hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
パルス電界を利用した遺伝子組換え菌培養系の構築

微生物に高電圧パルス状電界(以下“パルス電界")を印加すると細胞膜に穴が形成されることは広く知られており、遺伝子導入や細胞融合に利用されている。本研究では微生物や遺伝子組換え大腸菌に高電圧パルス状電界を印加した時の細胞内タンパク質の放出特性について調べると共に、遺伝子組換え大腸菌内に蓄積された遺伝子産物を分泌培養と同じように、パルス電界を用いて放出させながら培養を行うことを最終目的とした。まずパルス電界中における細胞膜の挙動を電極形状などを変えて調べた結果、平板対平板電極の場合は針対平板電極に比べて微生物の死滅効果が小さいこと、温度を上げると死滅効果が大きくなること、周波数50Hzでは電界強度10kV/cm以上で死滅効果が表れることなどがわかり、本研究の目的のためには平板対平板電極が適していることが示唆された(J.Electrostatics,in press)。次に遺伝子組換え大腸菌としてEscherichia coliHB101/pHI301Aを用いてパルス電界を利用した分泌培養を試みた。この遺伝子組換え菌は遺伝子産物であるα-amylaseをペリプラズム空間に貯蓄するので外膜だけを可逆的に破壊する程度の弱いパルス電界を印加すればよいと考え、12kV/cm、1Hzのパルス電界を印加しながら培養をおこなった。パルス電界を印加しない場合には培地中にα-amylase活性は認められないのに対し、印加した場合には培養時間と共にα-amylase活性が上昇した。また印加した場合にも菌は通常と同じように増殖し、死滅も観察されなかったことから。パルス電界による分泌培養が可能であることが実証された。これらの成果は国際学会で発表し(YABEC,1996 Kyoto)、論文投稿のための準備を行っている。
沿岸ジェットによる日本海沿岸域の漂泳・底生生態系の擾乱

対象としている海洋物理,プランクトン,堆積物・ベントス群集について,主に大陸棚の断絶が認められ,台風のような強風イベントによって物理的な擾乱が生じることが明らかになった富山湾での動態に着目し研究を進めた.まず,春季の動物プランクトン群集については富山湾で毎年冷水種が卓越する現象が生じており,それには対馬暖流沿岸分枝の流入の有無が重要な役割を果たしている可能性が示唆された.本結果はOcean Scienceに受理・掲載され,また,2018年6月のカナダ・ビクトリアで開催されたASLO(Association for the Sciences of Limnology and Oceanography)Meetingsにおいても発表した.また,夏季から秋季にかけて生じる対馬暖流沿岸分枝の流路遷移,すなわち,それまで富山湾に入ってきていた沿岸分枝が能登半島北部から佐渡沖に流れるようになる現象,について,毎年生じる現象である可能性がCTDデータからも示され,この海域で物質の下向きのフラックスを強化する高気圧性渦が夏季に出現することが明らかになった.また,強風イベントによって海洋表層に伝わったエネルギーが波として沿岸分枝内を伝播し,富山湾の複雑な地形の影響で,乱流混合の強化につながる可能性が示された.富山湾沖合のベントス・堆積物は,同じ水深帯の他の日本海内の採集点よりも,より粒度の小さい堆積物が多くなっており,さらに,その底質環境と対応するようにメイオベントス内で線虫割合が高くなっていることが明らかになった.これらのことを総合して考えると,富山湾の渓谷構造によって,流動場の擾乱が生じやすくなっており,そのことが日本海沿岸域のプランクトンおよびベントス相の不均質性に大きな役割を果たしていることが明らかになった.本年度は日本海対馬暖流域における調査船調査を複数回実施し、それぞれの航海でサンプルを得た。分析は基本的に陸上でおこない、各人の担当の項目について、解析を進めている。これらの航海で得られた新しいデータの蓄積により、能登半島沿岸陸棚底に海産有機物を含む微粒子の堆積場が確認された。調査船調査とともに、過去データの解析を始めた。特に、若狭湾から富山湾にかけての動物プランクトン群集組成について長年のデータを整理し、その時空間的な変動パターンを多変量解析で明らかにしたところ、水温によって動物プランクトンの群集構造が最もダイナミックに変動することが明らかになった。この水温による変動の水平分布に着目すると、若狭湾で暖水種が多く、富山湾で冷水種が多くなる東西勾配をもっていた。その勾配の形成には対馬暖流の流入が熱源として重要な役割を果たしていることがわかった。特に、富山湾ではその渓谷構造により、対馬暖流が沖合を通過し湾内に入って来にくくなっている。これらの結果は、対馬暖流の流路変遷が海域の動物プランクトン群集をはじめとする低次生物生産に重要な役割を果たす可能性があるという本研究の仮説を支持する結果である。1年目において、頻繁な観測がおこなえ、それぞれデータが蓄積されており、今後のさらなる進展が期待できる。また、過去データの整理・解析を通じて得られた結果をもとに論文を投稿し複数の論文が投稿準備中であり、順調に進んでいるといえる。研究代表者、分担者がそれぞれの担当である、海洋物理、プランクトン、堆積物・ベントス群集の研究を進めた。海洋物理では、富山トラフ上で,対馬暖流沿岸分枝が,岸に沿った流路から佐渡北西を沖合へ流れるものへと流路を遷移させる現象を解析した。その結果、沿岸ジェットの剥離が、能登半島突端部下流域に発生する地形性渦の発生・成長によって起き、最終的には流路の遷移まで発達する過程が明らかになり、加えて風による沿岸捕捉波の散乱過程が、地形性渦の成長を促進し、流路遷移を加速させる可能性を示した。本研究の成果はJournal of Physical Oceanographyに受理、掲載された。プランクトン群集については、4月に多波長蛍光光度計を使った植物プランクトンの種組成の空間変動についての調査を行なった。その結果、植物プランクトン群集組成に能登半島を境にした変動があることが明らかになった。また、動物プランクトンの地理的変動については解析方法を昨年度から改めた上で、植物プランクトン同様に能登半島を境に大きな空間変動が生じることが明らかになり、論文をOcean Scienceに投稿し、現在、Ocean Science Discussionに掲載され審査中である。ベントス・堆積物については、炭素・窒素安定同位体比による日本海南部沿岸域における食物網構造の解析を行い、日本生物地理学会会報に受理、出版された他、上層の流れによる微細粒子の集積、沈降がベントス相に影響する可能性を検討するため、出現個体数や種組成が環境変化に鋭敏に反応するメイオベントスの採集と同定作業を開始した。応募段階の計画として、平成29年度は、各人の専門分野について研究を推進させることになっており、実際の成果についても、各人の専門分野において論文の投稿を進め、受理された論文もある。このことから、本研究は順調に進展していると考えられる。沿岸分枝の変遷についての海洋物理的な最先端の研究結果が提示されただけでなく、プランクトンやベントスについても日本海沿岸域において、対馬暖流の沿岸分枝が海域の生物地理や生態系に大きな影響を及ぼすことが明らかになりつつあり、本課題の目的が達成されつつある。対象としている海洋物理,プランクトン,堆積物・ベントス群集について,主に大陸棚の断絶が認められ,台風のような強風イベントによって物理的な擾乱が生じることが明らかになった富山湾での動態に着目し研究を進めた.

まず,春季の動物プランクトン群集については富山湾で毎年冷水種が卓越する現象が生じており,それには対馬暖流沿岸分枝の流入の有無が重要な役割を果たしている可能性が示唆された.本結果はOcean Scienceに受理・掲載され,また,2018年6月のカナダ・ビクトリアで開催されたASLO(Association for the Sciences of Limnology and Oceanography)Meetingsにおいても発表した.また,夏季から秋季にかけて生じる対馬暖流沿岸分枝の流路遷移,すなわち,それまで富山湾に入ってきていた沿岸分枝が能登半島北部から佐渡沖に流れるようになる現象,について,毎年生じる現象である可能性がCTDデータからも示され,この海域で物質の下向きのフラックスを強化する高気圧性渦が夏季に出現することが明らかになった.また,強風イベントによって海洋表層に伝わったエネルギーが波として沿岸分枝内を伝播し,富山湾の複雑な地形の影響で,乱流混合の強化につながる可能性が示された.富山湾沖合のベントス・堆積物は,同じ水深帯の他の日本海内の採集点よりも,より粒度の小さい堆積物が多くなっており,さらに,その底質環境と対応するようにメイオベントス内で線虫割合が高くなっていることが明らかになった.これらのことを総合して考えると,富山湾の渓谷構造によって,流動場の擾乱が生じやすくなっており,そのことが日本海沿岸域のプランクトンおよびベントス相の不均質性に大きな役割を果たしていることが明らかになった.2017年度は2016年度と同様の観測が行える予定であり、観測を継続させる予定である。また、2016年度購入した、多波長励起蛍光光度計についても、現場観測で積極的に利用し、植物プランクトンの量だけでなく質的な違いを観測する予定である。最終年度である平成30年に検討しなければならない課題は、時間変動の抽出および、物理現象からベントス群集に至るまでの統合的理解がある。1)時間変動についてはIgeta et al. (2017)で理論的・スナップショット観測資料解析により示された、富山湾トラフにおける対馬暖流沿岸分枝の高気圧性循環への流路遷移機構を、長期間蓄積されてきた新潟県沿岸定線CTD観測資料を解析することにより定量的に実証を進めいている。また、動物プランクトン群集についても、その年々変動パターンの抽出を行い、その時間変動パターンを解析中である。これらの解析から、少なくとも年々変動のスケールで変動が明らかになることが期待される。2)統合的な理解を導くために、各人の研究成果をより定量的に捉え、関連を探っていく必要がある。今後、時空間変動の定量化手法についての検討をおこない、変動の抽出、関連の有無を解明していく。研究分担者が、研究所の制度である長期在外研究員として、アメリカへ10月からいき、本予算を執行できなくなったため。また、在外研究員には別に研究費が支援されるため、本予算を使うことなく研究を遂行できたため。長期在外研究により、国外に長期間出張しており、本課題で出す予定だった予算についても長期在外での研究費を優先的にしようすることになったため。
強変形加工による超微細粒銅の微視組織構造に着目した高サイクル疲労特性の改善

強変形加工材に特有の微視組織構造と傾斜き裂発生に関わる損傷の物理的関連性を明らかにするため、強変形加工による強い組織依存性を有するECAP材の特定の位置から疲労き裂を自然発生させる手法を検討し,浅い部分切欠を加工することによりこの問題を克服した。さらにき裂の進展方向とき裂面形状を調べ、き裂進展方向とき裂面形状がECAP最終せん断面と関係して変化することを示した。さらに、混合モード応力拡大係数を計算し、モードIIの成分がき裂進展方向とき裂面形状に密接に関係していることを力学的に明らかにした。また,銅合金の組織構造がき裂発生・進展挙動に及ぼす役割を明らかにした本研究では、高サイクル疲労強度特性の向上を目指し強変形加工材の微視組織構造とき裂に関わる損傷の物理的背景、き裂進展に及ぼす組織の影響と力学的背景を明らかにすることを目的とする。計画している研究項目は、1き裂発生挙動と微視組織構造の関連、2高サイクル領域の耐疲労特性の改善、3実用銅合金材料の疲労強度に及ぼす組織の影響である。それぞれの項目について、本年度得られた成果を以下に示す。1: ECAP材は強せん断と関係した異方性があり、異方性と関連し特定の位置から優先的にき裂が発生する傾向が強い。すなわち,平滑材では異方性と無関係に指定した任意の位置から優先的にき裂を発生させるのは困難であり、微視的き裂発生に及ぼすECAPせん断組織の影響の検討が合理的に行えない。本年度は異方性がある中、任意に指定した平滑部から優先的にき裂を発生させ、組織の影響を連続的に観察する手法を確立するための研究を行った。その結果,ECAP最終プレス方向を組織的に特定し、浅い部分切欠の加工と表面の連続観察を組合わせて行う手法を確立した。2:極めて高い導電性の維持には高純度の銅の使用が望ましい。しかし、微細化した純銅では、静強度の大きな増加に比べ、高サイクル疲労強度の増加は極めて小さい。この原因として、非平衡組織と動的再結晶が関与した結晶粒の粗大化が指摘されている。本年度は応力繰返しによる結晶粒の成長過程を明らかにした。3:純銅は導電性に優れるが、現時点では微細化しても高サイクル疲労強度の増加はあまり認められない。ところで、現在使用されている銅合金の疲労強度と組織構造の関係を明らかにすることも実用上の観点から必要である。そこで、コネクターなどの電子材料として使用されているCu-Ni-Si合金を用いて、疲労強度と組織の影響を明らかにする研究を行い、高応力下におけるき裂発生と組織の関係を調べる実験手法を確立した。本研究では、高サイクル疲労強度特性の向上を目指し強変形加工材の微視組織構造とき裂に関わる損傷の物理的背景、き裂進展に及ぼす組織の影響と力学的背景を明らかにすることを目的とする。1:昨年度開発した「ECAP最終プレス方向を組織的に特定し、浅い部分切欠の加工と表面の連続観察を組合わせて行う手法」を疲労試験に用いて、ECAP特有の異方性がある中、任意に指定した平滑部から優先的にき裂を発生させ、破断に繋がる主き裂の挙動に及ぼすECAP組織の影響をzx面について明らかにした。2:昨年度に引き続き、非平衡組織と動的再結晶が関与した結晶粒の粗大化が疲労強度に及ぼす影響を明らかにするため、応力繰返しによる結晶粒の成長過程を検討した。特に、本年度は、粗大結晶粒内のすべり帯の発生挙動を追跡することができた。3:実用上の観点から、コネクターなどの電子材料として広く使用され,現在も尤も盛んに開発が行われているCu-Ni-Si系合金の疲労強度と組織構造の関係を明らかにすることは重要である。昨年度開発したき裂発生と組織の関係を調べる実験手法を用いて、昨年度未達成の低応力域のS-N特性を明らかにすると共に、高応力下のき裂発生と組織の関係を明らかにした。研究実績の概要に述べた13の観点の異なる3つの研究を行った。それぞれの研究の達成状況は以下の通りである。1については、昨年度開発した「異方性を考慮した連続観察法」を用いて,低サイクル領域に近い高応力下における疲労き裂の発生と組織の関係を調べ,組織がzx面のき裂の挙動に及ぼす役割を明らかにするなど,本年度の研究計画をほぼ達成できた。2については、昨年度に引続き応力繰返しの下で動的再結晶による結晶粒粗大化をOMレベル観察すると共に、本年度はき裂発生と結晶粒粗大化の関係を集中的に調べ、粗大化の進行がある程度進むとすべり損傷が粒内に発生するメカニズムを解明し、研究計画をほぼ達成できた。3については、観察手法開発の遅れのため昨年度中に計画しながらも達成できなかった1000万回耐久限付近の応力下のS-N特性を求めた。さらに本年度は、開発した手法を用いて,低サイクル疲労域のき裂発生箇所を特定する研究を行った。その結果、これまで明確に実証されていなかった本合金のき裂発生箇所が粒界であること、さらに粒界のSEM解析、HR-TEM解析を実施し、粒界近傍に無析出バンドが形成されていることがその原因であることを解明できた。

ただ、HR-TEM解析の表面切出しとその処理方法の確立に時間を奪われ,低サイクル疲労域と共に予定していた高サイクル疲労域の発生箇所の特定までには至らなかった(3については70%の達成率)。以上を総合して、実験項目1,2は予定通り完了し、3が当初研究計画からの遅れがあるが、全体の研究計画に大きな停滞を与えないと判断できることから「おおむね順調に進展している」と判定した。なお、最終年度は新たな観察・解析手法等の開発の計画は無く、ルーチンワークとしての実験・解析および考察が中心となるため、これまでの遅れは回復できる見通しである。本研究では、高サイクル疲労強度特性の向上を目指し強変形加工材の微視組織構造とき裂に関わる損傷の物理的背景、き裂進展に及ぼす組織の影響と力学的背景を明らかにするため、1「き裂の挙動と微視組織構造の関連」、2「高サイクル領域の耐疲労特性の改善」、3「実用銅合金材料の疲労強度に及ぼす組織の影響」について検討した。1については,高応力下のき裂は、ECAP最終せん断面と関係した最大せん断応力方向に形成したせん断帯を起点に発生し、最終せん断面に平行に進展すると共に特異なき裂面形状を呈することを明らかにした。さらに、これらの原因がき裂先端の面内せん断変形に起因することを応力拡大係数を計算して力学的に明らかにした。一方、低応力下では、結晶粒の粗大化により通常寸法の結晶の材料と同様にすべり帯からき裂が発生し主応力方向に垂直に進展する。2については、組織の非平衡度を下げることにより耐久限度の向上を試みた。具体的には低温焼なましおよび累積ひずみ量の変化が耐久限度に及ぼす影響を調べ、耐久限度の10%程度の向上を得た。3については、コネクターなどの電子材料として広く使用され,現在も盛んに開発が行われているCu-Ni-Si系合金の疲労強度と組織構造の関係に関係して、疲労き裂の起点が結晶粒界であり、その後隣接する粒内のすべり方向に沿って進展することを明らかにした。また、時効条件により発生する不連続析出相が疲労強度に及ぼす影響を検討し、機械的性質に悪影響を及ぼす不連続析出相が疲労強度に無害であることを示すと共にその物理的背景を明らかにした。なお、不連続析出相については、強変形加工を行い組織を制御することにより、通常組織の強変形加工に比べ引張強さが30%向上することを明らかにした。強変形加工材に特有の微視組織構造と傾斜き裂発生に関わる損傷の物理的関連性を明らかにするため、強変形加工による強い組織依存性を有するECAP材の特定の位置から疲労き裂を自然発生させる手法を検討し,浅い部分切欠を加工することによりこの問題を克服した。さらにき裂の進展方向とき裂面形状を調べ、き裂進展方向とき裂面形状がECAP最終せん断面と関係して変化することを示した。さらに、混合モード応力拡大係数を計算し、モードIIの成分がき裂進展方向とき裂面形状に密接に関係していることを力学的に明らかにした。また,銅合金の組織構造がき裂発生・進展挙動に及ぼす役割を明らかにした研究実績の概要に述べた13の観点の異なる3つの研究を行った。1については、異方性がある中でも、任意に指定した平滑部から優先的にき裂を発生させ、かつ連続的に観察する手法を確立するための研究を行った。すなわち,エッチングによりECAP最終プレス方向を組織的に特定し、組織との対応関係を考慮して任意の位置に浅い部分切欠を加工する手法を検討した。
IgA腎症における病因と糸球体障害機序の研究

1.腎糸球体にIgA、補体沈着の著しい肝硬変症4例、特発性間質性肺炎1例ならびにびまん性汎細気管支炎2例の剖検腎凍結切片500800枚から糸球体溶出液を得て、多量体IgAを証明した。糸球体に沈着したIgAに対する抗原物質のひとつとして大腸菌、緑膿菌、リポポリサッカライド(LPS)などの細菌成分を指摘しえた。そこで以下の実験を行った。2.北里大学本間博士より供与された三種類の緑膿菌株(O抗原type1,2,3)ならびに理研より購入した大腸菌、Hemophilus influenzae(H.inf),Klebsiella pneumoniaeのホルマリン固定細菌と二種類のLPSを用いて実験を行った。マウスC3H/HeN雌において上記細菌を含む給水経口投与(PO)群あるいは完全フロインドアジュバント(CFA)と共に上記細菌を腹腔内投与(ip)した群に分けて、IgA腎症モデルの作成を試みた。マウス5週令より実験を開始し、10週令、20週令、30週令にて屠殺し、心房採血による血清と各臓器を採取した。各臓器に組織学的ならびに免疫組織学的に検索を行い、腎について電顕的検索を行った。腎糸球体の蛍光所見では、マウス糸球体の特性としてみられるIgGとIgMの沈着は抗原刺激と無関係にみとめられるが、C3の共存はみられない。po群ではIgAとC3の共存が目立つようになった。ip群ではCFAのみ投与した対照を含めIgGとIgMの沈着が減少し、IgAとC3沈着が増加した。組織学的所見もメサンギウム基質の増加が目立ち、とくにH.infのip群ではヒトIgA腎症類似のメサンギウムの変化をみとめた。3.今後の研究課題:(1)細菌々体成分を分析する。(2)細菌々体成分とマウスあるいはヒトの腎糸球体内沈着IgAとの関係について検討する。(3)血尿や蛋白尿発症と糸球体障害機序について更に補体と白血球からの活性酸素とのかかわりあいを検討する。(4)粘膜免疫系における抗原刺激に対応するIgA担当リンパ球の動態について検討する。1.腎糸球体に沈着したIgA免疫複合物の組織障害性20例のIgA腎症腎生検ならびに40例の肝硬変症, 20例の突発性間質性肺炎(IIP), 15例のびまん性汎細気管支炎(DPB)の各剖検例腎組織について,補体terminal components(C5-C9)の有無を検討した. IgAとC3強陽性の免疫複合物がC5-C9の補体因子を伴う場合と,伴わない場合がある. C5-C9陽性所見のつよさは蛋白尿の程度に深くかかわっている.2.腎糸球体に沈着したIgA免疫複合物の対応抗原について(2)肝硬変症4例, IIP1例, DPB2例の腎凍結切片500800枚から糸球体溶出液を得て,その中に大腸菌あるいは緑膿菌に対応するIgA抗体を見出した(ELISAによる).3.今後の研究の展開(1)腎糸球体内

沈着IgAに対応する細菌々体成分のエピトープ分析,(2)消化管系あるいは気道系における抗原刺激に対応するIgA担当リンパ球の動態を分析する,(3)免疫複合物のかかわる組織障害性(IgA免疫複合物と補体系)の分析.1.腎糸球体にIgA、補体沈着の著しい肝硬変症4例、特発性間質性肺炎1例ならびにびまん性汎細気管支炎2例の剖検腎凍結切片500800枚から糸球体溶出液を得て、多量体IgAを証明した。糸球体に沈着したIgAに対する抗原物質のひとつとして大腸菌、緑膿菌、リポポリサッカライド(LPS)などの細菌成分を指摘しえた。2.北里大学本間博士により供与された三種類の緑膿菌株(O抗原type 1、2、3)ならびに理研より購入した大腸菌、Hemophilus inflaenzae(H.inf)、Klebsiella pneumoriaeのホルマリン固定細菌と二種類のLPSを用いて以下の実験を行った。マウスC3H/HeN雌において上記細菌を含む給水経口投与(po)群あるいは完全フロンドアジコバンド(CFA)と共に上記細菌を腹腔内投与(ip)した群に分けて、IgA腎症モデルの作成を試みた。マウス5週令より実験を開始し、10週令、20週令、30週令にて屠殺し、心房採血による血清と各臓器を採取した。各臓器に組織学的ならびに免疫組織学的に検索を行い、腎について電顕的検索を行った。腎糸球体の蛍光所見では、マウス糸球体の特性としてみられるIgGとIgMの沈着は抗原刺激と無関係にみとめられるが、C3の共存はみられない。po群ではIgAとC3の共存が目立つようになった。ip群ではCFAのみ投与した対照を含めIgAとIgMの沈着が減少し、IgGとC3沈着が増加した。組織学的所見もメサンニギウム基質の増加が目立ち、とくにH.infのip群ではヒトIgA腎症類似のメサンギウム変化をみとめた。3.今後の研究課題:(1)細菌々体成分を分析する。(2)細菌々体成分とマウスあるいはヒトの腎糸球体沈着IgAとの関係について検討する。(3)血尿や蛋白尿発症と糸球体障害について、更に補体と白血球からの活性酸素とのかかわりあいを検討する。(4)粘膜免疫糸における抗原刺激に対応するIgA担当リンパ球の動態について検討する。
地理的・歴史的変種の対照による行為指示表現の変化の研究

本研究の目的は,行為指示表現の地理的・歴史的変種の調査を通して,各変種の表現法の差異がなぜ,どのようにして生まれてきたのかを明らかにすることである。具体的には[1]方言研究(西日本諸方言における連用形命令のバリエーションの形成),[2]文献研究(新形式の受け入れと回避についての記述)を調査項目としている。2018年度は以下の研究を実施した。[1]方言研究について,本年度は広島県呉市方言,愛媛県松山市方言,愛媛県宇和島市方言の調査を実施した。特に呉市方言については,中年層・若年層の話者の調査が完了し,これまでに調査した安芸方言の特徴が維持されていることが明らかになった。また,愛媛県方言については当初の予定に入っていなかったが,中四国地域の命令表現の変化を考えるうえで重要だったため,調査地点に加えた。松山市方言では関西方言と広島備後方言の両方に連続する特徴が見出だされた。2019年度にも追加調査を予定しており,そこでさらに明らかにしていきたい。[2]文献研究について,本年度はコーパス・タグ付け作業を進めるとともに,成果を日本語学会2018年度秋季大会で発表した。近世後期の洒落本における京・大坂・尾張・江戸の行為指示表現を比較し,京・大坂の遊女が比較的非敬語の表現を多用するのに対し,江戸の遊女が非敬語をほとんど使わないこと,尾張は京・大坂と江戸の中間的な状況であることを明らかにした。また洒落本の状況を他のジャンルの作品と比較し、状況を相対的に理解するため、滑稽本・人情本についても同じ枠組みで調査し,結果を『国文学』(関西大学国文学会)に研究論文を発表した。2018年度は[1]方言研究の学会発表を実施する予定だったが,まだ調査が不足していると考えたため,2019年度に見送った。その代わり[2]文献研究について,本年度予定になかった学会発表を実施することができた(日本語学会2018年度秋季大会)ほか、研究論文も1本刊行されており,予定以上に進展している。各方言の記述やタグ付け作業は予定通り進んでおり,総合的にはおおむね順調に進展していると考える。2019年度の研究計画について,[1]方言研究は,追加調査を完了させて,学会発表を行いたい。また,[2]文献研究は,すでに研究論文を投稿済みであり,本年度中の掲載を目指している。また,いずれもデータの整理作業を進め,最終年度の報告書公開に向けて作業を進めていきたい。具体的には[1]方言研究(連用形命令を中心とした行為指示表現の記述),[2]文献研究(近世・明治期における江戸・東京方言と上方・大阪方言の差異)を調査項目とする。[1]方言研究について,本年度は広島県備後方言(福山市・三原市・呉市),高知県高知市方言の調査を実施した。広島県備後方言は以前調査していた広島県安芸方言と比較すると,行為指示表現の体系が大きく異なることがわかった。また,高知市方言の調査において,高知市方言の行為指示表現は関西と似た形式を持つものの,関西と全く同一ではなく,高知市方言で独自の変化が起こっていることを確認した。[2]文献研究について,本年度は落語資料のコーパス化・タグ付けと近世後期洒落本の行為指示表現のタグ付け作業を進めた。近世後期における江戸と上方の東西差については,中部日本・日本語学研究会で発表した。さらに,江戸・尾張・京都・大坂の4地点の洒落本を用いて,それぞれの地域の行為指示表現について,データの整理を進めることができた。江戸・東京方言と上方・大阪方言だけでなく,4地点間の対照が可能であるという見通しを得たのは予想以上の進展であった。今期は学術論文の発表がなかったが,これは計画に基づいたものであり,本年度整備した方言データと文献データをもとに,次年度以降学会発表と論文発表を進めていく予定である。方言調査については,広島県備後方言(福山市・三原市・呉市),高知県高知市方言の調査を実施することができた。当初予定していた山口県方言の調査が実施できなかったものの,高知市方言は当初の予定になかったものであり,総体的には順調に進展しているといえる。文献調査については,タグ付け,分析作業が順調に進行しており,すでに中部日本・日本語学研究会で成果を発表している。

2019年度にも追加調査を予定しており,そこでさらに明らかにしていきたい。[2]文献研究について,本年度はコーパス・タグ付け作業を進めるとともに,成果を日本語学会2018年度秋季大会で発表した。近世後期の洒落本における京・大坂・尾張・江戸の行為指示表現を比較し,京・大坂の遊女が比較的非敬語の表現を多用するのに対し,江戸の遊女が非敬語をほとんど使わないこと,尾張は京・大坂と江戸の中間的な状況であることを明らかにした。また洒落本の状況を他のジャンルの作品と比較し、状況を相対的に理解するため、滑稽本・人情本についても同じ枠組みで調査し,結果を『国文学』(関西大学国文学会)に研究論文を発表した。2018年度は[1]方言研究の学会発表を実施する予定だったが,まだ調査が不足していると考えたため,2019年度に見送った。その代わり[2]文献研究について,本年度予定になかった学会発表を実施することができた(日本語学会2018年度秋季大会)ほか、研究論文も1本刊行されており,予定以上に進展している。各方言の記述やタグ付け作業は予定通り進んでおり,総合的にはおおむね順調に進展していると考える。方言調査については,山口県方言,および広島県備後方言・高知市方言の補充調査を進め,成果発表につなげたい。文献調査については,引き続きタグ付け・分析作業を進めるとともに,本年秋には学会発表を行う予定である。2019年度の研究計画について,[1]方言研究は,追加調査を完了させて,学会発表を行いたい。また,[2]文献研究は,すでに研究論文を投稿済みであり,本年度中の掲載を目指している。また,いずれもデータの整理作業を進め,最終年度の報告書公開に向けて作業を進めていきたい。
心筋への遺伝子導入による新しい心不全治療法の開発

human SRCa2+-ATPase遺伝子をアデノ随伴ウイルスベクターおよび、レンチウイルスベクターに組み込み、遺伝子導入ベクターを作製した。ラット培養心筋細胞に遺伝子導入したところ、ふたつのベクターともにSR Ca2+-ATPase mRNA発現量は約3倍に増加し、また、SR Ca2+-ATPase蛋白も約2倍にまで増加し、遺伝子導入による効果が確認された。また、導入群ではCa2+輸送能の亢進が認められ、標的蛋白であるSR Ca2+-ATPaseの機能の増強効果が得られた。現在、動物実験モデル(心不全モデル)で効果を検討中である。(2)phospholamban遺伝子翻訳の特異的抑制による心不全治療の開発phospholambanの機能を抑制するため、human phospholamban遺伝子のmRNA発現をRNA interference法によって遺伝子特異的に抑制することに成功した。human phospholamban遺伝子の蛋白翻訳領域の21塩基に相同な二本鎖RNAを合成し、HVJ-envelopeを用い培養心筋細胞に導入した。発現に対する効果は、きわめて遺伝子特異的であり、PLB mRNA発現を対照群の約10%にまで低下させるものの、SR Ca2+-ATPaseやcalsequestrin mRNAに対しては全く抑制効果を示さなかった。また、この遺伝子レベルでの変化は蛋白レベルにも反映され、phospholamban蛋白は対照群の10%以下に抑制され、その効果は1週間持続した。さらに、心筋小胞体へのCa2+汲み上げ能はこの方法により38%亢進が見られた。さらに過酸化水素投与による心不全モデルにおいては、本法によりCa2+汲み上げ曲線が左方にシフトし、Ca2+に対する感受性の亢進が観察された。研究初年度は不全心筋に導入する遺伝子ベクターの構築を行った。導入遺伝子とベクターの構築:アデノ随伴ウイルス(AAV)ベクター;1)SERCA2:心筋特異的発現を得られるようにhuman ANP gene promoterのcardiac-specific elementをhuman SR Ca^<2+>-ATPase遺伝子と連結したものを用いた。これをAvigen社ベクターシステムのAAV type5のベクター系に挿入し、ウイルスベクター粒子の産生を行った。2)Anti-sensephospholamban:同様にhuman ANP gene promoter-1200bpをanti-sense方向に配列させたhuman phosholamban cDNAと結合させ、AAV産生plasmidであるpTR-UF5に組み込んだ。これをhelper plasmidであるpSuper3とともに、293T細胞に導入し、Anti-sense Phospholamban cDNAの発現をさせる予定である。これらベクターを培養心筋細胞ならびにラット心筋に導入し、心機能特性を検討する予定である。培養心筋細胞に遺伝子導入したところ、ふたつのベクターともにSR Ca2+-ATPase mRNA発現量は約3倍に増加し、また、SR Ca2+-ATPase蛋白も約2倍にまで増加した。Ca2+輸送能の亢進が認められ、治療効果が確認された。(2)phospholamban遺伝子翻訳の特異的抑制による心不全治療法の開発phospholambanの機能を抑制するため、human phospholamban遺伝子のmRNA発現をRNA interference法によって遺伝子特異的に抑制することに成功した。発現に対する効果は、きわめて遺伝子特異的であり、PLB mRNA発現を対照群の約10%にまで低下させるものの、同じ心筋小胞体蛋白であるSR Ca2+-ATPaseやcalsequestrin mRNAに対しては全く抑制効果を示さなかった。

また、この遺伝子レベルでの変化は蛋白レベルにも反映され、phospholamban蛋白は対照群の10%以下に抑制され、その効果は1週間持続した。さらに、心筋小胞体へのCa2+汲み上げ能はこの方法により38%亢進が見られた。
かぐや衛星データを用いた月周回プラズマ環境の研究

本研究では、かぐや衛星をはじめとした月周回機によって取得されたプラズマ・磁場データを解析し、粒子軌道計算の結果と合わせて月周辺の複雑な電磁場内での荷電粒子の運動を考察することで、月周辺でのプラズマ物理過程を明らかにすることを目指している。採用3年度目となる本年度は、地球プラズマシートの比較的高エネルギーの電子が月面磁場によって非断熱的に散乱することを利用し、月地殻磁場の短波長成分をマッピングする手法を開発した。この内容をまとめ、Gcophysical RosearchLetters誌に論文発表した。また、2年目から継続して取り組んでいるARTEMIS衛星による地球磁気圏尾部ローブ内での月プラズマ観測についての研究成果をまとめてJournal of Geophysical Rescarch (JGR)誌に発表した。この研究結果の大きな特色は、従来は月プラズマ相互作用において重要視されていなかった月起源プラズマが、ローブ内では背景プラズマに比べて多く存在し、ローブ電子の速度分布を変形させている可能性を示した点である。さらに、スウェーデン国立宇宙物理研究所を訪問し、月が地球プラズマシート内に位置する時に月面から飛来する高エネルギー中性粒子(ENA)の研究を開始した。月面でプロトンが後方散乱したENAのデータを解析することで、プラズマシート内では地殻磁場が強い地域と弱い地域で月面に入射するプロトンフラックスは大きく変化しないことを示した。これは、強い磁気異常の上空でプロトンがシールドされるという太陽風中のデータを用いた先行研究の結果とは対照的な結果であり、入射するプロトンの速度分布の違いが月面シールディングに大きな影響を及ぼすことを示唆している。これらのENAデータ解析とテスト粒子シミュレーションから得られた結果をまとめ、JGR誌に投稿した。本研究の目的は月周回衛星によって得られたプラズマ・磁場のその場観測データを用いて、月周辺で起きているプラズマ物理過程を明らかにすることである。この目的に対して、本年度はかぐや衛星、ARTEMIS衛星データを解析して得られた結果をまとめた論文を発表しただけでなく、新たにチャンドラヤーン1号衛星データの解析を開始した。当初の計画通り、扱うデータの幅を拡げて多くの知見を得るなど、研究は順調に進展した。ARTEMIS衛星データの事例解析から見い出された、月習辺でピッチ角90°の電子が消失する現象について、多くのイベントを統計的に解析することで平均的な特徴を調べ、生成機構について考察する。また、チャンドラヤーン1号衛星が取得したENAデータから示唆された、太陽風プロトンとプラズマシートプロトンに対する月磁気異常による月面シールディングの違いについて、かぐや衛星のイオンデータを用いてより詳細に調べる。近年の月探査により、全球的な固有磁場も厚い大気も持たないため一見単純に思われる月周辺の電磁気的環境は、実は非常に複雑であることが明らかになってきた。本研究は、かぐや衛星によって見出された、旋回運動する電子が月面に衝突、吸収されることによって電子速度分布関数に磁力線に非軸対称な空洞領域が現れる現象について、粒子軌道計算を用いて理論的な考察を発展させ、同時にかぐや衛星によって得られたプラズマと磁場の観測データの解析を行うことで、月周辺の複雑な電磁気的環境の中での荷電粒子の振る舞い及びそこでの物理過程を明らかにすることを目的としている。まずは、周囲に強い磁気異常のない月面付近での電子の運動を考え、月面付近の反磁性電流による非一様磁場、月面帯電、磁場に垂直な電場が電子の運動に与える影響を考慮に入れた粒子軌道計電を行い、電子速度分布関数上の電子が月面に衝突する禁制領域の特徴が、周囲のプラズマ・磁場の状況に応じて変化することを明らかにした。更に、月面下にダイポール磁場を配置して粒子軌道計算を行うことにより、比較的空間スケールの小さな磁気異常でも、禁制領域の特徴を大きく変え得ることがわかった。かぐや衛星によって観測された、この計算結果とよく似た特徴をもつ電子速度分布関数から、空間スケールの小さな磁気異常のダイポール磁場の極性、月面からの深さ、表面磁場強度を検証した。固体表面付近で磁力線に非軸対称な空洞領域が現れる現象は、荷電粒子と固体表面の相互作用を考える上で非常に基礎的な物理過程であり、基本的なアプローチは大気のない他天体にも応用できると期待される。これらの成果は、固体表面付近で観測される磁力線に非軸対称な速度分布関数を調べることによって、固体表面付近のプラズマ環境や固体表面プラズマ相互作用についての理解をより深めることができることを示している。本研究は、理論計算及びかぐや衛星によるプラズマと磁場の観測データを用いて、月面や月周辺の複雑な電磁気的環境の影響を受けて荷電粒子がどのように振る舞うかを明らかにすることを目的としている。採用2年目となる本年度は、周囲に強い磁気異常のない月面付近での、月面付近の反磁性電流による非一様磁場、月面帯電、磁場に垂直な電場が電子の運動に与える影響を粒子軌道計算と観測データの解析から調べた成果をまとめ、Journal of Geophysical Research誌に論文発表した。さらに、地球磁気圏内でかぐや衛星によって取得された電子・磁場データと、磁力計のデータを統合して得られる月磁場モデルを取り入れた電子軌道計算を組み合わせることで、プラズマシート電子が数kmスケールの比較的小さな月地殻磁場によって非断熱的に散乱されていることを示した。そこから、周回機搭載の磁力計や電子反射法など、これまで用いられてきた方法ではマッピングすることが困難であった、月地殻磁場の短波長成分の月面分布を導出した。

また、かぐや衛星データに加え、2機編成のARTEMIS衛星データを用いてより多角的・包括的に月周辺プラズマ環境を調べることを目的として、米国カリフォルニア大学バークレー校を訪問した。滞在先では、月が地球磁気圏尾部ローブ内に位置する時に取得されたARTEMIS衛星データを解析し、(1)衛星電位計測を利用した電子エネルギー分布の解析から月面光電子の高エネルギーテイル成分が存在すること、および(2)地球磁気圏尾部ローブ内の昼側月面上空では月起源のプラズマが背景プラズマに比べて多く存在し、月周辺環境において支配的な役割を果たすことを明らかにした。本研究では、かぐや衛星をはじめとした月周回機によって取得されたプラズマ・磁場データを解析し、粒子軌道計算の結果と合わせて月周辺の複雑な電磁場内での荷電粒子の運動を考察することで、月周辺でのプラズマ物理過程を明らかにすることを目指している。採用3年度目となる本年度は、地球プラズマシートの比較的高エネルギーの電子が月面磁場によって非断熱的に散乱することを利用し、月地殻磁場の短波長成分をマッピングする手法を開発した。この内容をまとめ、Gcophysical RosearchLetters誌に論文発表した。また、2年目から継続して取り組んでいるARTEMIS衛星による地球磁気圏尾部ローブ内での月プラズマ観測についての研究成果をまとめてJournal of Geophysical Rescarch (JGR)誌に発表した。この研究結果の大きな特色は、従来は月プラズマ相互作用において重要視されていなかった月起源プラズマが、ローブ内では背景プラズマに比べて多く存在し、ローブ電子の速度分布を変形させている可能性を示した点である。さらに、スウェーデン国立宇宙物理研究所を訪問し、月が地球プラズマシート内に位置する時に月面から飛来する高エネルギー中性粒子(ENA)の研究を開始した。月面でプロトンが後方散乱したENAのデータを解析することで、プラズマシート内では地殻磁場が強い地域と弱い地域で月面に入射するプロトンフラックスは大きく変化しないことを示した。これは、強い磁気異常の上空でプロトンがシールドされるという太陽風中のデータを用いた先行研究の結果とは対照的な結果であり、入射するプロトンの速度分布の違いが月面シールディングに大きな影響を及ぼすことを示唆している。これらのENAデータ解析とテスト粒子シミュレーションから得られた結果をまとめ、JGR誌に投稿した。理論計算により月面付近での電子及びイオンの運動を理解し、かぐや衛星によって得られた観測データと比較、解析することによってプラズマと月面の相互作用における物理過程を解明する、という本研究の目的に対して、本年度は、磁気異常周辺の非一様磁場に加え、月面帯電、磁場に垂直な電場、月面付近の反磁性電流を考慮して粒子の軌道計算を行い、実際に観測された磁力線に非軸対象な電子速度分布関数と比較することにより、ジャイロ運動を考慮した電子と月面の相互作用の特性を明らかにした。月面付近での電子の運動特性の研究が大きく進展し、おおむね順調に研究を進めることができたと考えている。
VDT作業疲労の視覚光学的要因の解明

1)VDT走査発光をシミュレートする周期波の背景光と、この背景光上に重ねて呈示されるテスト光を作る2チャンネルのマックスウエル視光学系、および刺激光の波形を任意にコントロールする制御系からなる実験装置を製作した。背景刺激光として矩形波、正弦波等4種を選び、CFF以上、同じ以下の周波数において、種々の位相において増分閾を測定した。3名の被験者において、増分閾値の時間的変化の形状は背景光の周波数が小さい場合は背景光の波形によらず正弦波的なものとなり、背景刺激光のフーリエ第一成分が増分閾の決定に大きく寄与することが示唆された。刺激光の周波数がCFFに近ずくと、増分閾は不規則になり、明確な特性は現れなかった。またCFF以上の周波数でも定常光に対する増分閾値との差が見られ、ちらつきが知覚されない高周波数の刺激に対しても、視覚系内では定常光と異なる応答があることを示唆している。2)色度及び輝度の異なる各々ターゲット及びノイズとよばれる二つの漢字パターンを重ねて短時間呈示した場合の、ターゲット文字の認識率を測定した。装置はほぼ連続的に色度および輝度を調節できるように改良を加えたパーソナルコンピューターを用いた。刺激のサイズは2゚と4゚,呈示時間は約30msと140msの2種を採用し、白色文字と赤黄緑青の四色の文字の分離特性を検討した。3名の被験者において、ターゲットとノイズが等輝度,又は等明るさ付近で、ターゲット刺激の認識率が低下した。また等輝度においては、黄以外は色のついた文字の方が高い認識率を示し、何らかの色の効果が存在することが示唆された。以上の研究から、周期波に対する網膜での応答は波形にはそれほど依存しないこと、またVDT疲労の一因として、ちらつきを感じない高周波刺激に対する応答が示唆されること、また等輝度等明るさ背景から文字を分離する際には負担がかかること等がわかった。
DNAのエンドジョイニングによる組換えの機構

本研究では、染色体異常の原因となるエンドジョイニング(非相同組換え)の起こるメカニズムについて、独自に作製した大腸菌、酵母、マウスのアッセイ系を用いて解析した。非相同組換えが高頻度で起こるDNAジャイレース変異株の解析から、DNAジャイレース中の特定のαヘリックス構造が組換えに関与することを示唆した。また、DNA結合タンパク質HUがDNAジャイレースの組換え活性を抑制し、組換え頻度の制御をしていることを示した。さらに、DNA損傷によって誘導される非相同組換えを促進するタンパク質としてDnaBヘリケース、RecJエキソヌクレアーゼ、ExoVIII(RecE)エキソヌクレアーゼ、RecT、RecF、RecO、RecR等のタンパク質、そしてDNAリガーゼを同定した。また、数多くのDNA組換え修復酵素、RecQヘリケース、UvrABヘリケース、MutM、Tag及びAlkA DNAグリコシラーゼ、SbcBエキソヌクレアーゼ、H-NSなどのタンパク質がDNA損傷によって誘導される非相同組換えを抑制する役割を担っていることを見出した。さらに、細菌を栄養飢餓条件に置いたときもアルキル化によるDNA損傷が自然に蓄積し、DNAの二本鎖切断とエンドジョイニングが亢進することを示した。一方、出芽酵母においては、DNAトポイソメラーゼII阻害剤が非相同組換えを誘導することから、DNAトポイソメラーゼIIがDNA二本鎖切断を誘導し、エンドジョイニングを経て非相同組換えを起こすことが示唆された。Sgslヘリケースが自然に発生する非相同組換えを抑制することを見出した。さらに、ヒトBLMやWRNは、酵母細胞においてSgslに代わって非相同組換えを抑制することが分かった。さらに、酵母細胞においてヒトBLMやWRNがSgslに代わって非相同組換えを抑制することを示した。さらに、DNA修復及び染色体分配に関わる機能として出芽酵母Sccl及び分裂酵母Dhplを見出し、SgslやScclと相互作用するタンパク質として出芽酵母Whip及び分裂酵母のMoglとHsklキナーゼを見出した。以上の結果から、大腸菌と酵母における非相同組換えに関していくつかのモデルを提唱した。組換えのきっかけとなるDNAの二本鎖切断の発生機構について調べ、紫外線、酸化剤、アルキル化剤処理によって二本鎖切断が増加することを示した。さらに、DNAの二本鎖が切断されるためには、recJ及びdnaB遺伝子産物が必要であることを示唆した。これらの結果から、DNA損傷性薬剤がDNAを直接二本鎖切断するのではなく、DNA損傷の個所をDNA複製装置が通過する際に二本鎖切断が誘導されるというモデルを提唱した。二本鎖切断後のDNA末端の再結合については、酵母のエンドジョイニング系で調べた。我々は、クロマチン構造をもつDNA末端には、Hdf1,Ku80,Sir2,Sir3,Sir4が複合体を形成しているというモデルを提唱しているが、さらに、複合体の形成にさらにどのような因子が関与しているかを検討した。ヒストンアセチル化・脱アセチル化酵素のエンドジョイニングにおよぼす影響を調べ、ヒストン及び1種類のアセチル化酵素がそれに関与していることを示し、エンドジョイニングの際に形成される複合体の構造に関するモデルを発展させた。また、大腸菌RecQホモログであるSgs1の機能の解析やウエルナー症候群遺伝子やブルーム症候群遺伝子の機能の解析を行い、これらの遺伝子が相同的組換えを介して非相同的組換えを制御していることを示した。

さらに、ウエルナー症候群遺伝子やブルーム症候群遺伝子の老化の機能について酵母の系で調べ、ブルーム症候群遺伝子のみが酵母Sgs1の老化抑制機能を補うことができることを見いだした。大腸菌とファージDNAとの間での組換えを検出する系を用いて、エンドジョイニングに関与する因子の探索を行い、RecEというエキソヌクレアーゼが3'-突出末端を持つDNAを作り、エンドジョイニングに働くことが分かった。これに続くDNAのアニーリングの過程で、紫外線の損傷の修復に働くUvrABが、そのヘリケース機能によってエンドジョイニングを抑制していることが推測された。さらに、uvr遺伝子とrecQ遺伝子(非相同的組換えを抑制するヘリケースとして知られる)との間には相乗効果が認められので、uvr遺伝子とrecQ遺伝子がエンドジョイニングの制御機構に重要な役割を果たしていることが分かった。次に、出芽酵母を用いた解析から、減数分裂の相同的組換えに関与するRad50,Mre11,Xrs2、二本鎖切断修復やV(D)J組換えに関与しているKu抗原のホモログHdf1、染色体のサイレンシングに関与するSir2、Sir3及びSir4が、エンドジョイニングの機構を通して非相同的組換えや修復に関与していることを明らかにしてきた。この系を用いて高発がん性を示すブルーム症候群(BLM)や若年老化を起こすウエルナー症候群(WRN)の原因遺伝子の機能を調べるために、SGS1遺伝子のかわりにBLM或いはWRN遺伝子を組み込んだ酵母株において組換えの解析を行った。その結果、BLM及びWRNヘリケースは酵母細胞において相同組換えを介して非相同組換えを抑制する機能を持つことを示した。さらに、BLM遺伝子を組み込んだ酵母株においてはsgs1変異株で見られた若年老化の症状をBLM遺伝子が抑制することから、ヒトBLM遺伝子は老化を抑制する機能を持つことを明らかにした。DNAに損傷が起きたときにDNAに二本鎖切断が導入される機構を明らかにするために、非相同的組換えにおけるDnaBヘリケースの役割について調べた。その結果DNA損傷によって誘導される非相同的組換えにおいて大腸菌DnaBヘリケースが重要な役割を果たしていることが分かった。DNA損傷によって複製フォークの進行が停止し、その結果DNAの二本鎖切断が誘導され、続いて非相同的組換えが誘導されるというモデルが考えられた。次に、切断されたDNAが再結合されるエンドジョイニングの過程について解析した。細胞内の大腸菌DNAリガーゼの活性を変異株や過剰生産株を用いて変化させたところ、非相同的組換えの頻度、ホットスポット、DNAの相同配列の長さの要求性に変化が認められた。従って、DNAリガーゼは再結合反応の性質を決定する重要な因子の一つであることが明らかとなった。次に、出芽酵母のプラスミドを用いた非相同的組換えの解析系によって、これまでにRad50、Mre11、Xrs2、Ku70、サイレンシング因子Sir2、Sir3及びSir4が、DNA末端の再結合反応に関与していることを明らかにしてきた。
不斉自己増殖するデンドリマー高分子の創製

目的とする光学異性体を選択的に合成する不斉合成反応の開発は現代有機化学の重要な一翼を担う。一方,高分子の分子構造レベルでの設計は,得られる高分子に効果的に触媒能を付与できると考えられるため,近年深い関心がよせられている。申請者は繰り返し単位が規則正しく枝分かれした樹形状高分子であるデンドリマーに着目し,不斉触媒としての機能性の付与を検討してきた。その結果、ポリアルキルシラン型キラルデンドリマーのすべての末端をキラルなアミノアルコールで修飾したキラルデンドリマーが、このような高分子としては初めての高エナンチオ選択的なジアルキル亜鉛のアルデヒドに対する不斉付加反応の不斉触媒となることを見出した。また,N-ホスフィニルイミンに対するジアルキル亜鉛の不斉付加反応においてもこの高分子キラルデンドリマーは極めて高エナンチオ選択的な不斉配位子として作用することも見出した。高エナンチオ選択性はさらに枝分かれをした高世代デンドリマーにおいても損なわれないことも明らかにした。これらの結果をふまえ、1,ω-ジシリルアルカンの両末端にキラルなピリミジルアルカノールを取り付けた分子を不斉自己触媒とする不斉自己触媒反応を検討した。その結果、極めて高選択的かつ高収率で不斉自己触媒反応が進行し、キラルなジピリミジンジアルカノールが自己増殖することを明らかにした。さらに枝分かれしたデンドリマー型不斉自己触媒を合成し、その不斉自己触媒反応を検討したところ、不斉の増殖を伴って反応が進行することも明らかにした。その結果ポリアルキルシラン型キラルデンドリマーのすべての末端をキラルなアミノアルコールで修飾したキラルデンドリマーがこのような高分子としては初めての高エナンチオ選択的なジアルキル亜鉛のアルデヒドに対する不斉付加反応の不斉触媒となることを見出した。さらにこの高エナンチオ選択性はさらに枝分かれをした高世代デンドリマーにおいても損なわれないことはなく,高世代デンドリマーもそれぞれジアルキル亜鉛のアルデヒドに対する不斉付加反応,N-ホスフィニルイミンに対するジアルキル亜鉛の不斉付加反応において有効な不斉源となることが明らかになった。よってキラル高分子型不斉配位子設計において大変有用な知見を合わせて与えるものである。これらの結果をふまえ、l,w-ジシリルアルカンの両末端にピリミジンカルバルデヒドを取り付けた基質についてl,w-ジシリルアルカンの両末端にキラルなピリミジルアルカノールを取り付けた分子を不斉自己触媒とする不斉自己触媒反応を検討した。

その結果、極めて高選択的かつ高収率で不斉自己触媒反応が進行し、キラルなジピリミジンジアルカノールが自己増殖することを明らかにした。さらに枝分かれしたデンドリマー型不斉自己触媒を合成し、その不斉自己触媒反応を検討したところ、不斉の増殖を伴って反応が進行することも明らかにした。