hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
根内共生糸状菌Heteroconiumによる植物への誘導抵抗性の構築

根内共生糸状菌Heteroconiumchaetospiraは宿主植物に強い抵抗性を誘導し、種々の植物に抵抗性を付与する。我々はH.chaetospiraを前もって植物に接種しておくと、根こぶ病や黄化病などの発病を抑制することに成功した。さらに、H.chaetospiraの根への定着はハクサイに全身抵抗性を誘導し、細菌斑点病とアルタナリア斑点病の発病を抑制した。H.chaetospiraは宿主の表皮細胞内に侵入し、菌糸は表層細胞を貫通して、感染部位を拡大していく。H.chaetospiraは長期間植物の細胞内にとどまり、他の生物防除剤と比べ、根圏の環境に影響を受けない。環境条件、温度、湿度、日照、土壌物理・化学性は植物の生理、病気の進展に大いに影響する。H.chaetospiraは低中程度の土壌湿度下で根こぶ病に対し効果的であり、土壌1gあたり10^6個以下の休眠胞子濃度で効果がある。1)H. chaetospiraを土壌混和法によりハクサイに処理したところ、播種から2週間後に根の表層細胞への侵入・定着が見られた。また、播種20日目から地上部の生育促進効果が観察され、新鮮重で約60%、乾物重では約30%の促進が見られた。この効果は根では見られず、地上部に特異的であった。2)土壌混和法により、H. chaetospira処理を行ったハクサイの地上部に、アブラナ科黒斑病菌のAlternaria brassicaeを噴霧接種したところ、どの部位の葉でも病斑数、及び発病程度に低下が見られた。また、アブラナ科黒斑細菌病のPseudomonassyringaepv.maculicolaを噴霧接種したところ、病斑数、及び発病程度に大幅な低下が見られた。この結果から、H. chaetospiraにより、ハクサイの地上部に抵抗性が誘導され、その機構は、植物を介した間接的なものであり、かつ全身的であると考えられた。また、菌類病だけではなく、細菌病にも効果があるなど、幅広い効果を示した。3)誘導された抵抗性が、どのような機構によるものであるかを調べるために、サリチル酸、フェノール性化合物類、エチレン前駆体ACCについて含量の経時的変化を測定した。H. chaetospiraの単独処理を行なった区では、対照区と比較して違いは見られないか、もしくは含量の低下を示した。それに対して、H. chaetospira処理を行なったハクサイに対して病原菌(黒斑病菌)を接種し、測定を行ったところ、フェニルプロパノイド経路のサリチル酸とフェノール性化合物類において、対照区と比較して急速な生成・蓄積が観察された。以上のことから、根内に定着する糸状菌H. chaetospiraハクサイに処理することにより、離れた部位である地上部において空気伝染性病害に対する抵抗性が現れること、また、生理活性物質などの生合成スピードに違いが現れることが明らかになった。ピートモス、クレハ園芸培土で育苗したHeteroconiumchaetospira接種区、およびH.chaetospira無接種区のハクサイにA.brassicaeを噴霧接種し、病害抵抗性関連遺伝子の発現解析をノーザンハイブリダイゼーションおよびDNAマイクロアレイにより行った。1.PAL-BC1はA.brassicae接種後5日間ピートモス、クレハ園芸培土育苗ハクサイ共に、H.chaetospira無接種区と同様シグナルは検出されなかった。PR-1aはクレハ園芸培土育苗ハクサイで発現量が多く、A.brassicae接種3日目以降はH.chaetospira無接種区に比べ接種区で発現量が多かった。PDF1.2はA.brassicae無接種区でもH.chaetospira接種、無接種ハクサイともに、弱いシグナルが検出された。クレハ園芸培土育苗ハクサイのA.brassicae接種3日目以降ではH.chaetospira無接種区に比べ接種区で発現量が多かった。2.DNAマイクロアレイ解析の結果、病徴出現前に変動のみられる多数の病害抵抗性関連遺伝子が見つかった。その中で、特にMAPキナーゼ3は約19倍、グルタチオン-S-トランスフェラーゼ(GST)は約198倍、スーパーオキシドジスムターゼ(SOD)は約12倍と発現量が顕著に増加していた。PALの発現量には顕著な増加は見られなかった。

以上の結果、H.chaetospiraの根内定着による病害抵抗性経路は、上流部にMAPキナーゼ経路が存在し、下流部では、JAは関与せずSAがシグナル伝達を行っており、SAはフェニルプロパノイド経路ではなく、コリスミ酸から生成され、PR-1a, PR-2の発現を誘導し、抵抗性を示すことが示唆された。またカマレキシンの生成量増加が抵抗性誘導に関与していることが示唆された。(2)ノザン解析の結果、PALの発現量に変化はなく、PR-laは黒斑病菌接種5日目に約4倍に達した。(3)サリチル酸含量は黒斑病菌接種3日目、約3倍であった。一方、フェノール性化合物に変化は見られなかった。本菌による病害抵抗性の誘導時に上昇するPR-la,サリチル酸はフェニルプロパノイド経路を介さずに別の経路によってサリチル酸が合成されていると考えられた。(1)トリプトファン合成酵素α鎖遺伝子(TSA)は病原菌接種2日後、約30倍に増加していた。TSAはファイトアレキシンであるcamalexinの前駆物質であるトリプトファンの合成を触媒する。(2)H.chaetospiraのみではTSAの発現に影響を与えず、A.brassicae接種によってTSAが発現した。さらにTSAの発現上昇にはH.chaetospiraが根内あるいは周辺に存在することが重要で、H.chaetospiraが存在しないと、TSAの発現は見られなかった。このことより、病害抵抗性誘導にはファイトアレキシンであるcamalexin合成経路が活性化されると考えられた。
低アスペクト比トーラスプラズマにおける自己組織化とカオスヒーリング

RFPはベータ値の高いコンパクトな核融合炉心プラズマとなる可能性がある.電流分布制御によりトカマクと同程度の閉じ込めが達成され,定常運転のシナリオ確立が望まれている.PFRのアスペクト比を2に下げると新古典粘性の効果による自発電流割合が増大する可能性が示され,その実験的検証が重要課題となってきた.一方,低アスペクト比RFPでは安全係数分布が中央付近で平坦になり,周辺部ではシアーが増大するためMHD不安定性の挙動も変化する.本研究ではアスペクト比2のRFP装置"RELAX"を建設し,MHDモードダイナミクスの特性を調べて,(1)多数の不安定モードが混在するマルチヘリシティー状態と準単一ヘリシティー(QSH)状態への分岐が放電電流および電流増加率に依存して発生すること,(2)自己反転モードで大規模な磁場分布の変動を見出し,これが"オーミックヘリカル状態(OHS)"と同じ特徴をもつこと,を明らかにした。OHSは立体磁気軸配位であり,QSHと同様に磁気面が修復される可能性が高く,重要な研究対象である.日米協力の援助も得て低アスペクト比RFP用平衡再構成コード"RELAXFit"を開発し,RELAXのRFP配位における新古典効果を調べて,(1)現在のRELAXプラズマの自発電流割合が5%以下,(2)密度を4×10^<19>m^<-3>,電子温度を300eVまでパラメータを改善できれば,圧力分布制御により自発電流割合が25%程度まで増加すること,を明らかにした.中心共鳴(m=1/n=4)テアリングモードと同じヘリシティーの外部定常ヘリカル摂動磁場を印加するためにヘリカルコイルを設置して,RELAXで実現されている自発的QSH時の磁気島幅と同程度の摂動磁気島を印加する実験を進めており,外部摂動磁場による磁気カオス修復の研究が可能になるものと考えている.本研究を通して,先進的概念としての低アスペクト比RFP配位の総合的な研究の基盤が整った.RFPはベータ値の高いコンパクトな核融合炉心プラズマとなる可能性がある.電流分布制御によりトカマクと同程度の閉じ込めが達成され,定常運転のシナリオ確立が望まれている.PFRのアスペクト比を2に下げると新古典粘性の効果による自発電流割合が増大する可能性が示され,その実験的検証が重要課題となってきた.一方,低アスペクト比RFPでは安全係数分布が中央付近で平坦になり,周辺部ではシアーが増大するためMHD不安定性の挙動も変化する.本研究ではアスペクト比2のRFP装置"RELAX"を建設し,MHDモードダイナミクスの特性を調べて,(1)多数の不安定モードが混在するマルチヘリシティー状態と準単一ヘリシティー(QSH)状態への分岐が放電電流および電流増加率に依存して発生すること,(2)自己反転モードで大規模な磁場分布の変動を見出し,これが"オーミックヘリカル状態(OHS)"と同じ特徴をもつこと,を明らかにした。OHSは立体磁気軸配位であり,QSHと同様に磁気面が修復される可能性が高く,重要な研究対象である.日米協力の援助も得て低アスペクト比RFP用平衡再構成コード"RELAXFit"を開発し,RELAXのRFP配位における新古典効果を調べて,(1)現在のRELAXプラズマの自発電流割合が5%以下,(2)密度を4×10^<19>m^<-3>,電子温度を300eVまでパラメータを改善できれば,圧力分布制御により自発電流割合が25%程度まで増加すること,を明らかにした.中心共鳴(m=1/n=4)テアリングモードと同じヘリシティーの外部定常ヘリカル摂動磁場を印加するためにヘリカルコイルを設置して,RELAXで実現されている自発的QSH時の磁気島幅と同程度の摂動磁気島を印加する実験を進めており,外部摂動磁場による磁気カオス修復の研究が可能になるものと考えている.本研究を通して,先進的概念としての低アスペクト比RFP配位の総合的な研究の基盤が整った.本年度はアスペクト比2のRFP実験装置の詳細設計を終えて,装置の製作を開始した.目標とするプラズマパラメータ領域はプラズマ電流100kA,ピンチパラメータΘが1.6<Θ<2.0,磁場反転パラメータFがF=-0.2である.現有のSTE-2RFP装置の鉄心を利用した低アスペクト比化に重点をおいて真空容器,トロイダルコイル系,ポロイダルコイル系の詳細設計および製作を行った後,RFP実験装置としての組み立てを開始した.一方,低アスペクト比RFP平衡磁場配位の解析を詳細に進め,RFPを低アスペクト比化することにより,安全係数分布が中心部で平坦化され,周辺部で急峻化することを確かめた.また,安全係数分布に対する非円形度および三角度の効果を明らかにした.磁場揺動の振幅が単一モードに集中する(準)単一ヘリシティー(QSH)RFP配位については,2つの研究を進めた.アスペクト比4のSTE-2RFP装置において外部から共鳴回転ヘリカル磁場を加えてQSH配位を実現させることを試みた.モードスペクトルは中心共鳴モードに鋭いピークを示すが,隣接モードの振幅が十分に低下せず,QSH配位への遷移は観測されなかった.隣接モードの磁気島回転を駆動するのに十分なイオン粘性の効果が得られなかったためと考えている.

一方,ウィスコンシン大学のMST装置(アスペクト比3)において,QSH配位への自発的遷移のダイナミクスを調べた.F=0の非反転放電か,または高いプラズマ電流値でQSH様モードスペクトルへの自発的遷移が起こりやすく,非反転放電においてはQSH状態が比較的長時間維持されており,ヘリカル平衡RFP配位の実現に繋がる可能性のあることがわかった.本年度はアスペクト比2のRFP実験装置"REALAX"を完成させ,低アスペクト比RFPプラズマの初期特性を調べた.達成されたプラズマパラメータはプラズマ電流80kA,放電持続時間2ms,RFP配位持続時間1.7msであり,ほぼ設計どおりである.磁気プローブによるプラズマ周辺部の磁場揺動測定から明らかになった低アスペクト比RRFP配位のMHD特性は以下のとおりである.周辺磁場揺動のポロイダルモードスペクトルはm=0およびm=1成分が主要であり,m=2成分もm=1成分の半分程度の振幅である.m=1成分には周波数10kH程度のコヒーレントな振動成分が含まれており,このコヒーレント成分はトロイダル方向に回転する.m=1モードのトロイダルモードスペクトルは通常n=4または5の成分が主要である.各モードの振幅の時間発展を見ると,周期0.10.2ms程度でm=1/n=4モードのみが成長・減衰を繰り返すことが多い.これは準周期的に単一ヘリシティー(QSH)RFP配位が実現されていることを示しており,低アスペクト比RFP配位に特徴的な現象である.OSHでは磁気カオスが自己修復された磁場構造と考えられるので,外部磁場で制御された形でこのQSHを長時間維持することがRELAXの今後の重要課題である.以上の初期特性を明らかにした後に,トロイダル磁場のリップルを低減化してプラズマ性能を改善するために,変流器鉄心の大型化を中心としたRELAX装置の改造を行なった.改造後のRELAXにおいて初期RFPプラズマが生成され,さらに放電特性の最適化が進められている.平成19年度に得られた研究実績の概要は以下の通りである.まずアスペクト比2のRFP装置"RELAX"におけるMHDモードダイナミクスの特性を調べて,(1)多数の不安定モードが混在するマルチヘリシティー状態と準単一ヘリシティー(QSH)状態への分岐が放電電流および電流増加率に依存して発生すること,(2)自己反転モードで新たに見出された大規模な磁場分布の変動が,これまで理論的にその存在が予測されていた"オーミックヘリカル状態(OHS)"と同じ特徴をもつこと,を明らかにした.OHSは立体磁気軸配位に近く,QSHと同様に磁気面が自己修復されている可能性があるため,今後の研究対象として重要である.次に,ウィスコンシン大学との共同研究により開発した低アスペクト比RFP用平衡再構成コード"RELAXFit"を用いて有限圧力の効果を含むRELAXプラズマの平衡解析を行って低アスペクト比RFP配位における新古典効果を調べ,(1)現在のRELAXプラズマにおけるブートストラップ電流割合が5%以下であること,(2)密度4×10^<19>m^<-3>,電子温度300eVまでパラメータを改善できれば,圧力分布制御によりRELAXのブートストラップ電流割合を25%程度まで増加させられること,を明らかにした.さらに,中心共鳴(m=1/n=4)テアリングモードと同じヘリシティーの外部定常ヘリカル摂動磁場を印加するためにヘリカルコイルを設置した.併せて平衡磁場分布から求められる安全係数(q)分布を用いて共鳴摂動磁場がつくる磁気島幅を評価した.
民事実務における「履行期前の履行拒絶」の実態の解明

取引のコストを低減し円滑化するために,履行拒絶を中核とした契約危殆状態につき,契約危殆状態に陥った契約当事者がどのような規範に従って行動するか,その行動を法規範がどのように評価するかを明確化し,より効率的な規範を探究した。主要な成果は次のとおりである。1履行拒絶の本質的要件は確定性である。2確定性の有無の重要な判断規準に「相手方の意思確認を行ったか否か」がある。3これまで顕在化しなかった履行拒絶の類型の1つに正当化事由のない履行拒絶がある。これを履行拒絶の問題に位置づけるか,各種正当化事由の問題に留め置くかについては更なる検討を要する。今期の研究は、全体として、履行拒絶と評価されうる事柄が日本においてこれまでどう扱われてきたかを明らかにすることに向けられた。その中心は、受領遅滞や受領拒絶の判例分析であり、そこでは裁判所が「債務を履行しない意思が明確な場合」か否かを何から判断しているのかが追究された(なお、今期中に判断基準を明らかにすることはできなかったため、研究を継続し、今後は、類型論的アプローチから〔諸〕基準の抽出〔と、場合によってはそれぞれの射程の見極め〕を行う)。この研究を基調にしつつ、債権法改正との関連でいくつかの報告が行われた。1.2010年5月22日、早稲田大学にて行われた国際取引法研究会において「契約危殆時における契約関係の維持と切断-『債権法改正の基本方針』における履行拒絶の取扱いの含意-」と題する報告を行った。そこでは、債権法改正の基本方針における履行拒絶を原因とする履行に代わる損害賠償の「確定的」という要件の判断基準の具体化を独法、英米法等との比較を通じて試みた。2.2010年10月21日及び2011年1月27日、明治大学にて行われた「民法の改正を考える」研究会において、債権法改正との関連で、(1)受領遅滞、(2)履行の提供、受領拒絶(とりわけ「受領拒絶の意思明確な場合に」口頭の提供がなくとも債務者が免責されるというルールの明文化の可否やそれを支える原理)等につき報告を行った。この成果は円谷峻(編)『民法改正案の検討』(成文堂)に収められる予定である。3.2011年3月3日、ベルリン自由大学にて"Was ist die bestimmte Erfuellungsverweigerung?"と題しドイツ語で報告を行った。日本における履行拒絶の従来からの取扱いと債権法改正における取扱いの変化、履行拒絶の段階性という特徴、「確定性」の審査の手法のあり方につき、報告と提案を行った。1.本年度実施された研究本年度の研究は、大別して、(1)履行拒絶と目される現象を受け容れてきた諸制度が形成する全体像の提示と(2)履行拒絶の確定性を判定するための要件または基準の抽出という二つ目標に向けて実施された。2,研究成果上記(1)について。関連する諸制度の分析により、履行拒絶に対応するための規定がない日本においては、履行拒絶に該当する現象の一部が応急処置として他の諸制度(受領遅滞、弁済の提供および受領拒絶)によって対応されてきたことが明らかになった。また、これを受けて、債権法改正作業において履行拒絶に対応する規定が提案されているところ、仮にその規定ができた場合、従来、これに対応してきた諸制度との関係がどうなるかについて検討を進めた(この研究成果については既に公開準備が完了している〔下記15備考を参照〕)。問題の実相を明らかにした点、今後の立法への影響を指摘する点に意義と重要性がある。上記(2)について。まず、履行拒絶に関連する近年の判決からの判断基準の抽出を行った(下記〔学会発表〕記載の2件)。これにより一定の判断基準を提示したが、その後、関連する下級審判決が登場したため、現在、その精査を行い、より精確な判断基準の抽出を行う予定である。次いで、ドイツにおいて履行拒絶の要件のひとつである「確定性」がどのように導かれ、また、「確定性の有無を判断するための基準」もしくは「確定性を徴表する事実」としてどのようなものが考えられているかの調査を遂行した。最後に、イギリスにおける新動向の調査を行った。これらはいずれも先例のない研究であり、そこに意義と重要性がある。日本の取引実務に適合的な「履行拒絶の確定性」の判断基準を提案するために,次の研究を行った。1債務不履行法の法改正に関する諸議論に表出していない履行拒絶か否かの判断基準の導出,2ドイツ債務不履行法における「真意に基づき,かつ,覆し得ない履行拒絶」要件の実相の調査,3履行拒絶と表裏の関係にある受領拒絶に関する判例からの確定性の判断基準の抽出。

1では,「履行拒絶の確定性」が決定的であるが,その判断基準は諸要素を総合判断するというに止まっており,実務にとっては,基礎となるべき類型の仮設が急務であるとの結論を得た。この過程で,履行拒絶の強度に応じて債務不履行とは異なる法的救済が必要とされる諸段階が想定できるとの着想を得た。2では,上記要件の判定基準が,実際には,債権者に事前の判断を要求する反面,裁判官には事後の判断を要求する性格をもつことを新たに明らかにした。また,事前の判断を強いられる債権者の判断に裁判官をある程度拘束する仕組みとして,契約関係を復旧するための交渉における当事者の態度を手続化し,その履践・不履践をもって履行拒絶を擬制する方法の試論を行った。3では,現状を明確にするために,履行拒絶・受領拒絶の原因として想定される事実,現実に問題となる場面,そして当事者の主張した救済手段とを整理した。その過程で,過去の判例の一部から基礎理論構築のための手がかりを抽出できる可能性を発見するとともに,現在にも通用する機能的な判定基準を導出するという新たな課題を得た。1と2の成果はWas ist die bestimmte Erfuellungsverweigerung?白法20巻2号269頁(2014年)に,1と3の成果は第210回国際取引法研究会報告「『債務者の履行しない意思が明確な場合』か否かの判定基準について」(2013年6月15日15時,明治大学)に結実した。本年度は、履行拒絶の裏側である受領拒絶を中心に据えて、国内法の研究を遂行した。具体的には、これに関連する受領遅滞制度および弁済・弁済の提供制度について、近年提出された各種の債権法改正案におけるそれらの制度の取扱いと従来展開されてきた判例・学説の理解とを比較検討し、前者が後者を明確化しつつ、学説の対立を解消しようとするものであることを明らかにした。この成果は1谷本陽一「受領遅滞」円谷峻(編著)『民法改正案の検討第1巻』(成文堂、2013年)123-135頁および2谷本陽一「弁済・弁済の提供」円谷峻(編著)『民法改正案の検討第2巻』(成文堂、2013年)66-84頁として公表された。これと並行して、比較的最近の履行拒絶に言及する裁判例(東京地判平成22年9月21日判時2100号64頁)の検討を進め、2012年7月28日に白鴎大学民事判例研究会において報告を行った。また、不可抗力は、実務上、履行拒絶権の正当な根拠となりうる反面、不当な履行拒絶の口実にもなりうるが、これを検討するための準備作業として、不可抗力という言葉の根を探った。この語は外国法の術語の翻訳として生み出されたが、その言葉には他国が込めた意味だけでなく、日常的な天災に関して日本各地で生み出された多種多様なルールを包括する意味も込められたことを突き止め、併せて不法行為法における不可抗力免責の現状を整理した。この成果は国際取引法研究会(2012年5月26日・明治大学)において報告され、谷本陽一「不可抗力と災害時における不法行為について」石村耕治=市村充章(編著)『大震災と日本の法政策』(丸善プラネット、2013年)259-289頁に結実した。その一方で、2012年9月にハンブルグに出張し、マックス・プランク外国私法・国際私法研究所において国内ではアクセスできない資料の収集を行い、これらの検討を継続している。理由はふたつある。ひとつは、成果を寄稿した書籍の公刊が大幅に遅れていることである(下記15備考を参照)。
口腔外科領域における手術用ロボティックシステムの基盤技術の開発

本研究の目的は、現在、開発されているロボット技術や立体画像処理技術を融合させ、口腔外科手術用に改良した外科医の新しい「目」と「手」となる次世代低侵襲外科治療の実現を見指した"口腔外科領域における手術用ロボティックシステム"の基盤技術を開発することである。本年度は、手術用ロボットの重要な監視装置となる"拡張現実感画像誘導手術支援システム"を口腔外科領域において使用することを目的に開発を進めた。現実世界と仮想世界を重ね合せる拡張現実感技術であり、液晶ディスプレイとレンズアレイを用いて空間結像を生成するという3次元画像表示方法を用いた。実空間の座標と再構成した術前CTなどのデータの座標を同一空間に表示させるために、リアルタイムに精度よく、現在位置を検出する装置と計算アルゴリズムが実装された位置認識システムを用いた。このシステムにより空間座標を特定し、空間的な位置関係を精確に一致させて、手術用ドリルシステムと組み合わせることにより、拡張現実感画像誘導下にドリリングや骨切りを行なうことが可能となった。本システムの標的位置誤差は少なく、口腔外科領域の手術支援システムとして有用であることが示唆された。また、本研究による手術用ロボティックシステムのための基盤技術の開発により、拡張現実感技術を用いた次世代立体画像手術支援システムやマイクロアクチュエータを用いたコンピュータ制御による次世代デバイスの開発などの革新的異分野技術を融合した学際的な研究に発展した。本研究の目的は、現在、開発されているロボット技術を融合させ、口腔外科手術用に改良した外科医の新しい「目」と「手」となる次世代低侵襲外科治療の実現を目指した、"口腔外科領域における手術用ロボティツクシステム"の基盤技術を開発することである。初年度は、術前CTから構成した3次元画像を術野に重ね合わせ、術者が術野から目を離さずに直接的に3次元画像を実空間にて視覚化するインテグラルビデオグラフイ技術を用いたリアルタイム画像誘導手術支援システムを検証した。現実世界と仮想世界を重ね合せる拡張現実感技術であり、液晶ディスプレイとレンズアレイを用いて空間結像を生成するという3次元画像表示方法を用いる。実空間の座標と再構成した術前CTなどのデータの座標を同一空間に表示させるために、リアルタイムに精度よく、現在位置を検出する装置と計算アルゴリズムが実装された位置認識システムを用い、空間座標を特定し、空間的な位置由係を精確に一致させる。顎顔面CT画像データから3次元画像を構築してインテグラルビデオグラフイ画像表示システムにより拡張現実感表示させて、映し出された3次元映像と同じCT画像データから3次元プリンタにて作製した手術用立体モデルとを重ね合わせ、視覚的に現実空間中のどこに認識されるか標的位置誤差を検証した。本システムの標的位置誤差は少なく、重ね合わせにより立体モデルとインテグラルビデオグラフイ画像の座標のズレを常に認識できるため歯科・口腔外科領域の手術支援システムとして有用であることが示唆された。
世界一小さな孔を空ける

研究代表者は、金ナノ粒子をガラス基板上に固定化し、そこへポリマーコーティングを行いナノ加工ターゲット基板を作製した。その基板に対して波長532 nmの可視光レーザーを大気中下で照射することにより、レーザーアブレーションを誘起させ、ポリマーコーティング膜およびガラス基板上へ世界最小のナノ加工(加工サイズ1030 nm)を行うことに成功した。また、金ナノ粒子のサイズまたはコーティング薄膜の厚みや種類等を変えることにより、ナノ加工サイズや形状を制御できることを見いだした。現在のナノ加工では極短波長レーザーを用いた光リソグラフィーなどの手法が用いられている。しかし、光の回折限界のために加工限界に近づいており、新たなレーザーナノ加工技術の提案が必要とされる。ごく最近、研究代表者らは、波長532nmの可視光レーザーと金ナノ粒子を用いてガラス基板上へ直径30nm程度のナノ加工に成功した。そこで研究代表者は、高強度可視光レーザー(波長範囲400700nm)と金ナノ粒子を駆使することにより、大気中下で高分子超薄膜およびガラス基板上へ世界最小のナノ加工(10nm)を効率的かっ高精度に行う技術の基礎的な研究課題を提案する。研究代表者が開発したナノ加工法を用いて、世界最小のナノ加工技術の検討のためには、ナノ粒子のサイズと高分子薄膜の種類および膜厚との間の関係を検討し、基礎的知見を得ることは非常に重要である。そこで、21年度は、作製する高分子超薄膜の膜厚と粒子サイズの関係について主に検討した。使用した金ナノ粒子の粒子径は5,20,40nmの3種類であり、レーザー波長は532nmである。またポリメタクリル酸(PMA)およびポリカーボネート(PC)超薄膜を作製し、レーザーアブレーションによるナノ加工実験を行った。金ナノ粒子の粒子径と高分子超薄膜の膜厚との間に相関関係があることがわかった。また、粒子径5nmの金ナノ粒子を用いることにより直径15nm程度のナノホールを作製できることが明らかとなった。そこで研究代表者は、高強度可視光レーザー(波長範囲400700nm)と金ナノ粒子を駆使することにより、大気中下で高分子超薄膜およびガラス基板上へ世界最小のナノ加工(10nm)を効率的かつ高精度に行う技術の基礎的な研究課題を提案する。そこで、平成22年度は、ブロックポリマー超薄膜をテンプレートとして用いたナノホールの2次元配列制御、およびポリマーフィルムの種類および分子量依存性について主に検討した。使用した金ナノ粒子の粒子径は5,10,20,40nmの4種類であり、レーザー波長は532nmである。またコーティングフィルムとして、ポリメタクリル酸(PMA)およびポリカーボネート(PC)超薄膜を作製し、レーザーアブレーションによるナノ加工実験を行った。2次元配列制御においては、金ナノ粒子が海島構造の島部分に来るようなブロックポリマーを選択した。その結果、ポリマーフィルムの種類および分子量に相関関係があることがわかった。また、ブロックポリマー超薄膜を用いることにより、金ナノ粒子をナノレベルで2次元的に配置できることが明らかとなった。そこで、平成23年度は、金ナノ粒子径520nmの微細金ナノ粒子を利用し、超微細ナノ加工の最適条件(粒子径、照射光強度、ポリマーの種類、膜厚等)を検討する。さらに、ブロックポリマーを使ったこれらナノホールの配列制御についても詳細に検討した。

またコーティングフィルムとして、ポリメタクリル酸(PMA)およびポリカーボネート(PC)超薄膜を作製し、レーザーアブレーションによるナノ加工実験を行った。2次元配列制御においては、金ナノ粒子が海島構造の島部分に来るようなブロックポリマーを選択した。その結果、ポリマーフィルムの種類および分子量に相関関係があることを示し、また、PS-P4VPブロックポリマー超薄膜を用い、条件を最適化することにより、金ナノ粒子をより綺麗にナノレベルで2次元的に配置でき、それらフィルムに対してレーザーアブレーションすることにより2次元配列ナノホールの創製に成功した。
公共交通を考慮した積雪寒冷地の冬期路面管理システムの開発

北海道のような積雪寒冷地では,夏期と冬期の交通行動を観察すると,交通機関の選択率が変化することが既存調査から明らかとなっている.たとえば,軌道系交通機関の選択率は冬期に増加し,これとは逆に道路交通の選択率は減少する.これは,冬期には道路が雪に覆われ,滑りやすい状態になるだけではなく,堆雪により有効幅員が減少するため,こうした現象が影響して,道路交通のサービスレベルが大きく低下するためと考えられてきた.したがって,積雪寒冷地の冬期の交通行動を包括的に捉えるためには,除・排雪に代表される冬期路面管理を考える必要があり,さらには,道路交通以外の交通機関への影響に配慮しなければならない.本研究では,冬期路面管理レベルが交通行動に与える影響を包括的に表現する交通モデルの構築を行い,交通ネットワーク上の社会的費用が最小化される冬期路面管理レベルを検討している.本モデルでは,冬期路面管理費用と交通ネットワーク上を移動する人の時間費用の和を社会的費用と捉え,それを最小化する問題(NDP: Network Design Problem)として交通現象を定式化している.本研究で定式化したNDPでは,冬期路面管理レベルが変化すると人々の交通行動,たとえば,交通機関選択,経路選択等が変化し,これは確率的均衡条件によって表現される.したがって,一般的にNDPは,均衡制約付き最適化問題として定式化されているが,本研究では,確率的均衡条件に対する感度分析に基づくアルゴリズムも示している.数値実験を行った結果,冬期路面管理レベルによる人々の交通行動の変化が再現できることを確認し,さらには,最適な冬期路面管理レベル,すなわち,社会的費用を最小化する冬期路面管理レベルを求めることが可能であることを確認した.近年の公共における財政状況を考慮すると,公共施設はライフサイクルコスト(LCC),すなわち,その建設・供用(維持管理を含み)・廃棄に至るまでに発生する費用を考慮して管理される必要がある.道路構造物のLCC評価は,道路構造物としての橋梁,橋脚,トンネル,路盤,路床,舗装など,その全ての要素を総合的に捉える必要があるが,本研究はその第一段階として,道路舗装を対象としたLCC評価モデルの構築を行った.道路舗装のLCC評価では,道路舗装の劣化修繕費用,維持管理費用,舗装の劣化による燃費低下が寄与する走行費用,修繕作業に伴う交通遅延費用が用いられるのが一般的である.しかし一般的には,道路舗装の劣化に伴う走行費用の増加,あるいは道路舗装の修繕作業時における交通容量の低下により,道路利用者は経路選択を変化させるものと考えられる.また,積雪寒冷地における路面管理を想定すると,夏期の路面劣化管理だけではなく,冬期の雪氷路面管理も考えなければならない.なぜなら,冬期路面管理レベルによって交通機関選択や道路の経路選択特性が変化すると考えられるためである.特に冬期の路面管理に関する技術向上は,その維持管理費用の高さから考えても切実な課題である.本研究は,積雪寒冷地の路面管理問題に関して,LCCの観点から評価を行う技術を提案するものであり,基礎的な段階にあるが,積雪寒冷地の特性を包括的かつ体系的に考慮した路面管理技術の構築を行うものである.冬期路面管理については,その管理レベルは,凍結防止剤散布によって制御可能と仮定し,凍結防止剤散布による経路・交通機関選択行動の変化を内生化し,これと凍結防止剤散布による影響も総合的に捉えた道路舗装のLCC評価モデルを構築している.北海道のような積雪寒冷地では,夏期と冬期の交通行動を観察すると,交通機関の選択率が変化することが既存調査から明らかとなっている.たとえば,軌道系交通機関の選択率は冬期に増加し,これとは逆に道路交通の選択率は減少する.これは,冬期には道路が雪に覆われ,滑りやすい状態になるだけではなく,堆雪により有効幅員が減少するため,こうした現象が影響して,道路交通のサービスレベルが大きく低下するためと考えられてきた.したがって,積雪寒冷地の冬期の交通行動を包括的に捉えるためには,除・排雪に代表される冬期路面管理を考える必要があり,さらには,道路交通以外の交通機関への影響に配慮しなければならない.本研究では,冬期路面管理レベルが交通行動に与える影響を包括的に表現する交通モデルの構築を行い,交通ネットワーク上の社会的費用が最小化される冬期路面管理レベルを検討している.本モデルでは,冬期路面管理費用と交通ネットワーク上を移動する人の時間費用の和を社会的費用と捉え,それを最小化する問題(NDP: Network Design Problem)として交通現象を定式化している.本研究で定式化したNDPでは,冬期路面管理レベルが変化すると人々の交通行動,たとえば,交通機関選択,経路選択等が変化し,これは確率的均衡条件によって表現される.したがって,一般的にNDPは,均衡制約付き最適化問題として定式化されているが,本研究では,確率的均衡条件に対する感度分析に基づくアルゴリズムも示している.数値実験を行った結果,冬期路面管理レベルによる人々の交通行動の変化が再現できることを確認し,さらには,最適な冬期路面管理レベル,すなわち,社会的費用を最小化する冬期路面管理レベルを求めることが可能であることを確認した.
酵素類似メディエーター系の開発

本研究においては、有機化合物の電極反応において、酵素類似機能を有する新しい型のメディエーターの開発を目的として、以下の三種の酵素モデル反応系について検討した。1.ケルセチン-ジオキシゲナーゼのモデル反応本酵素はケルセチンの炭素-炭素二重結合を酸化的に開裂させる反応の触媒となる。前年度の検討において、塩化銅をメディエーターとしてスチレンの酸化的開裂が起こり、ベンズアルデヒドが生成することを報告した。この反応系は触媒活性を維持するために塩化物イオンの共存が必須であり、塩化フェナシルが副生するため、ベンズアルデヒドの選択率は70%となる。メディエーターの銅塩をポリマー中に固定化した系で電解を行なうと、塩化物イオンが存在しなくても電解が可能であり、ベンズアルデヒドの選択率は100%に向上する事を見い出した。2.チロシナーゼのモデル反応酸素存在下での、銅イオンをメディエーターとする芳香環のヒドロキシル化については以前に報告した。この電解系は、一価の銅イオンを安定化させるためにアセトニトリルの添加が必要であるが、実用性の観点からは、毒性や価格の点で望ましくない。アセトニトリル以外の配位子について検討した結果、少量の塩化物イオンの共存により、効率良くジヒドロキシル体が得られることを見い出した。3.ニコチンアミド補酵素の電気化学的再生反応前年度の検討において、メディエーターとしてのロジウムイオンを、ポリアニオンを含む電解重合膜中に固定化した電極を用いてNAD^+の電解還元を行い、選択率30-50%でNADHが得られることを見い出した。次にロジウム-ビピリジン錯体をアニオン性のハイドロゲルに固定化する方法について検討した結果、NADHの選択率が60-80%に向上した。
肥厚性瘢痕(ケロイド)の特性を決定する遺伝子の解析

本研究では、このDifferential Display法を用いて1個体より採取した、正常皮膚線維芽細胞と肥厚性瘢痕線維芽細胞間の特定遺伝子を5クローン検出した。回収したDNAを再増幅し先のRNAとノーザンブロット法にて本来のRNAに発現していることを5クローンの中2クローンにて確認した。有意なバンドを検出したプライマーは、Arbitrary primerが2種類、Anchored primerが3種類であり、このプライマーの組み合わせにて、正常皮膚1種類、肥厚性瘢痕3種類にてDifferential Display法を行った。3種類の肥厚性瘢痕に共通に発現し、正常皮膚には発現していない、特定の遺伝子(Differential expressed gene)を13バンド同定した。また、正常皮膚のみに発現したものを14バンド、正常皮膚、肥厚性瘢痕に共通しているが発現量に差のあるものを10バンド同定した。肥厚性瘢痕に発現した13バンドに関しては、100400bps(塩基対)のcDNAであった。これらをArbitrary primerをプライマーとして、DNAシーケンシングを行い、その結果をGene BankおよびEMBLデータベースとホモロジー検索を行った。Differential Display法は、比較的、短時間、勘弁に遺伝子発現の差を検出できる画期的な方法である。今回の成果にて肥厚性瘢痕由来線維芽細胞と正常皮膚由来線維芽細胞間に遺伝子レベルの差異があることが示唆される。今後も残りのクローンに関してホモロジーの検索を進める予定である。また、異なるプライマーを用いて新たな遺伝子の検索、ケロイドなどの検討も考えている。本研究は、1、ヒト肥厚性瘢痕(ケロイド)および正常皮膚よりRNAを抽出する。2、PCR法による全てのRNAの発現の差異検出法(Differential Display)により正常皮膚、肥厚性瘢痕(ケロイド)での異なる遺伝子断片の検出。3、Differential Displayにより検出された遺伝子断片のクローニング。4、肥厚性瘢痕(ケロイド)が正常組織と異なる原因となる遺伝子の同定を行う。以上の計画を予定している。現在、1検体から採取した肥厚性瘢痕(ケロイド)および正常皮膚より抽出したRNAにてDifferential Display法が施行し5種類の遺伝子断片を採取しこれを再増幅し、もとのRNAとノーザンプロット法によりハイブリダイゼーションする事を2種類の遺伝子断片で確認した。現在、他の固体から抽出したRNAでこの遺伝子断片がハイブリダイゼーションするかを確認するため他個体から肥厚性瘢痕(ケロイド)および正常皮膚を採取し培養系を継続している。また、上記の如くDifferential Displayにより検出された複数の遺伝子断片のクローニングを行い、それぞれのDNAインサートの塩基配列を決定することにより性質を明らかにするためクローニングの準備を進めている。Differential Display法は、2検体もしくは複数の検対間でのRNAの発現の差異検出に有用である。しかし、検出される遺伝子断片からその検体間での違いを決定する遺伝子断片を確認するには、研究期間が長期化する可能性がある。そこで、肥厚性瘢痕(ケロイド)由来線維芽細胞へのサイトカイン、薬剤、その他の培養条件の差により、発現してくるRNAの差異をDifferential Displayにより比較検討することも興味深いものと考えている。

3種類の肥厚性瘢痕に共通に発現し、正常皮膚には発現していない、特定の遺伝子(Differential expressed gene)を13バンド同定した。また、正常皮膚のみに発現したものを14バンド、正常皮膚、肥厚性瘢痕に共通しているが発現量に差のあるものを10バンド同定した。肥厚性瘢痕に発現した13バンドに関しては、100400bps(塩基対)のcDNAであった。これらをArbitrary primerをプライマーとして、DNAシーケンシングを行い、その結果をGene BankおよびEMBLデータベースとホモロジー検索を行った。Differential Display法は、比較的、短時間、勘弁に、遺伝子発現の差を検出できる画期的な方法である。今回の成果にて肥厚性瘢痕由来線維芽細胞と正常皮膚由来線維芽細胞間に遺伝子レベルの差異があることが示唆される。今後も残りのクローンに関してホモロジーの検索を進める予定である。また、異なるプライマーを用いて新たな遺伝子の検索、ケロイドなどの検討も考えている。
日本の資本市場の変革に伴う企業価値評手法の再検討

本研究課題では、日本の金融市場の制度的特徴を考慮しながら、企業価値の評価手法に関する再検討を行った。理論的な側面からは、制度改革によって、より適切なリスク・マネージメントやコーポレート・ガバナンスが企業価値を改善しうることを示した。また実証的な側面からは、1990年代の経験を踏まえ、2000年代には日本の企業や銀行が企業価値を高めるような財務上の意思決定を行っていることも明らかにした。(1)研究の学術的な背景:本研究の目的は、資本市場の急速な発達を踏まえ、従来の企業価値の評価方法を、ファイナンスに関わる諸分野の成果に基づき発展させ、さらに2000年代の日本に適用することである。(2)具体的な研究課題:本研究における具体的な研究課題は以下の通りである。(1)企業価値をどのように評価するのか、(2)リスク・マネージメントによって不確実性にどのように対応するべきか、(3)企業価値を最大にするためのコーポレート・ガバナンスはどのようなものか。(3)本研究の学術的な特色:以下の2点である。(1)確率過程論からベンチャーファイナンスまでを網羅する、複眼的な視点で分析すること、(2)2000年代の日本企業を分析の対象とすること。(4)研究体制:上記の研究課題に応じてグループを編成し、各グループごとの個別研究を進展させるとともに、最終的にはグループ間での共同研究を行う。本年はコーポレート・ファイナンスおよび数理ファイナンス・確率過程の各グループで個別に設定したテーマに基づいて研究活動を行った。コーポレート・ファイナンスのグループでは、研究代表者である堀が、本研究課題の出発点となるリアルオプションの論文を数理ファイナンスの研究成果を含む書籍の1章として論文を刊行した。このことにより本研究グループが目指す、コーポレート・ファイナンスと数理ファイナンス・確率過程の共同研究への次なる方針が明確化したと言える。また研究分担者である秦は実験に基づく証券市場の分析が中国の学術雑誌に掲載予定となっている。数理ファイナンス・確率過程の分野では、研究分担者である小川と赤堀が既に確率過程に関する論文をそれぞれ学術雑誌に刊行した。今後はこの研究成果を数理ファイナンスおよびコーポレート・ファイナンス分野への応用も検討する。また数理ファイナンス・確率過程の分野では、コロンビア大学や日本金融・証券計量・工学学会(JAFEE)との共同で、第8回立命館国際シンポジウム「確率過程論と数理ファイナンスへの応用」を開催した。このシンポジウムでは国内・海外の研究者が4日間で20本以上の論文報告を行った。このような国際会議の開催により、本研究グループの国際的な認知度も向上したと考えられる。本年度は昨年度の萌芽的な研究成果を踏まえて、国際的査読付き学術雑誌に論文を4本公刊あるいは公刊が決定するという成果を得た。また同様に2冊の書籍に研究成果を公表することができた。このことは、私たちの研究課題が意義あるものであることと、研究組織がその課題の研究に際して、一定の能力を有していることを示したことになる。この他にも学内の研究会において、流動性とマクロ経済学に関する問題や、不確実性下における最適経済成長理論に関する議論が行われ、次年度以降の研究課題について新たな知見を得ることができた。本年度の研究成果は、(1)企業価値の評価をモデル化する際に必要な数学的手法の開発、(2)企業価値を評価するモデルの提案、(3)実証研究上の手法の開発、(4)日本のデータを用いた実証研究、4つに分類することができる。(1)については、確率システムのハミルトン系に関する分析が行われ、より広範な、問題に対して連続時間の視点で分析することを可能にした。(2)に関しては、非対称情報下における投資のタイミングと企業価値および経営者の報酬の関係、退出時刻に依存したオプション・モデルの開発が行われた。また、こうしたモデルの応用として、電気通信や電気ガスなど、ネットワーク設備への設備投資が不可欠な産業において、規制の形態が企業の設備投資行動や、その結果としての企業価値に与える影響について分析を行った。加えて、生命保険に関する新たな評価システム、投資家の選好と市場のクラッシュに関する分析も行われた。一方、(3)については、実証分析の観点から、企業が直面する不確実性を推定する手法についての開発が行われた。特にジャンプ仮定を含むような確率過程が想定されるデータに対して、ボラティリティのパラメータを推定する新たな手法が考案されている。(4)については、企業が直面するリスクと企業行動との関係については、企業の流動性資産需要という観点から分析を行った。この分析から、日本の上場企業が、流動性ショックに対して、これまでの銀行中心の保険システムから、市場を通じた自己保険的なシステムへと移行していることが明らかになった。本研究の中心的な課題は、企業価値の評価に関わる諸問題である。これまでの企業価値の評価方法を、ファイナンスに関わる諸分野の成果に基づき発展させるだけでなく、2000年代の日本企業に適用して実証的な分析を行うことを意図している。

後者の点に関しては、依然としてメインバンクが大企業のパフォーマンスに影響を与えていること、特に収益性が劣る企業を、メインバンクが存在することにより効率的に清算あるいは存続させていること、またこうしたメインバンクの機能はリーマン・ショック後に初めて発揮されたこと、1990年代には働かなかったことを明らかにした。一方、数理ファイナンスの観点から、利子率のランダム・ウォーク仮説に関する再検討、エキゾチック・オプションを含む様々なオプション価格の評価方法の開発、また高頻度データを用いた収益率のボラティリティの推定方法の提案などが行われた。こうした新たな企業の資産評価方法に基づく企業価値が再検討され、そうした成果を反映させながら、日本企業のパフォーマンスを、日本に固有のコーポレート・ガバナンスの特徴を考慮して分析が行われた点に本研究の意義は存在する。またこうした研究成果を、国際的な査読付き学術雑誌に公刊するとともに、数多くの海外の学会・研究会で報告できたことにより、本研究課題が意図していた、研究成果の国際的発信も一定の水準で達成することができたと考えられる。今後は本研究課題で解決できなかった問題を整理し、新たな問題を解決することをめざしたい。
星間における反応場としての氷の理解に向けた水和クラスターレーザーの分光研究

本研究課題である星間空間における分子の反応の半衝突モデルである気相孤立系に生成したクラスターの反応素過程について、レーザー分光、質量分析、理論的反応経路探索を組み合わせた研究手法を開発した。この方法により、光照射後の異性化、プロトン移動、解離などの多段階の反応過程について、実験および理論的に解析できるようになった。同研究手法の適用により、ペンタン正イオンの水和クラスターにおいて、ペンタン正イオンのCH結合から水クラスターにプロトン移動が反応障壁なしに起こることを見出した。この結果は、通常中性状態において非プロトン性とみなされるCH結合が、正イオンにおいて強いプロトン供与性を持つことを示した結果である。ジエチルエーテル二量体の光イオン化過程について同手法により、光イオン化後に起こる異性化、プロトン移動、段階的の解離経路といった多段階の反応過程を明らかにすることに成功した。この解析において、ジエチルエーテル正イオンのCH結合が強いプロトン供与性を持つことが明らかになった。またジエチルエーテル二量体正イオンの解離過程において、分子間水素結合を保ったまま共有結合が切断されるという特異的な解離機構を見出した。本研究課題では、研究対象として星間空間で反応場として重要視されている氷のモデルである水クラスターを挙げている。本研究課題では水和クラスターの光反応を研究するための光源となる短波長域の真空紫外光を発生できる光源開発を目標としていた。希ガスジェットを媒体とした真空紫外光源を開発し、研究手法に組み込むことに成功している。29年度が最終年度であるため、記入しない。本課題のテーマである水和クラスターの光反応についてレーザー分光研究を行っている。真空紫外光照射により生成したアルカンの水和クラスター正イオンにおいて、水クラスターがアルカンのCH結合からのプロトン移動の受容体として作用することや、ホルムアミドやグリシンの水和クラスターの真空紫外光照射により、水クラスターが長距離移動しながらプロトンを輸送する触媒作用をするなど、反応場としての水クラスターの特性がわかってきている。それらの研究を通して本課題根幹となる真空紫外光イオン化検出レーザー分光法の有効性を実証してきている。現在それらについては、水クラスターのサイズを増加したクラスターの光反応へ展開している最中である。また本課題の初年度に計画していた希ガスジェットと媒体とした真空紫外光源について、その仕様の決定や希ガスジェット用真空チャンバーの図面が出来上がっており、その開発に着手している最中であり、平成29年度において本課題に導入予定である。本課題で根幹としている真空紫外光イオン化検出レーザー分光法により、水和クラスターの光反応研究に着手し、反応場としての水クラスターの特異的性質をいくつか見出してきた。初年度に着手予定であった真空紫外光源に必要な希ガスジェット用チャンバーの計画および図面がほぼ完成しており、すでに作製をお願いすることを相談している業社と開発についての計画および図面の最終確認をしているところであり、間もなく開発が進行および完了する予定である。希ガスジェット用チャンバーや真空紫外光源に必要な部品の開発および現有装置の改良を進める。開発後、それらを本課題の根幹である真空紫外光イオン化検出レーザー分光法に導入する。それとともに、水和クラスターの光反応の研究を続行し、大サイズの水和クラスターの光反応へと研究を進展させる。それにより、本課題の最終目標である真空中の氷の、反応場としての性質の理解を目指す。
顕著な生物活性と特異な化学構造を有するマクロライドの全合成研究

不斉中心に囲まれたり片側が不斉中心に隣接したZ型三置換アルケンは、顕著な生理活性を有する天然物の部分構造として広く存在する。しかし、その合成は今なお困難な課題の一つである。申請者らは最近、エポキシ不飽和エステルからのZ型三置換アルケンの一段階合成法を見出した。エポキシ不飽和エステルをボラン・THF錯体と反応させると、エステルと隣接したアルケン炭素にヒドリドが攻撃する(SN2'反応)。反応は基質がS-cis構造をとったときのみ起こり、またヒドリドの攻撃はエポキシドと同じ側から起こる。本課題研究では、本反応を鍵工程として幾つかの天然物合成を検討してきた。そうした試みの中で昨年度は、ベンツリシジンの全合成に成功した。時間がかかってしまったが、2019年にほとんどの合成中間体の構造データをようやく揃えることができ、現在論文を執筆中である。また、2019年度は主に、トルビエルチンCの誘導体の合成に取り組んだ。トルビエルチンCは、冬虫夏草の一種から単離された化合物で、前立腺癌細胞の増殖阻害活性が報告されている。トルビエルチンCそのものは合成されてないが、その5ーエピ体(非天然体)は合成されている。興味あることに、その抗腫瘍活性はトリビエルチンCと同程度であるという報告もある。これらの化合物は二つの不斉中心に囲まれたZ型三置換アルケンを有している。そこで、われわれは8ーエピ体の全合成を検討した。その結果、Z型三置換アルケンを含む3位から11位までのポリケチド部位を合成した。また、そのカップリング相手となるフェニルアラニンとアクリル酸の縮合体を合成した。本研究課題の期間には間に合わなかったが、残る課題はポリケチド部とアクリルフェニルアラニンを連結するだけである。エステル化の後に閉環メタセシスを行う予定であり、近々合成できるものと考えている。合成後は、速やかに抗腫瘍活性を評価する予定である。優れた大員環ラクトン形成法や汎用性の高い鎖状立体制御法が普及したことで、マクロライド合成は成熟の域に達したかに見えるが、それまでにないユニークな化学構造を併せ持つマクロライドが見いだされたこともあり、未だ挑戦的な課題として評価されている。中でもピペステリドBやトルビエルチンCのように、両側を不斉中心に囲まれた三置換Zーアルケンを有するマクロライドは、顕著な生理活性を有するものも多く、合成標的分子として興味深い。申請者は、最近、エポキシ不飽和エステルをボラン・THF錯体で処理すると、還元的SN2'反応が進行し、2級水酸基と隣接する三置換-Z-アルケンを有するエステル化合物が生成することを見出した。本反応では、一部のエステルがラクトン化後、過剰の還元を受けてジオール、さらにはZーアルケンが水素化されてしまったような化合物が僅かながら副生する。これらの過剰反応を解決するためには、その引き金となるラクトン化をいかに防ぐかが重要である。今年度はまず、これらの副反応を解決すべく、エポキシ不飽和アミドを基質とした還元的SN2'反応を検討した。その結果、アミド基は還元されることなく、高収率で三置換Zーアルケンを有する化合物が得られた。次に、この反応を鍵工程としたピペステリドBの全合成研究を検討した。ピペステリドBは海綿Pipestela candelabraより単離された化合物で、トリペプチドとポリケチドが融合した大環状構造をとっている。まず文献既知の方法を参考にしてトリペプチドを合成した。一方、ポリケチド部位に相当するエポキシ不飽和カルボン酸を市販のLー乳酸エステルから合成した。これらをアミド縮合した後に、還元的SN2'反応を行ったところ、目的とする三置換-Z-アルケンを構築することができた。現在、この化合物のマクロラクトン化を検討中である。本課題研究では、ボランによる還元的SN2'反応をより実用的なものにするため、さまざまな展開をはかるとともに、ピペステリドB、トルビエルチンC、ベンツリシジンXの合成に応用することを目的としている。2016年度では、これらのうち、特にピペステリドBの全合成研究に注力する予定であった。該当年度中に本化合物の全合成は達成できなかったが、トリペプチド部位とポリケチド部位を結合し、その還元的SN2'反応により三置換Zーアルケンを構築することに成功した。残る課題はトリペプチドとポリケチド部位の逆側でマクロラクトン化を行うことであるが、ここでの最適方法が未だ見つかっていない。さまざまな問題を克服して、合成の最終局面まで到達しているので、おおむね順調に進展しているものと考えている。不斉中心に隣接したZ型三置換アルケンの合成は、今なお困難を伴う課題である。これに対して申請者らは、エポキシ不飽和エステルを基質としたZ型三置換アルケンの一段階合成法を確立している。すなわち、エポキシ不飽和エステルをボラン・THF錯体で処理すると、ボランがエポキシドに配位し、アート錯体となった状態で、ヒドリドがエステルと隣接したアルケン炭素に攻撃するというものである(SN2'反応)。その際のヒドリドのアルケンへの攻撃はエポキシドと同じ側から起こるので、立体特異的である。2018年度は、本反応を鍵工程としてベンツリシジンの全合成を主に検討した。