hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
惑星表層物質進化の探求：宇宙風化現象解明によるリモート観測と物質分析研究の統合

本年度までに開発した照射装置および反射スペクトル測定装置を用いて、小惑星模擬表彰物質への水素イオンの照射実験を実施した。具体的には輝石の表面に1keVの水素イオンを10の16乗から18乗イオン/cm2の照射を行い、照射された輝石試料を集束イオンビーム加工装置を用いて切断面を切り出し、鉱物内部のイオン照射による変化を透過型電子顕微鏡を用いて観察した。その結果10の16乗イオン/cm2では見られなかった変化が10の17乗イオン/cm2では観察された。この変化はアモルファス層が生成されたり、ブリスターと呼ばれる表層の盛り上がりが形成されたりするものであり、反射スペクトルの変化との関連性が示唆される。昨年度までに別途実施した実験結果と合わせるとで、照射した水素イオンが鉱物内部に貫入してスペクトル変化を起こす原因となっていることが明らかになった。観察された貫入深さは50nm程度で、はやぶさが持ち帰った小惑星イトカワ微粒子表面にも同様なイオン照射の影響と思われる宇宙風化層が存在していることから、太陽風によるイオン照射が小惑星表層における宇宙風化の原因の一つであることが実証された。現在進行中のはやぶさ2による小惑星リュウグウの探査では、搭載されている観測機器で小惑星表層に宇宙風化が観察されている。また反射スペクトル観測の結果からは、含水鉱物の存在を示す吸収バンドの特徴が検出されており、その生成要因について議論が開始されたところであり、本研究成果の貢献が期待されている。本研究においては、太陽風を模擬した水素イオン照射によって、含水鉱物の生成を示す反射スペクトル変化を得ることに成功しているが、その生成量について、現時点では定量的な議論を行える段階には至っていない。引き続き本研究で導入した水分計などを用いて定量的な検討を進めていく予定である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。既存の照射装置を用いて、小惑星模擬表層物質として含水ケイ酸塩鉱物と無水ケイ酸塩鉱物に対して、太陽風を模擬した水素イオンの照射実験を行った。照射前後の反射スペクトル測定を行ったところ、水素イオンの照射によって、H20およびOHに関連する吸収バンドに強度変化がみられた。このことから、水素イオンがケイ酸塩鉱物と反応して水を生成することを示唆する知見が得られた。実験中の吸着水の影響を排除して、反射スペクトル変化を詳細に調べることにより、以下のような知見が新たに得られた。大気のない小惑星や月表層のケイ酸塩鉱物に水素イオンが貫入し、結晶構造を壊し、活性化した酸素に水素イオンが結合することにより、SiOHやH20が形成していると考えられる。また、照射量と反射スペクトル変化の関係を調べたところ、宇宙風化の他の要因として考えられている微小隕石衝突によるスペクトル変化に比べて、比較的短時間でスペクトルが変化するという知見が得られた。これは、はやぶさが持ち帰った小惑星イトカワ試料分析で得られた知見と整合する。現在用いている照射装置は照射エネルギーが太陽風の平均的なエネルギーに比べて高いため、現在開発中の照射装置を整備し、太陽風の平均的なエネルギーに近い条件での照射実験を次年度以降進める。実験中の吸着水の影響をなくすため、真空チャンバー内で、イオン照射と反射スペクトル測定を同時に行えるよう装置の改良を進める。新規に開発整備しているイオン照射装置については、イオンの連続照射機能の調整に時間がかかったが調整の目処がたったところ。真空チャンバー内での反射スペクトル測定機能については、新規にFTIRを購入して装置に導入を行ったところ。次年度でこれらの装置を用いて、実際の太陽風の平均エネルギーに近い条件での水素イオン照射実験と反射スペクトル測定を進める予定。照射試料のSEM/TEM観察については、研究協力者などと連携して模擬試料で観察を進めている。新規に整備を行ったイオン照射装置を用いて、小惑星模擬表層物質としての含水ケイ酸塩鉱物と無水ケイ酸塩鉱物に対して、太陽風を模擬した水素イオンの照射実験を行った。照射前後の反射スペクトル測定を行ったところ、水素イオンの照射によって、H2OおよびOHに関連する吸収バンドに強度変化が見られた。大気のない小惑星や月表層のケイ酸塩鉱物に水素イオンが貫入し、結晶構造を壊し、活性化した酸素に水素イオンが結合することにより、SiOHやH2Oが形成していると考えられる。今年度は照射する試料を変えて、イオン照射量とスペクトル変化の関係に関する知見を獲得した。微隕石衝突を模擬した宇宙風化実験の結果とも整合する結果が得られている。また、ケイ酸塩鉱物への水素イオンの貫入で形成されるOHやH2Oの温度安定性についての知見を得るために、照射装置のサンプルホルダーに加熱機構を付加する改修を行った。この結果は実際に月表面で観察された水に関する吸収バンドの生成メカニズムを考察するのに役立つと考えられる。また、微隕石衝突を模擬した実験による反射スペクトル変化の測定は主に、可視波長域で行われているため、その結果と比較できるように、本研究で用いているFTIRの観測波長域を可視域まで拡張した。可視域には0.7ミクロンの水質変成に関係する吸収バンドがあり、宇宙風化がこの吸収バンドにどのような変化を及ぼすかについての考察にも役立つと考えられる。これらの改修後の照射・加熱実験および反射スペクトル測定の実施と結果の考察については、来年度も引き続き行う予定である。

新規に整備したイオン照射装置については、安定的に連続照射できるようになり、照射量に対する、反射スペクトルの変化や、鉱物表層や結晶構造の変化を定量的に調べることができるようになった。また、測定波長域を可視域に拡張する改良や、試料の加熱機構の追加などを行い、微小隕石衝突を模擬した宇宙風化実験との比較や、実際の天体で観測される反射スペクトルデータとの比較が行えるようになったため、様々な考察が行える環境を構築できているため。本年度までに開発した照射装置および反射スペクトル測定装置を用いて、小惑星模擬表彰物質への水素イオンの照射実験を実施した。具体的には輝石の表面に1keVの水素イオンを10の16乗から18乗イオン/cm2の照射を行い、照射された輝石試料を集束イオンビーム加工装置を用いて切断面を切り出し、鉱物内部のイオン照射による変化を透過型電子顕微鏡を用いて観察した。その結果10の16乗イオン/cm2では見られなかった変化が10の17乗イオン/cm2では観察された。この変化はアモルファス層が生成されたり、ブリスターと呼ばれる表層の盛り上がりが形成されたりするものであり、反射スペクトルの変化との関連性が示唆される。昨年度までに別途実施した実験結果と合わせるとで、照射した水素イオンが鉱物内部に貫入してスペクトル変化を起こす原因となっていることが明らかになった。観察された貫入深さは50nm程度で、はやぶさが持ち帰った小惑星イトカワ微粒子表面にも同様なイオン照射の影響と思われる宇宙風化層が存在していることから、太陽風によるイオン照射が小惑星表層における宇宙風化の原因の一つであることが実証された。現在進行中のはやぶさ2による小惑星リュウグウの探査では、搭載されている観測機器で小惑星表層に宇宙風化が観察されている。また反射スペクトル観測の結果からは、含水鉱物の存在を示す吸収バンドの特徴が検出されており、その生成要因について議論が開始されたところであり、本研究成果の貢献が期待されている。本研究においては、太陽風を模擬した水素イオン照射によって、含水鉱物の生成を示す反射スペクトル変化を得ることに成功しているが、その生成量について、現時点では定量的な議論を行える段階には至っていない。引き続き本研究で導入した水分計などを用いて定量的な検討を進めていく予定である。提案時の研究計画に従って、研究を進める。研究協力者の大学院生の一人が博士号取得し新年度から異動したが、異動先でも研究協力を継続することになっている。リモートセンシングデータとの比較については、はやぶさ2の月観測データにおいて、太陽風起源と思われる水生成の反射スペクトルが取得されており、このデータ解釈に本研究の成果が活かせると考えており、はやぶさ2プロジェクトとの連絡を進める。提案時の研究計画に従って研究を進める。研究協力者も確保できる見通しが立ったので、実験データ取得と研究成果の創出活動を加速できる予定である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
肺癌EGFRチロシンキナーゼ阻害剤耐性獲得とエピジェネティクス異常

ヒト上皮成長因子受容体(EGFR)遺伝子に変異を有する肺癌に対しては、チロシンキナーゼ阻害薬(EGFR-TKI)が高い効果を示すことが知られている。一方で、EGFR-TKIによる治療中に薬の効果がなくなる薬剤耐性が問題となっている。我々は、この薬剤耐性を獲得する過程におけるマイクロRNAの異常と、その発現に関係する遺伝子の候補を同定し、これらを実験的に制御することでEGFR-TKIに対する薬剤耐性の一部が克服できる可能性が示唆される知見を得た。ヒト上皮成長因子受容体(EGFR)遺伝子に活性型変異を有する肺癌に対しては、EGFRチロシンキナーゼ阻害薬(EGFR-TKI)が高い抗腫瘍効果を示すことが知られている。一方で、EGFR-TKIによる治療中に薬の効果がなくなる薬剤耐性が起きることが問題となっている。我々は本研究において、この薬剤耐性を獲得する過程におけるマイクロRNAを中心としたエピジェネティクス異常と、それに関係する分子を同定し、これらを実験的に制御することでEGFR-TKIに対する薬剤耐性の一部が克服できる可能性が示唆される知見を得た。肺癌細胞がEGFR-TKIに耐性化を示す過程で、上皮系細胞が間葉系細胞の性質を得て変化する上皮間葉移行(epithelial-to-mesenchymal transition; EMT)とよばれる現象が起きることが知られている。我々の研究によれば、EMTが起きる過程で、エピジェネティックな変化として、耐性化前後におけるマイクロRNA200ファミリーを中心としたマイクロRNA発現のダイナミックな変化が起きていることを突き止めていた。このマイクロRNA200ファミリーの変化に関与する分子を、肺癌細胞株に関する公共データベース等を用いて検討したところ、LIN28Bと呼ばれる分子が深く関与していることが判明した。我々の検討では、EMT特性を持つEGFR-TKI耐性細胞ではLIN28Bが過剰発現しており、マイクロRNA200を強制的に発現させることでEMT特性の消失と共にLIN28Bの発現が抑制されること、さらには癌細胞の増殖が抑制される可能性を明らかにした。一方で、これらの細胞においてLIN28Bの発現を実験的に抑制することでも癌細胞の増殖が抑制されることも明らかとなり、これらが新たな治療標的となり得ると考えられた。28年度が最終年度であるため、記入しない。胸部悪性腫瘍(肺癌・悪性胸膜中皮腫)おける治療感受性・抵抗性に関する研究、肺癌の外科治療28年度が最終年度であるため、記入しない。
小学生・中学生・高校生のコミュニケーション能力の実態とその育成のための授業開発

児童・生徒のコミュニケーションに関する意識とその問題点を明らかにするために、小学生・中学生・高生を対象とするアンケートを実施した。そして回収した5566件のデータをデータベース化して質問間のクロス集計などにより分析・検討した。分析・検討の観点は次の通りである。(1)話すことに関する自己意識-話すことをどう思っているか-(2)話す相手に関する意識-話すことをどう思っているか-(3)相互理解に関する意識-わかりあえる人はいるか-(4)教師の指名に関する意識-指名されてどう思ったか-(5)授業中の発言に関する意識-発言することについてどう思うか-(6)表現能力に関する自己意識-具体的にどんなことができるか-(7)コミュニケーションの手段-何を使ってコミュニケーションをとっているか-(8)抵抗感のある内容に関する伝達意識-親しい友達に注意をすることができるか-(9)抵抗感のある内容に関する受容意識-友達の意見を受け止めることができるか-(10)コミュニケーション不成立に関する意識-「わかってもらえない」ということをどう意識しているか-(11)相談への応対に関する意識-友達の相談にうまく応じることができると思っているか-(12)コミュニケーションのあり方に関する意識-どのように話したり聞いたりしたいか-これらの分析により、児童・生徒のコミュニケーションは人間関係に強く影響していることが判明した。児童・生徒の多くは自らのコミュニケーションについて肯定的な意識を持っていた。その反面否定的な意識を持つ児童・生徒は人間関係について否定的な意識を持っていることも判明した。これらにより、他者と言語による通じ合いの学習によりコミュニケーション意識が向上すると考えられ、今後のコミュニケーションを生かした学習の問題点が明らかになった。1,コミュニケーションに関する実態調査(1)今日における児童・生徒のコミュニケーションに関する意識・能力の実態とその問題点とを明らかにするために、現場教師および大学院生の協力を得て小学生・中学生・高校生を対象とする調査の観点について検討し、以下のような観点から調査問題を作成した。ア、自分の聞く・話す活動に関する意識、および人間関係。イ、授業中の発言に関する意識。および聞く・話す能力に関する意識。ウ、授業以外での友達との相互関係・相互交流の関する実態と意識。(2)都立教育研究所、および関東地区の小学校・中学校・高等学校の協力を得て、アンケートを実施した。(3)アンケート結果の集計・分析を本格的に行うための前提として、コンピューターによる処理方法の検討を進める一方、アンケートの一部を手作業によって集計し、そこで得られたデーターについて、現場教師の協力を得て、第1段階としての分析・検討を進めている。この段階で得られた仮説に基づき、来年度は、コンピューターによる処理を完了させ、本格的な分析・検討をまとめていくことになる。2,授業実践のビデオ収録と、その分析今日授業に求められる学び合いを中心とする学習活動を、児童・生徒の双方向のコミュニケーション活動としてとらえ、その観点から授業の問題点を解明するとともに、効果的な授業実践の方法を究明するために、現場教師の協力を求めて、授業実践事例のビデオへの収録を進めている。ビデオ収録は、今後も更に進めていき、来年度は、その分析を通して、授業改革の視点を明確にしていきたい。(1)話すことに関する自己意識-話すことをどう思っているか-(2)話す相手に関する意識-話すことをどう思っているか-(3)相互理解に関する意識-わかりあえる人はいるか-(4)教師の指名に関する意識-指名されてどう思ったか-

(5)授業中の発言に関する意識-発言することについてどう思うか-(6)表現能力に関する自己意識-具体的にどんなことができるか-(7)コミュニケーションの手段-何を使ってコミュニケーションをとっているか-(8)抵抗感のある内容に関する伝達意識-親しい友達に注意をすることができるか-(9)抵抗感のある内容に関する受容意識-友達の意見を受け止めることができるか-(10)コミュニケーション不成立に関する意識-「わかってもらえない」ということをどう意識しているか-(11)相談への応対に関する意識-友達の相談にうまく応じることができると思っているか-(12)コミュニケーションのあり方に関する意識-どのように話したり聞いたりしたいか-これらの分析により、児童・生徒のコミュニケーションは人間関係に強く影響していることが判明した。児童・生徒の多くは自らのコミュニケーションについて肯定的な意識を持っていた。その反面否定的な意識を持つ児童・生徒は人間関係について否定的な意識を持っていることも判明した。これらにより、他者と言語による通じ合いの学習によりコミュニケーション意識が向上すると考えられ、今後のコミュニケーションを生かした学習の問題点が明らかになった。
歯根膜を分子レベルで理解し、操作するための基盤作り

一般に結合組織由来の細胞は、単層培養を繰り返すと本来持っていたの性質を失い、特徴のない線維芽細胞様細胞になっていく。そこで本研究の目的であるヒト歯根膜細胞が合成・分泌する細胞外マトリックス成分および細胞表面タンパク質を同定する為に、歯根膜組織と歯根膜由来の培養線維芽細胞との間でサブトラクションを行い、cDNAライブラリーを作成した。次に、このサブトラクションcDNAライブラリーからランダムにクローンを取り出し、各クローンがコードするcDNAを一つずつ調べた。その結果、I型コラーゲンやIII型コラーゲンを始めとする、歯根膜で特徴的に発現している分泌性タンパク質が、効率よく同定できることが明らかになった。しかも、解析したクローン数の増加に伴い、各タンパク質の検出頻度はその発現レベルにほぼ比例していることが明らかになってきた。こうした解析を通して既に、20種類を越える歯根膜特有の分泌性タンパク質を同定することができ、同時に多数の新規遺伝子が歯根膜において特徴的に発現していることも明らかにすることができた。現在、更に網羅的な解析を目指して、継続的にクローン解析を進めているが、同時に歯根膜組織での発現が今まで一切報告されていない成分については、発現レベルの高いものから順に、マウスを用いてin situハイブリダイゼーション法による組織化学的な解析を行っている。現在までに得られている結果では、少なくとも発現レベルの高い成分については、予想通り歯根膜での特異的な発現が確認できた。シグナル配列特異的な遺伝子トラップ法による分泌タンパク質の同定については、ヒト培養歯根膜に対するレトロウイルスベクターの感染と薬剤選択の至適条件の検討を行った。同時に、歯根膜細胞の形質を安定に維持したまま培養できる条件を検討し、現在歯根膜細胞が合成分泌するタンパク質の解析を進めている。
災害に対する看護の備えに関するグローバル・ナショナルスタンダードの構築

目的は、国内外で使用可能な、看護学分野の災害に対する「備え」枠組みを明らかにすることであった。枠組みは、4大項目(ケア提供、看護教育、看護管理、看護研究)と7中項目(物・施設・設備、人、予算・費用、組織・システム、地域特性・文化・制度、情報・コミュニケーション・ネットワーク、理念・心構え)、各中項目の下に計131項目を作成した。デルファイ法にて、各項目の重要性を検証し、ケア提供35項目、看護教育20項目、看護管理55項目、看護研究20項目、合計130項目からなる備え枠組みを構成した。結果から枠組みの使用可能性と、国内外調査の比較で、「信念・心構え」に相違があり、今後の探求の必要性が示唆された。本研究目的は、看護学分野における災害に対する備え枠組みの妥当性を検討し、日本国内外で使用可能な災害に対する看護の備えのためのグローバルスタンダードならびにナショナルスタンダードを明らかにすることである。平成20年度から平成22年度までの3年間にわたり、科学研究費基盤Bの助成を受け、災害に対する看護の備え枠組みの開発を行った。その結果、4つの大項目、7つの中項目、さらに421の小項目の抽出を行った。今年度から開始した本構想では、これらの結果に立脚し、さらなる備え基準の開発を目指している。平成23年度の研究計画は、今までの結果の集約と精練、ならびに次段階の調査に向けた準備を行うことであった。この計画に基づき、具体的に行った研究活動としては、得られた研究結果の集約を4月より行い、抽出された備え要素を組み込んだ備え枠組みの精練を行った。枠組みには、ケア提供、看護教育、看護管理、看護研究の4大項目、7中項目(設備・人・組織・予算・情報・環境・理念)、小項目があり、それぞれの用語や表現統一を図った。さらに、いくつかの大項目に重複して含まれる小項目が見られたことから、これらの重複を整理し、かつ小項目の表現を明瞭にし、また表現の具体的なレベルが異なることから、その整理も行った。また実際の調査時に研究協力者が回答しやすいように、小項目の配置を整理しているところである。これらに加えて、約100名の調査協力者のリストアップを行い、また研究倫理委員会への申請書の作成と提出資料の準備を行っているところである。今後、平成24年度は、研究倫理審査の承認を受け次第、質問紙調査を開始予定である。本目的は、日本国内外で使用可能な災害に対する看護の備え基準を明らかにすることであった。枠組みは、ケア提供、看護教育、看護管理、看護研究の4大項目、それぞれに7中項目(設備・人・組織・予算・環境・情報・理念)、各中項目に計131の小項目を設定した。デルファイ法を用い、項目毎に重要度を5段階による回答を依頼した。昨年2回の調査を終え、今年は3回目の国内調査を実施した。2回目調査の返信者8名に質問紙を配布し、4名から回答を得た。大変重要と重要を含め70%以上の同意をもって一致項目とした。ケア提供では36項目中36項目、看護教育は20項目中19項目、看護管理は55項目中55項目、看護研究は20項目中20項目であった。看護教育の1項目は、50%がどちらともいえないと回答し、内容が的確に伝わっていないと判断し文言を修正した。3回目の回答者数と結果から、調査を終了した。最終版として、ケア提供の項目のうち25%がどちらとも言えないと回答した3項目中、文意が同じと判断できる2項目を1項目に集約し、他の1項目は文言修正を行った。看護研究中の4項目も同様に文意が明確になるように修正し、計130項目を得た。国内調査と同様の方法で、海外調査を実施した。災害看護専門家20名に質問紙を配布し、1回目は4名、2回目は2名から回答を得た。2回目調査で100%の同意を得た項目は、ケア提供で36項目中35項目、看護教育で20項目中20項目、看護管理で55項目中51項目、看護研究で20項目中20項目であった。回答者が少ないことから、2回目の調査で中止とした。国内外の調査共に1回目の回答者数が少なく、その後の回答数に影響を与えた。調査時期が学期始めや学期末等にかかったことによると推測できた。本研究で得られた備え枠組みを元に(4大項目、7中項目、計130項目)、看護の備え基準のさらなる追及が可能である。

今年度は、質問紙の精錬、並びに研究倫理審査委員会の承認を受け、質問紙調査を開始した。調査はデルファイ法を用いて行った。昨年度にリストアップしていた調査対象者のうち、日本人78名にメールで質問紙を配布した。調査1回目は、14名から回答があり、2回目は1回目に回答のあった14名に質問紙を配布し、8名から回答があった。質問紙の枠組みは、ケア提供、看護教育、看護管理、看護研究の4大項目と7つの中項目(設備・人・組織・予算・環境・情報・理念)、さらに小項目を含んでいる。1回目の調査では、それぞれの重要度について5段階による評価を依頼し、調査2回目は、1回目の調査回答の集約結果を参考に、再度重要度を5段階で評価してもらった。2回目の調査により、ケア提供では、設備(7項目中5項目)と情報(4項目すべて)において、看護管理では、設備(6項目中4項目)と理念(15項目中10項目)において、看護研究では、組織(7項目すべて)、情報(1項目すべて)、理念(4項目すべて)で「大変重要である」へと合意が進んだ。看護教育においては、「重要である」へ合意が進んだ項目が設備、人、予算に見られた。また、予算に関しては、ケア提供でも「重要である」へ合意が進んだ。すべての人が「大変重要である」とした項目は、ケア提供の理念にある「災害時には、まず自分を守ることが大切であることを理解している」であった。一方、小項目の中には、「どちらとも言えない」に合意が集約された項目もあり、これらの結果を踏まえて、第3回目の調査並びに国際調査も始める計画である。調査の実施に向けて質問紙作成を丁寧に行ったため、そのための時間が予定より多くなっているが、質問紙が精練され、わかりやすくなったことで、回答時間の短縮化や調査実施の短縮化が図られると予想している。また返答数も多くなる可能性が大であり、より多くの調査結果が得られると考えている。おおむね計画通りに順調に進展していると考える。25年度が最終年度であるため、記入しない。予定通り、研究倫理審査並びにデルファイ調査を開始することができている。すでに2回の調査を実施しており、結果の集約もできている。1回目、2回目の調査結果を検討すると、大半の項目で、重要度の合意が進んでいるが、重要度が下がる方向に合意が進んでいる項目もあり、今後検討する必要がある。デルファイ調査は、3回以上繰り返して調査を実施することとなっており、当初4回調査を実施する計画であったが、合意の進み具合から考えると、3回の調査で終了の可能性もあり、現在検討中である。研究倫理審査で承認され次第、すぐに調査を開始する予定である。調査にはデルファイ法を用いるため、質問紙を4回送付するが、あらかじめ、回答が得られやすいように送付する時期を計画した上で、回答期限を設けることにより、回答率を上げ、かつ収集に遅れが出ないように計画する。また、調査結果のまとめを迅速に行うために、データ入力等にアルバイト雇用等を含めて、結果のまとめ等、研究を推進していくことを考えている。5月初めに3回目の調査を行い、5月末には調査結果を回収、結果の集約を行う。また、国際調査を行う準備も開始する。国際調査は、国際会議に出席の際に手渡しで調査協力を依頼することや、メールで多数の人に送付依頼することで、回収数を増やすことを計画している。さらに、次の回答までの調査期間を長く開け過ぎないようにすることにより、回収率を上げたいと考えている。
2型糖尿病における高血圧発症機構-高血糖による腎でのSGK1発現とNa再吸収-

ENaCは細胞内ストア部位と細胞膜上の二つの部位に分配され、この間をエキソサイトーシス及びエンドサイトーシスによりリサイクルしている。このエキソサイトーシス及びエンドサイトーシスの速度の制御により細胞膜上でのENaCの数が決まる。しかし、リサイクルしているENaCの総量が、リサイクルの速度定数とどのような相関関係にあるかは不明であった。これを調べるにあたり、細胞をBrefeldin Aに1時間暴露させ、細胞内総ENaC量を減少させた。1時間のBrefeldin Aへの暴露で総ENaC量は41%にまで減少した。Brefeldin A非投与群と投与群を比較することで総ENaC量と速度定数との相関を調べることができる。結果は、非投与群でエキソサイトーシス速度定数は0.22min-1、エンドサイトーシス速度定数は1.43min-1、投与群でエキソサイトーシス速度定数は0.82min-1、エンドサイトーシス速度定数は3.83min-1であった。すなわち、総ENaC量が減少することにより、リサイクル速度定数はエキソサイトーシスおよびエンドサイトーシスの両方共増加することが判明した。また、エキソサイトーシスの速度定数の増加率(3.73倍)の方がエンドサイトーシスの増加率(2.68倍)よりも大きいことも判明した。以上の結果より、以下の結論を得た。(1)エンドサイトーシスおよびエキソサイトーシスの速度定数は共に細胞内総ENaC量の低下により増大する。(2)ENaC総量の減少によりエキソサイトーシス優位になることはENaC総量の変化に対する内因性のフィードバック機構の存在を示唆している。本研究による発見は、蛋白質の発現量制御と細胞内局在制御を非依存的な制御機構とするこれまでの考え方を改めさせる意義深いものである。本研究結果はCellular Physiology and Biochemistry誌に掲載された。学術振興会からのサポートを受けて開始した本研究において、体液量増大にかかわる高血圧を検証する場合、重要な働きを担っている腎集合管における上皮型ナトリウムチャネル(ENaC)の発現および機能制御解明を目指した。この観点から、高血圧発症にかかわるプロテアーゼ阻害剤であるアプロチニンのENaCの細胞内トラッフィッキングに対する効果を調べた。その結果、アプロチニンはENaCを細胞内ストアー部位から管腔側膜への移動速度を減弱させることが明らかとなった。一方、ENaCの管腔側膜から細胞内への取り込み速度は、アプロチニンにより有意の差を持っては影響を受けなかった。Epidermal growthfactor receptor kinase(EGF-RK)阻害剤により、ENaCの細胞内ストアー部位から管腔側膜への移動速度は減弱した。また、EGF-RK阻害剤存在下では、アプロチニンのENaCの細胞内ストアー部位から管腔側膜への移動速度減弱効果は観察されなかったが、この移動速度はアプロチニン処理により減弱する傾向を示した。このことより、アプロチニンのENaCの細胞内ストアー部位から管腔側膜への移動速度減弱効果は、EGF-RK経由と考えられた。さらに、上記のように、ENaCの管腔側膜から細胞内への取り込み速度は、アプロチニンにより有意の差を持っては影響を受けなかったにもかかわらず、EGF-RK阻害剤存在下では、アプロチニンは有意の差を持ってENaCの管腔側膜から細胞内への取り込み速度を減弱させた。このことは、アプロチニンが、EGF-RK非依存的にENaCの管腔側膜から細胞内への取り込み速度を減弱させ、EGF-RK経由でその速度を維持させていることを示唆するものである。上記研究課題を研究するに当たり、腎集合管モデル上皮細胞に発現するENaCのトラフィッキング制御機構の解明を行った。ENaCの特異的阻害剤BenzamilはENaCからの解離速度が非常に遅く、一定時間の間ENaCを不可逆的に阻害すると見なすことができることを明らかにした。このことを利用し、管腔側膜と細胞内ストアー部位の間のリサイクルの過程で、管腔側膜を通過したENaCのみをBenzamilで機能的にラベルする手法を構築した。この手法により、ENaCの細胞内ストアー部位から管腔側膜への挿入速度定数α、及び管腔側膜から細胞内ストアー部位への取込速度定数β、を推定することが可能になる。最初に、ENaCのトラフィッキング速度定数へのBrefeldin A(BFA)の効果を検討した。まず、BFAはTrans-Golgi-Networkから新規合成タンパク質が出て行くのを阻害することでリサイクル過程にあるENaC蛋白の総量を減少させる働きがあることを明らかにした。Brefeldin A投与(1 hour)でリサイクル過程にある総ENaC量は40.1%にまで減少した。同時に、αが3.7倍、βが2.7倍に増加した。以上の結果から次のことが解釈される。(1)ENaCのトラフィッキング速度定数α、βはそれぞれリサイクル過程にある総ENaC量に依存している。(2)総ENaC量が減少したときα、βはそれぞれ増加するが、αの増加の程度の方が大きい。これは総ENaC量の変化による腎集合管におけるナトリウム再吸収量の変化を補償する内在性機構の存在を示唆するものである。

本研究の結果は、強制発現によって目的タンパク質の総量を変化させるだけでトラフィッキング速度定数が変化しうる可能性を示しており、内在性のタンパク質を用いた解析の重要性も示唆している。ENaCは細胞内ストア部位と細胞膜上の二つの部位に分配され、この間をエキソサイトーシス及びエンドサイトーシスによりリサイクルしている。このエキソサイトーシス及びエンドサイトーシスの速度の制御により細胞膜上でのENaCの数が決まる。しかし、リサイクルしているENaCの総量が、リサイクルの速度定数とどのような相関関係にあるかは不明であった。これを調べるにあたり、細胞をBrefeldin Aに1時間暴露させ、細胞内総ENaC量を減少させた。1時間のBrefeldin Aへの暴露で総ENaC量は41%にまで減少した。Brefeldin A非投与群と投与群を比較することで総ENaC量と速度定数との相関を調べることができる。結果は、非投与群でエキソサイトーシス速度定数は0.22min-1、エンドサイトーシス速度定数は1.43min-1、投与群でエキソサイトーシス速度定数は0.82min-1、エンドサイトーシス速度定数は3.83min-1であった。すなわち、総ENaC量が減少することにより、リサイクル速度定数はエキソサイトーシスおよびエンドサイトーシスの両方共増加することが判明した。また、エキソサイトーシスの速度定数の増加率(3.73倍)の方がエンドサイトーシスの増加率(2.68倍)よりも大きいことも判明した。以上の結果より、以下の結論を得た。(1)エンドサイトーシスおよびエキソサイトーシスの速度定数は共に細胞内総ENaC量の低下により増大する。(2)ENaC総量の減少によりエキソサイトーシス優位になることはENaC総量の変化に対する内因性のフィードバック機構の存在を示唆している。本研究による発見は、蛋白質の発現量制御と細胞内局在制御を非依存的な制御機構とするこれまでの考え方を改めさせる意義深いものである。本研究結果はCellular Physiology and Biochemistry誌に掲載された。
結合電子回路による時間的空間的カオス

本研究においては、(1)カオス回路の基本特性を調べること、(2)ネットワーク系の特性を調べること、の2点について研究を進めた。(1)自励系の新回路ネットワーク系の実験を行うためには、外部駆動系よりも自励系である方がより望ましい。そこで我々は、カオスを発生する新しい自励系回路の開発を試み、これに成功した。この回路におけるカオスの基本特性について、実験研究を行った。回路は、LCRとOPアンプからなる単純なもので、回路の中の1つの抵抗値Rを変えていくことにより、周期倍分岐によるカオスとタイプ3間次性カオスが生じる。我々は、これらのカオスを解析した。周期倍分岐によるカオスはファイゲンバウムのシナリオに一致した典型的なカオスであった。一方、タイプ3間次性カオスは本研究においては、いわば副産物的なものであるが、タイプ3間次性カオスの実験例は極めて少なく、本研究から、カオスの発生点における臨界現象やラミナー相への再投入機構について新しい実験事実が得られた。(2)ネットワーク系の特性カオス系でネットワークを構成する前に、非線形周期振動系でこれを行った。具体的には、ファン・デル・ポール振動子と等価な回路を作り、同一のもの4個を周期的境界条件のもとで結合させた。結合の強さをいくつか選び固定してネットワークを組み、特性を実験および数値計算によって調べた。時系列データはディジタルオシロスコープで取り込んだ。その結果、同一パラメータ条件にもかかわらず、各振動子は初期条件に依存して多くの状態をとることがわかった。つまり、周期状態、準周期状態、カオス状態を移り変わる様子が見られた。結合を強くすると、4個のうち2個が同期した状態を作りだす。その同期したペアは初期条件によって組み替えられることも観測された。もし振動子の個数を多くすると、長時間をかけていろいろな状態を移り変わりながら、最終状態へ移行するものと考えられる。今後の課題として、結合の個数を増やして、最終状態への緩和過程を調べることが、最も興味深いと考えられる。
抑制性ニューロンに発現するNMDA受容体の局在・機能に関する分子解剖学的研究

本研究課題では、抑制性ニューロンにおいて発現するNMDA受容体の調節サブユニットであるNR2DおよびNR3Aサブユニットに着目し、その発現細胞と細胞内局在、それらを介する神経回路、シナプス可塑性への関与の有無を明らかにすることを目的として研究を行った。まず、マウス大脳皮質および海馬での抑制制ニューロンにおけるNMDA受容体NR2Dサブユニットに対する特異抗体を用いた局在解析を蛍光多重免疫染色法や免疫電子顕微鏡法を用いて行った。その結果、大脳皮質のNR2Dサブユニットは、parvalbumin陽性介在抑制性ニューロンの非対称性シナプスの後シナプス部位に局在していた。また、これらの前シナプスはVGluT1, VGluT2陽性であることから大脳皮質-大脳皮質間と視床-大脳皮質間のシナプス両方に発現することが明らかとなった。さらに、海馬においてもparvalbumin陽性介在抑制性ニューロンに発現していた。これらの結果から、NR2Dサブユニットは一部の介在ニューロンの興奮性シナプス後部で機能していることが示唆された。一方、小脳におけるNR3Aサブユニットに対する特異抗体を用いた局在解析を行ったところ、小脳分子層の介在抑制性ニューロンであるStellate細胞およびBasket細胞に発現し、免疫電子顕微鏡解析から登上線維終末に接する介在ニューロンの樹上突起に局在することが明らかとなった。また、この部分は興奮性シナプスの構造は認められず対称性シナプス様の構造を有していたが、シナプス前終末でのactive zoneに見られるシナプス小胞の集積が認められず、シナプス結合ではないと考えられた。さらに大脳皮質や海馬においても同様の局在が介在ニューロンで認められた。このような結合領域にNMDA受容体が局在することはこれまでに報告がなく、NMDA受容体が全く新しい機能を有する可能性が示唆された。本研究課題では、抑制性ニューロンにおいて発現するNMDA受容体の調節サブユニットであるNR2DおよびNR3Aサブユニットに着目し、その発現細胞と細胞内局在、関与する神経回路網、シナプス可塑性への関与の有無を明らかにすることを目的として研究を行っている。当該年度は、マウス大脳皮質、海馬、小脳領域での抑制制ニューロンにおけるNMDA受容体NR2DおよびNR3Aサブユニットに対する特異抗体を用いた局在解析を蛍光多重免疫染色法や免疫電子顕微鏡法を用いて行った。一方、小脳におけるNR3Aサブユニットは小脳分子層の介在抑制性ニューロンであるStellate細胞およびBasket細胞に発現し、免疫電子顕微鏡解析から登上線維終末に接する介在ニューロンの樹上突起に局在することが明らかとなった。

このような結合領域にNMDA受容体が局在することはこれまでに報告がなく、NMDA受容体が全く新しい機能を有する可能性が示唆された。本研究課題では、抑制性ニューロンにおいて発現するNMDA受容体の調節サブユニットであるNR2DおよびNR3Aサブユニットに着目し、その発現細胞と細胞内局在、それらを介する神経回路、シナプス可塑性への関与の有無を明らかにすることを目的として研究を行った。まず、マウス大脳皮質および海馬での抑制制ニューロンにおけるNMDA受容体NR2Dサブユニットに対する特異抗体を用いた局在解析を蛍光多重免疫染色法や免疫電子顕微鏡法を用いて行った。その結果、大脳皮質のNR2Dサブユニットは、parvalbumin陽性介在抑制性ニューロンの非対称性シナプスの後シナプス部位に局在していた。また、これらの前シナプスはVGluT1, VGluT2陽性であることから大脳皮質-大脳皮質間と視床-大脳皮質間のシナプス両方に発現することが明らかとなった。さらに、海馬においてもparvalbumin陽性介在抑制性ニューロンに発現していた。これらの結果から、NR2Dサブユニットは一部の介在ニューロンの興奮性シナプス後部で機能していることが示唆された。一方、小脳におけるNR3Aサブユニットに対する特異抗体を用いた局在解析を行ったところ、小脳分子層の介在抑制性ニューロンであるStellate細胞およびBasket細胞に発現し、免疫電子顕微鏡解析から登上線維終末に接する介在ニューロンの樹上突起に局在することが明らかとなった。また、この部分は興奮性シナプスの構造は認められず対称性シナプス様の構造を有していたが、シナプス前終末でのactive zoneに見られるシナプス小胞の集積が認められず、シナプス結合ではないと考えられた。さらに大脳皮質や海馬においても同様の局在が介在ニューロンで認められた。
ヒトの発達における運動制御と階層的構築の関係

運動の発達が成人のパターンに至るまでには、何段階かの中枢神経系の階層的構築の発達(変容)が必要である。熟達した運動の階層的制御システムは、運動領野、感覚領野などの中枢が主役(メインプログラム)であるが、補助的役割をもつ脊髄系(サブプログラム)から成るシステムも重要な働きをしている。その脊髄系のサブシステムと上位中枢のメインシステムの機能的発達を幼児について検討し、成人との違いを明らかにすることで、脊髄回路の階層的構築の発達段階を予測することが本研究の目的である。実験1として脊髄系のサブシステムの発達過程を知るために幼児及び成人健常者の下肢筋(ヒラメ筋、腓腹筋)のH波の振幅を測定した。その結果、幼児(6人)のヒラメ筋、腓腹筋のH波の振幅を成人健常者と比較すると、安静時にもかかわらず振幅は小さく個人内での変動が顕著であった。実験2として中枢(メインプログラム)の発達過程を知るために幼児及び成人健常者を対象に、肘関節伸展運動中にその運動の主動筋(上腕三頭筋)または拮抗筋(上腕二頭筋)に外乱刺激として振動刺激を与え、その時の運動知覚の歪みを測定した。その結果、成人健常者においては、その運動の拮抗筋に振動刺激を与えた時のみ運動知覚の歪みが生じたが、幼児ではその運動の主動筋または拮抗筋の両筋に外乱刺激として振動刺激を与えたときに運動知覚の歪みが生じた。実験1および2の結果から、幼児期では、中枢神経系の階層的構築の発達は未発達であることがわかった。今後の研究の展開としては、各発達段階での中枢神経系の階層的構築の発達(変容)を検討し、成人健常者の中枢神経系の階層的構築段階の到達年齢を明らかにすることである。
津波避難を促進するための警報・避難情報の開発

東日本大震災における住民の津波避難の実態を踏まえ、今後の津波避難促進策を検討するための基礎的な知見をえることを目的として、2つの分析を行った。一つ目は、津波に対する住民意識の経年変化の把握である。東日本大震災以後、気象庁による津波警報の改善や南海トラフの新想定が公表されたことを踏まえ、これらの情報が地域住民に与える影響について詳細に分析した。二つ目は、住民の情報理解特性を踏まえた、津波避難促進策の検討である。具体的には、南海トラフの新想定を踏まえた新たな津波ハザードマップを開発し、その公表効果を計測することから、平常時における避難情報のあり方を検討した。平成25年度については、前年度に引き続き、東日本大震災以後の津波に対する意識を把握するとともに、前年度の検討結果を踏まえて、今後の災害情報・避難情報のあり方を検討することを目的として、以下の2つの研究課題を行った。(1)住民の津波に対する意識(経年変化)の把握:前年度に実施したアンケート調査のうち、特に平成24年8月に公表された南海トラフの巨大地震の被害想定(新想定)の受け止め方についてさらに詳細な分析を行った。その結果、深刻な想定を突きつけられた地域の住民ほど、「想定通りの津波が襲来する」と思う傾向があり、その結果、新想定の公表が「備え」を促すよりも「避難をあきらめる」側に影響していることが明らかとなった。また、平成26年3月には、危機意識等の経年変化を把握するために、前年度と同様のアンケート調査を実施し、平成25年8月から運用が開始された特別警報に対する意識についても把握した。(2)平時における津波リスク情報の提供方法の検討:住民の新想定の捉え方を踏まえ、平常時における津波リスク情報の提示方法として、新たな津波ハザードマップを開発した。従来の津波ハザードマップは一つの想定に基づいた津波浸水高さを地図上に表現していた。これに対し、“これまでの想定"と“新たな想定"の2つの想定に基づく津波予想浸水高さを併記することで、「次の津波はどのような大きさになるのかはわからない」ことへの理解を促すものへと改良した。また、津波浸水高さだけでなく、津波到達時間を地図化することにより、地震発生から津波襲来までの限られた時間の中で、各住民が、到達可能なもっとも安全な場所を検討することができるような工夫を加えた。すなわち、津波リスクを提示するたけでなく、適切な避難行動を促すことを意図したものを検討した。平成24年度については、東日本大震災の経験を通じて形成された津波警報に対する意識を把握することを目的として、具体的には以下の2つの研究課題を行った。(1)住民の津波警報に対する意識に関する仮説の検討:この度の津波の経験が、住民の津波警報に対する意識にどのような影響を与えるのかについて、人間のリスク情報の理解特性に関する知見をもとに、理論仮説を措定した。これに際して、東日本大震災時における津波避難の意思決定構造を明らかに、この知見も参考とした。具体的には、岩手県釜石市民を対象に実施されたアンケート結果から、平時における津波リスク情報を把握していたこと、地震発生後に避難情報を把握できたことが、迅速な津波避難を促す効果があったことが確認された。その一方で、大津波警報(予想津波高さ3m)という情報を把握した場合については、そのような効果を確認することができなかった。以上の結果から、住民は、「避難に値するかどうか判断するために、予想津波高さに関する情報として具体的な数値を求めている」可能性が示唆された。(2)住民の津波警報に対する意識の把握:(1)の検討結果を踏まえ、その仮説を検証するための調査を実施した。具体的には、気象庁による津波警報の改善後(平成25年3月)に、南海トラフの巨大地震津波によって甚大な被害が想定されている地域の住民を対象にインターネット調査を実施した。調査結果より、津波警報が変わったことを知らなかった住民も多かったが、仮説通り、「巨大」などの表現ではなく、具体的な数値で予想津波高さに関する情報を欲していることが確認された。また、大震災の発生から2年が経過し、この間、新想定が公表されたりしたものの、震災発生1年後に実施した他の調査結果と比較すると、危機意識の低下を自覚している住民が増えてきていることが確認された。平成26年度については、前年度に引き続き、東日本大震災以後の津波に対する意識を把握するとともに、前年度の検討結果を踏まえて、今後の災害情報・避難情報のあり方を検討することを目的として、以下の3つの研究課題を行った。(1)住民の津波に対する意識(経年変化)の把握:前年度に実施し、詳細な分析を行った「南海トラフの巨大地震」に関する新想定の公表効果の経年変化を把握するとともに、平成26年8月に公表された「日本海における巨大地震」に関する想定の公表効果を把握するためにインターネット調査を実施した。(2)新たな津波ハザードマップの避難促進効果の検討:「新想定」の公表を踏まえた新たな津波ハザードマップを作成・公表した和歌山県新宮市を対象に、その公表効果を把握するアンケート調査を実施した。その結果、新たな津波がハザードマップの公表は、地域住民に対して様々な状況を想定した津波避難方法を検討することを促す可能性があることが示唆された。具合的には、ハザードマップをしっかりと確認した住民ほど、地震発生後、すぐに避難を開始することができた場合だけでなく、避難の開始が遅れてしまった場合の避難先もついても検討している傾向があることが確認された。

(3)住民の情報理解特性を踏まえた、津波警報・避難情報のあり方の検討:地震発生後、住民に適切な避難行動を促すためには、早いタイミングでの避難開始を促すだけでなく、適切な避難場所の選択を促すことも求められる。そのため、住民が津波避難場所を検討する場合にどのような点を考慮しているのかを把握する調査を行った。具体的には、津波避難場所として、浸水域内の避難ビルと浸水域外の避難施設の二箇所が候補となる仮想状況を提示し、そのいずれに避難しようと思うかを問うとともに、その選択の際に、各避難場所へ避難した場合のメリット・デメリットをどの程度考慮したのかを把握した。平成27年度については、これまでの成果を取りまとめとして、以下の2つの研究課題を行った。(1)住民の津波に対する意識(経年変化)の把握:前年度に実施し、平成24年に公表された「南海トラフの巨大地震」に関する新想定、及び平成26年に公表された「日本海における巨大地震」に関する想定の公表が地域住民に与えた影響について詳細な分析を行った。その結果、そもそも公表された新たな想定の内容をよく確認していない住民の割合が45割程度存在しており、若年層ほどその割合が高かった。また、内容を確認した住民のうち、想定を踏まえて何らかの具体的な備えを行った割合は約5割であった。すなわち、内閣府が公表した情報だけでは、地域住民がその内容を詳しく確認するまでに至っていない可能性が示唆された。そのため、各自治体が新想定を踏まえて、津波ハザードマップを更新するなどの対策が重要と考えられる。(2)住民の適切な避難を促進するための情報戦略の検討:地震発生後、住民に適切な避難行動を促すためには、避難開始を促すための津波警報や避難情報だけでなく、適切な避難場所の選択を促すことも求められる。東日本大震災以後、全国各地で津波避難タワーの建設や避難ビルの指定がすすんでいる。そこで、津波避難場所として、浸水域内の避難ビルと浸水域外の避難施設の二箇所が候補となる仮想状況を提示し、そのいずれに避難しようと思うかを問うとともに、その選択の際に、各避難場所へ避難した場合のメリット・デメリットをどの程度考慮したのかを把握した。その結果、避難タワー・ビルのデメリットである「二度逃げの限界」を考慮していない住民ほど、避難タワー・ビルへの避難を選択する傾向にあることが確認された。そのため、適切な避難促進のためには、避難先選択に関するメリット・デメリットについても平常時から情報提供することが重要であることが示唆された。平成27年度は、最終年度として、これまでの成果のとりまとめを行ったが、これらの公表にまで至らなかった。また、(1)住民の津波に対する意識の経年変化として、東日本大震災の発生から5年という節目の年にあたるため、この5年間の意識変化をとりまとめるためにインターネット調査を実施した。そのため、研究機関を1年間延長して、これらの成果を公表したい。平成28年度に、前年度までに行った以下の研究成果をとりまとめ、学会発表や論文として公表した。(1)住民の津波に対する意識(経年変化)の把握:「南海トラフの巨大地震」と「日本海における巨大地震」に関する想定の公表が地域住民に与えた影響について詳細な分析を行った。
周辺部の精密修飾による巨大配位子の開発と高難度分子変換反応への応用

今年度は,ポリエチレングリコール(PEG)鎖を導入したかさ高いカルボン酸の合成と触媒反応への利用を検討した.PEG鎖を導入したカルボン酸の合成において,入手容易で安価なペンタエリスリトールを出発物質として選択した.この手法では,困難が予測されるカルボキシ基α位への長いPEG鎖の導入反応を回避することができる.ペンタエリスリトールの1つの水酸基をトリチル保護した後,PEG鎖を3本導入した.脱保護して得られたアルコールを酸化することで,PEGの繰り返し単位が3ならびに17の鎖を導入した目的のカルボン酸を効率よく合成することに成功した.合成したPEG鎖を導入したカルボン酸を遷移金属を用いる触媒的な酸化反応の配位子として適用した.モデル反応として,銅を触媒としたアリールボロン酸とアニリンの酸化的カップリング反応ならびにパラジウムを触媒としたアルコールの酸化反応を検討した.その結果,PEG鎖を導入したカルボン酸はカルボキシラート配位子として機能し,これら2つの触媒反応においてPEG鎖が長いほど反応が効率よく進行することが分かった.また,繰り返し単位が17のPEG鎖をもつカルボン酸の構造に関してCONFLEX (MMFF94s force field)を用いて配座解析を行ったところ,カルボキシ基がPEG鎖に覆われた配座が安定であることが示唆された.このように,PEG鎖のコンフォメーションに由来する特異なかさ高い構造が銅やパラジウムの凝集による失活を抑制し,触媒の長寿命化につながったのではないかと考えている.29年度が最終年度であるため、記入しない。29年度が最終年度であるため、記入しない。従来から行われている触媒中心近傍を修飾し最適化する配位子設計は,高活性・高選択的な触媒の開発に極めて有効である.一方で申請者は,触媒中心から比較的離れた配位子周辺部を機能化することにより触媒機能の向上をはかる研究を進めている.この周辺部の修飾は従来法に比べ自由度が高く,近傍の修飾とは質の異なる精密な分子設計が可能であることから,従来の触媒では見られない新たな性質の発現が期待できる.本申請の研究目的は「周辺部を精密に修飾した巨大配位子の設計・合成とそれらを用いた高難度分子変換反応の開発」である.本年度は,周辺部がかさ高い2座リン配位子(DTBM-dppbz)を有する銅触媒を用いることにより,ホウ素ならびにケイ素官能基とホルミル基を同時に導入するボラホルミル化反応を開発した.これらの反応は,ジボロンをホウ素源,ホルミルエステルをホルミル源とし,銅触媒の存在下でアレンと反応させるとホウ素とホルミル基がアレンに対して位置選択的に導入され,β位にホウ素官能基が導入されたβ,γー不飽和アルデヒドが中程度から良好な収率で得られた.本反応は様々なアレンに対して適用可能であり,官能基許容性にも優れた変換反応であった.また,生成物のホウ素官能基は,鈴木ー宮浦反応によりアリール基に変換可能であることも示し,生成物が有機合成上有用な化合物であることを示した.ここで,ジボロンに変わりシリルボランを用いることにより,ケイ素官能基とホルミル基をアレンに対して同時に導入するシラホルミル化反応が進行することも明らかにした.周辺部にかさ高い官能基をもつ2座リン配位子が,銅触媒によるアレンのボラホルミル化反応およびシラホルミル化反応に有効であることを見出した.初年度においてこのような新しい反応を見出すことができたため,本研究は概ね順調に進行していると判断した.今年度は,ポリエチレングリコール(PEG)鎖を導入したかさ高いカルボン酸の合成と触媒反応への利用を検討した.PEG鎖を導入したカルボン酸の合成において,入手容易で安価なペンタエリスリトールを出発物質として選択した.この手法では,困難が予測されるカルボキシ基α位への長いPEG鎖の導入反応を回避することができる.ペンタエリスリトールの1つの水酸基をトリチル保護した後,PEG鎖を3本導入した.脱保護して得られたアルコールを酸化することで,PEGの繰り返し単位が3ならびに17の鎖を導入した目的のカルボン酸を効率よく合成することに成功した.合成したPEG鎖を導入したカルボン酸を遷移金属を用いる触媒的な酸化反応の配位子として適用した.モデル反応として,銅を触媒としたアリールボロン酸とアニリンの酸化的カップリング反応ならびにパラジウムを触媒としたアルコールの酸化反応を検討した.その結果,PEG鎖を導入したカルボン酸はカルボキシラート配位子として機能し,これら2つの触媒反応においてPEG鎖が長いほど反応が効率よく進行することが分かった.また,繰り返し単位が17のPEG鎖をもつカルボン酸の構造に関してCONFLEX (MMFF94s force field)を用いて配座解析を行ったところ,カルボキシ基がPEG鎖に覆われた配座が安定であることが示唆された.このように,PEG鎖のコンフォメーションに由来する特異なかさ高い構造が銅やパラジウムの凝集による失活を抑制し,触媒の長寿命化につながったのではないかと考えている.今回の配位子を用いて様々な銅触媒反応を検討する.その過程において,周辺部がさらにかさ高い配位子の設計・合成を進める.一方,周辺部を精密に修飾したカルボン酸配位子の設計・合成も進める.29年度が最終年度であるため、記入しない。