hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
深層学習による大規模ゲノムコホート解析

大規模ゲノムコホート研究では、数万人の参加者について、健康診断結果や疾患アウトカムだけではなく、各種の血液検査値や画像データ、時には、メタボロミクスやプロテオミクスまで含めて、数百から千を超える表現型形質データが計測される。これらの計測データの高次元性とその高度な相関構造は、遺伝子や環境、その相互作用の効果を統計的に検出する際の本質的障害である。そこで本研究では、人工知能の一種である深層学習の枠組みを用いて、この高次元データから柔軟に特徴抽出を行い、それを個々人の健康状態の指標(健康状態変数)として用いることで、この障害を解決し、これまで未知であった遺伝子や環境因子、その相互作用の効果を網羅的に同定することを目的とした。実際のコホートデータに含まれる表現型について、そのデータ型やスケールを整理し、各表現型間の相関構造などを調査して、入力に用いることのできる表現型計測値を選択し、入力に適したスケーリングを行った。深層学習のための多層ニューラルネットのデザインは、中間層のユニット数とネットワークの初期重み変数をランダムに設定し、複数種類のネットワークを生成し、学習後に各ネットワークの推定精度を評価し、最も成績のよいネットワークを採用するものとした。こうして作成した深層学習ソフトウェアを、ADNIデータや東北メディカル・メガバンク機構で収集された表現型データに適用し、特徴表現抽出を行い、健康状態変数として定義した。この健康状態変数を応答変数とし、ゲノムワイドSNPs情報、環境因子(生活習慣)、その相互作用項を全て説明変数として含めて、高次元変数選択法によるアソシエーション解析を行った。さらに、上記手順で同定された遺伝子や環境因子、その相互作用を機能的な情報でアノテーションし、リストアップして、追試研究に提供した。平成28年には、入力とする表現型の選抜とそのスケーリングの検討、深層学習のための多層ニューラルネットをデザインし、テストデータを与えて、特徴表現学習のトレーニングとフィードバックを行った。このプロトタイピングをもとに、健康状態変数を抽出するための深層学習アルゴリズムのソフトウェア実装を実施している。具体的には、以下の手順で行った。実際のコホートデータに含まれる表現型について、そのデータ型やスケールを整理し、各表現型間の相関構造などを事前に調査して、入力に用いることのできる表現型計測値を選択し、入力に適したスケーリングを行った。ここで、入力データの次元数が決定された。ニューラルネットワークは、入力層、中間層、出力層からなり、各層の初期ユニット数は、上記で決定された入力データの次元数によって増減された。中間層のユニット数はランダムに設定し、最終的に成績のよいユニット数を採用した。事前に学習用のサンプルデータを使ってネットワークの適合学習を実施しており、この際、中間層のユニット数とネットワークの初期重み変数をランダムに設定し、複数種類のネットワークを生成し、学習後に各ネットワークの推定精度を評価し、最も成績のよいネットワークを採用した。これらの学習時には、過学習を避けるために推定精度を逐次チェックしている。以上につき、ソフトウェア実装を行っている。特に、計算負荷の高い確率勾配降下法などは、安価で高速なsupercomputingを可能とするGPGPU(General Purpose Graphical Processing Unit)技術を採用した。本研究計画は、深層学習の枠組みを利用して、高次元の表現型計測データから健康状態変数を特徴表現抽出するためのソフトウェアを開発し、これをADNI(800人余りのアルツハイマー病コホート)のような公開ゲノムコホートデータや東北メディカル・メガバンク機構で収集されている数万人規模の大規模ゲノムコホートデータへ適用して、遺伝子×遺伝子ならびに遺伝子×環境相互作用の同定を可能にするものである。平成28年度における進捗は当初の研究計画に沿って予定通り実施されている。本研究は、深層学習の枠組みを利用して、高次元の表現型計測データから健康状態変数を特徴表現抽出するためのソフトウェアを開発することを目的としている。これをADNI(800人余りのアルツハイマー病コホート)のような公開ゲノムコホートデータや東北メディカル・メガバンク機構で収集されている数万人規模の大規模ゲノムコホートデータへ適用して、遺伝子×遺伝子ならびに遺伝子×環境相互作用の同定を可能にする。平成29年度は、平成28年度に作成されたソフトウェアを、実際のゲノムコホートデータの解析について応用を進めた。すなわち、実際のゲノムコホートデータを与えて、特徴表現抽出を行い、抽出された健康状態変数を応答変数とし、ゲノムワイドSNPs情報と環境因子(生活習慣)、その相互作用を説明変数とした高次元変数選択による網羅的解析を進めた。詳細手順は以下のとおり。1)健康状態変数の構築。平成28年度に作成された深層学習ソフトウェアを、ADNIデータや東北メディカル・メガバンク機構で収集された表現型データに適用し、特徴表現抽出を行い、健康状態変数として定義した。さらに、健康状態変数値に対応する実際の健康状態変化をprospectiveに記録し、今後の更なる応用に備えた。2)網羅的分析による効果を持つ因子の同定。上記の健康状態変数を応答変数とし、ゲノムワイドSNPs情報、環境因子(生活習慣)、その相互作用項を全て説明変数として含めて、高次元変数選択法によるアソシエーション解析を行った。高次元変数選択手法としては、申請者がこれまでの研究で罰則付き回帰(Sure Independence Search; SIS)を実装したソフトウェアプログラムを利用した。

これをADNI(800人余りのアルツハイマー病コホート)のような公開ゲノムコホートデータや東北メディカル・メガバンク機構で収集されている数万人規模の大規模ゲノムコホートデータへ適用して、遺伝子×遺伝子ならびに遺伝子×環境相互作用の同定を可能にするものである。平成28年度に、当初の予定通り、入力とする表現型の選抜とそのスケーリングの検討、深層学習のための多層ニューラルネットをデザインし、テストデータを与えて、特徴表現学習のトレーニングとフィードバックを行った。このプロトタイピングをもとに、健康状態変数を抽出するための深層学習アルゴリズムのソフトウェア実装を行った。引き続き平成29年度についても、当初の予定通り、実際のゲノムコホートデータを与えて、特徴表現抽出を行い、抽出された健康状態変数を応答変数とし、ゲノムワイドSNPs情報と環境因子(生活習慣)、その相互作用を説明変数とした高次元変数選択による網羅的解析を進めた。大規模ゲノムコホート研究では、数万人の参加者について、健康診断結果や疾患アウトカムだけではなく、各種の血液検査値や画像データ、時には、メタボロミクスやプロテオミクスまで含めて、数百から千を超える表現型形質データが計測される。これらの計測データの高次元性とその高度な相関構造は、遺伝子や環境、その相互作用の効果を統計的に検出する際の本質的障害である。そこで本研究では、人工知能の一種である深層学習の枠組みを用いて、この高次元データから柔軟に特徴抽出を行い、それを個々人の健康状態の指標(健康状態変数)として用いることで、この障害を解決し、これまで未知であった遺伝子や環境因子、その相互作用の効果を網羅的に同定することを目的とした。実際のコホートデータに含まれる表現型について、そのデータ型やスケールを整理し、各表現型間の相関構造などを調査して、入力に用いることのできる表現型計測値を選択し、入力に適したスケーリングを行った。深層学習のための多層ニューラルネットのデザインは、中間層のユニット数とネットワークの初期重み変数をランダムに設定し、複数種類のネットワークを生成し、学習後に各ネットワークの推定精度を評価し、最も成績のよいネットワークを採用するものとした。こうして作成した深層学習ソフトウェアを、ADNIデータや東北メディカル・メガバンク機構で収集された表現型データに適用し、特徴表現抽出を行い、健康状態変数として定義した。この健康状態変数を応答変数とし、ゲノムワイドSNPs情報、環境因子(生活習慣)、その相互作用項を全て説明変数として含めて、高次元変数選択法によるアソシエーション解析を行った。さらに、上記手順で同定された遺伝子や環境因子、その相互作用を機能的な情報でアノテーションし、リストアップして、追試研究に提供した。平成28年度に作成されたソフトウェアを、実際のゲノムコホートデータの解析に応用する。具体的には、以下の方策にて推進する。
菌根菌を活用したツツジ科果樹の低投入環境保全型栽培技術の開発

エリコイド菌根菌は子嚢菌門および担子菌門に属し,ツツジ科果樹の細根に菌根を形成する.本菌根は土壌中の栄養塩類の吸収と宿主植物への輸送などの機能を有し,ツツジ科植物の条件不利地域における自生を可能とするものである.本研究では我が国で自生または栽培されているツツジ科果樹(ブルーベリーおよびナツハゼ)を対象とし,根系における菌根菌の感染状況の把握と菌種を同定した.その結果,これらの根系には菌根菌が共生しており,特にブルーベリーについては,二次根と比較して一次根の菌根化率が高いことが明らかになった.また,菌相については栽培地域の環境要因が影響することが示唆された.育児休業(平成25年4月1日8月31日)を取得したため,平成25年度における本助成事業による研究を中断した.東京都(クロボク土),京都府(灰色低地土),島根県(赤色土および灰色低地土)に栽植のラビットアイブルーベリー品種Tifblueのhair rootに共生する菌根菌叢を調査した.その結果,我が国で栽培されているブルーベリーのhairrootにはエリコイド菌根菌が共生しており,菌叢は産地毎に異なることが示唆された.以上の産地におけるブルーベリーの管理方法(マルチ資材,施肥量他)はほぼ同じであることから,菌叢には環境要因,特に土壌の種類が影響をおよぼすものと考えられる.東京都内で挿し木繁殖したブルーベリーの個体について,hair rootの菌根化率は一年生苗と比較して二年生苗で,さらに同一樹齢では二次根と比較して一次根で高いことが明らかになった.新潟県,東京都,京都府,島根県に自生するナツハゼを調査対象とし,自生地土壌のpHおよび根の直径分布と菌根化率を調査した.その結果,ナツハゼの自生地土壌のpHは4.4前後であり,1および2次根の直径はそれぞれ4055μm,6075μmと,典型的なhairroot様の形態を示すことが明らかになった.また,hair rootの菌根化率は1および2次根でほぼ100%と非常に高かった.以上の結果はナツハゼの根系発達特性はブルーベリーのそれと類似していることを示唆するものである.島根県松江市,京都府京丹後市,群馬県みどり市,東京都八王子市,新潟県新潟市に自生するナツハゼを3個体ずつ選び,根系に共生する内生菌根菌相を調査した.その結果,子嚢菌門および担子菌門,グロムス門に属する内生菌の存在が確認された.最も検出数の多かった子嚢菌では,ERM菌を含むOidiodendron属やビョウタケ目の菌が多く検出された.担子菌門では,その多くが外生菌根菌として知られるイグチ目やベニタケ目に属する菌が検出された.また,主にアーバスキュラー菌根菌(以下,AM菌)によって構成されるグロムス門では,グロムス属の菌が検出された.スノキ属植物とAM菌の共生関係に関する報告は非常に少ないが,Koskeら(1990)はハワイに自生するスノキ属植物がAM菌と共生していたことを報告している.平成25年度の調査では,ナツハゼの根内にAM菌の嚢状体様の器官が観察されたが,本研究の結果と併せると,ナツハゼがAM菌と共生することが強く示唆された.島根県を調査対象地とし,キシツツジとヤマツツジの根系をサンプリングした.根系を顕微鏡で観察したところ,表皮細胞に多数の内生菌類の菌糸コイルが存在していることが明らかになった.さらにこれら根系から接種試験用の菌類を単離した.エリコイド菌根菌は子嚢菌門に属し,ツツジ科植物の細根に菌根を形成する.本菌根は土壌中の栄養塩類の吸収と宿主植物への輸送などの機能を有し,ツツジ科植物の条件不利地域における自生を可能とするものである.我が国で自生もしくは栽培されているツツジ科の果樹はブルーベリー,ナツハゼなどであるが,根系に共生する菌根菌の群集構造や機能には不明な点が多い.そこで我が国に植生するツツジ科果樹を対象とし,菌根菌の感染状況の把握と菌種を同定した.ブルーベリーについて,東京都(クロボク土),京都府(灰色低地土),島根県(黄色土および灰色低地土)に栽植の`Tifblue'のhair rootに共生する菌根菌叢を調査した.その結果,我が国で栽培されているブルーベリーのhairrootにはエリコイド菌根菌が共生しており,菌叢は産地毎に異なることが示唆された.また,東京都内で挿し木繁殖したブルーベリーの個体について,hair rootの菌根化率は一年生苗と比較して二年生苗で,さらに同一樹齢では二次根と比較して一次根(Valenzuela-Estradaら,2008)で高いことが明らかになった.さらに,挿し木繁殖に用いたピートモスの種類により,菌根菌叢が異なることが示唆された.次に新潟県,東京都,京都府,島根県に自生するナツハゼについて,自生地土壌のpHおよび根の直径分布と菌根化率,菌叢を調査した.その結果,ナツハゼの自生地土壌のpHは4.4前後であり,1および2次根の直径はそれぞれ4055μm,6075μmと,典型的なhairroot様の形態を示すことが明らかになった.

また,hair rootの菌根化率は1および2次根でほぼ100%と非常に高かった.菌根菌叢について,根系より合計35種の共生菌を検出し,これはブルーベリーの根系から検出されたもの(合計9種)よりも多いことが明らかになった.エリコイド菌根菌は子嚢菌門および担子菌門に属し,ツツジ科果樹の細根に菌根を形成する.本菌根は土壌中の栄養塩類の吸収と宿主植物への輸送などの機能を有し,ツツジ科植物の条件不利地域における自生を可能とするものである.本研究では我が国で自生または栽培されているツツジ科果樹(ブルーベリーおよびナツハゼ)を対象とし,根系における菌根菌の感染状況の把握と菌種を同定した.その結果,これらの根系には菌根菌が共生しており,特にブルーベリーについては,二次根と比較して一次根の菌根化率が高いことが明らかになった.また,菌相については栽培地域の環境要因が影響することが示唆された.平成26年度内に本邦に自生するツツジ科果樹の根系に共生する菌類の基礎的知見の収集および条件不利地域に自生するツツジ科植物の根系に共生する菌類のサンプリングが完了した.また平成27年度に実施予定のブルーベリー無菌苗に対するエリコイド菌根菌の接種試験実施態勢も整っていることから「おおむね順調に進展している」と判断した.果樹園芸学ブルーベリーの根系発達を促進する我が国在来のエリコイド菌根菌の探索を目的として,平成26年度に条件不利地域に自生するツツジ科植物の根系から単離したエリコイド菌根菌をブルーベリーの無菌苗に接種し,苗の成長特性を画像解析により調査する.平成24年度から27年度に実施した調査をとりまとめ,我が国に分布するエリコイド菌根菌を活用した低投入型のブルーベリーの栽培技術を提言する.計画(平成2426年度)が順調に進んだため,平成24年度中に平成25年度実施予定の一部を繰り上げて実験できた.平成25年度は育児休業により研究を中断したが,全体の計画は順調に進行しているため,本事業について「おおむね順調に進展している.」と判断した.平成24年度において,我が国で栽培されているブルーベリーの根系に共生するエリコイド菌根菌の菌叢およびhair rootの菌根化率を明らかにした.各調査地点における土壌の分析が進行中であるが,ほぼ予定通りに調査を実施することができた.また,平成25年度以降に実施予定であった「我が国に自生するツツジ科植物の根系に関する調査」のうち,ナツハゼの根系のサンプリングと調査を平成24年度中に一部実施した.以上の結果から,本研究の現在までの達成度を「おおむね順調に進展している.」と自己評価した.最終年度である平成27年度においてブルーベリーの根系調査に必要な備品および消耗品,ツツジ科植物の自生地土壌の解析に必要な備品および消耗品,これら調査の実施に必要な謝金,成果発表に必要な予算を確保したため.平成25年度は育児休業により研究を中断したが,「育児休業の取得に伴う科学研究費助成事業補助事業期間延長承認申請(申請済み)」により,事業期間が一年間延長される予定である(当初:平成2426年度,現在申請中:平成24年度27年度).当初平成25年度に計画していた実験を26年度に,26年度分を27年度に実施予定である.今後は我が国の条件不利地域に自生するツツジ科植物の根系発達特性と根系に共生するエリコイド菌根菌叢を調査し,ツツジ科植物に環境耐性を付与する可能性のある菌類をスクリーニングする予定である.さらにこれらの菌類をブルーベリーをはじめとするツツジ科果樹に接種し,その根系発達特性を画像解析法を用いて調査する予定である.
単一多層カーボンナノチューブから電界放出された電子ビームの可干渉度の測定

1.プロジェクション顕微鏡の作製カーボンナノチューブ(CNT)電子源の干渉性を調べるために、CNT先端のごく近傍に電子線バイプリズムを配置できる装置を作製した。バイプリズムの中央電極としては1本のCNTを用いた。2.ナノ電子線バイプリズム干渉縞の検討早大の大島教授らが電子源のごく近傍に接地したCNTを置いて見出した電子干渉縞は、加速電圧で決まる一定波長で電子源から電子波が出て、かつ電子源の各点から出る電子波はインコヒーレントであると仮定して計算した通常の電子線バイプリズム干渉縞と非常に似ていることが判明した。これは、電子源からの電子波が部分的コヒーレントであるという大島らの考えと異なる重要な結果である。3.単一カーボンナノチューブ陰極の作製と電子放出特性Ti-Ni合金を用いる方法と、電解研磨後のタングステン針表面に存在する酸化タングステン薄膜を用いる方法を検討した。両者とも、耐火性の改善は確認されたものの、更なる検討が必要であることが判明した。放出電子の放射角密度は清浄表面の場合のそれと同じかそれ以上であった。4.カーボンナノチューブ先端の異なる五員環から放出された電子波の干渉性確認実験像観察用のマイクロチャンネルプレートが使用不能となり、実施できなかった。5.カーボンナノチューブ先端に存在する一個の五員環から電界放出した電子波の干渉性上記4の理由により、本実験を行うことができなかった。6.ミクロな電磁場直接観察法の開発電子線バイプリズムを用いて作製した2種類の電子線ホログラムを用いてミクロな電磁場を直接観察する方法を開発し、その有効性を実証した。1.投射式電子線バイプリズム干渉縞観察装置の構築電子放出中のカーボンナノチューブ先端のごく近傍に、マイクロピエゾスライドを用いて電子線バイプリズムを高精度で配置できる装置を設計・製作し、現在試験運転中である。本装置はカーボンナノチューブの加熱清浄化が可能で、磁気シールドも施されている。2.新規ナノ電子線バイプリズムの試作カーボンナノチューブを試料とするフレネル電子干渉実験を行い、カーボンナノチューブが新規ナノ電子線バイプリズムの中央電極として十分使用可能であることを確認した。さらに、電子線バイプリズム干渉縞の計算機シミュレーション法を確立し、その結果本研究における実験結果の定量的検討が可能になった。現在、この方法を用いて、大島教授(早稲田大学)らの電子ビームの干渉性に関する実験結果の検討を同教授らと共同で進めている。3.単一カーボンナノチューブ試料作製法の検討清浄表面を持ったカーボンナノチューブ1本のみを担持した試料を作製するために、Ti-Ni合金でタングステン針とナノチューブを接合する方法を試み、その有効性を確認した。ごく最近、島津製作所の林らは別の作製法を開発したので、現在両者の比較検討を行っている。4.電子ビームの干渉性を利用したミクロな電磁場直接観察法の開発電子線バイプリズムの中央電極に対する試料位置を変えて作製した通常の2種類の電子線ホログラムを重ねて、ミクロな電磁場を直接観察する方法を開発した。この方法は、これまでに直接観察法として開発されている2重露光法、3電子波干渉法、4電子波干渉法に比べて、操作が簡単で、感度も4電子波干渉法と同じで、2重露光法や3電子波干渉法の2倍であり、極めて有効な方法である。1.ナノ電子線バイプリズム干渉縞の検討早稲田大学の大島教授らのグループが電子源のごく近傍に接地したカーボンナノチューブを置いて見出した電子干渉縞の検討を行った。この干渉縞は、加速電圧で決まる一定波長で電子源から電子波が出て、かつ電子源の各点から出る電子波はインコヒーレントであると仮定して計算した通常の電子線バイプリズム干渉縞と非常に似ていることが判明した。これは、電子源からの電子波が部分的コヒーレントであるという大島らの考えと異なる結果である。

この点を解明するため、電子軌道の計算を名城大学理工学部電気電子工学科の大江教授と共同で進めている。2.単一カーボンナノチューブ陰極の作製と電子放出特性Ti-Ni合金を用いる方法と、電解研磨後のタングステン針表面に存在する酸化タングステン薄膜を用いる方法を検討した。両者とも、耐火性の改善は確認されたものの、更なる改善が必要であることが判明した。現在の所、後者の方が耐火性に優れている。両者の方法とも、電子放出パターンは完全に清浄な五員環パターンを示していない。ただし、放出電子の放射角密度は清浄表面の場合のそれと同じかそれ以上であった。3.カーボンナノチューブ先端の異なる五員環から放出された電子波の干渉性確認実験像観察用のマイクロチャンネルプレートが使用不能となり、確認実験を行うことができなかった。4.カーボンナノチューブ先端に存在する一個の五員環から電界放出した電子波の干渉性上記2と3の理由により、本実験を行うことができなかった。5.電子ビームの干渉性を利用したミクロな電磁場直接観察法の実証実験昨年度開発した方法を用いて、直径0.5μmの帯電ラテックス球の周りの電場と大きさ約0.5μmのバリウムフェライト粒子の周りの磁場の観察を行った。その結果、電場に基づく等電位線と磁性粒子から出る磁束の直接観察ができ、本方法の有効性が確認できた。
低反応性ジエンとの不斉環化付加を実現するマレイミド類の複素環天然物合成への対応

2-exα-ヒドロキシ-10-ボルニル基をスルフィニルリガンドに用いることにより、高い反応性を持つ光学活性スルフィニルマレイミド類の合成法を確立することができた。こうして得られたN-ブチニル基、N-TBDMS基、N-p-メトキシベンジル基を持つスルフィニルマレイミドは、シクロペンタジエンのみならず低反応性ジエンであるフランとのディールス・アルダー反応において高いジアステレオ選択性が観察された。これらスルフィニルジエノフィルとのディールス・アルダー付加体を活用し、単環性および二環性アルカロイドのキラル合成に成功した。1.N-ブチニルスルフィニルマレイミド体とシクロペンタジエンとのディールス・アルダー反応付加体を用いて、イミドカルボニル基の位置選択的還元、スルフィニル基のヨウ化サマリウムによる除去により、γ-ヒドロキシラクタムを得た。このラクタムの分子内N-アシルイミノ環化は高立体選択的に進行し、ついでFVP(閃光真空熱分解)によるレトロディールス・アルダー反応をへて、二環性アルカロイドである(+)-インドリチジン、(+)-トラキランタミジンのキラル合成に成功した。2.N-TBDMSスルフィニルマレイミド体とシクロペタジエンとの反応から同様に、γ-ヒドロキシラクタムに導き、高立体選択的分子間N-アシルイミノ付加、FVPを活用し、(+)-エリオカニンAおよび(+)-エリオカニンCの合成に成功した。3.N-p-メトキシベンジルスルフィニルマレイミド体とフランとのディールス・アルダー反応により得られた付加体から、同様N-アシルイミノ付加により、ピロリジン環に高立体選択的にアルキル鎖を導入することができた。得られた7-オキサビシクロ[2.2.1]ヘプテン縮合環系は、キシレン還流下容易にレトロディールス・アルダー反応が進行し、Δ^3-ピロリジノン体2,5-cis二置換ピロリジン体のキラル合成に成功した。Nーアルキル(αースルフィニル)マレイミドの合成法を確立し、このジエノフィルがディ-ルス・アルダ-反応において高いジアステレオ選択性を示すことが明らかになった。低反応性ジエンであるフランとも容易に反応し、対応する付加体が得られた。この方法論により、Nーブチニル-スフィニルマレイミドを合成し、シクロペンタジエンとの不斉ディ-ルス・アルダ-反応、位置選択的還元、スルフィニル基のヨウ化サマリウムによる除去により、光学活性γーヒドロキシラクタムを得た。高ジアステレオ選択的分子内アシルイミノ環化により、逆ディ-ルス・アルダ-反応を経て、二環性アルカロイドである(+)ーインドリチジン、(+)ートラキランタミジンのキラル合成に成功した。Nーベンジルースルフィル体とシクロペンタジエンとディ-ルス・アルダ-反応により得られた付加体から同様にγーヒドロキシラクタムラクタムに導いた。このラクタムからルイス酸存在下で生成するアシルイミニウムイオンに対し、アリルシランや有機銅試薬(RCu)を作用させたところ、求核付加が高選択的に進行することが分かった。得られた付加体のFVPにより、光学活性5位置換△^3ーピロリジノンの合成に成功した。2ーexo-ヒドロキシ-10-ボルニル基をスルフィニルリガンドに用いることにより、高い反応性を持つ光学活性スルフィニルマレイミド類の合成法を前年度により確立した。

本方法論により、N-TBDMS基、N-P-メトキシベンジル基を持つスルフィニルマレイミドを合成した。これらジエノフィルは,シクロペンタジエンのみならず低反応性ジエンであるフランとのディールス・アルダー反応において高いジアステレオ選択性が観察された。1.N-TBDMSスルフイニルマレイミドとシクロペンタジェンとの反応付加体から、イミドカルボニル基の位置選択的還元、ヨウ化サマリウムによる脱硫をへて、γ-ヒドロキシラクタムに導き、高位体選択的分子間N-アシルイミノ付加、FVPを活用し、(+)-エリオカニンAおよび(+)-エリオカニンCの合成に成功した。2.N-p-メドキシベンジルスルフィニルマレイミドとフランとのディールス・アルダー反応により得られた付加体から、同様のN-アシルイミノ付加により、アルキル鎖を導入した。得られた7-オキサビシクロ[2.2.1]ヘプテン縮合環系は、キシレン還流下容易にレトロディールス・アルダー反応が進行し、アルカロイド合成に有用な鍵物質、Δ^3-ピロリジノン体のキラル合成に成功した。一方、ディールス・アルダー反応付加体に対し、N-アシルイミノ付加を二度行うことにより、異なるアルキル鎖を高立体選択的(cis)にピロリジン母核に導入することに成功した。レトロディールス・アルダー反応はスムーズに進行し、2,5-cis二置換ピロリジン体の構築に成功した。このフランをジエンに用いる合成方法論は、FVPに比べ、緩和な条件でレトロディールス・アルダー反応が進行するため、熱によりラセミ化しやすい生成物についても、光学純度を損わない優れた方法であることが明らかとなった。
血管内吻合は血行再建術の遠隔期開存率を向上するか

1.<Y字型人工血管移植術(雑種成犬7頭)>開腹下に大動脈を露出し、直径6mmのY字型人工血管を用いて、大動脈両塞腸骨動脈バイパス術を施行した。一方の脚の血管吻合はバルーン拡張型金属ステントによる血管内吻合にて、他側は6-0ナイロンを用いた従来法にて施行した。手術直後に血管造影を行った結果、1例のステント吻合にステント拡張不良に起因する狭窄を認めたため、再度バルーン拡張を行った。手縫い吻合は全例成功した。2.<内膜肥厚度測定>術後8週目に血管造影に引き続いて、動物を屠殺し両側腸骨動脈を採取した。血管造影では術直後の吻合部直径と屠殺時の直径の比率をもとめ狭窄度とした。その結果、ステント吻合;87%に対して、手縫い吻合;99%と有意に(p<0.05)ステント吻合において狭窄が強かった。採取した両側腸骨動脈は圧付加潅流固定を行い、次いで光学顕微鏡標本を作成した。画像解析装置を用いた平均内膜肥厚度測定ではステント吻合;534【+-】205ミクロンに対して、手縫い吻合;96【+-】78ミクロンと、血管造影所見同様ステント吻合側により強い内膜過形成が認められたが、動物数が不足しているために、統計学的有意には至らなかった。3.<人工血管の内皮細胞化率>両側人工血管の中央部を走査型電子顕微鏡にて観察し、その内皮化率を面積にてもとめた結果、ステント吻合側;87【+-】52%に対して手縫い吻合側;33【+-】32%と、ステント吻合側に有利な結果得られたが、内膜肥厚度同様有意差には至っていない。4.<結論>上記3,4の各項目に関して若干の追加実験を要するものの、内膜肥厚度に関しては従来の手縫い吻合に有利な結果が得られた。逆に内皮化に関しては、人工血管に血管内に留置するステント吻合の方が優れている傾向にあった。今後の研究はさらに動物数を追加すると共に、ステント吻合(stent-graft)の内膜肥厚反応を、違い種類のステントを用いる等して、いかに抑制するかが焦点となる。
アラブ諸国における民主化運動の非アラブ・ムスリム社会への波及

本研究は、2011年に始まったアラブ諸国の民主化要求運動が、非アラブのムスリム社会に対していかなる影響を与えているのかを(1)民主化運動の中核となったエジプト、(2)先行して民主化改革を実行しつつあったトルコ、(3)民主化と体制の変革が安全保障上重要な意味をもつイラン、アフガニスタン、(4)世界最大のムスリム人口を擁するインドネシア、(5)母国の民主化を注視する西欧のムスリム移民社会を対象として明らかにした。その結果、研究期間後半の段階で見られた「イスラム国」の台頭やトルコの民主化からの逆行傾向と共に「中東」という地域を構成する領域国民国家の秩序が根底から揺さぶられている現実が明らかとなった。平成24年度は主に以下の研究活動を行った。(1)トルコについては、イスラーム主義政権に批判的なイズミル県を中心に、野党勢力の支持者、軍人等の現政権に対する批判的意見を現地調査を通じて集積した。また、米国のトルコ系財団を訪問し、その一連の活動が米国におけるイスラーム理解に対してどのような影響を有しているかについての調査を行った。(2)イランについては、アラブの春のインパクトとしてのシリアにおける内戦がイラン外交にも多大な影響をもたらしたことに着目し、イランとシリアの関係及びイランの安全保障政策に関する問題について、イランの米国との関係改善問題及びイランの核問題との関わりについて分析を行った。(3)インドネシアについては、同国のイスラーム主義勢力の動向について調査するため、議会内の穏健派から武装闘争派まで現地においてインタビューや資料収集を行った。とりわけ国政および地方の政治動向のなかでイスラーム主義勢力がどのような立場にあるのか、詳細な分析を行った。(4)アフガニスタンについては、日本国内及びオーストラリア国立大学での資料収集および聞き取り調査を実施した。加えて、JICAの業務として2度のアフガニスタン出張で現地情報収集を行った。アフガニスタン情勢の焦点は2014年以降の動きにあるが、現時点で政治的な先行きを見通すことは困難である。しかし、少なくとも現政権、タリバン等の反政府勢力、そして米国政府が、それぞれが許容できる妥協点を模索していることは明らかとなった。(5)ヨーロッパについては、オランダおよびベルギーにおいて、モスクやイスラーム学校での調査を通じて、ムスリム移民が提出している異議や改革の要求、およびそれに対する自治体や国家の応答がどのように変化しつつあるのかを検討した。平成25年度は主に以下の研究活動を行った。1トルコについては、現地調査を通じ、現政権に対する反政府運動が異なる二つの方向から提起されたことが注目される。第一は、ゲジ公園の再開発に反対する市民運動に端を発し、大都市各地で展開された反政府運動である。担い手は多様で、思想動向は反イスラーム主義を基調とするものの判然としない面もある。第二の反政府運動は、イスラーム主義市民運動である奉仕運動(Hizmet運動)によるもので、同じくイスラーム主義を掲げるエルドアン政権の汚職と腐敗を追及することから出発した。内政において批判を浴びることになったエルドアン首相の公正・発展党政権は、外交においては、イスラーム的公正を軸に正義を実践していることを引き続き強調した。とりわけエジプトでの軍事クーデタとムスリム同胞団への弾圧には激しい批判を展開し、ムスリムの手による民主化を擁護しようとしたが、この主張は多くのアラブ諸国から支持を得られず孤立する結果となった。2イランについては、主としてアラブの春の大きなインパクトとしてのシリア問題をめぐるイランの介入の問題と核開発交渉のリンケージ等について明らかにした。特に2013年6月のイラン大統領選挙前後のイランの民主化の動向を分析した。結果、シリア問題の混乱がイランの核交渉での交渉能力に少なからず影響を及ぼしたこと、また経済制裁の効果が出てきたことが、大統領選挙時には穏健派の大統領候補者への支持の拡大につながったことなどがわかった。3インドネシアについては、1998年の民主化後4度目の総選挙を控えた同国の情勢調査をとりわけイスラーム政治勢力に注目して行った。4アフガニスタンについては、引き続き現地調査が困難なことから、米国にて議会図書館での資料収集およびブルッキングス研究所、世界銀行等でアフガニスタン情勢について聞き取りを行った。2011年に始まったアラブ諸国での民主化運動は、当初、「アラブの春」と言われて中東民主化を促すかにみえた。本研究も構想段階では民主化の動きがトルコ語圏、ペルシャ語圏、あるいはアフリカ諸地域にどのような影響を及ぼすかを主たる課題としていた。しかしながら、アラブ諸国における民主化はチュニジアで一定の成果を収めたものの、エジプトはシーシ政権によるクーデタにより阻害され、リビアは崩壊の危機、シリアは4年に渡る内戦に陥り、イラクは分裂の危機、イエメンも崩壊寸前となった。中東地域がこれだけ一気に不安定化する状況はかつてなかった。この間「イスラム国」という新たなイスラム主義武装組織が登場したことは、世界を震撼させた。

本研究に属する研究者は、後半の段階でシリア内戦、イラク分裂の帰結としての「イスラム国」の台頭というこれまで中東・イスラム世界が経験したことのない深刻な病理と向き合うことになった。本研究に参加する研究者は、「中東」という地域を構成する領域国民国家の秩序が根底から揺さぶられているという現実認識に立って研究を遂行した。同時に、2015年1月にはフランスを震撼させるシャルリー・エブド襲撃等同時テロ事件が発生した。事件は中東・イスラム世界の側でのイスラム主義過激派組織の動向と同時に、ヨーロッパにおける移民、格差、表現の自由の諸問題の重層的構造から成る。とりわけ表現の自由に関しては、西欧世界が普遍的とする価値とイスラム世界の価値との間にある種の共約不可能性が存在することをうかがわせており、今後、領域国民国家体制の限界とともに、より広い視野でのイスラム地域研究に必要な視角となると考える。本研究では、参加研究者の専門とする諸地域について、急速に展開した民主化への要求が様々な反動をもたらすメカニズムについて研究が行われてきたが、今後はそれらを統合する研究へと深化させることが課題となろう。26年度が最終年度であるため、記入しない。地域研究26年度が最終年度であるため、記入しない。当初研究目的として掲げた「アラブの春」の非アラブ圏への影響は、チュニジア、エジプトでのその後の混乱が顕在化したため、多様なかたちで非アラブ圏にも波及しつつある。そのため、研究目的が時宜にかなったものであることが名実ともに明らかとなったところから、研究は順調に推移しつつある。本研究は、いわゆる「アラブの春」が非アラブ地域においてどのように展開するか、その際、いかなる変容を経験するかを基本的な問題意識として進められてきた。研究自体は、すべての分担者において順調に進捗しているのだが、当初の問い、すなわち「アラブの春」と言われた中東民主化プロセスそのものについては、進展がないどころか、民主化に逆行する方向が顕在化している。このことは、研究者である我々にとっても意外な面を含むものの、民主化が遅滞もしくは退行する現象は、すでに昨年度の段階ではっきりしていたため、平成25年度においては、もっぱら、「アラブの春」の退行がどのような影響を非アラブ圏諸国に及ぼすのかという点に焦点を当て、研究代表者、研究分担者それぞれの専門分野で研究を進めることになった。各研究分担者が担当する諸地域における実態分析を平成25年度も継続し、最終年度において、アラブ圏での民主化過程の非アラブ圏へのインパクトがいかなるかたちで現れたのかを総括する。上述のような動向をふまえ、現在、アラブ諸国のみならず、非アラブ諸国においても、民主化からの退行現象が幅広くみられることに注目し、イスラーム的倫理と正義が内外の政治において機能しなくなっている原因の究明に集中することで最終年度の研究を完成させたい。
生体の於ける脂質過酸化に起因した薬物毒性の定量的解析と毒性発現予測システムの開発

脂質過酸化が薬物毒性の重要な因子の一つとなる可能性をin vitro,in vivoで検討した。1.脂質過酸化発現とグルタチオとの関連性を調べるために、本科学研究費補助金で購入した高速液体クロマトグラフィ-装置を利用し、オルトフタルアルデヒドを用いたポストラベル法でグルタチオンの高感度定量法を確立した。2.ラットを用い、in vivoおよびin viカroでアセトアミノフェン(APAP)を中心に、四塩化炭素、アドリアマイシンについて脂質過酸化の発現を調べた。その際、チオバルビツ-ル酸反応性物質(TBAーRS)、蛍光性物質、高分子量膜蛋白重合体の生成を脂質過酸化の指標とした。脂質過酸化を受けた肝ミクロソ-ムでの蛍光寿命を測定し蛍光性物質の特性を調べたところ、少なくとも3成分の蛍光寿命値が得られ、膜蛋白、脂質いずれについても同様であった。種々膜酵素活性の変動を調べると、反応時間依存的な活性低下が認められ、また膜流動性が低下していた。3.APAPをラットに経口投与すると、血中GOTの上昇とともに肝ホモジネ-ト中にTBAーRSが僅かに増大し、予めジエチルマレイン酸を腹腔内投与しておくと蛍光性物質、高分子量膜蛋白重合体の生成が認められ、生体内グルタチオンの低下が薬物による脂質過酸化の発現に関与していることが示唆された。四塩化炭素、アドリアマイシンについても同様に検討したところ、上記指標は脂質過酸化をin vivoで検討するために有効であることがわかった。4.これら薬物毒性に於ける脂質過酸化の関連性を明確にするために、ラット遊離肝細胞を用いてAPAPの影響を調べると、TBAーRSの生成にともないmedium中でのGOT活性の上昇、細胞内グルタチオンの低下が認められ、細胞の生存率は低下した。APAP濃度を増加させると、TBAーRSの生成は抑制され、細胞の生存率も上昇した。以上、本研究でAPAPの肝毒性に於いて脂質過酸化が大きく関与している可能性がin vivoおよびin vitroで示された。脂質過酸化が重要な薬物毒性因子となりうる可能性をin vivoで立証し、更に脂質過酸化によって膜中に生成する蛍光性物質の特性を明かにすることにより、生体内での脂質過酸化発現の評価方法の基礎を確立した。1.薬物として解熱鎮痛薬アセトアミノフェンをラットに経口投与し、肝毒性の発現を血液中G.O.T.の増大で確認した。チオバルビツール酸反応物質は肝ホモジネート中で、コントロールラットにくらべて僅かではあるが増大し、脂質過酸化の発現を示唆した。2.血液中、組織中のグルタチオンを定量するために、科学研究費補助金で購入した高速液体クロマトグラフィーを利用し、蛍光色素オルトフタルアルデヒドを用いたポストラベル法による高感度定量法を確立した。3.ジエチルマレイン酸をラット腹腔内に投与し、アセトアミノフェンを投与した後で肝ミクロゾーム膜を調製し、その蛍光測定を行なうと、脂質過酸化に由来する蛍光性物質を検出することができた。このことは、アセトアミノフェン肝毒性が発現する場合には、同時に脂質過酸化が発現している可能性を示唆しており、またin vivoでの脂質過酸化の発現は、体内グルタチオンレベルの低下によって顕著になることがわかった。4.蛍光性物質の特性をラット肝ミクロゾームを用い、in vitroで調べた。この蛍光性物質の蛍光異方性は、脂質過酸化の進行とともに増大した。肝ミクロゾームの膜、蛋白、脂質中の蛍光性物質の蛍光寿命を測定した。

いずれも蛍光寿命は3成分から成り、各寿命値も膜、蛋白、脂質で各々類似していた。これは脂質過酸化反応時間に依存しなかった。このことは蛍光性物質が脂質過酸化反応の進行とともに量的に増加することを示しており、蛍光性物質はin vivoでの脂質過酸化発現を検出するための優れた指標であることが確認された。今後、薬物毒性における脂質過酸化の関与を体内グルタチオンの変動と対比し、定量的に解析していく。薬物毒性要因としての脂質過酸化の発現をグルタチオンの体内レベルとの関連で検討した。前年度のアセトアミノフェンに加え、四塩化炭素、アドリアマイシンについて検討した。1.in vitro肝ミクロゾ-ムにおいて四塩化単毒はチオバルビツ-ル酸反応物質、蛍光物質、高分子量膜タンパク重合体を生成した。四塩化炭素およびdiethlmaleate(DEM)をラット腹腔内投与すると、生理食塩水投与した対照群にくらべ、血中G.O.T.値は顕著に増大するが、肝ミクロゾ-ム中の蛍光強度には著明な変化は認められず、またSDS-ポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS-PAGE)では、薬物投与群でタンパク重合体の生成に顕著な増大がみられ、DEM併用群では更に増大していた。従って高分子量膜タンパク重合体は生体内での四塩化炭素による脂質過酸化を検出する有効な指標となることがわかった。更に生体内グルタチオンの低下は、四塩化炭素による脂質過酸化の発現を促進することがわかった。2.アドリアマイシンについては、ラット肝ミクロゾ-ム、ミトコンドリアを用いて、in vitroで検討したが、この場合にも蛍光物質、高分子量膜タクパク重合体の生成が認められ、これらはin vivoで指標となりうることがわかった。3.アスコルビン酸-鉄による脂質過酸化発現に伴う肝ミクロゾ-ムの各種膜酵素の変化を調べると、glucose-6-phosphataseの活性は急激に低下し、NADH-cytochrome b_5reductaseの活性低下は比較的緩和であった。HADPH-cytochrome C reductaseでは脂質過酸化との関連性は明確ではなかった。蛍光試薬(diphenylhexatriene,anthroylaxystearic acid等)を用いた蛍光偏光解消法の測定で、膜流動性の低下が明かとなったが、表在性タンパクの活性低下は、膜流動性低下に加え、蛍光物質の生成との関連性が示唆された(Lipids,1989)。今後更に多くの薬物でこれら酵素の変化と膜機能との関連性を明かにする必要がある。アセトアミノェン(APAP)の肝毒性に於ける脂質過酸化の関与を主にラット肝細胞で検討した。APAPを広濃度範囲(0.1100mM)で遊離肝細胞(6x10^6)と37°Cで3時間incubationし、以下の結果を得た。1.チオバルビツ-ル酸反応性物質(TBAーRS)の生成は、APAP濃度0.5mMあたりまではコントロ-ルと同程度であったが、それ以上の濃度でTBAーRSの生成は増加し、12mMで最大値を示した。更に高濃度ではTBAーRSの生成が抑制され、10mM以上では、コントロ-ルと同程度にまでその生成が抑制された。2.トリパンブル-染色により細胞の生存率を測定した。TBAー
ICT活用授業のモデル化と異文化ソーシャルスキルの評価・測定

ICT活用授業では、英語を共通言語(ELF)として用いる学習形態が可能である。日本とは時差の少ないアジア地域との遠隔授業であるが、従来の英語学習方法と比べ、学生の学習動機、異文化対応能力を格段に増強することが確認できた。学生の自律性を計測できる学習動機尺度と異文化間ソーシャル・スキル測定尺度を考案し、尺度の信頼性と妥当性を確認し、コミュニケーション能力を自動判定できるシステムを構築し、実験的な証拠を得た。英語はコミュニケーションの道具であり、アジアにおける共存・共生関係をベースにした大学英語教育の進化のためには、ICTの活用により、日常的に日本・韓国・中国・台湾を中心としたアジア学生がITを駆使した交流を行う授業実践のモデル化を提案する。また、本研究では、異文化対応能力を異文化間ソーシャルスキルと捕らえ、対人関係尺度を参考に、下位項目にコミュニケーションスキル、問題解決スキル、感情処理のスキル、課題遂行の際の目標設定や計画性のスキル、対人関係の調整、状況への柔軟な対応、論理的な思考の上達、英語での発表力の上達を計測できる評価尺度を実験研究により、検証していく。1ICT活用授業のモデル化アジアにおける共存・共生関係をベースにした大学英語教育の進化のためには、ICTの活用により、日常的に日本・韓国・中国・台湾を中心としたアジア学生がITを駆使した交流を行う授業実践のモデル化を提案しようと試みた。欧州共同体で提案されているCommon European Frame of Reference (CEFR)などの国際基準に準拠するようにするとともに、学習者個人の特性を動機、ストラテジー、学習スタイル、学習性向などの個人要因なども考慮に入れ,個人要因を学習者が探索できる筒井のシステムを改良し、教材をオントロジィー辞書を利用して抽出できるように実験をおこなった。2異文化間ソーシャルスキル測定尺度の作成本研究では、異文化対応能力を異文化間ソーシャルスキルと捕らえ、下位項目にコミュニケーションスキル、問題解決スキル、感情処理のスキル、課題遂行の際の目標設定や計画性のスキル、対人関係の調整、状況への柔軟な対応、論理的な思考の上達、英語での発表力の上達を計測できる評価尺度を実験研究により、検証していった。3英語コミュニケーションカの進歩を測定する自動採点テスト項目応答理論に基づくコンピュータ適応口語発信テストについては、近藤等(2007)で発表した2006年より開発中の自動採点のできる音読テスト、筒井等(2006)の自動採点のできる自己紹介の発信テストを用い、英語コミュニケーション能力の進歩を測定する基礎研究を行った。尚、この研究は大学英語教育学会の特別委員会(JACET-ICT)として2年間資金もうけ、LET関東支部、FOLC-CCDLと共催しながら、講習会を毎年2回開催し、全国組織として全国の大学英語教員に協力をえることができた。ICTを活用した1対1対応の授業は、早稲田大学と清華大学、大連理工大学、大連交通大学、大連外国語学院、高麗大学、延世大学、淡江大学、台南科技大学とが行い、多地点遠隔には、デラサール大学、復旦大学、高麗大学、韓南大学、南ソウル大学、文藻外国語学院、香港バプティスト大学が参加した。7月28日に1対1対応のICT授業の担当者が早稲田大学に集合し授業分析は全員で行い、学習者の自律性の発達についての調査と分析を発表した。韓国、中国、台湾の参加大学でも、異文化ソーシャルスキルと自律性を高める学習者動機の研究を2010年度に開始する申し合わせができた。7月29日には、大学英語教育学会のICT調査研究特別委員会、FOLC-CCDL、関東LETと共催で国際シンポジウムを開催した。第14回PAALでは、20本の研究発表を行った。また、12月4日には異文化交流に参加している学生の発表会「国際学生会議」を開催した。多地点の授業については2010年2月にはシンガポールRELCで合同ワークショップ開催し、授業実践の見直しと分析結果の発表も行い、早稲田大学の国際ワークショップ開催基金を得て、JACET-ICT Research and Practice 2009(286ページ)に今年度の活動のまとめを掲載した。研究成果は国内では、大学英語教育学会関東支部大会、同学会全国大会、Asian Conference of Education、LET九州・沖縄支部大会等で発表した。国外では、香港工科大学で開催された、The 5th International Symposium on Teaching English at Tertiary Levelや、清華大学で開催されたAESOPで発表した。9月5日と6日に1対1対応のICT授業の担当者が早稲田大学に集合し、授業分析を全員で行った。研究代表者と分担者は学習者の自律性の発達についての調査と分析を発表した。韓国、中国、台湾の参加大学でも、異文化ソーシャルスキルと自律性を高める学習者動機の研究を2010年度に開始し、参加者は少なかったが、分析を行った。

外国語メディア学会の50周年記念大会(横浜フロンティア高校)では、高麗大学と台南科技大学と会場を結び、多地点のICT会議を実践するとともに、教育実践の成果を報告した。第15回PAALでは、14本の研究発表を行った。また、7月と12月には異文化交流に参加している学生の発表会「国際学生会議」を開催した。多地点の授業については2011年2月にはシンガポールRELCで合同ワークショップ開催し、授業実践の見直しと分析結果の発表も行い、早稲田大学の国際ワークショップ開催基金を得て、JACET-ICT Research and Practice 2010(360ページ)に今年度の活動のまとめを掲載した。ICT活用授業のモデル化、異文化間ソーシャルスキルの尺度も改良した。英語コミュニケーション能力の進歩を測定する自動採点テストについては、音読テストは完成し、DCTによるテスト項目は初級と準中級が完成したので、中級から上級のテスト項目をオンライン上で検討し、精度を確認することが2011年度の研究目標となる。研究成果は国内外の学会で発表した。IT技術の発達に伴い、自国にいながら世界の若者たちが話し合い、お互いの理解を深めることが可能になっている。しかし、英語が世界の共通語として世界人口の4分の一が英語を使用している現在でも、英語による異文化交流の意義は理解されているものの,多くの大学では教室授業のカリキュラムに入っていないのが現状である。国内外の大学間協調を目指しながら、Information and Communication Technology(ICT)の発展に見合った英語教育の方法の開発と評価に取り組むことは21世紀の課題であり、授業モデルを提案した。英語を日常で使用していないEFLの日本人大学生に英語学習の本来の目的を理解させ、アジアを含む世界の若者たちとの交流をはかり、「自国の社会や文化を英語で説明できる」「相手国の社会や文化を生の声を通して知る」「英語で専門分野を討論できる」など、ICT活用は大学での英語教育の理想を実現できるものとなった。内外のIntercultural Communication研究の多くは事例の解釈が主流で、尺度としての信頼性や妥当性は検証されていない。本研究では、異文化対応能力は異文化間ソーシャルスキルと捕らえ、菊池(2007)やGoleman(1995)、Lopes等(2005)佐々木等(2007)の尺度を参考に、下位項目にコミュニケーションスキル、問題解決スキル、感情処理のスキル、課題遂行の際の目標設定や計画性のスキル、対人関係の調整と状況への柔軟な対応(Communication Accommodation Skills)、論理的な思考の上達を計測できる評価方法を考察し、実証した。異文化間ソーシャルスキルとは英語コミュニケーション能力と深く関係しているので、本研究では、コミュニケーション能力の測定も研究課題であった。
π空間に閉じ込められた物質系の創製と機能

本研究では球状π空間を有するフラーレンの内部に常磁性金属を内包した金属内包フラーレンに着目し、その1,3-双極子環化付加反応およびカルベン付加反応を用いた種々の常磁性内包フラーレン誘導体を合成した。La@C_<82>誘導体単結晶の電荷輸送特性を調べたところ、μ=10cm^2V^<-1>s^<-1>という値が見積もられた。この電子移動度はこれまでに報告された有機材料の中でも格段に高い値であり、配向制御されたLa@C_<82>誘導体が非常に優れた電荷輸送特性を有することを示す結果である。本研究では、金属内包フラーレンを大量合成し、得られる金属内包フラーレンを用いて化学反応性の解明を行うと共に化学修飾による誘導体の合成、さらには組織化による機能化について研究を行う。具体的には以下の3段階からなる検討を行う。(1)電子的、磁気的特性が優れた金属内包フラーレンの大量合成及び化学反応性の解明、誘導体の合成(2)金属内包フラーレン誘導体の物性解明誘導体化によって金属内包フラーレンの電子的、磁気的特性がどのように変化したか明らかにすると共に、物性のチューニングがより効果的な置換基を模索する。また、誘導体化による内包金属の動的制御システムを確立する。(3)金属内包フラーレン誘導体の組織化常磁性金属内包フラーレンをスピン源とした有機強磁性体の創製を検討する。また、金属内包フラーレンとその誘導体を用いて金属内包フラーレンナノロッドの合成を検討し、期待される導電性や磁性特性を元に磁場配向やスピンFETへと展開する。本研究では、湾曲した拡張π電子系を有するフラーレン内部の高次π空間に常磁性金属原子を取り込んだ金属内包フラーレンを鍵物質とし、その高効率で高選択的な化学修飾法の開発を行うと共に機能性金属内包フラーレンを合成することを目的とする。得られた機能性金属内包フラーレンを超分子的に配列し、磁性-伝導ハイブリッド素子へと展開する。電子的、磁気的特性に優れた金属内包フラーレンを自在に配列し、集積化することができれば、次世代のスピンナノデバイスへの応用の可能性が飛躍的に高まると考えられる。この集積化の手段として、申請者は化学修飾による機能化が有効であると考える。常磁性内包フラーレンを大量合成し、合成した内包フラーレンを用いて化学反応性の解明と共に化学修飾による誘導体の合成を行った。具体的にはスピンの形式の異なる以下3種類の常磁性内包フラーレンを合成した。(1)炭素ケージ上にスピンを有する内包フラーレンLa@C_<82>、(2)内包原子上にスピンを有する内包フラーレン[Sc_3N@C_<80>]^<*->や[La_2@C_<80>]^<*->、そして(3)ケージと内包原子の両方にスピンを有する内包フラーレンCe@C_<82>やGd@C_<82>。これらを大量に合成し、我々が開発した簡便分離法を用いて効率的に精製を行った。次にこれらの内包フラーレンに対し光ケイ素化反応、カルベン付加、1, 3-双極子付加反応、Diels-Alder反応等を用いた化学修飾を行い、金属内包フラーレン誘導体の合成を行った。さらに、合成した誘導体について各種スペクトルおよび電気化学等の測定から、金属内包フラーレン誘導体の電子的特性や酸化還元特性などを明らかにした。本研究では、湾曲した拡張π電子系を有するフラーレン内部の高次π空間に常磁性金属原子を取り込んだ金属内包フラーレンを鍵物質とし、その高効率で高選択的な化学修飾法の開発を行うと共に機能性金属内包フラーレンを合成する。前年度に引き続き常磁性内包フラーレンを大量合成し、合成した内包フラーレンを用いて化学反応性の解明と共に化学修飾による誘導体の合成を行った。本年度はスピンの形式の異なる常磁性内包フラーレンとして、炭素ケージ上にスピンを有する内包フラーレンLa@C_<82>、内包原子上にスピンを有するCe_2@C_<80>、そしてケージと内包原子の両方にスピンを有するCe@C_<82>の3種類について集中的に合成・単離精製を行なった。これら内包フラーレンに対し光ケイ素化反応、カルベン付加、1,3-双極子付加反応、Diels-Alder反応等を用いた化学修飾を行ない、金属内包フラーレン誘導体の合成を行なった。