hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ゼータ関数を軸とした線型符号および数論的関数の研究

本研究においては、研究代表者が以前から関係している「剰余位数分布問題」において成果が得られた。これは、整数a (2以上で完全h乗数ではない)を固定し、素数pに対してaのmod pでの位数D_a(p)の分布を調べる、より具体的には、D_a(p)をkで割るとl余るような素数pの自然密度を調べる問題である。この問題の拡張として、平方剰余の条件を付加した場合(Chinen-Tamura, 2012)、および、mod pのかわりにmod pqとした場合(Murata-Chinen, 2013)について成果が得られた。平方剰余の条件のついた剰余位数分布問題に関し、残っている問題を考察した。また、前年度からの結果は査読付き論文として出版された。概略であるが、整数aと素数p(pはaを割らない)を取る。mod pの既約剰余類のなす乗法群を考え、そこでのaの位数をD_a(p)とおく。別に整数bを取ってルジャンドル記号を(b/p)で表す。そして集合S_{a,b}(k,l)={pは素数; pはa,bを割らない、D_a(p)≡l (mod k)、(b/p)=1}の自然密度を考察する。研究代表者はかつて、Q_a(k,l)={pは素数; pはaを割らない、D_a(p)≡l(modk)}の自然密度を考察した。今回の問題は、Q_a(k,l)に条件(b/p)=1を付け加えることの影響を探るものである。前年度に続き、k=4で、l=0の場合を考察し、自然密度を得た。この年度に行なった他の研究活動として、研究集会のオーガナイザーの仕事が挙げられる。これは2012年10月29日から31日まで、京都大学数理解析研究所で開かれた「解析的整数論とその周辺-近似と漸近的手法を通して見た数論」である。提案書執筆、講演募集、プログラム作成、当日の進行等を行なった。研究代表者の関連する分野の講演(海外からの講演者も含む)を広く集め、活発な議論を行なうことができた。本研究は、ゼータ関数を軸として、関連する数論的な量を研究することを目的としているが、その中で、デデキントゼータ関数が関連する剰余位数の分布問題において成果が得られた。まずaを2以上で完全h乗数(hは2以上)でないものとする。奇素数pに対して, aのZ/pZ乗法群における位数をD_a(p)で表す。aを固定して奇素数pを動かすとき、D_a(p)をkで割るとl余るpの自然密度をDelta_a(k,l)で表す。Delta_a(k,l)の値を決定する問題に対しては、筆者らの以前の論文で一定の成果が得られていた。例えば、aのsquare-free partが奇数の場合、一般リーマン予想を仮定すれば、Delta_a(4,1)=Delta_a(4,3)=1/6である。また、一般のk, lの組に対しても、一般リーマン予想のもと、Delta_a(k,l)を計算するアルゴリズムが必ず存在することも示されている。本研究ではこれらの結果の一般化の一つを研究し、成果が得られた。すなわち、異なる奇素数p, qをとり、Z/pqZ乗法群におけるaの位数D_a(pq)を考えるのである。そしてD_a(pq)をkで割るとl余るpの自然密度をGamma_a(k,l)で表す。ただし、(p,q)は0< p,q < xという形の正方形領域を動き、その状態でxを無限に大きくするものとする。本研究では、aのsquare-free partが奇数の場合にGamma_a(4,l)を考察した。その結果、l=0,2の場合は仮定なしで、l=1,3の場合は一般リーマン予想の仮定のもとで、これらの密度決定に成功した(Murata-Chinen, 2013)。今年度は、平方剰余の条件のついた剰余位数分布問題において成果が得られた。これはデデキントゼータ関数が関連する問題である。まず、整数aと素数p(pはaを割らない)を取る。Z/pZの乗法群におけるaの(群論的意味での)位数をD_a(p)で表すことにする。これは広い意味で数論的関数の一種と捉えることができる。他に整数bを取ってルジャンドル記号を(b/p)で表す。このとき、集合S_{a,b}(k,l)={pは素数; pはa,bを割らない、D_a(p)≡

l (mod k)、(b/p)=1}の自然密度を考察するのがこの問題である。これは、集合Q_a(k,l)={pは素数;pはaを割らない、D_a(p)≡l (mod k)}の自然密度を考察する剰余位数分布問題の自然な拡張である。Q_a(k,l)に条件(b/p)=1を付加することで、Q_a(k,l)は確率的にはちょうど二分されるはずであるが、aとbが互いに代数的に影響を与え合うことにより、確率的推論が成り立たない場合がある可能性がある。こうした事情を調べることが目的である。今回、k=qが素数であり、l=0の場合を主に考察した。その結果、多くの場合はS_{a,b}(q,0)の自然密度はQ_a(q,0)のそれの1/2となるが、ある場合には確率的推論通りにならない場合があることが判明した。それは(条件は複雑なので詳細は述べられないが、荒く言えば)aまたはbが素因子として2を含み、かつq=2の場合に起こることである。そしてその場合は、ごく間接的ではあるものの、原始根の動きを観察できていると考えることもでき、大変興味深い結果が得られたと考えている。他に、関連する数値実験も数多く行なった。平方剰余条件つき剰余位数分布問題に関し、今後の問題を整理することができた。また、これまでの成果が査読付き論文として出版されたことは、本結果の価値が認められたことの証であり、大きな実績といえる。また、研究集会のオーガナイザーを務めることで、関連分野の発展にも寄与できた。数論に現れる関数の値分布を考察するにあたっては、確率的推論通りになるか、そうならない場合があるか、ならないとすればその背景は何かを考察することが重要で、この点が研究目的の一つである。こうしたことを鑑みると、平方剰余つき剰余位数分布問題において、実際に確率的推論が成り立つ場合とそうでない場合が見つかり、そのいくつかの理由もおおむね推定できる状態になり、当初予想した以上の興味深い結果が得られたことは非常に大きな成果である。この成果は第9回「代数学と計算」研究集会(AC2011)において発表しており、成果発表という面においても実績を残すことができた。このため、当初の計画以上に進展していると判断される。平方剰余条件つき剰余位数分布問題に関しては、素数を分類する法を2のべきにした場合が、新しい問題として考えられる。これは従来開発されてきた手法が応用可能である。剰余位数分布問題に関して、2つの素数の積を法とする場合で、素数の動く範囲を正方形領域以外の領域とする場合を考察することを考えている。これには全く新しい発想が必要な可能性もある。また、基数を固定して素数を動かした場合の離散対数の分布を考察することも、暗号との関連があり、重要な課題である。線型符号のゼータ関数の理論に関しては、跡符号のゼータ関数の構成とその性質究明、部分体部分符号との関連、extremal符号系列のうち、リーマン予想が成立することが予想されていながら証明されていないものについて、その証明法を探求する、といった問題が考えられる。平方剰余つき剰余位数分布問題において、パラメーターを変更して平方剰余条件の影響を探る研究を推進することを考えている。これにも、従来の問題において使用した方法はおおむね適用可能と考えられる。他に、新しい方向として、離散対数の分布について考察することも考えている。これは暗号理論との関係においても意義ある課題である。他に、符号理論における線型符号のゼータ関数とその拡張についても考察を開始したい。最終目標はリーマン予想が成り立つための必要十分条件を求めることであるが、不変式の範囲があまりに広いとある意味病的な現象が起こることがすでに確認されている。そのため、設定すべき不変式環の種類等について、まずは考察したい。
一酸化窒素による光応答性ニトリルヒドラターゼの活性制御機構の解明

Rhodococcus sp.N-771由来のニトリルヒドラターゼ(NHase)は活性中心に非ヘム鉄を含む金属蛋白質で,菌体を暗条件で置くと不活性化し光で活性化される.これまでに我々は,この光応答が非ヘム鉄への一酸化窒素(NO)の結合と光解離で制御されていることを明らかにした.本研究課題では,光応答の詳細なメカニズムを解明することを目的とし,以下の研究を行った.不活性型NHaseのX線結晶構造解析を行い,結晶構造を1.7Åの分解能で決定した.鉄原子はαβ複合体の境界面に結合しており,αCys109,αCys112,αCys114の3個のs原子,及びαSer113,αCys114の主鎖アミドのN原子が配位子として寄与していた.第6の配位座にはNOが結合しており,NOの上方には基質結合部位と思われるクレフトが存在していた.αCys112,αCys114の側鎖はそれぞれ酸素2,1原子で翻訳後修飾され、システインスルフェン酸、スルフィン酸として存在していた。さらに、この二つの修飾は質量分析によっても確認され、本酵素の非ヘム鉄センターは3種の酸化状態の異なるS原子と2個の主鎖アミドN原子を配位子とする極めて新規な錯体構造をとることが明らかとなった。以上のことから本酵素の非ヘム鉄センターは3種の酸化状態の異なるS原子と2個の主鎖アミドN原子を配位子とする極めて新規な錯体構造をとることを明らかにした。一方、Rhodococcus.sp.N-771におけるNO生成系を明らかにするために、NO生成酵素の基質の解析を行った。NO捕捉剤を用いて培地中における生菌体のNO生成活性を測定したところ,NO生成はL-アルギニンでは促進されず,亜硝酸イオンの添加によってのみ促進された.この結果,R.sp.N-771におけるNO生成は真核細胞に見られるようなL-アルギニンの酸化反応ではなく、嫌気呼吸の過程で機能する亜硝酸還元酵素によって行われている可能性が示唆された.Rhodococcus sp.N-771由来のニトリルヒドラターゼ(NHase)は活性中心に非ヘム鉄を含む金属蛋白質で,菌体を暗条件で置くと不活性化し光で活性化される.これまでに我々は,この光応答が非ヘム鉄への一酸化窒素(NO)の結合と光解離で制御されていることを明らかにした.本研究課題では,光応答の詳細なメカニズムを解明することを目的とし,以下の研究を行った.不活性型NHaseのX線結晶構造解析を行い,結晶構造を1.7Åの分解能で決定した.鉄原子はαβ複合体の境界面に結合しており,αCys109,αCys112,αCys114の3個のs原子,及びαSer113,αCys114の主鎖アミドのN原子が配位子として寄与していた.第6の配位座にはNOが結合しており,NOの上方には基質結合部位と思われるクレフトが存在していた.αCys112,αCys114の側鎖はそれぞれ酸素2,1原子で翻訳後修飾され、システインスルフェン酸、スルフィン酸として存在していた。NO捕捉剤を用いて培地中における生菌体のNO生成活性を測定したところ,NO生成はL-アルギニンでは促進されず,亜硝酸イオンの添加によってのみ促進された.この結果,R.sp.N-771におけるNO生成は真核細胞に見られるようなL-アルギニンの酸化反応ではなく、嫌気呼吸の過程で機能する亜硝酸還元酵素によって行われている可能性が示唆された.
個別化医療における悪性腫瘍補助療法に対する費用対効果モデルの確立

外科的切除だけでは根治率の低い悪性腫瘍に対して、生存効果に関するエビデンスに基づき、化学療法薬や分子標的治療薬を用いた補助療法が行われている。補助療法の対象設定は、ゲノム情報・癌関連遺伝子情報などを含む多様な情報を活用し、より有効と思われる対象に絞ることが患者の身体的にも医療経済的にも必要であるが、現状は十分な個別化医療が行われているとは言い難い。我々が過去に行った費用対効果研究を基に、悪性腫瘍の補助療法に最適化したモデルを作成して費用対効果分析を行い、その結果から、現行の補助療法の妥当性を検証するとともに、個別化医療の経済的評価における新手法を開発することを本研究の目的としている。昨年採択された論文に加え、同時期に行った「first line化学療法後の進行胃癌再発に対するPaclitaxel、Ramucirumab併用療法の費用対効果分析」(Clin Ther. 2017Dec;39(12):2380-2388)で用いた手法をベースに、胃癌の術後補助化学療法と消化管間質腫瘍の術後補助療法での費用対効果モデルを検討したが、基礎的パラメータのみでは十分な検討ができず、収集の必要な項目の再選定とモデルの見直しを行っている。特にQOLに関するデータが不十分であり、新たなデータを見出し収集する必要がある。補助化学療法という観点での費用対効果を十分に加味したモデルが構築できておらず、再検討が必要。特にQOLに関するデータが不十分であり、別なパラメータを用意する必要がある。分析に使用するデータとして、1)各腫瘍に関する疫学データ、2)各腫瘍の経過観察と補助療法に関する費用のデータ、3)インデックス型尺度によるQOL(生活の質)のデータを収集し、費用対効果の基本分析を実施する。基本分析としては「手術単独治療で経過観察を行う群」と「術後に補助化学療法を行う群」で生涯医療費や生存年数を求め、費用効果分析(Cost-effectiveness analysis:CEA)および費用効用分析(Cost-utility analysis:CUA)を行う。我々の先行研究として、共同研究者が胃癌検診におけるABC検診の費用対効果に関する研究を投稿した(Eur J Health Econ 19(4):545-555,2018)。上部消化管内視鏡による検診と、ピロリ菌抗原と血清ペプシノーゲン検査を併用するABC法との費用対効果をマルコフモデルによって比較検討したが、ABC検診は費用効果の高い方法であると結論付けることができた。補助療法の有無を検討する本研究は生存期間、腫瘍の再発回避をアウトカムとするため、この先行研究で用いた手法の応用が可能と考えられる。これを踏まえて費用対効果分析の手法に関する具体的な方法論を検討し、まずは胃癌の術後補助化学療法と消化管間質腫瘍の術後補助療法での費用対効果のモデル構築を行い、収集の必要な項目の選定を行っている。方法論の検討に留まっており、予定していたデータ収集を開始できていない。

基本分析としては「手術単独治療で経過観察を行う群」と「術後に補助化学療法を行う群」で生涯医療費や生存年数を求め、費用効果分析(Cost-effectiveness analysis:CEA)および費用効用分析(Cost-utility analysis:CUA)を行う。分析に使用するデータとして、1)各腫瘍に関する疫学データ、2)各腫瘍の経過観察と補助療法に関する費用のデータ、3)インデックス型尺度によるQOL(生活の質)のデータを収集し、費用対効果の基本分析を実施する。
乳児期の噛み与えによる革新的アレルギー予防法の疫学的研究

2018年2月に栃木市教育委員会で、部分的ではあるが、栃木市の小中学校5校のデータ解析結果を報告することができた。3月には、石川県加賀市と栃木県栃木市の全データの英語バージョンを完成することができ、ハーバード大学の教授と共同で分析を進める準備が整った。石川県加賀市の全体データ、小中学校6校の生徒とその保護者を対象にISAAC調査票によるアトピー性皮膚炎症状と各項目の解析を行い、乳児期の「噛み与え」と学童期のアトピー性皮膚炎症状の有無の間に有意な関連性が認められた。また、妊娠期のストレス、生後6ヶ月間完全母乳、母親のアレルギー、保護者の口腔衛生知識の有無も小児のアトピー性皮膚炎症状に有意に関連していることが示唆された。その結果を5月31日、6月1日に第117回日本皮膚科学会総会にて「小児アトピー性皮膚炎予防関連因子に関する疫学研究」と題して口頭発表とポスター発表を行った。これらの結果により、優秀演題賞を受賞した。6月22日第67回日本アレルギー学会学術大会にて「小児のアレルギー疾患予防関連因子に関する疫学研究報告」と題して、乳児期の「噛み与え」、卒乳(母乳)の時期と小児のアトピー性皮膚炎症状の有意な関連性などについて、ミニシンポジウムで口頭発表を行うことができた。10月21日第55回日本小児アレルギー学会学術大会において、栃木市の全体データの解析結果を「小児のアレルギー疾患予防関連因子に関する疫学研究報告」と題して発表することができた。11月24日第7回日本小児診療多職種研究会のSpecial Interest Sessionにて「小児のアレルギー予防に向けて妊娠期乳児期からの疫学的アプローチ」と題して、乳児期の「噛み与え」と児童期のアトピー性皮膚炎の有意な関連性を中心に、妊娠期、乳児期からのアレルギー予防に向けて、これからの可能性について発表することができた。2018年は、石川県加賀市と栃木県栃木市の全体データの英語バージョンを完成させ、2つの地域のデータ解析を進めることができた。解析結果について、予定していたより多い4つの学会と1つの委員会で発表させて頂くことができ、論文執筆に向けての準備に繋げることができたため。加賀市と栃木市の2つの地域での小中学生とその保護者のデータ解析を共同研究者のハーバード大学の教授と更に進め、結果を比較し、乳児期の「噛み与え」による唾液接触とアレルギー疾患、特にアトピー性皮膚炎の発症についての関連性を調べる。更にアレルギー疾患発症に関連する他の項目についても更に解析を行う。日本小児アレルギー学会と日本皮膚免疫アレルギー学会で、解析結果の発表をさせて頂く。また、英文で論文を作成して、海外ジャーナルに投稿し、海外に向けても発表していく。妊娠期や免疫システムの未完成な乳児期に焦点を当て、衛生仮説や腸内細菌叢に関連する免疫に着目し、詳しい解析からアレルギー予防法開発に繋がるよう研究を進める。石川県加賀市と栃木県栃木市の2つの地域での小中学生とその保護者を対象とする「噛み与え」についての質問項目を含むアレルギー疾患に関する自記式アンケート調査がスムーズに進み、その全データの入力を終了した。最初に、加賀市の小学校2校の生徒と保護者を対象にISAAC調査票によるアトピー性皮膚炎症状と各項目の解析を行い、その結果を日本アレルギー学会と小児皮膚科学会で発表することができた。解析の結果、乳児期の噛み与えの開始時期とアトピー性皮膚炎症状の間に有意な関連性が認められ、母親のアレルギー疾患既往歴、妊娠期のストレス、保護者の口腔衛生知識の有無が、アトピー性皮膚炎症状の発症に有意に関連していることが判明した。乳児期の噛み与えの開始時期が早い方が、児童期のアトピー性皮膚炎症状の発症リスクを低下させる可能性が示唆された。噛み与えを行うと、保護者の唾液が乳児の口腔内に入り、口腔内微生物の子供への移行が考えられる。乳児期の早期(0-6ヶ月)においては、唾液による免疫刺激が、アトピー性皮膚炎症状の発症に関して、乳児の未完成の免疫システムに予防的に働く可能性が示唆された。母親のアレルギー疾患既往歴があると子供のアトピー性皮膚炎症状の発症リスクが増加し、また妊娠期のストレスを少なくすることが、胎児の遺伝子レベルでのアトピー性皮膚炎発症に予防的に働く可能性が示唆された。更に、衛生仮説に関連して、保護者が口腔衛生知識を持ち、乳児期の唾液接触を避け、清潔すぎる口腔状態にすることが、アトピー性皮膚炎の発症リスク増加に繋がる可能性が示唆された。これらの結果についての小児皮膚アレルギー学会における発表で、最優秀演題賞を受賞した。部分的な結果ではあるが、今後のアレルギー予防法の開発に繋がる可能性が示唆された。加賀市、栃木市の小中学生学校の皆様と栃木市の教育委員会様のご協力により、2つの地域でのアンケート調査がスムーズに終了することができた。更に、全てのデータ入力も順調に完了することができた。一部のデータを使っての解析も進み、部分的ではあるが、結果を学会発表することができたため。

また、妊娠期のストレス、生後6ヶ月間完全母乳、母親のアレルギー、保護者の口腔衛生知識の有無も小児のアトピー性皮膚炎症状に有意に関連していることが示唆された。その結果を5月31日、6月1日に第117回日本皮膚科学会総会にて「小児アトピー性皮膚炎予防関連因子に関する疫学研究」と題して口頭発表とポスター発表を行った。これらの結果により、優秀演題賞を受賞した。6月22日第67回日本アレルギー学会学術大会にて「小児のアレルギー疾患予防関連因子に関する疫学研究報告」と題して、乳児期の「噛み与え」、卒乳(母乳)の時期と小児のアトピー性皮膚炎症状の有意な関連性などについて、ミニシンポジウムで口頭発表を行うことができた。10月21日第55回日本小児アレルギー学会学術大会において、栃木市の全体データの解析結果を「小児のアレルギー疾患予防関連因子に関する疫学研究報告」と題して発表することができた。11月24日第7回日本小児診療多職種研究会のSpecial Interest Sessionにて「小児のアレルギー予防に向けて妊娠期乳児期からの疫学的アプローチ」と題して、乳児期の「噛み与え」と児童期のアトピー性皮膚炎の有意な関連性を中心に、妊娠期、乳児期からのアレルギー予防に向けて、これからの可能性について発表することができた。2018年は、石川県加賀市と栃木県栃木市の全体データの英語バージョンを完成させ、2つの地域のデータ解析を進めることができた。解析結果について、予定していたより多い4つの学会と1つの委員会で発表させて頂くことができ、論文執筆に向けての準備に繋げることができたため。加賀市と栃木市の2つの地域での小中学生とその保護者の全データの英語バージョンも作成し、ハーバード大学の教授と共同で、詳しく分析し、結果を比較し、乳児期の「噛み与え」による唾液接触とアレルギー疾患、特にアトピー性皮膚炎の発症リスクについての関連性を調べる。更にアレルギー疾患発症に関連する他の項目についての解析も行い、アレルギー疾患の原因の究明とアレルギー予防法の開発に繋げていく。日本皮膚科学会、日本アレルギー学会、日本小児アレルギー学会で解析結果の発表をする。また、英文で論文を作成し、海外ジャーナルに投稿する。妊娠期や免疫システムの未完成な乳児期に焦点を当て、衛生仮説や腸内細菌叢による免疫に着目し、詳しい解析から、革新的なアレルギー予防法開発に繋がるよう研究を進める。加賀市と栃木市の2つの地域での小中学生とその保護者のデータ解析を共同研究者のハーバード大学の教授と更に進め、結果を比較し、乳児期の「噛み与え」による唾液接触とアレルギー疾患、特にアトピー性皮膚炎の発症についての関連性を調べる。更にアレルギー疾患発症に関連する他の項目についても更に解析を行う。日本小児アレルギー学会と日本皮膚免疫アレルギー学会で、解析結果の発表をさせて頂く。また、英文で論文を作成して、海外ジャーナルに投稿し、海外に向けても発表していく。妊娠期や免疫システムの未完成な乳児期に焦点を当て、衛生仮説や腸内細菌叢に関連する免疫に着目し、詳しい解析からアレルギー予防法開発に繋がるよう研究を進める。
大腸菌による転写制御タンパク質の大量発現と高次構造解析

本研究は外来薬物代謝酵素P4501A1の発現調節に関与する転写制御タンパク質群を大腸菌で大量発現させ高次構造と機能を解析することを目的とする。P-4501A1の遺伝子5′上流には構成的発現に関与するBTE(Basic transcriptional element)、誘導的発現に必要なXRE(Xeno biotic responsive element)の2種類の転写制御領域があり、各々に転写制御タンパク質が結合する。BTEに結合する転写因子BTEBのDNA結合ドメインは3回連続するZn-フィンガーモチーフとそのN末端に隣接する塩基性の領域から成る。この部分構造を大腸菌で大量発現させ、精製を完了した。13-C、15-Nでダブルラベルしたタンパク質とDNAとの複合体の高次構造は東京都臨床医学総合研究所の稲垣冬彦博士との共同研究で、三重共鳴三次元NMR法により順調に進行中である。別途、このタンパク質のキャラクタリゼーションを進めた。DNA複合体の解離定数は5nMで、アポタンパク質にDNA結合活性を回復させる金属イオンの効果はZn>Co≫Cd、Niであった。また、このタンパク質は濃度依存的ホモ二量体形成を行うことを見いだした。DNA結合活性とこれらの性質が高次構造の解明によりいっそうよく理解されることが期待される。XREに結合するタンパク質はAhR(Arylhydrocarbon Receptor)とArnt(AhR nuclear translocator)のヘテロ二量体である。両タンパク質はDNA結合ドメイン(bHLH)、リガンド結合ドメイン(PAS)、二量体形成ドメイン(bHLH+PAS)をもつ新しいタイプの転写因子である。両者のbHLH+PASドメインを大腸菌で発現させることに成功した。精製の後DNA結合活性をもつヘテロ二量体を形成することにも成功した。構造解析に適する部分構造の大量発現系の確立を目指して検討を続けている。
拡張現実感の聴覚障害者に対する情報保障への応用に関する研究

前年度の研究成果を受け、表示デバイスとしての適用性がより高かった透過型HMDを用いた開放型情報提示装置の実用性について検討を行った。室内での講義の聴講における情報保障での使用においては、聴覚障害者への高等教育を実践している筑波技術短期大学における実際の講義での利用を想定し、比較的少人数(5-10名)の学生と教官との講義中のインタラクションにおける情報保障の可能性について検討した。提示する情報としては、手話通訳のリアルタイム動画像と、PC要約筆記による文字情報を用いた。いずれのケースも、被験者の意識は提示された情報の取得に集中してしまい、本来の情報へのアクセスが阻害され、情報「保障」としては問題が残る結果となった。これは表示デバイスの有効視野角の狭さに起因するものと考えられる。このデバイスの利用を前提条件にする場合、言語のような高次の情報ではなく、音の発生(クラクションや人間の呼びかけ)における音源の方向の指示などのより直感的な情報の提供が適切であるという結論を得た。システム構成に関しては、電源部およびネットワーク部の改良を行った。無線LANの導入により、端末が完全に自立し、ワイヤレスで運用が可能になった。これにより、講義室のような限定された環境ではなく、より日常的な環境における本装置の利用が可能となった。また、前年度の研究成果である「透過型HMDを用いた聴覚障害学生への情報保障の基礎的検討」について、オーストリア国リンツ市で開催された「特別な配慮が必要な障害者に対する計算機による支援に関する国際学会ICCHP2002」にて発表した。今年度は計画書に従い拡張現実感の構成技術についての基礎調査を行った。特に画像による情報示装置についての評価を行った。評価した画像情報提示装置は次の2つである。没入型提示装置は、視野全体を提示装置で覆い、画像処理された外界の映像を提示するものである。試作した提示装置は民生品で容易に構成できるものであったが、外界の映像の表示自体には十分な品質が得られることがわかった。一方で、拡張された情報を正確に外界の映像と重ね合わせて表示するためには、高精度かつ高速度で外界オブジェクトの位置情報またはユーザの視線情報の取得が必要であることがわかった。この種の情報取得システムについての調査を行い、現状ではスケールダウンが不十分であり、本研究には直接適用できないことがわかった。開放型提示装置は、透過型HMDを用い、通常の視野の一部に情報を提示するものである。装置が小型であるため、装着に伴うユーザの負担が小さい一方、視野全体に情報を提示することができないため、提示する情報は外界と完全にリンクさせることができない。現時点で最も軽量なデバイスについて評価を行ったところ、光量不足のため屋外では利用できないことがわかった。このため、当初計画にあった市街地歩道での評価は行わないこととした。閉鎖空間の一例として教室における講義を取り上げ、字幕と手話通訳動画の2種類についての予備的な評価を行い、動画の提示には能力不足であるとの結果を得た。手話通訳動画像においては、通常の通訳とは異なる配慮が必要であることがわかった。また、講堂での講演を想定した字幕表示についても予備実験を行い、画像の明るさおよび像の大きさについて、教室での講義よりも高い評価を得られることがわかった。
配偶者をがんで亡くした遺族の精神的健康促進モデルに基づいたケアプログラムの開発

本研究では配偶者をがんで亡くした遺族に関して3つの結果を得た。1)心理状態は“不安/抑うつ/怒り"、“思慕"、“受容/未来志向"、対処行動は“気そらし"、“絆保持"、“社会共有/再構築"の3因子構造であり、対処行動は心理状態の最大の関連要因であった。2)対処行動パターンは“気そらし焦点型(健康的)"、“絆の保持焦点型(不健康的)"、“全般対処型(概ね健康的)"の3つであり、“気そらし"と“社会共有・再構築"を増やし“絆の保持焦点型"を減らすという精神的健康促進モデルを得た。3)約半数は精神医学的障害を抱え、終末期ケアへの不満足を強く感じていた。平成23年度から25年度までの3年間における本研究の目的は,研究者代表者らが既に実施した面接調査で得た遺族の心理状態と対処行動に関する新規な構成要素を評価尺度項目として用いた質問紙による縦断研究を実施することで,わが国の遺族の実態に即した新規のケアプログラムを開発することである。平成23、24年度の2年間で縦断研究により,肯定的な心理状態の促進に寄与する対処行動およびその作用機序を明らかにし精神的健康促進モデルを検証し、平成25年度は縦断研究から得た精神的健康促進モデルに基づいて,有効な対処行動を学習するための新規の遺族ケアプログラムを開発する。なお本研究は,国立がん研究センター東病院緩和医療科を受診したがん患者の配偶者を研究対象とすることから,国立がん研究センター東病院臨床開発センター精神腫瘍学研究部(千葉県柏市,研究分担者が所属)を実施施設とし,帝京平成大学(東京都,研究代表者が所属)を解析施設とした。平成24年度は,研究者代表者らが既に実施した面接調査で得た遺族の心理状態と対処行動に関する新規な構成要素を評価尺度項目として用いた質問紙に関する論文が受理された。それを受けて評価尺度を用いて遺族の対処行動パターンと心理状態および精神的健康に関してデータを再解析し、論文を投稿した。また、縦断研究の計画書を研究者代表者が所属する帝京平成大学の倫理審査委員会に提出した。平成23年度からの本研究の目的は,研究者代表者らが既に実施した面接調査で得た遺族の心理状態と対処行動に関する新規な構成要素を評価尺度項目として用いた質問紙による縦断研究を実施することで,わが国の遺族の実態に即した新規のケアプログラムを開発することである。3年目となる平成25年度は,研究者代表者らが既に実施した面接調査で得た遺族の心理状態と対処行動に関する新規な構成要素を評価尺度項目として用いた質問紙にを用いて遺族の対処行動パターンと心理状態および精神的健康に関する論文を発表した。また、縦断研究の計画書が研究者代表者が所属する帝京平成大学、および研究実施施設である国立がん研究センターの倫理審査委員会で承認された。平成23年度は,研究分担者とともに研究計画を作成し,実施施設である国立がん研究センター倫理審査委員会に申請するための準備としての打ち合わせを行った。また、データ解析のための設備(データ管理用パソコン、プリンター、統計解析用ソフト、論文管理ソフトなど)を帝京平成大学に整えた。さらに本研究に関連した死別ストレス関連の国内外の書籍を帝京平成大学に購入し、研究計画の立案のための資料とした。本研究は進行の遅れにより1年間期間延長し平成26年度まで実施した。

遅れの理由としては、調査で使用する尺度開発に関する論文受理の遅れ、他の類似研究との調整による調査内容の変更(対象をがん患者と死別した配偶者だけでなく介護者に拡大し、進行・再発期における医師、患者、介護者間での終末期ケアに関するディスカッションの実態を含めた面接調査を追加した)、倫理審査などに時間を要した。平成26年度は国立がん研究センター東病院緩和医療科にて進行・再発期のがん患者とその介護者を対象として死別後までの縦断研究を開始した。6月末からの15日間での緩和医療科の初診患者33名のうち適格者(20歳以上の進行・再発がん患者であり介護者が当日同伴)は18名(適格率55%)、参加者は7名(参加率39%)であった。そこで適格率と参加率の改善を目的に、適格者の基準および研究者の役割分担を明確化した変更内容で再度承認を得た上で平成27年1月に再開した。その結果、58日間での初診患者98名のうち適格者は68名(適格率69%)、参加者は24名(参加率35%)であった。最終年度の成果として、本邦初の終末期ケアに関するディスカッションの実態調査であり貴重なデータを得た。今後は実施可能性を含めた予備的検討として論文発表する。また現在介護者を追跡調査中であり、計画時の研究目的であった配偶者を亡くした遺族の肯定的な心理状態の促進に寄与する対処行動を予備的に検討し論文発表する予定である。また全研究期間の成果として、遺族821名を対象とした横断研究を二次解析した結果、遺族の3つの対処行動パターンのうち精神的健康障害のリスクが高いのは“絆の保持焦点型"のみであり、“気そらし"と“社会共有/再構築"を促すことによって適応的な“全般対処型"への変容を促すという介入仮説を論文発表した(浅井・松井・内富、心理学研究、2013)。臨床心理学がん患者の遺族を対象とした心理状態と対処行動の因果関係を明らかにし、遺族に対する支援プログラムを開発するための研究を計画中である。しかしながら、この研究で使用する質問紙の項目である遺族の心理状態と対処行動に関する論文の受理が予想外に遅れ、本研究の調査項目の確定が2012年秋まで半年以上先延ばしされた。また7月には他の研究グループで類似の調査を計画中であることが判明したため、その研究グループとの意見交換を行った。その結果、当初の方法では研究目的を達成することが困難であることが判明したため、対象を変え緩和ケア導入期のがん患者の精神症状の評価や、受けた医療の内容等を含めた大幅な研究計画の変更が必要となった。さらに複数施設(帝京平成大学、国立がん研究センター)で倫理審査を申請する必要があることとなり、その調整に予想外の日数を要したため、計画が遅れている。がん患者の遺族を対象とした心理状態と対処行動の因果関係を明らかにし、遺族に対する支援プログラムを開発するための研究を計画中である。また2013年には他の研究グループで類似の調査を計画中であることが判明したため、その研究グループとの意見交換を行った。
偽排除の起こらない高確度親子鑑定法確立に向けたミニサテライト突然変異機構の解析

平成12年度は、MS32を利用したMVR-PCR法を親子鑑定に利用して突然変異が起こった場合の偽排除との区別をデータベースのアリル情報からシュミレーションして検討した。また、ある親子鑑定例においてマイクロサテライトに突然変異があった場合において、否定されていない高変異ミニサテライトのアリル情報が、父権肯定にいかに貢献するかを実際の鑑定例において検討し、父権肯定確率の計算で考慮して計算することを提案した。さらに、より客観的にまた迅速にMVR-PCRマッピングするため蛍光標識による自動分析法の試みをMS32において行った。平成13年度は、ミニサテライトB6.7について検討した。B6.7ローカスは、現在最も高変異なミニサテライトのひとつであるが、我々は血縁関係のない日本人について、アリルの大きさを分析したところ、全体に北ヨーロッパ人のアリルに比べて有意に短いことがわかった。また、長さの違いによるヘテロ接合度は100%であり、B6.7は日本人においても膨大な多型性を示すため、その突然変異率の高さも示唆された。アリル間の類似性についてMVRコードにより検討したところ、日本人アリルには北ヨーロッパ人アリルと類似性を示すものは全く存在せず、アリル変異速度が速いことが示唆された。また、類似したアリル間の構造を比較すると、突然変異は単純なリピートの挿入・欠失と思われるものは少なく、DNA二重鎖切断後に生ずるヘテロデュプレックス構造を、2つのアリル情報で頻繁に交換して修復するような極めて複雑な突然変異機構を想像させるものが多くみられた。この結果を、J.Hum.Genet.誌に発表した。親子鑑定における突然変異の扱い方について、我々の提案は少しずつ認知されてきている。今後は、突然変異、特にミニサテライトにおける突然変異がそのローカス及び周囲のフランキング領域の変異性の程度にどう影響を受けているかを探り、ミニサテライトのゲノム動態を検討していく予定である。本研究では、ミニサテライトを利用した高確度親子鑑定法確立における突然変異の問題に研究の主眼点をおいているが、平成12年度では、そのための基本的技術と日本人におけるミニサテライトのアリル構造について研究をすすめた。まず、親子鑑定において、MS32を利用したMVR-PCR法を親子鑑定に利用した突然変異が起こった場合の偽排除との区別をデータベースのアリル情報からシュミレーションして検討した。また、あるマイクロサテライトに突然変異があった場合において、否定されていない高変異ミニサテライトのMVR-PCR法でマッピングされたアリル情報が、父権肯定にいかに貢献するかを実際の鑑定例において検討したところ、ミニサテライトはやはり高いPaternity Indexを示したので、父子鑑定の場合、突然変異の起こったローカスの結果を除外せず、父権肯定確率の計算で考慮して計算することを提案した。さらに、MVR-PCR法はミニサテライトの高変異性を詳細に表す最適な方法であるが、より客観的にまた迅速にマッピングするため蛍光標識による自動分析法の試みをMS32において行った。今回の研究対象の中心となったミニサテライトB6.7は、最も高変異なミニサテライトのひとつであるが、日本人では全く分析されていない。このため、我々は血縁関係のない日本人96人について、まずMboI断片によるアリルの大きさを分析したところ、その多くは40-80リピートであり、Caucasianの分布に類似していたが、10リピート程度の短いものも割合数多くみられた。現在までの長さの違いによるヘテロ接合度は82%以上であり、B6.7は日本人においても膨大な多型性を示すため、その突然変異率の高さも示唆された。

本研究では、まず、MS32を利用したMVR-PCR法を親子鑑定に利用して突然変異が起こった場合の偽排除との区別をデータベースのアリル情報からシュミレーションして検討した。また、あるマイクロサテライトに突然変異があった場合において、否定されていない高変異ミニサテライトのMVR-PCR法でマッピングされたアリル情報が、父権肯定にいかに貢献するかを実際の鑑定例において検討したところ、ミニサテライトはやはり高い貢献度を示したので、突然変異の起こったローカスを除外せず、父権肯定確率などの計算で考慮して計算することを提案した。さらに、MVR-PCR法はミニサテライトの高変異性を詳細に表す最適な方法であるが、より客観的にまた迅速にマッピングするため蛍光標識による自動分析法の試みをMS32において行った。ミニサテライトB6.7は、現在最も高変異なローカスのひとつであるが、日本人では全く分析されていない。このため、我々は血縁関係のない日本人について、アリルの大きさを分析したところ、全体に北ヨーロッパ人のアリルに比べて有意に低いことを示した。また、長さの違いによるヘテロ接合度は100%であり、B6.7は日本人においても膨大な多型性を示すため、その突然変異率の高さも示唆された。アリル間の類似性について北ヨーロッパ人アリルも含めてMVRコードにより検討したところ、日本人アリルには北ヨーロッパ人アリルと類似性を示すものは全く存在せず、B6.7においては突然変異によるアリルのターノーバーが速いことが示唆された。また、類似性を示すアリル間の構造を比較すると、突然変異は単純なリピートの挿入・欠失と思われるものは少なく、DNA二重鎖切断後に生ずるヘテロデュプレックス構造を、2つのアリル情報で頻繁に交換して修復するような、極めて複雑な突然変異機構を想像させるものが多くみられた。
自閉症児が示す社会的認知発達の促進因の解明：発達環境と発達特性の相互作用から

自閉症児の「発達特性(発達の個人差)」×「発達環境の種類」の相互作用の観点から、自閉症児の社会的認知はどのような条件下で発達が促進されやすいのかについて検討した。その結果、少なくとも模倣について、療育環境にあった自閉症児は発達が認められた。一方で、療育ではない集団経験は、かなり発達早期の時点であれば模倣の発達を促す可能性が示唆された。早期の社会的経験が他にどのような側面の発達を促しうるのか、今後更に検討する必要がある。本研究は、自閉症児の「発達特性(個人差)」×「発達環境の種類」の相互作用の観点から、自閉症児の社会的認知はどのような条件下で発達が促進されやすいかについて解明をめざすものである。自閉症が疑われる乳幼児を対象として、各対象児の発達的な特徴及びその変化について詳細に調べ、発達環境(療育、療育以外の集団経験、自宅での養育のみ)と比較しながら発達促進の要因や条件を見出すことを目的としている。本年度は研究参加者を募集し、データ収集を開始した。定型発達児と自閉症(リスク)児の比較・後方視的検討から、自閉症(リスク)児は1歳を過ぎた頃から模倣の発達に遅れが見られることが明らかとなった。今後、自閉症(リスク)児が示す模倣の発達の個人差について縦断的に追跡しながら、その多様性について検討をすすめていく予定である。本年度は、主にデータ収集をすすめた。まず、研究参加者のデータ収集開始時点(12歳)におけるこれまでの発達環境としては2種類あり、自宅を中心とした養育のみ、もしくは、保育園を中心とした(療育ではない)集団経験であった。いずれのグループも自閉症が疑われる特徴を示す一方、データ収集開始時点までに集団経験をもっていたグループでは模倣等の社会的認知がより発達していたことが明らかとなった。自閉症における早期療育の効果が謳われてきたが、その時期や種類について更に検討する必要がある。今後は、これまで自宅を中心とした養育のみを受けてきたグループに対して、保護者の希望をふまえ、療育を実施するグループを新たに作成し、発達環境(療育・療育以外の集団経験・自宅での養育のみ)による社会的認知発達の促進の違いについて追跡調査を実施する予定である。順調にデータ収集をすすめることができている。自閉症が疑われる乳幼児を対象として、各対象児の発達的な特徴及びその変化について詳細に調べ、発達環境(療育、療育以外の集団経験、療育や集団経験はなし)と比較しながら発達促進の要因や条件を見出すことを目的としていた。本年度は、データ収集を継続し、得られたデータを解析した。データ収集開始時点では療育を経験した参加児はおらず、集団経験をもたない参加児より集団経験のある参加児のほうが模倣等を多く示したことを昨年度までに明らかにしていた。今年度は、集団経験をもたない参加児に対して、保護者の希望をもとに療育を実施するグループを作成し、半年にわたり月2回の療育を実施した。全対象児に対して半年後に社会的認知発達の調査を実施したところ、療育を受けたグループは模倣を急激に示すようになった。一方、療育以外の集団経験をもち続けたグループでは半年間の間にそれほど大きな発達はみられにくかったため、半年後には療育を受けた参加児と集団経験のある参加児とは差異が認められなくなった。この結果は、観察開始時において集団経験のあるグループのほうが模倣等の得点が高かったことが影響した可能性について更に検討する必要がある。本研究より、早期療育の効果を明らかにすると同時に、1歳半前までの集団経験が与える発達促進効果の可能性を示唆した。今後は、1歳半以降の集団経験がもたらす効果について更に検討を深める必要がある。研究を開始するところで研究実施体制・環境に変更の必要性が生じたため、研究参加者募集をはじめとする研究の開始が遅れた。こうした事情から、当初の予定より実施状況はやや遅れているが、研究開始後はおおむね順調に研究参加者募集やデータ収集を進められている。研究計画の変更は予定していない。適宜、データ分析の人員を増員しながら、研究知見としてまとめられるようにすすめていく予定である。発達心理学研究開始後はスムーズに研究が実施できているため、研究計画の変更は予定していない。適宜、データ収集・分析補助の人員を増員しながら、データの整理をすすめる予定である。

データ分析担当者の都合により、十分なデータ分析のための時間が取れなかったため。研究実施体制・環境に変更の必要性が生じ、研究参加者募集をはじめとする研究開始が遅れたことにより、データ収集や分析補助に係る人件費に余裕が生じたため。データ分析担当者の予定調整は終えており、適宜、分析時間や分析担当者を増やしながら、全てのデータ分析が終えられるようにする。研究開始後、データ収集は順調にすすんでいるため、研究実施・研究費使用計画に大幅な変更は予定していない。収集したデータの分析補助などについて、人員を適宜増員しながら、研究を進めていく予定である。
農業イノベーションの先端動向と農業・農村構造変動に関する学際的国際共同研究

本研究は、先進国から途上国までを対象にして農業イノベーションの先端動向と農業経営・農業構造・農村社会に及ぼす影響を解明する。最終的には以下を目指す。第1(イノベーションの内容と過程):農業イノベーションはどのような内容・現状であり、それはどのような過程を経て実現されるのか?第2(イノベーションによる農業・農村の構造変動):農業イノベーションは農業経営・農業・農村の構造にどのような影響を及ぼし、これらの構造をどのように変動させるのか?これらの学術的「問い」に対する成果に基づいて、社会的に期待される「持続的な農業発展に資する農業イノベーションを推進するために、産官学は何をすべきか」を提言する。本研究は、先進主要国におけるAI・IoTやゲノム編集等に代表される技術革新、アジア途上国における農業イノベーションの萌芽の発見と特徴、日本の他産業と比較した農業イノベーションの現状と特徴の3点を分析し、農業イノベーションの先端動向と、それが農業経営・農業構造・農村社会に及ぼす影響について解明することを課題としている。生命科学、情報科学、工学分野に関わる農業イノベーションの先端動向を対象に、国際比較や産業間比較を通じて、農業イノベーションの普遍性と固有性や、農業・農村の構造に与える影響などを捉える点に学術的意義が見出せる。これらをふまえて、産官学の支援のあり方を含め、持続可能な農業発展に資する成果が期待される。
シリルアセタールの選択的な活性化を引き金とするカスケード反応の開発

研究代表者は、独自に開発した酸触媒を用いることで、研究例の少ないシリルアセタールが容易に得られることを報告した。本研究では、シリルアセタールがフッ化物イオン処理によって特異的に活性化できることに着目し、これを引き金とする新しいカスケード反応(連続的な化学変換プロセス)の開発を行った。モデル化合物を用いた検討から、幾つかの異なったタイプの反応が進行することを見いだし、中でも有望なカスケード反応を駆使することで、従来法では合成が難しいとされてきた1,2,3,4-四置換ナフタレンや多環式芳香族化合物の合成に成功した。また、同時に代表者の酸触媒が極めて高い官能基選択性をもつことも明らかにした。シリルアルキルアセタールは,通常のジアルキルアセタールとは異なった反応性を示すことが期待できる。しかし,こうしたシリルアセタールを合成する手法が欠如していることから,この官能基の特異性やその選択的な活性化を活用した合成反応の開発は,大きく立ち遅れていた。研究代表者は,近年,独自に開発した酸触媒を駆使することで,ラクトンに対するケテンシリルアセタールの付加反応が円滑に進行することを見いだした。本研究では,この成果を踏まえて,まずは様々なタイプの環状シリルアセタールを合成する。次いで,得られたシリルアセタール化合物をフッ化物イオンなどで処理し,ケイ素ー酸素結合の切断反応やその他のシリルアセタールに特異的な活性化を引き金とする新規カスケード反応(連続反応)の実現を図る。本年度は,まず,独自に開発した酸性双性イオンを触媒とするケテンシリルアセタールのラクトンに対する付加反応を精査し,本反応が多彩な分子構造をもつラクトンに広く適用可能であることを見いだした。イソクマリン類から合成したシリルアセタール化合物に関し,カスケード反応への適用も進め,3つのユニークな反応が進行することを見いだした。すなわち,4-アリールイソクマリンから得たシリルアセタールは,フッ化物イオン処理による脱シリル化を引き金としてジヒドロピラン環の開環と続く分子内アルドール縮合が進行し,四置換ナフタレンを収率よく与えた。また,4-アルキニルイソクマリンから得たシリルアセタールでは,脱シリル化を伴う開環反応と,続く分子内Michael反応が進行した。さらに,精巧に設計した4-アルキニルイソクマリン由来のシリルアセタールを用いれば,多環式芳香族化合物が中程度の収率ながら得られることを明らかにした。シリルアセタールは、通常のジアルキルアセタールとは異なった方法で脱保護できる。研究代表者は、これまでに環状構造を有するシリルアセタールの効率的な合成手法を確立し、フッ化物イオン処理を経るシリルアセタールの活性化法を報告した。本研究では、更なる展開として種々のラクトンから合成した環状シリルアセタール(シリルラクトールエーテル)のフッ化物イオン処理を引き金とするカスケード反応を開発し、従来法では合成が難しかった多置換芳香族化合物の選択的な合成法の開発を目指している。本年度は、前年度の研究成果を踏まえ、4-アルキニルイソクマリンから対応するシリルアセタールの合成を進め、フッ化物イオン処理によるカスケード反応を完成させた。本手法を活用すると入手容易な4-アルキニルクマリンから2段階で1,2,3,4-四置換ナフタレンが得られた。多置換ナフタレンの合成では、目的としない構造異性体の副生や分離が難しく、また反応そのものが上手く進行しないケースがしばしば報告されている。一方、研究代表者の方法では一種類の生成物のみが特異的に得られ、かつ、4つの置換基は化学的にまったく異なったものであった。そのため、得られた1,2,3,4-四置換ナフタレンを用いて、更なる環形成を行うことも可能であった。実際、3つ、ないし、4つの炭素環が縮環した多環式芳香族炭化水素を、続く閉環反応によって得ることができた。こうした検討の途上、偶然にも4位にエンイン構造を組み込んだイソクマリンから得たシリルアセタールをフッ化物イオンで処理すると、1,2,3,4-四置換ナフタレン生成反応の中間体から更なる電子環状閉環反応が進行することを見いだした。この際の生成物は、3つの炭素間が屈曲した形で接合された置換フェナントレンであり、この際も唯一つの構造異性体が得られた。当初、提案した基本的なカスケード反応の全てを実現することが出来ており、現在、それらの成果をまとめ、公表できる段階にある(一部の成果については学会発表を行い、学術論文の執筆もかほぼ完了)。開発された個々の反応性は、いずれも位置選択的に目的とする多環式芳香族炭化水素を合成する手法として有用であるが、最終年度に向けて、生物活性の期待される分子の合成への応用を視野に入れた検討を進めている。以上のことから、本研究は順調に進展していると判断した。本研究の最終年度であり,シリルアセタールの特異的な活性化に基づく連続反応の開発を目指した新たな検討を行うと一方で,これまでに得られた研究成果の取り纏めを行った。前年度までの検討から,独自の触媒技術を使って合成した種々のシリルアセタールをフッ化物イオンで処理すると,幾つかの形式での分子変換が起こることを明らかにしている。

特に,複数の置換基が密集した多置換ナフタレンは,従来法では合成することが極めて困難とされてきたが,本研究成果を用いれば,容易に合成できることが明らかとなっている。例えば,アルキニルラクトンから導かれるシリルアセタールをフッ化物イオンで処理すると,シリルアセタールの活性化を引き金とする極めてユニークな連続反応が進行して,全く異なった置換基をもつ1,2,3,4-四置換ナフタレンが異性体の副生を伴わずに得られた。そこで,本年度はこの反応の適用範囲を明らかにすべく,種々の置換基をもつシリルアセタールを合成し,フッ化物イオン処理によって引き起こされるナフタレン生成反応の一般性を検討した。検討の結果,実に多彩な置換基をもつナフタレンが高収率かつ高選択的に得られることを見いだした。また,反応機構の深い洞察から更なる連続反応への展開を意図した検討を行い,一定の成果を得ることができた。また,本研究期間の中で得られた1,2,3,4-四置換ナフタレンの合成反応に関しては,国際学会及び専門学術雑誌上での発表を行った。一連の検討を通じて,シリルアセタールの特異的な活性化を引き金とする連続反応を開発するという当初の目的を果たすことができた。また,多くの予期せぬ新反応を見いだすことができ,これらは更なる検討を経て,発表できるものと考えている。研究代表者は、独自に開発した酸触媒を用いることで、研究例の少ないシリルアセタールが容易に得られることを報告した。本研究では、シリルアセタールがフッ化物イオン処理によって特異的に活性化できることに着目し、これを引き金とする新しいカスケード反応(連続的な化学変換プロセス)の開発を行った。モデル化合物を用いた検討から、幾つかの異なったタイプの反応が進行することを見いだし、中でも有望なカスケード反応を駆使することで、従来法では合成が難しいとされてきた1,2,3,4-四置換ナフタレンや多環式芳香族化合物の合成に成功した。また、同時に代表者の酸触媒が極めて高い官能基選択性をもつことも明らかにした。本研究では,研究計画段階で想定した新規カスケード反応の多くが既に実現できており,現在,個々の反応について基質の適用範囲を調べている段階である。例えば,4-アリールイソクマリンから得たシリルアセタールからの四置換ナフタレン合成は位置異性体の副生無しに目的とするナフタレンを与えた。本反応の成功は,より複雑な多環式芳香族化合物の合成に向けた新規カスケード反応の開発に弾みをつけるものである。また,4-クロロイソクマリンを酸処理すると置換基の転位を伴うナフトジオールの生成が円滑に進むことを見いだし,反応条件の最適化については検討を終えている。以上の成果は,従来法では合成しにくい多置換ナフタレンの合成において,申請者の合成アプローチの有用性を実証するものであり,研究は想定以上に速く進展していると考えている。これまでの研究成果を踏まえ、最終年度は開発された新反応の実用性を検討すべく、生物活性の期待される天然有機化合物の合成を検討する。また、多環式芳香族炭化水素は様々な分野での応用が期待されるが、その選択的な合成は難しいとされている。本研究で得られた反応や生成物を駆使することで、目的とする芳香族炭化水素を選択的に合成する方法の開発を目指す。具体的には、開発したナフタレンやフェナントレンの合成法と、続く分子内反応によって高次の多環式芳香族炭化水素システムを簡便かつ選択的に構築する手法を検討していく。さらに、本研究で開発された個々の反応を不斉反応へと展開すべく、キラルなフッ化アンモニウムを用いた軸不斉ビアリールの合成を検討する。