hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
作業内容や作業環境に関する知識を利用した複数台ロボット協調システムに関する研究

(1)作業計画レベル(2)環境認識、モデル作成レベル(3)マニピュレータ制御レベルについて、複数台ロボット協調システムの研究を行った。(1)時間推論を利用することで副目標の達成順序関係を求め、これを双方向探索における中間目標の設定に応用した効率的なプランニングシステムを開発した。また、複数ロボットのためのプランニングに関しても、時間推論による新しい問題分割法を提案した。次に、作業を組み立て作業に限定したAND/ORグラフに基づくプランニングについて部品に関する知識や組立・分解に関する知識を利用したグラフの自動生成法と効率的な探索によるプランニングの自動生成法を考案した。更に、マニピュレータや障害物を複数の球で近似することで、対応するコンフィグレーションの幾何モデルが簡単に構成できることを明らかにし、ポテンシャル法に基づく複数マニピュレータの衝突回避運動計画法を提案した。(2)面情報を利用した曲面パッチ分割法並びに曲面体の識別法を提案した。また、対象物のsaliency(特異性)の抽出とそれに基づくモデルの作成法並びに計測データとの効率的な照合法を提案した。次に、3次元物体の計測や認識を高速化するために、両眼視法と投光法とを組合わせた注視点制御が可能な距離計測装置を開発した。更に、六角形画像ピラミッド構造を利用したプリミティブな画像処理法の統合とその応用を行った。(3)ファジイルールに基づく力制御アルゴリズムを基礎とし、複数マニピュレータによる協調作業のための作業レベルでの制御ルールを開発し、いくつかの協調作業に適応してその育効性を確認した。具体的には、ファジイルールに基づいたプリミティブな制御則とそれらを組合わせた基本的な運動制御レベルのプログラムを開発し、これらを基に作業レベルの制御ルールを構築するといった階層的な制御の枠組みを提案した(1)作業計画レベル(2)環境認識、モデル作成レベル(3)マニピュレータ制御レベルについて、複数台ロボット協調システムの研究を行った。具体的には、ファジイルールに基づいたプリミティブな制御則とそれらを組合わせた基本的な運動制御レベルのプログラムを開発し、これらを基に作業レベルの制御ルールを構築するといった階層的な制御の枠組みを提案した(1)作業計画レベル、(2)環境認識・モデル作成レベル,(3)マニピュレ-タ制御レベルの3レベルについて、複数台ロボット協調システムの研究を行った。(1)に関しては,時制論理を導入したロボットの効率的なプランニングの研究を行い,複数台ロボットへの拡張についての検討を行った。また,作業部品に関する局所的知識に基づいて組立ての木を自動的に生成し,その木の探索を行うことにより組立作業の手順を導く手法を開発した。更に,同一環境内で2台のロボットが作業を実行する際の衡突回避問題について,ロボットを可動障害物と見なした回避アルゴリズムを導いた。(2)に関しては、種々のレベルの画像処理を融合することが可能なデ-タ構造を提案し,それを利用した階層的なエッジ抽出アルゴリズムを考案し,その有用性を確かめた。また,複数台のカメラによるフレキシブルな立体視システムを提案し、2眼立体視および3眼立体視についての対応点沢定法を考案した。(3)については,相補型連想記憶ネットワ-クCyclonet(Cyclic Neural Network)を提案し,1対多および多対1の連想記憶能力を有し,かつ記憶能力と耐ノイズ性に関し優れた特徴を有することを明らかにした。また,Cyclonetを用いたロボットの協調制御アルゴリズムを提案し,実験によりその有効性を示した。現在は,力センサを利用するマスタ/スレ-ブ方式であるが,今後は,非マスタ/スレ-ブ方式および自律分散方式へ拡張することを試みる予定である。(1)作業計画レベル(2)環境認識、モデル作成レベル(3)マニピュレ-タ制御レベルの3レベルについて、複数台ロボット協調システムの研究を行った。(1)に関しては、前年度に開発した時間推論に基づくプランニングシステムを改良し、更に効率のよい双方向探索アルゴリズムを導いた。また、組立の木の自動生成とその探索法の改良を行い、新しい評価法の導入とそれに基づく効率的な木の探索法についての研究を行った。更に、同一作業環境内で作業を行う複数台マニピュレ-タの衝突回避問題を解決する方法について検討した。

マニピュレ-タを球の集合体で近似し、それを可動障害物と見なすC空間表現法とそれを回避するための倶体的なアルゴリズムを開発した。また、C空間を階層的にパタ-ン化し、障害物回避問題を共通資産であるC空間の占有問題に置き換える方法を考案した。(2)に関しては、汎用の画像処理用のデ-タ構造として前年度までに開発した六角形画像ピラミッド構造を利用してプリミティブな画像処理法を統合する試みを行った。エッヂデ-タ、距離デ-タ、移動物体のベクトルデ-タなどを同一のデ-タ構造を用いて記述できることを実験結果から確かめた。(3)に関しては、前年度までに開発したファジィル-ルに基づくマニピュレ-タのプリミティブ制御を基に、複数台マニピュレ-タによる協調作業を実行させるためのよりレベルの高い組み合わせレベル、作業レベルのル-ルを開発し、複数台マニピュレ-タのための協調制御システムを構築した。具体的には、プリミティブ制御レベルより幾つかの基本的な運動制御レベルのプログラムを構成し、それらを組み合わせるための作業レベルのル-ルを構成した。例として考えた協調制御は、2台のマニピュレ-タによるチャンスゲ-ム、箱の移動作業及びボビンにコイルを巻く作業の3種である。(1)作業計画レベル(2)環境認識、モデル作成レベル(3)マニピュレータ制御レベルについて、複数ロボット協調システムの研究を行った。(1)時間推論を利用することで副目標の達成順序関係を求め、これを双方向探索における中間目標の設定に応用した効率的なプランニングシステムを開発した。また、複数ロボットのためのプランニングに関しても、時間推論による新しい問題分割法を提案した。次に、作業を組み立て作業に限定したAND/ORグラフに基づくプランニングの自動生成法を考案した。更に、マニピュレータや障害物を複数の球で近似することで、対応するコンフィグレーションの幾何モデルが簡単に構成できることを明らかにし、ポテンシャル法に基づく複数マニピュレータの運動計画法を提案した。また、障害物回避問題をコンフィグレーション空間の占有問題に置き換えることで、複数マニピュレータの衝突回避問題を解決する手法を提案した。(2)面情報を利用した曲面パッチ分割法並びに曲面体の識別法を提案した。物体の認識を効率的に行うためには、照合のためのモデルの作成法の開発が重要である。対象物のsaliency(特異性)の抽出とそれに基づくモデルの作成法並びに計測データとの効率的な照合法を提案した。次に、3次元物体の計測や認識を高速化するために、両眼視法と投光法とを組合わせた注視点制御が可能な距離計測装置を開発した。(3)ファジイルールに基づく力制御アルゴリズムを基礎とし、複数マニピュレータによる協調作業のための作業レベルでの制御ルールを開発し、幾つかの協調作業に適用してその有効性を確認した。
細胞競合に立脚した口腔扁平上皮癌の早期診断・予防方法の開発に向けた基礎的研究

今回我々は、細胞競合関連蛋白であるSPARCの口腔扁平上皮の発癌における意義を検討した。SPARCは白板症の症例において異型度が強くなるにつれて陽性率が高くなり、早期浸潤癌では腫瘍細胞の多くに局在が認められた。株化口腔扁平上皮癌細胞にSPARC発現ベクターを導入すると細胞の増殖能が亢進した。さらに、SPARC導入株化OSC細胞を非導入細胞と共培養すると、非導入細胞が排除された。以上の結果より、SPARCは発癌初期においては細胞競合による淘汰からの回避に働くとともに、癌の発生・進展において重要な役割を演じていることが明らかとなった。細胞競合とは、適応能の低い細胞が排除され、適応能の高い細胞が増殖する現象であるが、多中心性癌の発生にこの細胞競合が関与している可能性が考えられる。近年、Matricellular proteinの1つであるSecreted Protein Acidic and Rich in Cysteine(SPARC)が細胞競合に関与していることが明らかにされてきたことより、口腔扁平上皮癌の発癌におけるSPARCを介する細胞競合の関わりについて検討してきた。平成25年度においては、in vitroにおける株化細胞の増殖・遊走能に及ぼすSPARCの影響について検討した。方法としては、当科で樹立した株化口腔扁平上皮癌細胞であるOSC-2、-4、-6および不死化ヒト正常ケラチノサイトであるPHK細胞を用い、SPARCに対するsiRNAによるノックダウンの系ならびにSPARC発現ベクター導入の系を用いて検討した。その結果、いずれの細胞においてもSPARCのノックダウンにより有意に増殖が抑制され、逆にSPARCを導入すると増殖能は有意に増強した。さらに、遊走能に及ぼすSPARCの影響をスクラッチアッセイにて検討したところ、OSC-2およびPHK細胞いずれにおいてもSPARCのノックダウンにより遊走能は低下した。これらのことより、SPARCは癌の発生・進展においても重要な役割を演じていることが示唆された。【緒言】細胞競合とは、適応能の低い細胞が排除され、適応能の高い細胞が増殖する現象であるが、多中心性癌の発生にこの細胞競合が関与している可能性が考えられる。近年、Matricellular proteinの一つであるSecreted Protein Acidic and Rich in Cysteine(SPARC)が細胞競合に関与していることが明らかにされてきたことより、口腔扁平上皮癌の発癌におけるSPARCを介する細胞競合の関わりについて検討した。【方法】正常口腔粘膜、口腔白板症、上皮内癌および早期浸潤癌の計73例の切除標本を用いて、SPARCの発現を免疫組織化学的に評価し、細胞異型等との臨床的事項との関連を検討した。【結果】1)正常口腔粘膜ならびに口腔粘膜疾患の上皮細胞におけるSPARCの発現:正常口腔粘膜に比べ、白板症、上皮内癌および早期浸潤癌ではSPARCの陽性率が有意に高値で、白板症においては細胞異型が強くなるにつれ上皮細胞でのSPARCの発現が増強した。2)口腔扁平上皮癌(OSC)細胞およびヒト正常角化(PHK)細胞におけるSPARCの発現:いずれの細胞においてもSPARCは発現されていたが、その発現程度は細胞により異なっていた。siRNAによりSPARCの発現はノックダウンされ、発現ベクターの導入にてSPARCの発現は増強された。【結論】SPARCは、癌細胞の増殖・浸潤を促進することにより癌の進展に重要な役割を演じていることが示唆された。近年、Matricellular proteinの一つであるSecreted Protein Acidic and Rich in Cystein (SPARC)が細胞競合に関与していることが明らかにされてきたことより、平成26年度においては、in vitroにおいて細胞競合に及ぼすSPARCの影響について検討した。方法としては、当科で樹立した株化口腔扁平上皮癌細胞であるOSC-2を用い、GFPのタグをつけたSPARC発現ベクターを導入した後、SPARC導入細胞と非導入細胞とを1:1および1:2の比率で共培養し、コンフルエントになった状態で共焦点レーザー顕微鏡にて細胞比を観察した。その結果、GFPで標識したSPARCを導入したOSC-2細胞と非導入OSC-2細胞とを共培養すると、SPARC導入細胞は非導入細胞よりも優位に増殖し、コンフルエントになった時にはほとんどがSPARC導入細胞で占められていた。この結果と、以前の結果を照らし合わせると、SPARCは上皮細胞の細胞競合において細胞を優勢に導くとともに、増殖能および遊走能を正に制御することが明らかになった。SPARCは発癌初期において癌原性細胞が細胞競合による淘汰からの回避に働くとともに、癌の発生・進展においても重要な役割を演じている可能性が示唆された。口腔外科in vitroでの検討はほぼ完了したことより、概ね順調に推移していると判断する。臨床材料を用いた免疫組織

化学染色による検討は完了し、培養細胞を用いた検討の準備もほぼ完了し、In vitroの実験も一部は実施していることよりおおむね順調に進展していると評価した。口腔扁平上皮癌の前癌病変である白板症および早期口腔扁平上皮癌を用い、SPARCと癌化との関係を検討する。具体的には、白板症を組織学的にhyperplasia、mild dysplasia、moderate dysplasia、severe dysplasiaおよびPVLに、早期癌は上皮内癌と早期浸潤癌に分類し、対照として健常口腔粘膜15例を用いて、免疫組織化学的に検討する。株化口腔扁平上皮癌(OSC)細胞および正常角化(PHK)細胞を用いてSPARCをsiRNAにてノックダウンあるいはSPARC発現ベクターにて強制発現させたときの増殖および遊走能について検討するとともに、SPARC導入細胞と非導入細胞を共培養したときの細胞競合を観察する。さらに、これまでの検討をMyc発現細胞あるいはMycノックダウン細胞を用いて行なう。研究費に関しては、siRNAやSPARC発現ベクターなどは平成24年度にすべて準備しているので、平成25年度の研究費は細胞培養、トランスフェクション、ブロッティング、スクラッチアッセイなどの消耗品に使用する予定である。
ＲＫＫＹ相互作用の崩壊的減少及びニッケルの磁気モーメント消失と近藤効果との相関

本研究では、40年以上の精力的な研究にも関わらず現在でも理解する糸口が得られていない重い電子系物質に注目し、その中のCeNiの電子状態を理解する糸口を得ることを目的に微視・巨視的に攻究した。そのために(Ce-Gd)Niに注目し攻究したところ、1Gd低濃度組成域(0.15≦Gd≦0.2)で発現する、RKKY相互作用の崩壊的な減少は"Ceに特有"な現象である可能性が高いこと、2Gd高濃度組成域においてもRKKY相互作用は抑制されている可能性が高いことが判明した。更に3Gd濃度が0.8→0.5に減少すると、Ceの4f電子状態が磁場の影響を受けることが放射光により微視的に調べることで判明した。平成25年度に実施したことは,同じ結晶構造を有する2つの化合物CeNiとGdNiの混結晶系化合物とCe→Yで置換した系の単結晶試料を作成し,それらの構成元素である,Ce, Gd, Ni各々の電子状態を巨視的手法である磁化測定と,微視的手法の磁気円2色性(Magnetic Circular Dichrosim, MCD)から実験的に調べたことである。得られた成果は、大別すると次の2つに集約される;(1);重い電子系化合物として有名なCeNiが示す"特異な"磁気的性質(Pauli-para,パウリ-パラで代表させる)を理解する上での"1つの"手掛かりを与えてくれる可能性があり得ると期待される,RKKY相互作用の"崩壊的"な減少が、Ceに特有な現象の可能性があり得るか否かを調べるために、Ce→Yの非磁性希土類元素で置換した(Y-Gd)Niについて、巨視的な磁化測定から調べた。それらの結果と(Ce-Gd)Ni系の結果を比較することにより、Gd-Gd間の交換相互作用,すなわちRKKY相互作用の崩壊的な減少は,Ceに帰着される可能性が高いことが判明した。但し,(Y-Gd)Niと(Ce-Gd)Ni系とでは、結晶構造が多少異なるため多少の曖昧さが残り,平成26年度はこれを詰めて解決する。2Ceは4f電子に起因する磁気モーメントを有しているが,CeRu2Ge2に比べて相対的に遍歴性が大きく、Gd=0.5では磁場依存性を示す(0.8ではない)。平成24年度に実施した研究内容は、下記の通りである;<試料作製>当初は、課題及び交付申請書に記載したように、Ceを非磁性希土類元素のYで置換した(Ce-Gd)Ni→(Y-Gd)Ni系化合物単結晶試料のうち、10at%≦Gd≦20at%のGd低濃度組成を中心に作製し、それに対して磁気的な性質を詳細に測定・解析をすることから攻究を展開する計画であった。具体的には、Ceの特徴・特異性と(申請者が)考えている、Ceが存在することによりGd-Gd間の相互作用(RKKY相互作用)が通常あるべき状態から阻害され、崩壊的な減少を何らかの理由・原因によりもたらしていることを明確にすることから研究を開始した。ところが、ブリッジマン法によりGd=15at %の(Y0.85Gd0.15)Ni単結晶試料の作成を試みたところ、予想していたよりも融点が高く1,150 °Cでは十分に溶解しないために良質な単結晶試料を得ることが容易ではないことが判明し、(Y-Gd)Ni系化合物は(当面は)単結晶に近い多結晶試料で攻めることにした。と同時に、非磁性希土類元素としてCe→Luを用いた(Lu-Gd)Ni系化合物試料の単結晶試料作製を、当初予定していた平成25年度から繰上げて、平成24年度に作成を試み、この系の単結晶試料の作成は可能である見通しを得た。<磁化測定>平成24年度は、上述したことから基本的な磁化測定・解析に的を絞り、実行した。平成24年度に得られた試料(良質な多結晶と単結晶)について、詳細な磁化測定を行ったところ、Gd=15, 20 at&ともに磁化Mの温度依存性はフェロ的な曲がりを示し、(Ce-Gd)Ni系で特徴的な、磁化Mが温度に対して"直線的"な減少・変化は見られない。これは、Gd-Gd間の交換相互作用(RKKY相互作用)は崩壊的な減少をすることはないことを示唆する、という知見を得られた。

ここには、最終年度に実施した研究成果を中心に記載する;本研究課題において狙ったことは、巨視的な測定である磁化測定からの情報を解析し、本研究の対象物質の電子状態についての情報を入手すること、及び、微視的な測定手法から、対象物質の電子状態についての情報を入手し、物質を構成しているセリウムCeとニッケルNiの電子状態の変化を捉えることにある(Gdの電子状態は微視的視点・手法から調べるが、基本的には変化はないものと推測される)。今年度に得られた成果の一つとして、前回採択された課題との重複はあるが、SPring-8のBL-23SU(原研ライン)にて、(Ce-Gd)Ni化合物のうち、Gd=rich組成(Gd=0.8, 0.5 )について、軟X線MCD(磁気円2色性)により、3つの構成元素の各々の電子状態について、有用かつ重要な情報を入手することができた;(1)Ceの注目の4f電子は、Gd-rich組成域では明確な磁気モーメントを有しているが、CeRuSi2に比べて多少遍歴性が強く、磁場Hの増加にともないH≒2 Tという比較的低磁場でCeの磁気モーメントは減少し始める。これは、これはCeの磁気モーメントがGdのそれと逆方向から同じ方向に回転し始めるスピン・フロップによるものと考えられが、遍歴性が増加したとの解釈も可能である。(2)Gd=0.8→0.5に減少すると、Ce_3d→4fへの吸収スペクトルの一部分が明確な磁場依存性を示すことも判明し、電子状態を理解する上で、重要な情報を得ることができた。本課題の本質的な前進として、Ceを非磁性の希土類元素で置換したCe→Y, Lu, Laについては、RKKY相互作用の崩壊的な減少はCeに特有な減少であることが、かなり有力になりつつある。Ce→Laの試料を作成済であり、あと2ヶ月程度で、最終的な結論を得ることが可能と考えられる。遷移金属・希土類及び強相関系物質の磁性[研究実績の概要]に記載したように、1CeNiの特異な磁気的な性質を示す電子状態を理解するための"1つの"確かな手掛かりになり得ると期待されるRKKY相互作用の"崩壊的減少"について、(Y-Gd)Ni系化合物の試料作成を行い、その磁気的な特性を(Ce-Gd)Ni系化合物の結果と比較することにより、この特徴的な現象はCeに特有である可能性が高いことが判明した。これは、今後の展開にとって、大きな意味を持つ。2加えて、(Ce-Gd)Ni系単結晶化合物のうちGd=0.8と0.5のGd-rich組成の単結晶試料に対して軟X線MCD(XMCD)の測定を実施し、Gd,Ni,Ceのそれぞれの磁性を担っている電子である、Gd_4f,Ni_3d,Ce-4fの電子状態について、それらの磁場依存性と温度依存性を知ることができた。とりわけ、実験を行った組成域では、Ce_4f電子についての情報・知見は重要で、Ce_4f電子は、・基本的には"軽"希土類としての特徴を有する磁性元素であり、その磁気モーメントはNiのそれに平行で、Gdのそれに反平行である;Gd↑Ni↓Ce↓。・Gd=0.8では、その磁場依存性は殆どないが、Gd=0.5での磁場依存性は明確にある。・Ce_4f電子に起因する磁気モーメントは、磁場H≧2 Teslaで減少し始める。想定以上に低磁場で、スピン・フロップが起こっているように見える。これらの情報・知見も今後の展開にとって、極めて有用である。これらの結果は、'13/08に開催された強相関系の国際会議(SCES13)でそれぞれポスター発表を行い、更に論文・プロシーディングスに纏めることができた。またGd=0.8_XMCDの結果は、単独で学会誌への投稿を準備中である。当初予定・計画していた試料のうち、最初のCe→Yで置換した系(Y-Gd)
インターネットにおけるWWW利用のマルチメディアによる新教育システムに関する研究

本研究は2ヶ年計画であり、本年度は最終年度の2年目にあたる。当初の計画どおりに、インターネット技術であるVRMLやJAVAを利用した講義システムを開発し、そこに講義資料や問題や課題を準備し、学生はWWWページからその日の講義内容を把握し、その資料を参考にしてコンピュータを操作し、課題を解くという、3D CGソフトウエアを使用した多くの図形科学教育が行えた。そして、現状のコンパスと三角定規での作図による図学講義を、コンピュータ上の仮想空間での教育に置き換えるために市販の多くの3次元CGソフトを試して基礎データを集めてきた。その結果、現在流通しているコンピュータ上の3次元CGソフトウエアは十分に図学講義に使用できる能力は持っているが、インターフェースについては十分とはいえず、これらの市販ソフトはこれからの図学教育の目的となるであろう学生の仮想空間認識能力の向上と3次元CG・CADソフト利用のための基礎知識や基礎技術養成に最適とは考えられない結果となった。さまざまなインターフェースが乱立しており、投影法の解釈にも統一性がなく、それらのソフトを利用した確立した教育法が見えてこないのである。これらのインターフェースの一例については、日中国際会議にて発表を行った。現在、コンピュータ上の仮想空間における図学教育に最適なインターフェースに関して図学という立場からの提案を行う予定にしている。そのもっとも基礎になるコンピュータの仮想空間における空間操作インターフェースについて今回の研究結果をもとに国際学会にて発表予定である。本研究は2ヶ年計画であり、本年度は1年目にあたる。当初の計画どうりに、図形科学における空間認識能力を測るためのテストであるMCT(Mental Cutting Test)のWeb化に関する研究を、ポーランドにおける国際学会(The 7th International Confernce on Engineering Computer Graphics and Descriptive Geometry)において発表した。また、このWeb利用のMCTを図形教育の前と後に学生に解かせることにより、その正解率と回答時間からインターネット上のVRMLを利用した図形教育内容の教育効果について評価を進めており、これまでの紙上における三角定規とコンパスによる図学の講義と比較し、興味深い結果を得ている。補助金の主要な利用目的であるインターネット上のコンテンツを制作するための設備に関しては、PC部品の購入をおこない、これを組み立て調整することにより最適なマシンを製作した。また、その上で稼働するCGソフトウエアを購入し現在その使用法について学習中である。購入予定であったコンピュータディスプレイについては、既設のモニターを利用することで間に合わせた。前期の「図形情報処理入門」と後期の「図形表現」科目において、情報処理教育センターのコンピュータ施設を利用した図形教育を行っており、そこにおいてはWeb上に講義資料を準備している。学生はいつでもコンピュータ上で、講義資料と課題をブラウズすることが可能であり、課題に対するレポートも学生みずからのホーム上に提出させている。前期の「図形情報処理入門」においては、これまでの紙の上のコンパスと三角定規による図学を、コンピュータ上のCGソフトウエアに置き換えて教育を行った。その際に開発した技法等について今年夏の中国における国際会議にて発表する予定にしている。
イスラーム圏における簿記史料の通時的・共時的研究

定例研究会:前々年度までの科研費課題「イスラーム圏におけるイラン式簿記術の成立と展開」を継承する形で、公益財団法人・東洋文庫において毎月1回(1年間で計9回)の研究会を開催した。サファヴィー朝シャー・タフマースプ時代に著されたギヤース・アッディーン・アブー・イスハーク・ケルマーニーの『簿記術論説』第3部「アワールジャ(awarja)とそれに関する事柄について」の講読を行ない、そこに含まれる種々の内容の帳簿の実例を読み進めた。イランのゴム市にあるマルアシー図書館所蔵の写本を底本としつつ、マジュレス図書館(2写本)、アースターネ・ゴッズ図書館所蔵の1写本、計4写本の比較検討を通じ、ペルシア語校訂テキストと日本語訳を作成した。若手研究者の育成:2019年1月11-12日にアジア・アフリカ言語文化研究所で共同利用・共同研究課題『オスマン文書史料の基礎的研究』と共催で「オスマン文書セミナー」を開催し、全国から大学院生、若手研究者を集め、オスマン朝下で作成されたスィヤーカト書体を含む財務文書の実例の講読を行った。また同じくAA研で『オスマン文書史料の基礎的研究』と共催で、アンカラのビルケント大学研究員・岩本佳子氏を招聘して「租税調査台帳Tahrir Defteriはいつ消滅したのか:オスマン朝における租税調査台帳の発展と衰退の研究」という研究会を開催し、オスマン朝とマムルーク朝の帳簿の比較研究を行なった。海外調査派遣:写本・文書史料の調査のため、研究代表者の高松洋一をトルコ・イスタンブルの首相府オスマン文書館、スレイマニイェ図書館、イスタンブル大学貴重書図書館およびブルガリア・ソフィアの国立聖キリル・メトディイ図書館にそれぞれ派遣した。東洋文庫で定期的に開催される定例研究会は、前々年度までの科研費課題「イスラーム圏におけるイラン式簿記術の成立と展開」の時期から数えて合計44回におよび、ギヤース・アッディーン・アブー・イスハーク・ケルマーニーの『簿記術論説』の写本講読は順調に進んでいる。第3部「アワールジャ(awarja)とそれに関する事柄について」は帳簿の実例を豊富に含んでいるため、手書きアラビア文字で記された物品の名称、単位等で若干解読できない箇所や、スィヤーク数字で表記された個別の物品の金額が合計額と一致しない箇所もあったが、研究会参加メンバー間での議論を通じて、研究協力者の渡部良子・阿部尚史両氏を中心にかなりの程度まで解読することができ、第3部も残すところ数葉で読了する見込みである。近年はイランにおいてもこの分野の研究が盛んになりつつあるので、『アジア・アフリカ言語文化研究』94号に刊行された序論の主要部分と第1部の仮校訂と日本語訳に引き続いて、残りの部分の校訂・訳注を発表していきたい。『簿記術論説』と比較対照すべき簿記術指南書の収集も進み、ペルシア語に基づくイラン式簿記術の術語に関するマニュアルの作成に向けて準備が整いつつある。またイランの簿記システムとオスマン朝の簿記システムの比較対照も進展し、両者の相違が明らかになりつつある。こうした成果は昨年度の「オスマン文書セミナー」においてスィヤーカト書体を含む財政文書の講読という形で反映することができ、若手研究者・大学院生の育成の面での還元も成就しつつある。第2年度に入っても研究はおおむね順調に進展していると言えるので、今後もこれまでの推進方策を維持していきたい。これまでと同様に東洋文庫における月に1回の定例研究会を継続し、ギヤース・アッディーン・アブー・イスハーク・ケルマーニーの『簿記術論説』の講読を進める。今年度においては第3部「アワールジャ(awarja)とそれに関する事柄について」を読了するという昨年度の目標を早期に実現できる見込みであるので、さきに『アジア・アフリカ言語文化研究』においてペルシア語校訂テキストと日本語訳公刊を後回しにした序論部分の度量衡単位などに関する節の講読を行なう予定である。上記の度量衡についての記述ももとにして、イラン式簿記術の術語に関するマニュアルの作成を進め、研究成果のウェブ公開に向けて引き続き準備していく。『簿記術論説』のイランのゴムに所蔵されている1写本についてはまだ入手できていないので、これについても電子複写を入手できるように引き続き努力したい。9月にベルリンで開催予定のヨーロッパ・イラン学会に研究協力者の渡部良子を派遣し、簿記術に関して報告を行なうとともに、ドイツの図書館における史料状況の調査も行なう。またアジア・アフリカ言語文化研究所の共同利用・共同研究課題『イスラーム聖者廟の財産管理に関する史料学的研究:イラン・サファヴィー朝祖廟を事例として』との連携を進め、研究会の共同開催を行なう。定例研究会:前年度までの科研費課題「イスラーム圏におけるイラン式簿記術の成立と展開」を継承する形で、公益財団法人・東洋文庫において毎月1回(1年間で計8回)の研究会を開催した。

またこれまでの定例研究会の成果のいちおうの集大成として、研究協力者の渡部良子・阿部尚史両氏が、研究会で講読した『簿記術論説』の序論のうち簿記術そのものの解説に関わる部分、すなわち第7章、第915章のテキストと訳注を、「16世紀サファヴィー朝期のペルシア語財務・簿記術指南書:ギヤース・アッディーン・キルマーニーの簿記術論文・序論簿記術論校訂・日本語訳注」として『アジア・アフリカ言語文化研究』94号(東京外国語大学アジア・アフリカ言語文化研究所、2017年9月30日)に発表した。若手研究者の育成:2018年1月20ー21日にアジア・アフリカ言語文化研究所で「オスマン文書セミナー」を開催し、全国から大学院生、若手研究者を集め、オスマン朝下で作成された帳簿の実例の講読を行った。海外調査派遣:写本・文書史料の調査のため、研究代表者の高松洋一と研究協力者の岩本佳子をトルコのイスタンブルに、研究分担者の近藤信彰と研究協力者の渡部良子をイランのテヘランに、それぞれ派遣した。東洋文庫で定期的に開催される定例研究会は、前年度までの科研費課題「イスラーム圏におけるイラン式簿記術の成立と展開」の時期から数えて合計35回におよび、ギヤース・アッディーン・アブー・イスハーク・ケルマーニーの『簿記術論説』の講読は順調に進んでいる。『アジア・アフリカ言語文化研究』94号に刊行された序論の主要部分と第1部の仮校訂と日本語訳に引き続いて、同書第2部以降に関しても、研究協力者の渡部良子・阿部尚史両氏を中心に校訂・訳注作業が着実に進められている。帳簿の実例を豊富に含む第3部「アワールジャ(awarja)とそれに関する事柄について」においては、写本に手書きアラビア文字で記された物品の名称、単位等で若干解読できていない箇所もあったが、研究会参加メンバー間での議論を通じて、かなりの程度まで解読を進めることができている。『簿記術論説』と比較対照すべき簿記術指南書の収集も進み、ペルシア語に基づくイラン式簿記術の術語に関するマニュアルの作成に向けて準備が整いつつある。またこれまで閲覧許可の取得・利用が非常に困難だったイスタンブルのトプカプ宮殿博物館文書館の文書群が、首相府オスマン文書館に移管され、整理が済んだものからデジタル画像の文書館の端末での閲覧、ファイルのコピーが可能になったことで、オスマン朝の宮廷に関する帳簿史料を研究材料に加えることができた。これらの一部はさっそく「オスマン文書セミナー」の講読テキストとして利用することができたが、今後もさらなる活用が期待できる。定例研究会:前々年度までの科研費課題「イスラーム圏におけるイラン式簿記術の成立と展開」を継承する形で、公益財団法人・東洋文庫において毎月1回(1年間で計9回)の研究会を開催した。サファヴィー朝シャー・タフマースプ時代に著されたギヤース・アッディーン・アブー・イスハーク・ケルマーニーの『簿記術論説』第3部「アワールジャ(awarja)とそれに関する事柄について」の講読を行ない、そこに含まれる種々の内容の帳簿の実例を読み進めた。イランのゴム市にあるマルアシー図書館所蔵の写本を底本としつつ、マジュレス図書館(2写本)、アースターネ・ゴッズ図書館所蔵の1写本、計4写本の比較検討を通じ、ペルシア語校訂テキストと日本語訳を作成した。若手研究者の育成:2019年1月11-12日にアジア・アフリカ言語文化研究所で共同利用・共同研究課題
脳機能の統合的研究の支援と推進

高次脳機能の解明に必要な統合的脳研究を以下の5項目を中心にした12拠点を構築し、支援計画を実施した。(1)ヒト脳のブレインバンクの整備、(2)遺伝子改変モデル動物の開発と行動解析バッテリーの標準化、(3)先端的脳機能計測技術の開発と脳ダイナミクスを計測するハード・ソフトウエアの整備、(4)プロテオミクス等、先端的機能分子解析手法の開発、(5)ウイルスベクター等、研究用試料の開発。研究リソース委員会では、高次脳機能の解明を目指した統合的脳研究を効率的かつ効果的に推進・達成するため、必要性の高い研究リソースの開発・供給を図ることを目的として、具体的な研究リソース計画を検討した。委員会では、「統合脳」の理念を尊重すべく、(1)遺伝子改変動物や疾患モデル動物の開発、(2)先端的脳機能計測技術のハード・ソフトウェアの支援、(3)プロテオミクス等、先端的機能分子解析手法の開発に対する支援、(4)ウイルスベクター等、研究用試料の開発に対する支援、(5)高品質ニホンザルの育成に対する支援、(6)ヒト脳のブレインバンクに対する支援、の6項目を中心に、具体的支援対象を選定し、現在、以下の11件の計画が順調に進展している。(1)ゲノム研究リソースとしての高齢者ブレインバンクの構築(2)行動制御を媒介する神経回路研究のためのトランスジェニックラットの開発(3)ムスカリン性アセチルコリン受容体ノックアウトマウスの開発(4)インプラント用高機能集積化マルチ電極の開発(5)高速多点un-caging刺激システム開発(6)マルチニューロンデータ解析支援環境の整備(7)脳科学におけるプロテオミックス手法の開発と普及(8)神経科学研究のためのウイルスベクターの開発(9)標的神経回路選択的な光学的神経活動計測用分子プローブシステム開発(10)ES細胞を用いたコンディショナルノックアウトマウス作成支援事業(11)大規模データ解析による遺伝子改変マウスの行動テストバッテリーの標準化・効率化また、データベース委員会では、班員間の情報交換を進めるため、(1)第15領域のホームページの作成と管理、(2)班員間の共同研究、若手研究者の交流を推進するための情報提供、(3)人材データベース、(4)ニューロインフォマティクスの構築、の4項目を中心に活動を進めている。研究リソース委員会では、統合的脳研究の効率的かつ効果的な推進と達成を目的として、現在11課題の研究リソース開発計画を進めているが、平成18年度は特に以下の4課題について著しい進展あるいは成果が得られた。(1)行動制御を媒介する神経回路研究のためのトランスジェニックラットの開発イムノトキシン細胞標的法を応用するため、D1・D2ドーパミン受容体とアセチルコリンを標的遺伝子とした遺伝子組換えラットの作製については、いずれもF1世代の作製に成功し、現在、優秀な系統の選定、繁殖、保存を行う作業に入っている。さらに、ドーパミンを標識するような遺伝子組換えラットの作製については、すでに上記の作業を終了し、平成19年度中にも基礎実験を開始できる状況である。(2)脳科学におけるプロテオミックス手法の開発と普及代謝型グルタミン酸受容体mGluR1複合体のLC-MS解析、家族性アルツハイマー病の原因遺伝子であるプレセニリン1リン酸化モデルマウスの作成、成長円錐で新たに見出された30種類の分子に対する抗体作製、認知症の変性部位に出現するユビキチン陽性封入体のプロテオミクス解析、統合失調症のリスクファクターであるDISC1に結合するタンパクの網羅的同定等。班員が提案した開発課題を評価委員会で審議し、平成18年度は7件のマウス作成計画を支援(平成17年度は10件)。(4)大規模データ解析による遺伝子改変マウスの行動テストバッテリーの標準化・効率化平成17および18年度で、合計約50研究室との共同研究により、64系統3500匹のマウスの行動テストを実施しており、これらから得られたデータを活用して、基礎データの蓄積と解析を行い、行動テストバッテリーの標準化の検討を進めている。研究リソース委員会では、統合的脳研究の効率的かっ効果的な推進と達成を目的として、現在12課題の研究リソース開発計画を進めているが、平成19年度は特に以下の5課題について著しい進展あるいは成果が得られた。1.ゲノム研究リソースとしての高齢者ブレインバンクの構築今年度よりリン酸化タウ、αシヌクレイン、ユビキチン免疫染色を行うことで、変性型老化性変化の網羅的スクリーニングを開始した。2.行動制御を媒介する神経回路研究のためのトランスジェニックラットの開発前年度に開発した、ドーパミンD1およびD2受容体遺伝子やコリンアセチルトランスフェラーゼ遺伝子の制御下にヒトインターロイキン-2受容体。サブユニット(IL-2Ra)を発現するトランスジェニックラットについて、導入遺伝子の発現を解析し、イムノトキシン処理を行うことによって、選択的な細胞除去を誘導できる系統を同定した。3.インプラント用高機能集積化マルチ電極の開発東北大学で開発した3次元集積化技術を用いて、2つのシリコン電極を張り合わせた、これまでにない両面のマルチ電極を試作し、その評価を実施した。

遺伝子改変マウス作製のための人材や手法を持たない研究者を支援する目的で、全面的に作製を受託する事業を開始するとともに、Cre/loxP組換え系を用いたコンディショナルノックアウトを実現するため、脳の部位・時期選択的にCreリコンビナーゼを発現するマウスの開発を開始した。これまで独自に開発してきたSingle-cell microarray analysis法を完成させるとともに、同法を広く普及させるため、講習会を開催した。研究リソース委員会では、統合的脳研究の効率的かつ効果的な推進と達成を目的として、現在12課題の研究リンース開発計画を進めているが、以下の5課題について著しい進展あるいは成果が得られた。1.ゲノム研究リソースとしての高齢者ブレインバンクの構築神経変性疾患のTDP-43 proteinopathy資源の整備のため、東京都精神研との共同研究体制を構築し、新たに高齢者ブレインバンク内にサブバンクとして、脊髄バンクを創設した。2.インプラント用高機能集積化マルチ電極の開発in vivo環境下でサル脳から活動電位を記録するためのSi両面プローブ(プローブの表裏両面に記録点を持ち、神経細胞活動電位の高密度記録が可能)を設計・試作し、電気特性の評価を行った。また、マイクロ流路付きSi両面プローブ(グルタミン酸などの神経伝達物質を注入しながらの神経細胞活動電位の記録が可能)の設計と試作を行い、マイクロ流路の評価を行った。3.脳科学におけるプロテオミクス技術の開発と普及脳科学に特化したプロテオミクス技術として、修飾プロテオミクス開発を主要目標の一つとして推進した。具体的には、セリン・スレオニン等のリン酸化のプロテオミクス解析に成功した。全面受託した4件と作成支援の1件についてキメラマウスの樹立に成功した。現在生殖系列遺伝を確認中のものを含めると、受託した全てのマウスを樹立し、各研究者へ譲渡する目処がついた。5.神経回路機能解析のための細胞種特異的Cre発現トランスジェニックラットの開発抗Creリコンビナーゼ抗体を用いた免疫組織化学的手法により、parvalbumin、calretinin、およびcalbindin遺伝子ニューロンにトランスジーンが発現するTg系統をスクリーニングした。研究リソース委員会では、統合的脳研究の効率的かつ効果的な推進と達成を目的として、計12課題の研究リソース開発計画を進めてきたが、平成21年度は特に以下の5課題について著しい進展あるいは成果が得られた。(1)神経科学研究リソースとしての高齢者ブレインバンクの構築全体で42施設に供給するとともに、これらを含む多数の施設と連携して、ブレインバンク資源の構築や臨床神経病理情報のデータベース化を行った。(2)行動制御を媒介する神経回路研究のためのトランスジェニックラットの開発作出したDrd2-IL-2Rα/YFPラットとChAT-IL-2Rα/YFPラットの行動生理学的研究への応用を検討するため、線条体をターゲットにして聴覚弁別課題や逆転学習課題によりオペラント行動について解析した。
分子進化速度の組織依存性:分子進化と形態進化の橋渡しへの試み

タンパクキナーゼ族、免疫グロブリン族、ロドプシン族、チロシンホスファターゼ族をはじめとする多くの遺伝子族・超遺伝子族について、組織特異的遺伝子の進化速度に関する解析を完了した。その結果、同一(超)遺伝子族内で、脳や神経系で発現する遺伝子メンバーは他の組織で発現するものより進化速度が低いこと、および、免疫系で発現する遺伝子メンバーは進化速度が高くなる傾向が、ほぼ普遍的に観察された。他の組織・器官、例えば筋肉や肝臓で発現する遺伝子メンバーは、両者の中間的な進化速度を取ることが多いが、これらを含んだ進化速度の高低関係については、明確な結論が得られず、今後、詳細な解析を継続して行くつもりである。現在、研究報告者は、このような組織特異遺伝子の成立に関して興味を持ち、共同研究者と共に種々の解析を行っており、予備的な結果も既に幾つか出ている。26の遺伝子族を用いた詳細な解析では、様々な器官・組織が生じた脊索動物の初期進化において組織特異的遺伝子の重複が急速に起きており(81回中63回)、その時期にタンパクの進化速度も上昇していた。特に、プロテインチロシンキナーゼ超遺伝子族においては、そのサブグループである、JAK,src,FGFR,eph,インシュリン受容体などにおいても独立にこの傾向が見られる(菅ら、1997)。また、このような組織特異的遺伝子の重複が急速に起きた時期は、アルドラーゼ遺伝子の解析から、四足動物と硬骨魚の分岐以前かつ、脊索動物と頭索動物であるナメクジウオの分岐以降であることが判っている(二河ら、1997)。我々は、この時期をさらに限定するために、FGFR,eph,キネシンなど、組織特異的遺伝子の重複が観察される遺伝子族について、円口動物であるメクラウナギから配列を決定することを試みている。平成7年度までに解析が終了したタンパクキナーゼ族、免疫グロブリン族以外に、ロドプシン族、チロシンホスファターゼ族、ニコチン性及びムスカリン性アセチルコリン受容体族、アルドラーゼ族、セリンプロテアーゼ族について、予備的な解析がほぼ終了した。その結果、やはり、脳で発現するメンバーは他の組織で発現するものより進化速度が遅いことが判った。例えば、ニコチン性アセチルコリン受容体族には、主に脳で発現するものと、筋肉で発現するものが存在するが、両者の比較では、明らかに脳で発現するものの進化速度が遅い。また、予備的結果ではあるが、同じ脳・神経系で発現するものでも、脳(中枢)で発現するメンバーの方が、末梢神経で発現するものよりもさらに遅くなる傾向が見られた。我々は既に、様々な組織が進化した脊索動物の初期進化において、組織特異的遺伝子の多様化が急速に起きており、その時期にアミノ酸の進化速度も上昇していたことを報告している。この理由を明らかにするために、11の超遺伝子族について、脊椎動物・節足動物の分岐以降魚類の出現まで(初期)と魚類の出現以降(後期)に分けてアミノ酸の置換パターンを比較したところ、どちらの時期についても、現在の標準的なタンパクの置換パターンとの間に有意な差は見られなかった。この結果は、初期においても、適応的なアミノ酸の置換は、起きたとしてもごく少数であり、ほとんどが、中立的なアミノ酸置換であったことを意味する。すなわち、この時期に観察される多くの遺伝子重複や進化速度の上昇は、機能的制約の緩和で説明できることになる。この結果については、日本遺伝子学会第67回大会にて報告した。

平成8年度までに予備的な解析が終了した、タンパクキナーゼ族、免疫グロブリン族、ロドプシン族、チロシンホスファターゼ族、ニコチン性及びムスカリン性アセチルコリン受容体族、アルドラーゼ族、セリンプロテアーゼ族について、データベース中の配列増加に伴う、解析の更新を行なうとともに、残る12の遺伝子族について予備的な解析を行なった。その結果、脳で発現するメンバーは他の組織で発現するものより進化速度が遅いことが、より明確になってきた。例えば、幾つかの解糖系の酵素には、主として脳で発現するもの(脳型)、筋肉で発現するもの(筋型)、肝臓で発現するもの(肝型)があるが、この場合も、脳で発現するものの進化速度が遅い。また、筋型と肝型では、若干、筋型の方が進化速度が遅い傾向が見られた。我々は、このような組織特異的遺伝子が、様々な器官・組織が生じた脊索動物の初期進化において多様化が急速に起きており、その時期にタンパクの進化速度も上昇していたことを予備的に報告していたが、26の遺伝子族を用いた詳細な解析を、岩部らとの共同研究で行なった。その結果、脊椎動物/筋足動物の分岐以降魚類の出現まで(初期:3億年間)と魚類の出現以降(後期:4億年間)に分けて、遺伝子重複の数を調べたところ、初期には63回の重複が観察されるのに対し、期間自体は、1億年長いにも関わらず、後期には18回しか遺伝子重複は観察されなかった。また、タンパクの進化速度についても、1つの遺伝子族を除いて、初期の方が進化速度は速く、2つの遺伝子族では10倍以上の進化速度の差が観察された(岩部ら、1996)。タンパクキナーゼ族、免疫グロブリン族、ロドプシン族、チロシンホスファターゼ族をはじめとする多くの遺伝子族・超遺伝子族について、組織特異的遺伝子の進化速度に関する解析を完了した。その結果、同一(超)遺伝子族内で、脳や神経系で発現する遺伝子メンバーは他の組織で発現するものより進化速度が低いこと、および、免疫系で発現する遺伝子メンバーは進化速度が高くなる傾向が、ほぼ普遍的に観察された。他の組織・器官、例えば筋肉や肝臓で発現する遺伝子メンバーは、両者の中間的な進化速度を取ることが多いが、これらを含んだ進化速度の高低関係については、明確な結論が得られず、今後、詳細な解析を継続して行くつもりである。現在、研究報告者は、このような組織特異遺伝子の成立に関して興味を持ち、共同研究者と共に種々の解析を行っており、予備的な結果も既に幾つか出ている。26の遺伝子族を用いた詳細な解析では、様々な器官・組織が生じた脊索動物の初期進化において組織特異的遺伝子の重複が急速に起きており(81回中63回)、その時期にタンパクの進化速度も上昇していた。特に、プロテインチロシンキナーゼ超遺伝子族においては、そのサブグループである、JAK,src,FGFR,eph,インシュリン受容体などにおいても独立にこの傾向が見られる(菅ら、1997)。また、このような組織特異的遺伝子の重複が急速に起きた時期は、アルドラーゼ遺伝子の解析から、四足動物と硬骨魚の分岐以前かつ、脊索動物と頭索動物であるナメクジウオの分岐以降であることが判っている(ニ河ら、1997)。我々は、この時期をさらに限定するために、FGFR,eph,キネシンなど、組織特異的遺伝子の重複が観察される遺伝子族について、円口動物であるメクラウナギから配列を決定することを試みている。
IL-21産生制御機構と自己免疫病態におけるIL-21産生細胞の役割の解明

自己免疫疾患の原因は依然不明であり、さらなる病態の解明と治療法の開発が急務である。近年、1)自己免疫疾患の発症にTh17細胞が関与していること、2)IL-21がTh17細胞の自己増殖因子として機能し自己免疫疾患の発症を誘導していること、が報告された。一方本研究者は、IL-21産生細胞を単細胞レベルで同定する細胞内染色法を確立し、IL-21の主要な産生細胞は、Th17細胞ではなく、IL-21産生IL-17非産生T細胞(IL-21産生T細胞)であることを明らかにした(Suto et al.J.Exp.Med.2008)。しかしIL-21産生T細胞の役割およびIL-21産生機構は不明であった。そこで本研究者は、IL-21産生T細胞におけるIL-21産生機構を解析し、(1)IL-21の産生には、STAT3の活性化によるc-Mafの発現誘導が重要であること、(2)C-MafはIL-21のプロモーター領域およびエンハンサー領域に直接結合し転写を増強することを明らかにした。さらにIL-21産生T細胞の抗体産生制御における役割を解析し、(3)IL-21産生T細胞は抗原特異的なIgGの産生誘導に重要な役割を果たすことを明らかにした。また、自己免疫疾患の血清中のIL-21関連miRNAを網羅的に検索し、(4)強皮症患者ではIL-21の産生を抑制することが推定されるmiRNAの発現が著明に低下していることを見出した(論文投稿準備中)。近年、自己免疫疾患の発症にTh17細胞が関与していること、IL-21がTh17細胞の自己増殖因子として機能し、自己免疫疾患の発症を誘導していることが報告された。本研究者は、平成20-21年度の本特定領域研究(公募)においてIL-21産生細胞を単細胞レベルで同定する細胞内染色法を確立し、IL-21の主要な産生細胞は、Th17細胞ではなく、IL-21^+ IL-17^-T細胞であることを明らかにした(Suto et al. J. Exp. Med. 2008)。本研究では、IL-21産生性T細胞におけるIL-21産生制御機構、及びその役割を明らかにし、IL-21産生性T細胞を標的とした新規治療基軸の構築を目指す。本年度の研究では、T細胞におけるIL-21産生制御機構を解析し、T細胞におけるIL-21産生にはSTAT3の活性化によるc-Mafの発現誘導が重要であること、c-MafはIL-21のプロモーター領域およびエンハンサー領域に直接結合し転写を増強することを明らかにした(Hiramatsu et al. J. Leukoc. Biol. 2010)。さらに抗体産生制御におけるIL-21産生性T細胞の役割を解析し、IL-21産生性T細胞は抗原特異的なIgG2の産生誘導に重要な役割を果たすことを明らかにした(Kashiwakuma et al. J. Immunol. 2010)。現在、IL-21産生制御における新規転写因子の役割を解析中である。
バイオウエストの可溶化と資源変換に関する大規模システムの開発と管理体制の確立

本研究では、バイオウエストの可溶化と資源変換のための水蒸気爆砕、酵素糖化、アルコール発酵、樹脂化の効果的なシステムが開発された。バイオウエストの一つである稲わらが水蒸気圧力2.554.02Mpa、蒸煮時間0.510minの操作条件下で爆砕された。爆砕稲わらは比較的容易に水可溶性物質、メタノール可溶性リグニン、Klasonリグニン、セルロースと低分子物質の混合物に抽出分離された。爆砕稲わらのpHおよび細孔径分布、抽出成分の抽出量、酵素による糖化率などの特性に及ぼす操作条件の影響が検討された。爆砕稲わらの酵素糖化率はメタノール可溶性リグニン量が増加するにつれて増加した。酵素糖化率は水蒸気圧力と蒸煮時間の関数で表され、最大糖化率は水蒸気圧力3.33.8Mpa、蒸煮時間1.82.2minのときに得られることが式から推算された。爆砕稲わらの酵素糖化液中に含まれるグルコースとキシロースはPichia stipitisによって迅速かつ高効率でエタノールに変換され、通気量0.2vvmの時エタノール生成量は最大値に達した。ポリテトラフルオロエチレン膜を用いたパ-ベ-パレーションを連結したバイオリアクターが酵素加水分解物から高濃度エタノールを得るために開発された。水蒸気圧力3.53Mpa、蒸煮時間2minの爆砕で得られたメタノール可溶性リグニンはエポキシ反応によって熱硬化性に優れた樹脂に変換された。バイオウエストの可溶化と資源変換に関する大規模システムの開発には、バイオウエストの資源変換を容易にするための前処理操作や効果の緻密な検討が最も重要な課題になる。本研究では、バイオウエストの可溶化と資源変換のための前処理ばかりでなく後処理対策をも考慮した水蒸気爆砕法を取り上げ、水蒸気爆砕の効果や影響、爆砕生成物の糖化およびアルコール発酵に関する一連の操作に関するプロセス工学的研究を行った。バイオウエストの一つである稲わらが水蒸気圧2.554.02MPa、蒸煮時間0.510minの操作条件下で爆砕された。爆砕稲わらは比較的容易にホロセルロース、水可溶性物質、メタノール可溶性リグニン、Klasonリグニンに抽出分離された。爆砕稲わらの糖化率はメタノール可溶性リグニン量が増加するにつれて増加した。糖化率は水蒸気圧と蒸煮時間の関数で表され、最大糖化率は水蒸気圧3.33.8MPa、蒸煮時間1.03.5minのときに達成されることが式から推算された。爆砕稲わらの酵素糖化液中に含まれるグルコースとキシロースはPichia stipitisによって迅速かつ高効率でエタノールに変換され、通気量0.2vvmの時エタノールの生成量は最大値に達した。バイオウエストの一つである稲わらが水蒸気圧力2.554.02MPa、蒸煮時間0.510minの操作条件下で爆砕された。

酵素糖化率は水蒸気圧力と蒸煮時間の関数で表され、最大糖化率は水蒸気圧力3.33.8MPa、蒸煮時間1.82.2minのときに得られることが式から推算された。爆砕稲わらの酵素糖化液中に含まれるグルコースとキシロースはPichia stipitisによって迅速かつ高効率でエタノールに変換され、通気量0.2vvmの時エタノール生成量は最大値に達した。ポリテトラフルオロエチレン膜を用いたバ-ベ-パレーションを連結したバイオリアクターが酵素加水分解物から高濃度エタノールを得るために開発された。水蒸気圧力3.53MPa、蒸煮時間2minの爆砕で得られたメタノール可溶性リグニンはエポキシ反応によって熱硬化性に優れた樹脂に変換された。
高活性遷移金属シリル錯体触媒によるケイ素-ケイ素結合メタセシス重合反応

環状ジシランの開環重合はケイ素-ケイ素結合を規則的に含むポリマーを与える反応であり、ケイ素-ケイ素結合の多様な反応性や物性に基づいた新しい高分子材料の開発という観点から興味が持たれている。この重合反応においてパラジウム錯体触媒が有効であることか知られており、我々は(シクロペンタジエニル)(アリル)パラジウム錯体1が極めて高い触媒活性を示すことを見いだしている。本研究においては、この重合反応がパラジウム錯体に上るケイ素-ケイ素結合の活性化を経ており、パラジウム4価錯体が鍵中間体であることを錯体化学的な研究によって明らかにした。1,1,6,6-テトラメチル-1,5,6-トリシラスピロ[4.4]ノナン(2)と1を室温で反応させたところ、パラジウム上に3つのシリル基とシクロペンタジエニル基を有するパラジウム4価錯体が高収率で得られ、X線解析によってその構造を明らかにした。この反応は2の一方のケイ素-ケイ素結合が1に酸化的付加し、続いて速やかにケイ素-アリル結合が還元的脱離することによって生成するシクロペンタジエニル(シリル)パラジウム錯体に2のもう一方のケイ素ケイ素結合が酸化的付加して進行するものと考えられる。このことは1がケイ素-ケイ素活性化能力を有していることを意味しており、重合反応においても同様のパラジウム4価錯体が重要な中間体として含まれることを強く示唆する。実際に今回合成、単離したパラジウム触媒は1,1,2,2-テトラメチル-1,2-ジシラシクロペンタンの重合に高い活性を示し、ケイ素-ケイ素結合を規則的に含む有機ケイ素ポリマーを良好な収率で与えた。