hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
社会的境界研究の構築と移民トランスナショナリズムへの応用

本年度は、昨年度の研究会で明らかになった境界研究の理論的側面を強化する作業をまず行った。論点は、いかにすれば境界研究は領域的ー地理的境界だけでなく社会的境界をも探究できるのであろうか、いかにすれば境界研究は領域的ー地理的境界と社会的境界を分別できるのであろうかという問いに答えることである。ひとつの方向性として、すでに研究代表者は国家による移民市民権政策を把握するためHammar=Koido=Tarumotoモデル(HKTモデル)を構築していた。このHKTモデルおよび他の既存研究を検討しつつ研究分担者とも議論を重ね、社会的境界(social border)のつぎのような概念化に到達した。「社会的境界(social border)とは、人々のある集合と別の集合を区別する規則、規範、共有知識のことであり、集団間や階層間などを区切る機能を持ち、しばしば権力関係、社会的・経済的格差、差別、排除を伴う。」さらに、社会的境界が立ち現れる問題として二種類が取り出されると結論づけた。1つめは移民主導的な問題系で、典型例は移民トランスナショナリズムである。もう1つは社会主導的問題系であり、文化的人種主義やエスニック排外主義など広範な問題がここに含められる。以上のような理論的考察に基づき、各国の事例が検討された。取り上げられたのは、フランスの包括的なmigration把握と境界再編、アメリカ合衆国における生得的市民権、日本のインバウンド観光における越境的ネットワーク、日本に滞在する難民の越境的移動と適応、ドイツにおける国民国家の境界をめぐる言説の対立、在外イタリア人から見た「イタリア」の境界である。昨年度に課題となった理論的精緻化がある程度なされたことで、社会的境界論が有効になる射程がかなり明確となったため、おおむね順調に進展していると理解できる。ただし、個々の事例と理論との接続にはいまだ一貫していない部分があり、今後の課題となっている。さらに、いくつかの国では社会的境界論にとってきわめて重要な事例がいまだ継続して生起しており、本研究においてどこまで論じられるか、また論じるべきかを見極めなければならない。今後の研究として以下のような課題が残されている。第1に、理論的な観点として社会的境界概念が捉えられる社会現象が明確になって一方、同現象の生起・維持・消失の理論的メカニズムについてはいまだ明らかにされていない。このような因果的理論モデルの構築をしなければならない。第2に、社会的境界にあてはまる各国の事例の中でいくつかの現象が現在継続して生起している。たとえばアメリカ合衆国におけるトランプ大統領のメキシコ国境の「壁」の建設の試み、英国のEU離脱、イタリアにおける極右ポピュリズム連立政権の政権運営など、社会的境界論的に見てきわめて重要な現象を追っていく作業を行わなければならない。第3に、本研究全体をまとめる作業をしなければならない。基本的な方向性は各国比較の視点を取り入れつつ、移民・外国人に関する社会的境界を盛り込んだ編著を出版することである。そこで、各章の執筆を進めるとともに、理論的なまとめを進めていきたい。電子メールを利用した議論および研究会における研究発表と議論を通じて、各研究分担者の観点からどのような現象が境界研究の対象になりうるのかを探索していった。アメリカ合衆国においてはトランプ大統領が就任してにわかに排外主義的な緊張が生じているように見えるけれども、その源泉は一九世紀前半のカトリック移民に反対する人々によるネイティヴィズムであり、その後1980年代90年代には「シヴィック・ネイティヴィズム」へと変化し、21世紀になると安全保障と治安維持の様相を帯びるようになった。日本において境界研究の対象となりうる現象としてインバウンド観光が挙げられる。たとえば新潟県糸魚川市に外国人観光客が訪れる理由は、スイス出身の個人がキーパーソンとなって外国人の来訪を促進したことが大きい。ドイツにおいては移民・難民の流入が急増していくなか知識人や政治家などがイスラム嫌悪的な「イスラム批判」を展開し、ムスリムとそれ以外の境界を構築しようとしている。フランスでは、「フランス文化とは合わない文化を持っている」いった文化的理由で差別を行う人種主義が現れ、人種間の境界を構築するために文化が持ち出されている。イタリアでは、反移民排外主義やイスラム嫌悪が急速に広がる中で、イタリア北部の自治拡大を要求する地域政党として誕生した北部同盟が人気を獲得し、非合法移民やムスリム移民とマジョリティとの境界を構築しようとしている。ミャンマーに関しては、日本で難民認定を受け正常回復後母国に帰国した人々がビジネスなどで日本とミャンマーの境界を越えている事例が報告された。いずれの事例も境界研究が有効性を発揮する可能性に富むトランスナショナルな事例である。しかし計画時点では初期段階で行う予定であった理論研究は後回しになってしまった。今後は理論研究を進めながら、以上の実証的研究に結びつける努力をしなくてはならない。当初の計画では先に行うことにしていた社会的境界に関する理論研究は来年度以降に行うことになった。「境界」に相当する具体的な現象を確定する必要が出てきたためである。しかし各研究分担者が得意とする国・地域の状況を報告し議論していく過程で境界研究が扱うべき各国の具体的な現象が明らかになった。このため、結果として当研究は順調に進展することになった。

論点は、いかにすれば境界研究は領域的ー地理的境界だけでなく社会的境界をも探究できるのであろうか、いかにすれば境界研究は領域的ー地理的境界と社会的境界を分別できるのであろうかという問いに答えることである。ひとつの方向性として、すでに研究代表者は国家による移民市民権政策を把握するためHammar=Koido=Tarumotoモデル(HKTモデル)を構築していた。このHKTモデルおよび他の既存研究を検討しつつ研究分担者とも議論を重ね、社会的境界(social border)のつぎのような概念化に到達した。「社会的境界(social border)とは、人々のある集合と別の集合を区別する規則、規範、共有知識のことであり、集団間や階層間などを区切る機能を持ち、しばしば権力関係、社会的・経済的格差、差別、排除を伴う。」さらに、社会的境界が立ち現れる問題として二種類が取り出されると結論づけた。1つめは移民主導的な問題系で、典型例は移民トランスナショナリズムである。もう1つは社会主導的問題系であり、文化的人種主義やエスニック排外主義など広範な問題がここに含められる。以上のような理論的考察に基づき、各国の事例が検討された。取り上げられたのは、フランスの包括的なmigration把握と境界再編、アメリカ合衆国における生得的市民権、日本のインバウンド観光における越境的ネットワーク、日本に滞在する難民の越境的移動と適応、ドイツにおける国民国家の境界をめぐる言説の対立、在外イタリア人から見た「イタリア」の境界である。昨年度に課題となった理論的精緻化がある程度なされたことで、社会的境界論が有効になる射程がかなり明確となったため、おおむね順調に進展していると理解できる。ただし、個々の事例と理論との接続にはいまだ一貫していない部分があり、今後の課題となっている。さらに、いくつかの国では社会的境界論にとってきわめて重要な事例がいまだ継続して生起しており、本研究においてどこまで論じられるか、また論じるべきかを見極めなければならない。当初の計画とは若干異なり具体的現象の確認から研究が始まったため、今後は理論研究を進め、理論と実証との関係づけを進めつつ、実証自体に関しても理論を踏まえたさらなる分析を進めていくことにする。したがって、平成30年度の特に前半には理論研究を進展させることが必要となっており、研究分担者と協働しつつ遂行していくことになる。今後の研究として以下のような課題が残されている。第1に、理論的な観点として社会的境界概念が捉えられる社会現象が明確になって一方、同現象の生起・維持・消失の理論的メカニズムについてはいまだ明らかにされていない。このような因果的理論モデルの構築をしなければならない。第2に、社会的境界にあてはまる各国の事例の中でいくつかの現象が現在継続して生起している。たとえばアメリカ合衆国におけるトランプ大統領のメキシコ国境の「壁」の建設の試み、英国のEU離脱、イタリアにおける極右ポピュリズム連立政権の政権運営など、社会的境界論的に見てきわめて重要な現象を追っていく作業を行わなければならない。第3に、本研究全体をまとめる作業をしなければならない。
地盤と構造物の動的相互作用系の合理的制振法と終局耐震安全性に関する研究

1.断層の進行性破壊による発生地震波のシミュレーションをディスロケーション・モデルを用いて、地質の層状性を考慮して行った。直下型の地震記録波形との比較検討をした。これより直下型地震の特徴を指摘した。2.衝撃載荷・加振に対して、半無限地盤、成層地盤内の波動伝播特性を把握するため、3次元有限要素法、薄層要素法と水平面内の離散化波数法との組み合わせでシミュレーションを行った。そして波動場の解析から、波動の伝播・遮断の理論に基づいた合理的な波動遮断工法(WIB)の設計法を検討した。従来工法との比較から、WIBの制振効果の優位性をシミュレーションから示した。3.強震下での構造物の終局耐力の評価では、杭基礎上のRC橋梁を対象に、部材の非線型履歴特性を導入して行った。破壊損傷度を応答靭性率とエネルギー消失履歴面積のと線型重ね合わせで評価し、構造諸元と地震入力とのパラメータ解析をした。4.衝撃的地震波に対するRC構造物の引張り破壊についての可能性をパルス的入力を用いて考察した。モデル化には、2D,3D有限要素法を適用した。5.非線型地盤中の地中構造物の応答性状を周辺地盤との動的相互作用の下で調べた。その際、地盤の応答ひずみによる剛性の低下をHDモデルを使用し、構造物の安定性に注目した。1.地盤-構造物系への直接載荷と地震波の入射における波動場を時間領域境界要素法により解析することで、地盤と構造物の動的相互作用を波動論から明確に把握し、衝撃応答を利用してコンプライアンス関数を効果的に評価できた。また隣接構造物間のキネマチックな相互作用効果を地盤の層厚との関係において波動の伝播/遮断のメカニズムから明らかにした。2.波動遮断ブロック(WIB)による制振効果のメカニズムを地盤と構造物の動的相互作用場の解析から究明し、構造物の制振工法の合理的なWIBの設計に関する規範となる知見を得た。これを基に、杭基礎を対象としたな多重ディスクWIB工法を提案してその有効性を調べた。3.地盤の不整形性による地震波の増幅作用と地中構造物の応答性状について、地盤形状と規模と入射波長の関係において軸力と同時に曲げの応答の傾向を捉え、後者の重要性を指摘した。4.地盤の不整形性による地震波の増幅・位相特性に関して、兵庫県南部地震における神戸地震動のシミュレーションを地盤の浅層と深層構造を対象に波動の異常増幅効果を起こしたメカニズムを波動伝播から実証した。5.くいの打設現場の地盤振動計測から、成層地盤内の波動の伝播を直達波と基盤層による反射波と捉え、周辺への伝播波の周期特性と距離減衰特性を明らかにした。層状地盤の衝撃載荷からシミュレーションを行い実測とよい対応を示していることを確認した。1.断層の破壊の進行に伴う強い衝撃的な地震波の発生、その地盤内の伝播に注目した。移動震源過程の下での弾性くい違い(デイスロケーション)理論を用いた。モデル化手法をとった。多層地盤の波動伝盤統制を明確にするため、薄層要素モデル化に対して離散波数法から定式化した。解析結果から断層の走行による地表面応答の指向性を明確にすることができ、また応用例として兵庫県南部地震のアスペリティに基づいた地震動をシミュレーションし、観測波形との比較検討を行なった。2.強震動の下でのRC構造物の終局耐力を評価するため、兵庫県南部地震による阪神高速道路の高架橋の倒壊を1自由度系、多自由度系としてモデル化し、復元力特性にこれまで提案されている代表的な曲線を導入して解析した。入力地震動の強度と非線形応答の程度をパラメータ解析した。3.沖積軟弱地盤の2次元モデル化による有限要素法と境界要素法を結合した解析を神戸の不整形地形に対して行なった。非線形履歴特性を軟弱地盤の物性に付与することで、阪神大震災のときの実現に即した地盤の応答が評価できた。4.杭打ち建設現場の振動計測を行ない、成層地盤内の波動伝播の様相から地盤物性の逆解析による評価を行なった。

これにより震度との対応で、地盤の非線形特性を把握することができた。5.波動遮断ブロック(WIB)による制振効果のメカニズムを地盤と構造物の動的相互作用における波動場から究明し、合理的なWIBの設計法に関する知見を得た。しかし、地震時において地盤振動の高い振動数と共振する可能性があり、そのため非線形応答を検討しておく必要がある。1.断層の進行性破壊による発生地震波のシミュレーションをディスロケーション・モデルを用いて、地質の層状性を考慮して行った。直下型の地震記録波形との比較検討をした。これより直下型地震の特徴を指摘した。2.衝撃載荷・加振に対して、半無限地盤、成層地盤内の波動伝播特性を把握するため、3次元有限要素法、薄層要素法と水平面内の離散化波数法との組み合わせでシミュレーションを行った。そして波動場の解析から、波動の伝播・遮断の理論に基づいた合理的な波動遮断工法(WIB)の設計法を検討した。従来工法との比較から、WIBの制振効果の優位性をシミュレーションから示した。3.強震下での構造物の終局耐力の評価では、杭基礎上のRC橋梁を対象に、部材の非線型履歴特性を導入して行った。破壊損傷度を応答靱性率とエネルギー消失履歴面積のと線型重ね合わせで評価し、構造諸元と地震入力とのパラメータ解析をした。4.衝撃的震波に対するRC構造物の引張り破壊についての可能性をパルス的入力を用いて考察した。モデル化には、2D,3D有限要素法を適用した。5.非線型地盤中の地中構造物の応答性状を周辺地盤との動的相互作用の下で調べた。その際、地盤の応答ひずみによる剛性の低下をHDモデルを使用し、構造物の安定性に注目した。
エキシトン顕微鏡による量子ホール系の動的スピンの直接観察

去年の研究実績の概要で報告した量子ホールスカーミオンに関する実験結果を更に分析しました。物理理論の准教授柴田尚和に相談しながらこの研究の論文を執筆して雑誌で出版しました。学位の条件に従って博士論文を執筆し、審査委員会に提出しました。博士論文が国立国会図書館に送付されました。博士論文と博士論文発表の審査の結果、筆者の研究は東北大学物理学専攻の2018年度の専攻賞を受賞しました。電子スピンのコヒーレンス時間計測の実験装置を組み立てました。この装置はパンプの光パルスで電子スピンのコヒーレント状態を励起して、プローブの光パルスでカー回転の検出法によって状態の緩和を時間的に測ります。チタンサファイアレーザーから発光される光パルスを2つに分けて、調整可能な遅延線で時差を作りました。そして回折格子を用いてパルスを整形することによって試料のバンドギャップエネルギーに合うパルスを作りました。極低温でも電子スピンのコヒーレンス時間を測定出来るように、光パルスがあまりに分散しない光ファイバーを希釈冷凍機に導入し、光をファイバーにカップリングしました。冷凍機の中で反射光の回転(カー回転)を強度の変化に変換し、室温で強度をロックイン検出法で測定できるようにしました。実験試料のガリウム砒素量子井戸に光を当てながら、カー回転検出のテストとトラブル対応段階に入りましたが、まだ信号を検出できませんでした。研究室の他の一人の学生はこの研究を引き継ぎました。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。量子ホール液体の占有率が1付近になる時に起こる、二つの磁気秩序の電子スピン相間の一次相転移を断定的に観測した。この未報告の相転移は二次元電子系の化学ポテンシャルを変える時に起こり、スカーミオンという準粒子の密度が異なる二つの相の間の転移である。相転移の存在の証拠は、二つの相の共在している磁区の実空間イメージングとその磁区の長距離秩序とヒステリシスの観測から裏付けられる。相転移を通って核スピンの縦緩和時間T1を顕微的に測定し、相転移と同時にT1が急峻な変化を生じる結果を得た。これにより、本相転移は文献が以前に特定した相の間の相転移だと結論した。その一つの相は、局在化されたスカーミオンまたはアンチスカーミオンが希薄に存在して、部分的に偏極されている相である。もう一つの相は、スカーミオンが濃密な相である。相転移が起こる化学ポテンシャルは温度の上昇によって大きに減少することも観測した。また、外磁場に対して二次元電子系を傾けることによってゼーマンエネルギーを増加させる時に、相転移はより高い化学ポテンシャルに移動することを観測した。この結果から、相転移はゼーマンエネルギーに相当する状態密度のエネルギーギャップと関係していることを結論付けた。以上の成果を報告する論文を現在執筆中である。量子ホールブレークダウン効果による核スピン偏極の顕微光検出を散々試みたが、検出できなかった。その理由は、核スピン偏極度が我々の光検出法の感度より弱すぎたためだと考えられる。従って本スピン研究で、核スピン偏極を伴う現象の実験にはブレークダウン効果は非実用的な方法だと考えている。スカーミオン研究において新しいT1測定法を工夫した。以上に加えて、ミリケルビン温度においての時間分解したカー回転の検出が可能な実験装置を開発した。セットアップの設計を完成し、素子の大半を購入し、組み立て始めた。年次計画より量子ホールスカーミオンの研究は2,3ヵ月遅れた。その理由は、面白くて有意義な成果をさらに得られる実験を考え出して行ったからである。ゼーマンエネルギーを増加させるために垂直磁場に対して二次元電子系を傾けてスカーミオン相転移はどう反応するか観測する実験であった。その実験は大成功であり、このために計画を遅らせる価値はとてもあったと思っている。また、カー回転による量子ホールエッジチャネルのコヒーレンス時間の測定はこれから遅れそうである。なぜなら、この研究に必要な冷凍機が故障しており、修理が可能であるか分からない状態である。修理は可能な場合でも、一年間ほどかかる。新しい冷凍機を設計している途中であるが、完了するまでは数か月間かかる。

実験試料のガリウム砒素量子井戸に光を当てながら、カー回転検出のテストとトラブル対応段階に入りましたが、まだ信号を検出できませんでした。研究室の他の一人の学生はこの研究を引き継ぎました。1スカーミオン研究の成果を報告する論文を投稿する。21.5ケルビンまで冷える新しい冷凍機の設計と作製を他の学生と一緒に行う。3新しい冷凍機を完了する前に、光ファイバを利用するカー回転検出装置を室温で開発する。そのために、まず装置に必要な光学素子を購入する。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
比較認知科学の視点に立った新しい福祉科学の構築─ヒト科３種の比較を通して─

本研究では、他者と共感し、他者をいたわるという、利他的なこころの進化・適応という新しい視点に立った「福祉学」の構築をめざし、以下に示す研究を進めた。まず第1に、ふたごチンパンジーの発達におけるソーシャルサポートについて観察研究を行った。第2に、四肢麻痺から回復したチンパンジーの機能維持のための認知課題を駆使したリハビリ訓練の効果評価や、脳性まひのチンパンジー幼児に対する介入の効果評価を実施した。第3は、ヒトとの比較である。チンパンジーのふたごのきょうだい関係をヒトと比較するために、ヒトのふたごきょうだいの家庭における日常場面の観察ビデオの分析を行い、種間での類似性と相違点を明らかにした。本研究では、他者と共感し、他者をいたわるという、利他的なこころの進化・適応という新しい視点に立った「福祉学」の構築をめざす。本年度は、高知県のいち動物公園に暮らすふたごチンパンジーのダイヤとサクラを対象に、個体間の近接関係とその時々の行動の記録に加えて、移動時の追随関係、ケンカの際のサポートの関係、採食時の食物分配、遊び関係の継時的変化などについて、集中的に観察を進めた。その結果、2歳頃には顕著であった、非血縁女性個体による緊密な養育行動が消失し、逆にそれらの個体に対する「からかい」などの行動が頻発するようになった。また、のいち動物園のミルキーという発達遅滞を示す個体に対して、理学療法士、作業療法士らと連携しつつ、発達検査ならびに療育を継続的に実施し、昨日の回復過程について詳しく検討した。また、ふたごチンパンジーの成果の対照群としてかみね動物園に暮らす1歳違いの2個体の子どもチンパンジーの観察も開始した。これらの個体は人工保育から復活した個体であり、これらの子どもの社会性の発達をふたごのチンパンジーと縦断的かつ横断的に比較してく予定だ。また、京都大学霊長類研究所の四肢麻痺から回復したチンパンジーの機能維持のための認知課題を駆使したリハビリ訓練を継続して実施した。本年度は、昨年度に続き、高知県のいち動物公園に暮らすふたごチンパンジーのダイヤとサクラを対象に、個体間の近接関係とその時々の行動の記録に加えて、移動時の追随関係、ケンカの際のサポートの関係、採食時の食物分配、遊び関係の継時的変化などについて、集中的に観察を進めた。また、のいち動物園のミルキーという発達遅滞を示す個体に対して、理学療法士、作業療法士らと連携しつつ、発達検査ならびに療育を継続的に実施し、機能の回復過程について詳しく検討した。その結果、この1年での機能回復には著しいものがあり、次のステップとして、群れへの再導入の可能性について関係者を含めて議論を進めている。これらの個体は人工保育から復活した個体であり、これらの子どもの社会性の発達を縦断的に観察した。その成果を論文にまとめ、国際誌に掲載が決定した。これらの研究を3名の研究代表者・分担者に加えて、櫻庭陽子、林美里、竹下秀子、高塩純一、多々良成紀、山田信宏、生江信孝、山内直朗、大栗靖代らの研究協力者とともに推進した。のいち、かみね各動物園でのチンパンジーの発達の縦断的観察は着実に進展している。残り1年でその成果を取りまとめたい。また、発達遅滞を示すチンパンジーについても劇的な改善が認められており、現在次の段階への移行を検討中である。また、四肢麻痺から回復したチンパンジーのリハビリ訓練の成果が国際誌への掲載が決定した。まず第1は、養育行動におけるソーシャルサポートという観点からの研究である。高知県のいち動物公園に暮らすふたごチンパンジーのダイヤとサクラを対象に、個体間の近接関係とその時々の行動の記録に加えて、移動時の追随関係、ケンカの際のサポートの関係、採食時の食物分配、遊び関係の継時的変化などについて、集中的に観察を進めた。加えて、ふたごチンパンジーの対照群として、かみね動物園に暮らす1歳違いの2個体の子どもチンパンジーの観察を実施した。これらの個体は人工保育から母子保育へと復活した個体であり、これらの子どもの社会性の発達を縦断的に観察した。第2は、障害を持ったチンパンジーを対象とした研究である。まず、京都大学霊長類研究所の四肢麻痺から回復したチンパンジーの機能維持のための認知課題を駆使したリハビリ訓練を継続して実施し、その効果を評価した。その成果を論文にまとめ、国際誌に掲載した。さらに、名古屋市東山動植物園に暮らす後天的

身体障害を持つチンパンジー2個体を対象に、治療のための隔離から群れへの再導入における社会的行動の変化について検討した。第3は、ヒトとの比較である。チンパンジーのふたごのきょうだい関係をヒトと比較するために、ヒトのふたごきょうだいの家庭における日常場面の観察ビデオの分析を行い、種間での類似性と相違点を明らかにした。本研究では、他者と共感し、他者をいたわるという、利他的なこころの進化・適応という新しい視点に立った「福祉学」の構築をめざし、以下に示す研究を進めた。まず第1に、ふたごチンパンジーの発達におけるソーシャルサポートについて観察研究を行った。第2に、四肢麻痺から回復したチンパンジーの機能維持のための認知課題を駆使したリハビリ訓練の効果評価や、脳性まひのチンパンジー幼児に対する介入の効果評価を実施した。これまでののいち動物園を中心とした研究に加えて、かみね動物園での研究にも着手した。また、発達遅滞を示すチンパンジーに対しても積極的な介入を開始し、よい結果を得つつつある。次年度は最終年度であるので、のいちのふたご、かみねの子どもたち、発達遅滞の子ども、四肢麻痺回復個体のそれぞれについて、残り一年さらに研究を進めるとともに、それぞれの成果を取りまとめることによって、比較福祉科学という新しい学問の創生の萌芽をさらに成長させていきたい。比較認知科学今後とものいちのふたご、かみねのきょうだい、そしてのいちの発達遅滞のチンパンジーを軸に研究を進めていきたい。さらに、京都大学霊長類研究所でのリハビリ訓練についても継続させていきたい。当初予定していた調査回数に不可避の事由による変更が生じたため、旅費の執行に差分が生じた。当初予定していた調査回数が変更となったため、旅費の執行に差分が生じた。また、データ分析等の補助を予定した方の日程に変更が生じたため、人件費・謝金についても差分が生じた。これらの差額については、次年度の調査日程を再度見直すことによって対応する。これらの差額については、次年度の調査日程を見直すとともに、データ分析補助業務の時間を増やすことで対応可能である。
血液型抗原オリゴ糖鎖を有する生体適合性材料の合成

N-アセチルグルコサミン誘導体にグリコシド結合でスペーサー部分を導入し、ガラクトシル化、フコシル化してH型抗原オリゴ糖誘導体を合成した。合成スキーム中、ガラクトシル化部分については、ガラクトシルブロマイドを用いる方法も検討したが、オルソエステル法を用いた方が、合成過程を1段階短縮でき、取扱いも簡便であった。スペーサー末端にアミノエタノールを介してアクリロイル基を導入し、重合可能なモノマーとした。H型糖鎖を有するアクリル酸誘導体モノマーと、アクリルアミドおよびアクリル酸メチルとの共重合を行った。コモノマーとしてこれら2種が選ばれたのは、生成コポリマーを生体材料として考えた場合の親水性材料、疎水性材料を意識してのことである。しかも、アクリル系のモノマーは、糖モノマーとよく共重合するであろう。という点も考慮した。糖モノマーとコモノマーの仕込み比を変化させることにより、コポリマー中の糖鎖部分の分布をかなり制御できるようになった。また、糖鎖導入率の違いによりコポリマーの物性は様々なものが得られた。そこで、コポリマーの脱保護(脱ベンジル化)の際には、混合溶媒系を用いるという画期的な方法を導入することにより、容易に脱ベンジル化を可能にした。接触水添によるポリマーの脱ベンジル化は、本研究が最初の例である。次に、A酵素(N-アセチルガラクトサミニルトランスフェラーゼ)を用いて、合成ポリマー中のH型糖鎖のA型糖鎖への変換を試みたところ、わずかではあるが、A型糖鎖が確認された。すなわち、合成ポリマー中の糖鎖は、生体分子であるA酵素にアクセプターとして認識されたのである。今回合成したポリマーは、他の血中分子や細胞とも相互作用するものと考えられ、人工臓器や人工血管用の生体適合性材料(抗血栓材料)などに応用されることが期待される。という点も考慮した。ヒトの血液や分泌液は、そのヒトの血液型に従ってA型、B型、H型のオリゴ糖鎖を有する糖タンパク質を含むことが知られている。本研究では、重合可能なモノマ-に、化学合成したH型オリゴ糖鎖の末端部分を導入し、重合することによって、“血液型適合性"を有する高分子材料を合成することを目的とした。Nーアセチルグルコサミンに塩化アセチルを作用させて1位をクロル化、3、4、6位をアセチル化した。次にスペ-サ-として末端にメチルエステルを有するペンチルアルコ-ルを、シアン化第二水銀を触媒とした反応によりβ結合で導入した。ナトリウムメトキシドにより脱アセチル化し、ジメトキシトルエンにより4、6位をベンジリデン化し、3位のみがフリ-の水酸基であるグリコサミン誘導体(1__)を得た。次にDーガラクト-スを原料として、オルソエステルを経由する方法により2ーOーアセチルー3,4,6ートリーOーベンジルーαーDーガラクトシルブロマイド(2__)を合成した。さらに、Lーフコ-スを原料として、オキサリルブロマイドーDMF複合体等の反応試薬を用い、2,3,4ートリーOーベンジルーαーLーフコシルブロマイド(3__)を得た。(2__)による(1__)のガラクトシル化、さらに得られた二糖の(3__)によるフコシル化によって、HI型糖鎖の末端部分(抗原決定基)を合成した。三糖のスペ-サ-末端に、エステルアミド交換によりエタノ-ルアミンを導入し、さらにアクリル酸クロリドを作用させて、末端に二重結合を有するオリゴ糖モノマ-を得た。このモノマ-は、アクリルアミド、アクリル酸メチルと共重合し、HI型糖鎖誘導体の末端部分を有するポリマ-を与えた。

NMRスペクトル等を用いて、ポリマ-中への糖鎖導入率を求めた。細胞表層に出現する糖鎖は、細胞周期、分化、ガン化等によって量的、質的に大きく変化することが知られている。これらの糖鎖は、細胞膜抗原として、また、ある種の毒素や細菌のレセプタ-として機能していると考えられている。糖鎖抗原としては血液型抗原が最も広く知られており、赤血球表面、分泌液、胃粘膜表面などに多数存在している。このうち、本研究ではABO式血液型抗原に着的し、その活性部位の基本骨格を側鎖に有する高分子の合成を行い、酵素による認識を調べた。ABO式血液型の基本骨格であるH型糖鎖の化学合成は、Dーガラクト-ス、Lーフコ-ス、そしてスペ-サ-部分をアグリコンに持つNーアセチルーDーグルコサミンを出発物質として、保護、活性化、脱保護という反応を繰り返し行った。さらに、その末端にビニル基を導入し、H型糖鎖を有するモノマ-を合成した。このモノマ-とアクリルアミドまたはアクリル酸メチルとの共重合を行った。モノマ-及びコポリマ-中の糖鎖部分の脱保護は種々検討したが、ポリマ-の接触水素化分解(PdーC解媒)による脱ベンジル化がよい結果を与えた。DMFー水(混合溶媒)という新しい溶媒系を用いることによって、従来、多くの研究者が難題としていたポリマ-の脱ベンジル化に初めて成功した。しかしながら、オリゴ糖残基の含量によって溶媒系を変化させる必要があり、今後、体系的に確立されるべき問題点である。つぎに、A型ヒト血漿中に存在するA型転移酵素(GalNAc transferase)を用いて、UDPー[ ^3H]GalNAcからポリマ-中のガラクト-ス残基上へのNーアセチルガラクトサミンこの転移反応について調べた。その結果、H型糖鎖を有するポリマ-にA酵素による[ ^3H]GalNAcの転移が起こっていることが予備的にわかった。このことは、血液型抗原オリゴ糖鎖を有する高分子が、生体分子により認識される可能性を示唆している。N-アセチルグルコサミン誘導体と5-メトキシカルボニルペンタノールとをグリコシデーションし、ガラクトシル化、フコシル化を行って、H型抗原オリゴ糖鎖を合成した。さらに、スペーサー末端のメチルエステル部に2-アミノエタノールをエステルアミド交換により導入し、ここで末端水酸基にアクリル酸クロリドを反応させて、重合可能な官能基を有する3糖モノマーを合成した。次に、化学合成したH型糖鎖を有するモノマーを、アクリルアミドやアクリル酸メチルと共重合して、側鎖に血液型オリゴ糖鎖を有するポリマーを合成した。ABO式血液型の抗原オリゴ糖であるH型糖鎖を有するアクリル酸誘導体モノマーを、トリメチルシリル化ヨウ素を用いて脱ベンジル化を試みたが、二重結合の反応や、エステルの分解などが起こり、選択的な脱ベンジル化はできなかった。また、アクリルアミドと3糖モノマーとの共重合体を接触水添により脱ベンジル化を試みた。パラジウム炭素を触媒とし、DMFと水の混合溶媒を用いた時にポリマーの脱ベンジル化が可能であった。今回合成したポリマーは、共重合体の種類やコポリマー組成に応じて脱ベンジル化反応の溶媒組成を変化させることにより、かなりのものについて脱保護できた。本研究結果は、ポリマー中のベンジル基を脱保護した初めての例である。
書き換えシステムの基本的性質の解明と定理の自動証明に関する研究

項書き換えシステム(TRS)は等式の集合上で推論や簡約(計算)を行うための計算モデルであり,その応用例として,定理の自動証明,ソフトウェアの正当性検証など非常に重要な問題を包含していることから,これまで多くの研究者の注目を集め,盛んに研究されてきた.しかしながら,TRSの停止性が保証されない場合,或いはTRSが非線形である場合についてはまだ多くの重要な問題が未解決のまま残されていた.そこで,本研究では,まず,非停止または非線形TRSの合流性に関する未解決問題について考察し,新しい証明手法を考案することにより,従来の結果を真に拡張すると共に,従来得られていた,左線形TRSの合流性を保証する条件を一般化することに成功した.次に,以下の条件(a)(c)を満たすTRSの部分クラスSが存在することを明らかにした.(a)任意のTRSから部分クラスSのあるTRSへ等価性(合同関係)を保存した変換手続きが存在し,(b)部分クラスSの書き換えによる計算能力はTuring機械(一般のプログラム)の計算能力と同等で,(c)部分クラスSにおいて,完備化手続きが構築できるような,合流性を保証する条件が導き出せること.さらに,クラスSの合流性を保証する条件からTRSの完備化手続きを構成し,この完備化手続きに基づく定理の自動証明法についての理論的基礎を確立すると共に,新しい定理の自動証明システムを実現して,その有用性を実証した.本研究では,TRSの最も重要な問題の一つである単一化問題についても考察し,合流性を満たす右定項TRSの単一化問題が可解であることを明らかにした.さらに,この証明手法を拡張して合流性を満たす単純TRSの単一化問題が可解であることを示すと共に,合流性を満たす単項TRSについてはこの問題が非可解であることを示した.項書き換えシステム(TRS)は等式の集合上で推論や簡約(計算)を行うための計算モデルであり,その応用例として,定理の自動証明,ソフトウェアの正当性検証など非常に重要な問題を包含していることから,これまで多くの研究者の注目を集め,盛んに研究されてきた.しかしながら,TRSの停止性が保証されない場合,或いはTRSが非線形である場合についてはまだ多くの重要な問題が未解決のまま残されていた.そこで,本研究では,まず,非停止または非線形TRSの合流性に関する未解決問題について考察し,新しい証明手法を考案することにより,従来の結果を真に拡張すると共に,従来得られていた,左線形TRSの合流性を保証する条件を一般化することに成功した.次に,以下の条件(a)(c)を満たすTRSの部分クラスSが存在することを明らかにした.(a)任意のTRSから部分クラスSのあるTRSへ等価性(合同関係)を保存した変換手続きが存在し,(b)部分クラスSの書き換えによる計算能力はTuring機械(一般のプログラム)の計算能力と同等で,(c)部分クラスSにおいて,完備化手続きが構築できるような,合流性を保証する条件が導き出せること.さらに,クラスSの合流性を保証する条件からTRSの完備化手続きを構成し,この完備化手続きに基づく定理の自動証明法についての理論的基礎を確立すると共に,新しい定理の自動証明システムを実現して,その有用性を実証した.本研究では,TRSの最も重要な問題の一つである単一化問題についても考察し,合流性を満たす右定項TRSの単一化問題が可解であることを明らかにした.さらに,この証明手法を拡張して合流性を満たす単純TRSの単一化問題が可解であることを示すと共に,合流性を満たす単項TRSについてはこの問題が非可解であることを示した.項書き換えシステム(TRS)は等式の集合上で推論や簡約(計算)を行うための計算モデルであり,その応用例として,定理の自動証明,関数型プログラムの効率の良い実行,プログラムの仕様と実現の正当性検証など非常に重要な問題を包含していることから,これまで多くの研究者の注目を集め,盛んに研究されてきた.しかしながら,まだ多くの重要な未解決問題が残されており,さらなる研究の発展が望まれている.そこで本研究では,TRSにおける最も基本的で重要な問題である合流性及び単一化問題について研究を行い,判定可能なより広いクラスを明らかにすると共に,その研究成果に基づく(拡張)危険対の新しい完備化法を明らかにした.即ち,まず,強い深さ保存性を満たす右線形TRSについて,その合流性を保証する,より一般的な条件を明らかにすると共に,この条件に基づく,制限のない任意のTRSに対して適用可能な完備化法を明らかにした.次に,線形TRSの合流性に関する,長い間未解決であった重要な問題について研究を行い,従来の結果をさらに拡張することに成功した.また,TRSの部分(sub)TRSの合流性が既知の場合に,元のTRS全体の合流性を保証するためのより一般的な条件を明らかにした.さらに,合流性を満たす右定項TRSの単一化問題の可解性を新しい証明手法を導入することにより,明らかにした.この研究成果はこの分野で最も権威のある国際会議(RTA)で発表論文として採択された.以上のことより,本年度は学術的に重要な研究成果を得ると共に,次年度以降の新しい定理の自動証明法の実現に必須な準備研究を行い,所期の目標を達成することができた.項書き換えシステム(TRS)は等式の集合上で推論や簡約(計算)を行うための計算モデルであり,その応用例として,定理の自動証明,関数型プログラムの効率の良い実行,ソフトウェアの正当性検証など非常に重要な問題を包含していることから,これまで多くの研究者の注目を集め,盛んに研究されてきた.

しかし,まだ多くの重要な未解決問題が残されており,さらなる研究の発展が望まれている.そこで本研究では,TRSにおける最も基本的で重要な問題である合流性及び単一化問題について研究を行い,前年度に得られた結果をさらに拡張すると共に,その研究成果に基づくより強力な拡張危険対の新しい完備化法を明らかにした.即ち,まず,強い探さ保存性を満たす右線形TRSに関する前年度の結果を拡張して,合流性を保証する,より一般的な条件を明らかにすると共に,この条件に基づく,制限のない任意のTRSに対して適用可能な完備化法を明らかにした.さらに,これらの研究成果を基盤とする,新しい定理の自動証明システムの設計方針を確立し,そのプロトタイプを実装した.次に,線形TRSの合流性に関する従来の結果をさらに拡張すると共に,TRSの部分(sub)TRSの合流性が既知の場合に,元のTRS全体の合流性を保証するためのより一般的な条件を明らかにした.さらに,合流性を満たす右定項TRSの単一化問題の可解性を明らかにした.この研究成果はこの分野で最も権威のある雑誌の一つであるInformation and Computationに掲載が決定された.また,合流性をみたす右定項TRSを真に含む幾つかのクラスについては単一化問題が非可解であることも明らかにした.以上より,本年度は学術的に重要な研究成果を得ると共に,次年度の新しい定理の自動証明法の確立及びその実現に必須な準備研究を行い,所期の目標を達成することができた.項書き換えシステム(TRS)は等式の集合上で推論や簡約(計算)を行うための計算モデルであり,その応用例として,定理の自動証明,関数型プログラムの効率の良い実行,ソフトウェアの正当性検証など非常に重要な問題を包含していることから,これまで多くの研究者の注目を集め,盛んに研究されてきた.しかし,まだ多くの重要な未解決問題が残されており,さらなる研究の発展が望まれている.そこで本研究では,TRSにおける最も基本的で重要な問題である合流性及び単一化問題について研究を行い,前年度に得られた結果をさらに拡張する結果を得た.まず,単一化問題に関して,従来得られていた結果を拡張して,合流性を満たす単純TRSのクラスにおいてもこの問題が可解であることを示すと共に,合流性及び停止性を満たす単項的線形TRSのクラスにおいては決定不能であることを明らかにした.次に,合流性問題に関して,書き換え系列の概念を拡張した書き換えグラフの概念を用いて,従来の結果を真に拡張する結果を得ると共に,TRSが階層構造化され,その部分(sub)TRSの合流性が既知の場合において,TRS全体の合流性を保証する,より一般的な条件を明らかにした.さらに,TRSの停止性を前提にするという従来の定理の自動証明法とは異なり,停止性などの条件を必要としない,より一般的な広いクラスを対象とする新しい定理の自動証明法を初めて明らかにした.また,終代数に基づく定理の自動証明法についての理論的基礎を確立し,この枠組の中で強完全性を保証する,より一般的な条件を明らかにすると共に,新しい定理の自動証明システムを計算機上に実現して,種々の実現上の問題点を洗い出し,その解決のための改善を行った.以上のことより、本年度の研究計画の所期の目的を達成することができた.なお,本年度は本研究課題の最終年度に当り,これらの研究成果をまとめ,報告書を作成した.
GPS・GISを利用したラオス農村部の複合的生業活動に関する時間地理学的研究

<ラオスにおける現地調査>2006年8月にラオスの首都ヴィエンチャンの近郊農村であるドンクアーイ村において,GPSによる生活活動データの収集・GISによって作成された時空間地図を用いた生活行動に対するインタビューを組み合わせた調査を行った.調査対象者は村落内から抽出された40世帯154名(乳児を除く世帯の全員)である.世帯内や農村内部での複数人の分業や時空間的な資源の共有がどのように行われているかを実際に知るために,現地では同時間にある程度まとまった人数のデータを取得する必要がある.このため,25台のGPSを用いて,複数人の活動時間・場所に関するデータを取得した.次に,GISソフトウェア・ノート型コンピュータ・プリンタを用いて,取得したGPSデータを調査直後に現地で分析し,調査カルテの作成を行った.次にそのカルテをもとに活動場所や内容に関するインタビューを行い,個人の時空間収支データの作成を行った.<学会発表・論文>経済地理学会中部支部2006年4月例会にて,生活活動データを用いて農村の日常生活の変化とラオスの近代化に関する発表を行った.2006年7月にオーストラリア・ブリズベンで行われた国際地理学連合地域大会において,昨年度のパイロット調査データに基づくラオスの日常生活の時空間と生業複合に関する研究発表を行った.また,2007年4月に行われたアメリカ地理学会サンフランシスコ大会において,生活活動データの分析を中心としたラオスの日常生活に関する研究発表を行った.また,時間地理学の方法論に関わる著書の分担執筆,時間地理学と関連する認知・行動地理学の学界展望論文は発行された.また.現地のカウンターパートであるラオス国立農林業研究所が発行する専門学術誌への生活活動データの分析に関する論文が掲載予定である。<ラオスにおける現地調査>2006年2月にラオス農村ドンクアーイ村において,GPSによる生活活動データの収集・GISによって作成された時空間地図を用いた生活行動に対するインタビューを組み合わせたパイロット調査を行った.世帯内や農村内部での複数人の分業や時空間的な資源の共有がどのように行われているがを実際に知るためには,現地では同時間にある程度まとまった人数のデータを取得する必要がある.このため,25台のGFSを用いて,複数人の活動時間・場所に関するデータを取得した.次に,GISソフトウェア・ノート型コンピュータ・プリンタを用いて,取得したGPSデータを調査直後に現地で分析し,調査カルテの作成を行った.次にそのカルテをもとに活動場所や内容に関するインタビューを行った.これらの作業を行うため,現地において通訳兼調査補助スタッフにつき謝金による雇い上げを行った.<国内データ分析・学会発表>ラオスの首都ヴィエンチャン近郊に点在する工場労働者の居住地データの分析を行い,ラオスの近郊農村の就業と日常生活に関するデータ作成を行った.2005年9月に行われた日本地理学会大会において,既存の調査統計データからラオスの日常生活の時空間の特徴についての研究発表を行った.また,11月に行われた人文地理学会大会において,作成した工場労働者の居住地データの分析を中心としたラオスの日常生活と産業化に関する研究発表を行った.また,2006年3月に行われた日本地理学大会において,GPS・GISを利用した生活時間・空間の調査法についての発表を行った<ラオスにおける現地調査>2006年8月にラオスの首都ヴィエンチャンの近郊農村であるドンクアーイ村において,GPSによる生活活動データの収集・GISによって作成された時空間地図を用いた生活行動に対するインタビューを組み合わせた調査を行った.調査対象者は村落内から抽出された40世帯154名(乳児を除く世帯の全員)である.世帯内や農村内部での複数人の分業や時空間的な資源の共有がどのように行われているかを実際に知るために,現地では同時間にある程度まとまった人数のデータを取得する必要がある.このため,25台のGPSを用いて,複数人の活動時間・場所に関するデータを取得した.次に,GISソフトウェア・ノート型コンピュータ・プリンタを用いて,取得したGPSデータを調査直後に現地で分析し,調査カルテの作成を行った.次にそのカルテをもとに活動場所や内容に関するインタビューを行い,個人の時空間収支データの作成を行った.<学会発表・論文>経済地理学会中部支部2006年4月例会にて,生活活動データを用いて農村の日常生活の変化とラオスの近代化に関する発表を行った.2006年7月にオーストラリア・ブリズベンで行われた国際地理学連合地域大会において,昨年度のパイロット調査データに基づくラオスの日常生活の時空間と生業複合に関する研究発表を行った.また,2007年4月に行われたアメリカ地理学会サンフランシスコ大会において,生活活動データの分析を中心としたラオスの日常生活に関する研究発表を行った.また,時間地理学の方法論に関わる著書の分担執筆,時間地理学と関連する認知・行動地理学の学界展望論文は発行された.また.現地のカウンターパートであるラオス国立農林業研究所が発行する専門学術誌への生活活動データの分析に関する論文が掲載予定である。
微生物電極界面電子移動の理解と制御に基づくｉｎ－ｖｉｖｏ酵素反応速度測定法の開発

ある種の微生物は細胞外膜にシトクロムタンパク質(OM c-Cyts)を局在化させることで、細胞外の電極との電子のやり取り(細胞外電子移動(EET))を可能とする。本研究は、精密電気化学測定によりEET菌内酵素の反応電子数を計測し、反応速度を測定するプラットフォームとなる技術を確立することを目的としており、本年度は光合成細菌を用いた計測を行った。しかし、前年度に試みたモデルEET菌(シュワネラ)の電気化学測定と異なり、数か月の試行錯誤を経てなお光合成細菌に起因する電気シグナルの検出には至らなかった。考察の結果、その原因は光合成細菌の電気化学測定の技術的な難度だと考えられた。そこでオーストラリアへと渡航し、光合成細菌の測定に関する知見を有しているクイーンズランド大学のStefano Freguia准教授のもとで実験を行った。その結果、光合成細菌を利用した電気化学測定系の確立に成功し、代謝と酵素反応速度に対応した電気シグナルを取得することができた。本結果は、モデルEET菌であるシュワネラのみならず、EET能を有する多彩な微生物に対して本酵素反応速度測定手法が利用できることを強く示唆するものである。以上の成果に関し、現在論文を執筆している。また、前年度の検討により、シュワネラ菌内のOM c-Cytsがヘムの空間配置を反映した極めて強い円偏光二色性シグナルを示すことが明らかになっている。本知見に基づきOM c-Cytsのシグナル強度を定量比較することで、外膜・細胞外固体との相互作用や電子の流れといった生体特異的な環境の変化によりOM c-Cytsの構造が柔軟に変化することが明らかになった。これらの内容はChemical Communications誌、Langmuir誌に原著論文として掲載され、いずれも雑誌カバーとして採択された。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。酵素反応速度は、反応の機構解明に資する基礎学問的重要性に加え、創薬における薬剤効果の重要な指標となる。そのため、単離精製した酵素を用いた反応速度測定が長年にわたり行われてきたが、単離精製に伴う労力に加え、単離精製条件や測定条件により反応速度に大きな乖離が生じうるため、生体内で直接的に酵素反応速度を得る手法の必要性が高まってきている。本研究では、細胞外電子移動(EET)と呼ばれる電極と細胞内の間での電子伝達を可能とする微生物シュワネラを用い、生細胞内の酵素反応で使われた電子の量を直接電極へ出力することで、電気シグナルにより酵素反応速度を定量する技術の確立を目指す。シュワネラは大腸菌と同等の高い増殖速度を有する取り扱いが極めて容易な菌体であるため、本技術により多様な生細胞内酵素反応の追跡が可能となれば、多くの酵素学、生物物理学研究を飛躍的に進める基盤技術となることが期待できる。当該年度では、本酵素反応速度測定法のコンセプトを立証するため、シュワネラ菌が細胞内に元来有する酵素の反応速度の追跡を試みた。EETを利用した本手法により細胞内の特定の酵素反応を追跡したところ、既報の単離酵素の反応速度と極めて近い速度定数が算出され、本測定法が生体内の酵素反応速度を反映することが強く示唆された。今後は、遺伝子工学的手法を用いることで、シュワネラの元来発現する酵素に限らない、多様な酵素反応を追跡できる基盤技術へと展開させることを予定している。本酵素反応速度測定法のコンセプトを立証するため、シュワネラ菌が細胞内に元来有する酵素の反応速度の追跡を試みた。EET経路を形成し、細胞内の亜硝酸還元酵素であるNrfAの反応速度を追跡すると、亜硝酸還元に対応した還元電流値が観測された。そこで、観測された定常電流値が反応速度に対応すると仮定し反応速度定数を算出したところ、ミカエリスメンテン定数(KM)は55 μM、阻害定数(Ki)は20 mMとなった。驚くべきことに、これらの値は既報の単離NrfAと極めて近い値であり、本測定法が生体内の酵素反応速度を反映することが強く示唆された。このように期待通りの結果が得られ、計画に従って研究を進展させることができた一方で、当初は想定していなかった結果までも得ることに成功した。細胞内フマル酸還元酵素であるFccAに対して上記手法を適用すると、既報の単離酵素よりも約100倍大きなKM値が得られたため、生きたシュワネラ菌そのものを用いた様々な分光手法を利用しその原因を追究した。すると、その原因こそ明らかにならなかったものの、分光法の一つである円偏光二色性をシュワネラ菌に対して測定した際、偶然にもEET経路の一部である外膜シトクロム(OM c-Cyts)が極めて高いシグナルを有することを発見した。円偏光二色性はOM c-Cyts内ヘムの絶対配置を反映したスペクトルを示すことから、生きたシュワネラ内のOM c-Cytsの構造を追跡できる可能性がある。そこで単離したOM c-Cytsのスペクトルと比較すると、生細胞内OM c-Cytsのソーレー帯シグナルの形と強度が大きく変化していることが分かった。これは、生細胞内OMc-Cytsのヘム配置が単離状態と明確に異なることを示しており、生体内でのタンパク質の構造と機能を追究する極めて重要な知見と技術であると言える。

本研究は、精密電気化学測定によりEET菌内酵素の反応電子数を計測し、反応速度を測定するプラットフォームとなる技術を確立することを目的としており、本年度は光合成細菌を用いた計測を行った。しかし、前年度に試みたモデルEET菌(シュワネラ)の電気化学測定と異なり、数か月の試行錯誤を経てなお光合成細菌に起因する電気シグナルの検出には至らなかった。考察の結果、その原因は光合成細菌の電気化学測定の技術的な難度だと考えられた。そこでオーストラリアへと渡航し、光合成細菌の測定に関する知見を有しているクイーンズランド大学のStefano Freguia准教授のもとで実験を行った。その結果、光合成細菌を利用した電気化学測定系の確立に成功し、代謝と酵素反応速度に対応した電気シグナルを取得することができた。本結果は、モデルEET菌であるシュワネラのみならず、EET能を有する多彩な微生物に対して本酵素反応速度測定手法が利用できることを強く示唆するものである。以上の成果に関し、現在論文を執筆している。また、前年度の検討により、シュワネラ菌内のOM c-Cytsがヘムの空間配置を反映した極めて強い円偏光二色性シグナルを示すことが明らかになっている。本知見に基づきOM c-Cytsのシグナル強度を定量比較することで、外膜・細胞外固体との相互作用や電子の流れといった生体特異的な環境の変化によりOM c-Cytsの構造が柔軟に変化することが明らかになった。これらの内容はChemical Communications誌、Langmuir誌に原著論文として掲載され、いずれも雑誌カバーとして採択された。遺伝子工学的手法を用いることで、シュワネラの元来発現する酵素に限らない、多様な酵素反応を追跡できる基盤技術へと展開させる。目的酵素をコードするプラスミドをシュワネラに導入し反応速度を追跡することで、シュワネラを酵素反応測定のためのプラットフォームとして発展させる。具体的には、創薬分野で分子ライブラリーとして用いられるシトクロムP450を発現させ、購入可能である単離精製されたシトクロムP450の反応速度と比較することで、基盤技術としての有用性を議論する。また、測定の成否に直接影響を与えうる、シュワネラの遺伝子発現変化を定量するために必須となるマイクロアレイの外注を行う。偶然にも明らかになった円偏光二色性による生体内OM c-Cyts構造追跡技術は、これまでに確立されてきた細胞内タンパク質構造を追跡する手法に比べ、極めて短時間で測定が可能である。そのため、本手法を用いてタンパク質の経時変化や動的な変化を追跡することで、生きた細胞内のタンパク質と単離されたタンパク質の性質の違いをより詳しく検討していくことを予定している。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。