hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
がん幹細胞を生へ導く死細胞からのアラームシグナルとスイッチングマシーナリーの解明

がん幹細胞は放射線治療や抗がん剤治療に対して高い抵抗性を有し、再発や転移などがんの悪性化に関与する細胞とされる。なぜ、がん幹細胞は酸化ストレス下で生存することが可能となり、何ががん細胞の形質を悪性化するのであろうか?我々はまず、がん細胞の形質を悪性化するメカニズムを明らかにすることを目標とした。グリオーマ細胞をはじめ、転移性がん細胞が正常細胞に比べて非常に高いリノール酸の細胞含有量を示すことから、リノール酸酸化物によって活性化される細胞膜受容体G2Aの役割に着目した。G2Aは転移性がんに高発現していること、中でも未分化ながんやステージにあるがん細胞に高発現していることがわかった。次にG2Aの活性化や発現上昇によって、グリオーマ細胞の上皮間葉転換様プロセスが活性化され、造腫瘍活性、浸潤・転移活性および抗アポトーシス活性をはじめとする悪性形質転換に関わる生物活性が上昇することが明らかとなった。加えて、G2Aの発現抑制は腫瘍の悪性形質を減弱させることを見いだした。これらの結果から、G2Aはグリオーマ細胞の上皮間葉転換様プロセスを惹起し、腫瘍細胞の悪性化において重要な役割を果たしていることが明らかとなった。おおむね順調に研究が進展している。G2Aは酸化遊離脂肪酸の発生を通じて周囲の環境変化を腫瘍細胞の悪性形質変化に反映させていることを明らかにした。カスペース3の移行のメカニズムにG2Aがどのように関わっているのか、がん幹細胞の酸化ストレス耐性にG2Aがどのようにかかわっているのか、については引き続き精力的に研究を進めている。がん幹細胞が持つ抗細胞死メカニズムについて、細胞内の環境制御因子の側面からの解析は順調に進んでいる。今後はG2Aが制御するカスペース3の核内移行という観点からG2Aと新規NAD合成系酵素(QRPT)との関係性を生化学的・分子細胞生物学的アプローチで検証し、がん幹細胞の抗細胞死メカニズムについてさらに明らかにしていく予定である。がん幹細胞が持つ細胞死耐性メカニズムについて、細胞内の環境制御因子(酸化脂質)および上皮間葉転換様プロセス獲得メカニズムの側面からの解析は順調に進んでいる。今後はG2Aが制御するカスペース3の核内移行の観点から新規NAD合成系酵素(QRPT)との関係性を生化学的、分子生物学的アプローチで検証し、上皮間葉転換に伴う細胞死耐性獲得のメカニズムを明らかにしていく計画である。カスペース3の核内移行の観点から新規NAD合成系酵素(QRPT)との関係性を生化学的、細胞生物学的アプローチを用いて明らかにする。加えて、低酸素ー再酸素化刺激を用いることで腫瘍細胞の抗アポトーシスシグナル経路にG2Aが果たす役割も検証しているところである。大学施設に既存の機器および試薬を用いて研究を遂行できたこと、また、予定していた学会報告も来年度以降に予定を回したため、予定額よりも研究費支出の節約を行うことが可能となった。(理由)大学施設に既存の機器および試薬を用いて研究が遂行できたこと、また、予定していた海外での学会報告も来年度以降に予定を回したため、予定額よりも研究費支出の節約を行うことが可能であった。(使用計画)研究結果の論文発表を行うため、原稿の校正費、投稿費用およびリバイスの実験費用に予定額以上の金額を要することがわかっている。
運動トレーニングに伴うストレスへの交叉適応

1.急性運動負荷時の循環反応に対するランニングトレーニングの影響ウイスター系雄ラットを用いた8週間の運動トレーニング(30m/min、60分間/日、5回/週のトレッドミル走)によって、トレーニングと同種のランニングという急性の運動ストレスに対する血圧上昇及び心拍数増加反応は減弱することが判明した。2.精神ストレス(ケージ交換ストレス)時の循環反応に対するランニングトレーニングの影響(1)と同様の8週間の運動トレーニングは、運動とは全く異なる別種のストレスであるケージ交換ストレスに対する血圧上昇及び心拍数増加反応に対しては影響を及ぼさなかった。3.別種の運動や精神ストレス時のACTH反応に対するランニングトレーニングの影響30分間の水泳を負荷した際の血漿ACTH濃度は、ランニングトレーニング群(20m/min、60分間/日、5回/週のトレッドミル走)ではコントロール群に比べ、有意に低値を示した。さらにケージ交換ストレスを30分間負荷した時の血漿ACTH濃度増加反応はコントロール群に比べてランニングトレーニング群では有意に減弱していた。すなわち、運動トレーニングにより別の種類の運動や運動とは質の異なるストレスに対するACTH反応が減弱する、いわゆる交叉適応が形成されることが示唆された。4.内分泌反応における交叉適応に対するトレーニング強度の影響ランニングトレーニングにより、ケージ交換ストレスに対するACTH、ノルエピネフリン、エピネフリン増加反応は減弱する傾向にあったが、その程度はトレーニングに用いた運動強度の影響を受ける可能性が示唆された。以上の結果より、内分泌反応の交叉適応形成には至適運動強度が存在し、それを越える運動強度でのトレーニングは逆にストレス時の内分泌反応を増強する可能性が指摘された。また、今回の実験では循環反応の交叉適応を明確にできなかったが、その理由のひとつとしてトレーニング強度が至適運動強度ではなかった可能性が考えられた。平成5年度は、2種類の異なったストレス、つまり運動ストレスと精神ストレスによって誘発される急性の生理的諸反応が、持続的運動トレーニングによってどのように影響を受けるかについて、実験を行なった。ウイスター系雄ラットを運動トレーニング群とコントロール群に分け、トレーニング群には、30m/分のスピードでのトレッドミル走を1日60分、週5日、8週間行なわせた。運動トレーニング後に、急性の運動ストレスとして両群のラットに20m/分のスピードでのトレッドミル走を15分間負荷し、血圧や心拍数の変化を測定した。更に、トレーニング後、両群のラットに精神ストレスとしてcage-switch stressを負荷し、その際の血圧や心拍数の変化を測定した。今回実施した運動トレーニングによって、ラット足底筋のコハク酸脱水素酵素活性値は36.0%増加したことより持久的トレーニング効果は得られたと考えられる。トレーニング群はコントロール群と比べ安静時の心拍数が低い傾向にあったが、安静時の収縮期及び拡張期血圧には差が認められなかった。トレッドミル走負荷時の心拍数はトレーニング群の方がコントロール群に比べ有意に低い値を示した。また、トレッドミル走負荷時の拡張期血圧には両群間で有意な差は見られなかったが、収縮期圧はトレーニング群の方が低い傾向にあった。cage-switch stress負荷により、両群ラットで心拍数及び収縮期血圧、拡張期血圧は著明に増加し、負荷終了まで高値を維持したが、両群間に有意な差は認められなかった。cage-switch stress負荷後15分目と30分目の血漿ノルエピネフリン及びエピネフリン濃度増加反応はむしろ運動トレーニング群の方がコントロール群に比べ亢進する傾向を示したが、現在さらに例数を増やし、検討を重ねている。平成6年度は、精神ストレスによって誘発される内分泌系の該反応が、持続的運動トレーニングによってどのような影響を受けるかについて実験を行なった。

ウイスター系雄ラットを運動トレーニング群3群とコントロール群に分け、運動トレーニング群には、乳酸性作業閾値(LT)以下、LT付近、LT以上と考えられるそれぞれ10m/分、20m/分、30m/分の異なる3種のスピードでのトレッドミル走を1日60分、週5日、8週間にわたっ各群ラットに行なわせた。運動トレーニング後に、各群のラットに精神ストレスとしてcage-switch stressを負荷し、その際の血漿ACTH濃度、血漿ノルエピネフリン及びエピネフリン濃度の変化を測定した。今回実施した運動トレーニングによって、ラット足底筋のコハク酸脱水素酵素活性値はコントロール群に比べて20m/分及び30m/分の両トレーニング群で有意に高値を示したことより、持久的トレーニング効果は得られたと考えられる。また、副腎重量は、コントロール群と比較し、30m/分のトレーニング群では有意な増加が認められた。cage-switch stress負荷前の安静時の血漿ACTH濃度を比較したが、各群間に差は見られなかった。cage-switch stress負荷により、各群ラットで血漿ACTH濃度は有意に増加した。各群間で比較すると、30分目の血漿ACTH濃度はコントロール群と比べ10m/分、20m/分のトレーニング群でわずかに低値を示し、30m/分のトレーニング群ではむしろ増加する傾向が認められた。血漿ノルエピネフリン及びエピネフリン濃度の増加反応はコントロール群と比べ、10m/分、20m/分のトレーニング群では差がみられなかったが、30m/分のトレーニング群では有意に増強していた。以上より、運動トレーニングにより、精神ストレスに対する内分泌反応が減弱する可能性はあるが、その程度は大きなものでなく、トレーニングの運動強度が強いとむしろ増強する可能性も示唆された。
腐食した橋梁ケーブルの強度特性および補修法の研究

腐食した橋梁ケーブルの破断原因は、米国の研究者が主張している水素ぜい化が主要因ではなく、腐食・繰り返し応力・水素が複合的に作用したメカニズムであることを見出した。腐食したケーブルに対して種々の補修法を提案し、その優劣を比較検討した。その結果、ケーブル内部にエポキシ樹脂またはジンク塗料を充填した補修法が有望であった。これらの成果は、一流技術雑誌に2編、学会にて3編の論文を発表した。また、3編の論文を投稿中である。(1)腐食した亜鉛めっき鋼線の疲労および含有水素の影響の検討亜鉛めっき鋼線を用い、4種類の腐食レベル(初期、亜鉛メッキの腐食、鉄錆発生時、鉄錆進展時)の試験体を、腐食加速することにより作成した.それらの繰り返し載荷試験により疲労強度を把握し、腐食レベルとの関係を評価した。さらに、荷重を載荷した状態で疲労試験を行うことにより、腐食環境下にあるケーブルの腐食疲労強度を研究した。また、試験体内部の水素含有量を測定し、腐食度と水素含有量の関係を把握した。本件に関して、3編の論文を発表した。(2)補修方法および補修材料に関する調査既設の腐食した鋼構造ケーブルの防食補修方法を調査した。有力な候補としては,ケーブル表層のみの再塗装、防錆油の含浸、亜鉛粉末防錆材の塗布、強制除湿であった。これらの方法に用いられる補修材料や具体的な補修工法を調査し、比較検討中である。(3)各種補修法を施工した亜鉛めっき鋼線の機械的特性既設の腐食した鋼構造ケーブルの防食補修方法として,ケーブル表層のみの再塗装、防錆油の含浸、亜鉛粉末防錆材の塗布、強制除湿を対象とし、それらの効果を実験により比較検討中である。腐食させた亜鉛めっき鋼線に実際にこれらの補修法を施した試験体を製作し、引張試験および疲労試験を実施し、その機械的強度を把握している。腐食したケーブルが、湿った厳しい腐食環境下にそのまま保持された場合、防食措置を行なった場合について、その腐食と防食効果を調べるために、新品の裸鋼線を19本束ねた試験体を用い、無防食の状態で湿った状態に保持した時と、試験体にいろいろな防食を施した時の腐食状況について比較した。その結果、防食を施さなかった試験体は、外層ワイヤには錆瘤状の大きい腐食が生じた。内層ワイヤは、全体に腐食するが、ワイヤの接触部に筋状に伸びる腐食を生じた。ただし、腐食量は外層ワイヤに比べ小さかった。外層ワイヤの腐食が大きいのは、腐食に必要な酸素が多く供給されることと、ガーゼに接した部分で錆瘤が発生していることから酸素濃淡電池による腐食が生じたためと考えられる。酸素濃淡電池とは、酸素が供給されやすい部分と酸素が供給されにくいところで、環境の違いにより電池を形成し、酸素の供給されにくいところが局部的に腐食する現象である。防食を施すことにより、外層ワイヤには防食効果が認められたが、ケーブル内部のワイヤの防食効果が認められないものが多かった。ただしエポキシ充填を充填したものや、送気乾燥したものは、内部まで防食効果が確認された。腐食したケーブルをそのまま湿った状態に保持した場合には、さらに腐食が進行する。その防止には、外層を被覆することが効果的である。ただし、外層を被覆しても内層までは防食することは困難であるが、エポキシなどの樹脂を積極的に充填し、腐食の原因となる水や酸素の供給を低減するか、あるいは送気乾燥して湿った環境から回避することにより、内部も防食可能なことがわかった。本年度は主に2つの研究を実施した。第一に、2種類のケーブル試験体を用いて,腐食している橋梁ケーブルの6種類の補修方法について研究した.19本平行線ケーブルを用いた腐食促進試験によれば,補修を施した試験体の外層鋼線の腐食量は無防食試験体より小さかった.また,内層鋼線の腐食減量は外層鋼線より著しく小さく,その中でもエポキシ樹脂を充填したものと除湿したものが特に小さかった.一方,7本より線ケーブルを用いた腐食促進試験によれば,新品のより線ケーブルは4ヶ月の腐食促進試験により約2.2%減面し,無防食試験体はその後も腐食はさらに進行した.しかし,補修を行った試験体は,腐食の進行が防止された.

したがって,腐食したケーブルであっても適切に補修すれば長寿命化が可能であることが見出した.次に,腐食孔を模倣した試験体を用いて疲労試験を行い,腐食孔の大きさと疲労強度との関係を把握した.供試材はφ5mmの亜鉛めっき鋼線とし,中央に腐食孔(深さ0.6mm,幅3mm,6mm,10mmの3つ)を設けた.腐食孔の形状は,丸形,角形,そして角の谷部にダイアモンドやすりでノッチをつけたものの3種類とした.実験結果より,0.6mm深さの腐食孔においては,腐食孔の幅が小さくなるに従い,少ない回数で破断することがわかった.これは,腐食孔の幅が減少することで応力が集中しやすくなるためと考えられる.また,腐食幅が10mmの時にはノッチをつけることにより破断回数が箸しく減少するが,腐食孔の幅が3.5mnの時には,さほど大きい差として現れなかった.これは,腐食孔の形状による応力集中が大きくなり,ノッチによる応力集中が支配的でなくなるためと考えられる.
ホメオドメインタンパク質の標的遺伝子の分離と機能解析

本研究の目的はHoxa-4遺伝子がコードするホメオドメインタンパク質の標的遺伝子の分離を行い、この遺伝子がコードするタンパク質の機能を明らかにし、この遺伝子発現制御に対するホメオドメインタンパク質の作用を解析をするところにある。クロマチン免疫沈降によって得られた標的遺伝子の短いDNA断片をプローブとして用い、ニワトリDNAコスミドライブラリーから結合断片の周囲約60kbをカバーするゲノムDNAクローンを得た。この領域でのHOXA-4結合断片の位置を決定し、この部域にある制御エレメントの作用下にあると予想される転写単位同定した。この領域をプローブとしニワトリ5日胚cDNAライブラリーよりcDNAクローンを得、ゲノムでの位置関係を調べたところ、エクソンは30kbに散在し、HOXA-4結合断片はこの転写単位より3'側に位置することが判った。cDNAクローンの塩基配列決定の結果この遺伝子には、特殊な状況でRasのシグナル伝達系に抑制的機能に機能すること考えられている酵母のYAK1プロテインキナーゼと部分的な類似性が高いタンパク質がコードされていた。この標的遺伝子にはプロテインキナーゼに共通してみられるいくつかの機能ドメインが保存され、さらにMAPキナーゼのようなセリン/スレオニンとチロシンの両者のリン酸化を行ういわゆるdual-specificity kinaseに共通してみられる配列と、YAK1にはないMAPKKによって制御的リン酸化を受けるアミノ酸配列を持っていた。これらのことからこの標的遺伝子はまだ報告されていないMAPキナーゼである可能性が高い。この研究とは別にHOXA-13の標的遺伝子をやはりクロマチン免疫沈降法によって分離を試みており、肢芽においてHOXA-13が結合しているDNA断片を濃縮した。この分画には本標的遺伝子の分離に用いたHOXA-4結合断片が濃縮されていることが判った。これは複数のHox遺伝子による共通の標的遺伝子の制御の可能性を示唆するものであり、今後の解析が期待されている。
ミトコンドリア-小胞体係留複合体構成因子Mmm1とMdm12の構造機能解析

出芽酵母において近年発見されたERMES(ER-mitochondria encounter structure)複合体は、小胞体とミトコンドリア外膜を物理的、機能的に繋留する超タンパク質複合体である。本研究では、ERMES複合体構成因子の1つであるMdm12の構造機能解析及び、他の因子であるMmm1の機能解析を行った。Mdm12の結晶構造にはリン脂質が結合している様子が観察された。さらにMdm12は、Mmm1と複合体を形成することで、リン脂質輸送能が促進されることが示された。以上の結果よりMdm12とMmm1複合体は、ERMES複合体のリン脂質輸送の最小単位である可能性が強く示唆された。ミトコンドリア(MT)と小胞体(ER)を物理的、機能的に係留する超タンパク質複合体であるERMES複合体は、両オルガネラ間のリン脂質輸送への関与が推測されている。しかしながら、その機能や分子メカニズムの詳細についての知見は乏しい。そこで本研究では、ERMES複合体構成因子の一つであるMdm12の立体構造解析を通じて、ERMES複合体が持つ機能の解明および、リン脂質輸送の分子メカニズムの解明を試みた。K. lacts由来Mdm12コア領域のセレン誘導体を調製し、放射光を用いた単波長異常分散法による位相決定を試みた。その結果、4Å分解能での位相決定に成功した。また、リジン残基側鎖をジメチル化修飾することで、さらに反射能の高い結晶を取得し、最終的に2.25Å分解での結晶構造を得た。Mdm12の結晶構造は、TULIPドメインと呼ばれるリン脂質などを結合するタンパク質に特徴的なモチーフを有しており、さらに大腸菌に由来すると思われるリン脂質が、分子内部の疎水的なトンネル構造内に捕縛されていることが観察された。Mdm12の構造解析より、ERMES複合体は少なくともリン脂質の結合には関与すること、そしてMdm12がその中心を担う可能性が高いことが示唆された。さらに、Mdm12の機能解析の一環として、リポソームを用いたin vitroリン脂質輸送実験を行った。蛍光ラベルしたリン脂質の蛍光を指標に、Mdm12および、もう一つのERMES複合体構成因子であるMmm1との複合体を用いて、リン脂質輸送活性を評価した。その結果、Mdm12単独であっても、リン脂質のリポソームからの引き抜きおよび、輸送活性を示すものの、Mmm1との複合体では活性が強く促進されることが示された。今後、Mdm12-Mmm1複合体の相互作用界面を決定するために、in vivoおよびin vitroでの架橋実験を進める。26年度に予定していたMdm12とMmm1の相互作用解析について、構造解析に成功しているMdm12の分子表面を標的とした光架橋性アミノ酸(BPA)の導入を試みた。大腸菌を用いてタンパク質を調製するin vitroおよび、酵母内で複合体を形成させるin vivoの系の両方について、最適化を含め実験を進めたが、ともに成果が得られなかった。これは、アンバーコドンによる非天然アミノ酸を導入する本システムが、Mdm12に対しては有効でないためであると推測された。そこで、大腸菌より精製したタンパク質を用いて解析することが可能な、化学架橋剤を用いた解析を試みた。これまでに、還元剤による架橋産物の開裂が可能な化学架橋剤であるDTSSPによる架橋産物の形成を確認した。ここで得られた架橋産物は、DTTによる開裂も確認できているため、特異的な架橋であると推測される。現在、得られた架橋産物を用いて、MS解析による架橋部位の同定を試みている。また、相互作用解析の一環として、Mdm12-Mmm1複合体の結晶化を進めているが、低分解能ながら、再現性良く結晶が得られる条件を得ることができた。Mdm12の構造に基づく発現領域の最適化をさらに進めること、および結晶化条件の最適化を行うことで、27年度中の構造決定を目指す。前年度から引き続き進めているMdm12およびMmm1によるin vitroリン脂質輸送系について、リポソームを用いた完全な人工的なアッセイ系から、単離ミトコンドリアを用いたよりin vivoに近い形へと発展させることができた。野生型および変異Mdm12を発現する酵母株から単離したミトコンドリアと、精製Mdm12およびMmm1を用いたリン脂質輸送実験を通じて、ミトコンドリア外膜に存在するERMES複合体自身が、リン脂質の受容体となっていることを明らかにした。現在、これらの知見をまとめて論文投稿中である。これまでに構造解析に成功したMdm12は、他のERMES構成因子であるMmm1と複合体を形成し、単独の場合よりも効率よくリン脂質輸送を行うことを見出した。一方で、Mdm12-Mmm1複合体において両タンパク質がどのように機能しているのか、つまり個々のタンパク質の役割は明らかになっておらず、Mdm12-Mmm1複合体によるリン脂質輸送の分子メカニズムは不明な点が多かった。そこで本年度の研究では、Mdm12-Mmm1複合体におけるそれぞれのタンパク質のリン脂質輸送反応への関与を明らかにすることを目的として研究を行った。これまでの解析から、Mdm12とリン脂質の相互作用は、Mdm12の構造維持に必須であるため、変異体解析が進んでいない。一方、Mdm12とMmm1の可溶性ドメインは、配列上類似性が見出される(およそ37%のアミノ酸が類似)

ことから、ホモロジーモデリングによりMmm1のモデル構造を構築することが可能であると考えた。そして、Mdm12の結晶構造を参考に、Mmm1のリン脂質認識部位を推測し、疎水性アミノ酸を親水性のセリンに置換した変異体を作成した。このようにして作成したMmm1の野生型および変異体を、Mmm1単独およびMdm12との複合体として調製し、リポソームを用いたin vitroリン脂質輸送アッセイを行った。その結果、Mmm1単独は、マルトース結合タンパク質との融合タンパク質であるにもかかわらずMdm12よりも高いリン脂質輸送活性を示し、さらに作成した変異体のいくつかにおいて輸送能の低下が見られた。以上の結果よりMmm1は、Mdm12との複合体を形成することで、リン脂質輸送の少なくとも一部を担っていることが強く示唆された。出芽酵母において近年発見されたERMES(ER-mitochondria encounter structure)複合体は、小胞体とミトコンドリア外膜を物理的、機能的に繋留する超タンパク質複合体である。本研究では、ERMES複合体構成因子の1つであるMdm12の構造機能解析及び、他の因子であるMmm1の機能解析を行った。Mdm12の結晶構造にはリン脂質が結合している様子が観察された。さらにMdm12は、Mmm1と複合体を形成することで、リン脂質輸送能が促進されることが示された。以上の結果よりMdm12とMmm1複合体は、ERMES複合体のリン脂質輸送の最小単位である可能性が強く示唆された。Mdm12とMmm1の相互作用解析について、光架橋実験は有効でないことが分かった一方で、化学架橋剤を用いることで、特異的な架橋産物を得ることができた。上述の通り、本研究で用いた化学架橋剤DTSSPは、架橋産物形成後にDTTなどの還元剤を用いることで容易に開裂させることができるため、DTTの有無で分子量の変化するペプチド断片が相互作用に関与する領域である可能性が高い。この系を用いることで、Mdm12-Mmm1複合体の相互作用部位の同定が期待できる。また一方で、強力な相互作用解析の実験として複合体の結晶構造解析が挙げられる。もちろん、生化学的解析により相互作用部位を同定することは重要であるが、複合体の構造情報を利用することができれば、より詳細な相互作用解析および変異体作成が期待される。さらに構造情報に基づく生化学的な解析の系を用いることで、複合体の相互作用の変化についても解析を進めることが期待できる。さらに本研究では、Mdm12とリン脂質との相互作用解析について詳細に解析を進めることができた。当初の予定では、ERMES複合体構成因子間の相互作用解析で十分である、と考えていたが、Mdm12とリン脂質の複合体の結晶構造解析に成功することで、タンパク質成分だけでなく、リン脂質認識についても解析を進めることが可能であると示された。事実、Mdm12のリン脂質認識に関与するアミノ酸を置換した変異体を発現する酵母株では、生育遅延が観察されており、リン脂質との相互作用の重要性についても、明らかにすることができた。以上に挙げた理由により、概ね研究は順調に進んでいると判断した。構造生物学現在進行している解析は、MS解析によるMdm12とMmm1の相互作用部位の同定および、Mdm12-Mmm
臓器障害におけるMAPキナーゼの役割と網羅的遺伝子発現解析

本研究では個々の病態に至るAKS、MAPキナーゼやAP-1の役割を明らかにすることにより、臓器障害の分子機構の解明や新しい治療戦略の開発を目指す基礎的研究である。ラット内膜肥厚モデルにDN-ASK1を遺伝子導入した実験と、ASK1ノックアウトマウスの実験から血管リモデリングにASK1が関与することが示された。さらに、正常マウスにアンジオテンシンIIのストレス刺激を約2週間持続すると血圧の上昇と共に心室肥大を起こす。このとき活性酸素種が増加し、この増加はテンポールやアンジオテンシン受容体拮抗薬により阻害されたが、カルシウム拮抗薬では減少しなかった。心肥大には心筋細胞の肥大化と血管周囲の繊維化が見られ、MAPキナーゼファミリーの中のJNKとp38がAKS1の下流で細胞内シグナルを伝達していることを示した。さらにASK1遺伝子欠損病態モデルマウスを用いて同様の実験を行うと血圧は同様に上昇したにもかかわらず心筋肥大や繊維化は著しく減弱していた。以上の結果は、心臓組織障害・臓器障害にAKS1とMAPキナーゼ直接関与していること証明し、MAPキナーゼファミリーが組織障害・臓器障害を防ぐための標的分子となりうることを示した。また、Thy1腎炎モデルラットの糸球体遺伝子情報(バイオインフォマティクス)の流れをトランスクリプトームチップを用いてスクリーニングし病態組織細胞内の分子変動の相互連関や各ステップの詳細な分子機構を解明することにより、各病態に特有な遺伝子群を明らかにした。病態発症早期にはMAPキナーゼと共にサイトカイン関連遺伝子の発現が増加し、時間経過を経ると増殖因子やTGF?遺伝子が増加した。このことにより、ASK1の下流に存在するMAPキナーゼファミリーさらには、より下流の転写因子であるAP-1が心血管リモデリングや腎硬化症の新しい治療標的になることを明らかにした。本研究では個々の病態に至るAKS、MAPキナーゼやAP-1の役割を明らかにすることにより、臓器障害の分子機構の解明や新しい治療戦略の開発を目指す。本研究では、dominant-negative(DN)MAPキナーゼファミリーの遺伝子導入によりMAPキナーゼが各病態モデルの組織障害・臓器障害に直接関与していること証明し、組織障害・臓器障害を防ぐための標的分子となりうるかを調べた。PCR法を用いてMAPキナーゼ(ERK、JNK、p38)のATP結合部位のリジンをアルギニンに置換することによりdominant-negativeに作用する改変遺伝子を作成した。組み換えアデノウイルス作成は、コスミドベクターに3種類のMAPキナーゼのdominant-negative変異体((1)DN-ERK、(2)DN-JNK、(3)DN-p38)遺伝子を組み込んだ。(2)病態モデルでのin vivo遺伝子導入実験1)心疾患モデルへの遺伝子導入:アンジオテンシン投与動物、自然発症高血圧ラットを人工呼吸器管理のもとに開胸し左心室腔内に上述のそれぞれの組み替えアデノウイルス(7X10^9PFU)を投与し上行大動脈遮断(15秒間)により心筋細胞に遺伝子を導入する。心肥大抑制効果の経過観察を行い、心エコーで心機能も経時的に観察する。また、病的心肥大にみられる遺伝子発現、間質の繊維化への効果も明らかにする。心筋梗塞モデルは、マウス、ラットの左冠状動脈を結紮し作成すると同時に、左心室腔内に上述のそれぞれの組み替えアデノウイルスを投与し心筋細胞に遺伝子導入する。心エコーで心肥大、心機能の測定を経時的に行い、梗塞部と非梗塞部の各種遺伝子発現、繊維化を比較する。2)動脈硬化モデル:血管のバルーン障害により中膜の平滑筋細胞が内膜へ遊走し増殖することにより血管内膜は肥厚する。

上述のそれぞれのドミナントネガテイブ変異体を含む組み換えアデノウイルス(1X10^9PFU)を血管壁に導入後、バルーン障害を行い、血管平滑筋細胞の(1)増殖、(2)アポトーシス、(3)遊走、(4)血管内膜肥厚、(5)遺伝子発現および(6)転写因子に対する効果を詳細に検討する。さらに、これらの病態モデルに於いて、DNÅチップによる網羅的、経時的遺伝子発現解析を行う。本研究では個々の病態に至るAKS、MAPキナーゼやAP-1の役割を明らかにすることにより、臓器障害の分子機構の解明や新しい治療戦略の開発を目指す基礎的研究である。正常マウスにアンジオテンシンIIのストレス刺激を約2週間持続すると血圧の上昇と共に心室肥大を起こす。このとき活性酸素種が増加し、この増加はテンポールやアンジオテンシン受容体拮抗薬により阻害されたが、カルシウム拮抗薬では減少しなかった。心肥大には心筋細胞の肥大化と血管周囲の繊維化が見られ、MAPキナーゼファミリーの中のJNKとp38がAKS1の下流で細胞内シグナルを伝達していることを示した。さらにASK1遺伝子欠損病態モデルマウスを用いて同様の実験を行うと血圧は同様に上昇したにもかかわらず心筋肥大や繊維化は著しく減弱していた。以上の結果は、心臓組織障害・臓器障害にAKS1とMAPキナーゼ直接関与していること証明し、MAPキナーゼファミリーが組織障害・臓器障害を防ぐための標的分子となりうることを示した。また、Thy1腎炎モデルラットの糸球体遺伝子情報(バイオインフォマティクス)の流れをトランスクリプトームチップを用いてスクリーニングし病態組織細胞内の分子変動の相互連関や各ステップの詳細な分子機構を解明することにより、各病態に特有な遺伝子群を明らかにした。病態発症早期にはMAPキナーゼと共にサイトカイン関連遺伝子の発現が増加し、時間経過を経ると増殖因子やTGF?遺伝子が増加した。このことにより、ASK1の下流に存在するMAPキナーゼファミリーさらには、より下流の転写因子であるAP-1が心血管リモデリングや腎硬化症の新しい治療標的になることを明らかにした。
リフレクティブ・プラクティス実践過程における英語教師の談話の変容に関する実証研究

本研究では、リフレクティブ・プラクティスを通して教師が気づきに到り、ビリーフを書換える過程の実証的解明及び理論的整備を行った。方法としては、Webジャーナルの談話分析と教師への定期的インタビューの会話分析により、実践過程での教師の内省を縦断的に記述・分析した。特にawareness(気づき)という特徴的な変容に至る過程に焦点を当ててその解明を目指すとともに、リフレクティブ・プラクティスそのものの概念整備にも取り組んだ。成果として、「気づき」に至る多様なプロセスが取り出され、教師と学習者相互の関係性の中で捉えられるものと分った。また研究方法理論として現象学的アプローチの有用性が浮かび上がった。本研究は教師の発達プロセスにおけるリフレクティブ・プラクティスの効果について、談話分析・会話分析という二つの社会言語学的分析法を用いて実証的に分析するものである。2013年度は初年度に続いて新たな実践とデータ収集を行いながら、すでに収集されたデータの整理をしつつ、玉井、中村ともにその成果を国際学会で発表した。玉井は、ウェブ上でジャーナル・ライティング参加者が一つのファイル上でジャーナルを共有しつつコメントをしあうという、開かれた協働的リフレクティブ・ジャーナル・ライティング実践を4月から7月まで行い、100ページに及ぶジャーナルデータが収集された。成果については、新しいものと前年度までの成果に基づいて9月にイギリスのエジンバラで行われたイギリス応用言語学会(BAAL)で発表された。また専門雑誌にリフレクティブ・プラクティスに関連した記事を執筆した。ナカムラは初年度に続いて教育実践を行う英語教師たちに定期的なインタビューを行い、リフレクティブプラクティスについてのデータ収集を行った。成果発表については9月にイギリスのエジンバラで行われたイギリス応用言語学会、2014年3月にイギリスで行われた二つの学会で発表し、国内学会でも発表を行った。また紀要論文を一編執筆した。24年度の研究成果について本研究は、教師の発達プロセスにおけるリフレクティブ・プラクティス(記述と内省から導かれる理解を自身の授業分析の中心に位置づけるアクション・リサーチの一形式)の効果を、談話分析・会話分析という二つの社会言語学的分析法を用いて実証的に検証するものである。研究は実践と分析の二面にからなる。教師の自律的成長を促す実践を行い、それをベースにジャーナルに対して談話分析(玉井)、教師へのインタビューデータに対して会話分析(中村)を行い、ティーチャー・ビリーフ(教育観)にどのような変容が起こるか、特にawareness(気づき)に至る過程に焦点を当てて分析する。研究実践について:本年は実践のための授業セッティング作り(玉井)から始めた。まずジャーナルライティングという個別的な営みを共同体の中で展開させるために、ファイル共有ソフトを使って一つのジャーナル・ファイルに10人程度の参加者が共有しつつ書くという<場>を作り、4月から7月末までジャーナル実践を行った。研究者(玉井)は、フレームワークとしてリフレクティブ・プラクティスを用いて大学院授業の場で実践を行いつつ、メンターとして実践に関わった。「ジャーナルライティングの教室」と銘打たれたテキストデータは実践終了時点で100ページに及んだ。成果は国内の学会で口頭発表された。ナカムラは上記実践の参加者数名に対してインタビューを行い会話データを録った。研究面では、会話分析研究に継続的に参加する中でデータ分析の理解を深めており、同時に会話分析研究の成果を内外の3つの学会、研究会で発表し、ワーキングペーパーにまとめた。2015年は最終年度であり研究成果発表の年ということで、テーマであるReflective Practiceについて小規模ではあるが国際シンポジウム(KCUFS Reflective Practice Conference)を8月に企画実施した。本シンポには二つの目的を持たせた。一つはリフレクティブ・プラクティス実践研究についての知見の共有と深化。もう一つは参加者への啓蒙を兼ねた教育実践としてのシンポにすることである。前者について、本テーマに関わる実践研究者が人間理解の過程で過去、現在、未来をどのように捉えているのかに焦点を置いて議論やワークショップが行われた。招待者として、経験主義に基づくReflective Practice実践理論を提唱するC.Rodgers(ニューヨーク州立大学)、精神医療分野でReflective Practiceを実践するM.Monahan(トリニティ大学)、インプロビゼーション(即興パフォーマンス)を言語教育に応用するC.Lobmanの3人が基調講演やワークショップを行い、シンポでは玉井(神戸市外国語大学)、ナカムラ(岡山大学)が加わり大変興味深い意見交換が行われた。参加者は院生や教員、研究実践者であったがReflectionという行為の多様な側面を深く学んでいたようであった。又4つのワークショップを通じて経験的に分析と議論を行い、それが共有していたからか、3日目には会全体に学びを連帯的に共有する雰囲気が醸成されていたようであった。

大会後のフィードバックシート及び口頭評価に、学びの豊かさと本会の温かさについて言及が多く見られたことからも、本会の実践面における成果と考えられる。また9月にはナカムラと玉井でマンチェスター大学で開かれたLinguistic ethnography conferenceで研究成果についての共同発表を行った。英語教育2013年度は前年に引き続いてデータ収集を行い、その集約と分析を進めることであったが、おおむねデータ収集は良好に行われてきた。インタビューやジャーナル実践を通じて収集されたデータ量が多く、いので一朝一夕には行えるものではないが、分析も進められており、部分的に成果発表もなされた。今後残りのデータについても分析を進めリフレクティブ・プラクティスにおける教師の変化の解明を焦点に検討を行っていけるものと思われる。24年度の目標は大きくリフレクティブ・プラクティス枠組みによる教師教育実践とジャーナル・データ採取、理論面のまとめである。実践は24年4月から7月にかけて行われ、現役教員である大学院生11人の参加が得られた。ウェブ上で週一回のジャーナル・テキストがアップされ、研究者(玉井)は、メンターとして全員にフィードバックを返し、参加者はそれぞれ任意の二人のジャーナルにフィードバックを返す形で半対話的なテキスト共有環境のもとで行われた。大学100ページを超えるジャーナルデータが採取された。インタビューは現在継続的に行っている。リフレクティブ・プラクティス理論面のまとめについては、現在資料を収集した文献資料をまだ読んでいる最中で、現時点ではまだできていない。これは資料の収集範囲を広げたことが原因であるが、資料読解作業は25年4月までとし、25年前半期に大方の理論的まとめを行う予定にしている。実践とデータ収集という初年度の大きな課題は達成されており、おおむね順調に推移していると判断された。2014年度は最終年ということで、データ分析を進め、論文化とともに、成果を内外の学会で発表してゆきたい。また、成果を発表し共有する場として、リフレクティブ・プラクティスに焦点を当てたシンポジウムを本年八月末に企画している。このシンポジウムは三日間にわたって行われ、シンポや研究発表のみならず、ワークショップも行い、実践法としてのリフレクティブ・プラクティスについてもその知見を広く共有したいと考えている。成果は報告書にまとめたいと考えている。25年度前半は24年度に引き続き、リフレクティブ。プラクティス枠組みによる教師教育実践、データ採取を行い、後半期に分析を行う予定である。分析では、今までの研究データをテキストデータとして書きおこし、精読の後に分析を行う。玉井のテキストデータの分析方法としてはマイクロ・エスノグラフィを用いるGrounded Theory Approachによる分析とSystemic Functional Approachによる分析の2方法を考えている。
教師のいじめへの対応方略を最適化する研修プログラムの開発と評価

本研究は,現場教師のもつ「いじめ対応方略」などの課題や実態を明らかにし,それを最適化する「対応方略に関する研修プログラム」の開発を行った。まず,関西・中四国地域の教育委員会担当者対象に面接調査を行い,その後,教員研修を主管する都道府県・政令市・中核市教育委員会を対象に質問紙調査を実施し,いじめ対応研修の実態の把握を行った。ここでは,いじめ推認といじめ研修の実施と関連性があり,予防よりも対処を重点とした研修が実施されていることが分かった。以上の調査結果をもとに,教師の経験知と研究者の知見とをマッチングさせる研修教材(DVD及びWeb)を開発し,いくつかの教委主催の研修会で試行した。その結果,映像教材や比較教材が有効であり,それを実態にあわせて実施することが特に効果的であった。本研究は、いじめに対する教師の関与の在り方について明らかにし、それを最適化する『対応方略に関する研修プログラム』を開発することを目的としている。そこで以下の調査活動及び教材開発を行った。(1)面談調査・質問紙調査:「いじめの対応方略及び研修の実態調査」教員研修を主管する都道府県・政令市・中核市教育委員会(108教委)を対象に、質問紙調査を実施し、全国68教委(回収率63% : 3月現在)から回答を得た。そこでは、いじめが沈静していると認識している教委が34に対して、変わらない及び増加と認識している教委が25と、依然として課題を抱えている一方で、いじめ問題を扱った研修を実施している教委は32にとどまっている実態が明らかになった。また、研修内容において、事例研究や体験的な具体研修の必要性を感じており、新規の問題としてネットいじめなどの研修が求められていることが分かった。この実態を踏まえ、四国4県及び関西地域の8教委に対してインタビュー調査を行い、いじめ研修の実態や、いじめが深刻化した場合の対応事例などを個々に聴取を行った。(2)ヒント・シート教材の開発と文献検索、内容検討上記の結果を元に、教師のいじめについての知識と対応方略に関する研修プログラムの基本となるヒント・シート教材を数点作成し、学生対象(鳴門教育大学、大阪府立大学)に実施した。この予備実施において、紙ベースのシートだけでなく、映像資料など視覚的な教材の必要性が明らかになった。なお、ヒント・シートは、過去に実施したいじめ研修において特に効果的であった、森田洋司氏によるいじめの構成概念などの諸知見を参考に策定したものであり、研究分担者と共に、いじめに関する文献に照らして検証したものである。なお、映像教材の作成にあたって、スウェーデンの政府公報映像なども参考にし、次年度にDVD化し、実際に研修の取り入れたいと考えている。そこで以下の調査分析及び教材開発を行った。(1)質問紙調査の精査:「いじめの推認傾向といじめ研修の実態調査」教員研修を主管する都道府県・政令市・中核市教育委員会(108教委)を対象に、質問紙調査を実施し、全国68教委(回収率63%)から回答を得ている。これついて、さらに分析を進めた。そこでは、いじめ増減の推認傾向については、沈静していると認識している教委が33、変わらない及び増加と認識している教委が22であり、推認傾向の地域差において、一部地域に有意差が認められた。また、いじめ研修を実施している教委は、半数以下の28にとどまっており、研修内容については、具体的な対応や手法を主とした研修がほとんど行われておらず、現場での実用性に欠けている可能性が示された。なお、いじめ研修の多くが予防よりも介入に重点を置いている実態が示唆された。なお、これについては、平成23年3月に、日本生徒指導学会機関誌に研究論文として投稿した。(2)ヒント・シート教材(DVD)の開発と試行上記の結果を元に、教師のいじめについての知識と対応方略に関する研修プログラムの基本となるヒント・シート教材(DVD)を数点作成し、数か所の県教委主催(岡山県、徳島県等)の教員研究において試行した。この試行において、紙ベースのシートより、映像資料など視覚的な教材の有効性が明らかになった。また、一部研修において、3ヶ月後の追跡調査においては、映像教材について、研究効果(定着)が特に認められた。なお、映像教材については、スウェーデンのNPO公報映像、宝塚市立山手台中学校のいじめ撲滅ビデオを活用している。次年度にはこれらを系統的に配列し、DVD教材を完成し、実際に研修で検証したいと考えている。

本研究は、いじめに対する教師の関与の在り方について明らかにし、それを最適化する『対応方略に関する研修プログラム』を開発することを目的としている。そこで最終年度は、以下の調査分析及び教材開発を行った。1「いじめの推認傾向といじめ研修の実態調査」結果の再検討研修内容については、具体的な対応や手法を主とした研修がほとんど行われておらず、現場での実用性に欠けている可能性が示された。なお、いじめ研修の多くが予防よりも介入に重点を置いている実態が示唆された。2ヒント・シート教材(DVD)の開発と実践評価上記の結果を元に、教師のいじめについての知識と対応方略に関する研修プログラムの教材となるヒント・シート教材(DVD)試行版を作成し、県教委主催(岡山県、倉敷市、徳島県)の教員研修において試行した。ここでは、紙ベースのシートより、映像資料など視覚的な教材の有効性が明らかになった。また、倉敷市の研修において、5ヶ月後の追跡調査においては、映像教材について、研究効果(定着)が特に認められた。なお、映像教材については、スウェーデンのNPO公報映像、宝塚市立山手台中学校のいじめ撲滅ビデオを活用している。いずれも著作権の確認を行っている。この教材は、これまでのいじめ研修において効果的であった森田(1998)が提唱しているいじめの構成概念<(1)被害の発生、(2)被害の継続ないし反復性、(3)力(Power)のアンバランスに基づく力の乱用>に、諸知見や実践を盛り込んだものであり、臨床心理分野、教育心理分野など、多角的な視点から検討し、様々な事情を抱える現場でも、少ない負担で実施できる効果的ないじめ研修を提案した。3カ年間、研究と実践を結び付け、教師のいじめ理解や対応方略を向上させるプログラム開発を行ったが、昨今はネットいじめの問題などIT化への対応が急がれる。今後は、ネットいじめや携帯電話に視点をあて、研修が実践に活きるように、学校・教師支援のコンサルテーションの仕組みも作り上げていく。
水質モニタリングとモデリングにおける統計的問題の解決と実証的研究

環境問題は、身近な問題であると共に地球全体のシステムとして重要である。しかし、地域や国の利害関係によって様々な環境に関する規則、基準、法律が非科学的判断により決定される現状が多くみられる。上記の現状を踏まえて、統計科学は個別分野に適した科学的方法論の構築により環境問題の解決に寄与すべき責任がある。本研究では、環境問題の中で水環境に注目し、統計科学が深く関与すべきテーマの幾つかを環境科学者とともに議論・検討し、統計科学の観点に基づく問題の整理を行い、その問題解決に向けた学際的な研究を推進してきた。具体的には、主に下記の3つの課題に取り組んできた。・水質モニタリングの評価とモデリング(多変量的観点)・急慢性毒性値に関する統計的評価(一変量的観点)環境問題は、身近な問題であると共に地球全体のシステムとして重要である。・水質モニタリングの評価とモデリング(多変量的観点)・急慢性毒性値に関する統計的評価(一変量的観点)水環境における急性毒性の基準としては、実験室において化学物質・重金属等がさまざまな水生生物にどのような急性毒性(実験生物が半数死ぬ数の濃度)の影響をおよぼすかを計測し、水生生物全体における急性毒性のパターンが推定される。その結果に基づいて人間への環境基準が決定される。このような人間への環境基準のプロセスにおいて、基準値の決定は重要な問題であり、その場面では評価可能な科学的裏付けが重要である。水環境における急性毒性値の推定に関する統計的手法の開発に関する研究を行い、これらの実現のために基礎となる統計的推定方法の構築とその推定量の解析的評価を行った。ここでは,特に,環境物質の検出限界に関してこれまでとは異なる対象となるデータの特性に基づいて新たな離散確率分布を導出した.これにより従来の解析では不明確であった環境データとその解析モデルに用いられる分布間の関係がより明確になった.また,研究協力者の協力によりデータの調査・収集・整理を継続している.水環境における急性毒性の基準としては,実験室において化学物質・重金属等がさまざまな水生生物にどのような急性毒性(実験生物が半数死ぬ数の濃度)の影響をおよぼすかを計測し,水生生物全体における急性毒性のパターンが推定される.その結果に基づいて人間への環境基準が決定される.このような人間への環境基準のプロセスにおいて,基準値の決定は重要な問題であり,その場面では評価可能な科学的裏付けが重要である.水環境における急性毒性値の推定に関する統計的手法の開発に関する研究を行い,これらの実現のために基礎となる統計的推定方法の構築とその推定量の解析的評価を行った.ここでは,特に,環境物質の検出限界に関してこれまでとは異なる対象となるデータの特性に基づいて新たな離散確率分布を導出した.これにより従来の解析では不明確であった環境データとその解析モデルに用いられる分布間の関係がより明確になった.また,研究協力者の協力によりデータの調査・収集・整理を継続している.本科研費に関係して,ISMシンポジウム[環境科学と統計科学の新たな融合]を開催した.環境問題は、身近な問題であると共に地球全体のシステムとして重要である。・水質モニタリングの評価とモデリング(多変量的観点)・急慢性毒性値に関する統計的評価(一変量的観点)
炭素ー水素結合活性化の化学の深化による有機合成技術の革新

本研究では、「炭素ー水素結合活性化の化学を真に有用な有機合成化学の技術として体系化する」、という目的を達成すべく、以下の三つの主要課題を設定している。交付申請書に記したように、平成29年度はそれぞれの課題に対し以下の研究を実施した。(1)新規遷移金属錯体触媒と酸化剤の協働機能による芳香族化合物の酸化カップリング:配向性基を持たない単純な芳香族基質の効率的直接カップリング反応を可能とする触媒系の探索を行った。具体的にはロジウム塩、架橋配位子と酸化剤からなる錯体触媒系の調製と活性評価を行った。その結果、塩化ロジウムエチレン錯体とかさ高いカルボキシラートを持つ銅塩酸化剤の組み合わせがナフタレンのような単純芳香族化合物とアクリル酸エステルのようなアルケンとの反応の効率的触媒となることを見出した。(2)直接クロスカップリングによる平面型および非平面型高度縮環(ヘテロ)芳香族化合物の合成と機能創出:まず、パラジウム触媒を用いたジアリールエーテルやジアリールチオエーテルの酸化的直接脱水素縮環条件を検討した。得られたパラジウムカルボキシラート触媒及び銀塩酸化剤を用いる最適条件で、トリアリールオキシベンゼンやトリアリールチオベンゼンを処理すると三重環化が進行し、ヘテロトルキセンが合成できることを明らかにした。酸素や硫黄だけでなく、窒素を含む多環式複素環の構築法も検討し、固体ケイ光性の五環式化合物の構築に成功した。また安価な銅を用いる反応も開発した。(3)錯体化学的アプローチに基づく炭素ー水素結合活性化のメカニズム解明:まず、以前見出した配向基を有する芳香族化合物のロジウム及びイリジウム触媒カップリング反応における触媒活性錯体種の単離・同定を行った。また、機構推定に計算化学を援用し、用いる触媒の種類及びカップリング相手(アルケンとアルキン)の違いにより、反応経路が異なる事実を理論的に説明した。当初計画した第二周期遷移金属錯体触媒の調製を行った。また、これらを用いた炭素結合形成反応を検討し、ロジウム触媒では単純芳香族化合物とアルケンのカップリング反応に有効な触媒系を見出した。パラジム触媒では、直接的環化反応により紫外発光特性及び半導体特性を示す多環ベンゾフラン及びベンゾチオフェン化合物をそれぞれ創製した。さらに、含窒素4及び5環化合物の合成法を開発し、固体ケイ光特性に加え円偏光発光特性やメカノクロミック発光特性を示す新規化合物を見出した。チオフェン、フラン、チアゾールなどのヘテロ芳香族化合物が環状に4環連結した、パイ共役分子の合成法を開発し、新規化合物の光学特性や酸化還元特性を明らかにした。一方、安価な銅触媒を用いる反応では、分子内直接脱水素カップリングによる含窒素複素環化合物の新規合成法を開発した。反応機構研究においては、配向基を有する芳香族化合物のロジウム及びイリジウム触媒カップリング反応における触媒活性錯体種の単離、同定を行った。また、機構推定に計算化学を援用し、用いる触媒の種類及びカップリング相手(アルケンとアルキン)の違いにより、反応経路が異なる実験事実を理論的に説明することに成功した。(1)上述のようにロジウム、パラジウム、イリジウム、銅を含む様々な遷移金属触媒の調製と活用の検討によって、新たな直接的炭素結合形成法や環形成法を見出したので、錯体触媒系のさらなるファインチューニングや新たな配位子の設計・合成を継続的に検討し、より効率的な触媒系の確立を目指す。配位子として、従来のシクロペンタジエン系やリン系に加え、特にかさ高いカルボキシラート配位子の単純芳香族化合物のカップリング反応における効果について詳細に検討を行う。(2)新規錯体触媒系を用いた平面型及び非平面型の縮合芳香族炭素環及び複素環形成反応を電子共役材料の構築に活用する。得られる生成物の光学特性や電気化学特性などの物性評価を行い発光材料や半導体材料などの有機電子材料創製のための設計指針を得る。特に円偏光発光(CPL)特性に関する研究を加速するため、平成30年度にCPL分析装置を新規導入する予定である。(3)炭素ー水素結合活性化と続く結合形成反応反応における中間体の単離・同定や量子化学計算による機構研究において得られた知見を触媒設計にフィードバックする。今後、第二及び第三周期遷移金属に加え、より挑戦的な銅やニッケルを含む第一周期の遷移金属を用いた炭素ー水素結合活性化・結合形成反応の機構解明に挑む。

得られたパラジウムカルボキシラート触媒及び銀塩酸化剤を用いる最適条件で、トリアリールオキシベンゼンやトリアリールチオベンゼンを処理すると三重環化が進行し、ヘテロトルキセンが合成できることを明らかにした。酸素や硫黄だけでなく、窒素を含む多環式複素環の構築法も検討し、固体ケイ光性の五環式化合物の構築に成功した。また安価な銅を用いる反応も開発した。(3)錯体化学的アプローチに基づく炭素ー水素結合活性化のメカニズム解明:まず、以前見出した配向基を有する芳香族化合物のロジウム及びイリジウム触媒カップリング反応における触媒活性錯体種の単離・同定を行った。また、機構推定に計算化学を援用し、用いる触媒の種類及びカップリング相手(アルケンとアルキン)の違いにより、反応経路が異なる事実を理論的に説明した。当初計画した第二周期遷移金属錯体触媒の調製を行った。また、これらを用いた炭素結合形成反応を検討し、ロジウム触媒では単純芳香族化合物とアルケンのカップリング反応に有効な触媒系を見出した。パラジム触媒では、直接的環化反応により紫外発光特性及び半導体特性を示す多環ベンゾフラン及びベンゾチオフェン化合物をそれぞれ創製した。さらに、含窒素4及び5環化合物の合成法を開発し、固体ケイ光特性に加え円偏光発光特性やメカノクロミック発光特性を示す新規化合物を見出した。チオフェン、フラン、チアゾールなどのヘテロ芳香族化合物が環状に4環連結した、パイ共役分子の合成法を開発し、新規化合物の光学特性や酸化還元特性を明らかにした。一方、安価な銅触媒を用いる反応では、分子内直接脱水素カップリングによる含窒素複素環化合物の新規合成法を開発した。反応機構研究においては、配向基を有する芳香族化合物のロジウム及びイリジウム触媒カップリング反応における触媒活性錯体種の単離、同定を行った。また、機構推定に計算化学を援用し、用いる触媒の種類及びカップリング相手(アルケンとアルキン)の違いにより、反応経路が異なる実験事実を理論的に説明することに成功した。(1)上述のようにロジウム、パラジウム、イリジウム、銅を含む様々な遷移金属触媒の調製と活用の検討によって、新たな直接的炭素結合形成法や環形成法を見出したので、錯体触媒系のさらなるファインチューニングや新たな配位子の設計・合成を継続的に検討し、より効率的な触媒系の確立を目指す。配位子として、従来のシクロペンタジエン系やリン系に加え、特にかさ高いカルボキシラート配位子の単純芳香族化合物のカップリング反応における効果について詳細に検討を行う。(2)新規錯体触媒系を用いた平面型及び非平面型の縮合芳香族炭素環及び複素環形成反応を電子共役材料の構築に活用する。得られる生成物の光学特性や電気化学特性などの物性評価を行い発光材料や半導体材料などの有機電子材料創製のための設計指針を得る。特に円偏光発光(CPL)特性に関する研究を加速するため、平成30年度にCPL分析装置を新規導入する予定である。(3)炭素ー水素結合活性化と続く結合形成反応反応における中間体の単離・同定や量子化学計算による機構研究において得られた知見を触媒設計にフィードバックする。