hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
コンパクトケーラー多様体の標準系の研究

主目的であるコンパクト・ケーラー多様体のケーラー族における多重種数の変形不変性については、進展は部分的なものに留まっています。得られた結果は今のところ前空間の相対標準測が擬正という条件下で不変測度を構成しその対数多重劣調和性について証明ができていますがファイバーの不変測度との関係がはっきりと分かっていないので、今のところ多重種数の変形不変性については、全空間の相対標準束が擬正という強い条件の下であっても未だ証明できていません。しかし、全空間にケーラー形式が存在するので、その随伴類と相対標準束を結ぶホモトピーについて研究を進めたいと思っています。しかし、同じような方向ですが、小平次元の優加法性については進展がありませした。J.Y. Caoと代数的ファイバー空間における小平次元の優加法性を主張する飯高予想について共同研究を行いました。この予想については代表者とJ. Song- G.Tianが独立に考案した標準測度(canonical measure)の代数的ファイバー空間に於ける対数多重列調和性が既に代表者により証明されており、これを使えば飯高予想に迫れるのではないかと考えていました。問題はこの標準測度の生成するモンジュ-アンペール葉層構造の葉が底空間において閉集合となることを証明することです。もしこれが成り立てば飯高予想が全面的に解決することになります。今回の研究結果は、代数的ファイバー空間の全空間の小平次元が0以上という付加条件の下で飯高予想を示すことができた。しかし、一般の場合はまだ証明できていません。一般の場合を示すことが当面の問題です。また、部分的な結果として小平次元が0の台数多様体についえアバンダンス予想が成立すれば、飯高予想は示せることが分かりました。多重種数の変形不変性については十分な進展があったとは言い難い状況ですが、小平次元の優加法性については、様々な知見が得られており、かなりの進展がありました。特に小平次元の優加法性については、標準測度の生成する葉層構造について周期写像との関係から研究することが有望なことが分かってきました。実際、トレリ型の定理が成り立つ場合には証明ができることが分かりました。一般の場合の優加法性の証明については、複素葉層構造のさらなる解析が必要になるので、まだ証明できていませんが道具は揃いつつあると感じています。多重種数の変形不変性については、全空間の改変(厚み付け)という方向から相対多重標準系の直像の半正値性は証明できました。これは既に知られている結果ではありますが、実際にに正値性を与える軽量を構成したことは意味のある成果ではないかと思います。しかしながらこの構成から最大の課題は正閉カレントの拡張問題にあるということも分かった訳でこの先どういう手法が可能なのか考えなくてはなりません。具体的には、適当なモンジュ・アンペール方程式を解いて拡張するという方法がすぐに思いつくのですが、実際に実行可能なのかというと分かりません。今後の研究の推進は6月に台北で開催されるシンポジウムに参加し、同時に参加するJ.Y.CaoやM. Paunらと討論を行って研究を推進したいと思います。特に小平次元の優加法性についてJ.Y.Caoと共同研究をさらに推進するつもりです。7月中旬に開催される多変数関数論葉山シンポジウムに参加し、Mihai Paun, Jian Songらと研究討論を行いたいと考えています。また、11月の複素幾何シンポジウムにシドニー大学のTaji氏を推薦し招聘することが決まったので、Taji氏を東京に呼んで共同研究を始めたいと思っています。12月の多変数関数論冬セミナーにも参加する予定です。また、来年2月から3月に掛けて、パリまたはバイロイトに出張しJ.Y.CaoまたはM. Paunらと共同研究を進めたいと思っています。もしくはMihai Paunがシドニーに滞在することから、TajiとPaunとの共同研究を行うことも考えられます。

一般の場合を示すことが当面の問題です。また、部分的な結果として小平次元が0の台数多様体についえアバンダンス予想が成立すれば、飯高予想は示せることが分かりました。多重種数の変形不変性については十分な進展があったとは言い難い状況ですが、小平次元の優加法性については、様々な知見が得られており、かなりの進展がありました。特に小平次元の優加法性については、標準測度の生成する葉層構造について周期写像との関係から研究することが有望なことが分かってきました。実際、トレリ型の定理が成り立つ場合には証明ができることが分かりました。一般の場合の優加法性の証明については、複素葉層構造のさらなる解析が必要になるので、まだ証明できていませんが道具は揃いつつあると感じています。多重種数の変形不変性については、全空間の改変(厚み付け)という方向から相対多重標準系の直像の半正値性は証明できました。これは既に知られている結果ではありますが、実際にに正値性を与える軽量を構成したことは意味のある成果ではないかと思います。しかしながらこの構成から最大の課題は正閉カレントの拡張問題にあるということも分かった訳でこの先どういう手法が可能なのか考えなくてはなりません。具体的には、適当なモンジュ・アンペール方程式を解いて拡張するという方法がすぐに思いつくのですが、実際に実行可能なのかというと分かりません。今後の研究の推進は6月に台北で開催されるシンポジウムに参加し、同時に参加するJ.Y.CaoやM. Paunらと討論を行って研究を推進したいと思います。特に小平次元の優加法性についてJ.Y.Caoと共同研究をさらに推進するつもりです。7月中旬に開催される多変数関数論葉山シンポジウムに参加し、Mihai Paun, Jian Songらと研究討論を行いたいと考えています。また、11月の複素幾何シンポジウムにシドニー大学のTaji氏を推薦し招聘することが決まったので、Taji氏を東京に呼んで共同研究を始めたいと思っています。12月の多変数関数論冬セミナーにも参加する予定です。また、来年2月から3月に掛けて、パリまたはバイロイトに出張しJ.Y.CaoまたはM. Paunらと共同研究を進めたいと思っています。もしくはMihai Paunがシドニーに滞在することから、TajiとPaunとの共同研究を行うことも考えられます。この47278円の前年度からの繰越金は端数ですので、特に何か意味があるものではありません。旅費などに使いたいと考えています。
天然カシノイドを利用した新規抗マラリア剤の創製

マラリアは、世界中で2億7000万人の人が感染し、毎年200万人の人が死亡する人類最大の寄生原虫感染症であり、ワクチンの開発とともに新規抗マラリア剤の開発は緊急を要する課題とされている。これまで、薬用植物の伝承薬効をもとに、天然カシノイド成分に抗マラリア作用のあることが明らかにされているが、詳細かつ系統的な研究は行われていなかった。そこで、本研究では天然カシノイドを素材とし広範な化合物を合成し、構造活性相関を系統的に検討することによる新規抗マラリア剤の創製を目指している。我々は、数種の抗マラリア作用を示す天然カシノイド類がbruceolideを共通部分構造として有していることに着目し、容易に入手可能な生薬′′鴉胆子′′(Brucea javanica)からbruceolideを高収率で得る方法を確立し、それを素材とする抗マラリア剤の創製を進めてきた。そして、合成した種々の誘導体のなかで、in vitroのアッセイ系で強いマラリア原虫増殖抑制作用(EC_<50>=3.9X10^<-8>M)と宿主モデルに対して高い選択毒性比(410倍)を示す化合物として、3,15-di-O-acetylbruceolide(1)を見出した。さらに、1のネズミマラリア原虫感染マウスに対する治療効果を本重点班で検定して頂いた結果、1はin vivoにおいても優れた抗マラリア活性(EC_<50>=0.45mg/kg,EC_<90>=1.0mg/kg)を示し、現在臨床薬として用いられているクロロキン(EC_<50>=1.7mg/kg,EC_<90>=3.3mg/kg)よりも優れた作用が認められることを明らかにした。
傾向スコアを用いた大規模公的試験の等化

本研究では,割り当てが多値の状況で,かつ,共変量に欠測がある状況において傾向スコアによって重み付けた分布の等百分位法の手続きを述べた.傾向スコアを用いるにあたりWeak unconfbundednessを仮定した.また,共変量の欠測にはMARを仮定し,傾向スコアの不偏推定値を得るための完全情報多項ロジスティック回帰分析を用いた.等百分位法,傾向スコア,完全情報最尤法,多項ロジスティック回帰分析など,いずれの技法も従来からあるものであるが,得点調整(等化)という一連の手続きをパッケージとして提案し,また,分析例を示した.等百分位法は,得点調整において最も基本的な手法であり,実際のNCTにおける得点調整で用いられている分位点差縮小法(reduced percentile method;前川,2003)は,等百分位法を改良したものである.本方法は,広い意味ではmatched sampleによる等化を達成したものであり,受験者集団の能力分布の違いを補正してテスト間の難易度についてのみ等化を行うものである.本方法は,「公民」教科の3科目「現代社会」「倫理」「政治経済」についても直ちに応用可能な手法である.ただし,「理科」については,NCTの実施要綱より,「物理・化学・地学・生物」のうち,「物理・地学」をともに受験することができない以外は複数選択可能である.したがって,本研究のように,1科目選択したら他科目を選択できない状況ではないため,傾向スコアの推定について本方法を工夫する必要があり,今後の課題である.相互に比較可能でないテスト同士を比較可能にする手続きを等化という。傾向スコアによって、相互に比較可能でないテストを比較可能にする手続きは魅力的であり、特に共通被験者デザインを用いて等化を行うとき、サンプルの偏りを修正するのに貢献すると期待される。しかしながら、最適な共変量および、その重み付けを求めるのは非常に手間のかかる作業である。本研究の目的は、最適な共変量と重みを自動的に探索するためのアルゴリズムを開発して等化を行うことである。本年度は、理論的根幹をなす部分の基礎付けを行い、次年度に引き継がれるべき満足な結果を得た。具体的には、等化に関する基礎研究として、連続反応モデルに焦点化した等化研究を行い、学術雑誌『行動計量学』にて報告した。また、大規模公的試験における等化の基礎研究として、わが国の大学入試センター試験における本試験・追試験のような状況設定における等化研究を行い、学術雑誌『日本教育工学会論文誌』にて研究結果を印刷中である。また、具体的な応用例として、センター試験『英語』の15年間(19902004年)に渡る等化を行った。その結果は、学術雑誌『日本テスト学会誌』にて印刷中である。また、等化を行う前段階として、当該試験を尺度化する必要がある。尺度化と等化の2つを合わせて標準化という。尺度化の基礎研究と、して、完全情報最尤法に基づくセンター試験の分析を第46回日本教育心理学会において報告した。また、センター試験の本試験・追試験に関する分析をまとめた結果を印刷中である。等化とは,相互に比較可能でないテストを比較可能にする手続きである。本年度は,主に,等化の数学的な基礎研究を行った。それらの1つは,非線形の等化法として,主成分曲線法(principal curve)を用いた方法であり,日本行動計量学会において発表した。数学的な取り扱いは難しいが線形な等化法にとらわれない方法であり,今後の研究が望まれる。また,カーネル平滑化法を用いた分位点差縮小法を日本教育心理学会において発表した。ここで,分位点差縮小法とは,等化において点差をどこまで縮小するかを操作することができる等百分位法のことである.カーネル平滑化法を用いた等化法は,非正規性を取り扱う上で有力な手法である.これら2つの方法は,主に非線形・非正規の等化法として,従来の線形で正規の等化法のオルタナティブとして,今後の研究が期待できる・また,等化における推定の基礎研究として,連続反応モデルの項目母数の推定を論じた論文を英文誌『Educational Technology Research』において発表した。同様に,等化における有力な方法として期待される完全情報最尤法(full-information maximumlikelihood, FIML)を実践的に用いた論文を日本テスト学会が編集する『日本テスト学会誌』に発表し印刷中である。これら,2つの研究は,直接的に傾向スコアを用いた等化法と関係しないが,次年度に続く有力な手がかりを得るのに貢献した。本研究では,割り当てが多値の状況で,かつ,共変量に欠測がある状況において傾向スコアによって重み付けた分布の等百分位法の手続きを述べた.傾向スコアを用いるにあたりWeak unconfbundednessを仮定した.また,共変量の欠測にはMARを仮定し,傾向スコアの不偏推定値を得るための完全情報多項ロジスティック回帰分析を用いた.等百分位法,傾向スコア,完全情報最尤法,多項ロジスティック回帰分析など,いずれの技法も従来からあるものであるが,得点調整(等化)という一連の手続きをパッケージとして提案し,また,分析例を示した.等百分位法は,得点調整において最も基本的な手法であり,実際のNCTにおける得点調整で用いられている分位点差縮小法(reduced percentile method;前川,2003)は,等百分位法を改良したものである.

本方法は,広い意味ではmatched sampleによる等化を達成したものであり,受験者集団の能力分布の違いを補正してテスト間の難易度についてのみ等化を行うものである.本方法は,「公民」教科の3科目「現代社会」「倫理」「政治経済」についても直ちに応用可能な手法である.ただし,「理科」については,NCTの実施要綱より,「物理・化学・地学・生物」のうち,「物理・地学」をともに受験することができない以外は複数選択可能である.したがって,本研究のように,1科目選択したら他科目を選択できない状況ではないため,傾向スコアの推定について本方法を工夫する必要があり,今後の課題である.
遺伝子治療的アプローチによる生体防御機能のある培養上皮の創製

本研究では粘膜上皮シートに抗菌性を与えるため、平成11年度は遺伝子導入方法について、平成12年度については抗菌ペプチド遺伝子の活性について検討を行った。(1)粘膜上皮細胞への遺伝子導入法の検討を行った。遺伝子導入法としては移植後の遺伝的安全性を考え、非ウイルスベクター法であるリポソーム法を検討した。遺伝子導入効率の確認及び評価にはルシフェラーゼ遺伝子及びβ-ガラクトシダーゼ遺伝子を使った。リポソーム法の最適化を行ったところ、リポソームと遺伝子とを細胞に導入する際に遺伝子に複合体を作り、安定化させるタンパク質であるヌクレオヒストンを同時に添加させることが良いことわかった。この結果は研究成果として学術論文に投稿し、掲載された。(2)膜上皮シートに抗菌ペプチド産生遺伝子の導入を行い、自立的な感染の防御効果を持つ粘膜上皮シートの創製について研究を行った。抗菌ペプチドとしては種々検討の結果、センチニクバエ由来の抗菌ペプチドであるザーペシンの遺伝子を用いた。ザーペシンは主に黄色ブドウ球菌などのグラム陽性菌に抗菌性を示すペプチドである。平成11年度に開発された遺伝子導入法により抗菌ペプチド遺伝子を導入した細胞の培養上清を分取して大腸菌に対する抗菌活性を調査したところ、3cm四方の移植皮膚に対して5000個の大腸菌を殺す活性が抗菌活性として認められた。また、この活性が少なくとも2週間持続することがわかった。これらの結果は口頭発表にて学会発表し、研究成果として学術雑誌に投稿準備中である。生死に関わる重篤な疾患である広範囲な熱傷は皮膚移植が必要であるが、移植後の生着までの期間の二次感染の防御を防ぐ必要がある。そのため、遺伝子組換え技術によって病原菌に対して抵抗性のある抗菌作用という新たな機能のある皮膚が作成できれば非常に有効である。上皮細胞への遺伝子導入は体外からのアクセスの容易さやコントロールのし易さ、また移植時のみに必要であり、生着すれば不必要になる点など、他の臓器をターゲットとする遺伝子組換え技術より圧倒的に容易である。本研究ではまず、粘膜上皮シートに抗菌ペプチド産生遺伝子の導入を行い、自立的な感染の防御効果を持つ粘膜上皮シートの創製について研究を行った。抗菌ペプチドとしては種々検討の結果、センチニクバエ由来の抗菌ペプチドであるザーペシンの遺伝子で、ヒトに対して抗原とならないように改変したものを用いた。粘膜上皮細胞への遺伝子導入法としては移植後の遺伝的安全性を考え、非ウイルスベクター法であるリポソーム法を検討した。まず、ルシフェラーゼ及びβ-ガラクトシダーゼ遺伝子を使い、リポソーム法の最適化を行ったところ、リポソームと遺伝子とを細胞に導入する際に遺伝子に複合体を作り、安定化させるタンパク質であるヌクレオヒストンを同時に添加させることが良いことわかった。この遺伝子導入法により抗菌ペプチド遺伝子を導入した細胞の培養上清を分取して大腸菌に対する抗菌活性を調査したところ、3cm四方の移植皮膚に対して5000個の大腸菌を殺す活性が抗菌活性として認められた。平成12年度は、粘膜上皮シートに抗菌ペプチド産生遺伝子の導入を行い、自立的な感染の防御効果を持つ粘膜上皮シートの創製について以下の研究を行った。(1)抗菌性培養粘膜上皮シートの効果抗菌ペプチドとしては種々検討の結果、センチニクバエ由来の抗菌ペプチドであるザーペシンの遺伝子を用いた。培養上皮細胞に平成11年度に開発された遺伝子導入法により抗菌ペプチド遺伝子を導入し、粘膜上皮細胞をシート化した。細胞上皮シートの培養上清を分取して大腸菌に対する抗菌活性を調査したところ、3cm四方の移植皮膚に対して5000個の大腸菌を殺す活性が抗菌活性として認められた。(2)新規な培養上皮シートの調製法の確立

細胞はシート状よりもバラバラの状態の方が培養しやすいため、バラバラの状態で培養した上皮細胞を温度感受性ポリマーやアテロコラーゲンのような生体になじみのあるポリマーを利用して素早くシート化する方法を確立した。温感性ポリマーとしてメチルセルロース・マトリゲル・コラーゲン及びポリイソプロピルアクリルアミドなど十数種の温度感受性ポリマーとその組み合わせを検討した。メチルセルロースは種々の検討の結果、角化細胞が接着せず、培養不可能なため本目的に不適当であることと判断した。一方、マトリゲルでは角化細胞の培養が可能であった。ポリイソプロピルアクリルアミドはI型コラーゲンと組み合わせて使用すれば角化細胞の培養が可能であった。しかし、温度に対するゲルの応答はマトリゲルでは実用に耐え難く、ポリイソプロピルアクリルアミド/I型コラーゲンゲルの方が表皮シート作製には適していると判断した。これらの結果は口頭発表にて学会発表し、研究成果として学術雑誌に投稿準備中である。
生体膜の膜融合ダイナミクス

生体膜の融合、分裂は生命活動の多くの過程(細胞でのベシクルによる膜動輸送、シナプスでの神経伝達物質の放出、ウイルスの感染など)で起こる素過程であり、その融合経路を明らかにすることは生物物理学として非常に重要である。本研究では分子シミュレーションを用いて、膜融合を起こす条件とその融合経路とダイナミクスを研究する。本年度は、本研究者がこれまでに開発した粗視化脂質分子模型を2成分系に拡張し、ミセル形成、界面活性剤吸着による脂質ベシクルの分裂について研究した。まず、コーン型の洗剤型の界面活性剤と円筒型の脂質を混ぜるとバイセルと呼ばれる円盤状のミセルが形成されることを示した。コーン型と円筒型の脂質の混合系では条件によって、ヒモ状ミセルと円盤状ミセルが結合した蛸状ミセルが形成されることを明らかにした。このようなミセルはブロックコポリマー系では観察されていたが、この研究によって脂質でも形成可能であることが示唆される。脂質ベシクルを洗剤の溶液内に入れ、洗剤型の界面活性剤分子がベシクルに吸着することによるベシクルの形態変化を調べた。界面活性剤分子の吸着によって、2分子膜に自発曲率が生じ、ベシクルがひょうたん状に変形した後、2つのベシクルに分裂、もしくはヒモ状ミセルに形態変化することを示した。洗剤分子の親水基の相対的なサイズを大きくするとヒモ状ミセルが形成する確率が増加する。24年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は、本研究者がこれまでに開発した粗視化脂質分子模型を用いて、膜の曲げ弾性、単分子膜の自発曲率など、生体膜の性質に膜融合がどのように依存するかを研究した。最近、申請者が構築した新しい脂質分子模型を本研究に用いた。この模型では膜の曲げ弾性と単分子膜の自発曲率などを自由に変化さることができる。レーザーピンセットを模したコロイド粒子の挟み込みによる膜融合では、条件によって、中間体hemifusion diaphragmを経るか、もしくは中間体を経ずに融合する。そこで、この膜融合中間体hemifusion diaphragmに注目し、その安定性を詳しく調べた。hemifusion diaphragmには膜の分岐構造が見られるが、この分岐の形成に必要なフリーエネルギーをシミュレーションで見積もる手法を開発した。六方格子状に膜を張り、圧力テンソルの奥行き方向と多方向との値の差から線聴力として求めることができる。また、理論模型によってもフリーエネルギーを解析し、シミュレーションで得られた値と良い一致をすることを示した。初年度にもかかわらず、膜融合における重要な中間体であるhemifusion diaphragmのフリーエネルギーの値の見積に成功している。まず、2成分の脂質からなるベシクルにおいて、相分離による膜の分裂について調べる。2相の境界線での張力と各相での膜端の張力の比によって、亀裂の起こる場所が変わることが予想される。これらの張力を調整することで分裂の経路を制御することができる可能性がある。また、単成分膜において、膜の曲げ弾性、単分子膜の自発曲率などを膜の性質を幅広く変えるとともに、膜融合タンパク質模型を構築し、その融合機構を調べる。
全国大学における実験廃液中のレアメタル回収ポテンシャルの試算

1.研究目的本学工学研究科におけるレアメタル使用量の推算及び実験廃液中のレアメタルを定量すること、さらに全国の大学が排出する実験廃液からのレアメタル回収ポテンシャルの試算を目的とした。2.研究方法本学の化学薬品管理システムを利用して、経済産業省が挙げているリサイクル優先鉱種を含有する薬品の使用量を集計し,元素量を試算した。次に、各研究室から排出される非水溶性有機廃液の一部をサンプリングし,試料とした(月毎、12ヶ月分)。その試料について、ICP-MS法により定性分析を行った。さらに、その分析結果及び検出強度から定量可能と考えられた元素を選択し、定量分析を行った。この結果から、本学における有機廃液中のレアメタル含有量、使用量に対する廃液への含有率を試算した。また、全国大学での廃液中の含有量を有機廃液処理量データから試算した。3.研究成果本学工学研究科から排出される有機廃液において、リサイクル優先鉱種6鉱種を含む8鉱種を定量した。最も多く検出できた元素はLiであり、その濃度は1, 0408, 880μg/Lであった。また、使用量に対する含有率は約18.8%と試算できた。平成25年度の全国大学の有機廃液処理量は、東京大学184.5t、東北大学121.7tなど、国立33大学で約1, 600tであった。本学における有機廃液の内訳(非水溶性:水溶性=7:3)から、国立大学における非水溶性有機廃液の処理量は約1, 120tと推定でき、本研究における定量結果を勘案すると、非水溶性有機廃液中にLiが約1.210.0kg含まれることが試算された。Li以外の元素も高い濃度を示していることから、大学における実験廃液中のレアメタル回収ポテンシャルは高いと結論付けられた。これらの成果はホームページや学内定期通信等により順次公開しており、また査読付き論文に投稿する準備を進めている。
cIAP1のユビキチン化を利用した標的タンパク質分解誘導剤の開発とその応用

私の特別研究員としての研究課題は「cIAP1のユビキチン化を利用した標的タンパク質分解誘導剤の開発とその応用」であるが、当初はAR(androgen receptor)およびER(estrogen receptor)を標的としたタンパク質分解誘導剤の創製を目標としていた。実際には比較的早い段階で目的が達成できたため、より複雑なタンパク質分解誘導剤の合成のための技術獲得と天然由来化合物に対する本法の拡張を目指し、研究を遂行した。具体的には高い抗菌活性を有するが、全合成が報告されていない天然由来化合物、ククミンB(cucumin B)の全合成研究を行った。また、全合成達成後には、ククミンBとcIAP1に結合するベスタチン類縁体をリンカーで連結させた化合物を合成し、タンパク質分解誘導剤としての応用研究を目指すべく研究に着手した。これはタンパク質分解技術を用いて、連結化合物によって分解されるタンパク質を特定することでククミンBの生体内標的タンパク質の同定を目標とした応用研究である。ククミンBの全合成計画であるが、シクロプロパンケタールを用いた[3+2]分子内環化付加反応を鍵反応とし、購入可能な化合物よりおよそ15工程で全合成を行うことを計画した。鍵反応である分子内環化付加反応に用いる基質合成において、その中間体化合物が不安定性を示し、本中間体の合成が困難であった。種々合成法を検討した結果、本中間体合成は達成できたものの、現在のところさらに合成を進めるほどの量は確保できていない。当初AR(androgen receptor)およびER(estrogen receptor)を標的としたのタンパク質分解誘導剤の創製を目標としていたが、それらは達成できた。天然物由来化合物への応用研究まで着手でき、当初の計画以上に研究が進められた。本研究課題は標的としたタンパク質の分解誘導剤の創製が目的であった。その目的は達成できたものの、本技術を利用した応用研究未だ不十分である。今後はタンパク質分解剤の創製のみならず、その応用も視野に入れた取り組みが必要である。具体的には難治性疾患に関連タンパク質の分解誘導剤の創製や、分解技術を利用したケミカルバイオロジー研究、さらにはスクリーニング系への応用が考えられる。本課題は翻訳後タンパク質を任意のタイミングで分解し、ノックダウンを誘導する化合物の創製である。昨年度、ユビキチンリガーゼであるcIAP1に結合するbestatin methyl ester (MeBS)を利用して、細胞内レチノイド結合タンパク質のcellular retinoic acid-binding protein (CRABP)に対してプロテインノックダウンできる分解誘導剤の創製に成功した。しかし、この分解誘導剤は目的とするCRABPのみならず、cIAP1の分解を誘導してしまう。すなわち標的タンパク質に対する選択性が低いという課題が残った。そこで、選択性を改善するために更なる展開を行った。これまでの知見よりMeBSはcIAP1の自己分解を誘導することが知られている。すなわち、MeBSを利用したことが選択性の低さの原因だと考えられたため、MeBSを他の構造に変換することで、目的を達成しようと考えた。過去の知見とさらなる実験を経て、BE04という化合物が選択性を改善するうえで適する化合物になりうるという知見を得た。実際、MeBSをBE04に変換し、CRABPに対するタンパク質分解誘導剤を合成および活性評価をした結果、期待通りCRABPを選択的に分解する化合物の創製に成功した。さらに、CRABP分解誘導剤を利用して神経芽細胞腫細胞におけるCRABP-II機能の解明研究を行った。その結果、CRABP分解誘導剤を用いることで、神経芽細胞腫細胞においてCRABP-II分解がカスパーゼの活性化と細胞死促進を誘導することが示唆された。さらにcIAP1機能阻害とCRABP-II機能阻害は、相乗的に神経芽細胞腫細胞の増殖を阻害することを提唱できた。本研究によって分解誘導剤がケミカルバイオロジー研究に適応可能であることを示しただけでなく、創薬研究にも応用できることを示せた。当初AR(androgen receptor)

およびER(estrogen receptor)を標的としたのタンパク質分解誘導剤の創製を目標としていたが、それらは達成できた。天然物由来化合物への応用研究まで着手でき、当初の計画以上に研究が進められた。本研究課題は標的としたタンパク質の分解誘導剤の創製が目的であった。その目的は達成できたものの、本技術を利用した応用研究未だ不十分である。今後はタンパク質分解剤の創製のみならず、その応用も視野に入れた取り組みが必要である。具体的には難治性疾患に関連タンパク質の分解誘導剤の創製や、分解技術を利用したケミカルバイオロジー研究、さらにはスクリーニング系への応用が考えられる。
超新星、γ線バーストなどの突発天体の早期観測

本研究では、超新星、γ線バースト(GRB)等の突発天体の発見報に即応した早期観測を行い、観測結果を速報することにより、極超新星とGRBの残光現象の理解や関連に迫ることを目的としている。今年度は、昨年度に行った観測装置の改造によるテスト観測および本観測を行った。1.超新星とGRBの早期分光観測GRBについては、天候が安定する冬季に発生したGRB080205、GRB080229A、GRB080307、GRB080307、GRB080328といった5つのGRBの追観測を行い、それぞれGCNサーキュラーに報告した。その他、光学追観測の立場からX線衛星「すざく」のGRBチームに参加している(Yonetoku et a1.2008)。超新星においては、タイミングや天候等に恵まれず対応できない場合が多く、速報を行うべき観測はなかった。2.変光星等の早期分光観測、及び分光モニター観測発見報告がなされた以下の4つの変光星について早期分光観測を行い、速報を行っている。11月2日にうお座にて発見された天体についてはアウトバースト中の矮新星(CBET1126)、11月20日にへび座にて発見された天体はミラ型変光星(IUC8903)、12月25日に発見されたや座V459については新星(CBET1181)、1月19日にうみへび座にて発見された天体はアウトバースト中の矮新星(CBET1229)であることがわかった。WZ Sge型の矮新星である、GW LibとV455Andのアウトバーストとそれ以降の時期において、低分散分光モニター観測を行った。GW Libについては輝線成分があまり顕著ではなく、その輝線の特徴から軌道傾斜角の低い系であることが分かった。一方、V455 Andについては輝線成分が顕著であり、特にHeII輝線が特徴的なスペクトルであることがわかった。(学会発表)本研究では、超新星、γバースト(GRB)等の突発天体の発見報に即応した早期観測を行い、速報結果を報告することにより、極超新星とGRBの残光現象の理解や関連に迫ることを目的としている。今年度は、観測を継続して行うとともに、観測の効率化を目指した観測装置の改造を行った。1.超新星とGRBの早期分光観測天候に恵まれず対応できない場合が多かったが、超新星においてはSN2006bb、SN2006bkについて早期分光観測を行い、それぞれCBET454、475号にて結果を報告した。GRBについては、GRB060927、GRB061122の観測を行い、GCNサーキュラーに報告した。特に、前者はz=5.6という高赤方偏移(GRBでは2番目)のGRBの検出に成功したこととなった。これは、中小望遠鏡においても遠方GRBが観測可能であることを示し、遠方宇宙を探る上でGRBは重要な天体であることを印象づけた。その他、光学追観測の立場からX線衛星「すざく」のGRBチームに参加している(Tashiro et al. 2007)。2.変光星等の分光観測VarCas06の早期分光観測を行い、マイクロレンズ現象であることを突き止めた。特異天体SS433の「すざく」衛星と同時観測を行い、X線と可視光でのジェット輝線の振る舞いを調べた。はくちょう座V2362の早期分光観測により新星であることがわかった(IAU Circ. 8698)。また、65cm望遠鏡小型分光器によるおうし座T型星の分光観測を行った(Morita et al. 2006)。3.観測装置の整備150cm望遠鏡の分光撮像装置の較正とともに、検出器を窒素冷却型CCDからペルチエ冷却型CCDに変更する作業を行った(衣笠ら、2007年春季天文学会V26b)。これにより常時冷却が可能となり、速報の直後でも観測を始めることが可能な体制となった。

11月2日にうお座にて発見された天体についてはアウトバースト中の矮新星(CBET1126)、11月20日にへび座にて発見された天体はミラ型変光星(IUC8903)、12月25日に発見されたや座V459については新星(CBET1181)、1月19日にうみへび座にて発見された天体はアウトバースト中の矮新星(CBET1229)であることがわかった。WZ Sge型の矮新星である、GW LibとV455Andのアウトバーストとそれ以降の時期において、低分散分光モニター観測を行った。GW Libについては輝線成分があまり顕著ではなく、その輝線の特徴から軌道傾斜角の低い系であることが分かった。一方、V455 Andについては輝線成分が顕著であり、特にHeII輝線が特徴的なスペクトルであることがわかった。(学会発表)
ピコルナウイルス持続感染を制御するLおよびL*蛋白の協調的細胞死制御機序の解明

タイラーウイルス誘導性脱髄には、ウイルス非構造蛋白LとL*が重要であると考えられている。本研究では、Lが宿主細胞のIFN応答を抑制する傍らアポトーシスを誘導することを明らかにし、これはL*により抑制されることを証明した。さらに、L*はミトコンドリアに局在することを証明した。これらの結果は、Lの誘導するミトコンドリア経路のアポトーシスをL*が抑制することで、宿主細胞の死が協調的に制御されていることを示唆していた。本課題では、ウイルス性脱髄の発症機序を解明することを最終ゴールとし、2つのウイルス非構成蛋白LとL^*による協調的な細胞死制御機序を解明することを計画した。Lは、I型IFNの産生を抑制することから、免疫応答回避に不可欠な蛋白であると考えられているが、その一方で、強い細胞毒性を発揮することが知られている。そこで、申請者らは、BHK細胞にLを一過性に発現させ、Caspase-3 active form等をWestern blottingにより解析することで、L発現細胞ではアポトーシスが誘導されていることを明らかにした。さらに、共発現系による解析から、Lが誘導するアポトーシスはL^*により抑制されることを証明した【Okuwa et al. 2010. Microbiol. Immunol.】。また、LはPuma/Noxaの発現を促進させることが海外のグループにより報告され、Lによるアポトーシスはintrinsic pathwayであることが示唆された。一方、L^*の抗アポトーシス機序は、全く不明のままであったが、申請者らは、L^*にFLAG tagを付加した蛋白を用いてその紐砲内局在を解析し、L^*のミトコンドリア外膜への局在を初めて明らかにした。さらに、L^*の様々な断片にGFPを融合させた蛋白を用いた解析から、L^*は41-70残基の間にミトコンドリア移行シグナルを持つことが明らかとなり、さらにL^*は、分子内相互作用によりそのミトコンドリア局在を制御していることも示唆された【Himeda et al. 2011. Virus Res.】。以上より、LとL^*による協調的な細胞死制御は、「LによるI型IFNの産生抑制と同時に起こるintrinsic pathwayの誘導を、L^*がミトコンドリア外膜において抑制する」ことによるものであることが示唆された。L*蛋白は、抗アポトーシス作用を有する非構成蛋白であるが、L*欠損ウイルス(DAL*-3)を用いたウイルス増殖解析から、抗アポトーシス作用以外の作用も併せ持つ可能性がこれまでの解析から示唆され、そのひとつとして、IFN産生への関与が疑われた。IFN産生抑制作用を発揮するウイルス蛋白としては、非構成蛋白Leaderの存在が知られており、IRF-3の核内移行を抑制することで、IFN誘導を抑制していると考えられている。アポトーシス制御に関しては、L*とLeaderが相反する作用で協調的に細胞死を制御していることが、本申請課題により明らかにされていることから、IFN産生制御に関しても同様に協調的な作用が存在する可能性が十分に考えられる。そこで、L*のIFN応答への関与を検証するために、DAL*-3に加え、IFN産生抑制のコントロールとして野生型DA株を、IFN産生非抑制のコントロールとしてLeader蛋白を変異させたDALcysを、マウスマクロファージ細胞株J774に感染させ、RT-PCRによりIFN-βの発現誘導を経時的に解析した。その結果、L*の欠損によりウイルス感染後のIFN産生の誘導が起こらなくなることが示された。このことは、L*蛋白がIFN産生促進作用を持つことを示唆している。L*とIFNの関係は、これまで注目されていなかった新しい知見であり、L*蛋白が多機能蛋白である可能性を示す重要な成果である。さらに、L*とLeaderの協調的な作用も多岐に渡っていることを示す興味深い成果である。本研究では、LとL*による協調的な細胞死制御機序の解明を目指した。Lは、I型IFNの産生を抑制する一方で、強い細胞毒性を発揮することも明らかである。そこで申請者らは、BHK細胞にLを一過性に発現させ、活性型Caspase-3等をWestern blottingにより解析することで、L発現細胞ではアポトーシスが誘導されていることを明らかにした。さらに、共発現系による解析から、Lの誘導するアポトーシスはL*により抑制されることを証明した【Okuwa et al. 2010. Microbiol. Immunol.】。一方、L*の抗アポトーシス機序は、全く不明のままであったが、申請者らは、L*にFLAG tagを付加した蛋白を用いてその細胞内局在を解析し、L*のミトコンドリア外膜への局在を初めて明らかにした。

さらに、L*-GFP融合蛋白を用いた解析から、L*は41-70残基の間にミトコンドリア移行シグナルを持つことが明らかとなり、さらに、分子内相互作用によりミトコンドリア局在を制御していることも示唆された【Himeda et al. 2011. Virus Res.】。以上より、LとL*による協調的な細胞死制御は、「LによるI型IFNの産生抑制と同時に起こるアポトーシスの誘導を、L*がミトコンドリア外膜において抑制する」ことによるものであることが示唆された。また、L*欠損ウイルス(DAL*-3)では、ウイルス感染後のIFN産生の誘導が低下していることがRT-PCRの結果から示唆され、IFN産生に関してもLとL*は相反する作用を発揮し、その増減を協調的にコントロールしている可能性が考えられた【未発表】。そこで、ウイルス感染後のIRF-3の細胞内局在およびミトコンドリア形態変化の解析を試みたが、いずれも細胞変性効果が激しく、感染細胞内の様子を観察することは困難であった。当初の予定通り、L^*蛋白がIFN応答に対して促進的に作用していることが示された。このことから、L^*蛋白は、Leader蛋白と相反する作用により、アポトーシスおよびIFN応答を制御していることが示唆された。ただし、IRF-3の関与については未だ明らかではない。24年度が最終年度であるため、記入しない。上述の通り、L^*蛋白は、Leader蛋白と相反する作用を駆使して、細胞のアポトーシスおよびIFN応答を協調的に制御していることが示唆された。今後は、L^*蛋白のアポトーシス抑制作用に焦点を絞り、アポトーシス抑制作用の舞台となるミトコンドリアとL^*との関わりを解明する。具体的には、L^*蛋白のミトコンドリア輸送メカニズムを詳細に解析する。
ラウス肉腫ウイルスによる細胞癌化初期過程の解析

本研究の目的はラウス肉腫ウイルス癌遺伝子産物p60^<vーsrc>による細胞癌化の初期過程をを系統的、包括的に解明することにある。本年度は、細胞骨格構成と細胞間認識に重要な役割をはたすカドヘリンに注目して実験を行った。研究成果の主要な点は以下のとうりである。1)RSV癌化細胞では正常細胞に比べ多量のカドヘリンが合成されているにも拘らず、カドヘリン依存性の細胞凝集能は著明に低下していた。2)抗カドヘリン抗体と、抗ホスフォチロシン抗体を用いて解析すると、RSV癌化細胞では、カドヘリン及びカドヘリン結合タンパク質(カテニン)が、チロシンのリン酸化を受けていた。3)チロシンキナ-ゼは活性だが、癌化能をうしなったsrc変異株を用いて同様の実験を行うと、カドヘリンおよびカテニンのリン酸化は認められなっかた。4)RSVの温度感受性変異株tsNY68を感染させた細胞を用いて同様の実験を行うと、細胞凝集の抑制と、カドヘリン・カテニン複合体のリン酸化は温度依存性であった。5)SRCによる細胞癌化を著明に抑制することが知られているハ-ビマイシンの作用を調べた。癌化細胞をハ-ビマイシンで処理すると、細胞の形態、凝集能が正常化し、カドヘリン・カテニンのリン酸化が消失した。6)更に、我々は人胃ガン由来細胞株の中に高チロシンリン酸化型のものが数種あることを見いだしている。この中に、カドヘリン・カテニンのリン酸化と、adherensjunction構造の消失がみられるものが見つかった。以上のの結果から、カドヘリン・カテニンのリン酸化とカドヘリン依存性の細胞凝集能の抑制は、癌化に直結した現象と結論された。更に、この現象は、自然発生の人癌でも生じているものであると結論された。
新たな都市・農村関係の創造を探求する実証的研究

本年度は、昨年度までの北海道、東北、そして沖縄の各地の地域社会再生にかかわる諸事例の調査研究と、本年度末まで続けられてきた、基礎的な資料収集、文献、データ収集とそれらに基づくデータベース作成作業をまとめ、整理する課題を中心として研究を進めてきた。文献収集に関しては昨年度までにほぼ終わり、今年度は、引き続き、北海道北東北のうち青森と岩手、そして沖縄県に関する統計資料に焦点をあてて、収集・整理・蓄積してきた。具体的には第一に、研究分担者および研究協力者による各地の諸事例のレポート作成とスコットランドの研究協力者から寄稿してもらった論文の翻訳に取り組んだ。第二には、データの収集作業を進める一方、これまで収集してきたデータを分析するための資料として活用できるようなホームに加工し、報告書に記録として残しておくための各種の表を作る作業を進めてきた。そして、第三に、これまで公にしてきた成果を確認するとともに、その後獲得してきた今回の共同研究の成果を今度どのような形で公表していくのかの計画を話し合い、決定するための研究会をもった。その中でとりあえず、今回の共同研究の報告書をどのような形と内容にするかについて話し合い、報告書を作成する作業を行った。ただ、時間的な関係もあり、とくに各地の地域再生の諸事例については、さらに補足調査やより立ち入った分析の必要があり、その成果を報告書に十分反映することができなかった各地の現在の地域社会の変動動向を分析することにとどまってしまっている。今後、継続して研究を進め、その成果については、出版の形で公にする計画となっている。研究全般的に本年度は、来年度からの本格的調査・研究のための準備的調査・研究を進めた。第一には、研究分担者による数度の研究打合わせをもち、研究テーマ、研究方法、そして研究でとりあげる諸事例の内容について話し合い、共有化をはかった。また、北海道、東北、そして沖縄において私たちの研究に協力してもらう研究者、実践者たちに協力を依頼した。その一環として、スコットランド地域における研究者、実践者たちへの研究協力依頼も行った。第二は、本研究にかかわる文献・資料・統計データの収集を行うとともに、収集したデータの処理を研究補助員を導入し集中的に行った。特に本年度は沖縄・北海道関係の文献を集中して収集するとともに、北海道、東北6県、および沖縄県の各市町村別人口や産業・事業所にかかわる基礎的統計データ入力を行った。ただし、このデータ入力は、本年度だけでは完成せず、来年度も引き続き行わなければならない。第三には、可能な限り本研究で取り上げることになるであろう諸事例(北海道、東北、沖縄における地域社会再生の試みを行っている自治体・地域)の予備的な調査を行うとともに、今後の研究に対する協力依頼も行った。この調査は、研究分担者が個々の分担にかかわって行うとともに、各地区の諸事例を交換し、共有化し、全体で議論できるようにと、各地区の研究協力者も含めてお互いの地区を訪問して実施した。本年度は、全般的にいえば、昨年度から引き続き、研究テーマと研究視角の共有化を進めると共に、北海道、東北、沖縄各地の地域再生・づくりの事例研究の予備的調査を行うと共に、論理的な面での研究成果のまとめを行った。その第一は、研究分担者・協力者による数度の研究打ち合わせをもち、研究テーマ、研究方法、そして、研究でとりあげる諸事例の内容について話し合い、共有化をはかった。その一環として、スコットランド地域における研究者・実践者を招聘し、理論的・事例的なスコットランドの報告をお願いし、研究交流をはかった。特に本年度は沖縄・北海道関係の文献を集中して収集するとともに、北海道、東北6県、および沖縄県の各市町村別家族動態にかかわる基礎的統計データ入力を行った。

第三には、可能な限り本研究で取り上げることになるであろう諸事例(北海道、東北、沖縄における地域社会再生の試みを行っている自治体・地域)の予備的な調査を行うとともに、今後の研究に対する協力依頼も行った。本年度は、北海道では栗山町、下川町を、東北では沢内村、大野町(共に岩手県)を、沖縄では本部町を重点的に調査した。この調査は、研究分担者が個々の分担にかかわって行うとともに、各地区の諸事例を交流し、共有化し、全体で議論できるようにと、各地区の研究協力者も含めてお互いの地区を訪問して実施した。本年度は、全般的にいえば、昨年度から引き続き、研究テーマと研究視角の共有化を進めると共に、北海道、東北、沖縄各地の地域再生・づくりの事例研究の調査を行うと共に、事例的な面での研究成果のまとめを行った。その第一は、研究分担者・協力者による数度の研究打ち合わせをもち、研究テーマ、研究方法、そして、研究でとりあげる諸事例の内容について話し合い、共有化をはかった。その一環として、スコットランド地域における研究者・実践者を訪問し、理論的・事例的なスコットランドの論文をお願いし、研究交流をはかった。第二は、本研究にかかわる文献・資料・統計データの収集を行うとともに、収集したデータの処理を研究補助員を導入し集中的に行った。特に本年度は沖縄・北海道関係の文献を集中して収集するとともに、北海道、東北2県、および沖縄県の各市町村別自治体財政の動態にかかわる基礎的統計データ入力を行った。ただし、このデータ入力は、本年度だけでは完成せず、来年度も引き続き行わなければならない。第三には、可能な限り本研究で取り上げることになるであろう諸事例(北海道、東北、沖縄における地域社会再生の試みを行っている自治体・地域)の本格的な調査を行うとともに、今後の研究に対する協力依頼も行った。本年度は、北海道では栗山町、下川町を、東北では柴波町(岩手県)と鷹巣町(秋田県)を、沖縄では竹富町を重点的に調査した。この調査は、研究分担者が個々の分担にかかわって行うとともに、各地区の諸事例を論文としてまとめることを行うよう努めた。本年度は、昨年度までの北海道、東北、そして沖縄の各地の地域社会再生にかかわる諸事例の調査研究と、本年度末まで続けられてきた、基礎的な資料収集、文献、データ収集とそれらに基づくデータベース作成作業をまとめ、整理する課題を中心として研究を進めてきた。文献収集に関しては昨年度までにほぼ終わり、今年度は、引き続き、北海道、北東北のうち青森と岩手、そして沖縄県に関する統計資料に焦点をあてて、収集・整理・蓄積してきた。具体的には第一に、研究分担者および研究協力者による各地の諸事例のレポート作成とスコットランドの研究協力者から寄稿してもらった論文の翻訳に取り組んだ。第二には、データの収集作業を進める一方、これまで収集してきたデータを分析するための資料として活用できるようなホームに加工し、報告書に記録として残しておくための各種の表を作る作業を進めてきた。そして、第三に、これまで公にしてきた成果を確認するとともに、その後、獲得してきた今回の共同研究の成果を公にするための報告書を、どのような形と内容にするかについて話し合い、報告書を作成する作業を行った。
触媒的炭素結合切断/再構築反応による新合成手法の創成

触媒的炭素-炭素結合切断/炭素骨格再構築反応の開発は、有機合成化学、有機工業化学に新しい合成手法を提供するものであり、従来の有機合成化学的手法では合成が不可能であった新しい機能性有機分子の合成が可能となる。そこで本研究では、研究代表者らが最近見出した、いくつかのルテニウム錯体触媒に特徴的な触媒的炭素-炭素結合切断反応の中から、歪を持たない3級ホモアリルアルコールの高選択的脱アリル化反応(β-炭素脱離)の反応機構について、錯体レベルでの分子軌道計算を用いる理論的研究によりその反応機構について重要な知見を得た。次に分子内にカルボニル基と不飽和結合を併せ持ち、かつ適度な歪を有する環状化合物である「シクロプロペノン」類を基質に選びその炭素-炭素結合切断/炭素骨格再構築反応の開発を行った。その結果、シクロプロペノン類のカルボニルα-位炭素-炭素結合の切断を経る新規開環カルボニル化/二量化反応を見出し、新規機能性有機分子「ピラノピランジオン」誘導体の新合成法の開発に成功した。本反応は、ルテニウム錯体触媒に特徴的な反応であり、ルテニウム錯体触媒としては、特に、Ru_3(CO)_<12>/Et_3N触媒系が最も高い触媒活性を示した(最高収率87%)。さらに本反応条件下、シクロプロペノン類とアセチレン類との新規交差カルボニル化反応が進行し、非対称置換ピラノピランジオン誘導体が高収率(最高収率82%)で得られることを見出した。いずれの反応もルテニウム錯体触媒存在下、近年、活発に研究が行われている炭素-炭素結合切断反応と工業的に極めて重要なカルボニル化反応とを組み合わせたシクロプロペノン類の新規開環カルボニル化反応であり、カルボニル化反応が進行する際の、一酸化炭素の導入過程が従来にない新しい型式で進行している点が極めて興味深い。そこで^<13>COを用いたラベル実験を基に、反応機構についても考察を行った結果、ルテナシクロブテノン、(マレオイル)ルテニウム錯体、さらに(η^4-ビスケテン)ルテニウム錯体をそれぞれ鍵中間体として進行している可能性が明らかとなった。さらに、「シクロプロペノン」類と同様、同一分子内にカルボニル基と不飽和結合を併せ持ち、かつ適度な歪を有する環状化合物である「シクロブテノン」類を基質に選び、その触媒的炭素-炭素結合切断/炭素骨格再構築反応による新規変換反応の開発を行った。その結果、ルテニウムおよびロジウム錯体触媒を用いるシクロブテノンの新規開環二量化反応が進行し、2-ピラノン誘導体が高収率で得られることを見出した。本反応では、メタラシクロペンテノン中間体が生成後、異性化反応により、ビニルケテン中間体が生成すると考えられる。続いて1分子のビニルケテン中間体のジエン部分と、もう1分子のビニルケテン中間体のカルボニル基との分子間ヘテロ-Diels-Alder反応が進行することにより対応する2-ピラノン誘導体が得られると考えられる。ルテニウム錯体触媒([RuCl_2(CO)_3]_2)を用いた場合、およびロジウム錯体触媒([RhCl(CO)_2]_2)を用いた場合、生成物である2-ピラノン誘導体の環外オレフィン部分の立体化学が全く異なることも明らかにした。そこで^<13>COを用いたラベル実験を基に、反応機構についても考察を行った結果、ルテナシクロブテノン、(マレオイル)ルテニウム錯体、さらに(η^4-ビスケテン)

ルテニウム錯体をそれぞれ鍵中間体として進行している可能性が明らかとなった。さらに、「シクロプロペノン」類と同様、同一分子内にカルボニル基と不飽和結合を併せ持ち、かつ適度な歪を有する環状化合物である「シクロブテノン」類を基質に選び、その触媒的炭素-炭素結合切断/炭素骨格再構築反応による新規変換反応の開発を行った。その結果、ルテニウムおよびロジウム錯体触媒を用いるシクロブテノンの新規開環二量化反応が進行し、2-ピラノン誘導体が高収率で得られることを見出した。本反応では、メタラシクロペンテノン中間体が生成後、異性化反応により、ビニルケテン中間体が生成すると考えられる。続いて1分子のビニルケテン中間体のジエン部分と、もう1分子のビニルケテン中間体のカルボニル基との分子間ヘテロ-Diels-Alder反応が進行することにより対応する2-ピラノン誘導体が得られると考えられる。ルテニウム錯体触媒([RuCl_2(CO)_3]_2)を用いた場合、およびロジウム錯体触媒([RhCl(CO)_2]_2)を用いた場合、生成物である2-ピラノン誘導体の環外オレフィン部分の立体化学が全く異なることも明らかにした。メタラサイクルは、環状化合物の金属への直接酸化的付加、低原子価遷移金属上での不飽和有機化合物の酸化的環化、シクロメタル化、メタセシス反応等、種々の方法で発生可能であり、その反応性は極めて興味深い。一方、新しい有機材料を創製することは、社会的に常に強く期待、要請されている重要な研究課題である。最も有力な手段の一つは、新しい概念に基づく高選択的炭素骨格形成新反応による新しい型の機能性有機分子(モノマー)の合成である。本研究は、従来、有機金属化学において錯体レベルでの研究が主であったメタラサイクル錯体を触媒的新規機能性有機分子の合成反応に利用する新しい試みであり、我々がこれまで重点的に検討を行ってきたルテニウム錯体の接触化学、特に触媒的炭素-炭素結合切断機能をさらに発展させることを目的とする。本年度はまず、申請者が最近見出した、いくつかのルテニウム錯体触媒に特徴的な接触的炭素-炭素結合切断反応において得られた知見を基に、分子内にカルボニル基と不飽和結合を併せ持ち、かつ適度な歪を有する環状化合物である「シクロプロペノン」類を基質に選び、そのカルボニルα-位炭素-炭素結合の活性化・切断による開環、生成したルテナシクロブテノン中間体への一酸化炭素の挿入、さらにもう1分子のシクロプロペノンとの反応による新規機能性有機分子「ピロノピロン」誘導体の触媒的新合成法の開発を行った。その結果、ルテニウム錯体触媒としては、Ru_3(CO)_<12>/Et_3N触媒系が最も高い触媒活性を示し、シクロプロペノンの新規開環カルボニル化/二量化反応により、対応するピロノピロン誘導体が最高収率87%で得られた。さらに本反応条件下、シクロプロペノンとアセチレンとの新規交差カルボニル化反応が進行し、非対称置換ピロノピロン誘導体が高収率(82%)で得られることを見出した。いずれの反応もルテニウム錯体触媒存在下、近年、活発に研究が行われている炭素-炭素結合切断反応と工業的に極めて重要なカルボニル化反応とを組み合わせたシクロプロペノン類の新規開環カルボニル化反応であり、カルボニル化反応が進行する際の、一酸化炭素の導入過程が従来にない新しい形式で進行している点で興味深い。そこで^<13>COを用いたラベル実験を基に、反応機構についても考察を行った。