hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
独立栄養亜ヒ酸酸化細菌を用いた水相からのヒ素の除去技術の開発

本研究は、微生物の機能を活用することを特長として、低コストで効率的な水中からのヒ素除去プロセスの開発を目的としており、二酸化炭素や重炭酸イオンを炭素源として増殖する化学合成独立栄養細菌(Chemolithoautotrophic Arsenic Oxidizers;CAOs)を用いたバイオリアクターによって吸着性の乏しいAsの吸着性を高めた後、凝集沈殿や樹脂吸着によって水中から除去する試みを行うものである。本年度は、昨年度集積系から分離したCAOsを利用したヒ素除去リアクター構築にあたって、集積系とそれを構成する菌株の特性を理解する必要があることから、その特性把握を中心とした検討を実施した。バッチ試験で、集積系のAs(III)とAs(V)の毒性に対する耐性を確認し、As(III)に対しては、10mMまでであれば、10日以内にAs(V)へと酸化できるが、15mMではAs(V)への酸化に12日以上を要し、20mMでは酸化が認められないことを明らかにした。また、As(V)に対しては、30mMを超えると酸化能力が著しく低下することを明らかにした。したがって、As濃度に対する耐性を考慮して、リアクターを構築していく必要があることを明らかにできた。なお、集積系を構成する菌株として、Hydrogenophagaに近縁のB1株,B2株,C株,Achromobacterに近縁のD株,Achromobacterに近縁のE1株およびE2株の6種類を分離した。亜ヒ酸酸化酵素の大ユニットをコードするaoxB遺伝子を解析した結果、いずれも既知のβプロテオバクテリアのものと類似していることが明らかとなった。ヒ素は生物に対し高い急性および慢性毒性を有し、近年では発ガン性物質としても認められている。現在、東南アジアをはじめとする世界各地において、ヒ素中毒による健康被害が深刻な問題となっており、汚染された水相からヒ素を除去する技術が必要とされている。水環境中のヒ素は、毒性が高く吸着性が低い亜ヒ酸As(III)を吸着性の高いヒ酸As(IIIII)に酸化させることにより、除去が容易になるが、その手法の一つとして、亜ヒ酸酸化細菌を用いた生物学的処理法が提案されている。本研究では亜ヒ酸酸化細菌の中でも、有機物の添加をほとんど必要とせず、低コストなヒ素除去プロセスが期待される、独立栄養亜ヒ酸酸化細菌(Chemolithoautotrophic Arsenic Oxidizers: CAOs)を用いた水環境中からのヒ素除去システムの構築を目的としている。国内のヒ素汚染土壌を微生物源とし、これまでに約1年、計24回の継体培養を行うことで10mMの亜ヒ酸ナトリウムを約7目で完全にヒ酸塩に酸化できる安定な集積系を構築することができた。さらに植え継ぎの植菌量を1%から10%に増やしたところ、約5日で10mMの亜ヒ酸ナトリウムを酸化でき、菌体量が増えることにより、亜ヒ酸の酸化が足進された。0.05%のYeast extractを添加した系では、2日以内に10mMの亜ヒ酸ナトリウムが完全に酸化され、また顕微鏡観察において、菌体の増殖促進効果が確認された。この微生物集積系のサンプルを亜ヒ酸1mMを添加したTSA(トリプチケース・ソイブイヨン)培地に塗布たところ、約1週間後に目視にて少なくとも4種類以上の細菌コロニーの存在を確認することができた。本研究は、微生物の機能を活用することを特長として、低コストで効率的な水中からのヒ素除去プロセスの開発を目的としており、As(III)をAs(V)に酸化する化学合成独立栄養細菌(Chemolithoautotrophic Arsenic Oxidizers ; CAOs)を用いたバイオリアクターで吸着性の乏しいAsの吸着性を高めた後、凝集沈殿や樹脂吸着によって水中から除去する試みを行うものである。本年度は、本プロセス構築のカギを握る効率的なCAOsの取得を目指して、集積培養(前年度から継続)のAs(III)酸化能力を向上させるとともに、CAOs集積系内の優占微生物を同定し、そのAs(III)酸化能力の評価を行った。As(III)を唯一の電子供与体として与え、炭素源として重炭酸塩のみを含む培地で、ヒ素汚染土壌を植種源とした継代培養を繰り返し、徐々にAs(III)濃度を高めることによって、概ね1週間程度で10mMのAs(III)をAs(V)に転換することのできる安定なCAOs集積系を構築することに成功した。本集積系内には7種のCAOsと数種のCAOs以外の細菌が共存しており、添加As(III)濃度が1mM程度の場合と10mM程度の場合では、主にAs(III)酸化を担っている微生物が異なっていたことが解った。また、これらの菌株のうち6株は既報のCAOsの多くが属するβ-proteobacteria、1株はα-proteobacteriaに属することを明らかにした。これらのCAOsは、本研究の目的であるヒ素除去プロセスへの適用に有用であることが示唆された。

本年度は、昨年度集積系から分離したCAOsを利用したヒ素除去リアクター構築にあたって、集積系とそれを構成する菌株の特性を理解する必要があることから、その特性把握を中心とした検討を実施した。バッチ試験で、集積系のAs(III)とAs(V)の毒性に対する耐性を確認し、As(III)に対しては、10mMまでであれば、10日以内にAs(V)へと酸化できるが、15mMではAs(V)への酸化に12日以上を要し、20mMでは酸化が認められないことを明らかにした。また、As(V)に対しては、30mMを超えると酸化能力が著しく低下することを明らかにした。したがって、As濃度に対する耐性を考慮して、リアクターを構築していく必要があることを明らかにできた。なお、集積系を構成する菌株として、Hydrogenophagaに近縁のB1株,B2株,C株,Achromobacterに近縁のD株,Achromobacterに近縁のE1株およびE2株の6種類を分離した。亜ヒ酸酸化酵素の大ユニットをコードするaoxB遺伝子を解析した結果、いずれも既知のβプロテオバクテリアのものと類似していることが明らかとなった。
長時間勤務者の健康影響評価方法の開発

電子部品製造業において、労働者の長時間勤務の継続と健康診断の関連について縦断研究を行った。その結果、週40時間以上を長時間勤務とし、3ヶ月以上の連続した長時間勤務が睡眠障害を関連することを確認した。身体症状ととの関連は長時間キム継続期間の延長にともない出現率は上昇していた。症状出現の抑制のため介入を行った結果、長時間勤務者の内、抑うつ調査、燃え尽き症候群調査に基づく指導が有効であること、また、長時間勤務者の健康影響については事業者のトップダウンによる長時間勤務抑制政策が最も有効であることがわかった。研究協力事業場である電子部品製造業との契約を更新した。対象事業場は全国に8拠点を持ち、従業員数は約10,000名である。調査に用いる標準調査票としてBurn-out score、余暇時間及び休日活動状況調査、睡眠状況調査を含めた質問票を作成した。協力事業場において長時間勤務者面接時に標準調査票を実施を開始した。また、過去の長時間勤務従事者面接結果を抽出し、連結可能匿名化を行い、データベースを作成した。すでに研究への協力の承諾を得ている事業場におけるデータベースにある月間労働時間、3ヶ月平均労働時間、睡眠時間、Burn-out score、平均出勤時間、平均退勤時間、該当月休日出勤回数、産業医判定結果、生活習慣、年齢、性別を連結可能匿名化して本研究のデータベースに格納した。匿名化は協力事業場において協力事業場に所属する研究協力者である産業医または保健師が行った。後ろ向き研究における基礎解析を行った。得られたデータベースを用いて、長時間勤務の継続期間と睡眠関連症状、Burn-out score及び概日リズムタイプ等との関連を生存分析等によって検討し、長時間勤務の継続期間が3ヶ月を超えるとBurn-out score、抑うつ傾向、睡眠障害等の有訴率が上昇することを確認した。加えて、work life balanceの先進国である欧州を対象に労働時間と生活の関連について意見交換を行い、また、労働時間管理方法についての調査を行った。協力事業場において長時間勤務者面接時に標準調査票用いることを開始した。また平成26年度の長時間勤務従事者面接結果を抽出し、連結可能匿名化を行い、データベースについかした。平成26年度よりSocial Jetlagについての追加調査を行った。得られたデータベースを用いて、勤務状況、勤務形態とSocial Jetlagの関連を検討した。成果等を国内外の学会において発表を行った。労働者の長時間勤務の継続と健康診断の関連について検討を行った。介入を行った結果、長時間勤務者の内、抑うつ調査、燃え尽き症候群調査に基づく指導が有効であること、また、長時間勤務者の健康影響については事業者のトップダウンによる長時間勤務抑制政策が最も有効であることがわかった。本研究を開始している事業場以外の事業場の調査は予定通り平成26年度から実施できた。

また、研究を開始している事業場においては、過去10年間の長時間勤務者面接記録データベースに昨年度のデータと追加し、データクリーニング,基礎解析を行なった。衛生学平成27年度は、協力事業場において長時間勤務者面接時に標準調査票を実施する。協力事業場において長時間勤務者面接対象者に、同意を得て事業場の問診票に加えて標準調査票を実施する。MEQ調査及びSocial Jetlag調査を継続する。ベイズ推計を用いた解析を継続し、加えて生存分析により長時間勤務の継続期間と「労働者の疲労蓄積度診断チェックリスト」調査項目、睡眠調査結果、Burn-outscore、MEQ調査結果、Social Jetlag調査結果との関連を検討する。また、研究協力者を対象に、得られたデータベースを基に各面接時点での判断を標準調査票の項目を入れた場合についての事前確率と事後確率を求めベイズ推計を用いて、標準調査票の寄与を検討する。本研究を開始している事業場以外の事業場との契約は、標準契約様式の作成を進めていることから、契約の締結は予定よりやや遅れているが、協力事業場の選定は進められており、平成26年度には調査等を行うことが開始できる見込みである。また、研究を開始している事業場においては、過去10年間の長時間勤務者面接記録をデータベース化できたことより、長時間面接の解析を行える体制が整った。学会等での公表が延期となったこと及びSocial Jetlagを調査に追加したことにより、このデータ等のクリーニング作業、整理作業が遅れたため。平成26年度は、平成25年度に計画を開始した事業場以外の協力事業場との契約の締結を継続する。協力事業場において長時間勤務者面接時に標準調査票を実施する。協力事業場におけるパイロット調査を行いMEQ調査の妥当性を評価し、他の事業場にもおいても実施する。標準調査票による調査は平成27年12月まで継続する。平成26年度は、中間解析としてベイズ推計による検討を行い、標準調査票の項目を入れた場合についての慢性疲労等の診断の事前確率と事後確率を求めて標準調査票の寄与を検討する。平成27年度も協力事業場において長時間勤務者面接時の標準調査票の実施を継続する。協力事業場において長時間勤務者面接対象者に、同意を得て事業場の問診票に加えて標準調査票を実施し、長時間勤務者面接結果のデータベースへの格納を行う。解析として生存分析により長時間勤務の継続期間と「労働者の疲労蓄積度診断チェックリスト」調査項目、睡眠調査結果、Burn-out scoreとの関連を検討する。ICOH、日中韓産業保健学術集談会などにおいて公表を行う。
金属とヘテロ原子の複合反応場を利用した高立体選択的反応の開拓

最終年度の研究実績は次の四点に要約される。1.光学活性2-ホルミル-1,3-オキサチアンをイミンあるいはヒドラゾンに導き、種々の有機リチウム反応剤を作用させると、良い収率で高ジアステレオ選択的に誘導体を得ることができた(>99%de)。また、ヒドラゾンとの反応では希土類金属塩化物を共存させることにより、生成物のジアステレオ選択性を逆転させることができた。この反応を利用して天然型・非天然型の光学活性α-アミノ酸の合成が容易に行なうことができる。2.光学活性2-ブテノイル-1,3-オキサチアンに対する1,4-付加反応におけるジアステレオ面区別反応を行なった。基質に、イッテルビウム(III)塩化物共存下、有機銅反応剤を作用させると一方のジアステレオマーが高選択的に得られた。それに対し、有機マグネシウム反応剤を触媒量の銅(I)臭化物存在下作用させると、もう一方のジアステレオマーが高選択的に得られた。このように1,4-付加におけるジアステレオ面の選択が金属とヘテロ原子の複合反応場の利用により可能になった。2.アミン類のα,β-不飽和エステルへの1,4-付加反応において、希土類金属(III)トリフラートが効率の良い触媒として利用できることを見いだした。γ位に不斉炭素を有する基質を用いて行なうと高いジアステレオ選択性(94%de)を得ることができ、光学活性β-ラクタムを容易に合成できるようになった。4.2-アルキル-2-ホルミルアミドにアルキルアルミニウムジクロリドを作用させるとトレオ体の2-アルキル-3-ヒドロキシアミドを選択的に与える。この方法を2-メチル-3-オキソアミドに対するアルキル基の立体選択的付加反応に応用した。2-メチル-3-オキソアミドにトリアルキルアルミニウムやアルキルマンガニウムハライドを反応させると対応する3-ヒドロキシ-2-メチルアミドが高立体選択的に生成した。今回、以下に述べる二つの研究実績を収めた。1.ランタニド反応剤によるオキサチアン誘導体との反応2-アシル-1,3-オキサチアン化合物とイッテルビウムを中心とする希土類金属反応剤との反応において高ジアステレオ選択的アルキル化を達成し、その選択性発現の機構について検討を加えた。その結果、この高度な立体制御は、希土類の金属の種類にも依存するが、主としてオキサチアン環の立体化学によるものであることが明らかになった。すなわち、希土類金属は、オキサチアン環の二つのヘテロ原子である酸素及び硫黄とカルボニル基の酸素の三個のヘテロ原子に配位し、オキサチアン環の立体化学を認識しながらカルボニル基への付加を制御するという立体制御を行っている。さらにこの基質を用い、希土類金属による炭素ー炭素結合生成反応だけでなく希土類金属を用いたヒドリド環元を行い高立体選択的環元半応を行う手法を開発した。2.βーケトアミドの立体選択的反応βーケトアミドに対し有機アルミニウム反応剤あるいは有機亜鉛反応剤を作用させヘテロ原子と金属との相互作用により高ジアステレオ選択的炭素ー炭素結合生成反応を行った。また、塩化マンガンや塩化カルシウムと水素化ホウ素ナトリウムとの組み合わせにより得られる反応剤をβーケトアミドに対し作用させ高ジアステレオ選択的環元反応を行った。以上述べた様に、金属とヘテロ原子との相互作用を利用し、これらが形成する複合反応場を用いて高立体選択的アルコール誘導体合成反応を開発することができた。当該年度の研究実績は次の四点に要約される。

1.光学活性2-ホルミル-1,3-オキサチアンをイミンあるいはヒドラゾンに導き、種々の有機リチウム反応剤を作用させると、良い収率で高ジアステレオ選択的にアミン誘導体を得ることができた(>99%de)。また、ヒドラゾンとの反応では希土類金属塩化物を共存させることにより、生成物のジアステレオ選択性を逆転させることができた。この反応を利用して天然型・非天然型の光学活性α-アミノ酸の合成が容易に行なうことができる。2.光学活性2-ブテノイル-1,3-オキサチアンに対する1,4-付加反応におけるジアステレオ面区別反応を行なった。基質に、イッテルビウム(III)塩化物共存下、有機銅反応剤を作用させると一方のジアステレオマーが高選択的に得られた。それに対し、有機マグネシウム反応剤を触媒量の銅(I)臭化物存在下作用させると、もう一方のジアステレオマーが高選択的に得られた。このように1,4-付加におけるジアステレオ面の選択が金属とヘテロ原子の複合反応場の利用により可能になった。3.アミン類のα,β-不飽和エステルへの1,4-付加反応において,希土類金属(III)トリフラートが効率の良い触媒として利用できることを見いだした。γ位に不斉炭素を有する基質を用いて行なうと高いジアステレオ選択性(94%de)を得ることができ、光学活性β-ラクタムを容易に合成できるようになった。4.2-アルキル-2-ホルミルアミドにアルキルアルミニウムジクロリドを作用させるとトレオ体の2-アルキル-3-ヒドロキシアミドを選択的に与える。この方法を2-メチル-3-オキソアミドに対するアルキル基の立体選択的付加反応に応用した。2-メチル-3-オキソアミドにトリアルキルアルミニウムやアルキルマンガニウムハライドを反応させると対応する3-ヒドロキシ-2-メチルアミドが高立体選択的に生成した。
情報公開方法の違いが社会厚生に与える影響に関する理論研究

本研究では、情報公開方法の違いが社会厚生に与える影響に関する二つの課題で、理論研究を行った。一つ目は、情報を獲得する為に、市場参加者自身が費用を負担する場合を考察した。この場合、定額料金で情報を公開すると社会厚生が改善しないことを示した。また、その解決策となる価格付け方法を提示した。二つ目は、公的な情報の精度が高い市場と低い市場を想定して、私的情報が高い市場参加者と低い市場参加者が、それぞれどちらに参入するかを考察した。その結果、パラメータごとに、さまざまな分離が起こることを特徴付けた。この研究では、情報公開方法の違いが社会厚生に与える影響を分析するという課題に取り組んでいる。平成26年度は、当局の情報を獲得するためには情報使用料を支払わなければならないという設定を導入した理論分析を行った。具体的には、当局の情報を利用する市場参加者はτの情報利用料を支払わなければならないが、利用しない場合は支払う必要がないという設定をCornand and Heinemann(2008)の理論モデルに導入した。その結果、次のような均衡が存在することを示すことができた。はじめに、当局がある固定価格τで情報を販売する状況を分析した。このときは、各市場参加者が情報を購入する費用は、情報利用者数に依存せず一定になる。その一方、情報を購入する便益は、ケインズ型美人投票ゲームの特徴である戦略的補完性によって、情報利用者数が増えるほど増加する。したがって、ネット便益は利用者数に関して右上がりの関数になり、部分公開均衡が達成されることが示せた。ただし、部分公開均衡は不安定な均衡であることが分かった。なぜなら、戦略的補完性が存在するためにエージェントの反応関数が右上がりになるため、部分公開均衡よりもわずかに多くの(少ない)利用者が情報を購入すると、完全公開均衡(非公開均衡)に大きく変化するからである。この結果は、部分公開政策の実行が難しいことを意味している。次に、均衡が不安定になる問題を解決する方法を提示した。具体的には、利用者数が増加すると情報利用料が高額になるような価格体系を導入した。その結果、政府が適切に料金設定を行うことによって、部分公開均衡が安定的になることを理論的に示した。以上の結果は、中央銀行をはじめとする当局の情報の透明性が活発に議論されている中で、政策提言としての価値も高いと考えている。研究成果は大阪大学社会経済研究所のディスカッションペーパーとして公表している。この研究では、情報公開の方法の違いが社会厚生に与える影響を分析するという課題に取り組んだ。平成27年度は二つの課題に取り組んだ。一つ目は、証券市場で公開する情報の精度を操作することを通じて、プロ向け市場にプロ投資家が参入するインセンティブを担保する条件を導出する課題である。この課題では、現実の状況に即した形でモデル構築を行ったが、そのモデルでは、均衡が複数出てきた。パラメータが複雑に影響し合っているために、それらの複数均衡を直感的に説明できない状況に陥っている。現在、論点を絞り込むことでモデルの一部を簡略化し、均衡を絞り込む作業を行っている。二つ目は、平成26年度に取り組んでた課題の改良を行っている。具体的には、情報取得を内生化した理論モデルの改良と、論文の改訂作業に取り組んだ。この課題は26年度にディスカッションペーパーとして発表し、国際査読誌に投稿した。その際、エディターとレフェリーから多くの有益なコメントをもらうことができた。27年度は、それらのコメントを受けて論文を改訂し、再び投稿を行った。本研究課題における26年度の計画は当初の計画以上に進展した。順調に理論モデルを構築し、その結果をディスカッションペーパーとして公表することができた。現在、当該研究成果を国際査読誌に投稿している。26年度の計画が順調に進展したことを受けて、27年度計画を前倒しで取り組んだ。また、26年度の研究計画に取り組む過程で、新たな研究課題が見つかった点は非常に大きな成果であった。具体的には、美人投票ゲーム等で高次の予想を行う際の出発点となるLevel-0 agentの仮定が、既存の研究文脈にから得られる知見では不十分である点を発見した。今後はこの課題にも取り組んで行く計画である。情報の経済学27年度に取り組む計画であった課題は、26年度の計画が計画以上に進行したため、前倒しで取り組んでいる。ただし、この研究に関して、我々が当初想定していたよりも複雑な要因が絡んできて、理論モデルの分析が難航している。均衡は導出できたのだが、パラメータが複雑に影響し合っているために、解析的な分析が困難だという課題に直面している。我々の予想した均衡は存在するが、それ以外の均衡も多く存在することがわかった。そのため、数値計算によって結果を分類する等、何らかの工夫が必要になってきている。また、理論上は複数均衡になる状況も存在するため、経済実験を行うことも計画している。

予算の申請段階では、26年度の課題に関しても数値計算が必要であると考えられたため、Mathematicaを購入する予定であった。しかし、26年度に取り組んだ課題に関しては共同研究者との研究打ち合わせの機会も多く作ることができて、当初の想定以上に解析的な分析が順調に行えた。そのため、旅費に関しては当初の計画以上になったが、Mathematica購入費用が必要ではなかったために、予算が余ることになった。27年度に予定している研究計画では、先の「今後の研究推進計画」でも記述したように、解析的な分析が困難な状況に陥っているため、Mathematicaが必要になっている。そこで、今年度はMathematicaを導入するため、繰越分を充当する計画である。他の予算については、計画通りの執行を予定している。
ハプテン合成による抗シガトキシン抗体の研究

シガトキシン左端ABC環部ハプテンを設計、合成した。2位に関する1:1エピマー混合物である。これをタンパクコンジュゲートとした人工抗原を作製して、3種のモノクローナル抗体(4H2,6F12,6H7)を得た。抗体それぞれについて、別途合成したハプテンとの交差活性をELISA法で検定した結果、非常に興味深いことが分かった。即ち、得られた抗体それぞれは、2位立体配置を完全に識別する能力を持っていた。つまり、4H2と6F12は2S配置を完全に認識し、6H7は2R配置を認識した。従って、天然型配置を認識するモノクローナル抗体4H2と6F12が抗シガトキシン抗体として有望である。そこで、それらのシガトキシンとの交差活性をELISA法で検定したが、シガトキシン検出に実用可能なほど十分な結合能を示さなかった(Kd>mM)。高感度で検定できる抗体(KdnM)の調製には、更に検討が必要なことが分かったので、新たにハプテンコンジュゲートを合成した。従来法では大変な労力と時間を要した。しかし、閉環オレフィンメタセシス(Ru)や遷移金属触媒(Pd,Ni)を駆使した新合成法によって、ハプテン合成も大変迅速にできるようになり、5種のハプテンコンジュゲートをマウスに免疫することができた。更に、遺伝子改変による抗体の改良を開始することができた。モノクローナル抗体(4H2)のアミノ酸配列を決定し、ホモロジーモデリングで三次元構造を構築したところ、ループ領域であるCDRH3部分が、ハプテンとの相互作用に深く関与していると推察された。現在、ファージディスプレイ法を利用して、抗体のハプテン認識部位のアミノ酸残基を変化させた抗体ライブラリーを作製中である。また、ファージ抗体のハプテンへの結合特性を手早く評価するため、最近、表面プラズモン共鳴センサーを用いたアッセイ系を確立した。食中毒シガテラの対応策として、原因毒である海産ポリエーテル化合物の高感度な検定法の開発が期待されている.本年度は、主要原因毒であるシガトキシン1Bを認識する抗体の調製を検討した。シガトキシン1B(2S.5R)のABC環部にリンカーを導入したハプテンを設計した。B環部としてD-グルコースを利用し、A環、C環、側鎖の順に、合成を進めた。繊細で高度に官能化されたA環部及び側鎖の構築が問題となった。多段階(>40工程)を要したが、2位のエピマー混合物であるハプテンを合成できた。これをキャリアータンパクBSA及びKLHとそれぞれ結合し、コンジュゲートを作成した.ハプテンとOHとのコンジュゲートを人工抗原として、マウスを免疫し、3種のモノクローナル抗体(4H2,6Fl2,6H7)の調製に成功した。まず、ELISA法による競争阻害実験から、2位エピマー混合物であるハプテンに対して、交差活性を比較した。6H7と6F12の場合、十分な交差活性を確認できたが、4H2は弱かった。別途合成したリンカーのないABC環部のエピマー、(2S)及び(2R)を用い、それぞれ同様に交差活性を調べた。6H7は2R配置のABC環部を、4H2と6F12は2S配置を認識し、2位の立体化学を識別していることが分かった。更に、シガトキシンlBの絶対配置(2S)を考慮して、6F12によるシガトキシン1Bの認識を検討した。

同様の阻害実験から、弱いながらも交差活性を確認できた。現在、3種の抗体の機能改変と再免疫を検討すべく、より短段階でのハプテンの合成を迅速に進めている。本研究は、抗シガトキシン抗体用ハプテンとして、順次、ABC、ABCD、ABCDE環フラグメントを合成し、系統的に抗体価の変化を調べながら、モノクローナル抗体の作製を検討することを目的とする。本年度は、シガテラ食中毒の主原因毒である、シガトキシン(CTX1B)用抗体の人工抗原ハプテンとしてABC環フラグメントを合成した。更に、シガトキシン3C(CTX3C)用抗体の人工抗体ハプテンとしてABC及びABCD環フラグメントを合成した。従来の合成法より格段に優れたオレフィンメタセシスを活用する方法を確立し、更に、それぞれタンパクコンジュゲートを合成し、マウスに免役し、抗ハプテンモノクローナル抗体を調製中である。以前に合成したABC環フラグメントを使って得た抗体は、シガトキシンに対する反応性が十分に高くなかった。そこで、この抗体の遺伝子配列を決めた。ファージミッドライブラリー法により、より感度の高い抗体をスクリーニング中である。シガテラ食中毒の主原因毒である、シガトキシン(CTX1B)用抗体の人工抗原ハプテンとしてABC環フラグメントを簡便に合成する方法を開発し、KLHタンパク質とコンジュゲートにしてマウスに免疫させた。更に、従来の合成法より格段に優れたオレフィンメタセシスを活用する方法によって、シガトキシン3C(CTX3C)用抗体の人工抗原ハプテンとしてABC環、ABCD環、ABCDE環及び、IJKLM環フラグメントを合成した。そして、それぞれのKLHタンパクコンジュゲートを合成し、マウスに免疫し、抗ハプテンモノクローナル抗体を調製中である。そこで、この抗体の遺伝子配列に基づいてファージミッドライブラリー法により、より感度の高い抗体をスクリーニング中である。更に、プラズモン共鳴装置を用いて、シガトキシン類と抗体間の結合定数を簡便かつ迅速に測定する方法を確立した。
メダカ精巣分化過程における性的可塑性の分子機構

本研究課題では、魚類性分化機構の研究の最も進展しているメダカのエストロゲンによる性転換誘起系を用いて、精巣分化に伴う精巣構成体細胞の性的可塑性能の分子機構について検討した。エストロゲンによって性転換可能な精巣分化期では、エストロゲンによってセルトリ細胞におけるfoxl2の誘起がみられ、エストロゲン処理終了後もその発現は継続するが、雄型マーカー遺伝子であるgsdf-1, dmrt1はその発現抑制がみられるようになる。しかし、エストロゲンによるこれらの雄型遺伝子の発現抑制は精巣分化の進行(性転換卵巣分化の不可)に伴って完全には起こらなくなる。このことは精巣組織構築の進行に伴ってセルトリ細胞の性的可塑性能が限定されていくことを示唆する。脊椎動物では、生殖腺構成細胞(生殖原細胞、体細胞)は、完全か否かはともかく、性的可塑性能を持つことが知られている。魚類では、自然環境条件下で性転換する種以外においても最近、性分化の臨界期を過ぎた成熟雌で機能的な性転換を誘起できることから、卵巣構成細胞が成熟個体においても完全な性的可塑性を保持し続けることが明らかとなった。しかし、遺伝的雄から機能的な雌への性転換はこの時期(臨界期)を超えた場合は誘起されない。実際、メダカ雄では、エストロゲンおよびエストロゲン様物質で極めて容易に精細管中に卵母細胞(精巣卵)の形成が誘起できるが、けっして卵巣への性転換は起こらない。本研究課題では、魚類性分化機構の研究の最も進展しているメダカを用いて、エストロゲンによる性転換誘起系を用いて、精巣分化に伴う精巣構成体細胞の性的可塑性能の分子機構の実態を明らかにすることを目的とする。精巣分化に伴う精巣構成体細胞の性的可塑性能の実態を検討した結果、エストロゲンによってDMRT1の発現抑制が誘導されるが、性転換臨界期を超えると完全な抑制はみられなかった。また、新規のセルトリ細胞系列の分化マーカーであるgsdf-1も同様にエストロゲンで発現抑制が誘導された。一方、Fox12は時期に関係なく、その発現誘導がみられたが、処理終了後、卵巣方向への分化転換が起こらなかった場合、その発現は消失した。また、成体雄での精巣卵形成誘起過程においても、Fox12の発現誘導は全てのセルトリ細胞でみられるが、DMRT1は完全には抑制されず、エストロゲン処理終了後、時系列の進行に伴ってFox12の発現は低下し、消失することが明らかとなった。これらの結果から、セルトリ細胞系列の性的可塑性能は、雄型遺伝子発現の抑制に依存することが示唆された。エストロゲンによって性転換可能な精巣分化期では、エストロゲン処理によってセルトリ細胞におけるfoxl2の誘起がみられ、エストロゲン処理終了後もその発現は継続する。また、gsdf-1,dmrt1の発現抑制がみられるようになる。gsdf-1,dmrt1はエストロゲン処理終了後も発現抑制され、その発現は検出されなくなった。これらの結果からエストロゲン処理終了後もセルトリ細胞におけるgsdf-1,dmrt1の発現の復帰がみられないこと、およびfoxl2の発現は維持されることが精巣卵形成過程と異なることが明らかとなった。脊椎動物では、生殖腺構成細胞(生殖原細胞、体細胞)は、完全か否かはともかく、性的可塑性能を持つことが知られ手いる。

魚類では、自然環境条件下で性転換する種以外においても最近、性分化の臨界期を過ぎた成熟雌で機能的な性転換を誘起できることから、卵巣構成細胞が成熟個体においても完全な性的可塑性を保持し続けることが明らかとなったが、遺伝的雄から機能的な雌への性転換はこの臨界期を超えた場合は誘起されない。実際、メダカ雄では、エストロゲンおよびエストロゲン様物質で極めて容易に精細管中に卵母細胞(精巣卵)の分化が誘起できるが、卵巣への性転換は起こらない。本研究課題では、魚類性分化機構の研究の最も進展しているメダカのエストロゲンによる性転換誘起系を用いて、精巣分化に伴う精巣構成体細胞の性的可塑性能の分子機構について検討した。エストロゲンによって性転換可能な精巣分化期では、エストロゲンによってセルトリ細胞におけるノfoxl2の誘起がみられ、エストロゲン処理終了後もその発現は継続するが、雄型マーカー遺伝子であるgsdf-1,dmrt1はその発現抑制がみられるようになる。gsdf-1,dmrt1は卵巣への分化転換によって最終的にはその発現は検出されなくなる。しかし、エストロゲンによるこれらの雄型遺伝子の発現抑制は精巣分化の進行(性転換卵巣分化の不可)に伴って完全には起こらなくなる。このことは精巣組織構築の進行に伴ってセルトリ細胞の性的可塑性能が限定されていくことを示唆する。また、性転換卵巣分化において、上記の性特異発現遺伝子以外に42Sp50,R-spomdin1等の発現がup-regulateされることが明らかとなった。現在、性転換卵巣分化誘起に伴ってup-regulateされる遺伝子に対する欠失変異体の作製を行ない、その機能解析を試みている。
エネルギー変換・貯蔵用Mg-14族系合金粉末の低温固相合成法の開発

本研究では、従来の溶解法では作製困難であったMg系高融点材料(Mg2Si, Mg2Ge)および化学的に類似したMg2Snについて、第3元素として水素を介在させた新たな粉末冶金法を開発し、その反応メカニズムについて検討を行った。これは溶解を伴わない低温下での固相合成法であり、従来の溶解法と比較すると700K以上もの飛躍的な低温合成が可能となった。本研究において得られた知見を積極的に用いることで、過酷な温度管理等による組成制御の必要性がなくなることから、同系材料の研究開発の裾野が広がるのではないかと期待される。本研究課題では、機能性無機材料として期待されるMg-14族系金属間化合物の中から、Mg2Si, Mg2Geの高融点合金、および化学的に類似したMg2Snの作製方法について、従来の溶解法ではなく、水素を利用した新たな低温合成法の検討を目的としている。該当年度では、特に原材料粉末に水素雰囲気暴露・真空暴露を繰り返すことで、合金相の形成・成長をとその合金化挙動を整理することに主眼を置いた。その結果、いずれの金属間化合物においても、600K程度の低温下で原材料粉末に水素雰囲気暴露・真空暴露を繰り返すことで、金属間化合物が得られることが明らかとなった。また、得られる金属間化合物粉末については、その粒径が14属元素の原材料粉末粒径に強く依存することが分った。これは、合金形成時には、14族元素にMg元素が侵入しながら金属間化合物相を形成していく機構を反映しているものと考えられ、予め原材料の粉体粒径を選択しておくことで、得られる金属間化合物の粒径を当該反応で制御することが出来ることが確認された。また、金属間化合物の形成が、Mgの水素吸収・放出を伴いながら進行することから、原材料混合粉末に対する水素吸収量と放出量を定量的に調べたところ、水素暴露・真空暴露を繰り返すほど、水素吸収量・放出量が低下していることが分かった。該当金属間化合物は水素を吸収しないことが知られていることから、水素雰囲気暴露・真空暴露を繰り返すことで金属間化合物が成長している結果と良く一致している。これらの成果については、日本セラミックス協会第27回秋季シンポジウム、第75回応用物理学会学術講演会、日本金属学会2014年秋期大会で報告したほか、Journal of the Society of Inorganic Materials, Japan 21(2014)401-404に論文として掲載された。本研究課題では、機能性無機材料として大きく期待をされているマグネシウムー14族元素系金属間化合物の中から、特にMg2SiならびにMg2Geの高融点合金、さらに化学的に類似したMg2Snの作製方法につして、従来の溶解法ではなく、水素を利用した新たな低温固相合成法の開発と検討を目的としている。該当年度では、前年度に行った「原材料粉末に水素雰囲気暴露・真空暴露を繰り返す」手法によって得られた結果を基に作図された圧力ー組成等温線を利用し、混合粉体内におけるMgの水素吸収量ならびに放出量を厳密に制御しながら、水素の吸収または放出に伴う合金形成の過程を系統的に追跡した。Mgへの水素吸収量が異なる試料を作製し、粉末XRDによって相の同定を行った結果、反応の初期段階ではMgへの水素吸収が支配的であり、反応の中期から後期にかけては、i)MgH2→Mg+H2およびii)2Mg+Si→Mg2Siなる2つの化学反応が同時に進行していることが明らかとなった。これは、他の14族元素とMgとの組み合わせにおいても同様であった。一方、異なる温度において、合金形成反応を追跡し、合金形成速度をアレニウスプロットとして整理した結果、水素の介在によって固相合成される当該反応では、従来の溶解法によって合成される反応と比較して、その合金形成に関わる活性化エネルギーが約40%程度にまで小さくなることが分かった。この大幅な活性化エネルギーの減少は、飛躍的な低温下で進行する結果と強い相関があるものと考えられる。これらの成果については、第76回応用物理学会秋季学術講演会、第25回日本MRS年次大会(招待講演)で報告を行ったほか、研究内容の紹介として真空ジャーナルに掲載されることが決定している。平成27年度においては、2通りのアプローチで研究を行う予定であった。即ち、(1)Mg粉末とSi,Ge,Snの14族元素群粉末に対し、前年度に得られた圧力ー組成等温線を基にMgに対する水素吸収量を厳密に制御し、合金が形成される挙動を追跡すること。(2)異なる温度による合金形成挙動を整理し、化学反応速度論の見地から知見を得ること。(1)の内容については、混合粉末に水素をさらすことによって、反応初期段階では「Mgへの水素吸収」が支配的であるのに対し、反応中期から後期にかけては、「Mgからの水素放出およびMgと14族元素との合金形成反応」が支配的であるとの知見が得られ、当初の目的である反応過程を明らかにする結果が得られた。これは、前年度に定性的に得られた「Mgが水素を吸収する際よりも、水素を放出する際に金属間化合物の成長が顕著である」という結果を定量的の補完した内容となり、今年度の大きな成果となった。一方、(2)の内容については、合金化反応を時間軸を導入して、その反応過程を追跡した結果であり、合金形成時の活性化エネルギーが水素の介在によって著しく低下することを定量的に見出した結果である。

これは、従来の溶解法と比較して、水素を介在させると飛躍的な低温下でも合金化反応が進行する事実と非常に相関性が高いものと考えられることから、次年度以降の詳細な化学反応速度論的研究の足掛かりとなる結果であり、今後の見通しも良好である。本研究課題では、機能性無機材料として大きく期待をされているマグネシウムー14族元素系金属間化合物の中から、特にMg2SiならびにMg2Geの高融点合金、さらに化学的に類似したMg2Snの作製方法について、伝統的な溶解法によらず、水素を利用した新たな低温固相合成法の開発とそのメカニズムについて検討することを目的としている。最終年度では、水素が雰囲気として介在することで、MgおよびSi表面の酸化物層が還元され、清浄表面を有するMgとSi表面が接触して反応が進行するものと結論することが出来た。これは、水素が直接還元を促す訳ではなく、Mgに水素が吸収されることで微粉化・清浄表面の露出が起こり、エリンガムの原理によって雰囲気中の酸素分圧を低下させ、その低酸素分圧雰囲気がさらにSi表面の酸素を脱離させるというサイクルを促していることに起因している。水素が介在することで出現する圧倒的な低温下での合金形成反応は、元素表面同士の電子授受を阻害している酸化物表面を間接的に除去することで起こっていると考えられる。研究期間全体として、従来の溶解法では作製困難であった高融点材料の新たな低温固相合成法を開発し、その反応メカニズムについて明らかとした。特にMg2Siは希少元素を用いない熱電変換材料等として注目をされており、本研究において得られた知見と合成を積極的に用いることで、過酷な温度管理等による組成制御の必要性がなくなることから、同材料の研究開発の裾野が広がるのではないかと期待することが出来る。本研究では、従来の溶解法では作製困難であったMg系高融点材料(Mg2Si, Mg2Ge)および化学的に類似したMg2Snについて、第3元素として水素を介在させた新たな粉末冶金法を開発し、その反応メカニズムについて検討を行った。これは溶解を伴わない低温下での固相合成法であり、従来の溶解法と比較すると700K以上もの飛躍的な低温合成が可能となった。本研究において得られた知見を積極的に用いることで、過酷な温度管理等による組成制御の必要性がなくなることから、同系材料の研究開発の裾野が広がるのではないかと期待される。平成26年度においては、2通りのアプローチで研究を行う予定であった。即ち、(1) Mg粉末とSi、Ge、Snの14族元素群粉末の混合粉末において、水素雰囲気暴露・真空雰囲気暴露を繰り返すことで、金属間化合物の形成挙動を観察。(2) Mgが水素を吸収する挙動を定量的に計測し、金属間化合物形成に水素が果たす役割を整理すること。これらについては、ほぼ順調に研究が進展していると考える。(1)の内容については、何れの混合粉末においても、600K程度の低温下で水素雰囲気暴露・真空暴露を繰り返すことで、金属間化合物が得られることが昭かとなっており、また得られた金属間化合物粉末については、その粒径が14属元素の原材料粉末粒径に強く依存するなど、合金形成時には、14族元素にMg元素が侵入しながら金属間化合物相を形成していく機構を見出すことができた。
高悪性度唾液腺癌における上皮間葉転換に基づく治療耐性機序の解明

頭頸部癌における分子生物学的研究のターゲットはほとんどが扁平上皮癌であり、耳下腺癌をはじめとした高悪性度唾液腺癌はその盲点となっている。本腫瘍の生物学的悪性度は極めて高く、繰り返す再発・転移など、高度の“治療抵抗性"を有する。本研究は蛋白・遺伝子情報を解析することで、間質浸潤能の獲得に関与する上皮間葉転換(EMT)現象と、それに連なる再発転移機構を分析することを目的とした。EMCに関与する可能性のあるEGFR、Her2の分子機序について検討し、HER2,EGFRの遺伝子異常がMAML2キメラ遺伝子発現型低悪性度粘表皮癌の高悪性転化に関与していることを突き止めた。高悪性度耳下腺癌の生物学的悪性度は極めて高く、繰り返す再発・転移など、高度の“治療抵抗性"を有する。本研究は蛋白・遺伝子情報を解析することで、間質浸潤能の獲得に関与する上皮間葉転換(EMT)現象と、それに連なる再発転移機構を分析し、さらに抗癌剤、放射線治療における治療耐性機序を解明、治療困難とされる本腫瘍の分子標的治療の“糸口"を探ることを目的とする。唾液腺高悪性度腫瘍は代表的に唾液腺管癌(SDC)、高悪性型腺様嚢胞癌( ACC)、多形腺腫内癌(Ca ex pleo)、腺癌(NOS)などの代表的組織型が知られている。当科ではSDC及びCa ex pleoに関して詳細な検討を行ってきた。特に文献中のS100Pはパイロットスタディーとして行った、Ca ex pleoにおけるmicroarrayでも高発現を示しており、高悪性度のマーカーとして注目している。代表研究者らは高悪性度粘表皮癌に関してWnt signalの関与を報告した。そこで高悪性性唾液腺癌患者から得られた凍結手術標本を用い、抽出キッドを用いてmRNAを抽出、正常組織との遺伝子発現量をmicroarrayで比較する。その際、組織型による差異を検討し、EMTに関与する各種signal(Wnt関連因子,Hif-1など)の系の発現を専用の解析ソフトを用いて解析する。各腫瘍別にEMTの特徴を分類する。これにより、EMTと関連するoncogenic signalの中でどの系が動いているかを明らかにすべく研究を進行中である。唾液腺高悪性度腫瘍は代表的に唾液腺管癌(SDC)、高悪性型腺様嚢胞癌(ACC)、多形腺腫内癌(Ca ex pleo)、腺癌(NOS)などの代表的組織型が知られている。頭頸部癌のほとんどは扁平上皮癌でありその解析は他方面から進んでいるが、腺癌が主体の唾液腺癌は全頭頸部癌の3%程度であり、病理学的分類の複雑さと症例の集積の難しさから、分子生物学的解析に関してほとんど報告が無いのが現状である。さらに唾液腺癌の約4割を占める、高悪性度型腺癌に対する治療は極めて困難で、側頭骨浸潤、顔面神経の処理など解剖学的複雑さに起因する切除範囲決定の難しさと、放射線治療、化学療法などの既存の治療の有効性が低い現状を考えると、日常臨床の現場では大きな問題となっている。中でも化学療法、放射線療法への治療抵抗性が重要で、その克服は耳鼻咽喉科・頭頸部外科医師にとっての大きな課題と考える。

特に腺様嚢胞癌、唾液腺管癌などの癌は神経浸潤、遠隔転移により最終的に治療不能となる例も多々存在し、全く新しい治療法の確立が強く待たれるところである。また、多形腺腫などの良性腫瘍の中にも被膜外浸潤を伴う、いわゆるinvasive carcinoma ex pleomorphic adenomaなど、いわゆるprogressionとして生物学的な高悪性形質を獲得する側面もあり、そのtumorgenesisの多彩さは際立っていることが、より治療を難しくしている。代表研究者らは、高悪性度粘表皮癌における高悪性化機序にWnt signalが関与することを示した。また高悪性度唾液腺癌における上皮間葉転換に基づく治療耐性機序を明らかにするため、EMT関連因子の解析を行った。免疫染色、PCRなどを用いて臨床病理学的及び分子生物学的解析を行った。また、近年セツキシマブなどのEGFR関連解析が進んでおり、その分子生物学的解析を行った。その結果、EGFRの免疫組織学的発現より、細胞内の遺伝子増幅が放射線感受性などの治療感受性に関与する可能性が示唆された。外科病理学必要とする機材の購入が遅れているため。可能な限り早急に購入を予定している。高悪性性唾液腺癌患者から得られた凍結手術標本を用い、抽出キッドを用いてmRNAを抽出、正常組織との遺伝子発現量をmicroarrayで比較した。その際、組織型による差異を検討し、EMTに関与する各種signal(Wnt関連因子,Hif-1など)の系の発現を専用の解析ソフトを用いて解析する。各腫瘍別にEMTの特徴を分類した。これにより、EMTと関連するoncogenic signalの中でどの系が動いているかを検討した。唾液腺管癌(SDC)、高悪性型腺様嚢胞癌(ACC)、多形腺腫内癌(Ca ex pleo)、腺癌(NOS)の4つの代表的高悪性度組織型腫瘍から得られた培養細胞を初代培養し、今後の実験に用いるcell lineとする。EMTによる放射線及び化学療法の治療抵抗性は治療後の幹細胞発現量、発現様式によって規定されていると言われている。( Louie et al. 2010)上記細胞株を用いて、放射線および抗癌剤を作用させ、作用後の細胞の形質を解析する。幹細胞はCD133,CD24,CD133,Oct4,ABCG2などの幹細胞マーカーを用い、EMT現象に関与する幹細胞出現比率をフローサイトメトリーで解析する。購入予定の機材が間に合わなかったため。機器の購入を検討中あである。上記研究遂行のための、PCR周辺機器を購入予定である。
4族遷移金属ポストメタロセン錯体の合成と小分子の活性化

フェノキシドを基盤としてカルベンやアニソール、アリールチオラートなどを組み合わせた混合型多座配位子を開発し、新規な4族チタン、ジルコニウム錯体を合成して分子構造を解明した。配位子の立体的効果、電子的効果、キレート効果について詳細に検討し、反応活性な金属錯体を設計・合成する上での重要な知見を得た。合成した前周期遷移金属錯体を用いて、水素分子、窒素分子、一酸化炭素、二酸化炭素などの小分子を活性化することに成功した。具体的な研究実績としては、アニソール-フェノキシド混合型三座配位子を有するジルコニウム錯体を合成し、水素と一酸化炭素を穏和な条件(常温・常圧)で活性化して、有機物として選択的にアレンに変換するフィッシャー・トロプシュ型反応を見いだした。一酸化炭素の酸素原子由来である架橋オキソ配位子をケイ素試薬によってシロキサンとして脱離させ、均一系反応による合成サイクルを構築した。また、ジルコニウムアルキル錯体とトリス(ペンタフルオロフェニル)ボランから調製したカチオン性ジルコニウム錯体が、触媒として機能する系を発見し、二酸化炭素とヒドロシランからメタンとシロキサンに変換する新しい均一系触媒反応を開発した。この反応は常温・常圧の穏和な条件で定量的に進行する。ルイス酸性が高くイオン半径の大きな金属反応場を構築し、酸素と親和性の高いケイ素の性質を活かして、二酸化炭素の酸素原子をシリコーンなどの有機ケイ素材料に導入した。さらに、直鎖型および分岐型三座フェノキシド配位子を補助配位子とする5族ニオブ錯体を用いて、窒素分子を六電子還元し、窒素-窒素三重結合を切断した。分岐型三座フェノキシド配位子を有するニオブヒドリド錯体を合成・単離し、水素分子の還元的脱離を伴いながら、窒素分子が還元されて三重結合を切断する新しい反応を見いだした。生成したニトリド錯体の構造と反応性について明らかにした。平成17年度は、分岐型三座フェノキシド配位子、カルベン-フェノキシド混合型三座配位子、アニソール-フェノキシド混合型三座配位子を用いて、ポストメタロセン錯体に関する研究を遂行した。分岐状三座フェノキシド配位子を有する新規な4族チタン、ジルコニウム錯体を合成して分子構造を決定した。金属-炭素結合を有する前周期遷移金属アトラン錯体を合成した。また、金属間結合を有する従来にないアトラン化合物を合成し、結晶構造を解明した。カルベン-フェノキシド混合型三座配位子を有する4族遷移金属錯体を合成して構造学的特徴を明らかにした。また、非常に嵩高いアダマンチル基をオルト位に2つ有するフェノキシド配位子を開発し、4族チタン、ジルコニウム錯体を合成した。一連の金属錯体の分子構造を解明することにより、配位子の立体効果とキレート効果について詳細に検討し、反応活性な金属錯体を設計・合成する上での重要な知見を得た。また、金属錯体を用いて一酸化炭素及び二酸化炭素の活性化に成功した。具体的には、アニソール-フェノキシド混合型三座配位子を有するジルコニウム錯体を用いて、水素と一酸化炭素を穏和な条件下(常温・常圧)活性化し、有機物として選択的にアレンに変換する反応を見出した。また、一酸化炭素の酸素原子由来である架橋オキソ配位子をケイ素試薬によってシロキサンとして脱離させ、均一系反応による合成サイクルを構築した。さらに、二酸化炭素からアルデヒド、イミンへと変換する新規な量論反応を開発した。カチオン性4族遷移金属錯体を用いて、二酸化炭素からメタンへと変換する触媒反応を開発した。

平成18年度は、平成17年度に引き続き、多座フェノキシド配位子を補助配位子とする4族遷移金属錯体の研究を行った。分岐状三脚型フェノキシド配位子では、チタン-炭素結合を有する新規なアトラン錯体を合成した。ジルコニウムアトラン錯体と分子構造を比較した。アニソール-フェノキシド混合型三座配位子では、チタン、ジルコニウム錯体に加えて、ハフニウム錯体を合成した。アニソールとフェノキシドの2種類の配位子を有する4族遷移金属錯体の構造学的特徴について系統的に調査した。酸素配位子であるフェノキシドと硫黄配位子であるアリールチオラートを組み合わせた新規な混合型二座配位子を設計・開発した。この配位子を有するチタンのクロロ、アミド、アルキル錯体を合成して結晶構造を明らかにした。混合型配位子の金属周りの配位環境に及ぼすキレート効果、立体効果、電子的効果について詳細に検討し、反応活性な金属錯体分子を創出する上での重要な知見を得た。オルト位に嵩高いアダマンチル基が置換した単座フェノキシド配位子を有するジルコニウム錯体を研究した。ジクロロ錯体の還元反応により、ベンゼン環が2つの金属によってサンドイッチされた二核錯体を合成することに成功した。また、様々なフェノキシド配位子を有するジルコニウムアルキル錯体とトリス(ペンタフルオロフェニル)ボランとの反応により、カチオン性ジルコニウム錯体を調製した。このカチオン種を触媒として、二酸化炭素のダブルヒドロシリル化反応を調査した。効率良くジシロキシメタン化合物に変換されることを見いだした。ボランの存在化、エーテル結合はヒドロシランと容易に反応し、シロキサンとメタンに変換されることを明らかにした。平成19年度は、平成18年度に引き続き、前周期遷移金属錯体を用いた気体小分子の活性化に関する研究を遂行した。多座アリールオキシド配位子を補助配位子とする4族チタン、ジルコニウム錯体を中心にポストメタロセン錯体を合成し、それらの分子構造をX線結晶構造解析により明らかにした。また、金属上での窒素分子、一酸化炭素、二酸化炭素などの小分子の変換反応について実験化学および理論化学の両面から調査した。多座配位子のキレート効果、酸素配位子の電子的効果などについて詳細に検討し、小分子を活性化し得る非常に反応活性な金属中心の設計指針、設計理論について理解を深めた。5族ニオブ錯体についても理論計算化学を駆使して窒素分子の三重結合切断の反応機構を考察した。また、実際に合成単離したヒドリド錯体を前駆体として用いて、水素分子の還元的脱離を伴いながら、窒素分子が還元されて三重結合を切断する新しい反応を見いだした。さらに平成19年度では、新しい4族ポストメタロセン錯体として、非常にかさ高い単座アリールオキシド配位子を有するジルコニウム錯体を合成することに成功した。かさ高いアダマンチル基をオルト位に2つ有するフェノール誘導体に加えて、五員環と六員環が縮環したヒドロインダセン骨格を有するフェノール誘導体を合成し、それらを金属上に有するポストメタロセン錯体を設計開発した。金属周りの配位環境に及ぼす単座配位子の立体効果について系統的に明らかにした。