hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
地域素材を活かす雪の学習スタンダードの確立と主体的な学びサポート・コンテンツ開発

雪が札幌市の学校教育の重点で共通に取り組む学校教育のテーマとして位置づけられた。この先駆的な取り組みを直実に定着、発展させるために、小学生向けテキスト「雪の学習プレゼンテーション2」及び「雪の学習トレーディングカード」を制作し、Web版「雪のトレーディングカード・ゲーム」を開発した。雪を教室で有効に活用できる具体的な内容に示し、教育課程における位置づけを示した。雪の学習の普及を図るために、教員を主対象とした公開授業を含む雪の学習研究会や出張授業等を実施した。研究会の満足度は5段階評価で4.7、取り上げた内容を授業でやってみたいかは4.6と高かった。(1)多くの学校で雪の実践を容易に取り組めるように、実践ワーク型テキスト「雪の学習プレゼンテーション2」(小学校36年生用)を制作した。雪から拡がるイメージマップ作り及びテーマの決定、調査、調査結果の整理・分析、プレゼンテーション作り、プレゼンテーションの評価からなる。(2)雪の学習の普及を図るために、道内教員を主対象とした次の事業を行った:a)「夏こそ!雪プロセミナーin倶知安」(7月12日開催,参加者41名):公開授業「雪の結晶ってどんなもの?」(3年生)及び講座「授業の中でどのようにICTを活用するか」・「こんなにできる『雪』の授業」を行った,b)「雪の学習研究会」(1月24日開催,参加者103名):公開授業「身近な暮らしと政治」(6年生)及び講座「子どもと学ぼう!“雪・環境・読書"」からなる。公開授業では雪堆積場が市専用と一般とに分かれている事実から、市側の意図や市民の思いを考えさせた。講座では、児童と行う雪の結晶観察の仕方や雪に関するプレゼンテーションの仕方、世界に誇れる冬の自然環境などを解説すると共に、子どもと読みたい雪の本に関するブックトークを行った。a)、b)事業の事後アンケートに依れば、その満足度は5段階評価で共に4.5、取り上げた内容を授業でやってみたいかも4.5と好評であった,c)雪の結晶に関する出張授業の実施: 12月に札幌市内6小学校で計8回の出張授業を行い、雪の学習内容の向上に協力した,d)「雪と暮らすおはなし発表会」(主催:札幌市)への協力:小学生が行った雪に関する調べ学習の成果を発表するプレゼンテーション・コンテストを行った。(3)冬の気象に関する教育活用のための基礎調査:札幌市近郊における気温分布の特徴に関する調査を行った。冬季に札幌と周辺アメダス観測点で10°C以上気温が違う日があり、その要因を解析した。(1)自由研究素材コンテンツの開発:主体的な学びをサポートするために、「冬休み自由研究」ページを企画設計した。次のページからなる:a)「写真で自由研究」・・・写真俳句・写真日記,b)「雪のクイズで自由研究」・・・クイズ作りと写真でクイズ,c)「雪の結晶デザインで飾ろう」・・・塗り絵・切り絵,d)「ワークシートを印刷して自由研究にしよう」,e)「雪の読書感想文で自由研究」。(2)カードゲームコンテンツの試作:雪への関心を高めるために、トレーディング方式で楽しみながら学ぶことができるカードゲームを試作し、実践・仕様検討を行った。(3)雪の学習の普及を図るために、雪プロ会員向け「夏こそ!雪プロセミナー」(7月27日開催,参加者13名)及び道内教員を主対象とした「雪の学習研究会」(1月23日開催,参加者75名)を実施した。研究会は公開授業「ウィンタースポーツの街札幌」(6年総合)と雪プロ提案「雪の授業をパワーアップ!」からなる。授業はウィンタースポーツに焦点化して雪の教材化を図り、プレゼンテーション力の育成も図ることを意図したものである。本時では伝えたいテーマからどのような発表スライドを構成していくかを考えた。雪プロ提案では、4年生社会での除雪の授業での授業展開や板書、発問の提案や開発中のカードゲームの紹介を行うと共に、ブックトークを行った。事後アンケートに依れば、研究会の満足度は5段階評価で4.9、取り上げた内容を授業でやってみたいかも4.6と高かった。雪の結晶に関する出張授業を12月に9校(札幌市立新琴似緑小,山の手南小,美しが丘緑小,新琴似北小,北陽小,新琴似南小,新陽小,光陽小,石狩市立生振小)で行い、雪の学習内容の普及を図った。また、札幌市主催「雪と暮らすおはなし発表会」(3月1日開催)に協力し、小学生の調べ学習の成果を発表する事業を開催した。(1)雪に対する知識・理解を遊びながら広げるため、切り抜き型テキスト「雪の学習トレーディングカード」を制作した。雪をテーマにした様々なキーワードで構成され、昨年度の試作結果を踏まえ、イラストを新たに加えた。利雪カードと雪害カードを対決させながら,ゲームを進める。(2) (1)を自宅などでもできるように、Web版「雪の学習トレーディングカード・ゲーム」を開発した。(3)雪に関する教科書調査から国語や社会、理科、生活、図工、音楽、道徳などで多面的に扱われていることがわかった。雪を有効に活用できる内容を示し、教科や総合的な学習時間の教育課程に具体的に位置づけた。(4)これまでの成果の普及を図るべく、道内教員を主対象とした次の事業を行った:a)雪プロ会員向け「夏こそ!雪プロセミナー」(7/25開催,参加者19名)。

北海道博物館を活用した雪・冬の生活文化や歴史などの授業を考えた;b)教員向け「雪の学習研究会」(1/29開催,参加者87名)。公開授業「雪のひみつをさぐろう」(3年生)及び「伝えよう!雪の学習プレゼンテーション」(6年生)、雪プロ提案「カードゲームで楽しむ雪の学習はじめの一歩」など。事後アンケートに依れば、研究会の満足度は5段階評価で4.6、取り上げた内容を授業でやってみたいかも4.8と好評であった; c)小学生が行った雪に関する学習の成果を発表する事業である札幌市主催「雪と暮らすおはなし発表会」に協力し、運営した。(5)Webページ・北海道雪たんけん館トップページへの市立学校からのアクセス数を解析した。札幌市の学校教育の重点で雪が取り上げられる前のアクセス数は1500件/年程であったが、取り上げられた後は15000件/年に増加しており、その99%は12月3月に集中している。冬期間に雪の学習が恒常的になされていることが示唆された。雪が札幌市の学校教育の重点で共通に取り組む学校教育のテーマとして位置づけられた。この先駆的な取り組みを直実に定着、発展させるために、小学生向けテキスト「雪の学習プレゼンテーション2」及び「雪の学習トレーディングカード」を制作し、Web版「雪のトレーディングカード・ゲーム」を開発した。雪を教室で有効に活用できる具体的な内容に示し、教育課程における位置づけを示した。雪の学習の普及を図るために、教員を主対象とした公開授業を含む雪の学習研究会や出張授業等を実施した。研究会の満足度は5段階評価で4.7、取り上げた内容を授業でやってみたいかは4.6と高かった。自由研究素材コンテンツの開発は検討、企画設計を終えることができたが、実施制作が遅れ、次年度になった。また、カードゲームコンテンツを試作し、それを用いた実践を行い、最終的な仕様を決定するまで行うことができたが、使用する写真の著作権処理などのため、制作は次年度となった。気象教育・大気物理学自由研究素材コンテンツ実施制作及びカードゲームコンテンツの制作を早急に進める。また、除雪授業に関するニーズが高いことから、授業展開・板書・発問をまとめた教師用ガイドを制作する。また、教員向け研究会・セミナーやプレゼンテーション・コンテストを実施し、雪の学習の普及を図っていくと共に、地域素材を活かす雪の学習スタンダードの確立を図る。実践ワーク型テキストを制作し、それを研究会の実施やプレゼンテーション・コンテストに連動させた。また、教員向け研究会や札幌市外でのセミナー・プレゼンテーション・コンテストなど普及に関する計画は順調に実施できた。また、札幌市近郊における気温分布の特徴に関する調査では新しい知見が得られた。しかし、主体的な学びをサポートするカードゲームコンテンツの検討はやや遅れている。自由研究素材コンテンツの開発は検討、企画設計を終えたが、実施制作業務の発注が遅れた。また、カードゲームコンテンツを試作し、それを用いた実践を行い、最終的な仕様を決定できたが、制作発注が間に合わなかった。雪の実践を深め、広めていくために、児童向けテキストを更に充実させると共に、主体的な学びをサポートするWebコンテンツの開発を推進していく。また、教員向け研究会等を継続的に実施し、雪の学習の普及を図る。
「チーム学校」の促進要因・妨害要因の日米比較研究ー教育相談の視点からー

今年度は福島県、大阪府、高知県、茨城県で、不登校・発達障害に関わる、教師、スクールカウンセラー(以下SC)、スクールソーシャルワーカー(以下SSW)、保護者のチームによる教育相談について、SC、SSW、校長、教育委員会の指導主事等に聞き取りを行った。「チーム援助の促進要因」「チーム援助の妨害要因」に焦点をあてた。福島県では、研究代表者石隈と分担者鈴木が、2018年5月、2019年1月に、SC、教育委員会の指導主事および児童子ども支援担当に聞き取りを行った。その結果、促進要因として、「教育相談スキルのあるコーディネーターのチームへの参加」、「校長のSC・SSW活用への理解」があった。大阪府では生徒指導担当に2018年6月、10月に聞き取りを行い、促進要因として「生徒指導担当教員のコーディネーション」、「地域の援助資源としての保護者のネットワーク」があった。茨城県では教育委員会の指導主事に、2018年10月、2019年2月に聞き取りを行い、促進要因として「保護者と学校の関係が悪い場合のSSWの活用」があげられた。高知県では8月に教育研究所所長に聞き取りを行ったところ、促進要因として「校長のSC・SSW活用への理解」「養護教諭のコーディネーション」があげられた。妨害要因は、各県共通して、「SC・SSWの勤務時間数の不足」「SCとSSWの専門性への理解不足」があげられた。また11月アメリカ、カリフォルニア州サンディエゴにおいて比較調査の協力者(Dr.Robinson-Senerutoら)と面会し、調査実施についてアメリカの協力者チームを形成するとともに、調査の進め方について検討した。アメリカの学校では、教育レベルの格差、援助サービスの格差が、各学校区および学校間で大きく、サンプルの選択に工夫が必要であることが示唆された。研究代表者と分担者が福島県、大阪府、茨城県、高知県において、チーム援助の促進要因・妨害要因に関する聞き取りを行ったが、その結果をもとに「チーム学校機能尺度」を作成して実施するところまでいかなかった。その理由として、分担者が聞き取りの協力を得る関係者の学校での状況や福島県での被災・転居に関連する混乱がまだあったことにより、聞き取り調査が遅れたことがあげられる。本年度は、平成29年度、30年度の研究結果を踏まえて、「教師・SC・SSW・保護者のチーム援助の促進要因・妨害要因」「コーディネーション委員会の機能」「チーム援助における役割分担意識」からなる「チーム学校機能尺度」を作成し、福島県、茨城県、神奈川県、大阪府において、調査を実施する。調査対象は小・中・高等学校の教師・SC・SSW・保護者であり、各県教師50名(計200名)、SC30名(計120名)、SSW20名(計80名)を予定している。カリフォルニア州サンディエゴでは、教師40名、スクールサイコロジスト20名、SSW20名を予定している。福島県、茨城県、大阪府、高知県で、不登校・発達障害等に関わる、教師、スクールカウンセラー(以下SC)、スクールソーシャルワーカー(以下SSW)、保護者のチームによる教育相談の実践(事例)について検討した。例えば福島県では、研究代表者石隈と分担者鈴木が参加している「福島県子どもの心のサポートチーム協議会」を通して、SCやSSWの派遣先からの情報を得た。教師、Sc、SSW、保護者との連携による不登校の事例での援助の実践は進んでおり、コーディネーター役の教師(養護教諭含む)が教育相談スキルアップ研修会でチーム援助の訓練を受けていることがチーム学校の促進要因になっていることが分かった。被災や転居により心身の課題や経済的な課題をもつ保護者にはSSWとの連携は重要であるが、SSWの配置が少ないこともあり、認知度が低いことが、SSWとの連携の妨害要因の一つである。茨城県では、教師、SCのチームにSSWが参加するときは、教育委員会の指導主事がコーディネーターとして入り支援する。茨城県でもSSWの認知度が低いことが連携の妨害要因となっている・大阪府では、中学校における教師、SC、SSWのチームが、虐待や生徒間性暴力の問題で援助した事例があり、コーディネーター役は生徒指導担当教師であった。生徒指導の教員のコーディネーターとしての機能が促進要因にもなり、妨害要因にもなる。高知県の事例では、教師、SC、保護者の連携において、必要に応じて教育研究所に配置されているSSWが、チームに参加している。チーム援助において、校長のリーダーシップや幼・小・中の連携が促進要因である。以上のチーム援助の実践から、促進要因としてはコーディネーターの力量(およびその養成)、管理職のリーダーシップ、妨害要因としてはSCやSSWの仕事の認知に低さが考えられる。研究代表者と分担者が、福島県、大阪府、茨城県、高知県において、教師、保護者、SC、SSWによる実践(事例)について検討した。研究分担者がSC/SSWとして、連携に関わっているので、実践についてのデータは収集できた。しかしながら、担当者が援助している連携先の学校の問題が重大であったり、福島県では被災・転居に関連してまだ混乱のある場合もあり、「チーム援助に関わったコーディネーター、SC,SSWに対する半構造化面接・自由記述を行い、1教師・保護者、SC、SSWの連携による教育相談の促進要因・妨害要因を、2コーディネーション委員会のマネジメント促進機能、3チーム援助における役割分担意識について検討するという計画」が実施できなかった。

今年度は福島県、大阪府、高知県、茨城県で、不登校・発達障害に関わる、教師、スクールカウンセラー(以下SC)、スクールソーシャルワーカー(以下SSW)、保護者のチームによる教育相談について、SC、SSW、校長、教育委員会の指導主事等に聞き取りを行った。「チーム援助の促進要因」「チーム援助の妨害要因」に焦点をあてた。福島県では、研究代表者石隈と分担者鈴木が、2018年5月、2019年1月に、SC、教育委員会の指導主事および児童子ども支援担当に聞き取りを行った。その結果、促進要因として、「教育相談スキルのあるコーディネーターのチームへの参加」、「校長のSC・SSW活用への理解」があった。大阪府では生徒指導担当に2018年6月、10月に聞き取りを行い、促進要因として「生徒指導担当教員のコーディネーション」、「地域の援助資源としての保護者のネットワーク」があった。茨城県では教育委員会の指導主事に、2018年10月、2019年2月に聞き取りを行い、促進要因として「保護者と学校の関係が悪い場合のSSWの活用」があげられた。高知県では8月に教育研究所所長に聞き取りを行ったところ、促進要因として「校長のSC・SSW活用への理解」「養護教諭のコーディネーション」があげられた。妨害要因は、各県共通して、「SC・SSWの勤務時間数の不足」「SCとSSWの専門性への理解不足」があげられた。また11月アメリカ、カリフォルニア州サンディエゴにおいて比較調査の協力者(Dr.Robinson-Senerutoら)と面会し、調査実施についてアメリカの協力者チームを形成するとともに、調査の進め方について検討した。アメリカの学校では、教育レベルの格差、援助サービスの格差が、各学校区および学校間で大きく、サンプルの選択に工夫が必要であることが示唆された。研究代表者と分担者が福島県、大阪府、茨城県、高知県において、チーム援助の促進要因・妨害要因に関する聞き取りを行ったが、その結果をもとに「チーム学校機能尺度」を作成して実施するところまでいかなかった。その理由として、分担者が聞き取りの協力を得る関係者の学校での状況や福島県での被災・転居に関連する混乱がまだあったことにより、聞き取り調査が遅れたことがあげられる。平成30年度は、福島県、大阪府、茨城県、神奈川県において、チーム援助に関わったコーディネーター、SC,SSWに対する半構造化面接・自由記述調査により、1教師・保護者、SC、SSWの連携による教育相談の促進要因・妨害要因を、2コーディネーション委員会のマネジメント促進機能、3チーム援助における役割分担意識について検討する。そして先行研究とこの調査結果を基盤として、「教師、保護者、SC、SSWのチーム援助の促進要因・妨害要因」「コーディネーション委員会のマネジメント促進機能」「チーム援助における役割分担意識」からなる「チーム学校機能尺度」を作成する。研究開始時は平成30年度を予定していた、日本およびアメリカにおける比較調査は、平成31年度に実施する。ただし日米の調査先との準備(調査先との連携など)は平成30年度に行う。本年度は、平成29年度、30年度の研究結果を踏まえて、「教師・SC・SSW・保護者のチーム援助の促進要因・妨害要因」「コーディネーション委員会の機能」
細胞分化制御遺伝子を導入した培養血管平滑筋細胞の性質の研究

血管平滑筋細胞の分化制御機構を分子レベルで解明することを目的としてE12遺伝子を導入したラット大動脈由来平滑筋細胞を平成5年度中に確立することができた。今年度はその細胞を用いて平滑筋の分化マーカーであるカルデスモン、α平滑筋型アクチンの発現量をそれぞれの抗体を用いてイムノブロット法で調べた。対照として用いた細胞はラット大動脈中膜平滑筋組織から酵素法により得た細胞を継代培養した細胞を用いた。E12遺伝子はRSVベクターに組み込んでリン酸カルシウム法で継代ラット血管平滑筋培養細胞に導入した。この2種類の細胞から蛋白質を抽出し蛋白量を定量後それぞれ同量を電気泳動し、ニトロセルロース膜に転写し抗体反応を行った。カルデスモン、α平滑筋型アクチンの分子量に相当する部分をPDIデンシトメーターで定量を行った。その結果両者に有意差は見られなかった。また最近、ラットのα1及びβ2アドレナージックレセプターのcDNA塩基配列が報告された。そこで両者に特異的なPCR用のプライマーを作製し2種類の細胞からRNAを抽出して逆転写反応を行いPCR(RT-PCR)を行った。そしてBAS2000を用いて定量化するとα1レセプター発現量/β2レセプター発現量の値が対照細胞では低いのに対しE12遺伝子導入細胞では高いという興味ある知見が得られた。以上の結果から培養血管平滑筋細胞は脱分化しておりE12の発現量を増加させるだけでは分化させるのに十分ではないことがわかった。さらに培養条件を検討することでE12のカウンターパートである平滑筋特異的転写因子の発現量を増加させることが必要と考えられる。
非整数分周器を用いた広帯域ディジタル位相同期ループ

本研究では、簡単な回路構成で、極めて広い同期範囲および高速引き込みを実現するDPLLの確立を目的とし、その一手段として非整数分周器を用いた広帯域DPLLを考案した。本DPLLでは、入力周波数に応じて分周比を変化させ、更に非整数分周器によって周波数誤差除去することで入力周波数に適した自走周波数を得ることができる。従って、考案したDPLLは極めて広い初期同期範囲を得ることがきでた。また、周波数誤差の除去後、分周器のリセットにより位相誤差を除去するため、入出力信号の位相を揃え、初期位相誤差を取り除くため引き込み過程が高速に完了する特性を持つ。更に本DPLLは、従来の2値量子化DPLLに非整数分周器を不加しただけであるので、回路構成は非常に簡単である。本研究で考案したDPLLの有用性を確認するために、理論および論理回路レベルでの回路設計・試作による実験から本DPLLの動作と同期範囲、引き込み特性を評価した。その結果、本DPLLは未知の周波数に対しても同期可能であること、高速引き込みが可能であることを明らかにした。従って、一度ある周波数帯に対して本DPLLを設計すれば、無調整で使用することができ、極めて汎用性が高い。更に、本DPLLは高速引き込みも可能であるので、ディジタルデータ通信のビット同期に極めて有効である。
MRIアーチファクトフリーβ型Ti合金の開発

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成29年度は、MRIアーチファクトフリーTi-Bi合金を試作し、組成と磁化率および構成相の相関を調べた。研究当初に計画していた手法でTi-Bi合金の試作を行った。まず、直径10 mmのTi棒の中心部をくり抜いて作製したTi容器にBi粒を充填し、アルゴン雰囲気・500 °C程度で保持し、融解したBiとTi容器を反応させた。しかし、液相のBiはほとんど消費されず、Tiとの反応は確認できなかった。保持時間の増加や設定温度の上昇を試みたが、液相のBiがすべて消費されることはなく、この手法でのTi-Bi合金試作は困難であると考えられた。そこで、アーク溶解炉でのTi-Bi合金の試作に変更し、Bi=1.77.2 mol%の組成範囲でTi-Bi合金を試作した。Bi=1.77.2 mol%で試作したTi-Bi合金の磁化率は、約160200 ppmを示し、Ti(磁化率約180 ppm)とほぼ同等の磁化率であった。Ti-Bi合金の磁化率は、Bi(磁化率-162 ppm)量が増加するにしたがって減少した。また、構成相はいずれの組成も単相であった。以上より、平成29年度は、Ti-Bi合金を試作したが、Ti-Bi合金の磁化率は目標磁化率-9 ppm未到達であった。これは、Ti-Bi合金のBi量を増加させても構成相は単相で、Tiと同じ結晶構造であったことから、磁化率はTiとほぼ同等を示したと考えられた。本研究は平成29年度に初めて取り組んだため、プロセス確立を優先しつつ、1.Ti-Bi合金を試作し評価する、2.Ti-Bi合金の組成と磁化率および構成相の相関を調べる、ことを目標としていた。TiとBiは密度(Ti:4.5 g/cm3、Bi:9.8 g/cm3)の差が大きい、融点(Ti:約1600 °C、Bi:約270 °C)の差も大きいことから、均質に混ぜることは困難と予想されたため、Biのみ融解する低温での合金化を試みた。Ti容器の作製、金属の保持条件設定とTi、Biの拡散の評価、など試行錯誤を繰り返したが、合金化は困難であった。Ti-Bi合金作製過程での試行錯誤は予想以上に多く時間を要した。今年度作製したTi-Bi合金の磁化率は、目標磁化率-9 ppmまで低下させることができなかったが、Bi量の増加にともない磁化率が低下することが分かった。Ti-Bi合金は、常磁性元素(磁化率が正)であるTiに反磁性元素(磁化率が負)であるBiを組み合わせており、構成相は単相でTiと同じ結晶構造あることから、Ti-Bi合金の磁化率は純Tiよりも低くなると予測していた。しかし、組成によっては磁化率180 ppm以上を示す合金が存在し、純Tiよりも磁化率が増加した。合金の磁化率は構成元素の磁化率と組成に依存するが、必ずしも元素濃度に比例しないため、合金組成から磁化率を推測することが可能とは限らないため、解明する余地はあると考えられる。以上より、Ti-Bi合金の試作、磁化率と構成相を明らかにすることができたため、本研究はおおむね順調に進展しているといえる。試作したTi-Bi合金あるいはTi-Bi合金のうち、目標磁化率-9ppmに達成可能でβ型合金となりうる組成が発見できれば、その組成以外のものも含めて詳細な評価を進める。評価対象は構成相(α相、β相、Ti3Biおよびその一部にZrが含まれるもの)、機械的特性(強さ、弾性率、伸び)、化学的特性(耐食性)である。機械的特性は、板状試験片を作製して引張試験により測定する。特にTi3Biの析出量は機械的特性には大きく影響する可能性があり、構成相との相関に注目する。なお、目標弾性率は80 GPa以下、降伏強度は600 MPa以上とする。
地理情報科学を応用した交通環境負荷削減型の都市内地域構造に関する国際研究

本研究は,時空間データと地理情報システム(GIS)を活用して,都市内地域構造と自動車利用の関係を計量的・視覚的に分析し,交通環境負荷削減型の都市内地域構造のあり方を検討することを目的としている.2年目である平成19年度は,初年度の初期的分析を発展させ,都市内地域構造と自動車依存の関係を分析した.ここでは,自動車と公共交通のアクセシビリティ格差が自動車依存を測る指標として有用であることに着目した.そこでまず,異なる都市,交通手段,および時間の間で比較が容易な自動車と公共交通のアクセシビリティ格差の測度を開発した.次に,この測度を用いて,東京,サンフランシスコ,ボストンの都市圏レベルおよび都市内地区レベルのアクセシビリティ格差の度合いを計算して分析し,比較した.さらに,土地利用の変化や公共交通の整備がアクセシビリティ格差に与える影響を,定量的・空間的に例示した.これらの結果,ボストンとサンフランシスコの自動車依存度(自動車と公共交通のアクセシビリティ格差の度合い)は,19902000年の10年間で若干減少したが依然として非常に高いこと,自動車依存度とその経年的変化は都市内構造により大きく異なること,自動車依存度は都市中心部や郊外部の鉄道路線沿線の多くの地区で縮小している一方で,郊外部の幹線道路沿線の多くの地区で拡大していること,自動車依存度が低いと考えられている東京都市圏においても自動車依存度が極めて高い地区が多く存在することなどが明らかになった.さらに,自動車に対して公共交通のアクセシビリティを向上させることが,交通環境負荷の小さい都市内地域構造を実現する上で一つの重要な政策になり得ることを提示した.都市発展形態の異なる日米都市の結果は,先進国だけでなく,成長著しい途上国におけるサスティナブルな都市発展のあり方にも参考になると期待できる.本研究では,日米都市を対象に,時空間データと地理情報システム(GIS)を活用して地区レベルの空間単位から都市内地域構造と自動車利用の関係を計量的・視覚的に分析し,交通環境負荷削減型の都市地域構造のあり方を検討することを目的としている.初年度である平成18年度は,まず(1)日米の時空間データの収集と加工,および(2)既往研究のレビューと整理を行った.日本のデータとしては,東京都市圏の国勢調査,交通センサス,パーソントリップ調査を,米国のデータとしては,ボストンとサンフランシスコ都市圏の国勢調査,国勢調査交通計画パッケージ,ゾーン間通勤時間,鉄道と駅の空間データを準備した.都市構造と交通に関する50本以上の主要な既往研究をレビューし,データベース化した.次に,準備したデータと整理した既往研究を参考に,(3)東京,ボストン,サンフランシスコの3都市に適用可能な分析手法を構築した.時空間データとGISを用いて都市内地域構造と自動車依存に関する指標を作成し,指標統計量の空間的なばらつきとその変化,都市内地域構造と自動車依存の関係とその変化を分析する手法を構築した.次に,(3)で構築した分析手法を適用し,(4)ボストンとサンフランシスコの都市内地域構造と自動車依存の関係を分析した.都市圏全体として自動車依存が極めて高いが,自動車依存度は都市内の地域によりかなりのばらつきがあった.1990年2000年の10年間で都市圏全体の自動車依存度はやや縮小したが,自動車依存度が拡大した地区も多く見られた.最小自乗法と空間回帰分析の結果,都市内地域構造の指標として重要なアクセシビリティ(近接性)と通勤時間に負の関係が見られ,この関係は自動車よりも公共交通に対して大きいことが分かった.次年度は東京都市圏についても分析し,系統的な国際比較を行うことを目標とする.本研究は,時空間データと地理情報システム(GIS)を活用して,都市内地域構造と自動車利用の関係を計量的・視覚的に分析し,交通環境負荷削減型の都市内地域構造のあり方を検討することを目的としている.2年目である平成19年度は,初年度の初期的分析を発展させ,都市内地域構造と自動車依存の関係を分析した.ここでは,自動車と公共交通のアクセシビリティ格差が自動車依存を測る指標として有用であることに着目した.そこでまず,異なる都市,交通手段,および時間の間で比較が容易な自動車と公共交通のアクセシビリティ格差の測度を開発した.次に,この測度を用いて,東京,サンフランシスコ,ボストンの都市圏レベルおよび都市内地区レベルのアクセシビリティ格差の度合いを計算して分析し,比較した.さらに,土地利用の変化や公共交通の整備がアクセシビリティ格差に与える影響を,定量的・空間的に例示した.これらの結果,ボストンとサンフランシスコの自動車依存度(自動車と公共交通のアクセシビリティ格差の度合い)は,19902000年の10年間で若干減少したが依然として非常に高いこと,自動車依存度とその経年的変化は都市内構造により大きく異なること,自動車依存度は都市中心部や郊外部の鉄道路線沿線の多くの地区で縮小している一方で,郊外部の幹線道路沿線の多くの地区で拡大していること,自動車依存度が低いと考えられている東京都市圏においても自動車依存度が極めて高い地区が多く存在することなどが明らかになった.さらに,自動車に対して公共交通のアクセシビリティを向上させることが,交通環境負荷の小さい都市内地域構造を実現する上で一つの重要な政策になり得ることを提示した.都市発展形態の異なる日米都市の結果は,先進国だけでなく,成長著しい途上国におけるサスティナブルな都市発展のあり方にも参考になると期待できる.
慢性閉塞性肺疾患・表現型規定因子の探求―日米比較研究からの発信

慢性閉塞性肺疾患(COPD)には気腫型と非気腫型(慢性気管支炎型)の二つの表現型が存在する本邦では痩せをともなう気腫型、欧米では肥満をともなう非気腫型が多い。しかしこの表現型を規定する因子は明らかにされていない。本研究ではCOPDに表現型におけるAutophagyの役割を検討する目的で、本邦でのCOPD患者の血中Autophagyマーカーを測定し、気腫病変との関連性について検討した。Autophagyの調節因子LC3Bは健常者、喫煙者、COPD患者の順に低下し、気腫病変が高度な程低下していた。全身のAutophagyの機能低下が気腫病変の発症・進展に関与している可能性が示唆された。慢性閉塞性肺疾患(COPD)の肺病変は、気腫型と非気腫型の2つの表現型に大別される。気腫型は本邦に多く見られ、臨床像の特徴としては、栄養障害を伴い、呼吸不全死が多い。非気腫型は欧米に多く、肥満を伴い、心血管関連死が多い。栄養障害や心血管疾患は、COPDの予後を規定する重要な併存症であり、COPDの表現型と併存症は深く関連していると推測されている。GOLDにおいても様々な併存症を伴う全身性疾患として治療を行う重要性が明記されており、COPDの表現型に着目した疾患管理が望まれるが、表現型および併存症を規定する因子については未だ解明されていない。米国Harvard大Choi教授の協力を得て日本と米国のCOPD患者の血液を採取し、両国の患者間の血中マーカーの相違を検討することでCOPDにおける表現型および併存症を規定する因子を探求する。さらに、これらの規定因子とCOPDの病態との関連性を明らかにすることが本研究の目的である。方法:本年度は当科外来通院中のCOPD患者と昨年度登録した健常非喫煙者、健常喫煙者におけるBody Mass Index(BMI),血中アディポネクチン濃度を測定し比較した。結果:1BMI:健常喫煙者と健常非喫煙者の間では有意差は認めなかったが、COPD患者では健常喫煙者および健常非喫煙者に比べ有意に低下していた。2血中アディポネクチン濃度:健常喫煙者では健常非喫煙者にくらべ低下していた。COPD患者では健常喫煙者および健常非喫煙者に比べ有意に高値であった。結論:本邦では喫煙からCOPDを発症・進展する過程でBMIが低下し血中アディポネクチン濃度が上昇すると考えられた。慢性閉塞性肺疾患(COPD)の肺病変は、画像所見上、気腫型と非気腫型の2つの表現型に大別される。気腫型は本邦に多くみられ、臨床像の特徴としては、栄養障害を伴い、呼吸不全死が多い。本年度は本邦の外来通院中のCOPD患者約150名を登録した。あわせて地域の健康調査の際に健常非喫煙者約450名、健常喫煙者約200名、閉塞性障害を有する喫煙者約450名も登録した。外来通院中のCOPD患者は健常非喫煙者に比べBMIが低値で栄養障害が認められた。

米国Harvard大(現Cornell大)Choi教授の協力を得て日本と米国のCOPD患者の血液を採取し、両国の患者間の血中マーカーの相違を検討することでCOPDにおける表現型および併存症を規定する因子を探求する。さらに、これらの規定因子とCOPDの病態との関連性を明らかにすることが本研究の目的である。本年度は自食(オートファジー)について検討を行った。方法:本年度は当科外来通院中のCOPD患者と昨年度登録した健常非喫煙者、健常喫煙者においてオートファジー調節因子であるLC3Bの血中濃度を比較検討した。結果:1健常非喫煙者、健常喫煙者、COPD患者の順にLC3B濃度の低下を認めた。2胸部HRCTで評価した気腫の程度が強い程LC3B濃度は低下している傾向を認めた。結論:本邦に多く認められる気腫型のCOPDでは、喫煙からCOPDを発症・進展する過程において全身でのオートファジー機能が低下し、気腫病変の発症・進展に関与する可能性が考えられた。呼吸器内科1)Harvard大Choi教授がCornell Medical Centerに移動したためautophagyのマーカの測定が遅れている。2)日米の比較にはCOPD患者の重症度分布を合致させる必要があり米国の患者検体を再度登録する必要が生じたため米国の患者検体の測定も遅れている。日米の慢性閉塞性肺疾患患者の比較をするためには両群における閉塞性障害の重症度を一致させる必要があり、現在調整中のため達成度がやや遅れている。本邦のCOPD患者の解析(autophagyのマーカ中心の解析)を行い、米国の患者登録が終了次第米国患者の解析を開始する。日米のCOPD患者の閉塞性障害の重症度を一致させた上で、各種因子を比較し表現型規定因子を特定する。さらにその表現型規定因子と併存症、臨床経過との関連性を検証する。1)Harvard大Choi教授がCornell Medical Centerに移動したためautophagyのマーカの測定が遅れている。以上の理由からマーカ測定に必要な予算を本年度に繰り越した。本邦のCOPD患者の解析(autophagyのマーカ中心の解析)を行い米国の患者登録が終了しだい米国患者の解析を開始する。日米のCOPD患者の閉塞性障害の重症度を一致させた上で、以下の因子を比較し表現型規定因子を特定する。1)アディポサイトカイン(レプチンおよび高分子量アディポネクチンの血中濃度)、2)Autophagy(血漿中のAutophagyのマーカーであるLC3Bの発現量)、3)全身性炎症(TNF-α、IL-6の血中濃度)、4)骨代謝マーカー(形成マーカーのBAP、吸収マーカーのNTXの血中濃度)
環境ストレスによるヌクレオチドプールの恒常性破綻の分子病態と制御機構の解明

我々は、放射線や環境ストレスの標的としてヌクレオチドプールの重要性とその品質維持機構の意義を明らかにした。品質維持機構が破綻するとヌクレオチドプール中に蓄積した損傷ヌクレオチドが核やミトコンドリアゲノムに取り込まれ、突然変異を引き起こすことで発がんや遺伝性の先天性異常を引き起こす。ゲノムに蓄積した損傷塩基はDNA修復により除去されるが、持続的なDNA修復はプログラム細胞死を誘導する。我々は、このような細胞死は発がん抑制に寄与するが、アルツハイマー病や網膜変性などの神経変性を引き起こすことを明らかにした。さらに、損傷ヌクレオシドがバイスタンダー効果のメディエータとして作用することを明らかにした。DNAおよびRNAの前駆体であるヌクレオチドは放射線や生体内外の環境ストレスにより多様な化学修飾を受けるが、その放射線生物影響における意義は不明で、早急に解決すべき課題ある。本研究では、環境ストレスによる修飾ヌクレオチドの生成が引き起こす生体障害を「ヌクレオチドプールの恒常性の破綻」としてとらえ、以下のアプローチで多様な放射線生物応答の制御機構を明らかにする目的で研究を進めている。[1]放射線照射により生成される修飾ヌクレオチドをHPLCおよびLC-MS/MS法で分離、同定する方法を確立した。非放射性同位元素で標識した修飾ヌクレオチドを調製し、これを内部標準とするLC-MS/MS法による定量法を確立した。これらの方法を用いて、in vitroでの修飾ヌクレオチド生成モニタリングとin vivoの修飾ヌクレオチド検出系の確立を進めている。[2]細胞外に放出・分泌される修飾ヌクレオチドとして、ATPの酸化体(2-OH-ATP)に注目し、細胞への影響の解析を進め、Bystander effectsのメディエータとしての可能性を追求している。[3]修飾ヌクレオチド分解酵素を網羅的に探索する目的で、新規修飾ヌクレオチドを調製した。[4]DNA中の修飾ヌクレオチド修復酵素を網羅的に探索する目的で、アッセイ系の確立を進めた。[5]2つの新規ヌクレオチドプール浄化酵素欠損マウス胚性幹細胞を樹立した。[6]神経変性の病態モデルマウスとして3xTG-ADマウスとSOD-TGマウスを導入し、DNA修復酵素及びヌクレオチドプール浄化酵素欠損マウスとの交配を進めている。DNAおよびRNAの前駆体であるヌクレオチドほ放射線や生体内外の環境ストレスにより多様な化学修飾を受けるが、その放射DNAおよびRNAの前駆体であるヌクレオチドは放射線や生体内外の環境ストレスにより多様な化学修飾を受けるが、その放射線生物影響における意義は不明で、早急に解決すべき課題ある。本研究では、環境ストレスによる修飾ヌクレオチドの生成が引き起こす生体障害を「ヌクレオチドプールの恒常性の破綻」どしてとらえ、以下のアプローチで多様な放射線生物応答の制御機構を明らかにする目的で研究を進めている。[1]in vitroでの放射線照射により生成される修飾ヌクレオチドのHPLCおよびLC-MS/MS法による分離、同定を進めるとともに、放射線照射によりin vivoで生成される修飾ヌクレオチド検出系の確立を進めている。[2]細胞外に放出・分泌される修飾ヌクレオチドとして、ATPの酸化体(2-OH-ATP)と脱アミノ化体(ITP)に注目し、さまざまな細胞への影響の解析を進めている。[3]dITPおよびdIDPを分解しヌクレオチドプールから排除するITPAとNUDT16のノックダウンによりヒト培養細胞の増殖が抑制されることを見出し、DNA修復酵素ENDOVとAAGの同時ノックダウンで更なる増殖抑制を認めた.一方、ミスマッチ修復酵素MLH1の欠損によりITPAあるいはNUDT16のソックダウンによる細胞増殖の抑制が解除されることを見出した。[4]Itpaヘテロ欠損マウスとEndoVあるいはMlh1ベテロ欠損マウスの交配により二重遺伝子ホモ欠損マウスの樹立を試みたが、いずれもItpaホモ欠損マウス同様に周産期致死性を示した:Itpa/Mlh1二重欠損胚から線維芽細胞を単離し、増殖能を調べたところItpa単独欠損で見られた増殖抑制の部分回復を確認した。[5]ミトコンドリア神経毒3ニトロプロピオン酸による線条体変性がOgg1あるいはMth1欠損で悪化し、Mutyh欠損で改善することを見出した。神経細胞のミトコンドリアDNAに蓄積した8-oxoGに複製時に誤対合したアデニンがMUTYHにより除去されることでミトコンドリアDNAの崩壊が誘導され、カルパイン依存性に神経細胞が脱落する。一方、ミクログリアの核DNAに8-oxoGが蓄積すると複製時に誤対合したアデニンがMUTYHにより除去され、核DNA中に一本鎖切断が蓄積し、PARP/AIFに依存したミクログリオーシスの増悪が認められた。[6]2つの新規ヌクレオチドプール浄化酵素(DCTPP1, NUDT16)ヘテロ欠損マウスを樹立した。

環境ストレスによるヌクレオチドプールの恒常性破綻が引き起こす生体障害について以下の成果を挙げた。12-ヒドロキシアデノシン(2-OH-Ado)は、細胞内に取り込まれるとアデノシンキナーゼ(ADK)により2-OH-ATPに変換され,細胞増殖の抑制とカスペース依存性のアポトーシスを誘導することがわかった。2ITPA欠損細胞はDNA中にデオキシイノシン(dIno)を蓄積し、細胞増殖を抑制する。DNAおよびRNA中のdIno/Ino除去酵素endonuclease V (EndoV),あるいはヒポキサンチンDNAグリコシラーゼ活性を持つmethyl purin DNA glycosylase (MPG)の欠損はITPA欠損の表現型を増悪したが、ミスマッチ修復酵素(MLH1)欠損は細胞増殖抑制を回避することが明らかになった。3X線を頭部に限定して照射したOGG1/MTH1二重欠損マウスにおいて、野生型では見られない自発運動の低下と海馬神経細胞突起に顕著な8-oxoGの蓄積を認めた。4MTH1/OGG1二重欠損マウスは寿命、発がん頻度ともに野生型マウスと差が認められなかったが,MTH1/OGG1/MUTYH三重欠損マウスでは生後50日からがん死が認められ、多様な臓器における自然発がんと寿命の短縮を認めた。OGG1/MUTYH二重欠損マウスでは、三重欠損マウスに比較して有意な寿命の延長と発がん頻度の低下が認められた。5MTH1/OGG1/MUTYH三重欠損マウスの生殖細胞系列において、G:CからT:Aへの突然変異が野生型の200倍以上の頻度で生じ,さまざまな変異形質をもたらすことが明らかになった。6アルツハイマー病のモデル(3xTg-AD)マウスにMTH1/OGG1の二重欠損を導入したところ認知機能の早期障害を認めた。本研究では,環境放射線と生体内環境ストレスの相互作用を環境ストレスとしてとらえ,放射線によるヌクレオチドプールの恒常性破綻の生体への影響と応答を解明し,ヌクレオチドプールを介した放射線生物影響の概念と制御機構を明らかにすることを目指し,以下の成果を上げた。1放射線を照射された細胞が長期に渡って生成し続ける活性酸素が放射線のBystandereffectsのメディエータの主体であることを明らかにした。2放射線のBystandereffectsのメディエータとしては,放射線を照射された細胞が長期に渡って生成し続ける活性酸素が重要であるが,その活性酸素の標的として細胞外ATPとその分解産物のAdoが重要であることが明らかになった。Adoの酸化体である2-OH-adenosineは細胞外から作用して細胞増殖阻害とアポトーシスを引き起こすが,そのメカニズムとして2-OHーATP認識タンパク質の候補を同定し,MAPKカスケードの活性化の関与を明らかにした。3放射線のBystandereffectsのメディエータとして注目している2-OH-Adoが転写因子FOSB等の発現誘導及び活性化を制御することが明らかになった。
室町時代後末期の五山禅林文壇の研究-伝狩野元信筆「二十四孝図」屏風を端緒に-

徳田進氏の著作『孝子説話集の研究中世編』(昭和38年)で指摘された、伝狩野元信筆、当時すでに所在不明であった「二十四孝図屏風」。『宕陰存稿』によると「四方学儒」が製作に関与したというこの屏風の存在が、本研究の端緒であった。その後、武田恒夫氏により、狩野永徳周辺での製作とされる「二十四孝図」屏風六曲一双が紹介された。そこには、本邦室町時代末期の五山を代表する四学僧の賛がそれぞれ貼付されていたのであった。また、そののち金沢市立中村記念美術館所蔵「古筆手鑑」には、元来屏風に貼付されるべきであった賛色紙が三点押されていることが判明した。こうした新たな展開をふまえ、今年度の研究では、この屏風が聖護院新門主で、関白近衛植家の息、道澄がその亡母の七回忌を期して狩野派(おそらく永徳)に依頼したものであること、その製作には、道澄と親交があり、かつ屏風の賛の作者でもある仁如集堯及び策彦周良が大きく関与をしていたであろうことを、主に五山学僧の側の資史料によって調査・論証した。この調査の過程で、もっとも痛感したのは、国文学研究はもちろん、美術史研究においても政治・思想史研究においても、第一等史料になり得る、如上の室町時代末期の学僧の作品集が一切、集成・利用されていないことであった。したがって、本研究では、基本的諸史料の整備に重点を置いた。即ち、仁如の別集『鏤氷集』の検討、策彦の別集の集成等が主要な作業であった。また、五山学僧が製作に関与したと考えられる多くの「二十四孝図」及び「二十四孝賛」の検討も併せて行った。その過程で、堂上や地下の連歌師や絵師と五山学僧の関係の一端にも研究を進めた。
「1968年」の政治社会的インパクトの国際比較研究

共同研究を通じて確認されたことは、おおむね以下のとおりである。(1)視野の拡大の必要性:いわゆる「1968年」それ自体の検討だけでは不充分であり、50-60年代の政治・社会・経済あるいは当該社会のおかれた国際関係を見る必要がある。その意味で「1968年の脱神話化」が必要であること。(2)「脱神話化」を越えて:にもかかわらず「1968年」固有の意義は等閑視できない。たとえば新自由主義や新保守主義の現出と隆盛も「1968年」抜きには理解できない。問題は、まさに「革命」的な政治的社会的亀裂を残した社会とそうでない社会とを分けた諸要因の検討であり、その意味で(1)で述べた視野の拡大が必要であること。(3)各々の「1968年」の固有のテーマ:「1968年」のインパクトを左右した大きな要因に、それぞれの「1968年」で問題となったテーマの各政治社会における位置価値があげられる。それが大きければ大きいほど「1968年」が惹き起こす「社会的摩擦熱」は上がり、それは大きな政治文化的亀裂を残す。その例がドイツにおけるナチズムの過去である。(4)社会のあり方と「1968年」:いずれの「1968年」も運動それ自体としては敗北するが、その際に一種の弁明として語られた「制度の中への長征」が現実に生じたドイツのような国と、そうでない日本のような国があった。この「長征」を可能にした諸要因を考察するうえで、各国の経済社会あり方や司法のあり方、あるいは「市民的公共性」のあり方=モダンのあり方を検討する必要が確認された。初年度である今年度は、七月、十一月、一月の計3回の研究会を実施し、本共同研究会の研究枠組みを固める作業を行った。そのなかで、研究代表者の野田は、これまでの政治文化論研究の成果を概観し、本共同研究の理論的課題を設定する前提となる報告とともに、西ドイツとスウェーデンでの1968年学生運動の比較に関する報告を行った。「1968年」が政治文化変容の大きな画期となった西ドイツとそうならなかった日本とスウェーデン、さらに後者2国での相違(日本の「臣民型」政治文化の残存、スウェーデンの「68年」以前からの市民型政治文化の存在)の比較がもつ重要性が指摘された。このほか、安野はドイツにおける「1968年」研究の状況、最近日本で出された井関正久氏の『ドイツを変えた68年運動』へのコメント、ドイツの既成左翼と「68年」のかかわりに関する報告を、畑山はフランスにおける「ポスト68年世代」に関する議論についての報告を、神谷は、アメリカにおける60年代の意義の両義性を指摘する報告を、小沢は68年のもつ世界史的意味を近年の新自由主義の問題を指摘しつつ検討する報告ならびにオーストリアにおける「68年」問題に関する報告を行った。また、各国の「68年」の調査のため、野田・安野はドイツ、畑山はフランス、神谷はアメリカでの現地調査を行った。2年目の今年度は、おおむね前年度につくられた研究枠組みに沿って研究活動を遂行した。共同研究会は、6月、10月、2月の計3回実施した。今年度の重点研究項目は、第一に、各国の今日の政治文化や社会のありようの問題におかれた。小沢・神谷は、今日の新自由主義や新保守主義の出発点としての「1968年」の持つ重要性について、それぞれの観点から指摘した。

また、畑山は日欧の比較の視座から、日本における「開発主義プロジェクト」の過成功が日本におけるポストモダン状況に独特の性格を与えたことを指摘する一方、新たにフランスで生じている「68世代」とより若い世代との世代間対立の問題を社会的基盤の変容の問題と関連させながら研究する文献を紹介した。他方、野田は、理論的視角から「68年」問題をどう扱えばよいかというテーマに取り組む一方、ドイツにおける「68年」問題に関する研究状況を調査し、その批判的検討を行った。安野も同様に、近年の歴史学における「68年」の「脱神話化」「相対化」をめぐる議論を紹介するとともに、ドイツ左翼陣営における「68年」のケーススタディを行った。また、こうした研究遂行の必要から、野田はドイツ、畑山はフランス、神谷はアメリカ、小沢はイギリスでの現地調査を行った。共同研究を通じて確認されたことは、おおむね以下のとおりである。(1)視野の拡大の必要性:いわゆる「1968年」それ自体の検討だけでは不充分であり、50-60年代の政治・社会・経済あるいは当該社会のおかれた国際関係を見る必要がある。その意味で「1968年の脱神話化」が必要であること。(2)「脱神話化」を越えて:にもかかわらず「1968年」固有の意義は等閑視できない。たとえば新自由主義や新保守主義の現出と隆盛も「1968年」抜きには理解できない。問題は、まさに「革命」的な政治的社会的亀裂を残した社会とそうでない社会とを分けた諸要因の検討であり、その意味で(1)で述べた視野の拡大が必要であること。(3)各々の「1968年」の固有のテーマ:「1968年」のインパクトを左右した大きな要因に、それぞれの「1968年」で問題となったテーマの各政治社会における位置価値があげられる。それが大きければ大きいほど「1968年」が惹き起こす「社会的摩擦熱」は上がり、それは大きな政治文化的亀裂を残す。その例がドイツにおけるナチズムの過去である。(4)社会のあり方と「1968年」:いずれの「1968年」も運動それ自体としては敗北するが、その際に一種の弁明として語られた「制度の中への長征」が現実に生じたドイツのような国と、そうでない日本のような国があった。この「長征」を可能にした諸要因を考察するうえで、各国の経済社会あり方や司法のあり方、あるいは「市民的公共性」のあり方=モダンのあり方を検討する必要が確認された。
非経験的分子軌道法による気相ダイオキシン類の熱力学的研究及びその反応ダイナミクス

本課題では、熱力学平衡計算及び分子軌道法計算という計算化学的手法を用いて、気相ダイオキシン類の熱力学的研究とその反応ダイナミクスを解析した。具体的な解明項目は以下の通りである。1半経験的分子軌道法PM3ハミルトニアンを用いたダイオキシン類の熱力学パラメータの算定2 C-H-O系におけるジベンゾダイオキシン、ジベンゾフラン及びビフェニルの気相平衡計算3ダイオキシン類の生成・分解挙動に対する酸素及び塩化水素の影響の熱力学的考察4ダイオキシン類の生成・分解挙動に対するSO_2(g)添加効果の熱力学的考察5非経験的分子軌道法計算によるPCDDs生成反応に対する銅の触媒効果の解析6非経験的分子軌道法計算による銅触媒を考慮した高毒性PCDDs生成反応の最小エネルギー経路の算定7非経験的分子軌道法計算を用いた気固不均一系におけるポリ塩化ベンゼンからのPCBs生成の素反応経路の特定8非経験的分子軌道法計算を用いた気固不均一系におけるダイオキシン類前駆物質の塩化反応機構の解明本課題の達成により、(a)高精度を有するダイオキシン類の熱力学パラメータの推算、(b)ダイオキシン類の分解を可能とする実操業条件の提唱、(c)インヒビタ類の添加によるダイオキシン類の抑制の有用性、(d)ダイオキシン類生成反応の支配因子の特定をすることができた。これらの学術的・工業的新規知見は、ダイオキシン類の発生・分解挙動の科学的解明、さらにはダイオキシン類の抑制・分解技術の確立に対して、重要な指針を示すものである。PM3ハミルトニアンの半経験的分子軌道法を用いて、気相ダイオキシン類の熱力学的関数の算出を行った。従来、Benson's Group Addtivity Ruleによりいくつかのダイオキシン類の熱力学的パラメーターが推定されているが、それらは極めて精度の低いものである。本研究では、PM3ハミルトニアンの半経験的分子軌道法を用いて、全てのダイオキシン類(PCDDs,PCDFs,PCBs)ならびにそれらの反応前駆体と考えられる塩化ベンゼン類及び塩化フェノール類の467種の化合物に関する標準生成エンタルピー、標準エントロピー、定圧モル比熱の算定を行った。また、それらの誤差についても言及しており、類似する構造をもつ分子に対する同様の計算から、それらの値が化学的精度(=数kcal/mol)内であることを示した。すべてのダイオキシンの熱力学的パラメーターが化学的精度内で提示されたことは、それらの発生分解挙動の科学的解明研究の上、重要かつ有意義なものである。C-H-O-Cl系におけるダイオキシン類発生分解挙動の熱力学的研究として、ダイオキシン類(PCDDs,PCDFs,PCBs)の生成分解挙動について酸素ポテンシャル及び塩化水素ポテンシャルの観点から検討を行い、ダイオキシン類の生成分解挙動は塩化水素ポテンシャルよりむしろ酸素ポテンシャルに大きく依存すること、酸素不足下かつ高塩化水素ポテンシャル下で多塩素置換のダイオキシン類が極めて多く生成することを明らかにした。さらに、実操業におけるダイオキシン類の生成抑制の条件として十分な酸素かつ高温雰囲気の下、十分な滞留時間と反応場の均一性に留意することを提言した。これらの提言は、ダイオキシン分解技術の開発に重要な指針を示すものであり、その科学的及び工学的意味は大きいと考えられる。熱力学的にダイオキシンが生成しにくい雰囲気下にも関わらず、重金属を触媒としてダイオキシンが生成するという実験報告がなされている。上記の背景に基づき、本研究では非経験的分子軌道法プログラムGaussian98を用いて、最も触媒効果が顕著である銅存在下におけるPCDD生成反応解析及び触媒効果解析を行った。最適化構造及び全エネルギーの算出には混成functionalであるBeckeの3パラメータ形式(B3LYP)を用いた。この計算方法はHartree-Fock法で不得手をされる重金属原子の電子状態を正確に算出可能であり、かつ遷移状態のような活性状態のそれも精度良く記述できるために、様々な反応解析研究に適用されている。