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イスラームにおける伝承知と理性知

イスラームという宗教体系は、コーランや預言者ムハンマドの言行に由来する「伝承知」と、ギリシャ哲学の移入とともに発展した人間理性の自由な発動を鼓舞する「理性知」とのふたつの要素から成り立っている。この二者が、時には排斥し合いまた時には互いに結び合うことにより、イスラームの歴史は極めて多彩な展開を遂げてきた。研究代表者濱田は、オスマン帝国における国家論(君主論)に関する著作や東トルキスタンの歴史書を対象として、具体的政治過程において「伝承知』がいかにして現実に適用されたかという問題を検討し、これらの著作では、「伝承知』への追従は極めて理性的になされている、換言すると、現実への理性的対応が要求する「伝承知」が断章取義的に採用されていることを確認した。研究分担者鎌田は、12イマーム・シーア派の名かで展開した神秘思想を対象とし、イスラームの啓示によって与えられた直観がいかに理論的に表現されるかといいう問題を17世紀のイランの哲学者、ムッラー・サドラーの著作に基づいて探求した。その結果、この哲学者がいかにコーランを読むかを具体的に解明し、伝承知から距離を置くタイプの哲学者の営為との比較を通じて、ふたつのタイプの「知」の関わり合いの豊かさを明らかに出来た。また分担者野元は、新プラトン主義をイスマーイール・シーア派に導入した最初の世代の人であるアブー・ハーティム・アッラーズィーの主著のひとつ『訂正の書』を対象として、新プラトン主義とイスマーイール派の狭義の内的な関係を探る名かで、伝承知と理性知の共存、融合の様相を解明した。分担者清水は、ヒラール・サービーの『カリフ宮廷のしきたり』を翻訳し(近刊)、伝承知と理性知の問題が、アッバース朝宮廷の日常生活の面にいかに現れるかの具体相を知るうえで、重要な貢献を行った。伝承知と理性知との関係を探求するため、鎌田はイスラームの神秘哲学者モッラー・サドラー(1640年没)の思想を主として扱った。本年度はその基礎作業としてクルアーンをどのように読み解いているかを中心に、モッラー・サドラーの著作の読解を進めた。その成果の一部は1999年5月にイランで開催されたモッラー・サドラー国際学会で発表した。彼の代表作のひとつ、『神的明証』の翻訳注解の仕事をするにあたって、アラビア語の該当テキストをマッキントッシュのテキスト・ファイルとして作成した。まだ完全なものではないが、これは、翻訳するテキストの用例を効率的に調べ、より正確なテキスト理解を実現するため、テキスト全体の検索を可能にする電子情報化を試みたものである。モッラー・サドラーの他の著作は、イランでCD-Rom化されたものがあり、本年度購入できたので、それらをともに利用することで、今後進める翻訳注解の作業の基礎的な手段が整備された。濱田は、オスマン帝国における政治思想の展開を考察すべく、トゥルスン・ベグの『征服王伝』の解読を継続する一方で、これよりおよそ一世紀後のゲリボルル・ムスタファ・アーリーの『歴史宝蔵』についての研究を開始し、現在この浩瀚な歴史書の既刊部分の講読を行う外、未刊である著者の同時代史の部分の写本のマイクロフィルムの収集を図っている。トルコ共和国のみならず、ライデン、パリ、ウイーン、ベルリンの写本に関する情報を得たので、新年度には現地調査を含めて史料の収集を実現する予定である。今年度中に刊行される研究としては、中国イスラームのスーフィズムを扱った「『帰真総義』初探」(神戸大学文学部五十周年記念論集)がある。キリスト教世界におけると同様に、イスラーム世界にあっても真理は預言者から伝承された啓示と、人間が本来的に神から授けられた理性の二つによってのみ認識可能であるとされる。一般的な見解では、ガザーリー以降、啓示の理性に対する優越が確立し、それ故にイスラーム世界は西洋的近代とは異質の歴史をもったとされているが、オスマン帝国の政治思想やシーア派の神秘哲学を検討すると、事柄はそれほど単純では無いことが明らかになる。シーア派神秘哲学は、啓示は如何にして下るかという問題を理性によって説明、納得するための営為であり、オスマン朝の政治思想は、社会秩序の維持、換言すると国家理性のためには、啓示によらざる統治手段にもまた正統性を付与するための思想営為である。このような政治哲学の成立の背景には、一方には古代ギリシャから受け継がれた倫理学があり、一方に啓示とは無縁のモンゴルがイスラーム世界のほぼ全域を統治したという事実に対する深刻な認識があったと考えられる。以上知見は従来必ずしも明確にはされていなかった事柄である。具体的な研究実績としては、コンピューターを用いてテキストの対照研究を可能にするため、濱田はオスマン朝の歴史家トゥルスン・ベグとムスタファ・アーリーの著作及び中央アジアの聖者伝を、野元はアブー・ハーディム・アッ・ラーズィーの代表的著作の本文を確定し、そのデジタル化の作業を継続した。また、濱田はコレージュ・ド・フランスでの連続講義に招かれた機会を利用して、パリ国民図書館の写本を、野元はロンドンのイスマーイール派研究所の写本をそれぞれ調査し、マイクロ写真を収集した。濱田は、伝承知に関する研究の一環として、中央アジアのチャガタイ語聖者伝に引用されるコーランとハディースを収集した結果、チャガタイ語訳のタフスィールの存在を推定するに至った。

またこれらの引用がいかなるコンテクストに現れるかをいちいち検討することにより、聖者伝におけるコーランとハディースの理解のされ方を解明することが可能になることを明らかにした。この研究と関連のある3篇の仏文の論文をTurcica, Jounal of the History of Sufis, Annales各誌に編集部の求めに応じて投稿し、掲載の決定を得た。さらに、漢文のスーフィー文献である『帰真総義』についても、コーランとハディースの翻訳の原文同定の作業を継続している。野元は、本年度は10世紀のイスマーイール・シーア派の思想家アブー・ハーティム・アッ=ラーズィーをとりあげ、野元のPh.D.論文(McGill University, Montreal,1999を発展させる形で、1.イスマーイール派への新プラトン主義哲学の影響、2.10世紀のイスマーイール派運動の状況、3.その『訂正の書』本文テクストの正確な読みの確立、の三点から研究を進めた。以上の1については新プラトン主義協会大会(9月24日於神戸市外国語大学)おける研究発表で、ラーズィーはイスマーイール派の救済史観と新プラトン主義的宇宙論を結合させたという仮説を提示した。2と3については、以下の二つの業績において、当時のイスマーイール派の政治活動における多様性を指摘し、また『訂正の書』校訂版(Tehran,1998)とTubingen写本、Hamdani写本を比較した。イスラームという宗教体系は、コーランや預言者ムハンマドの言行に由来する「伝承知」と、ギリシャ哲学の移入とともに発展した人間理性の自由な発動を鼓舞する「理性知」とのふたつの要素から成り立っている。この二者が、時には排斥し合いまた時には互いに結び合うことにより、イスラームの歴史は極めて多彩な展開を遂げてきた。研究代表者濱田は、オスマン帝国における国家論(君主論)に関する著作や東トルキスタンの歴史書を対象として、具体的政治過程において「伝承知』がいかにして現実に適用されたかという問題を検討し、これらの著作では、「伝承知』への追従は極めて理性的になされている、換言すると、現実への理性的対応が要求する「伝承知」が断章取義的に採用されていることを確認した。研究分担者鎌田は、12イマーム・シーア派の名かで展開した神秘思想を対象とし、イスラームの啓示によって与えられた直観がいかに理論的に表現されるかといいう問題を17世紀のイランの哲学者、ムッラー・サドラーの著作に基づいて探求した。その結果、この哲学者がいかにコーランを読むかを具体的に解明し、伝承知から距離を置くタイプの哲学者の営為との比較を通じて、ふたつのタイプの「知」の関わり合いの豊かさを明らかに出来た。また分担者野元は、新プラトン主義をイスマーイール・シーア派に導入した最初の世代の人であるアブー・ハーティム・アッラーズィーの主著のひとつ『訂正の書』を対象として、新プラトン主義とイスマーイール派の狭義の内的な関係を探る名かで、伝承知と理性知の共存、融合の様相を解明した。分担者清水は、ヒラール・サービーの『カリフ宮廷のしきたり』を翻訳し(近刊)、伝承知と理性知の問題が、アッバース朝宮廷の日常生活の面にいかに現れるかの具体相を知るうえで、重要な貢献を行った。
量子力学のプロパゲイターと経路積分に係わる研究

本研究は,量子力学のプロパゲイター,即ちシュレーディンガー・ユニタリ群とその積分核,グリーン関数,また,虚数時間版である半群とその熱核に関するものである。主に次の2つのトッピッスについて成果を得た。1つは,本研究で得た作用素ノルム自己共役トロッター積公式に基づいた経路積分的手法がシュレーディンガー半群,または,熱核の構成を如何に良い近似で与えているかを明らかにしたことであり、もう1つは, 3つの相対論的シュレーディンガー作用素を考え新しい観点からの虚数時間経路積分の問題への再訪を行ったことである。本研究課題の初年度である。1.量子力学のプロパゲイター,即ちSchrodinger/Diracユニタリ群とその積分核,Green関数,また,虚数時間版である半群とその熱核を如何に構成しそれから更なる情報を如何に得るかについての研究である。特に経路積分的視座からも考えたい。先ず経路積分と係わるTrotter積公式の作用素ノルム収束に関するこれまでの研究の継続としては,一瀬は東嘉紀との共著論文[Integ.Equ.Oper.Theory(2008)]において次を証明した:調和振動子の場合に,対称Trotter積の作用素ノルム及びその積分核が,一般の場合の対称Trotter積公式の最良誤差評価O(1/n)よりも更に良い誤差評価O(1/n^2)で収束する。証明は対称Trotter積の積分核を具体的に計算することにより,誤差を上下から評価するものであった。これは,田村英男(岡山大学)との共同研究[Comm.PDE(2004)]において,一般の無限遠で多項式増大するポテンシャルV(x)をもつSchrodinger作用素-Δ+V(x)の場合で得た上からのみの誤差評価O(1/n^2)の結果の一部精密化であり,最良誤差評価に関する問題を決着させた。これらの研究について一瀬が田村英男と総合的サーヴェイを行った共著論文がMark Krein生誕100年記念論文集Modern Analysis and Application (Birkhauser2009)に掲載の予定である。2.非可換調和振動子の熱核を経てゼータ関数の展開式の問題についての続きの研究を始め,2008年9月ドイツのゴスラーで開催された国際会議「偏微分方程式とスペクトル理論」で,一瀬はこのテーマについて講演した。示唆に富む2質問があり,それについて検討中である。3.また,斉藤義実(アラバマ大学バーミンガム校)とDirac作用素のゼロモードにかかわるDirac-Sobolev空間に関する論文を書き投稿中である。4.来日中の数理物理学の専門家であるWitold Karwowski教授(ポーランドOpole大学),Pavel Exner教授(チェコ科学アカデミー),Elliott H. Lieb教授(Princeton大学)を,それぞれ2008年5月,10月,2009年1月に金沢に招聘し,プロパゲイターに関する知識の提供を受けた。本研究課題の2年目である。量子力学のプロパゲイター,即ちSchrodinger/Diracユニタリ群とその積分核,Green関数,また,虚数時開版である半群とその熱核に関する研究であり,経路積分的視座からも見る。1.一瀬は田村英男(岡山大学)との共同研究で,経路積分を意味付ける1方法である自己共役Trotter積公式を,2つの非負値自己共役作用素の作用素和の場合に作用素ノルム収束,及び,ポテンシャルV(x)を持つSchrodinger作用素-Δ+V(x)の場合にはその熱核への各点収束を,最良の誤差評価と共に証明した。その成果の総合的サーヴェイを行った共著論文がMark Krein生誕100年記念論文集OperatorTheory : Advances and Applications, Vol.190(Birkhauser 2009)に掲載された。2.一瀬は斉藤義実(Alabama大学Birmingham校)との共同研究で,Dirac作用素のゼロモードに係わるDirac-Sobolev空間がふつうのSobolev空間とどのような関係にあるかを解明した論文を書きFunkcialaj Ekvaciojに投稿,近く出版の予定である。3.一瀬は,本課題の中の1つ「相対論的Schrodinger半群に関する虚数時間経路積分への再訪」について,廣島文生(九州大学),Jozsef Lorinczi(Loughborough Univ., UK)との共同研究で,相対論的Schrodinger作用素を含むより一般のLaplace作用素のBernstein関数で与えられるLevy過程のあるクラスの生成作用素達,更に,スカラー・ベクトルポテンシャル,及び,spinを持つSchrodinger作用素達の半群に対する虚数時間(Levy過程測度による)経路積分表示を与える研究を行った。その論文は投稿中である。

4.一瀬は,2009年8月3日-8日チェコのプラーハで開催された第16回国際数理物理学会議に出席し,経路積分・量子力学のプロパゲイターについて幾人かの専門家と討議,本研究上の情報収集を行った。本研究課題の最終年度である。1.本研究課題中の「相対論的Schrodinger半群に関する虚数時間経路積分への再訪」について,磁楊付き相対論的古典的Hamiltonian表象に対する3つの相対論的量子化Schrodinger作用素に対する虚数時間経路積分表示の問題を考察し違いを明らかにした。1つ目は一瀬・田村[Commun.Math.Phys,1986]によるWeyl量子化Schrodinger作用素であり,2つ目はlftimie-Mantoiu-Purice[Publ.RIMS Kyoto Univ.2007]にて考案されたもの,3つ目は非相対論的Schrodinger作相素の1/2乗を経て定義された上記1で考察されたものである。本研究の最初の成果を2011年3月茨城大学「数理科学セミナー」で発表・講演した。2.研究発表の[学会発表]に記したように,2010年7月に開催された「第10回国際会議経路積分2010」(WashingtonDC,米)において,ポテンシャルV(x)をもつSchrodinger作用素:-Δ+V(x)に対するに半群・その積分核のTrotter積による近似が,それぞれノルム収束・各点収束することを招待講演した。本研究の初年度までに,田村英男(岡山大学)との共同研究3.一瀬は,廣島文生(九州大学),Jozsef Lorinczi(Loughnorough大学,英)との共同研究を続けた。相対論的Schrodinger方程式を含む一般のLaplace作用素のBernstein関数で与えられるLevy過程の生成作用素たち,更にスカラー・ベクトルポテンシャル,及び,spinを持つ相対論的Schrodinger作用素たちの半群に対する虚数時間(Levy過程測度による)経路積分表示をsubordinationの手法によって確立した。論文を投稿中である。
アネキシンA5の中枢と末梢における機能とAAV投与による遺伝子治療への展開

アネキシンA5(Anxa5)KOマウスでは腱・靭帯の骨付着部(enthesis)で骨の増大が起きたことから、Anxa5は線維軟骨細胞の石灰化を負に制御する可能性が示唆された(Shimada et al., 2018)。一方、同じマウスがうつ病様行動も示す。Anxa5がenthesisを含む末梢と中枢で高発現することから、両表現型の発症が相互に関係する可能性、また両表現型が独立に起こる可能性があると仮説をたてた。本研究の目的はこの仮説を検証することである。本年度は、1)KOマウスへAnxa5発現AAVベクター導入によって表現型が改善するかを調べるため予備的にGFP恒常的発現AAVベクターをenthesisへ局所注射した。しかし局所のGFP蛍光は微弱であったことから、導入効率が低いと考えられた。現在、AAVベクターでなくAnxa5リコンビナントタンパクの使用へ変更を考えている。2)うつ病様行動を調べるために尾懸垂試験と強制水泳試験を行ったところ、KOマウスではうつ病様行動を示すことが確認された。また、新たなロタロッド試験の結果からAnxa5欠損が運動調整機能や疲労耐性を低下させることが示唆された。3)Anxa5局在をAnxa5+/-マウス脳切片のLacZ染色像は大脳皮質、視床、視床下部、第三脳室と側脳室の上衣細胞、小脳にLacZ陽性細胞が認められた。2と3の結果から、うつ病様行動や運動機能の低下は中枢における特定の細胞からのAnxa5欠損に関係することが示唆された。4)enthesisでの骨の増大メカニズムを調べる目的で培養細胞のAnxa5ノックダウンによって石灰化マーカー遺伝子を解析したところ、軟骨細胞と腱細胞でALP発現の増加及びANK発現の低下、ENPP1発現は軟骨細胞で低下、腱細胞と骨芽細胞では増加が認められた。KOマウスenthesis組織はALP陽性細胞の増大、ANK陽性細胞の減少、ENPP1陽性細胞の増加の傾向を示した。4の結果から、enthesisにおけるAnxa5の石灰化制御にはピロリン酸制御因子が介在する可能性が考えられた。1.Anxa5KOマウスの表現型(うつ病様行動とAnxa5局在)の解析は本年の計画通り進んだ:a)KOマウスのうつ病様行動を確認するために、尾懸垂試験と強制水泳試験を20-22週齢と8-9週齢のマウスを用い繰り返し行った。両試験共に解析結果は同じ結論であり、KOマウスではうつ病様行動を示すことが確認された。また、新たに、げっ歯類の運動協調性や筋疲労耐性に対する薬物、脳障害、疾病の影響を検証できるロタロッド試験を導入した。26-28週齢と8-9週齢のマウスを用い繰り返し行った試験の解析から、運動協調性や疲労耐性に対するAnxa5欠損の影響に関する考察が可能となった。b)Anxa5局在Anxa5ヘテロマウス脳切片を用いLacZ陽性部位の観察およびWTとKOマウス脳切片を用いAnxa5免疫染色を行い、Anxa5の局在の対応まで進んだ。2.Anxa5発現AAVベクターによるレスキュー実験は本年度計画したが、至っていない:a)Anxa5あるいはGFPの恒常的発現AAVベクターの作製;b)Anxa5KOマウス培養細胞でGFP恒常的発現AAVベクターの導入効率を調べたがこの効率は低かった。c)マウスenthesisへ局所注射法を検討し、予備実験としてGFP恒常的発現AAVベクターのenthesis局所への導入効率を調べたがこの効率が低いことが判明した。d)したがって、本年度計画していたレスキュー実験に至っていない。現在、AAVベクターでなくAnxa5リコンビナントタンパクへの使用へ変更を検討している。3.enthesisにおけるAnxa5の石灰化制御メカニズムの解析と成果の発表は計画通り進んだ:マウス培養細胞のAnxa5ノックダウンによる石灰化のマーカー遺伝子発現の解析と、KOマウスのenthesisにおけるALP,ANK,ENPP1陽性細胞の解析が進み、enthesisにおけるAnxa5の石灰化制御メカニズムが考察できた。更に成果を学会(Ideno et al., 2018 )および学術雑誌に発表した(Shimada et al., 2018)。新年度(2019年度)は、実施が遅れた1について重点的に研究を推進していく。1.観察された表現型がAnxa5欠損によるのかを確認する目的で、KOマウスへのレスキュー実験を計画した。しかし、昨年Anxa5発現AAVベクターの有効性が確証できなかったので、Anxa5リコンビナントタンパクの使用への切換えを検討する。2.a)昨年度実施した行動実験のリピート実験を行い、再現性を確認する。更に最近、新たにopen field行動ビデオ録画法を試みた。この試験法により、動物の活動性に及ぼすAnxa5の影響が解析できる点で興味が持たれるところである。b)昨年度実施したAnxa5免疫染色のリピート実験を行い、再現性を確認する。3.新年度計画の免疫染色は予定通り行う:Anxa5KOマウスのenthesisでの過剰石灰化による可動域の変化による痛み(?)から脳が活性化しているかどうかを調べる目的で、c-FOSやASIC1aの発現を免疫組織化学によって解析する。もし脳の活性化が認められれば、うつ病様行動との関連性について更に追及していく。

4.新年度shAnxa5発現AAVベクターによるノックダウンを計画していたが、1で書いたようにshAnxa5発現AAVベクターの導入効率も低い可能性が高い。したがって、shAnxa5によるノックダウンを検討することへ切り替える。アネキシンA5(Anxa5)KOマウスでは腱・靭帯の骨付着部(enthesis)で骨の増大が起きたことから、Anxa5は線維軟骨細胞の石灰化を負に制御する可能性が示唆された(Shimada et al., 2018)。一方、同じマウスがうつ病様行動も示す。Anxa5がenthesisを含む末梢と中枢で高発現することから、両表現型の発症が相互に関係する可能性、また両表現型が独立に起こる可能性があると仮説をたてた。本研究の目的はこの仮説を検証することである。本年度は、1)KOマウスへAnxa5発現AAVベクター導入によって表現型が改善するかを調べるため予備的にGFP恒常的発現AAVベクターをenthesisへ局所注射した。しかし局所のGFP蛍光は微弱であったことから、導入効率が低いと考えられた。現在、AAVベクターでなくAnxa5リコンビナントタンパクの使用へ変更を考えている。2)うつ病様行動を調べるために尾懸垂試験と強制水泳試験を行ったところ、KOマウスではうつ病様行動を示すことが確認された。また、新たなロタロッド試験の結果からAnxa5欠損が運動調整機能や疲労耐性を低下させることが示唆された。3)Anxa5局在をAnxa5+/-マウス脳切片のLacZ染色像は大脳皮質、視床、視床下部、第三脳室と側脳室の上衣細胞、小脳にLacZ陽性細胞が認められた。2と3の結果から、うつ病様行動や運動機能の低下は中枢における特定の細胞からのAnxa5欠損に関係することが示唆された。4)enthesisでの骨の増大メカニズムを調べる目的で培養細胞のAnxa5ノックダウンによって石灰化マーカー遺伝子を解析したところ、軟骨細胞と腱細胞でALP発現の増加及びANK発現の低下、ENPP1発現は軟骨細胞で低下、腱細胞と骨芽細胞では増加が認められた。KOマウスenthesis組織はALP陽性細胞の増大、ANK陽性細胞の減少、ENPP1陽性細胞の増加の傾向を示した。4の結果から、enthesisにおけるAnxa5の石灰化制御にはピロリン酸制御因子が介在する可能性が考えられた。1.Anxa5KOマウスの表現型(うつ病様行動とAnxa5局在)の解析は本年の計画通り進んだ:a)KOマウスのうつ病様行動を確認するために、尾懸垂試験と強制水泳試験を20-22週齢と8-9週齢のマウスを用い繰り返し行った。両試験共に解析結果は同じ結論であり、KOマウスではうつ病様行動を示すことが確認された。また、新たに、げっ歯類の運動協調性や筋疲労耐性に対する薬物、脳障害、疾病の影響を検証できるロタロッド試験を導入した。26-28週齢と8-9週齢のマウスを用い繰り返し行った試験の解析から、運動協調性や疲労耐性に対するAnxa5欠損の影響に関する考察が可能となった。b)Anxa5局在Anxa5ヘテロマウス脳切片を用いLacZ陽性部位の観察およびWTとKOマウス脳切片を用いAnxa5免疫染色を行い、Anxa5の局在の対応まで進んだ。
神経突起伸長過程におけるＲａｂ３５活性化メカニズムの解明

神経突起伸長は神経成長因子(NGF)と呼ばれる細胞外部からの刺激を引き金に、細胞骨格や膜動態を大きく変化させることで完遂する。すなわち、神経突起伸長に必須な小胞輸送機構もNGF刺激依存的に活性化される現象と考えられる。従って、神経突起伸長において必須の役割を持つ小胞輸送制御因子Rab35もNGF刺激により活性化され、小胞輸送を促進することが予想されるが、その分子機構は十分に明らかでない。そこで、神経突起伸長を制御するRab35活性化因子(Rab35-GEF)の同定とそのNGF刺激依存的な制御メカニズムを明らかにすることを目的に研究を行なった。神経突起伸長過程で機能するRab35-GEFを同定するために、in vitroでの生化学実験によりGEF活性を有することが報告されている4種類の候補分子に関して細胞レベルでのRab35-GEF活性の有無と神経突起伸長における必要性を検証した。その結果、DENND1Aのみが両方の条件を満たしており、Rab35-GEFの最有力候補であることを突き止めた。また、DENND1AはNGF刺激によりリン酸化されることを新たに見出し、DENND1Aのリン酸化サイトを同定することに成功した。次に、リン酸化できないDENND1A変異体や常時リン酸化変異体を作製し、PC12細胞に発現させることで、神経突起伸長に対するDENND1Aのリン酸化の影響を検討した。しかし、これらの変異体は野生型と同様の細胞内局在を示し、神経突起伸長に関しても大きな影響は観察されなかった。従って、本研究で同定したアミノ酸残基におけるDENND1Aのリン酸化は、Rab35を介した神経突起伸長の制御に直接関与しない可能性が高いことが明らかとなった。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。神経突起伸長の過程では細胞膜の表面積が大きく拡大することから、細胞内部からの膜輸送機構が不可欠と考えられている。この過程で生じる膜動態の変化は、神経成長因子(NGF)と呼ばれる細胞外部からの刺激により引き起こされることがわかっている。よって、神経突起伸長に必須な膜輸送制御因子Rab35もNGF刺激依存的に活性化されることが予想される。しかし、NGF刺激によりどのようにしてRab35が活性化されるのか、その分子メカニズムは明らかになっていない。また一般的に、Rabの活性化はグアニンヌクレオチド交換因子(GEF)とよばれるRab活性化因子により制御されると考えられているが、このRab-GEFの制御メカニズムも未だ明らかになっていない。そこで、申請者はNGF刺激によりどのようなメカニズムでRab35-GEFが制御され、Rab35を活性化するのかを明らかにしたいと考え、本研究課題の着想に至った。神経突起伸長の際に、Rab35の活性化に関わる因子(GEF)の同定と機能解析を昨年度に引き続き進め、候補分子としてDENND1A/connecdenn1を同定することに成功している。DENND1AのPC12細胞でのノックダウンでは神経突起の伸長が抑制されることも確認できており、本年度はこの研究結果に関する学会発表を行った。今後は、CRISPR/Cas9のゲノム編集技術を用いて、Rab35やDENND1AをノックアウトしたPC12細胞株を樹立し、神経突起伸長への影響を詳細に検討していく予定である。昨年度に引き続き、神経突起伸長時にRab35の活性化に関わる活性化因子(GEF)の同定を進め、候補分子(DENND1A/connecdenn1)の同定に成功すると共に、その機能解析に取り組みました。本年度はこの成果に関する学会発表を行うなど、期待通りの研究成果が得られていると判断している。また、本年度はRab35に加え、やはり神経突起伸長への関与が示唆されているRab10の機能解析にも着手し、Rab10のこれまで知られていない非神経系での新たな機能の一端を見出しつつある。また一般的に、Rabの活性化はグアニンヌクレオチド交換因子(GEF)と呼ばれるRab活性化因子により制御されると考えられているが、このRab-GEFの制御メカニズムも未だ明らかになっていない。そこで、申請者はNGF刺激によりどのようなメカニズムでRab35-GEFが制御され、Rab35が活性化するのかを明らかにしたいと考え、本研究課題の着想に至った。本年度は、神経突起伸長の引き金となる神経成長因子(NGF)刺激により、DENND1Aがリン酸化されることを新たに見出した。さらに、蛋白質のリン酸化を検出ツールであるphos-tagと部位特異的アミノ酸置換法を用いて、DENND1Aのリン酸化サイトを同定することに成功した。

今後は、リン酸化できないDENND1A変異体や常時リン酸化変異体を作成し、PC12細胞に発現させることで、神経突起伸長に対するDENND1Aのリン酸化の影響を検討していく予定である。神経突起伸長の際に、Rab35の活性化に関わる因子(GEF)の同定と機能解析を昨年度に引き続き進め、候補分子としてDENND1A/connecdenn1を同定することに成功している。本年度は、神経突起伸長の引き金となる神経成長因子(NGF)刺激により、DENND1Aがリン酸化されることを新たに見出した。さらに、蛋白質のリン酸化を検出ツールであるphos-tagと部位特異的アミノ酸置換法を用いて、DENND1Aのリン酸化サイトを同定することに成功した。また、本年度はRab35に加え、やはり神経突起伸長への関与が示唆されているRab10の機能解析にも着手し、Rab10のこれまで知られていない非神経系での新たな機能の一端を見出しつつある。これまでにほとんど機能が解明されていない管状エンドソーム(tubular endosome)と呼ばれる特殊な形態のオルガネラに興味を持ち、このオルガネラの形成過程における必須の制御因子としてRab10を同定した。また、tubular endosomeの制御メカニズムを明らかにするために、Rab10の新規結合タンパク質の探索を行い、モーター蛋白質の一種であるKIF13A/Bを同定することにも成功した。神経突起伸長は神経成長因子(NGF)と呼ばれる細胞外部からの刺激を引き金に、細胞骨格や膜動態を大きく変化させることで完遂する。すなわち、神経突起伸長に必須な小胞輸送機構もNGF刺激依存的に活性化される現象と考えられる。従って、神経突起伸長において必須の役割を持つ小胞輸送制御因子Rab35もNGF刺激により活性化され、小胞輸送を促進することが予想されるが、その分子機構は十分に明らかでない。そこで、神経突起伸長を制御するRab35活性化因子(Rab35-GEF)の同定とそのNGF刺激依存的な制御メカニズムを明らかにすることを目的に研究を行なった。神経突起伸長過程で機能するRab35-GEFを同定するために、in vitroでの生化学実験によりGEF活性を有することが報告されている4種類の候補分子に関して細胞レベルでのRab35-GEF活性の有無と神経突起伸長における必要性を検証した。その結果、DENND1Aのみが両方の条件を満たしており、Rab35-GEFの最有力候補であることを突き止めた。また、DENND1AはNGF刺激によりリン酸化されることを新たに見出し、DENND1Aのリン酸化サイトを同定することに成功した。次に、リン酸化できないDENND1A変異体や常時リン酸化変異体を作製し、PC12細胞に発現させることで、神経突起伸長に対するDENND1Aのリン酸化の影響を検討した。しかし、これらの変異体は野生型と同様の細胞内局在を示し、神経突起伸長に関しても大きな影響は観察されなかった。従って、本研究で同定したアミノ酸残基におけるDENND1Aのリン酸化は、Rab35を介した神経突起伸長の制御に直接関与しない可能性が高いことが明らかとなった。NGF依存的なDENND1Aの活性・局在制御機構の解析:現在、DENND1AはNGF依存的にリン酸化を受けることを突き止めている。
造血前駆細胞における分化決定機構の解析-マクロファージと破骨細胞の分岐-

サイトカインなどの外的因子は、造血細胞分化を指示(Instruct)するのであろうか?我々は、細胞分化決定は、細胞自体のプログラムによるのであって、サイトカインシグナルは、分化方向を決定するものではないというStochastic Modelを支持してきた(Proc Natl Acad Sci USA 80:6689-93,1983)。しかしながら、最近、破骨細胞の分化経路を解析する過程で、サイトカインが、細胞分化決定に重要な役割を果たすことを見いだした(J Exp Med,1999;Blood,2000)。すなわち、マウス骨髄細胞から、破骨細胞の前駆細胞をFACSを用いて分離し、M-CSFとRANKL(腫瘍壊死因子ファミリーの一つ)の存在下に破骨細胞に分化することを証明した。本萌芽研究では、マクロファージ前駆細胞からの破骨細胞のこの分化決定にどのような核内因子が関与するのか明らかにしようとした。破骨細胞の分化においては、c-fosの発現が必要不可欠であり、GM-CSFを添加すると、c-fosの発現は抑制され、その結果、細胞は、破骨細胞ではなく樹状細胞に分化することが明らかとなった。さらに、この抑制系にc-fosをレトロウイルスを用いて強発現させると、再び破骨細胞分化が誘導できることを示した。しかし、RANKLからのシグナルとc-fos発現の関係は、解決すべき課題として残った。今後、破骨細胞・マクロファージ共通祖先細胞(c-Fms+Rank--細胞)にM-CSF,RANKLを添加し、up-regulateする転写因子をDNA microarrayでスクリーニンングするという網羅的研究が必要と考えられる。
ＭＡＰキナーゼ経路制御因子Ｓｐｒｏｕｔｙによる舌癌増殖／転移抑制機構の解明

ヒト舌癌細胞株におけるSprouty/Spredファミリーの発現を調べたところ、Sprouty2,4とSpred1の発現が強く、それぞれがMAPK経路を介して発現が誘導されていた。なかでもSprouty2は舌癌細胞株においてEGFおよびFGF刺激によるMAPK経路の活性化を抑制するのみでなく、さらに別の癌増殖シグナルとして知られるTGF-βスーパーファミリー刺激によるSmad 1/5/8の活性化を抑制する結果を得た。また、癌細胞における血管上皮増殖因子(VEGF)の発現を抑制することが示され、癌の増殖のみならず転移機構の抑制に関わる可能性が示唆された。本研究はMAPキナーゼ経路制御因子Sprouty2による舌癌の増殖・転移抑制機構の解明のため、FGF - MAPK経路を中心に解析を行ってきたが、舌癌の組織型である扁平上皮癌の増殖機構に関して、TGF-βシグナルも非常に重要な働きをしていることが知られている。このTGF-βシグナルはMAPK経路ともクロストークすることが知られているが、Sprouty2がこのTGF-βシグナルヘ与える影響については不明な点が多い。そこで本年度は、TGF-βスーパーファミリーの一つであるBMP - Smad経路を介した細胞増殖・分化におけるSprouty2の作用について解析を行った。骨肉腫細胞株SaOS-2にリポフェクション法にてSprouty2を強制発現させ、BMP-2刺激下のシグナル伝達分子Smad1/5/8に及ぼすSprouty2の影響を調べたところ、Sprouty2強制発現により、Smad1/5/8のリン酸化が抑制された。またBMP-2刺激によって発現誘導される細胞分化マーカーRunx2、ALP、osterix、osteocalcinの発現をリアルタイムPCR法にて解析したところ、bFGFおよびBMP-2刺激によりRunx2、ALP、osterix、osteocalcinの発現誘導が促進したが、Sprouty2強制発現によりこれら分化マーカーの発現が抑制された。以上の結果より、Sprouty2がFGFシグナル伝達経路のみならず、TGF-βスーパーファミリー、BMPシグナル伝達経路のネガティブフィードバック因子として作用し、SaOS-2の増殖・分化を抑制的に制御していることが示唆された。本研究はMAPキナーゼ経路制御因子Sprouty2による舌癌の増殖・転移抑制機構の解明のため、FGF - MAPK経路を中心に解析を行ってきたが、舌癌の組織型である扁平上皮癌の増殖機構に関して、TGF-βシグナルも非常に重要な働きをしていることが知られており、このTGF-βシグナルはMAPK経路ともクロストークすることが知られているため、Sprouty2がこのTGF-βシグナルヘ与える影響について解析し、Smad1/5/8のリン酸化を抑制することがわかった。本年度は癌の浸潤・転移機構について、以下の2点について解析を行った。(i)癌の浸潤に関わるMMP発現とSprouty2の役割:癌の浸潤に関わるMMP-9の発現をmRNAレベルおよびタンパク質レベルで抑制していることをReal-time PCRおよびwestern blot法・ELISA法を用いて解析した。その結果、Sprouty2発現群はMMP-9の発現が減弱しており、その原因として、ERK1/2のリン酸化抑制を介して、発現抑制していることが考えられた。(ii)癌の転移機構に関わるVEGF発現におけるSprouty2の役割:癌細胞はその自らの栄養確保のため、新生血管を誘導するためVEGFを産生しており、これがSprouty2によってどのように制御されているかをELISA法を用いて解析した。なかでも、VEGF-Cはリンパ管新生に関わっていることからその発現を解析したところ、Sprouty2導入群でVEGF-Cの発現が有意に減弱していた。以上の結果から, Sprouty2は口腔癌の転移機構、殊にリンパ行性転移における抑制因子として作用することが考えられた。当初、Sprouty2はMAPキナーゼ経路によって誘導され、FGFなどの増殖因子によるMAPK (ERK1/2)のリン酸化を抑制することから、MAPキナーゼ経路に限局した癌の制御機構の解明で計画していた。しかしながら、癌の細胞内シグナル伝達にはMAPキナーゼ経路のみならず、TGFβシグナルも非常に重要な働きをしていることが示唆され、Sprouty2による新規のシグナル制御機構をin vitroで解明することが新たな展開へつながると考え、これを実行したことにより当初の計画からやや遅れることとなった。in vivoの実験に関しては、ヌードマウスに癌細胞を移植を考えたが、この場合、細胞に遺伝子導入することにより癌細胞の性質自体が変化し、これらの転移能を見ることにつながる。一方で、宿主側の遺伝子変化により、移植された癌細胞へリンパ管の新生がどのように起こるかを見るためには、宿主側のSprouty2の遺伝子発現有無で判断せねばならず、これにはSprouty2 KOマウスの存在が必要不可欠である。

飼育していたSprouty2 +/-(ヘテロ)マウスを用いて交配を行い、生まれた仔マウスの遺伝子型をPCR法により確認していたが、いっこうにSprouty2 -/- (KO)が生まれてこない時期が長期間あった。原因の詳細は不明であるが、血統を濃くするためにバッククロスをすすめると、KOマウスが生まれにくくなることが他の遺伝子でも知られており、その際は一旦ICRマウスと交配させ、新たなヘテロマウスを作成することが勧められている。これを実行すべく、準備をするのに時間を割いたことにより、予定よりも遅れた達成度となった。当初の計画よりも若干後れをとった最大の理由は、本研究で使用する細胞株SQUU-AとSQUU-Bの細胞性質の確認に時間を要したためと考える。それぞれの細胞を継代していく中で、転移株であるSQUU-Bの方が増殖スピードが遅かったため、もう一度それぞれに特異的な遺伝子発現を再確認するところからスタートした。また、予定していたPlasmid vectorの作成がなかなかうまくいかなかったため、当初予定していたウイルスベクターによる遺伝子導入を強制発現の系で行ったため、遺伝子導入効率のよい方法、すなわちリン酸カルシウム法やリポフェクション法などいくつかを実験的に試さねばならなかった点がやや遅れる原因となった。遺伝子のmRNAレベルでの発現においては、最適なプライマーを設定し直すことが数回あったことも若干の遅れにつながったと考える。さらに、Western blot解析を行うに当たり、細胞の回収をトリプシンで細胞接着を剥がしてから回収していたが、この際、細胞内のMAPK経路に影響が出て検出されないことがあった。これに関してはLysis bufferをシャーレに加えて、セルトレーナーで回収することにより、トリプシンを使用せず回収することが最適な結果を得るに必要だと判明した。これまでの研究で、Sprouty2は舌癌の細胞株に発現しており、FGFなどの増殖因子刺激によるMAPK経路の活性化を抑制して、細胞増殖を抑制するのみならず、TGF-βシグナルによるSmadの活性化を抑制して細胞増殖を負に制御することが判明した。今後は癌の転移機構に焦点を絞って研究を行っていく予定である。転移に関わるリンパ管新生にはVEGFシグナルが関係していることから、Sprouty2のVEGF産生に対する影響をELISA法を用いて解析する。in vivoの実験では、当初の予定にあったヌードマウス舌にSprouty2発現細胞株と非発現細胞株を移植して、頸部リンパ節への転移を組織学的に解析する。一方で、宿主側のリンパ管新生も癌の転移には大きく関わってることから、これを解析するために、癌細胞によって誘導されるリンパ管新生をSprouty2 KOマウスを用いて野生型マウスと比較、病理組織学的に解析する。また、実際の癌患者の転移リンパ節において転移した扁平上皮のSprouty2
多次元系における化学反応理論に関する共同研究

本国際共同研究では化学反応の多次元性に重点を置きながら、化学反応が、(a)時間に依存した量子動力学過程である事と、(b)非線形・非定常・非平衡過程である事、の2点に焦点を当てて研究を進めた。まず、(1)大自由度多体系である化学反応系を粗視化して捉えた理論モデルの構築と、(2)多次元系の化学反応理論に必要不可欠かつ有力な理論的手法の検討、を行なった。最終年度は、研究計画書並びに交付申請書記載の研究計画に沿って、以下の共同研究を進めた。1、長岡は,平成9年6月9日から16日までピッツバーグ大学にてCoalson博士と多体系における経路積分法による化学反応論に関する共同研究を行った。また、Gaspard博士が平成10年1月15日から24日に基礎化学研究所を訪問した際に、量子拡散過程に関する波動関数アプローチ(量子状態拡散モデル)を用いて凝縮系の多自由度化学反応系への適用に関する共同研究を行なった。さらに、Hanggi教授が平成10年3月10日から22日まで来日した際に基礎化学研究所にて、多次元系のもつ非線形効果を少数自由度ハミルトニアンのポテンシャル揺らぎとして繰り込む物理的手法の開発とLangevin方程式に基礎をおく粗視化動力学による化学反応論についての共同研究を行なった。2、田崎は、平成10年1月2日から12日までブリュッセル自由大学にてGaspard博士とHopf分岐の確率的扱いと「多重パイこね変換」とその変形版における非線形・非平衡定常状態と緩和モードなどに関する共同研究を行なった。本国際共同研究では化学反応の多次元性に重点を置きながら、化学反応が、(a)時間に依存した量子動力学過程である事と、(b)非線形・非平衡過程である事、の2点に焦点を当てて研究を進めた。初年度は、研究計画書並びに交付申請書記載の研究計画に沿って、以下の共同研究を進めた。1、長岡は,平成9年3月27日に基礎化学研究所を訪問したP.Reimann博士(アウグスブルク大学のHanggi教授の研究協力者)と、多次元のもつ非線形効果を少数自由度ミルトニアンのポテンシャル揺らぎとして繰り込む物理的手法の開発について共同研究を行なった。また、Gaspard博士が平成9年3月29日に基礎化学研究所を訪問した際に、量子拡散過程に関する波動関数アプローチ(量子状態拡散モデル)を凝縮系の多自由度化学反応系への適用に関する共同研究を行なった。さらに、Coalson教授が平成8年9月26日から10月7日まで来日した際に基礎化学研究所にて、凝縮系において有機分子の誘電緩和過程における回転緩和の重要性について議論を深め今後の指針を検討した。2、田崎は、平成8年6月19日から7月13日までブリュッセル自由大学にてGaspard博士とHopf分岐の確率的扱いと「多重パイこね変換」とその変形版における非線形・非平衡定常状態と緩和モードなどに関する共同研究を行なった。また平成9年3月にはGaspard博士とこれらを継続して研究した。

1、長岡は,平成9年6月9日から16日までピッツバーグ大学にてCoalson博士と多体系における経路積分法による化学反応論に関する共同研究を行った。また、Gaspard博士が平成10年1月15日から24日に基礎化学研究所を訪問した際に,量子拡散過程に関する波動関数アプローチ(量子状態拡散モデル)を用いて凝縮系の多自由度化学反応系への適用に関する共同研究を行なった。さらに、Hanggi教授が平成10年3月10日から22日まで来日した際に基礎化学研究所にて、多次元系のもつ非線形効果を少数自由度ハミルトニアンのポテンシャル揺らぎとして繰り込む物理的手法の開発とLangevin方程式に基礎をおく粗視化動力学による化学反応論についての共同研究を行なった。2、田崎は、平成10年1月2日から12日までブリュッセル自由大学にてGaspard博士とHopf分岐の確率的扱いと「多重パイこね変換」とその変形版における非線形・非平衡定常状態と緩和モードなどに関する共同研究を行なった。
多重ゼータ関数の解析的性質と、その代数的応用についての研究

一般化したMordell-Tornheim型の多重ゼータ関数の解析的性質や正の整数点での値についての考察を行った。そのような多重ゼータ関数は向き付け可能な閉2次元曲面上の半単純連結コンパクトリー群Gによる量子ゲージ理論の分配関数の定数部分の拡張であるルート系のゼータ関数に関連する。つまり、一般化したMordell-Tornheim型の多重ゼータ関数は数論や数理物理に関わり、その方向での応用が期待できる。実際に、一般化したMordell-Tornheim型の多重ゼータ関数の解析的性質、特に解析接続や特異点の決定、上からの評価などを与えた。さらに、G2型のルート系のゼータ関数の正の整数点での値は4つの一般化したMordell-Tornheim型の多重ゼータ関数の正の整数点での値に帰着できることを示し、その一般化したMordell-Tornheim型の多重ゼータ関数の"Parity result"と呼ばれる性質について考察を行った。具体的には、その4つの一般化したMordell-Tornheim型の多重ゼータ関数の内の2つはすでに、"Parity result"が成り立つことが知られているが、その内の1つについて、"Parity result"の簡潔な関係式を与えることができた。また、Apostol-Vu型の多重ゼータ関数の負の整数点での値と他の多重ゼータ関数の負の整数点での値の関係式を導くことで、一般化されたベルヌーイ数の関係式を与えた。多重ゼータ関数の関係式については、2重Apostol-Vu型のゼータ関数を主に、取り扱った。特に、負の整数点での値については、そこでApostol-Vu型の多重ゼータ関数が特異点になるため、近づけ方により値が異なってくるが、直線に沿って負の整数点に近づく場合にのみ他の2重ゼータ関数(Euler-Zagier型)やリーマンゼータ関数を用いて表すことができた。また、その結果を用いることで2重Mordell-Tornheim型と2重Euler-Zagier型の負の整数点での関係式も得ることができた。そして、それらから一般化されたBeroulli数の関係式も得ることができた。一方、正の整数点での値については、2重Apostol-Vu型のゼータ関数を考察するために用いた補助的関数を一般化し、その関数の考察を行った。その補助的関数はMordell-Tornheim型のゼータ関数に深く関わっている。実際、その多重ゼータ関数の自然数全体を渡る和の1つが偶数のもを渡る形になっている。それについては4重までは良い関係式を得ることができたが、5重以上については余計な積分が現れてしまい良い関係式を得ることができなかった。その点ではこの補助的関数はまだ良い族であるとは言えないが、Wittenゼータ関数を考察するにあたっても、この関数は重要な役割を果たすため4重までの結果でも、その方向性の応用もある。
微生物によるN3化合物分解代謝

本研究では、N3化合物を分解する酵素を分子レベルで解析し、得られる情報を基に、これらの物質を効率よく無害化あるいは有用物に安全に変換する生物を新規に育種することを目的とした。自然界からN3化合物分解菌としてスクリーニングを行い、前年度決定したN3化合物分解活性が最大となる最適培養条件で菌体を用いてN3化合物分解の精製を行った。菌体を破砕し、無細胞抽出液を調製した時点でN3化合物分解活性は確認できたが、その活性は低く、さらにN3化合物分解酵素は不安定であることが判明した。大量の無細胞抽出液を調製し、そこからN3化合物分解活性を指標に、精製を開始し無細胞抽出液を硫安で分画後、陰イオン交換クロマトグラフィー、疎水クロマトグラフィー、ゲルろ過クロマトグラフィーなどの各種クロマトグラフィーを組み合わせてN3化合物分解酵素の精製を試みているが、現在、SDS-PAGE上で単一バンドになるレベルまで精製は完了していない。N3化合物分解酵素の精製が困難であると考えられたため、本酵素の精製と並行しながら、別の方法でのN3化合物分解酵素の取得を試みた。トランスポゾンによる遺伝子導入技術を利用して、本N3化合物分解菌の染色体に直接抗生物質耐性遺伝子をランダムに導入し、多数の抗生物質耐性株の中から、N3化合物分解能を示さなくなった変異株を取得するために、まず、本N3化合物分解菌が保有しない抗生物質耐性遺伝子を調べる必要があり、本年度では、スクリーニングしたN3化合物分解菌の薬剤耐性・感受性を調査した。本研究では、N3化合物を分解する酵素を分子レベルで解析し、得られる情報を基に、これらの物質を効率よく無害化あるいは有用物質に安全に変換する微生物を新規に育種することを目的とした。茨城県内の土壌サンプルなどを用いて自然界からスクリーニングを行い、極く最近、N3化合物分解菌の単離に成功している。定常期と対数増殖期におけるN3化合物分解活性を比較した結果、本菌は定常期において高い分解活性を示した。本菌の菌学的諸性質、さらに、資化性試験・生理学試験を行った。その結果、運動性を持つグラム陰性の桿菌であると推定された。N3化合物分解菌を培養し、N3化合物を基質として休止菌体反応を行い、得られる反応産物を高速液体クロマトグラフィーを用いたカラム操作で分離した。その結果、N3化合物の分解に伴い出現する新しいピークを確認することが出来た。分解産物の候補と考えられる種々の化合物を同条件で高速液体クロマトグラフィーに供し、その保持時間から分解産物を検索した結果、N1化合物であるアミンと判明した。これにより、基質(N3化合物)の分解量ではなく産物の増加量を指標とする新しい酵素活性測定法を構築した。本菌株のN3化合物分解活性の上昇、および菌体量の増加を目的とし、培地の炭素源、窒素源の検討を行った。多くの代替炭素源でN3化合物分解活性は減少する傾向があったが菌体量の増加が確認できた炭素源もあった。その中で高いN3化合物分解活性を維持したまま菌体量を増加させることが出来る炭素源を最適炭素源と決めた。N3化合物分解活性と菌体量の両方が向上する代替窒素源は見つからなかったが、N3化合物分解活性の上昇が確認できた窒素源を最適窒素源と決め、以降の実験に使用した。さらに、培地条件を検討する過程でN3化合物分解活性を示す酵素は誘導酵素と示唆される結果が得られたことから誘導剤の検討を行い、N3化合物分解活性が最大となる最適培養条件を決定した。
液晶分子の自己組織化を利用したフラーレン分離用ナノチューブの開発

本研究の目的は、コア分子を化学修飾し、柱状液晶相を発現させ、ポリマー化した後にコア分子を除去し、フラーレンなどの分子を認識する細孔を形成することにある。13年度においては、計画書どおりに、ヘキサヒドロキシトリフェニレンをコア分子として用いたが、空気酸化を受けやすく、コア分子として不適切であることが判明した。また、エステル結合でコア分子を修飾する方法では、ポリマー化後の加水分解が困難であることが予想された。そこで、14年度は、含窒素化合物をコア分子として用い、3,4,5-トリアルキルけい皮酸(TACA)を修飾基として、両者を混合することにより、錯体を形成させ、超分子液晶化合物に導くことを計画した。まず、市販されている.3,4,5-トリヒドロキシ安息香酸エチルをアルキル化し、還元によりアルデヒドに導き、さらに、Horner-Wadsworth-Emmons反応によりTACAに誘導した。アルキル基としては、オクチル、デシル、ドデシル基を導入した。含窒素化合物としては、ピリミジン、ジピリジル、ジピリジルエタン、ジピリジルエチレン、メラミン、各種アルキレンジアミン等を選び、TACAと錯体を形成させ、加熱冷却を繰り返しながら偏光顕微鏡で、液晶状態の発現を観測した。その結果、ジピリジルエタン、ジピリジルエチレン、アルキレンジアミンがTACAと1:2錯体を形成し、安定な柱状液晶相状態を発現することを見出した。また、液晶状態において、TACAの二重結合を紫外線照射により、光重合させることを試みたが、これまでのところ、ポリマー化は進行していない。今後は、TACAのアルキル末端に二重結合を導入して光重合を成功させ、ナノポーラスポリマーの作成を完成させたい。本研究の目的は、コア分子を化学修飾し柱状液晶相を発現させ、ポリマー化した後にコア分子を除去し、フラーレンC60などを認識する細孔を形成することにある。まず、計画書に書かれているとおり、ヘキサヒドロキシトリフェニレンを、コア分子として用いたが、酸素と反応して不安定であり、CH3(CH2)6CH=CH-COClでエステル化を試みたが、この時点でポリマー化し、液晶分子の合成にはいたらなかった。次に、コア分子として、β-シクロデキストリンの6位のOHをシリル保護した後、2,3位のOHにCH3(CH2)6CH=CH-COClでエステル化を試みたが、やはりポリマー化が進行し、モノマーは合成できなかった。エステル化の際にポリマー化が進行してしまうので、エステル結合などの化学結合でなく、水素結合やイオン結合で、超分子を形成させて液晶化を行っている。具体的には、コアとして、2,2'-ジピリジル、メラミン、エチレンジアミンを用い、HOOC-C6H2(OCH2CH=CH2)3と超分子を形成させ、液晶性を調査している。現時点では、液晶状態は達成されていないが、コアを除去する段階が容易になるので、来年度も超分子でのナノチューブ作成を中心に続けていく予定である。また、より細い細孔の作成として、(RO)3C6H2-CO-O-CO-C6H2(OR)3の液晶化とポリマー化も進めており、R=C6H13, C8H17, C10H21, C12H25, C14H29の化合物において、液晶状態を発現することに成功した。さらに、X線回折を用いた詳細な調査により、半円盤状の本化合物が段違い平行に積み重なりカラムを形成すること、このカラムがカラム間で噛み合っていること、そして、Rとして光学活性なアルキル基を導入したところ螺旋状の組織が構築されたこと、などの新しい知見を得た。