hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
土中温度環境への昆虫概日時計の適応機構を探る

本研究は,タマネギバエの羽化のタイミングを制御する概日時計と温度変化の関係に注目した。このハエは,地下220 cmで羽化し,概日時計を地温の変化に同調させる。土中では深くなるほど温度変化の時刻は遅れてゆくが,同時に1日の温度較差(最高温度と最低温度の差)も小さくなる。タマネギバエは,温度較差が小さくなるほど温度変化に対する羽化時刻を早める(温度較差反応)ことで,どの深さにいても早朝に羽化できる。温度較差反応のしくみは不明であったが,調査を進めるうち,「土中の温度変化に適応した概日時計が,24時間より短い周期を持ち,温度較差の大きさに依存した後退反応を発達させたため」という仮説が考えられた。つまり,「土中の深いところでは小さな較差のために小さな後退が,浅いところでは大きな較差のために大きな後退が起こり,その結果,較差が小さいほど温度変化の時刻に対して羽化のタイミングが早くなる」というものである。そこで,概日時計の後退反応が起こらないと予想できる「24時間より少し短い温度サイクル」を設定した。仮説通り温度較差の大きさに依存した後退反応であれば,24時間より少し短い温度サイクルの下では較差に依存した羽化時刻設定は見られなくなるはずである。そこで,さまざまな周期(T時間)の温度サイクルを与える実験(T実験)を行った。異なる温度較差を持つ21,22,24時間周期の温度サイクル(平均25°C,全暗)の下で羽化時刻を記録したところ,温度較差反応はT=22で弱くなり,T=21で消失した。しかし,T=21では温度上昇直後に羽化のピークが来たため,温度上昇に羽化が直接誘発された可能性があった。温度較差反応はT=24の温度サイクルから一定温度に移し替えた後も見られるので,T=21の条件から25°C一定に移し替えたところ,温度較差反応は見られなかった。これらの結果は仮説を強く支持するものである。T実験に関しては,1時間ごとに温度を変化させる正弦波状温度サイクルでも実験を始めているが,温度変化の回数が大きいと,後退反応が起こりやすくなるようで,追加実験を行う必要がある。また,大きな温度較差を経験した後では,小さな温度較差に反応しにくくなるという新たな性質も見出された。この性質についても検証を行う予定であるが,全体として見ればおおむね順調に進展しているといえる。今後は,温度較差反応が起きるしくみについて,詳細な解析を進めつつ,別の性質についても検証する予定である。タマネギバエの概日時計は,1時間ごとに0.1°C変化して1日全体で1°Cの温度較差を持った正弦波状温度サイクルに反応できる。しかし,0.1°Cの温度変化に反応できるのか,それとも数時間24時間の範囲での温度差に反応しているのか,まだわかっていない。これを明らかにすることも,土中温度環境への昆虫概日時計の適応機構を探る上で重要である。また,わずかな温度変化への応答性は土中では重要であるが,地上へ出た後はノイズとして処理する方が重要であると考えられる。そこで成虫活動の概日時計でも温度変化への応答性がどこまで有効か調査したい。さらに,大きな温度較差を経験した後に小さな温度較差に反応しにくくなるという性質は,入力系の感度だけでなく概日時計の振幅が関わっている可能性が考えられる。大きな温度較差によって概日時計の振幅が大きくなれば,リズムが増強され,弱い刺激に応答しにくくなる,という仮説である。この仮説についても検証を行いたい。仮説に従わない結果が得られた場合,仮説を棄却するか,もしくは部分的な修正を加えた仮説を立て,検証するための実験をそれまで得られた結果をもとにデザインし,実験してゆく。概日時計の振幅は1つの概日時計だけでなく,複数の概日時計の出力の積算であるという考えがある。このとき,強い概日リズムは複数の概日時計の間の同期性が高く,弱い概日リズムは概日時計の間の同期性が低いとみなせる。そこで,キイロショウジョウバエ成虫などで複数発見されている概日時計ニューロンを,羽化直前のタマネギバエでも見出し,概日時計ニューロン間の同期性の調査を行いたい。タマネギバエは,温度較差が小さくなるほど温度変化に対する羽化時刻を早めることで,どの深さにいても早朝に羽化できる。従来,概日時計の温度変化に対する反応は,高温一定条件と低温一定条件を組み合わせた矩形波状24時間温度サイクルの下で調べられる。しかし,このような自然界にはない条件で得られた結果がどこまで概日時計の生態的意義を反映しているか,詳細な検討はなされていない。そこで,恒温器の温度設定を1時間おきに変化するようプログラムして温度を正弦波状に変化させる環境(12°Cの温度較差の場合,1時間に1.2°C,最高温度と最低温度付近で0.6°C変化する)を作った。その上で,さまざまな温度較差の下で羽化時刻を記録し,矩形波状温度サイクルで得られる結果と比較した。

温度サイクルが矩形波状か正弦波状かにかかわらず,温度較差が小さくなるほど温度変化に対する羽化時刻は早まった。同じ温度較差の条件どうしで比較すると,正弦波状温度サイクルでの羽化は,矩形波状温度サイクルでの羽化より12時間早かった。このことから,少なくともタマネギバエでは,温度較差に対する応答性の生態的意義の検討には矩形波状温度サイクルで得られた結果を用いることができるが,羽化時刻の生態的意義の検討に関しては正弦波状温度サイクルで得られた結果も用いる必要があることが示唆された。実際の野外でのさまざまな時期(4月9月)にさまざまな土深(520cm)で得られた羽化時刻の生態的意義の検討や概日時計の振動パターンの推察において,これらのデータは重要な知見となると考えられる。本研究で用いるのはタマネギバエの休眠蛹に3か月以上の低温処理をしたもののため,データを取り始める時期が遅れたものの、導入したインキュベーターを駆使することで遅れを取り戻すことができた。また,一部は来年度予定している実験の予備実験も行っている。しかし,平均温度を低くした場合の結果は出るまで時間がかかるため後々行うことにしており,全体として見ればおおむね順調に進展しているといえる。本研究は,タマネギバエの羽化のタイミングを制御する概日時計と温度変化の関係に注目した。このハエは,地下220 cmで羽化し,概日時計を地温の変化に同調させる。土中では深くなるほど温度変化の時刻は遅れてゆくが,同時に1日の温度較差(最高温度と最低温度の差)も小さくなる。タマネギバエは,温度較差が小さくなるほど温度変化に対する羽化時刻を早める(温度較差反応)ことで,どの深さにいても早朝に羽化できる。温度較差反応のしくみは不明であったが,調査を進めるうち,「土中の温度変化に適応した概日時計が,24時間より短い周期を持ち,温度較差の大きさに依存した後退反応を発達させたため」という仮説が考えられた。つまり,「土中の深いところでは小さな較差のために小さな後退が,浅いところでは大きな較差のために大きな後退が起こり,その結果,較差が小さいほど温度変化の時刻に対して羽化のタイミングが早くなる」というものである。そこで,概日時計の後退反応が起こらないと予想できる「24時間より少し短い温度サイクル」を設定した。仮説通り温度較差の大きさに依存した後退反応であれば,24時間より少し短い温度サイクルの下では較差に依存した羽化時刻設定は見られなくなるはずである。そこで,さまざまな周期(T時間)の温度サイクルを与える実験(T実験)を行った。異なる温度較差を持つ21,22,24時間周期の温度サイクル(平均25°C,全暗)の下で羽化時刻を記録したところ,温度較差反応はT=22で弱くなり,T=21で消失した。しかし,T=21では温度上昇直後に羽化のピークが来たため,温度上昇に羽化が直接誘発された可能性があった。温度較差反応はT=24の温度サイクルから一定温度に移し替えた後も見られるので,T=21の条件から25°C一定に移し替えたところ,温度較差反応は見られなかった。これらの結果は仮説を強く支持するものである。T実験に関しては,1時間ごとに温度を変化させる正弦波状温度サイクルでも実験を始めているが,温度変化の回数が大きいと,後退反応が起こりやすくなるようで,追加実験を行う必要がある。また,大きな温度較差を経験した後では,小さな温度較差に反応しにくくなるという新たな性質も見出された。この性質についても検証を行う予定であるが,全体として見ればおおむね順調に進展しているといえる。
材料強度発現のメカニズム解明のための金属組織を考慮したマルチスケールき裂進展解析

本年度は、本研究の最終目的である金属の結晶組織の不均一性に起因する材料強度発現のメカニズムを解明するために、ミクロ構造を考慮可能なマルチスケールき裂進展解析手法のプロトタイプを開発した。まずマクロスケール解析として小規模降伏状態を仮定した試験片の弾性解析を実施し、き裂先端周辺のマクロ変位場を求めた。次に、得られたマクロ変位場をき裂先端の局所領域内の多結晶体を想定した有限要素モデルに付加し、ミクロスケール解析として結晶粒の異方性や結晶粒界の局所的な応力集中部を考慮したき裂の進展解析を実施した。最後に、ミクロスケールにおける不均一性によって減速と加速を繰り返すき裂の進展速度を平均化することで、マクロスケールにおけるき裂進展速度として算出した。開発した手法の検証のために水素脆化によるき裂進展の問題に適用し、応力拡大係数とき裂進展速度の関係が実験結果と定性的に一致することを確認した。ここで、応力拡大係数とはき裂先端における応力場(もしくは、変位場)の勾配の大きさを表す破壊力学パラメータである。また、結晶すべりが開始される応力値を表す初期すべり抵抗の違いによって、応力拡大係数とき裂進展速度の関係が変化することを確認した。具体的には、降伏応力が小さい材料ではき裂が安定的に成長する段階においては、結晶すべりによってき裂の進展速度が遅くなり、ほぼ一定値となった。これに対して、降伏応力が大きい材料ではき裂の進展速度は応力拡大係数の増加に伴って大きくなった。このことから、本研究の目的である結晶組織の不均一性を反映したき裂進展速度をマクロスケールの値と得られることが可能になったと考えている。前述のように、本研究の目的である結晶組織の不均一性を反映したき裂進展速度をマクロスケールの値と得られることが可能になったため、おおむね順調に進展していると考えている。今年度実施した数値解析例においては多結晶体の一部の粒界のみにき裂が進展することを仮定しているため、今後は任意の位置におけるき裂の発生と任意方向へのき裂の進展を再現できるように開発した手法に改良を加える。具体的には、昨年度開発した「金属材料のミクロ・スケールにおける結晶格子の異方性弾性変形・結晶すべりによる異方性塑性変形・へき開面の破壊を表現した微視的メカニズムに基づく材料構成則」をミクロスケールにおける解析に導入する予定である。本研究を成功させる1つのカギは「金属材料の破壊プロセスを如何に正確に表現するか」であり、このプロセスをどこまで正確に表現できるかによって最終的な材料の強度評価の精度が決定される。そこで、採択者が提案している結合力埋込型構成則を応用し、金属材料のミクロ・スケールにおける結晶格子の異方性弾性変形・結晶すべりによる異方性塑性変形・へき開面の破壊を表現した微視的メカニズムに基づく材料構成則の開発を行った。これにより、結晶方位毎に異なる変形プロセスを弾性から塑性、そして最終的な破断に至るまでの過程を、微視的メカニズムに着目することで無用な近似を行うことなく、網羅的にシミュレート可能とした。一方、ミクロ・スケールにおける材料構成則の開発と並行して、金属材料の基本的な材料特性を取得するために、単調載荷および2つのひずみ振幅における繰り返し載荷を負荷したノッチ付き丸棒の試験を実施した。さらに、材料の破壊プロセスに大きく影響すると考えられる応力三軸を考慮するために、試験片のノッチ半径を3パターンに変化させた。これら計9パターンの実験結果と数値解析の比較から、応力三軸度は塑性変形自体には影響しないが、最終的な材料強度に大きく影響することを確認した。以上の結果として、前述の材料構成則は既に学会発表を行い、論文の執筆まで終えている。また、後述の実験結果につては学会発表を予定しており、さらに破面を電子顕微鏡で観察することでミクロの情報を取得するつもりである。前述のように数値解析に関してはミクロ・スケールにおける材料モデルの構築にとどまっており、マクロ・スケールまで至っていないが、既にこれら2つのスケールをつなぐための検討は開始している。一方、実験に関しては当初の予定通り、基礎的な材料物性の取得は完了したので、今年度は本実験を行う予定である。

このことから、本研究の目的である結晶組織の不均一性を反映したき裂進展速度をマクロスケールの値と得られることが可能になったと考えている。前述のように、本研究の目的である結晶組織の不均一性を反映したき裂進展速度をマクロスケールの値と得られることが可能になったため、おおむね順調に進展していると考えている。今後は、構築したミクロ・スケールにおける材料モデルの解析からマクロ・スケールの見かけ上の材料強度を評価するための新たなマルチスケール解析を開発する予定である。それに先んじて、現在はより単純なマルチスケール解析を用いて本研究で対象とする破壊現象とその代表寸法の関係について調査している。この結果に基づいて本研究の破壊現象を取り扱うのに最も適したマルチスケール解析を構築する予定である。また、構築した解析手法の精度検証を行うために、前述の通り今年度から材料の破壊靭性値を測定するための実験を行う。今年度実施した数値解析例においては多結晶体の一部の粒界のみにき裂が進展することを仮定しているため、今後は任意の位置におけるき裂の発生と任意方向へのき裂の進展を再現できるように開発した手法に改良を加える。具体的には、昨年度開発した「金属材料のミクロ・スケールにおける結晶格子の異方性弾性変形・結晶すべりによる異方性塑性変形・へき開面の破壊を表現した微視的メカニズムに基づく材料構成則」をミクロスケールにおける解析に導入する予定である。当初計画では本実験のための装置を初年度に開発する予定であったが、予算削減にともなって装置の設計を見直す必要が生じた。これによって、初年度は予定していなかった実験装置の設計に時間を要してしまい、それを作成するのに必要な物品を調達できず、既製品である冶具のみを購入するにとどまった。そのため、本年度以降に随時必要な物品の購入を行う予定である。
ローズマリー由来酸化ストレス防御活性化成分の新規機能に関する研究

本研究では生体における酸化ストレス防御に関する因子を活性化するローズマリー由来成分カルノシン酸の新規機能を検討した。カルノシン酸はラット動脈片を用いたex vivo血管新生モデルにおいて微小血管成長を抑制した。さらにヒト臍帯静脈由来血管内皮細胞における管腔形成、細胞増殖、細胞遊走も抑制した。以上より、カルノシン酸は血管新生抑制効果を示し、酸化ストレスや血管新生が関与する疾病の予防・治療に有効である可能性が示された。生体における酸化ストレス防御系において中心的な役割を果たすことから,近年非常に注目されている転写因子としてNrf2(nuclear factor erythroid 2 related factor 2)がある。このNrf2を活性するローズマリー由来の食品成分が血管新生抑制作用を有することを申請者は見出した。血管新生と酸化ストレスは共に疾病発症に深く関与していることから,血管新生抑制作用を有し,かつ生体の酸化ストレス防御系を活性化するこの機能成分は健康維持に有益である可能性が極めて高い。本研究では,ローズマリー由来の酸化ストレス防御活性化成分の血管新生抑制作用について細胞・分子レベルでの詳細な機序解明と病態モデルでの有効性について検討し,実際の食生活での活用に役立つ情報を得ることを目的とした。本年度は,カルノシン酸の血管新生抑制の作用機序について細胞レベルで検討した。血管新生モデルで使用されるヒト臍帯静脈由来血管内皮細胞(HUVEC ; human umbilical vein endothelial cells)を用いたin vitroモデルにて,血管新生の重要な過程である細胞遊走,増殖,管腔形成に対する影響を検討した。その結果,カルノシン酸はHUVECにおける細胞遊走(10μM≧),細胞増殖(10μM≧),血管様構造構成(50μM≧)を抑制した。また,カルノシン酸と同様にローズマリー由来成分であるカルノソールについても検討し,血管新生抑制作用を示し,HUVECの機能を抑制することを明らかにした。さらに血管内皮細胞情報伝達系に対するカルノシン酸の影響について分子レベルで解析し,平成22年度研究実施への予備データを得た。血管新生と酸化ストレスは共に疾病発症に深く関与していることから、血管新生抑制作用を有し、かつ生体の酸化ストレス防御系を活性化する機能成分は健康維持に有益である可能性が極めて高い。本研究では生体における酸化ストレス防御系において中心的な役割を果たす転写因子Nrf2を活性するローズマリー由来の食品成分が血管新生に与える影響を検討し、カルノシン酸が強力な血管新生抑制作用を有することを見出した。またカルノシン酸と同様にローズマリーに含まれる抗酸化成分カルノソールも血管新生抑制作用を示すことが明らかになったが、その効果はカルノシン酸の方が強力であった。さらにカルノシン酸の機能成分としての有効性を個体レベルで評価する手がかりを得るために、血管新生および酸化ストレスが病態の発症・進行に深く関与している癌に対する影響を検討した。ガン細胞として卵巣腫瘍細胞株SKVO3を用いて、定量リアルタイムPCR法により血管新生に関連した因子の発現変動を調べた結果、カルノシン酸処理により血管内皮細胞増殖因子VEGFの発現が変動する可能性が示された。以上より、カルノシン酸は酸化ストレス防御活性化成分として強力な血管新生抑制効果を示すことが明らかになり、機能成分としての有効性が示唆された。
過活動膀胱は動脈硬化と関連しない低活動膀胱発症の危険因子か

動脈硬化による骨盤内血流低下は過活動膀胱を発生させ、その後に低活動膀胱へ移行すると考えられている。動脈硬化の存在しない条件下で排尿筋過活動自体が排尿筋低活動を発症させる可能性を、ラットを用いて検討した。10週齢雌性ラットの膀胱内にカルバコールを持続注入して排尿筋過活動モデルを作製した。カルバコール膀胱内持続注入により頻尿、一回排尿量の減少を認め、膀胱条片の高カリウム刺激、カルバコール添加、経壁電気刺激による収縮力は膀胱壁の単位重量あたりで評価するとコントロール群に比較して低下していた。動脈硬化の存在しない条件下で排尿筋過活動は排尿筋低活動を誘導することが示唆された。この十数年間、下部尿路機能障害分野における研究の主題は過活動膀胱であった。しかし近年、低活動膀胱が注目されて来ている。それは膀胱出口部閉塞がない状態での排尿障害の主な原因として重要であり、治療薬の数や効果も限られていることから、低活動膀胱の原因を明らかにして、原因を除外し、低活動膀胱の発症を抑制するのが、現時点では最も実現性の高い低活動膀胱へのアプローチであると考えられる。低活動膀胱の発症機序としてもっとも支持されている仮説が動脈硬化であり、膀胱(骨盤内臓器)の血流障害は過活動膀胱を発症させ、さらに血流障害が進行すると低活動膀胱に移行するという考えである。しかし過活動膀胱と低活動膀胱の関連に関する詳細な機序は不明なままであり、本研究は過活動膀胱による頻回の排尿筋収縮(膀胱内圧の上昇)自体が低活動膀胱の原因となり得ないか、検討することである。雌性Sprague-Dawley (SD)ラット12週齢を用いて尿路上皮の知覚亢進による過活動モデルを作製している。SDラット膀胱の頂部から薬剤注入用のカテーテルをハロタン麻酔下に留置し、浸透圧ポンプを用いてプロスタグランディン(PG)E2またはカルバコール(CCh)を膀胱内に持続注入した。種々の濃度を試し、頻尿になる注入濃度について代謝ケージを用いた実験で明らかにして来ている。そして、膀胱内圧測定によっても膀胱容量がコントロール群(膀胱内に生理的食塩水を注入した群)の60%程度になることを確認した。現在は注入する薬剤濃度と予定している膀胱内投与期間(24週間)との関連で、どの薬剤をどの濃度で投与するのが最適なのか長期投与の際の投与条件を検討中である。長期24週間(6ヶ月)投与による過活動膀胱ラットモデルの完成が近いことから、“やや遅れている"と判定した。モデルの完成が非常に労力を要する実験の肝心な部分であり、モデルが完成すれば予定の残りの実験は期間内に可能と考えている。近年、低活動膀胱が注目されて来ている。しかし過活動膀胱と低活動膀胱の関連に関する詳細な機序は不明なままであり、本研究は過活動膀胱による頻回の排尿筋収縮(膀胱内圧の上昇)自体が低活動膀胱の原因となり得ないか、検討した。雌性Sprague-Dawley (SD)ラット10週齢を用いて尿路上皮の知覚亢進による過活動モデルを作製している。排尿反射を誘発する膀胱内注入薬剤としては予備実験の結果からCChが適しており、種々の濃度で実験を行いCCh 1 nmol/時間が代謝ケージで測定した排尿回数から至適な時間当たりの投与量と判断した。当初、6ヶ月間の長期投与を予定していたが、薬剤注入ポンプ埋め込み後4週間で注入ポンプによる皮膚のびらんが生じるラットを認めたため実験は4週間を目安にして行った。CChの膀胱内注入によって頻尿となり、注入開始後4週間で膀胱を摘出した。膀胱重量は約2倍になり、膀胱壁の肥厚を認めた。組織バス実験では膀胱条片のCCh収縮、高カリウム収縮、電気刺激による収縮力は条片当たりでは膀胱内CCh注入ラット(膀胱知覚刺激による過活動膀胱モデルラット)で収縮力の亢進を認めたが、重量単位では有意な収縮力の低下を認めた。膀胱知覚刺激による過活動膀胱が膀胱収縮力の低下、長期的にみれば低活動膀胱の原因となることが示唆された。長期24週間(6ヶ月)投与による過活動膀胱ラットモデルに関しては実現可能であるとほぼ確信できる状況であることから、現行の実験を継続する。予定に変更はない。医歯薬学
不斉触媒能をもつ含ヘテロ原子不斉配位子の開発研究

1.ピロールおよびチオフェンを出発原料に用いて,光学活性ピロールスルホキシド,チエニルスルホキシドを合成した.得られたスルホキシドを,カルコンに代表されるα,β-不飽和カルボニル化合物への不斉1,4-付加反応の低移動順位リガンド(“ダミ-リガンド")に用いて有機銅試薬を調製し,反応を検討した.1,4-付加体のe.e.は,最高で19%であり,高い不斉誘起は見られなかった.しかし,スルホキシドをダミ-リガンドに用いる反応は,これまで行われたことがなく,興味ある内容を提供している.スルフィニル基をもつ福素5員環内に窒素原子や硫黄原子を組み込んだキラルリガンド(配位子)の合成ルートを目下開発中である.2.ボルニル骨格に着目し,2-exo位,3-exo位に,それぞれ酸素原子,窒素原子を導入したボルニル化合物[キラルリガンド(配位子)]を合成した.ベンズアルデヒドへのジエチル亜鉛による不斉付加反応における不斉触媒能を調査したところ,20モル%のリガンドで高い不斉誘起(88%e.e.)が観測された.本ボルニル化合物(リガンド)の不斉触媒能が発揮されたことから,さらに親和性の高いリガンド開発の道が開かれた.この方法論に立脚し,ボルニル骨格の10位,2位,3位にヘテロ原子を組み込んだリガンドの合成と,二重結合を有する各種の化合物への不斉水素化反応における触媒としての有用性を検討中である.1.ピロールおよびチオフェンを出発原料に用いて,光学活性ピロールスルホキシド,チエニルスルホキシドを合成した.得られたスルホキシドを,カルコンに代表されるα,β-不飽和カルボニル化合物への不斉1,4-付加反応の低移動順位リガンド(“ダミ-リガンド")に用いて有機銅試薬を調製し,反応を検討した.1,4-付加体のe.e.は,最高で19%であり,高い不斉誘起は見られなかった.しかし,スルホキシドをダミ-リガンドに用いる反応は,これまで行われたことがなく,興味ある内容を提供している.スルフィニル基をもつ福素5員環内に窒素原子や硫黄原子を組み込んだキラルリガンド(配位子)の合成ルートを目下開発中である.2.ボルニル骨格に着目し,2-exo位,3-exo位に,それぞれ酸素原子,窒素原子を導入したボルニル化合物[キラルリガンド(配位子)]を合成した.ベンズアルデヒドへのジエチル亜鉛による不斉付加反応における不斉触媒能を調査したところ,20モル%のリガンドで高い不斉誘起(88%e.e.)が観測された.本ボルニル化合物(リガンド)の不斉触媒能が発揮されたことから,さらに親和性の高いリガンド開発の道が開かれた.この方法論に立脚し,ボルニル骨格の10位,2位,3位にヘテロ原子を組み込んだリガンドの合成と,二重結合を有する各種の化合物への不斉水素化反応における触媒としての有用性を検討中である.
副詞からみたミニマリスト・プログラムの理論装置:言語理論の構築に向けて

研究計画に従い、ミニマリスト・プログラムの枠組みにおいて、副詞について通時的・共時的観点から研究を行い、従来とは異なるいくつかの分析結果を得ることができた。通時的には、コーパスを用いてデータを蓄積し、副詞の歴史的発展について、説明を与えることができた。また、帰結として言語の基盤となる節構造について、周辺機能範疇(Mood, Mod)などの妥当性を示すことができた。さらに、周辺機能範疇と核機能範疇という二種類の機能範疇の違いが歴史的な背景において説明可能となった。共時的には、おもに英語の認識様態副詞、発話行為副詞の意味的・統語的ふるまいについて再度検証した。そして、従来主流となっていたspecifier-based analyses, scope-based analysesとは全く異なる種類のphase-based analysesを提案した。これは、副詞の分析において誰も発表していない新しい分析法である。また、提案された節構造が理論的枠組みを超えて妥当なものであるという知見をえることができた。本研究の目的は、副詞の特性を精緻に記述した上で、副詞の統語的・意味的振る舞いからミニマリスト・プログラムにおける理論装置を検証し、言語システムの構築を目指すものである。本年度は、この目的を達成するために、研究計画に従い次の2点について行った。1.ミニマリスト・プログラムに関する基本的概念及びその枠組みにおける言語事実への具体的適用の仕方等について先行研究を分析することによって、ミニマリスト・プログラムの理論装置の分析・整理を行った。2.ヘルシンキ、ブラウン、FOB、FLB等のコーパス資料から基盤となる認識様態副詞の通時的・共時的言語データを収拾し、副詞の分布毎に分類した。これらの研究から次の知見を得た。1.Chomsky(2005)における最新のミニマリストプログラムの枠組みのもとで、副詞の認可方法を再検証し、認識様態副詞は主要部となる周辺機能範疇によって一致(Agree)のもと認可されるということが新たに提案できた。この提案は副次的に周辺機能範疇の存在を支持する立場を明らかにできた。2.コーパスを用いた認識様態副詞の歴史的発達を分析することによって、(1)認識様態副詞は初期近代英語期に出現したこと(2)分布の変化が意味の発達に平行していることを示すことができた。これを元に、周辺機能範疇が近代英語期に出現したということを提案し、上記1で提案したミニマリストプログラムに基づく副詞の認可システムの妥当性を歴史的観点から補強することができた。これらの研究成果は、1.日本英語学会第24回大会(2006.11.東京大学)におけるシンポジウムでの発表(「定形説における機能範疇の出現:文副詞の認可を中心に」)、及び論文2.「現代英語における認識様態副詞の分布:probablyを事例として」、3."A Corpus-based Study of Epistemic Adverbs in Early Modern English"の3点によって具体的成果として発表した。本研究の目的は,副詞の特性を精緻に記述した上で,副詞の統語的、意味的振る舞いからミニマリスト・プログラムにおける理論装置を検証し,言語システムの構築を目指すものである。本年度は,この目的を達成するために,次の3点について行った。1.理論装置の構築について,昨年度は主に歴史的観点からその妥当性について検証したが,本年度は特に現代英語の統語的、意味的振る舞いを詳細に検証することで共時的観点からの妥当性を研究した。特に認識様態副詞、発話行為副詞の平叙文および疑問文における統語的振る舞いから本研究で提案されている理論装置の妥当性が示された。この研究ではこれまで散逸していた平叙文、疑問文におけるデータを統一的に示すことによって副詞の分布についての特性がさらに明らかになったという副次的成果も得られている【この研究成果については現在執筆中である】2.提案されている理論装置が,単にミニマリストプログラムという枠組みだけでなく,談話構造という別の枠組みにおいても妥当ではないかということを示唆することができた。これによって,ここでの理論装置がより普遍的な意味をもつということが示された。【この研究成果については,日本英文学会第59回中部支部大会シンポジウム(2007.10.愛知淑徳大学)での発表および論文『副詞からみた統語構造と発話の階層構造』にて具体的成果として発表】3.提案されている理論装置について日本語からのアプローチを開始。

本年度は日本語の副詞についての基本的データの採取と先行研究の検証を行った。最終年度の目標である日本語からのアプローチを完成させるための前段階として意義を持つものであった。【この研究成果は書評論文「仁田義雄『副詞的表現の諸相』として発表】本研究の目的は、副詞の特性を精緻に記述した上で、副詞の統語的・意味的振る舞いからミニマリスト・プログラムにおける理論装置を検証し、言語システムの構築を目指すものである。本年度は、前年度に積み残した問題について、新たな見地からこの目的を達成するために次の3点について行った。1.歴史的観点からの理論を補強するために、Roberts(2008)を書評としてまとめた。【この研究成果は書評[Roberts (2008)Diachronic Syntax】として、『近代英語研究』(近代英語協会)に掲載される(2009.5)】2.本研究では、従来の分析とは異なる新たな仕組みを副詞分析に提案している。その妥当性をさらに検証するために、従来主力となっていた指定辞分析を推進する有力な研究書について精査し、問題点をあらためて指摘、本研究の妥当性を補強した。【この研究成果については書評:Haumann(2008)Adverb Licensing and Clause Structures in Englishとして現在ある雑誌に投稿、審査を受けているところである】3.理論装置の構築について、昨年度はAgreeという観点から副詞についてアプローチしたが、いくつかの問題点が発見されたため、方向転換をした。その結果、c-commandという、よりprimitiveな構造型およびミニマリストの核となるPICの相互作用によって副詞の分布を説明できるのではないかとの知見が得られた。この知見によってミニマリスト・プログラムの理論装置において意味解釈に関わる言語事実においてもc-commandという構造型が必要であるという副次的成果も得られている【この研究成果については現在、一次審査を通り、再審査を受けているところである】
カンジダにおけるアポトーシス機序の解明と新規治療戦略の開発

病原真菌Candida glabrataにおいて、酸化ストレス応答に重要な転写因子Skn7の機能解析を行った。Skn7欠損株はH2O2などのストレス応答に必要な標的遺伝子の発現が誘導されず、酸化ストレスに感受性となった。Skn7は、別の転写因子CgAP1とは独立した機能を持っており、その欠落は病原性の低下にもつながることがマウスモデルで確認された。アポトーシスにおける酸化ストレス応答能の役割について現在研究を進めている。酵母細胞だけでなく、病原性真菌であるカンジダにおいてもアポトーシス機能を保持していることが明らかになったため、その分子生物学的機序の解明を目指して究を行っている。哺乳類同様に、カスパーゼまたはその類縁分子がアポトーシスの中心的役割を担っていると考えられたため、我々が以前開発した酵母細胞を用いたスクリーニングシステムを利用して、ヒトカスパーゼと同じ基質を持つプロテアーゼの検索を行った(ゲノムDNAのライブラリーを作製し、ヒトカスパーゼの機能的ホモログを検索した。)カンジダでは該当する分子が検出されなかったため、類似分子であるメタカスパーゼをクローニングして、遺伝子欠損株と過剰発現株を作製した。メタカスパーゼの過剰発現のみではアポトーシスは誘導されないが、酸化ストレスなどの存在下では有意にアポトーシスが惹起され、メタカスパーゼ欠損株ではこの現象が抑えられることを確認した。また、メタカスパーゼの欠損のみでは病原性に影響を及ぼさないことが明らかになった。その後、メタカスパーゼ依存性アポトーシスのシグナル伝達経路の解明を目指し、いくつかの遺伝子欠損株を作製に成功した。現在、これらの株を使用して、アポトーシス誘導物質のスクリーニングを行っている。これらは病原性真菌において初めての発見であり、将来的に病原性真菌に特異的なアポトーシス誘導機序が解明できれば、新規薬剤の開発に有用な情報をもたらすと期待される。本研究の最大の目標は、病原真菌であるカンジダのアポトーシス機序を解明し、臨床応用への検討を行うことである。前年度にCandida glabrataのMCA1(metacaspase1)遺伝子欠損株と過剰発現株の作製に成功したため、今年度はその表現型の解析を行った。MCA1の単独欠損のみでは各種薬剤に対する感受性や病原性に大きな変化を与えないことが明らかになった。アポトーシスと細胞壁との関連性について検討するため、種々の細胞壁合成阻害剤に感受性を示す遺伝子欠損株を作製した。細胞壁合成阻害剤に感受性を示した株の表現型解析を行い、各シグナル伝達経路の上位性について、その一部を明らかにした。これらの株でアポトーシスを誘導し、細胞壁とアポトーシスの関連性について今後も研究を継続していく予定である。酵母細胞では酸化ストレスの存在下でmetacaspase依存性のアポトーシスが誘導されるが、病原真菌細胞における酸化ストレス応答能とアポトーシス誘導の関連性は未解決の分野である。酵母細胞ではAP1やSKN7が酸化ストレス応答に重要な転写因子とされている。まずは、酸化ストレス応答能に必要なシグナル伝達経路をC. glabrataで確認するために、これらの遺伝子欠損株をC. glabrataで作製したところ、両株ともに高度のH2O2感受性を示すことが確認された。また、AP1欠損株は病原性の低下を認めなかったが、SKN7欠損株はマウスのカンジダ血症モデルにおいて有意に病原性の低下を認めた。酸化ストレスの存在下で種々の標的遺伝子の発現がSKN7欠損株では低下していることが確認された。これらのデータは病原真菌における酸化ストレス応答能と病原性、細胞死メカニズム解析の第一歩として有用なものであると考えられ、現在英文専門誌Mycopathologiaに投稿中である。
セルフアブレイシブキャビジェットによる岩石堀削法

本年度は,まず,昨年度製作した実験装置のアブレシブノズルとウォータージエットノズルの軸心合わせの精度を改善し,次に,カッティングスの詰まりを改善するために混合室の大きさの異なる三種類のノズルシステムを作製し,花崗岩に対して回転切削実験と送り・回転切削試験を行った.また,噴射方向の異なる二つのノズルを比較するために黄銅試料に対しても回転切削試験を行った.本年度に得られた主な研究成果は以下の通りである.1)ガーネット砂を用いた黄銅試料に対する回転切削試験により,壊食量はウォータージェットのスタンドオフディスタンスよりはアブレシブノズルのスタンドオフディスタンスに依存し,アブレシブノズルのスタンドオフディスタンスが小さいほど壊食量が大きいこと,ならびに噴射角が7.5°のノズルの方が噴射角が25°のノズルよりも大きな切削深さが得られることを明らかにした.2)花崗岩の回転切削試験により,本切削システムではカッティングスの循環システムがない場合に比較して約3倍の切削体積が得られること,ばらつきはあるもののアブレシブノズルのスタンドオフディスタンスとともに切削深さが大きくなるのに対して切削幅が小さくなるために,切削体積はあるアブレシブノズルのスタンドオフディスタンスで最大になること,さらには,回転速度が大きいほど研磨材として有効な粒径のカッティングスが多く生成されるために切削性能が向上することを明らかにした.3)送り量を一定にして行った花崗岩の回転・送り切削により,本研究の範囲内では,送り速度が大きいほど単位時間あたりの切削体積が大きくなることを明らかにした.このことは,本切削システムのポジティブフィードバックが実際に機能していることを意味している.また,回転速度が一定の場合,送り速度が大きいほど有効に使われない大きなカッティングスがより多くなることから,送り速度に応じて回転速度を上げることによりさらに大きな切削速度が得られることを明らかにした.本年度は,セルフアブレッシブキャビジェットの中心部分であるカッティングスの循環が実際に起こるかどうかを知るための二次元可視化実験とともに2個のノズルを有する切削システムを作製し,ノズル送りをしない条件での回転切削実験を行った.可視化実験から,カッティングスの循環はアニュラス部を上昇する水の流量と粒子の沈降速度の大小関係により決まり,大きいカッティングスは循環し,小さなカッティングスはそのまま上昇して排出されることを確認した.また,ボアホール底部に四角形の隅角部があるとそこにカッティングスが滞留することから,ボアホール底部隅角部は丸い方が有利であることが分かった.可視化実験から得られた知見をもとに,噴射角度が異なる2個のノズルを有する切削装置を設計・制作し,低速回転による岩石の切削実験を行った.その結果をまとめると以下のようである.1)循環システムを有しない場合と比較すると,砂岩の掘削体積で35%,切削深さで10%,花崗岩の掘削体積で53%,切削深さで9%の性能向上が得られた.2)ある程度のカッティングスが生成すれば,そのカッティングスが新たなカッティングスを生じさせて掘削性能が更に向上するというポジティブフィードバックが起こっていることが確認された.3)アブレシブノズルにカッティングスが詰まると切削性能は著しく低下する.従って,アブレシブノズル径はある程度大きくする必要がある.4)効果的な掘削を行うためにはスタンドオフディスタンスの選択が重要である.次年度に行う送り・回転切削では新たなカッティングスが連続的に生じるが,最適なスタンドオフディスタンスを選択するとともにノズルシステムが進行できる掘削形状にするためのノズル配置を設計する必要がある.本年度は,まず,昨年度製作した実験装置のアブレシブノズルとウォータージエットノズルの軸心合わせの精度を改善し,次に,カッティングスの詰まりを改善するために混合室の大きさの異なる三種類のノズルシステムを作製し,花崗岩に対して回転切削実験と送り・回転切削試験を行った.また,噴射方向の異なる二つのノズルを比較するために黄銅試料に対しても回転切削試験を行った.本年度に得られた主な研究成果は以下の通りである.1)ガーネット砂を用いた黄銅試料に対する回転切削試験により,壊食量はウォータージェットのスタンドオフディスタンスよりはアブレシブノズルのスタンドオフディスタンスに依存し,アブレシブノズルのスタンドオフディスタンスが小さいほど壊食量が大きいこと,ならびに噴射角が7.5°のノズルの方が噴射角が25°のノズルよりも大きな切削深さが得られることを明らかにした.2)花崗岩の回転切削試験により,本切削システムではカッティングスの循環システムがない場合に比較して約3倍の切削体積が得られること,ばらつきはあるもののアブレシブノズルのスタンドオフディスタンスとともに切削深さが大きくなるのに対して切削幅が小さくなるために,切削体積はあるアブレシブノズルのスタンドオフディスタンスで最大になること,さらには,回転速度が大きいほど研磨材として有効な粒径のカッティングスが多く生成されるために切削性能が向上することを明らかにした.3)送り量を一定にして行った花崗岩の回転・送り切削により,本研究の範囲内では,送り速度が大きいほど単位時間あたりの切削体積が大きくなることを明らかにした.このことは,本切削システムのポジティブフィードバックが実際に機能していることを意味している.また,回転速度が一定の場合,送り速度が大きいほど有効に使われない大きなカッティングスがより多くなることから,送り速度に応じて回転速度を上げることによりさらに大きな切削速度が得られることを明らかにした.
社会学年報学派による宗教研究の再検討

近代宗教学思想の展開に大きな役割を果たした、デュルケーム、モース、ユベールら社会学年報学派の宗教研究を再検討した。とくに、彼らの共同作業の内実に着目し、当時の社会的・思想的コンテクストをも参照しつつ分析を進めた結果、学派に共通する宗教研究の枠組みが、『社会学年報』のアナリーズ(書評)欄の構成に体現されていること、またユベール、モースとデュルケームの緊密な共同作業に基づく「供犠の本質と機能に関する試論」(1899)の生成過程のなかに、このような共通の枠組みの始点が存在することが明らかとなった。本研究は、19世紀末から20世紀初頭にかけてのフランス社会学年報学派による宗教研究のあり方を検証し、宗教学に視点からその意義を再検討することを目的としている。平成17年10月の交付決定以降、まず、フランス国立図書館(La Bibliotheque nationale de France)のテクスト・サイトGallicaから、『社会学年報』Annee sociologique vol.1-12の全テクストをダウン・ロードし、その構成の変遷を精査する作業の中で、社会学年報学派内における宗教研究の位置づけを確定し、さらにデュルケーム、ユベール、モース、エルツによる宗教研究の全体的な枠組みを、詳細に検討中である。その一方で、社会学年報学派による宗教研究の一つの出発点を形作る、ユベールとモースによる論文「供犠の本質と機能に関する試論(Essai sur la nature et la fonction du sacrifice)」(1899)の内容を集中的かつ多角的に検討し、あわせてイヴァン・ストレンスキー『供犠をめぐる争い』(Ivan Strenski, Contesting Sacrifice : Religion, Nationalism, and Social Thought in France,2002)やロバート・アラン・ジョーンズ『トーテムの秘密』(Robert Alun Johnes, The Secret of Totem : Religion and Society from Mclennan to Freud,2005)等、宗教学的視角からの議論を参照しつつ、当時のフランス社会における供犠研究、さらにはトーテミスム研究の社会的・政治的意味を考察中である。これらの作業を通じて、『宗教生活の基本形態』(1912)へと結実するデュルケームによる宗教研究の形成過程に、ユベール、モースらの宗教研究が、相互に複雑に絡み合って影響を及ぼしあっている具体相が、徐々に浮かび上がってきた。これらの研究成果をさらに発展させてまとめた上で、来年度には論文として発表していと考えている。本研究は、19世紀末から20世紀初頭にかけてのフランス社会学年報学派による宗教研究のあり方を検証し、宗教学の視点からその意義を再検討することを目的としている。本年度はまず、『社会学年報』全12巻の宗教社会学セクションの項目の変遷を詳細に検討し、さらにユベールとモース,デュルケームによる関連文献を渉猟しつつ、宗教的表象=信念と宗教的実践=儀礼、社会組織、並びにそれらを包摂する全体的な宗教体系の概念という、4つのカテゴリーが、1904年頃から、社会学年報学派に共有される宗教研究の枠組みとして定着していく過程を解明した。この作業の成果の一端は、「社会学年報学派の宗教学思想・序説」と題して印度学宗教学会第49回学術大会(於大正大、2006.6.10)において口頭で発表し、さらに社会的背景の問題をも視野に収めながらその内容を拡充・深化させて論文「社会学年報学派の宗教学思想・序説-『社会学年報』宗教社会学セクションの構成を中心に」(『島根大学教育学部紀要』40、2006.12、pp.92-108)として公表している。この基礎的な作業をふまえて、ユベールとモースによる1899年の論文「供犠の本質と機能に関する試論(Essai sur la nature et la fonction du sacrifice)」の生成過程を、モース宛のデュルケームの書簡なども参照しながら検討した。その結果、ユベールとモースの実質上の処女作であるこの論文には、供犠をとらえる基本的な視角などをめぐって、デュルケームによるかなり積極的な関与が存在することが明らかとなった。その成果の一端は、「ユベール・モース供犠論の生成」と題して目本宗教学会第65回学術大会(於東北大、2006.9.18)にて、口頭で発表した。とりわけ、社会学年報学派に共有された宗教研究の枠組みの析出は、内外に例を見ない独創的な研究成果と言い得る。本年度は、前年度の作業の継続として、『社会学年報』の宗教社会学セクションのanalyseの内容を継時的に分析するとともに、ユベールとモースの共著Essai sur la nature et lafunction

du sacrifice(1899)の形成過程と、そこにおけるデュルケームの影響を検討した。さらに12月初旬には、フランス・ノルマンディー地方のCaen市近郊に位置するIMEC(l' Institute Memoires de l' edition contemporaine)に赴き、そこに保管されているFonds Mauss(モース文庫=長らくコレージュ・ド・フランスに保管されていたマルセル・モース関連の一次資料)の予備調査を行なった。その結果、膨大な量に上る論文草稿、ゲラ刷り、ノート、書簡等が所蔵されていることを確認し、その一部に関して分析を試みている。これらの作業と並行して、社会学年報学派の周辺に位置するレヴィ・ブリュルの著作、とりわけ、1910年刊行の『未開社会の思惟』を集約的に検討し、社会学年報学派による影響ならびに彼自身の独自の宗教研究の意義を探っている。またデュルケーム並びに社会学年報学派の宗教研究を日本に最初に紹介した古野清人の業績の再検討も試みている。それらの成果の一端は、『宗教学文献事典』の「レヴィ・ブリュル『未開社会の思惟』」、「古野清人『古野清人著作集』」の項目において発表した。
痩せた女性の糖負荷後高血糖の原因探索とその臨床応用

痩せた日本人女性(BMI <18.5kg/m2)は、糖尿病発症リスクが高いことが報告されている。健常な痩せた閉経後女性13名にダブルトレーサー法を用いた75gOGTT(糖負荷試験)を行い、内因性糖放出(EGP;endogenous glucose production)、経口摂取された糖の出現率(Ra-Oral; rate of appearance of oral glucose load)、末梢糖取り込み(Rd; rate of disappearance)等をそれぞれ算出し、正常群とIGT(耐糖能異常)群の群間比較を行った昨年度までの研究から、インスリン分泌低下と末梢糖取り込みの低下が痩せた女性における高血糖の原因であることが示唆された。以前の研究から、骨格筋量の低下が末梢糖取り込みの低下の原因であることも示唆されたため、これらの因果関係を明らかとするために痩せた女性において、レジスタンストレーニングと食事摂取量の増量により、骨格筋量を増やすことが糖代謝を改善させうるかを明らかにすることを目的として介入研究を開始した。具体的には12名の被験者をランダムにコントロール群(6名)と介入群(6名)に分けて3カ月間の介入を現在行っている。介入群は、週2回、1回30分程度の自重でのレジスタンストレーニングの実施と、通常食に加えて食間に約100-300kcalの高蛋白質の補助食とアミノ酸を摂取させている。2019年2月より3ヶ月間の介入試験を実施しており、現在まで、脱落もなく順調に試験が実施できている。5月上旬より介入後の測定を予定している。食事・運動介入前後に骨格筋量や糖代謝がどのように変化したかを解析し、また、骨格筋量の増加と糖代謝の改善の関連を探り、学会発表や論文化を進める予定である。【背景】痩せた日本人女性(BMI <18.5kg/m2)は、糖尿病発症リスクが高いことが報告されているが、痩せたIGTの病態は不明である。【目的】痩せた閉経後女性のIGTの病態を明らかとする。【方法】対象は、健常な痩せた閉経後女性13名(IGT群, n=9 vs NGT群, n=4)。ダブルトレーサー法を用いた75gOGTTを行い、EGP、経口摂取された糖の出現率(Ra-Oral; rate of appearance of oral glucose load)、糖消失率(Rd; rate of disappearance)をそれぞれ算出し、NGT群とIGT群の群間比較を行った。【結果】IGT群ではNGT群と比較し、75g糖負荷後120分間のRdの曲線下面積が有意に低値(1293.5±208.1 vs. 1683.9±370.0 mg/kg FFM, P<0.05)であった。実際に糖消失量(主に骨格筋糖取り込みを反映)を算出すると、75g糖負荷後の120分間でIGTではNGTに比べ約18g消失量が少なかった(39.8±9.5 vs. 57.4±14.4 g, P<0.05)。その一方でEGPの曲線下面積、Ra-Oralの曲線下面積は両群間で同等であった。また、IGT群はNGT群と比較して、インスリン濃度曲線下面積が有意に低値(2.6±0.8 vs. 4.8±0.9 U&middot;min/ml&middot;103, P<0.01)で、Rdの曲線下面積とインスリン濃度の曲線下面積は強い正の相関(r=0.70, P<0.01)を示した。【考察】本研究の結果、痩せた閉経後女性のIGTにおける高血糖の主因はRdの低下であり、標準体重者や肥満者とは病態が全く異なることが示された。また、IGTにおけるRdの低下はインスリン分泌の低下が関与している可能性が示唆された。目標30名のうち、現在13名のダブルトレーサーを施行し、結果を2018年5月の日本糖尿病学会で中間発表することが可能となっている。

2019年2月より3ヶ月間の介入試験を実施しており、現在まで、脱落もなく順調に試験が実施できている。5月上旬より介入後の測定を予定している。さらに対象をふやし、結果に相違がないかを検討していく。また健常女性との比較を行い、差があればその理由を解明し、理論構築を行い、生活習慣にアプローチするオーダーメイド型の介入方法を検討することを目標としている。食事・運動介入前後に骨格筋量や糖代謝がどのように変化したかを解析し、また、骨格筋量の増加と糖代謝の改善の関連を探り、学会発表や論文化を進める予定である。
バイオマス高分子の自己組織化を利用した希少金属分離材料の開発

本研究では,糖鎖高分子に金属配位子を導入し,金属吸着に適当な配置となるよう組織化することにより金属認識ゲルを調製した。金属認識ゲルの調製法として分子インプリント法を用いた。アルギン酸とキトサンのイオンコンプレックスに配位子としてヒスチジンやチオ尿素を導入しIn(II)インプリントゲルを調製したところ,In(II)吸着における選択性は得られなかった。そこで、精密な認識部位を構築するために高密度架橋を試みたところ,特定の金属に対してIn(II)選択的吸着性が発現した。本研究では,廃棄された工業製品に含まれるレアメタルを再資源化するための金属分離・回収技術の開発を目指している。廃棄工業製品中には少量多種の金属が混在しており,この中から必要な金属を分離・回収する技術は未だ確立されていない。今回,レアメタル混合溶出液から目的金属を選択的分離・回収するための吸着剤の開発にあたり,金属配位子を適切な位置に配置し,「多官能基+認識空間」を制御することが重要だと考えた。そこで本研究では,最も効果的に官能基を配置し,分子認識空間を造り上げている天然のタンパク質に習い,その精巧な構造と分子認識場を糖鎖の組織化により構築し,レアメタルの高選択的分離材料の開発を目指した。方法として,海藻から抽出した親水性糖鎖を主鎖とし,側鎖に金属配位官能基と疎水基を導入した高分子の合成を試みた。そして,金属配位と疎水的会合の両作用を利用して高分子を自己組織化させることで特異的金属認識部位を構築し,高度分離材料の開発を目指した。これまでに親水性糖鎖としてアルギン酸に金属配位子としてのヒスチジン等のアミノ酸の修飾を試みた。まだ高分子への疎水基の導入は成功していないため,金属配位子導入のみによる金属吸着能の効果を評価した。複数の金属の吸着を試みたが,一部のアミノ酸の導入により金属吸着能力や選択性の促進が確認された。また,アニオン性高分子であるアルギン酸単独の吸着性にくらべ,カチオン性高分子であるキトサンとの複合化により,金属吸着の選択性が向上する結果が得られた。さらに,この複合化高分子の高密度架橋を試みたところ金属選択性に影響が出ることが判明した。予定していた高分子合成に未だ成功していない。本研究では,金属の高度な認識空間の構築を目指し,タンパク質の自己組織化機能を分子インプリント技術に組み込みこむことで金属配位子の配置を緻密に制御した金属認識ゲルの開発を検討した。タンパク質の組織化は水素結合や静電的結合も効いているが,アミノ酸の高分子鎖を折りたたむ最大の駆動力は疎水性アミノ酸が水を避けようと内部に集まる疎水性相互作用である。また,この作用の高分子の組織化により官能基が適切な位置に配置され,「多官能基+認識空間」で特異的分子認識が可能となる。この,自己組織化と認識部位の構築を模倣するために,分子インプリント法を応用した。1年目の検討で金属認識空間の形成に、糖鎖の高密度架橋が重要であることが示唆された。そこで、アニオン性糖鎖のアルギン酸とセルロース混合溶液を用いてヒドロキシル基架橋を行い、分子認識空間の構築を試みた。インジウム(III)を添加しゲル化させ、架橋後にインジウムを除去することで、インジウムの鋳型形成を行った。このゲルによる金属吸着特性を評価したところ、インジウムの鋳型を形成してない非鋳型ゲルよりもインジウムの吸着量が大きかった。また、鋳型ゲルはインジウム以外の特定の金属吸着性を大幅に減少させることが確認された。このことより、鋳型ゲル中で官能基の配置制御が行われ、インジウムを認識する空間が形成されたことが推察された。本研究では、糖鎖に疎水基を導入することによる高密度ゲルの形成が金属認識に大きく貢献することを期待していたが、この効果を十分に指示する結果は得られなかった。金属吸着剤を,親水性糖鎖,疎水性部位,そして金属配位官能基の3つのモジュールの組み合わせで合成する方法を確立し,その化合物ライブラリーからターゲット金属に親和性と選択性が最も高いもの選択し,高度分離材料を開発する。化学工学,機能性微粒子,金属分離