hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
半導体触媒による高分子の光分解に関する研究

DNAおよびRNAの光増感光化学がUV-AとUV-B照射下で、サンスクリーン剤の存在下で調べた。アナターゼ/ルチル粒子がDNAおよびRNAに接触することにより損傷(ダメ-ジ)をうけた。部分的にCO_2へ分解され、窒素基はアンモニアと硝酸へ変換する。DNAの物理的化学的ダメ-ジに関して、TEMおよびSEM観察およびGPCによる分子量低下を測定した。生体高分子構造しているアミノ酸の窒素基の分解についても調査した。窒素の化学構造に対するNH_4^+イオンとNO_3^-イオン生成比および生成メカニズムについて詳細に検討した。-NHOH基は酸化され、主としてNO_3^-イオンが生成した。一方、-NH_2基や-CONH-基は他の分子から水素引き抜きまたは加水分解され、NH_4^+イオンに変換されることが明らかになった。さらに、電子密度が高い構造部分ほどホールによる引き抜きが優先的に進み(光還元)、・OHラジカルの攻撃を受けやすいことが明確になった。固体状高分子の塩化ビニル(PVC)からの塩素の脱イオン化について検討したところ、酸素存在下でしかもK_2S_2O_8やH_2O_2などの酸化剤を添加した方がTiO_2単独系より良好な結果を与えた。・OHラジカルや・OOHラジカルの攻撃をうけ、過酸化物が生成(POV測定)し、多くの酸化分解中間体を経由して、酢酸やギ酸などの有機酸になり最終的にはCO_2ガスへ変換される。GPCの結果平均1万2万のPVCの分子量のものが平均23千の分子量のものへ切断されることが分かった。高分子の分解は光劣化防止の立場からの分子レベルの研究は多くの報告がなされている。熱分解処理法やバクテリアによる生分解法が行われているが一長一短があり、いろいろ問題点が多い。光分解による高度酸化技術(Advadanced Oxygen Tecknologies)は有力な方法の一つであり、環境保全に役立つと思われる。本研究ではTiO_2半導体触媒の強い酸化力を利用し、固体高分子の光分解を目的とした。水溶性高分子(PVA,PEG)ではTiO_2触媒表面への吸着が容易に起こり、CO_2へ無機化される。しかし高分子固体粒子とTiO_2触媒粒子では不均一分散系であるため、TiO_2粒子表面で生成したOHラジカルやOOHラジカルの高分子粒子への攻撃が複雑である。塩化ビニルの光分解では粒子表面から脱塩素が起こる。塩化ビニル粒子(粒径0.250.75mm)の表面積に比例して、塩素イオン生成量はある。光分解された塩化ビニル(PVC)のGPC測定の結果PVCの分子鎖は切断され、低分子化される。SEM写真観察では表面から分解され固体粒子が繊維状態に分解される。比率的に水銀ランプの方が約3倍塩素イオンへの無機化が早いが水銀ランプは20日間連続照射に対し、太陽光の1日の平均紫外線照射は11.5時間であり水銀ランプの約1/2である。紫外線強度(260nm)も水銀ランプの80%程度であった。太陽光でも高分子化合物の光分解を効率良く行うことが明らかになった。TiO_2/PVC薄膜は水銀ランプによる紫外線照射時間に比例し薄膜が薄くなる。さらに光照射を進めると分解が進み膜表面がランダムに穴が空き、破壊された。XPS測定により粒子表面からの塩素原子Cl(2P3/2、201eV)、酸素原子O(1S、533eV)、炭素原子C(1S、285.4eV)のピークより光酸化状態を調べた。PVCにTiO_2を混入した薄膜にすることにより、水分、酸素および紫外線で高分子膜は崩壊することができる。半導体触媒による高分子の光分解法は環境保全のための高度酸化技術(Advanced Oxidation Technoloy)として有望視されている。

TiO_2半導体触媒の強い酸化力を利用し、いろいろな構造をもつ高分子の光分解を行つた。水溶性高分子(PVA,PEG)ではTiO_2触媒表面への吸着が容易に起こり、CO_2へ無機化される。しかし高分子固体粒子とTiO_2触媒粒子では不均一の固体/溶液/固体分散系であるため、TiO_2粒子表面で生成したOHラジカルやOOHラジカルの高分子粒子への攻撃が重要なポイントである。塩化ビニルの光分解では粒子表面から脱塩素が起こる。塩化ビニル粒子(粒径0.250.75mm)の表面積に比例して、塩素イオン生成量は増加する。光分解された塩化ビニル(PVC)のGPC測定の結果PVCの分子鎖は切断され、低分子化される。中間酸化生成物として過酸化物や低分子の有機カルボン酸が生成した。たとえばPVCからマロン酸、コハク酸、酢酸、ギ酸の定量を行い、高分子の鎖の切断について検討した。SEM写真観察では表面から分解され固体粒子が繊維状態に分解される。太陽光でも高分子化合物の光分解を効率良く行うことができた。TiO_2/PVC薄膜は水銀ランプによる紫外線照射時間に比例し薄膜が薄くなる。さらに光照射を進めると分解が進み膜表面がランダムに穴が空き、破壊された。PVCにTiO_2をブレンドして薄膜化にすることにより、分解速度を加速することができた。PVC以外の高分子、特に窒素含有高分子ポリアミド、ナイロン、ポリベータ-アラニンなどにつては、NH_4^+イオンの方がNO_3^-イオンより多く生成し、ポリアクリロニトリルにつては、NO_3^-イオンが多く生成した。高分子粒子の表面積や触媒添加量、酸化剤の種類、光照射法などの実験因子により分解速度は大きく影響された。固体高分子(塩化ビニルPVC)および水溶性高分子(PEGとPVA)の光酸化およびDNA、RNAおよび塩基類の生体高分子の光酸化に分けて研究を行った。(1)PVCの固体粒子およびPVCフィルムの光触媒的酸化分解を紫外線および太陽光照射下で、二酸化チタンTiO2または酸化亜鉛ZnO中で行った。酢酸およびギ酸を経由して脱塩素およびCO_2ガス発生が追跡された。高分子とTiO2の接触面に酸素分子が吸着し、TiO_2の半導体ホールで生じた・OHラジカルが攻撃をする。高分子表面からの深さに対する酸化状態をXPSで測定し、どのような酸化構造をしているかなどが分解プロセスを検討した。PEGとPVAの水溶性高分子は主鎖が切断され分子量が低下し、低級カルボン酸、アルデヒドおよびCO_2へ光分解された。固体高分子の分解と比べて、比較的早急に分解が進行した。(2)DNAおよびRNAの光増感光化学がUV-AとUV-B照射下で、サンスクリーン剤の存在下で調べた。アナターゼ/ルチル粒子がDNAおよびRNAに接触することにより損傷(ダメ-ジ)をうけた。部分的にCO_2へ分解され、窒素基はアンモニアと硝酸へ変換する。DNAの物理的化学的ダメ-ジに関して、TEMおよびSEM観察およびGPCによる分子量低下を測定した。生体高分子構造しているアミノ酸の窒素基の分解についても調査した。窒素の化学構造に対するNH_4^+イオンとNO_3イオン生成比および生成メカニズムについて詳細に検討した。-NHOH基は酸化され、主としてNO_3イオンが生成した。
海洋性グラム陰性好気性細菌の分離と系統分類

本研究によりグラム陰性好気性海洋細菌の主要属の迅速・確実な同定が、化学分類学的手法によりほぼ可能になった。本邦沿岸で採取した海水・海藻・海産小動物などより、約200株のグラム陰性好気性海洋細菌の純粋培養菌株を得た。これらの中で、分類学的研究の少ない周毛性の菌株43株についてDNAのGC含量を測定したところ、39-43mol%G+Cを示したグループと48-67mol%G+Cを示したグループに大別された。低GC含量グループの菌株は調べた限りでは、いずれも電子伝達系の補酵素Q(キノン)としてユビキノン-8を持っていた。高GC含量グループの菌株は更に、ユビキノン-9を持つものとユビキノン-10を持つものが含まれていることが明らかになった。これらの特徴によるグループ分けは、菌体脂肪酸組成の特徴とも調べた限りでは一致しており、予備実験の結果を確認した。低GC含量・ユビキノン8のグループはAlteromonas属と、高GC含量・ユビキノン9のグループはDeleya属との類縁がそれぞれ考えられたが、高GC含量・ユビキノン10のグループは多様な菌株を含むと同時に類似の既知分類群がなく、分類学的、また、応用面での可能性の観点からも重要な菌群であることが確認された。これらの分類学的検討のために、既存のグラム陰性好気性海洋細菌の既存種のキノン型を調べた結果、低GC含量・ユビキノン8のグループはAlteromonas属、Marinomonas属と、高GC含量・ユビキノン9のグループはDeleya属、pseudomonas属とキノン型において一致することがわかった。低GC含量・ユビキノン8のグループについては、DNAのGC含量からAlteromonas属の一部の種との類縁が強く示唆されたが、以下必要となる、種の詳細な検討のために、まずAlteromonas属の既存株の分類学的整理を行った。結果、A.atlantica,A.carrageenovoraの2種を新種として特徴付けを行い記載した。
筋肉及び脂肪分化の制御遺伝子を用いた子牛段階での屠肉性の評価に関する研究

我が国では牛肉の重要な形質として脂肪交雑のよさが求められている。この脂肪交雑の生成には脂肪細胞分化が重要な鍵を握ると考えられる。近年マウスの培養細胞を用いて、脂肪細胞への分化の際に転写制御因子であるC/EBP(CCAAT/Enhancer Binding Protein)ファミリー(alpha,beta,delta)の発現が誘導されることが報告された。さらにC/EBPalphaが脂肪細胞のマーカー遺伝子の発現を活性化することも示され、C/EBPファミリーが脂肪細胞分化に重要な働きをしていると考えられる。本研究ではウシの脂肪交雑の形成過程を脂肪細胞分化の点から解析し、脂肪細胞分化の制御因子の発現を指標とした脂肪交雑の子牛段階での評価法の確立を目的とし、その第一段階としてウシC/EBPファミリー遺伝子のクローニングを行った。黒毛和種牛血液よりゲノムDNAを調製し、制限酵素MboIを用いて部分分解反応を行った。9-23Kbの長さのDNA断片を分画・精製し、lambdaファージベクターに挿入してウシ遺伝子ライブラリーを作成した。このライブラリーをマウスC/EBP遺伝子(alpha,beta,delta)をプローブに用いてスクリーニングし、1.4x10^6のファージから3個の陽性クローンを得た。この3クローンのうち2つがalphaプローブに対して、もう1つがdeltaプローブに対して陽性であった。alpha及びdeltaのクローンについてlambdaファージDNAを調製し、Southern hybridizationによりC/EBP遺伝子領域の特定を行った。C/EBP遺伝子領域すなわちシグナルを呈しているDNA断片を回収し、プラスミドベクターに挿入し、挿入されたDNA断片の塩基配列をオートシークエンサーにより決定した。決定された塩基配列はマウスの配列と高い相同性を示し、クローニングされた遺伝子がウシC/EBPalpha及びdelta遺伝子であるものと判断された。
ミラー間距離が不変な光共振器を用いた恒温恒“絶対空気屈折率”チャンバーの開発

空気の絶対屈折率は、光路長を真空のときと常圧のときとで比較することで得ることが出来る。これは光路長(幾何学長)が真空でも常圧でも一定であることを要求する。10のマイナス10乗の相対精度で絶対屈折率を決定するには、もし光路長が1mの場合、光路長(幾何学長)変化が0.1nm以下であることを要求するのと同じである。本研究では、光学干渉計により、真空時と常圧時の幾何学長変化を捉えこれを能動的に補正するシステムを提案した。また、屈折率変化にともなう光路長変化を周波数から決定する手法に関し提案を行った。10nm程度の能動制御は確認できた。共振器の絶対光学長と絶対幾何学長(内部が真空のときの絶対光学長)の比から空気屈折率を高精度に求めることが研究の目的である。研究を2方向から行っている。(1)密閉型幾何学長不変共振器の開発内部が圧力容器で、圧力範囲が0.1ミリパスカル(真空)から110キロパスカル(大気圧)で変化しても幾何学的な共振器長が10の-12乗オーダ(300mmの幾何学長であれば圧力による変化が0.3pmオーダ)となる密閉型幾何学長不変共振器の開発を目指している。二つのアプローチを組合せることを模索している。最初のアプローチは熱膨張率の異なる2個の材料を用い、圧力による幾何学長変化を構造的にキャンセルする共振器構成の模索である。もう一つは、幾何学長変化をセンシングし能動的にこれを補正するものである。これらの2個の手法を組合せ現在まで上で述べた圧力変化に対し共振器長が10の-10乗10の-11乗程度となる構造とシステムをシミュレーションにより見いだしている。(2)絶対光学長測定の高精度化絶対光学長は共振器の最隣接共鳴点の周波数差(FSR)から求めることが出来る。また、共鳴点の周波数からも求めることが可能である。研究申請時には、FSRから絶対光学長を求めることを提案していたが、FSRと共鳴点の同時追尾による絶対光学長測定が有効であることをシミュレーションから見いだし、実際にその実験を行い確かに有効であることを確認した。FSR測定での絶対光学長測定不確かさが最良で10の-9乗オーダなのに対し、FSRと共鳴点の同時追尾では、それが10の-12乗オーダも可能であることが判明した。ファブリーペロー光共振器の絶対光学長と絶対幾何学長(内部が真空のときの絶対光学長)の比から、空気屈折率を高精度に求める事が研究の趣旨である。研究を2方向から行った。(1)密閉型幾何学長不変光共振器の開発密閉型光共振器の圧力変動による幾何学長を圧電素子で能動的に補正する機構を開発した。100kPaの圧力変動に伴う共振器の幾何学長変動を10nm以下の分解能で補正することが可能となった。ただし目標値のサブnmにはまだ到達していないが、技術的な課題が明らかになり、完成するめどが立った。(2)絶対光学長測定の高精度化光共振器の隣り合った共鳴点間周波数の差(FSR)から求める手法と、共鳴周波数の追跡から求める手法を組み合わせた。実際にFSR追尾と共鳴周波数追尾が可能となった。周波数参照用光源として、光コムを利用する手法も考案し、共鳴周波数追尾が出来るめどが立った。精密工学圧力範囲が0.1ミリパスカル(真空)から110キロパスカル(大気圧)で変化しても幾何学的な共振器長が10の-12乗オーダでしか変化しない共振器システムの設計試作の進捗がおそい。材料選択に手間がかかっている。機構設計にも手間がかかっている。約300mmの大きさの構造体で、その圧力による歪みが0.3pm(原子間隔の1/1000)にしかならないものは今まで世界で作られたことがないので手間取っている。上の圧力変動による変形が10^-12となる共振器の開発を優先的に行う。上半期中に材料選択+構造設計を終了させる。同時にFSRと共鳴点の同時追尾システムによる絶対光学長測定システムの改良を行う。
脊髄損傷モデルにおける軸索再生現象の比較解剖学的解析

哺乳類と異なり、非哺乳類の脊髄損傷では損傷部位を超える自発的な軸索再生が認められ、運動機能が回復することがある。キンギョの脊髄半切モデルでは、再生軸索が損傷部を超える際、瘢痕の中に出来るラミニン陽性の管状構造の内部を通過するが、この管状構造は軸索と一緒に侵入してくるグリア線維と基底膜によってつくられることが明らかになった。同様な再生過程はキンギョの脊髄挫滅モデルでも認められた。一方、両棲類の脊髄切断モデルでは、再生軸索は瘢痕を避けて損傷部を通過しており、明らかな違いが認められた。「キンギョ脊髄切断モデルにおける軸索再生および瘢痕部の組織学的解析」について、これまでに、脊髄切断後の再生軸索は、線維性瘢痕に侵入したのち、瘢痕部に形成されるラミニン陽性の基底膜にコーティングされた細管に沿って伸長し、瘢痕部を通過することが明らかになっている。この細管にはグリア線維も侵入してくることから、瘢痕内における再生軸索の伸長にはグリア線維が関わっている可能性が考えられた。しかし、再生軸索とグリア線維の侵入、細管の形成の過程を経時的に調べたところ、再生軸索はグリア線維の存在の有無に関わらず、瘢痕内を伸長することが明らかになった。また、より詳細な細管の構造や、細管と再生軸索の関係を明らかにするために、瘢痕部の超微細形態を透過型電子顕微鏡で観察したところ、軸索は1本から数本の単位でシュワン細胞に包まれており、シュワン細胞の外側には基底膜が存在することが明らかになった。これらのことから、脊髄切断後に神経根から遊走してきたシュワン細胞が再生軸索の伸長に関わっており、光学顕微鏡で観察された細管構造の形成にもシュワン細胞が関わっている可能性があることが示唆された。「ラット脊髄切断モデルにおける軸索再生および瘢痕部の組織学的解析」について、これまでに、脊髄を完全切断したモデルにおいて、選択的セロトニン再取り込み阻害剤(SSRI)を投与した場合、再生軸索は瘢痕部に形成される細管に沿って吻尾方向に伸長することが認められている。再生軸索と細管のより詳細な関係を明らかにするために、瘢痕部の超微細形態を透過型電子顕微鏡で観察したところ、再生軸索はほぼすべてシュワン細胞に取り囲まれており、それらは、血管やそれを取り巻くグリア細胞の周りに数多く存在していた。このことから、光学顕微鏡で観察された細管構造は血管とグリアから形成されており、軸索再生に関わっている可能性が示唆された。「キンギョ脊髄損傷モデル」に関してこれまでに、脊髄半切モデルでは損傷部に線維性瘢痕組織が形成されるものの、やがて瘢痕内にラミニン陽性の管状構造がつくられ、その中を再生軸索が貫通する、また管状構造の内腔は徐々に拡大し、それとともに管内を通過する再生軸索の数も増加するといった現象が確認されていた。研究期間内に、再生軸索と管状構造との関係を損傷初期を中心に経時的に調べたところ、再生軸索はあらかじめ作られた管状構造の中を通過するのではなく、再生軸索の瘢痕内への侵入に伴って管状構造が形成されてゆくことが明らかになった。また、瘢痕部を電子顕微鏡で観察したところ、管状構造の壁は瘢痕内に侵入したグリア線維によって作られており、こういったグリア線維と線維性瘢痕組織との間には基底膜が存在することから、ラミニンは基底膜に発現したものであると推測された。また、また、管状構造の内部には多数の有髄線維も認められたことから、髄鞘化に関わる支持細胞も管状構造内に侵入してくることも明らかになった。一方、脊髄圧迫モデルについては、損傷を加えてから運動機能が回復するまでの期間が半切モデルよりも短いことが明らかになったが、十分な組織学的解析はできなかった。「両棲類脊髄切断モデル」に関しては、これまで無尾両棲類では再生がおきないとされていたが、アフリカツメガエルで確かめたところ、損傷部を越えて軸索が再生することが確かめられた。再生軸索は中心管周囲を通過しており、瘢痕部を貫通するような線維は認められなかった。「ラット脊髄切断モデル」については、脊髄を完全切断したモデルにおいて、選択的セロトニン再取り込み阻害剤(SSRI)を投与した場合、再生軸索は瘢痕部に形成される管状構造に沿って吻尾方向に伸長することが確認された。このような管状構造は、損傷後5ー7日で観察されるようになることが明らかになった。

「キンギョ脊髄切断モデルにおける軸索再生および瘢痕部の組織学的解析」に関して、脊髄切断後キンギョでは、損傷部に線維性組織からなる瘢痕が形成されるが、やがて吻尾方向から瘢痕内部に細管が侵入してきて、瘢痕を貫通するトンネルが作られ、再生軸索はこのトンネル細管を通過してゆくことが明らかになった。この細管はZ0-1抗体に免疫陽性を示し、またラミニン陽性を示す基底膜に裏打ちをされていることから、上皮様細胞からなっていると推測された。一方、細管はtomato lectinの組織染色によっては明瞭に標識されず、また、tomato lectinを血管内投与した場合も染色されなかったことなどから、血管とは異なる組織であることも明らかになった。「両棲類脊髄切断モデルにおける軸索再生および瘢痕部の組織学的解析」に関しては、これまで有尾両棲類では切断部を越えて軸索が再生するが、無尾両棲類では再生しないとされていた。しかし、今回アフリカツメガエルで確かめたところ、無尾両棲類でも、損傷部を越えて軸索が再生することが確かめられた。再生軸索は中心管周囲を通過しており、瘢痕部を貫通するような線維は認められなかった。瘢痕部の組織を調べたところ、瘢痕部には細管が侵入してくるものの、吻尾軸と直交する方向のものが多く、侵入する再生軸索はあるももの、瘢痕部を通過できない様子が確認された。「ラット脊髄切断モデルにおける軸索再生および瘢痕部の組織学的解析」に関しては、下位胸髄を完全切断したモデルを用いたところ、コントロール群では瘢痕部を越える軸索再生は認められなかったが、選択的セロトニン再取り込み阻害薬(SSRI)を浸透圧ポンプを用いて局所投与した群では瘢痕部を越える軸索再生が確認された。ラットでも瘢痕部に多数の細管の侵入が認められ、少数の再生軸索が吻尾軸方向の細管を通過していることが明らかになった。当初計画していた研究目的の6つの項目のうち、24年度に遂行したのは、1キンギョ脊髄切断モデルにおける軸索再生および瘢痕部の組織学的解析、4ラット脊髄切断モデルにおける軸索再生および瘢痕部の組織学的解析、6瘢痕部の軸索再生現象の微細形態学的解析、の3項目だけだった。しかし、この3項目については、新しい知見が得られるなど、おおむね順調に進展していると考えている。4ラット脊髄切断モデルにおける軸索再生および瘢痕部の組織学的解析については、軸索再生を促進させるために、当初計画では、chondroitinase ABC、鉄キレート剤などの投与を計画していたが、23年度にSSRIの投与がある程度の効果をもつことが認められたため、SSRI投与群を中心に解析することとした。上記3項目の実験を優先させたため、2キンギョ脊髄圧迫モデルにおける軸索再生および瘢痕部の組織学的解析、3両棲類脊髄切断モデルにおける軸索再生および瘢痕部の組織学的解析、5ラット脊髄挫滅モデルにおける軸索再生および瘢痕部の組織学的解析、の3項目の実験は中断、延期している。このため、最終的な評価は(3)遅れている、とした。「キンギョ脊髄圧迫モデルにおける軸索再生および瘢痕部の組織学的解析」「ラット脊髄挫滅モデルにおける軸索再生および瘢痕部の組織学的解析」については、予定していた実験装置の準備が間に合わず、23年度は延期された。しかし、その他の課題の進捗状況は現時点で、おおむね予定通りか予想を超えた成果が得られたものと考えている。特に「両棲類脊髄切断モデルにおける軸索再生および瘢痕部の組織学的解析」に関して、アフリカツメガエルを用いて、無尾両棲類でも瘢痕部を越える再生軸索があることを初めて証明することができたことは、大きな成果と考えている。また、無尾両棲類における再生軸索の伸長過程が有尾両棲類と似ている一方、キンギョとは大きく異なっていることを示したことも、研究課題の全体像を見渡す上で大きな成果となったと評価している。
U字型二架橋二核錯体を基本単位とする集積型白金一次元錯体の合成研究

本課題ではアミド及びカルボキシラトを架橋配位子とする白金二核錯体[Pt_2L_2(μ-B)_2](L_2=(NH_3)_4,(bpy)_2,(phen)_2,etc.;B=acetamidato,pivalamidato,acetato,p-hydroxybenzoato,etc.)からなる新規集積型白金一次元錯体の合理的合成法の開発と物性評価を目的として研究を行った。昨年度、(i)ピバリン酸架橋ビピリジン白金二核カチオンとビス(オキサラト)白金酸アニオンからなる様々な興味深い白金一次元鎖を有する新規複塩結晶が得られること、及び(ii)酢酸架橋ジアンミン白金二核錯体の定電流電解酸化法により黒色の混合原子価白金一次元鎖錯体が得られることを発見した。本年度は、これら新規一次元錯体の合成法の最適化、組成決定、結晶学データの最終精密化、電気伝導特性と磁性の評価にを行った。前者については、合計6種の一次元錯体の合成法の確立、組成決定、構造決定に成功した他、黒色の混合原子価白金(2.22+)一次元錯体の高い電気伝導特性(約10S/cm)と反磁性である性質について明らかにすることに成功した。また、本年度はその構成要素となる錯イオン間の水溶液中での会合挙動、混合原子価錯体の生成についても明らかにすることに成功した。これに加え、結晶中での金属金属間相互作用と可視吸収帯の極大吸収波長の相関についても合理的解釈をえることに成功した。後者の錯体については、共存イオン濃度などを変化させることにより、その最適合成条件の決定に成功した。組成については、非整数個の硝酸イオンを含む混合原子価白金(2.19+)錯体であることが、各種分析定量実験から決定された。また、より良好な単結晶を用いて再測定した反射データを用い、結晶中のディスオーダー硝酸の空間配置を決定することにも成功した。
抗がん剤に誘起される骨髄抑制の重篤度を決定付ける薬物トランスポーターの機能解明

ドセタキセルの肝取り込み機構を明らかにするために、各種取り込みトランスポーターの遺伝子発現細胞を用いて基質認識を調べたところ、ドセタキセルはOATP(organic anion transporting polypeptide)1B3の選択的な基質となることが示され、また、ヒト凍結肝細胞における取り込みに対して、estrone-3-sulfateが阻害をしなかったことから、OATP1B1の寄与は小さいことが示唆された。一方、MRP2(multidrug resistance associated protein 2)については、MRP2を欠損したラットEHBR由来の骨髄、もしくはMRPの阻害剤であるMK571を共存下における、G-CSFで誘起される骨髄細胞の好中球系列への分化によって見られるコロニー形成に対するドセタキセルの阻害作用は、通常の時と比較してより低濃度でみられたことから、血球細胞もしくはその前駆細胞上にMRP2が発現しており、血球細胞内へのドセタキセルの侵入を抑制する方向に働いていることが示唆される結果を得た。さらに、MRP2の機能を定量的にヒトで評価するために、MRI造影剤であるGd-EOB-DTPAの利用可能性について検討を行った。その結果、Gd-EOB-DTPAは、MRP2の良好な基質となることが確認され、将来的にMRP2プローブ薬として利用できることが示された。
飲酒の糖尿病発症に及ぼす影響に関するコホート研究

本研究では健康診断データを用いて、糖尿病発症をエンドポイントとするコホート研究を行い、飲酒の糖尿病発症に及ぼす影響とBMIレベルとの関係について検討した。対象者は1991年度から1998年度の間に健康診断を受けた者で、1)35歳以上の者、2)慢性膵炎の既往がない者、3)糖尿病の臨床的診断を受けたことがなくかつ空腹時血糖値が7.8mmol/l未満の者とした。糖尿病発症は1999年度の健康診断までに糖尿病の臨床的診断を受けた者、または空腹時血糖値7.8mmol/l以上となった者とした。解析はBMI22.0 kg/m^2をカットオフとした2つのサブグループ別に行い、相対危険度の推定にはPooled logistic regression modelを用いた。フォローアップ期間は平均5.7年間で264人の糖尿病発症者が観察され、飲酒者の非飲酒者に対する相対危険度は、BMI【less than or equal】22.0kg/m^2の集団では3.19 (95%信頼区間1.09-9.37)、BMI>22.0kgm^2の集団では0.58 (0.40-0.86)で、BMIと飲酒の交互作用項のP値は0.003であった。BMI>22.0 kg/m^2の集団で飲酒が糖尿病発症に対し予防的に働くという結果は、平均BMIの高い欧米を中心とした集団における研究結果とよく一致する。一方、BMI<22.0 kg/m^2の集団でリスクを増加させるという結果は、日本の研究結果と一致し、このような結果が偶然である可能性を低くした。日本人は米国人と比べ平均BMIが低く、米国では検討されえない低いBMIベルでこの交互作用が起こっている可能性がある。日本のような平均BMIの低い集団において正しい健康施策を確立するため、糖尿病発症における飲酒の影響についてさらに信頼できるエビデンスが必要とされている。日本においても、糖尿病患者数の増加が懸念されている。現在まで、加齢、肥満、運動不足などの糖尿病のリスクファクターが国内外で確立されてきたが、飲酒の影響に関しては、見解は完全に一致していない。日本における飲酒と糖尿病発症に関する研究は非常に少なく、最近の国内のコホート研究で、糖尿病発症に関してBody Mass Indexレベルと飲酒の影響の間に交互作用が報告されているが、過去の米国の研究結果とは一致しておらず、さらに検討する必要がある。そこで、本研究ではある企業の健康診断データを用いて、糖尿病をエンドポイントとするコホート研究を行い、飲酒の糖尿病発症に及ぼす影響とBMIレベルとの関係について検討する。平成14年度は主に解析のためのデータの収集整理、およびデータクリーニングを行い、以下の基準を満たすようにデータセットを作成した。またその解析方法に関しての情報収集を開始した。35歳以上の男女で、糖尿病の既往がなく、19911998年の間の健康診断の空腹時血糖値が140mg/dl未満である者を抽出し、1999年健康診断までフォローアップを行った。フォローアップの間、一度も健康診断を空腹で受診しなかった者はデータセットより除外した。糖尿病の診断は健康診断時の空腹時血糖値、または医療機関における糖尿病診断の有無(自己申告)により行い、診断された時点で追跡対象者から除外した。このデータセットではフォローアップ期間中の各個人についてリスクファクターを繰り返し測定している。このような反復測定データを利用したリスクファクターの解析では、どのような解析方法を適用する事が可能かその方法についても検討を開始した。
環境刺激による葉の形態形成の制御機構の解明

(1)環境刺激による葉の形態制御の研究これまでの研究により、R. aquaticaは生育温度に応じて発生する葉の形を変化させ、低温(20°C)では葉が複葉化してギザギザになり、高温(30°C)では葉が単葉化することがわかっている。また、生育途中で生育温度を変化させると、4日後には新しい環境に応答した葉の形になることもわかっている。そこで、生育途中で温度を変化(20°C→30°C、または、30°C→20°C)させたあと、経時的(1日、2日、4日)にRNAを単離し、RNA-seq解析をおこなうことで、温度変化に応答した遺伝子発現の変動を追跡した。その結果、KNOX1遺伝子などの葉の形態制御に関わる遺伝子群の発現が、温度移行後1日目には変動していることが明らかとなった。また、移行後にオーキシン関係の遺伝子群の発現が変動していた。KNOX1遺伝子はオーキシンにより発現制御を受けることから、温度変化によるオーキシン量の変動が葉形を決定している可能性が示唆された。(2)水没に対する応答機構の研究R. aquaticaは、水没すると葉の形態を大きく変化させる。また、気中では葉の表裏の両面に気孔を形成するが、水没葉では気孔の形成が抑制されることがわかった。そこで、水没をどのように感知して葉形を変化させているのかを分子レベルで明らかにするため、水没応答のトランスクリプトーム解析を進めた。RNA-seq解析の結果、水没に応答して嫌気呼吸に関する遺伝子の発現が変動していることがわかった。今後、葉の形態変化や気孔に関わる遺伝子の発現を調べることで、水没応答の分子基盤を明らかにできると考えられる。29年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は、R.aquaticaのゲノム配列解読を試みた。R. aquaticaのゲノムDNAをIlluminaおよびPacBioプラットフォームでシークエンスした。得られたリードのハイブリッドアセンブリにより、1,797本の配列からなるゲノムサイズ440Mbpのドラフトゲノムが得られた。ドラフトゲノムのN50は1.3Mbp、最長配列は8.9Mbpであった。k-mer頻度分析から推定されるゲノムサイズは450Mb前後であり、今後の解析に十分なゲノム配列情報が得られたと判断できた。イヌガラシ属の基本染色体数は8である。R. aquaticaの染色体数は30本であるが、細胞遺伝学的な解析から、染色体が倍加したあと、一部の染色体が融合することで30本になっていることを確かめた。2.環境刺激による葉の形態制御や再生過程のトランスクリプトーム解析これまでにおこなったトランスクリプトーム解析により、フィトロム相互作用因子の一種であるPIL1の発現が葉形変化に相関していることがわかっていた。RT-PCRによりPIL1などの発現解析をしたところ、温度に応答して発現が変動していることがわかった。また、R. aquaticaの葉形変化の程度が異なる2つの地域系統では、暗所への応答やフィトクロム相互作用因子により制御されるオーキシンへの応答が大きく応答が異なっていた。現在、PIL1などのペプチド抗体を作成中である。葉断面からの再生過程についても経時的なトランスクリプトーム解析を行なった。R. aquaticaは、葉の断片の基部側の断面からのみ再生し、先端部側からは再生しない。基部側と先端部側で比較トランスクリプトーム解析をおこなったところ、基部側でのみ再生に関わる遺伝子群の発現が誘導されていることがわかった。今後の解析に必要となるゲノム配列解読を終えることができた。すでにトランスクリプトーム解析のデータは得られており、現在詳しい発現解析を実施しているところである。研究計画で実施する予定であるエピジェネテックな解析についても、バイサルファイトシークエンスのライブラリ作成にはいっており、概ね順調に進んでいるといえる。

今後、葉の形態変化や気孔に関わる遺伝子の発現を調べることで、水没応答の分子基盤を明らかにできると考えられる。R.aquaticaのゲノム情報が得られたことで、今後ChIP-seq法によるヒストン修飾の解析や、バイサルファイトシークエンス法によるDNAメチル化解析などが可能になった。現在、温度変化にともなうDNAメチル化の変動と、葉断面からの再生過程におけるDNAメチル化の変動について全ゲノムバイサルファイトシークエンス法による解析を始めたところである。今後、トランスクリプトーム解析の結果と統合的に解析することで、ヒストン修飾やDNAのメチル化と転写制御との関係を明らかにしていきたい。29年度が最終年度であるため、記入しない。
VR・AR技術を用いた木材加工実習支援ツールの開発

中学校技術科において木製品の製作が行われる。作ることだけが目的ではなく,ものづくりを通して生徒の問題解決能力を高めることが大切である。しかし授業時間数の制約から,生徒に試行錯誤させることが難しい現状がある。私たちは,VR・AR技術を用いることにより,「設計」段階において生徒が問題点を容易に把握し,繰り返し設計の見直しが可能となる支援ツールを開発する。具体的にはVR技術を用いて生徒が構想した製作品を仮想空間に呈示し,3次元力覚提示装置を利用して直接触り,回転させて観察できるようにする。またAR技術を用いて完成予想物を現実空間上に呈示し,サイズ感,周囲との調和等を体験できるようにする。
中国同時代文学の潮流を概括するための基礎的研究

本研究では、文化大革命後に活躍した中国の作家50名程度を対象に、著作目録(中文)、翻訳目録(日文)、関連文献目録(中文・日文)、ならびにインタビューの映像記録を収録したデータベースを構築し、この30年間の中国文学の潮流を概括するための基礎的な資料を作成した。(同データベースは2009年7月一般公開予定)その過程で、中国文学の現状と趨勢を的確に把握するために現地の研究者を交えた研究会を開催したほか、その間に収集した資料や得られた知見に基づく研究成果を、研究代表・連携研究者が個別に学術誌・学会などで報告した。今年度は、2005年6月11日、7月27日、9月12日、12月10日、2006年3月24日の5回にわたって研究会を行うとともに、2005年8月13日25日(関根は9月4日)、9月1日5日、2006年2月19日22日、3月12日16日の4回にわたって、中国・香港を訪問し、文献調査・インタビュー・資料収集および現地研究者・研究機関との打ち合わせを行った。このうち、2005年6月および7月の研究会では、データベースに収録する60名の作家について検討し、暫定的な名簿を決定した。これを受けて、8月に千野、関根、櫻庭が上海、長沙、武漢、北京を訪れて作家を訪問し、インタビューのための準備を進めたほか、中国現代文学館と資料の交換などについて検討を行った。訪問した主な作家は次のとおり。王安憶・王小鷹・陳思和・小飯(上海)、韓少功・何立偉ほか(長沙)、方方・陳応松(武漢)、残雪・史鉄生・陳染・格非ほか(北京)。また、9月初旬に千野が香港中文大学図書館を訪問し、香港文学・中国文学に関するデータベースの共有化について検討した。以上の作業をもとに、9月の研究会でデータベースの枠組みについて検討し、基本形を決定、分担してデータベースの構築に着手した。12月の研究会では、それまでに作成したデータベースを持ち寄り、問題点を洗い出して、データベースの基本形に修正を加えた。2006年2月には千野が香港を訪れ、中国および香港の研究協力者と今年度の作業について意見を交換し、現地の研究機関とのデータベースの共有化について検討した。3月には飯塚が北京を訪問して余華ほかの作家のインタビューを実施するほか、研究協力者の王暁明上海大学教授ほか1名を招いて、近年の中国文学および中国児童文学の動向について報告、討論を行う。あわせて今年度の作業の反省、次年度の計画の検討を進める。今年度は、作家インタビューとデータベース構築の実務作業を進めた。具体的には、6月に第1回会合を開いて、今年度のインタビュー計画を策定し、その計画に沿って、インタビューを行い、画像を収録した。成果は下記のとおりである。千野拓政......6月28日7月2日、上海を訪問、韓少功にインタビュー。張(火+韋)、曹征路と会談を行い、次回インタビューの約束を取り付けた。飯塚容、竹内良雄、渡辺新一......7月30日8月6日、上海・南京を訪問。韓東、魯羊、畢飛宇、趙本夫にインタビュー。近藤直子......8月18日23日に北京を訪問。残雪にインタビュー。栗山千香子......9月5日12日に北京を訪問。史鉄生にインタビュー。このほか、関根謙がロンドンを訪れ虹影に、千野、飯塚が個別に日本訪問中の鉄凝にインタビューを行った。また、ニューヨーク滞在中の研究協力者桜庭ゆみ子が、当地で厳力にインタビューを行った。データベースの構築については、昨年度の計画に沿って、各研究分担者がそれぞれ分担された作家著作目録・翻訳目録・関連文献目録のデータベースの構築を進めた。特に残雪については、中国在住の夫君魯庸氏に依頼し、網羅的な著作目録、関連文献目録を完成させた。これらをふまえて、12月に第2回の会合を開き、上記の成果を集約するとともに、今後のデータベースの構築、インタビュー予定について再検討した。なお、各研究分担者が、これまでの研究成果の一部を、関根謙編輯の『アジア遊学』<No.94中国現代文学の越境><No.97現代中国のポピュラーカルチャー>(娩誠出版)に発表した。2007年度は、引き続きデータベースの橦築と作家インタビューを進めるとともに、中国で現地の研究者と会談し、作家の動向の把握に努めた。また、何度か研究会・打ち合わせを開き、研究者を招いて報告をしてもらって、作家についての情報収集・討論を行った。同時に、データベースについて相互に報告し、問題点などを議論した。具体的な日程は下記のとおり。

(1)作家インタビュー(a)近藤直子8月(張賢亮)、(b)千野拓政8月(陳応松、方方、池莉)、(c)竹内良雄9月(遅子建)、(d)飯塚容9月(馬原)、(e)関根謙9月(格非)、(f)渡辺新一、栗山千香子10月(干堅、翟永明)(g)千野拓政10月(王安憶)、(h)近藤直子11月(李鋭)、(i)渡辺新一1月(劉慶邦)、(j)栗山千香子(徐坤)(2)研究会・打ち合わせ(a)7月、土屋肇枝さんを招いて報告・討論会(池莉について)、データベースについての報告・意見交換(b)9月、宮入いずみさんを招いて報告・討論会(王安憶について)、データベースについての報告・意見交換(c)11月、張賢亮、畢淑便を招いての講演・討論会(d)12月、打ち合わせ(インタビュー日程の調整、データベースについての意見交換)(3)現地研究者との情報交換(a)千野9月(劉継明、羅嵩、蕾啓立)、10月(王暁明、王宏志、張生、gao元宝)2008年度の取材活動は下記のとおり。4月、飯塚、竹内が大阪で来日中の作家、蘇童のインタビューを行う。8月、飯塚が香港へ出張し、高行健のインタビューを行う。11月、千野、飯塚が韓少功、方方、薬測海、裘山山、趙大年と会談、補足インタビューを行う。12月、渡辺、栗山が北京へ出張、それぞれ林白、劉慶邦、ならびに徐坤のインタビューを行う。2009年3月、来日中の研究協力者王暁明氏を招き「今日の中国における新愛国主義について」と題する講演・討論会を行う。また、下記のとおり研究会を開催した。場所はいずれも早稲田大学戸山キャンパス。第1回、2008年4月5日。2007年度の活動を総括し、2008年度の研究計画を討議した。第2回、5月17日。立松昇一さんによる莫言についての報告ならびに討論を行い、あわせて4月以来のデータベースの進捗状況、問題点について確認した。第3回、7月19日。夏期休暇中の、データベース製作、インタビュー計画について検討した。第4回、9月27日。夏期休暇中の成果の報告と検討を行った。第5回、12月20日。データベース、インタビューの進捗状況の確認と問題点の検討、データベース公開へ向けての手順と日程の確認を行った。第6回、2009年3月26日。データベース構築・公開に向けての最終確認を行った。インタビュー画像の取り込み・編集、検索ソフトの作成に手間取っており、公開は5月ないし6月にずれ込む予定である。なお、2008年の研究活動に基づき、別紙のとおり研究代表者、連携研究者が論文、翻訳、学会発表などの形で成果を公表した。
心房性ナトリウム利尿ポリペプチド受容体の腎内分布とその生理的意義

心房性ナトリウム利尿ポリペプチド(atrial natriuretic polypeptide,ANP)は,強力な利尿作用と血管平滑筋弛緩作用を有するホルモン様物質であるが,腎臓におけるANP受容体の分布とその生理的意義については不明の点が多い.本研究では腎におけるANPの作用部位,作用機序を受容体レベルから解明することを目的として,尿細管上皮細胞膜及び培養腎上皮細胞を用いANP受容体の特性並びに病態下での変動や活性調節機構について検討を加えた.1.^<125>I-α-hANPと腎皮質細胞分画成分との相互作用について検討した結果,尿細管側底膜に特異的なANP受容体の存在することが示された.2.培養腎上皮細胞(LLC-PK_1)を用いて^<125>I-α-hANPの結合性を検討したところ,特異的なANP受容体の存在することが示された.更にこの細胞系は, α-hANPの用量に依存してcGMP産生応答を示すことがわかった.3.高血圧自然発症ラット(SHR)を用いて,病態時における腎皮質ANP受容体の性状について検討した.高血圧発症後(14-15週令)のSHR群では, WKY群に比して高親和性ANP受容体のKα値並びに結合部位数が減少し,またこの変化は疾患が重症であるSHR-SP群において一層顕著であった.5.ANPとは逆の生理作用を示すバソプレッシン(AVP)とANPとの相互作用についてLLC-PK_1細胞を用い検討した.AVPは, α-hANPによるcGMP産生を用量依存的に抑制したが, phosphodiesterase阻害剤を共存させるとAVPの抑制作用は消失した. AVP受容体(V_1及びV_2)の役割について詳細に検討した結果, AVPはV_1受容体を介しcGMPの分解を促進することによって, α-hANPの作用に拮抗する可能性が示唆された.心房性ナトリウム利尿ポリペプチド(atrial natriuretic polypeptide,ANP)は,強力な利尿作用と血管平滑筋弛緩作用を有するホルモン様物質であるが,腎臓におけるANP受容体の分布とその生理的意義については不明の点が多い.本研究では腎におけるANPの作用部位,作用機序を受容体レベルから解明することを目的として,尿細管上皮細胞膜及び培養腎上皮細胞を用いANP受容体の特性並びに病態下での変動や活性調節機構について検討を加えた.1.^<125>I-α-hANPと腎皮質細胞分画成分との相互作用について検討した結果,尿細管側底膜に特異的なANP受容体の存在することが示された.2.培養腎上皮細胞(LLC-PK_1)を用いて^<125>I-α-hANPの結合性を検討したところ,特異的なANP受容体の存在することが示された.更にこの細胞系は, α-hANPの用量に依存してcGMP産生応答を示すことがわかった.3.高血圧自然発症ラット(SHR)を用いて,病態時における腎皮質ANP受容体の性状について検討した.高血圧発症後(14-15週令)のSHR群では, WKY群に比して高親和性ANP受容体のKα値並びに結合部位数が減少し,またこの変化は疾患が重症であるSHR-SP群において一層顕著であった.5.ANPとは逆の生理作用を示すバソプレッシン(AVP)とANPとの相互作用についてLLC-PK_1細胞を用い検討した.AVPは, α-hANPによるcGMP産生を用量依存的に抑制したが, phosphodiesterase阻害剤を共存させるとAVPの抑制作用は消失した. AVP受容体(V_1及びV_2)の役割について詳細に検討した結果, AVPはV_1受容体を介しcGMPの分解を促進することによって, α-hANPの作用に拮抗する可能性が示唆された.心房性ナトリウム利尿ポリペプチド(atrial natriuretic polypeptide,ANP)は、強力な利尿作用と血管平滑筋弛緩作用を有するホルモン様物質であるが、腎臓におけるANP受容体の分布とその生理的意義については不明の点が多い。本研究では腎におけるANPの作用部位、作用機序を受容体レベルから解明することを目的として、尿細管上皮細胞膜及び培養腎上皮細胞を用いANP受容体の特性並びに病態下での変動について検討を加えた。1.【^(125)I】-α-hANPと腎皮質細胞分画成分との相互作用について詳細に検討した結果、尿細管側底膜に特異的なANP受容体の存在することが示された。【^(125)I】-α-hANPは刷子縁膜との反応において速やかに加水分解されたが、側底膜との場合には比較的安定であった。2.培養腎上皮細胞LLC-P【K_1】を用いて【^(125)I】-α-hANPの結合性を検討したところ、特異的なANP受容体の存在することが示された。更にこの細胞系は、α-hANPの用量に依存してサイクリックGMP産生応答を示すことがわかった。3.高血圧自然発症ラット(SHR)を用いて、病態時における腎皮質ANP受容体の性状について検討を加えた。

高血圧発症前(5週令)のSHR群とWKY群(正常ラット)との間には、血中ANP濃度及び尿細管側底膜に対する【^(125)I】-α-hANP結合性の差は見られなかった。一方、高血圧発症後(14-15週令)のSHR群では、WKY群に比して血中ANP濃度が増加していること、高親和性ANP受容体のKd値並びに結合部位数が減少していること、またこの変化は疾患が重症であるSHR-SP群(高血圧卒中ラット)において一層顕著であることが明らかになった。従って腎皮質ANP受容体は、高血圧発症に関連して変動する可能性が示唆された。
ニトロ化合物とアミンからの新規アミド結合生成法の開発

アミド結合は重要な結合であるが、通常のカルボン酸とアミンからの脱水縮合反応によるアミド合成は多くの問題があり、優れたアミド結合生成反応の開発が求められている。今回、ニトロ化合物とアミンを原料として、酸素による酸化を含む全く新しい形式による新規アミド合成法開発した。ニトロ化合物、アミンにヨウ素、塩基を加え、酸素雰囲気下反応を行うと、対応するアミド結合が良好な収率で得られる。エピメリ化を起こすことなく、反応が進行する。さらに本反応をα-置換マロニトリルに拡張し、α-置換マロニトリルとアミン、塩基、酸素から対応するアミド結合が生成する事も明らかにした。アミド結合は、タンパク質、ペプチドを構成する重要な結合であり、アミド結合を有する多くの医薬品、生物活性化合物が知られている。特に環状ペプチドはその強力な生理活性から、医薬品候リード化合物として大きな期待が寄せられている。これまでに優れたアミド結合生成反応が種々開発されてきたが、通常のカルボン酸とアミンからの脱水縮合反応によるアミド合成は多くの問題があり、現在でも優れたアミド結合生成反応の開発が求められている。従来法とは反応機構が異なる新規アミド結合生成法を開発する事が出来れば、これまで立体障害のため合成が困難であったアミド結合が、また従来法ではラセミ化しやすく困難であったアミド結合が合成できる可能性がある。今回、ニトロ化合物とアミンからの酸素による酸化を含む全く新しい形式による新規アミド合成法を目指し検討を行った。検討の結果、ニトロ化合物にヨウ素、アミン、塩基としてK2CO3を加え、酸素雰囲気下反応を行うと、対応するアミド結合が良好な収率で得られる事を明らかにした。本反応のメカニズムを検討したところ、ニトロナートとI2が反応し、αーニトロヨードアルカンが生じ、そのアニオンが酸素に1電子移動を起こして、反応が進行するというメカニズムである事を提唱した。さらに本反応をαー置換マロニトリルに拡張し、αー置換マロニトリルとアミン、塩基、酸素から対応するアミド結合が生成する事も明らかにした。本反応ではマロニトリルのαー位に立体障害の大きな置換基を有する基質でも反応はすみやかに進行し、脱水縮合反応では合成の難しい立体障害の大きなアミド結合に適用可能である事を見出した。計画していた反応を実現しただけでなく、反応機構に関しても検討を行う事ができた。計画通り研究が進んでいると判断している。通常のカルボン酸とアミンからの脱水縮合反応によるアミド合成は多くの問題があり、現在でも優れたアミド結合生成反応の開発が求められている。本反応のメカニズムを検討したところ、ニトロナートとI2が反応し、αニトロヨードアルカンが生じ、そのアニオンが酸素に1電子移動を起こして、反応が進行するというメカニズムである事を提唱した。さらに求核剤としてアミンに変え、アルコールを用いるとニトロ化合物とアルコール、I2、および酸素から対応するエステルが得られる。さらに、反応が進行するにつれ、反応速度が向上するauto inductiveな現象を見出した。ニトロアルカンだけでなく、αー置換マロニトリルからも酸素を用いることにより、アルコールと反応し対応するエステルが得られることを明らかにした。ニトロ化合物とアミンからアミド結合の生成反応を他の反応基質に拡張する。本反応はニトロナート化合物から酸素への一電子移動を駆動力として進行していると推察している。従来の金属酸化剤を用いる酸化的変換反応に比べ、酸素を用いる反応は、クリーンな反応として現在注目を集めている。この観点から研究を推進する。すなわち、ニトロ化合物以外にも本反応を適用する事が出来る可能性を秘めている。例えばβーケトエステル誘導体、ジシアノ化合物あるいはマロン酸のアニオン等から酸素への一電子移動が進行すれば、これまで金属酸化物を用いていた酸化反応を新たな環境調和型酸化反応への発展させることができる。

HOMOレベルの高い求核剤と酸素との反応のスクリーニングを行い、本形式の反応の更なる拡張を図る。反応がうまく進行しない場合は酸素に加え、触媒量の金属触媒を添加する事により、環境調和型酸化反応を実現する。有機合成予想以上に順調に計画が進行したため、必要と考えていた条件検討のための実験が少なくてすんだ。これにより、想定していた消耗品費用が予定を下回ったため。実験が予定よりも早く進行しており、平成29年度に計画している実験を、昨年度の計画時点よりも充実させる事を考えており、繰越した使用額を増大する消耗品費用に使用する予定である。
疲労回復を促進する実用的栄養処方確立にむけた基盤研究～水分と糖質補給の観点から～

運動後の速やかなリカバリー、すなわち体液とグリコーゲンの補充を効果的に達成するためには、水分と糖質の補給が重要であり、成否の鍵は吸収速度が握っている。スポーツ飲料は今やスポーツの現場に十分普及するに至っており、実験室的研究の積み重ねによって成分が調整され、消化管での素早い吸収を実現している。しかし、この科学的基礎を築いている研究の多くは、空腹状態で飲料を単独摂取させる検討に留まっており、実用時に生じる夾雑要因、すなわち固形食の摂取や身体活動を関連付けた複合的な検討は、方法論的な限界によって十分に実施されていない。そこで本研究では、ヒトを対象としながらも信頼性の高い生体内部情報が取得可能な安定同位体標識技術を利用し、食物の摂取状態が水分と糖質の吸収速度に与える影響を明らかにし、その機序に迫ることで運動時の疲労を効果的に回復させる実用的な栄養処方の確立に向けた礎となる知見を取得することを目的としている。本研究は新規性の高い検討であるため、初年度となる平成30年度の活動としては、方法論の確立に重きを置いた基礎的な検討を行った。消化器・循環器系に既往歴の無い2030歳の男性を対象者とした。飲料ならびに固形食中の水分に同位体標識を行い、それぞれを対象者に単独摂取させ、水分ならびに糖質の吸収について評価した。飲料を摂取させた条件において、同位体の濃度の急激な上昇が観察され、急速補給における優位性が確認された。一方、それぞれを投与した後に観察した尿量に着目すると、緩やかに吸収された固形食由来の水分については、尿量を増加させにくいことが明らかとなった。固形食に含まれる水分の腸管吸収動態については、方法論的な限界からこれまで十分な検討が行われていない。本研究ではこの課題に安定同位体標識技術を用いることで果敢にチャレンジし、飲料水分との吸収特性の違いを観察することに成功している。今後の研究の展開を見越して、体内同位体濃度の評価方法についても、血液、尿といった生体試料の持つ特性のみならず、至適な採取タイミングについても吟味しており、被検者の負担を軽減しつつも有益な結果が取得できる研究デザインを構築するために役立つ知見を得ている。現時点までに得られているデータのみでは堅牢性の高い知見を示すことは困難である。今後、研究規模を拡大して例数を増やすとともに、追加の実験を計画・実施することによって現象の複雑さに挑んでいく。観察された現象と現時点までに得られている知見が、本研究の条件でのみ生じるものなのか、食事の種類や分量を変えても普遍性を持つものなのかについては、条件を細かに設定した検討によって明らかにして行きたい。なお、これまで得られている本研究の成果については、積極的な学会発表ならびに論文投稿を行っていく。

観察された現象と現時点までに得られている知見が、本研究の条件でのみ生じるものなのか、食事の種類や分量を変えても普遍性を持つものなのかについては、条件を細かに設定した検討によって明らかにして行きたい。なお、これまで得られている本研究の成果については、積極的な学会発表ならびに論文投稿を行っていく。分析に利用している消耗品の入手ルートの変更により、助成金の一部が繰越となった。当該予算については、2019年度前半の分析に用いる消耗品の購入に充てられる。