その電気特性を評価することで、界面欠陥とリーク電流との相関を実験的に調べた。得られた結果は、第一原理伝導計算から得られた同等の酸化膜厚を有したMOS構造の伝導特性と良い相関を示し、定量的な比較検討や界面欠陥との相関についての議論が可能となった。(2)については、高誘電率ゲート絶縁膜と金属電極との界面で生じる特異な界面ダイポール形成現象を実験によって系統的に調べ、理論予測と比較検討した。Metal/High-k界面の実効仕事関数の変調は従来モデルでは説明不可能であったが、近年、第一原理計算に基づいた新規仕事関数変調機構が計画班から提案されている。本研究ではこのモデルの統一的な理解に向けて、実証実験に着手した。具体的には、理論予測をよりシンプルな実験系(Au/High-k/Si)で再現すると共に、界面状態を精密に制御しつつ電気特性との関係を詳細に調べた。その結果、上記新規モデルの妥当性を確認すると共に、実効仕事関数の不安定を引き起こす界面ダイポールの開放現象を新たに見出した。
低アスペクト比L=1系ヘリカルシステムの粒子閉じ込め特性

主要計算機システムの稼働はCPUの仕様変更や対応マザーボード製品発売時期の遅れもあり昨年度後半になってしまった。今年度もシステムトラブルから計算機の移動、組み立て、運用等の作業が頻発したため当初の予定よりも多く大学院生のアルバイト等による謝金予算を当てた。プラズマ多体問題を通して並列計算機システムに関する研究を実施した。最近のCPUの実行速度の向上と比べて並列化のために時間をかけるバランスが微妙になってきた。一方今年度後半から周波数の向上というよりデュアルコアCPUの普及からマルチコアに対する計算等の考慮が必要になり数値計算に対する新たな検討課題であることがわかった。L=1系ヘリカルシステムの磁場構造の解析と粒子輸送に関しては、比較のため従来の磁気座標系コードとは別に3次元補間を取り入れた実座標空間の粒子軌道計算コードを昨年度から作成していたが、ほぼ完成した。コイルの周期数や装置全体のアスペクト比の変化による閉じ込め特性の効果を磁気座標系コードとともに利用して調べた。また粒子の閉じ込め判定には精度を要するためシンプレクティク数値積分法を取り入れるコードを使用できるようにした。L=1系は非線形磁気島の幅を小さくするためにはヘリカルコイルのトロイダル方向の周期数Nが大きい方がよいがコンパクト性や磁気井戸形成のだめにはやはり低アスペクト比システムが必要である。低アスペクト比装置では粒子閉じ込めの悪化は避けられないがヘリカルコイルのピッチ変調の制御によって6%程度の改善が見られた。実効的トーラス曲率の制御として有効に働くヘリカルコイルのピッチ変調の制御による改善が見られた。実効的トーラス曲率の小さいシステムを現在までのデータから提案することにした。これらを磁場構造との関連に注意して現在研究成果報告書にまとめている。これらの成果の一部は裏面の研究発表の論文のとおりヨーロッパプラズマ物理学国際会議で発表した。また来る7月に開催されるヨーロッパプラズマ物理学国際会議で発表すべく「Particle Transport and Magnetic field Properties in Low Aspect Ratio L=1 Helical Systems」を投稿したが受理されたので7月5日にワルシャワで発表予定である。計画書どおり、年度初めに研究室におけるIntel Xeon 2GHzプロセッサーの並列計算機システムに対して演算速度が2倍程度のCPUに差し替えてスタートする予定であったがCPUの仕様変更により既存のマザーボードでは対応不可能とのことでシステム全体を作成し直したため本計算に使用するシステム自体の完成は製品発売時期の遅れもあり年度後半になってしまった。この作業は謝金予算を利用して大学院生のアルバイト等で行った。従って今年度の計算の多くは他の手持ちの計算機を利用することになった。L=1系ヘリカルシステムの磁場構造の解析と粒子輸送に関しては、比較のため従来の磁気座標系コードとは別に3次元補間を取り入れた実座標空間の粒子軌道計算コードを新たに作成した。コイルの周期数や装置全体のアスペクト比の変化による閉じ込め特性の効果を調べた。粒子の閉じ込め判定には精度を要する計算が必要になるためシンプレクティク数値積分法を取り入れるなどの改良に取り組んでいたがほぼ完成した。L=1系は非線形磁気島の幅を小さくするためにヘリカルコイルのトロイダル方向の周期数Nが大きい方がよいが磁気井戸形成のためには、Nが小さい方がよい。これを受けて磁気井戸改善方法を取り入れて低アスペクト比で比較的N(5と8を調べた)が小さい状態で、実効的トーラス曲率の小さいシステムを設計していく方針にした。

この計算結果の理論的な検討は現在行っており来年度に明確な結論を出せるように努力していきたいと考えている。これらの成果の一部は裏面の研究発表の第1論文のとおりヨーロッパプラズマ物理学国際会議で発表した。今年度作成したOpenGLによる図形処理システムや作成した計算機コードは低アスペクト装置に関連した裏面第24論文においても利用された。主要計算機システムの稼働はCPUの仕様変更や対応マザーボード製品発売時期の遅れもあり昨年度後半になってしまった。今年度もシステムトラブルから計算機の移動、組み立て、運用等の作業が頻発したため当初の予定よりも多く大学院生のアルバイト等による謝金予算を当てた。プラズマ多体問題を通して並列計算機システムに関する研究を実施した。最近のCPUの実行速度の向上と比べて並列化のために時間をかけるバランスが微妙になってきた。一方今年度後半から周波数の向上というよりデュアルコアCPUの普及からマルチコアに対する計算等の考慮が必要になり数値計算に対する新たな検討課題であることがわかった。L=1系ヘリカルシステムの磁場構造の解析と粒子輸送に関しては、比較のため従来の磁気座標系コードとは別に3次元補間を取り入れた実座標空間の粒子軌道計算コードを昨年度から作成していたが、ほぼ完成した。コイルの周期数や装置全体のアスペクト比の変化による閉じ込め特性の効果を磁気座標系コードとともに利用して調べた。また粒子の閉じ込め判定には精度を要するためシンプレクティク数値積分法を取り入れるコードを使用できるようにした。L=1系は非線形磁気島の幅を小さくするためにはヘリカルコイルのトロイダル方向の周期数Nが大きい方がよいがコンパクト性や磁気井戸形成のためにはやはり低アスペクト比システムが必要である。実効的トーラス曲率の制御として有効に働くヘリカルコイルのピッチ変調の制御による改善が見られた。実効的トーラス曲率の小さいシステムを現在までのデータから提案することにした。これらを磁場構造との関連に注意して現在研究成果報告書にまとめている。これらの成果の一部は裏面の研究発表の論文のとおりヨーロッパプラズマ物理学国際会議で発表した。また来る7月に開催されるヨーロッパプラズマ物理学国際会議で発表すべく「Particle Transport and Magnetic field Properties in Low Aspect Ratio L=1 Helical Systems」を投稿しているが受理通知予定が3月下旬から4月初旬のため成果欄には現在記入していない。
有機スズ化合物およびヒ素化合物の環境化学的・毒性化学的比較および制御手法の研究

船底塗料や漁網防汚剤として用いられる有機スズ化合物の光化学分解を室内実験により調べ,トリブチルスズ化合物が比較的容易に分解するのに対し,トリフェニルスズ化合物が光分解をうけにくいことを明らかとした。使用量が1/10にすぎないトリフェニルスズ化合物の環境汚染がトリブチルスズ以上に高いレベルにあるのは,このトリフェニルスズの難分解性にあると考えられる。有機スズ化合物の船底塗料の使用は1990年半ばより中止され,その環境濃度がどのような速度で低下していくかを明らかとするため,三浦半島油つぼ湾において海水濃度の調査を開始した。1991年1月の分析結果では,海水中の有機スズ濃度は,数100pptの高水準にあり低下傾向は認められなかった。平成3年度以降も調査を継続して環境濃度の変化とそれに関連した動態要因(底泥からの回帰等)について検討を加えたいて考えている。有機ヒ素化合物として,海産生物中のヒ素の化学形態を明らかとしてきた,海藻中のヒ素の化学形は,リボ-スを含む有機ヒ素化合物であることを明らかとした。海産動物中には,アルセノベタイン,テトラメチルアルソニウムイオンを主体としてヒ素化合物が含まれていることが明らかとなった。イソギンチャク中より,未同定のヒ素化合物を検出し,現在,単離同定を行っている。これらのヒ素化合物は,Sーアデニルトランスメチレ-スによって誘導体化されたものとして推定される。これらのヒ素化合物は,無毒化された化学形と考えられ、生化学的手法による無毒化プロセスの可能性を示すものである。
膵ラ氏島ESTの染色体マッピングと糖尿病遺伝子同定への応用

ヒト正常膵ラ氏島およびインスリン産生腫瘍であるヒトインスリノーマのcDNAライブラリーから無作為に6,OOO個のクローンを選別し、両端から部分塩基配列(Expressed sequence tag,EST)を決定し、GenBankやDDBJなどの遺伝子データベ-に登録した。次いでRHマッピング法とFISH法により、染色体上にこれらをマップした。常染色体優性遺伝で発症するタイプの若年糖尿病(MODY3)が連鎖解析によって12q24にマップされた。このMODY3領域をYAC,BAC/PACクローンによってカバーした連続地図を作成し、各DNA断片からエクソントラッピング法、cDNAセレクション法、直接シーケンス法により40個の遺伝子を検出し、ラ氏島ESTを利用して効率良く目的遺伝子を同定することを試みた。本研究で構築したESTプールに含まれた有力候補から順に遺伝子構造を決定し欧米MODY3家系について逐一患者遺伝子を解析した結果、転写因子hepatocyte nuclear factor-1α(HNF-1α)遺伝子において発症の原因となる7種類の異常を発見した。さらに、日本人の若年発症糖尿病者の解析において、7種類の遺伝子異常を見い出した。以上の結果から、膵ラ氏島ESTプールを構築してマップ領域から有力候補を選別する方法は「ポジショナルキャンデイデ-ト(候補)クローニング」として有効な戦略であることが示された。また、日米両グループの共同研究が効率良く行なわれたことも、1年という短期間に大きな成果を得ることができたことに大きく貢献した。ヒト正常膵ラ氏島およびインスリン産生腫瘍であるヒトインスリノーマのcDNAライブラリーから無作為に6,000個のクローンを選別し、両端から部分塩基配列(Expressed sequence tag, EST)を決定し、GenBankやDDBJなどの遺伝子データベ-に登録した。このMODY3領域をYAC, BAC/PACクローンによってカバーした連続地図を作成し、各DNA断片からエクソントラッピング法、cDNAセレクション法、直接シーケンス法により40個の遺伝子を検出し、ラ氏島ESTを利用して効率良く目的遺伝子を同定することを試みた。また、日米両グループの共同研究が効率よく行なわれたことも、1年という短期間に大きな成果を得ることができたことに大きく貢献した。
遺伝子の細菌間伝達原理による難分解性有機物の生分解能の増幅に関する基礎研究

水域や土壌の汚染源である難分解性物質の処理に対する生物化学的方法の開発が期待されている。しかし、一般的にはこれらの物質の処理過程で分離能を持たない微生物が淘汰されるため、処理効率の低下が問題となる。一方、多くの難分解性有機物の生物分解にプラスミド遺伝子が関与し、接合伝達により他の微生物に移動することが知られている。このプラスミドの水平伝達現象を利用して、多種の微生物に難分解性有機物の分解能力を付与させことができれば、効率的処理プロセスの構築が可能となる。本研究では、微生物間の遺伝子レベルの相互作用に基づく難分解性有機質の高度な処理技術の構築を最終目標として、生物発光原理を利用して生物発光マーカー遺伝子を導入した難分解性物質の分解細菌を作成して、その発光特性を検討すると同時に、微生物分解過程におけるプラスミドの細菌間伝達過程の生物発光測定による評価の可能性を検討することを目的とした。前年度ではトルエンやキシレンなどの分解酵素をコードするTOLプラスミドを持っているP.Putidaの染色体に細菌由来のルシフェラーゼ遺伝子(lux)を入れて安定的な発光能を付与することができた。本年度において、この発光細菌を用いて、純粋培養での生物発光特性を明らかにした上で、他の細菌群との混合培養特性および本発光細菌の添加による活性汚泥の模擬難分解性有機物であるトルイル酸やトルエンの分解への影響を調べた。生物発光P.Putidaの回分と連続培養のいずれにおいても、生物発光量は細菌濃度と基質濃度と明確な相関関係をもつことが分かった。また、他の細菌との混合培養においても、生物発光量による本発光細菌の定量的検出が可能であることが示された。更に、通常の活性汚泥に添加された本発光細菌の挙動を発光測定によって把握できることが示唆された。これらのことより、生物発光測定によって標的難分解性有機質の分解細菌と他の細菌との相互作用を迅速かつリアルタイムに評価できる可能性を示している。しかし,一般的にはこれらの物質の処理過程で分解能を持たない微生物が淘汰されるため,処理効率の低下が問題となる。本研究では,微生物間の遺伝子レベルの相互作用に基づく難分解性有機質の高度な処理技術の構築を最終目標として,生物発光原理を利用して生物発光マーカー遺伝子を導入した難分解性物質の分解プラスミドを構築することにより,微生物分解過程におけるプラスミドの細菌間伝達過程を定量的に検討し,その影響因子を解析することを目的としている。本年度において、まず、異種細菌間の遺伝子伝達を検討するために、P.putidaからE.coliへのTOLプラスミドの水平伝達過程に及ぼす培養条件の影響を検討した。PCR法により接合体E.Coli中にTOLプラスミドが確認でき、プラスミドはP.putidaからE.coliへ伝達したことが示された。この異種細菌間でのプラスミドの伝達頻度を向上させるには、細菌間の十分な接触ができること、高い細胞濃度及び高い増殖活性を持つことが必要なことが明らかになった。また、得られた接合体は選択圧の存在下でTOLプラスミド遺伝子をドナー細胞と同様に安定的に保持できることがわかった。これらの結果から、実際の環境では、同種のみではなく異種細菌間での遺伝子伝達も効率的に行わせることが可能であり、それによって難分解性有機質の分解能が増幅できることが示された。次に、生物発光測定によってTOLプラスミドの細菌間伝達過程を解析するために、細菌由来のルシフェラーゼ遺伝子(lux)をP.putidaの染色体に入れることができた。P.putida(lux)が長期間の培養にわたって基質としてのm^-トルイル酸の分解に伴って安定的に発光できることがわかった。

生物発光P.Putidaの回分と連続培養のいずれにおいても、生物発光量は細菌濃度と基質濃度と明確な相関関係をもつことが分かった。また、他の細菌との混合培養においても、生物発光量による本発光細菌の定量的検出が可能であることが示された。更に、通常の活性汚泥に添加された本発光細菌の挙動を発光測定によって把握できることが示唆された。これらのことより、生物発光測定によって標的難分解性有機質の分解細菌と他の細菌との相互作用を迅速かつリアルタイムに評価できる可能性を示している。
シカの個体数増加が森林の音環境に及ぼす影響

研究目的東京大学秩父演習林を含む埼玉県西部の奥秩父地域においては、1990年代からシカの個体数が増加していると推定され、過度の採食による下層植生の衰退など、森林植生に及ぼす影響は深刻である。森林の植生変化は、その森林の生態系の上に成立している自然の音環境にも影響を及ぼしている可能性があり、本研究においては、シカの個体数増加が森林生態系へ及すインパクトを、音環境を指標として捉えることを目的としている。研究方法森林のタイプ、標高別に調査地を4ヶ所設置した(調査14)。調査地1、2、3では、5月8月にほぼ週に1回(調査地4は、月に1回)のペースで定点録音を行い、調査地1、2では、同じく週に1回、ウグイスのさえずり録音を行った。定点録音は、ステレオマイク、さえずり録音は、モノラルマイクを用い、記録媒体は、主にメモリーレコーダーを用いた。録音データは、コンピューターに取込みソナグラムを作成し、また、聞取りによって音源を確定した。これらの音声データは、これまでに構築してきたデータと比較するとともに、さえずり録音による音声データについては、さえずりの頻度や構造を比較した。研究成果本調査の録音データから、鳥類のさえずり、風の音、セミやバッタといった昆虫の発する音といった森林の音環境の構成に大きな変化はみられなかった。下層植生が衰退している調査地1、2、3においては、ウグイスの個体数の減少が示唆され、特に調査地2では、ウグイスのさえずりが確認できなくなっていた。下層植生の変化が少ない調査地4においては、ウグイスは個体数をこれまでと同様に維持していると考えられ、さえずり頻度にも変化はみられなかった。シカの個体数増加による下層植生の衰退により、営巣場所などを下層植生に依存しているウグイスが、個体数を減少させたという間接効果の可能性があり、ウグイスのさえずりという本調査地域の音環境の主要な音源に大きく影響していると考えられる。
Goldmann視野計を用いた動的視野検査の技能評価システムの開発

本研究は,Goldmann視野計を用いた視野検査(以下,GP検査)における測定者の技能を評価する教育用システムを構築し,視野検査に関する教育の質の向上を目指すものである。本システムの特徴は,完全手動で測定されるGP検査の手技と検査結果を客観的にスコア化できる点にある。本システムを視能訓練士教育に導入し,その有用性を検討する。
光制御・検出による局所分子配向緩和スペクトロスコピー

近年、新しい機能性材料として注目を集めている液晶やゲル、生体系などいわゆる複雑流体は、その分子自体あるいは分子集合体が配向やコンフォメーション等の大きな内部自由度を有している点に特徴がある。これらの中でも、その影響がより強く端的にマクロなスケールの物性変化として現れるのは分子配向である。本研究は光を用いて分子の配向を人為的に制御し、その応答特性から分子配尚のメカニズムを調べる光制御局所分子配向緩和スペクトスコピー装置を開発すること、さらにこれを用いて液晶相が出現するメカニズムを分子レベルで研究することを目的とする。本研究ではまず光によって分子の配向秩序を制御し,その感受率の大きさから分子配向のしやすさを測定する装置の開発を行った。光による電場が分子に印加されると、分子の形状に対応する分子分極率の異方性のため分子は電場方向に向きをそろえようとする。これを別のプローブレーザーによって複屈折として測定する。これにより液晶転移近傍で分子の配向感受率が臨界的に増大することを見出した。さらに装置をさらに改良し、分子が回転するダイナミクスの観測を可能にした。光の偏光方向を電気光学変調器を用いて制御することにより、分子配向を高速でスイッチングすることができる。変調周波数を掃引しながら応答の複素スペクトルを観察することにより、分子の配向緩和現象を精密に調べることができる。新たに開発された装置を用いて、液晶性試料である6CBについて配向緩和スペクトルを周波数軸上で観察することに成功した。連続発振レーザーによる光誘起配向緩和の測定は、高次の非線形の影響を受けず、また様々な緩和メカニズムの分離が容易であるなどの利点を数多く持つ。また周波数軸上での非線形効果の緩和測定は世界でも初の試みである。さらに現在、誘起レーザー光の重ねあわせによる干渉構造を利用して、高次の配向格子を生成する研究を進めている。温度や圧力、電場・磁場などの外部環境に応じて様々な相転移や構造変化を示す高分子混合系や液晶・ゲルなどいわゆる複雑流体は、大きな内部自由度を有しているため、新しい機能性材料としての可能性を秘めている。これらの内部自由度のなかでも、その影響がマクロなスケールの物性変化として端的に現れるのは、分子配向である。分子の配向回転は分子単独で行いうる運動ではなく、分子形状による異方的排除体積効果や電磁的相互作用を通して長距離にわたる相関を持つ運動である。本研究では、分子の配向状態を局所的に観察するための手法として、全く新しいスペクトロスコピー技術「局所分子配向緩和スペクトロスコピー法」を提案した。今年度はまず、異方形状分子からなる液体について、アルゴンイオンレーザーをポンプ光として用いることにより、分子配向制御を試みた。一般に分子が異方形状を有する場合、分子分極率も異方的なものとなる。光の周波数は10^<15>Hzと非常に高いので、分子配向が光電場に追随することはないが、光電場の2乗と分子分極率の積に比例する誘電エネルギーのために分子分極は光電場の方向を向く。よって、異方形状分子からなる液体に直線偏光の光を入射することにより、もともとはランダムに配向していた分子の向きをそろえることが可能となる。こうしてもたらされた分子配向秩序の程度を、He-Neレーザーを用いた複屈折計測によって定量的に評価した。その結果、分子配向に伴う光カー効果を確認した。また、シアノビフェニル系の液晶性分子を資料とした場合には、等方相-液晶相転移温度近傍においてカ-定数が発散する臨界現象を観察した。

さらに、ポンプレーザー光をポッケルスセルによって高速変調し、その周期を掃引することにより分子配向緩和の様子を周波数領域において捉える実験に着手した。近年、新しい機能性材料として注目を集めている液晶やゲル、生体系などいわゆる複雑流体は、その分子自体あるいは分子集合体が配向やコンフォメーション等の大きな内部自由度を有している点に特徴がある。これらの中でも、その影響がより強く端的にマクロなスケールの物性変化として現れるのは分子配向である。本研究は光を用いて分子の配向を人為的に制御し、その応答特性から分子配向のメカニズムを調べる光制御局所分子配向緩和スペクトスコピー装置を開発すること、さらにこれを用いて液晶相が出現するメカニズムを分子レベルで研究することを目的とする。本年度はこれまでに作製した光誘起カー効果測定装置をさらに改良し、分子が回転するダイナミクスの観測を可能にした。光による電場が分子に印加されると、分子の形状に対応する分子分極率の異方性のため分子は電場方向に向きをそろえようとする。光の偏光方向を電気光学変調器を用いて制御することにより、分子配向を高速でスイッチングすることができる。変調周波数を掃引しながら応答の複素スペクトルを観察することにより、分子の配向緩和現象を精密に調べることができる。新たに開発された装置を用いて、液晶性試料である6CBについて配向緩和スペクトルを周波数軸上で観察することに成功した。連続発振レーザーによる光誘起配向緩和の測定は、高次の非線形の影響を受けず、また様々な緩和メカニズムの分離が容易であるなどの利点を数多く持つ。また周波数軸上での非線形効果の緩和測定は世界でも初の試みである。さらに現在、誘起レーザー光の重ねあわせによる干渉構造を利用して、高次の配向格子を生成する研究を進めている。
連続反応におけるキラルカルバニオンの立体制御

(2)光学活性な3-(tert-butyldimethylsilyl)-1-cyano-3-hydroxyprop-1-enyl carbamateを触媒量の塩基で処理すると,アリルシリケートの形成/S_E2'型プロトン化がおこり,ニトリルのα位に最大77% eeで不斉が転写されることを見いだした.また,生成物の立体化学から,アリルシリケートのS_E2'型プロトン化はantiモードで進行することが判明した.(2)光学活性な3-(tert-butyldimethylsilyl)-1-cyano-3-hydroxyprop-1-enyl carbamateを触媒量の塩基で処理すると,アリルシリケートの形成/S_E2'型プロトン化がおこり,ニトリルのα位に最大77% eeで不斉が転写されることを見いだした.また,生成物の立体化学から,アリルシリケートのS_E2'型プロトン化はantiモードで進行することが判明した.本年度は,連続反応におけるキラルカルバニオンの立体制御を目的として,新規なキラルカルバニオンの発生法の開発,その立体化学的安定性,そして不斉転写の立体過程などに関して以下のような検討を行った.1.β-シリル-α,β-エポキシアルデヒドの0-カルバモイルシアノヒドリンを基質として,エポキシシラン転位・アルキル化を行い不斉誘起を検討した結果,最大70:30のエナンチオマー比でニトリル基の隣接位に不斉転写を実現することができた.さらに,シアノ基の隣接位に遊離キラルカルバニオンが発生しているかどうかを確認するために,脂肪鎖を有する0-カルバモイルシアノヒドリンに対し,アルキル化剤の存在下塩基を作用させたところ55:45程度のエナンチオマー比でアルキル化体を得た.この結果は,上記不斉転写がエポキシシラン転位の協奏的過程と遊離のキラルカルバニオンの介在の両方に基づくものであることを示唆している.2.キラルカルバニオンの分子内捕捉系として[2,3]-Wittig転位に着目し,新たに構築された不斉点における不斉誘起の程度に基づいて種々の置換基によるキラルカルバニオンの立体化学的安定性に関する知見を得ることに成功した.3.アリルシリケートのS_E'型の反応の立体過程を明らかにすることを目的として,六員環上の適当な位置にハロエチル基を有するα-シリル-アリルアルコール誘導体をデザインし,実際に合成することができた.来年度は,本基質を用いてBrook転位/環化反応を検討し,生成するエノールシリルエーテルの立体化学に基づき,S_E'型の求電子反応の立体化学を明らかにする予定である.本年度は,キラルカルバニオンの生成機構および立体化学的安定性に関する以下のような成果を得た.(1)アリルシリケートのS_E'反応における立体過程の解明当研究室で開発したエポキシシラン転位を用いて発生させたγ-シリルーγ-ヒドロキシアクリロニトリル誘導体を基質とし,塩基処理によるS_E2'型プロトン化反応の立体過程を検討した.その結果,アリルシリケートのS_E2'型プロトン化は,炭素-ケイ素結合の逆側,すなわちアンチモードで進行することが明らかになった.また,従来寿命がほとんどないと考えられていたシアノ基の隣接位のキラルカルバニオンが最大77%eeの不斉収率で捕捉可能であることが判明した(2)[2,3]-Wittig転位を用いるキラルカルバニオンの立体化学的安定性の評価タンデムエポキシシラン転位/[2,3]-Wittig転位の反応機構の解明の仮定で,[2,3]-Wittig転位がキラルカルバニオンのラセミ化の速度と競合し得るほど速い仮定であることが明らかになったので,キラルカルバニオンの立体化学的安定性の評価法として使用可能ではないかとの着想を持ち検討を開始した.3-位置換1-propenyloxy-1-pheny1-2-propen-1-y1カルバニオンをプローブとして用い,[2,3]-Wittig転位成績体の不斉収率に基づき,Me, Ph, CN, SiMe_3, SO_2Ph, P(0)Ph_2, P(0)(OEt)_2基に隣接するキラルカルバニオンの立体化学的安定性を定量的に評価する方法を検討した.その結果,従来法では困難であったシアノ基などでも比較が可能であることが判明した.また,キラルカルバニオンとアニオン安定化基の間に二重結合が存在するか否かにより,安定性が大きく変動することも明らかになった.本年度は最終年度となるが,昨年度までの研究成果に基づき以下の研究計画を実施し,所期の研究目的を達成することができた.1.プロパルギルシリケートのS_E2'反応における立体過程の解明と合成反応としての展開プロパルギルアシルシラン誘導体をトルエン中α位に水素原子を有するホモキラルなアミンのリチウム塩で処理すると,Meerwein-Pondorf型の還元が進行し光学活性なα-シリルプロパルギルアルコールが生成することを見出した.

このアルコール体を単離せず還元後直ちにTHFを加えると,シリケートのS_E2'型反応を経て生成したアレニルアニオンが種々の求電子剤で捕捉され光学活性なアレン誘導体が得られた.求電子剤が分子内の共役エステルの場合,90%以上の不斉収率で環状アレン誘導体が生成したことから,キラルビルディングブロックとしての有用性が高まった.2.キラルカルバニオンの立体化学的安定性に影響を及ぼす因子の解明発生させたキラルカルバニオンを[2, 3]-Wittig転位で捕捉し,生成物における不斉誘起に基づいてキラルカルバニオンの立体化学的安定性を評価する方法における溶媒効果を検討した結果,鎖状エーテル,環状エーテル,低極性炭化水素溶媒で,安定性は大きく変動することが明らかになった.この結果は,リチウムイオンの溶媒和の様式に依存するcontact ion pairとseparated ion pairの比の変動によって説明可能である.
職業・専門教育と雇用・就職の関連構造に関する日独中比較研究

本研究は、当初国内8名、海外3名(ドイツ2名、中国1名)の11名の国際共同研究としてスタートし、主として職業教育・専門教育の国際比較の視点から、それと雇用・就職との関連構造を究明することを課題としたものである。学校教育・職業教育と就職・雇用の中間項(就職過程・仲介機関の活動)の問題を除けば、概ね課題を果たせたかと思う。とくに学校側からの雇用・職業との接続に関わる問題に関しては最初の2年間の中間報告書として『中・高等教育における「インターンシップ」』(2002年3月)を集成した。その後、内外の共同研究者との共同作業やディスカッションを繰り返す中で、「関連構造」を静的、システム論的にのみ捉えるのでなく、「学校教育から職業生活への移行」というプロセス論的(社会学的あるいは発達論的)視点からそれを収斂させることにした。また、発達論的アプローチも取り込むことになり、最終報告書(出版予定)は「日独米中の学校から職業への移行過程」というサブタイトルを付して纏められた。職業高校生の問題だけでなく、ひろく内外の普通高校生や大学生のキャリア教育や職業観形成過程を明らかにすることができ、また、当初の予定にはなかったアメリカ合衆国のキャリア教育、「移行」過程の実態も相当究明することができた。その他、本研究課題に関連して、代表者及び分担者の個別研究も一定の成果を上げることができた。寺田の『ドイツの職業教育・キャリア教育-デュアルシステムの伝統と変容-』(2003)、小杉『フリーターという生き方』(2003)などがそれにあたる。本研究は、後期中等教育(高校)段階の職業教育及び高等教育段階の専門教育とその後の雇用や就職との関連(関連づけ)構造を、日本、ドイツ、中国の3か国比較の方法を用いて解明することを企図している。具体的には、つぎの3つの側面(局面)からそのことにアプローチすることを課題にした。第1に職業・専門教育の側からの「関連づけ」の構造・動向が、第2に職業・専門教育と企業の雇用システムの中間項に位置する進路・就職指導と公的機関・業界・専門職団体による資格付与の側面の検討が、第3に実際の就職決定や雇用機会(職業ポスト)の獲得・配分の結果、また企業の人材開発の側からみた「関連づけ」の検討が企図されていた。本年度は、まず、課題別・国別の小課題について、ドイツ(5月)と中国(5月)、名古屋大学(6月)で各国の研究者間の打ち合わせが連続的に行われ、個人別に、統一的調査研究の前提となる基礎的研究を進めた。研究成果としては、おもに上記の第1の課題に関する講演、著書、論文の発表を行った。9月下旬のドイツ・ゲッチンゲン大学での国際会議には研究代表者・寺田が、10月末の日本産業教育学会にはドイツ人学者・W.ゲオルク氏が、それぞれ参加し、研究成果を発表した。寺田の著書『ドイツの職業教育・労働教育-インターンシップ教育の1つの源流-』(大学教育出版、全193頁)、ゲオルク氏の論稿"The concept of occupation in vocational trainingcooperation."石偉平氏の著書『比較職業技術教育の研究』(華東師範大学出版社、2000年)などの形になってあらわれている。本研究は、職業・専門教育と雇用・就職の関連構造を、(1)学校側の関連づけ、(2)職業指導・職業斡旋機関の教育支援活動、(3)企業の雇用活動・人材開発の3つの側面から分析することを課題にしている。本年度は各人の担当課題とともに、(1)の「学校側からの関連づけアプローチ」として世界的規模で推進されている「インターンシップ」に焦点をあて、日・独・中の中等教育および高等教育におけるその基礎的調査研究を実施した。