hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
フォトトロピンによる運動制御の分子機構の解明

フォトトロピンは、分子量10万前後の色素タンパク質で、光屈性、葉緑体定位、気孔開口など、多様な青色光応答を制御している。本研究では、フォトトロピンによる運動制御の分子機構を明らかにする目的で、フォトトロピン分子の構造/機能解析を進め、機能に関わる重要な部位とその役割を明らかにした。また、フォトトロピンの下流で働くシグナル因子候補について解析を進め、小胞輸送がフォトトロピン応答に関わることを示した。我々は、これまでの研究でシロイヌナズナのphot2の細胞内分布が光条件により変化することを見いだした。そこで、青色光照射後にphot2-GFPが細胞質で示す顆粒状分布について、内膜系マーカータンパク質との共局在を蛍光顕微鏡観察により調べ、phot2の一部が光照射により細胞膜または細胞質からゴルジ体に移行することを示した。この応答の光強度依存性は、phot2の生理反応とよく一致していた。さらに、発色団を結合するN-末端側領域とキナーゼ活性をもつC-末端側領域をそれぞれ単独で発現させた場合の細胞内分布を調べ、キナーゼ領域がフォトトロピンの細胞内分布の決定において重要な役割を果たすことを示した。さらに、phot2のシグナル伝達におけるキナーゼ領域の役割を調べるために、この領域のみをシロイヌナズナで発現させ、その生理活性について検討した。その結果、キナーゼ領域を発現させた植物では明暗に関わらず気孔が開口していることが明らかとなった。また、葉緑体についても逃避運動を起こしている可能性が示唆された。従って、phot2のキナーゼはそのままでシグナルを伝達する活性をもつことが示された。これらの研究と並行して、フォトトロピンと物理的に相互作用する因子の解析を進めた。酵母Two-hybrid法により取得された相互作用因子のうち、phot1、phot2両者と相互作用するARF1(ADP ribosylation factor 1)について詳しい解析を進めた。現在、ARF1のフォトトロピン応答に対する関与を証明するため、ARF1の発現を人為的に誘導できる形質転換植物の作出を進めている。また、主にphot1と相互作用する因子として取得されたKAT1(内向K+チャネル)について、その細胞内分布やフォトトロピン応答への関係について調べた。すなわち、phot2の一部が光照射により細胞膜または細胞質からゴルジ体に移行することを示した。次に、phot2のシグナル伝達におけるキナーゼ領域の役割を調べるために、この領域のみをシロイヌナズナで発現させ、その細胞内分布と生理活性について検討した。その結果、phot2のキナーゼ領域のみを発現させた場合でも、細胞膜と顆粒状構造体に分布し、生理学的には、暗所でもあたかも光応答が起こっているように見えた。すなわち、phot2のキナーゼは、シグナル伝達が行われる部位に局在し、光情報の入力なしにシグナルを発信できることが分かった。次に、我々が行った酵母Two-hybrid法によるスクリーニングにより取得されたphot相互作用因子のうち、ARF1(ADP ribosylation factor 1)についてさらなる解析を進めた。まず、ARF1にGFPなどのタグを付加したものを発現させる遺伝子導入植物を作出し、その細胞内分布を調べた。その結果、ARF1-GFPは、暗所でも明所でもゴルジ体と思われる構造体に分布していたが、暗所から明所への移行に伴い、一過的にその分布パターンを変化させることがわかった。現在、この光応答について詳しく調べている。フオトトロビンの生理作用としては、光屈性、葉緑体定位、気孔開口などが知られているが、本研究では、葉の形態形成にフォトトロピンがどのように関与するかを調べた。強光で植物を育てると、いわゆる陽葉が形成され、発達した柵状組織が観察される。非常に興味深いことに、phot1phot2二重変異体においては、柵状組織を構成する葉肉細胞における極性伸長が起こらず、その形は丸いままであった。この結果、フォトトロピンは葉肉細胞の分化にも関与していることが示唆された。我々はこれまで、フォトトロピンのシグナル伝達の分子機構に関する姐究を、主に分子生物学的、細胞生物学的な手法を用いて進めてきた。本年度の成果は以下の通りである。酵母Two-hybrid法によるスクリーニングにより取得されたphot相互作用因子のうち、小胞輸送に関わるARF1(ADP ribosylation factor 1)についてさらなる解析を進めた。本年度は、ARF1とphot2の結合について、ランダム変異導入法により結合に関わるphot2分子内のアミノ酸を見いだし、そのアミノ酸が変異したphot2遺伝子を導入した植物体の生理応答と細胞内局在について解析を行った。その結果、ARF1との結合能を失ったphot2は生理活性も大きく損なわれていることが小された。我々は、phot2にGFPを融合させて植物体で発現させ、その応答や細胞内分布を調べてきた。

本年度は、phot1とphot2について、N-末端側領域とC-末端側領域を入れ替えたキメラ分子(合計2種類)を構築し、GFPと融合させて植物体で発現させた。これらの植物の光応答を比較したところ、phot応答の感受性は、主にN-末端側領域の構造により決定されること、phot2で見られてphot1では見られない葉緑体の逃避運動が、どちらのキメラ分子でも起こることを見出した。我々は、強光下においても、photlphot2二重変異体では柵状組織を構成する葉肉細胞における極性伸長が起こらず、その形状が丸いままであることを見出した。本年度は、この応答が葉のどの組織で発現しているphotの働きによるのかを明らかにするため、組織特異的にphot2を発現する形質転換植物を作出した。我々はこれまで、フォトトロピンのシグナル伝達の分子機構に関する研究を、主に分子生物学的、細胞生物学的な手法を用いて進めてきた。本年度の成果は以下の通りである。酵母Two-hybrid法によるスクリーニングにより取得されたphot相互作用因子のうち、小胞輸送に関わるARF1(ADP ribosylation factor 1)についてさらなる解析を進めた。本年度は、フォトトロピンの細胞内分布とARF1の細胞内分布が相互にどのようた影響するかを調べた。その結果、ARF1の活性を変化させてもphot2の細胞内分布に影響は無かったが、光によりフォトトロピンが活性化されるとARF1の細胞内分布パターンが一過的に変化することを見出した。また、大阪府立大・徳富グループとの共同研究で、ARF1タンパク質がフォトトロピンのキナーゼ活性によりリン酸化されることを示唆する結果を得た。酵母菌において、フォトトロビンと相同性を示すキナーゼが、フリッパーゼと呼ばれる膜貫通脂質輸送体タンパク質をリン酸化して活性化することが報告された。そこで北海道大・田中グループと共同で、フォトトロピンが酵母菌体内で同様の活性をもつことを示した。さらに、植物細胞においてフリッパーゼ活性がフォトトロピンにより制御される可能性について、京都大・梅田グループと共同で実験を開始した。我々は、フォトトロピンにより葉の形態が変化することを示してきた。本年度は、phot2を組織特異的に発現する形質転換植物について、その光応答を観察し、柵状組織の発達は葉肉細胞で発現するフォトトロピンが、葉の扁平化には表皮細胞で発現するフォトトロピンが制御していることを示した。フォトトロピンは、光屈性や葉緑体低位、気孔開口など多様な光応答の受容体である。本研究では、フォトトロピンが膜タンパク質であることに注目し、フォトトロピンのシグナル伝達機構の解明を目指す。これまでの我々の研究により、フォトトロピンと小胞輸送に関わるGタンパク質であるARF1が特異的に結合することが明らかになった。そこで本年度は、ARF1の細胞内局在解析をもとに、フォトトロピンによる小胞輸送制御の解明に取り組む。また、ARF1の細胞内局在が光やフォトトロピンの制御を受けるかどうか、検討した。また、大阪府立大の徳富哲教授らの研究グループと共同で、試験管内でARF1がフォトトロピンによってリン酸化されることを示した。
英語教育における言語活動と文法活動の一体化を目指す基礎研究

言語形式重視指導(FFI : Form-Focused Instruction)の前提は、内容理解を重視している授業の中で、学習者の注意を言語形式(文法)に向けることができるということである。これまでの研究では様々なFFIタスクの効果が検証されているが、どのようなタスクが内容理解と文法学習をバランスよく促すのかについてはあまり調べられてはいない。本研究では、97名の日本人大学生を対象とし、インプット型指導と2種類のアウトプット型指導が文法学習と内容理解に及ぼす効果を検証した。実験の結果、(1)アウトプット型指導は、文法学習の効果を高めるものの、内容理解が不十分であること、(2)インプット型指導は内容理解と文法学習をバランスよく促進することが分かった。この結果、研究者や教師が文法理解と内容理解をバランスよく促すタスクを開発・使用することの重要性を示唆している。(1)文献調査日本の英語教育の観点から、気づきの理論的基盤を確立、デザインや分析法の精緻化のため、外国語・第二言語習得研究の文献調査を行った。日本の英語教育は外国語教育であり、その観点から、気づきと英語教育を考えていく必要を探った。(2)実験の実施67名の日本人大学生を対象とした、気づきの実験を行った。成果として、インプット活動の中で文法や語彙に気づかせるためには、学習者の認知プロセスを考慮する必要があることが示された。今年度、全国英語教育学会大阪研究大会(2010年8月7-8日)にて、発表する予定である。(3)国内学会発表全国英語教育学会鳥取研究大会(2009年8月8-9日)にて、書写と自己添削が気づきに及ぼす効果に関する論文を口頭発表した。研究成果に基づいて、英文の書写は、予習として行われるだけではなく、授業後に復習として行うことの重要性も指摘した。(4)国内外学術雑誌への論文出版「System」にて、英語習熟度が気づきに及ぼす影響に関する論文を発表した。本論文を通して、習熟度だけではなく、タスクの種類も気づきに影響を与えていることが示され、気づき、英語の習熟度、及びタスクの種類の相互作用について研究していく必要性を提示している。「言語・脳・認知の科学と外国語習得」(ひつじ書房)において、アウトプットが気づきに及ぼす影響に関する論文を発表した。本論文では、アウトプットが気づきや第二言語習得に及ぼす影響と、それを生かした英語教授法について言及している。「東北英語教育学会紀要」第30号たおいて、書写と自己添削が気づきに与える影響に関する論文を発表した。研究2年目は、主に(1)文献研究、(2)実験の実施、(3)学会発表、を行った。(1)近年の第二言語習得研究の動向・成果を調査・把握し、日本の外国語(英語)教育環境の実情に即した「気づき」の理論的考察を行った。(2)外国語教育の指導要領で唱えられている「4技能の統合」を踏まえ、テキスト再構築((パッセージを読んだあとに、それを復元する)活動が「気づき」を促進するのかを実証的に検証した。その結果、テキスト構築活動の難易度を下げることで、効果的に第二言語学習を促進できる可能性が示された。本実験の成果を、国内外の学会(第37回全国英語教育学会やSecond Language Research Forum 2011)で発表を行うための準備(抄録の提出など)を行った。(3)研究1年目の成果を、第36回全国英語教育学会及びSecond LanguageResearchForum2010において、口頭発表を行い、その内容の論文化を進めている。日本の英語教育では、言語活動と文法指導の一体化が求められている(例:中学校新学習指導要領)。本研究は、その一体化を目指すものである。言語活動と文法指導の一体化の前提は、内容理解を重視する授業の中で、学習者の注意を文法に向けることができるということである。これまでの研究では様々なタスクが文法学習へ及ぼす効果を検証しているが、どのようなタスクが内容理解と文法学習をバランスよく促すのかについてはあまり調べられてこなかった。そこで、本研究では、日本人大学生を対象とし、インプット型指導とアウトプット型指導が文法学習と内容理解に及ぼす効果を検証した。この結果は、英語の習熟度に応じた言語活動と文法指導の一体化が求められていることを示唆している。

これまでの申請者らの研究においても、習熟度の高い学習者にはアウトプット型指導が、習熟度の低い学習者にはインプット型活動が、それぞれ効果的に文法学習を促進することを示してきた(Suzuki&Itagaki,2009)。これらの結果を総合すると、研究者や教師が、学習者の習熟度に応じて、文法理解と内容理解をバランスよく促すタスクを開発・使用することの重要性を示唆している。そのことにより、インプット型指導(例:リーディング)とアウトプット指導(例:ラィティング)を通して、コミュニケーション能力の中核である文法指導能力を育成することが可能になる。
構音障害のリハビリテーションにおける舌の筋疲労の様相と改善についての研究

言語聴覚士が実施する構音障害のリハビリテーションの分野においては、いまだ臨床家の経験則に基づくところが多い。構音活動における疲労の要素は明らかにはなっていない。そこで構音障害における疲労の様相をその回復過程を明らかにすることを目的に本研究を計画した。健常成人と構音障害のある患者を対象に疲労課題とその回復過程をVOT、舌圧、発話明瞭度、患者の主観的評価を横断的および縦断的に測定した。構音障害のある患者では、どの患者も健常成人と比べてどの項目も有意に低く、また、疲労課題を実施後、ベースライン期に戻る時間が有意に長かった。これらの結果は構音訓練プロトコルを作成する資料になると考えた。舌の運動の疲労の様相を明らかにするために、今年度は新たに開発された舌のレジスタンストレーニング機器(ぺこパンダ@JMS)を使って、疲労相の実現を図った。この機器は、10kPa, 20kPa, 30kPaの3種類の舌圧の設定がされている。最大舌圧が20kPaの口腔がん術後の構音障害の患者に対して10kPaと20kPaの機器を使って、レジスタンストレーニングを行った。トレーニング終了直後、5分後、10分後経過した時の/ata/、/aka/の音節の/t/および/k/のVoice Onset Time(VOT)を計測したところ、10kPaの機器ではほとんどVOTの延長が起こらなかった。また、患者自身の官能評価でも10kPaでは疲労の訴えがなかった。これまでの研究で、子音のVOTの延長は運動の遅延を示しており、筋の疲労に関連がある可能性があると明らかにしている。つまり、患者の最大舌圧の50%程度の負荷では、筋疲労は起こりにくいと言える。また、同じ患者群で、初回、3ヵ月後、6ヵ月後に経過を追って評価したところ、VOTは初回よりも6ヵ月後と比較して有意に差があった。また、構音明瞭度(音節)は初回よりも有意に6ヵ月後は良い成績であった。これは構音障害の改善とVOTの短縮化には有意な相関があると言え、このことから、筋疲労が軽減することと構音の改善は関連があると考えられる。構音障害のある人は、しばしば、「舌が疲れる」と筋疲労を訴える。筋疲労の改善過程とどのような状態で筋疲労が起こるのかを明らかにすることで、患者の構音障害におけるリハビリテーションに貢献できるものと考える。構音障害のリハビリテーションの際に、運動学習の頻度や量の適切性が未だに臨床家の経験によって処方されている状況である。また、運動学習には筋疲労の問題があるが、小さな筋で構成されている構音運動の筋疲労の実態は明らかになっていない。そこで本研究では、適切なリハビリテーションの指標とするための舌の筋疲労と回復過程を明らかにすることを目的とした。初年度は、まず健康成人をサンプルに実施することを計画した。まず、以下の二つの疲労課題を設定した。1舌の運動課題;舌の口蓋に対する最大押し付け圧を測定し、その最大圧の50%の力で連続して圧力をかける課題を疲労課題とした、2構音課題;無意味音節を緩読・速読の二つの相で発話させる課題とした。これらをベースライン期、疲労期(疲労課題の実施後)、回復期(課題を行わない休止期で値がベースライン期に戻るとき回復したとする)の3期に分けて測定する。評価方法として、1Win-EPGを用いて構音時の舌と口蓋の接触を測定し、その接触パタンを検討する、2構音時の音響分析(Speech Labを用いて破裂音におけるVoice Onset Timeを計測する)、3構音時の超音波診断装置を用いた舌の運動の記録、4患者の主観的評価などを用いた。舌は構成されている筋の種類から、健常者においては筋疲労を起こしにくい。したがって疲労を起こさせるような課題はかなり大きい負荷を必要とすることがわかった。このデータをそのまま構音障害者に用いることには無理があり、次年度以降に行われる予定の構音障害者のデータ解析が重要であることが予測された。本研究は、構音障害のある患者の筋疲労と構音能力の関連を明らかにし、疲労を回復するようなことを目的にした訓練プロトコルを開発することにある。開発のためにはそれぞれの障害の様相と疲労の様相を詳述することが必要であり、その資料を平成26年度も集めることが目的であった。当該年度はは構音障害のある患者を対象に、原因疾患による舌の疲労と改善過程を明らかにすることを目的として、口腔がん、脳血管障害、筋萎縮性側索硬化症(ALS),パーキンソン病、脳性麻痺(CP)の患者をそれぞれ5名、3名、2名、2名、2名を選定しデータをとった。方法は、舌の口蓋に対する最大押しつけ圧を測定し、最大圧の50%の力で20回繰り返すことを疲労課題とした。構音課題として無意味音節課題と短文の課題を準備し、それをベースライン時期、疲労課題実施直後、休止しベースラインに戻るまでの時間をそれぞれ測定した。これに構音の発話明瞭度も加えて算定し、これを構音能力の重症度とした。ベースラインと疲労後、疲労から回復する時期の評価項目としては、舌圧、構音時の音響分析(破裂音のVoice Onset Time),WIn-EPGシステムを使って測定した舌口蓋摂食パタンの解析、疲労に関する患者自身の官能評価を使用した。

平成25年から患者の資料を合わせたところ、口腔がん10名、脳血管障害5名、ALS3名、パーキンソン病2名、CP2名が最終対象者となった。疲労はこれまでの研究結果同様、舌圧、VOT,舌と口蓋の接触量、官能評価のレベルの低下として現れた。疲労課題からの改善時間は患者の構音能力の重症度との関連が認められた。[研究の目的]言語聴覚士が実施する構音障害のリハビリテーションの分野においては、いまだ臨床家の経験則に基づくところが多い。構音活動における疲労の要素は明らかにはなっていない。そこで構音障害における疲労の様相をその回復過程を明らかにすることを目的に本研究を計画した[方法]1健常成人の構音動作における舌の疲労と回復過程について2構音障害のある患者を対象に構音動作における舌の疲労と回復過程について3構音訓練における改善と舌の疲労との関連性について1と2に関しては、舌の口蓋に対する最大押しつけ圧の測定、疲労課題(最大舌圧の50%の力で20秒間舌を口蓋に押し付ける、無意味音節連続構音課題)、疲労課題前後の音響分析(破裂音におけるVoice Onset Time(VOT)の測定)および舌口蓋接触部位の測定(Win-EPG)、患者の官能評価を、ベースライン期、疲労期(疲労課題実施直後)、回復期(課題を実施しない休止期でベースライン期に戻るまで)の3期に分けて測定した。また、これらはリハビリテーション開始後、3か月、6か月の時点でも測定し経時的な変化を評価することとした。構音障害のある患者は、当院を受診、リハビリテーションを実施した患者を対象に、口腔がん、脳血管障害、パーキンソン病(PD)、筋萎縮性側索硬化症(ALS)を原因疾患とする構音障害者とした。[結果]1健常成人では、簡単な無意味音節程度では舌の疲労は有意差がある程度には計測されなかった。2構音障害のある患者では、どの患者も健常成人と比べて有意に舌圧が低く、また、VOTが長く、EPGを使った舌口蓋接触部位の数が少なかった。また、疲労課題を実施後、ベースライン期に戻る時間が優位に長かった。さらに、舌がん、脳血管障害、PD、ALSではそれぞれ特有の疲労、回復過程が観察された。得られた結果をもとに構音訓練プロトコルを作成した。言語聴覚士が実施する構音障害のリハビリテーションの分野においては、いまだ臨床家の経験則に基づくところが多い。そこで構音障害における疲労の様相をその回復過程を明らかにすることを目的に本研究を計画した。健常成人と構音障害のある患者を対象に疲労課題とその回復過程をVOT、舌圧、発話明瞭度、患者の主観的評価を横断的および縦断的に測定した。構音障害のある患者では、どの患者も健常成人と比べてどの項目も有意に低く、また、疲労課題を実施後、ベースライン期に戻る時間が有意に長かった。これらの結果は構音訓練プロトコルを作成する資料になると考えた。目標とした患者の人数はALS、パーキンソン病、CPに関しては不足しており、それは最終年度においても、積極的にデータの収集に努める。口腔がん、脳血管障害についてはある程度の対象者は収集したが、重症度や損傷分野における違いはあることから、最終年度も対象者があればデータに加えることとする。リハビリテーション(言語聴覚病理学)
カルボニルイリドの付加環化反応を機軸とするインドールアルカロイドの不斉全合成

(1)分子内の適当な位置にインドールを組み込んだα-ジアゾ-β-ケトエステル由来のカルボニルイリドの分子内不斉1,3-双極付加環化反応を検討した結果,ロジウム(II)錯体Rh2(S-TCPTTL)4を用いると目的の多環式インドール化合物のエンド体のみが最高90%の不斉収率で得られることを見出した。(2) Rh2(S-TCPTTL)4存在下,トリクロロエチルエステルを組み込んだα-ジアゾ-β-ケトエステル由来のカルボニルイリドとN-メチルインドールとの逆電子要請型分子間不斉付加環化反応が良好な収率およびエキソ選択性で進行し,目的の付加環化生成物が97%の不斉収率で得られることを見出した(1)分子内の適当な位置にインドールを組み込んだα-ジアゾ-β-ケトエステル由来のカルボニルイリドの分子内不斉1,3-双極付加環化反応を検討した結果,ロジウム(II)錯体Rh2(S-TCPTTL)4を用いると目的の多環式インドール化合物のエンド体のみが最高90%の不斉収率で得られることを見出した。(2) Rh2(S-TCPTTL)4存在下,トリクロロエチルエステルを組み込んだα-ジアゾ-β-ケトエステル由来のカルボニルイリドとN-メチルインドールとの逆電子要請型分子間不斉付加環化反応が良好な収率およびエキソ選択性で進行し,目的の付加環化生成物が97%の不斉収率で得られることを見出したインドールアルカロイドは多様な生物活性をもつ興味深い化合物群であることから、医薬開発のリード化合物としてインドール誘導体の果たしている役割は極めて重要である。筆者は当研究室で開発したキラルなロジウム(II)錯体を用いるα-ジアゾ-β-ケトエステル由来の環状カルボニルイリドと求双極子剤であるインドールとの逆電子要請型不斉1,3-双極付加環化反応を開発すると共に、本反応を機軸とする生物活性インドールアルカロイドの触媒的不斉全合成を検討し、本年度は以下の成果を得た。1.アスピドスペルマアルカロイドvindorosineの全合成を目指し、分子内の適当な位置にインドールを組み込んだα-ジアゾ-β-ケトエステル由来のエステルカルボニルイリドの分子内不斉付加環化反応を検討した。その結果、目的とする多環式インドール化合物のエンド体のみが最高90%の不斉収率で得られることを見出した。これはエステルカルボニルイリドとインドールとの付加環化反応の初めての例である。また、本付加環化反応では付加環化生成物とカルボニルイリドとの間に平衡が存在するという興味深い知見が得られた。2.Rh_2(S-TCPTTL)_4存在下、トリクロロエチルエステルを組み込んだα-ジアゾ-β-ケトエステル由来のカルボニルイリドとN-メチルインドールとの逆電子要請型分子間不斉1,3-双極付加環化反応が良好な収率およびエキソ選択性で進行し、エキソ体が97%の不斉収率で得られることを見出した。得られたエキソ体のインドール誘導体から生物活性多環式インドールアルカロイドkopsiloscine Aへの合成を検討している。インドールアルカロイドは多様な生物活性をもつ興味深い化合物群であることから,医薬品開発のリード化合物としてインドール誘導体の果たしている役割は極めて重要である。筆者は,当研究室で開発したキラルなロジウム(II)錯体を用いるα-ジアゾ-β-ケトエステル由来の環状カルボニルイリドと求双極子剤であるインドールとの逆電子要請型不斉1,3-双極付加環化反応を開発すると共に,本反応を機軸とする生物活性インドールアルカロイドの触媒的不斉全合成を検討し,本年度は以下の成果を得た。1)付加環化生成物の官能基変換を考慮した酸無水物を組み込んだジアゾ基質を調製し,N-メチルインドールとの分子間不斉1,3-双極付加環化反応を検討した。その結果,ロジウム(II)錯体の架橋配位子のフタルイミド基上の水素原子を塩素原子で置換した錯体Rh2(S-TCPTV)4を用いると,良好なエキソ選択性かつ最高不斉収率88%で目的の付加環化生成物が収率よく得られた。この結果は,酸無水物由来のカルボニルイリドの付加環化反応としての初めての例である。2)得られた付加環化生成物から,生物活性多環式インドールアルカロイドkopsiloscine Aへの合成を検討した。予期した通り,酸無水物由来の付加環化生成物のオキシブリッジは容易に開裂し,目的のケトンを合成することができた。その後,インドール3位にアルキル側鎖を導入し,さらにシクロプロパンの開裂,Birch還元等を経て五環式化合物までの変換を達成することができた。24年度が最終年度であるため、記入しない。
深海掘削決画コアを用いた逆転時の地球磁場の振舞いの研究

ODP124次航海のSite768の試料768B10H2 80cm-150cmとSite769の769B9H3 50cm-150cmの試料についての詳細な古地磁気測定を引き続いて行なった。この層準はODP船上の通過型超伝導磁力計の測定で短い地磁気イベンとが見つかっているところで、前年度の研究で、それが、薄切り試料の5cm毎のパイロットサンプルの段階熱および交流消磁測定でも同様に見られることが明らかになっている。その段階消磁結果から、本年度は残りの試料を一つ置きに320°Cの熱消磁と10mTの交流消磁を施すと共に、残留磁化を担う磁性鉱物の検討も行なった。薄切りにしたこともあって、全体の磁化が弱く、また、二次磁化も影響して、すべての試料の磁化方向がスムーズにつながるという訳には行かなかったが、問題のイベントの上限下限を決定することができた。上下の地磁気反転、すなわち、ハラミヨイベントの上限とブリュン/松山境界の年代から、この逆転の年代と期間を推定すれば、二本のコア共、0.86Ma付近で一千年ほどの正帯磁のイベントであることが明らかになった。このように短いイベントは、特に堆積物の測定では、これまでにも沢山報告されている。しかし、それらが地磁気の逆転を記録したものであるのか、試料の問題や測定上の問題なのか、懐疑的な古地磁気学者も少なくない。今回の報告がこれまでと異なる点は、1)数百km離れた、2地点のコアから、時代、期間とも非常によく一致する記録が得られたこと、2)いずれのコアの記録も非常に安定で、評価の定まらないイベントを設定する必要のある層準はこの層準だけであること、である。ただ、薄切りの測定のもう一つの目的であった、逆転途中の磁場の変化を見ることは、逆転時は磁場が弱いので、磁化も弱くなり、二次磁化との見分けが付きにくいこと等から、方位の議論は難しかった。測定時の二次磁化を避けるために、無磁場の実験室の整備が強く望まれる。
起業家教育プログラムに関する研究

本研究は、大学における起業家教育プログラムに関する日米比較分析を通して、大学における起業家教育の有用性やその実施手法について考察し、日本の大学における実践型の起業家教育プログラムの開発を目指すものであり、日本の成長戦略を教育から支える為の研究である。米国の先進的な起業家教育は、1クラス・ラーニング(教室講義)、2キャンパス・ラーニング(学内での自立学習)、3ソーシャル・ラーニング(学外活動)という学習フィールドが、相互に連携しながら、起業家を輩出する仕組みが出来ている。こららの調査結果を踏まえ、九州大学において、九州大学起業部を設立し、起業家育成プログラムを開発した。本研究は、大学における起業家教育プログラムに関する日米の比較分析を通して、大学における起業家教育の有用性やその実施手法について考察し、日本の大学における実践型の起業家教育プログラムの開発を目指すものであり、日本の成長戦略を教育から支える為の研究である。平成27年度は、下記の研究を行った。(1)講義(クラス・ラーニング)に関する分析・検討/米国の大学における起業家教育(講義)の内容、科目数、指導法に関する分析、検討を行うとともに日本に導入する際の課題の整理と検討を行った。調査先:バブソン大、MIT、ケンブリッジイノベーションセンターを訪問しヒアリング調査を行った。(2)崇城大学での実証的検討/ベンチャー起業論(前期、後期、計30回)、崇城大学起業家育成プログラムで研究成果を導入し実証研究を行った。同プログラムにおける柱でもある課外活動(起業部)において研究成果がより実証できることがわかった。卒業生の起業状況を調査しに南米コロンビアでも調査を行った(3)社会評価の導入(ソーシャル・エバリュエーション)/起業家、ベンチャーキャピタリスト、行政を中心に、起業支援のアドバイザーネットワークを構築し(SOJO Venture Advisors)、実務家(社会)から起業家教育に関する評価を受け、意見交換、フィードバックを行いながら、実践的なプログラムの開発を行った。熊本県やNEDOとの連携にも発展した。これらの研究成果は、下記にて発表した。熊野正樹(2016)「ベンチャー企業の創出と起業家教育ー崇城大学起業家育成プログラムー」『日本政策金融公庫論集第30号』日本政策金融公庫総合研究所本研究は、順調に推移しており、海外の大学のプログラムを崇城大学でのプログラムでも実証し、大きな成果を挙げている。崇城大学起業家育成プログラムにおいて、サンフランシスコオフィス開設、ベンチャーラボ設立、ファンド企画、サイバーエージェント・クラウドファンディング社との提携、btrax社との提携を行いより実践的なプログラムに発展した。ベンチャー講演会の実施、崇城大学ビジネスプランコンテストの企画・運営においては、熊本県、NEDO、NICTと連携し、また、多くの企業の協賛をえることにもつながるなど、本研究の成果が目に見える形で進展している。平成28年度は、下記の研究を行った。(1)大学(キャンパス・ラーニング)に関する分析/検討米国の大学のキャンパス全体を通して行われる起業家教育のシステムについて、その内容、イベント、コンテンツ、寮生活による教育効果等に関する分析、検討を行うとともに、日本に導入する際の課題の整理と検討を行った。具体的には、前年度に視察したバブソン大学、MITへでの取り組みを調査資料に基づいて整理し纏めた。(2)社会(ソーシャル・ラーニング)に関する分析・検討/米国の大学と社会のかかわりの中で育成される起業家輩出の仕組みの解明に注力した。起業家と大学の接点、専門家と大学の接点、起業と大学の接点、を中心に起業家教育が社会全体でシステムとして機能している姿を詳細に調査、分析し、日本に導入する際の課題の整理と検討を行った。具体的には、サンフランシスコ・シリコンバレーに訪問し、スタンフォード大学やスタートアップ支援会社であるbtraxの起業家教育プログラムについて詳細にヒアリングを行い、日本での展開について考察した。また、ベンチャーエコシステムの日米比較の観点から、日本のベンチャーエコシステムのコミュニティ形成イベントに参加し、起業家教育とエコシステムの連携の在り方について調査した。(3)崇城大学および九州大学での実証的検討/崇城大学では、大学公認の起業部を設立し、講義で起業に興味を持った学生が、自発的かつ本格的に起業家を目指す仕組みをつくっている。また、学内でビジネスプランコンテストを実施しており、学内のイベントから起業家を輩出するシステムの構築を視野に入れて、米国の事例を日本に導入する際の課題の整理、検討を行った。筆者は、平成28年度より崇城大学から九州大学に移籍したため、これらの知見を九州大学における起業家教育プログラムの開発にいかした。本研究は、おおむね順調に推移している。海外の大学や大学外のエコシステムの研究成果を崇城大学起業家育成プログラムで実証し、大きな成果を上げている。崇城大学起業家育成プログラムを通して、サンフランシスコオフィスの開設、ベンチャーラボの設立、ファンド会社の設立、株式会社サイバーエージェント・クラウドファンディング、ポート株式会社、btrax社との提携など実践的な起業家教育プログラムを構築している。また崇城大学ビジネスプランコンテストを開催し、熊本県、NEDO、NICTなどとの連携を行ってきた。このプログラムにより、文部科学省が主催するキャンパスベンチャーグランプリで、崇城大学生が文部科学大臣賞を受賞するなど、外部の高い評価を得ている。これらの知見を活かし、九州大学においても起業家教育プログラムを開発し、平成29年度に実行に移す段取りをつけている。平成29年度は、下記の研究を行った。(1)大学(キャンパス・ラーニング)に関する分析・検討/米国の大学のキャンパス全体を通して行われる起業家教育のシステムについて、その内容、イベント、コンテンツ、寮生活による教育効果等に関する分析、検討を行うとともに、日本に導入する際の課題の整理と検討を行った。具体的には、視察したニューヨーク大学、コロンビア大学での取り組みを調査資料に基づいて整理し纏めた。

(2)社会(ソーシャル・ラーニング)に関する分析・検討/米国の大学と社会のかかわりの中で育成される起業家輩出の仕組みの解明に注力した。起業家と大学の接点、専門家と大学の接点、起業と大学の接点、を中心に起業家教育が社会全体でシステムとして機能している姿を詳細に調査、分析し、日本に導入する際の課題の整理と検討を行った。具体的には、ニューヨークに訪問し、ニューヨーク大学やスタートアップ支援会社であるWEWORKのスタートアッププログラムについて詳細にヒアリングを行い、日本での展開について考察した。また、ベンチャーエコシステムの日米比較の観点から、日本のベンチャーエコシステムのコミュニティ形成イベントに参加し、起業家教育とエコシステムの連携の在り方について調査した。(3)九州大学での実証的検討/九州大学では、今年度、大学公認の起業部を設立し、講義で起業に興味を持った学生が、自発的かつ本格的に起業家を目指す仕組みをつくった。また、学内でビジネスプランコンテストを実施しており、学内のイベントから起業家を輩出するシステムの構築を視野に入れて、米国の事例を日本に導入する際の課題の整理、検討を行った。これらの知見を九州大学における起業家教育プログラムの開発にいかした。本研究は、大学における起業家教育プログラムに関する日米比較分析を通して、大学における起業家教育の有用性やその実施手法について考察し、日本の大学における実践型の起業家教育プログラムの開発を目指すものであり、日本の成長戦略を教育から支える為の研究である。米国の先進的な起業家教育は、1クラス・ラーニング(教室講義)、2キャンパス・ラーニング(学内での自立学習)、3ソーシャル・ラーニング(学外活動)という学習フィールドが、相互に連携しながら、起業家を輩出する仕組みが出来ている。こららの調査結果を踏まえ、九州大学において、九州大学起業部を設立し、起業家育成プログラムを開発した。今後の研究は、下記を中心に進める。(1)大学(キャンパス・ラーニング)に関する分析・検討/米国の大学のキャンパス全体を通して行われる起業家教育のシステムについて、その内容、イベント、コンテンツ、寮生活による教育効果等に関する分析、検討を行うとともに、日本に導入する際の課題の整理と検討を行う。調査予定先:スタンフォード大学、バブソン大学(2)社会評価の導入(ソーシャル・エバリュエーション/部活動やビジネスプランコンテストによるプランの内容や起業家の輩出状況を鑑み、起業家教育プログラムの改善点を意見交換し、実務家(社会)からプログラム導入の評価を受ける。
サブストーム国際会議に向けての企画/準備

「太陽風のエネルギーが磁気圏に侵入し、どのようなマクロ・ミクロ過程を経て、極域電離圏に放出されるのか」を初めとして、磁気圏-電離圏系で最も基本的擾乱であるサブストームには、数多くの問題が残されている。日本は、サブストーム研究では、欧米諸国と並んでリーダー格であり、第4回サブストームに関する国際会議が、当研究所主催で開催されることになった(1998年3月9-13日)。2年に1度開かれている、この会議では、たとえば、その定義自体をめぐっての議論が10年間展開されていることからもわかるように、とくにエネルギー過程/発生機構に関し活発な意見が続出している。したがって、会議のサブテーマ、セッション、トピックスを決定することは、このことが会議の成功/不成功を判断する1つの要素にもなる。本企画調査では、これらのバックグランドをふまえて、日本で開催するサブストーム会議の特徴をとり入れ、(1)国内の広い分野を結集した組織づくり、(2)プログラムの具体的編成、(3)この機会に当分野の日本の若手研究者をencourageする方策の議論、(4)将来の日本でのサブストーム研究の方向についての検討を行った。通信と、前2回開催地の訪問による意見調整のほか、準備委員会を2回開催した。とくに、最もhotな議論が期待されるテーマ、日本のcontributionが多く反映されるテーマの選定を行った。その結果、テーマは質問形式にし、「サブストームの急始はどのようなメカニズムによって説明されるか」など、5つのテーマを決定し、世界中の参加予定者に告知した。また、最新の観測結果を考慮に入れての、当研究分野(太陽-地球系物理学の中でのサブストーム)の動向の調査も行い、招待講演者73名の決定をした。
ジスルフィド類を用いた超分子構造の精密制御

ピリジンとジスルフィドを共に含む2,2'-ジピリジルジスルフィド(dpds)はその柔軟な配位構造ゆえに多様な超分子構造を取るのみならず,ジスルフィド結合の豊かな反応性によって,様々な新規構造を生み出す.この構造の基本単位は2-ピリジンチオール(pyt)であるが,これを用いると,新規d^7-d^7電子状態([Pt(pyt)_4CoX];X=Cl,Br,SCN,N3)を創出することを明らかにした.dpdsはCu(II)と反応し1次元鎖構造([CuCl_2(μ-dpds)]_nを作成する.この錯体はエタノール中で簡単に還元されて2核錯体([Cu(μ-X)(dpds)]_n;X=Cl,Br)となる.更に熱または光でポリーマー化反応が進行し,2次元構造を持つ([Cu(μ-X)(μ-dpds)]_nとなる.この反応は更にリガンド内転位反応にまで進行し最終生成物である1次元鎖,[Cu(μ-X)(2-pyrimidiumthionato(2-pyridine))]_nを与える.このような多くの中間生成物が単離可能な反応系の存在は,配位子dpdsの優れた配位性,反応性によるところが大きい.本研究では、新規の拡張構造をもつ錯体の合成を試みてきた.その目標の一つには、次元性をもつ構造を制御しながら作り出すことがあり、更にそれに基づく新規物性を発現させることにあった。具体的には適切な出発原料から比較的単純な構造の錯体を合成し、これらのself-assembleyで次元性のある構造へと導くことを計画した。その過程で、様々な金属の低次元錯体をえることが出来た.本研究の本題である、2,2^,-dypyridyldisulfide(2-dpds)及びその誘導体を配位子にすることで、1次元ヘリカル構造、2次元ネット構造、2次元ラダー構造があり、さらに2次元ネット構造の配位子が溶液中で組み変わることにより、2-dpdsではない新たな配位子をもつ1次元鎖構造も得られた。特に興味深い点としては1次元ヘリカル無限構造は光学活性な空間群に結晶化し、それゆえ光学活性ラセンをしていることである.ピリジン環にメチル置換基を導入すると置換基の位置によって特有の構造を取ることが解り、これを用いて構造制御が可能になると思われる.[CuBr(2-dpds)]の組成を持つ錯体には2種類の構造が存在する.1つは小分子2核構造を持つ[CuBr(2-dpds)]_2である.もう一つは[CuBr(2-dpds)]_nの2次元構造である.興味深いことに前者の結晶は、固体中で光りあるいは熱によって2次元構造に変化することである.このプロセスは、両者の結晶構造の類似性から、スルフィド結合を開烈させたラジカル型で進行することが期待される.スルフィド開烈を伴う反応には更に興味深いものも存在する.スルフィドから、スルホン酸まで空気酸化が進行することが明かとなり、それによる次元構造の構築が今後更に興味をもたれる.ピリジンとジスルフィドを共に含む2,2'-ジピリジルジスルフィド(dpds)はその柔軟な配位構造ゆえに多様な超分子構造を取るのみならず,ジスルフィド結合の豊かな反応性によって,様々な新規構造を生み出す.この構造の基本単位は2-ピリジンチオール(pyt)であるが,これを用いると,新規d^7-d^7電子状態([Pt(pyt)_4CoX];X=Cl,Br,SCN,N3)を創出することを明らかにした.dpdsはCu(II)と反応し1次元鎖構造([CuCl_2(μ-dpds)]_nを作成する.この錯体はエタノール中で簡単に還元されて2核錯体([Cu(μ-X)(dpds)]_n;X=Cl,Br)となる.更に熱または光でポリーマー化反応が進行し,2次元構造を持つ([Cu(μ-X)(μ-dpds)]_nとなる.この反応は更にリガンド内転位反応にまで進行し最終生成物である1次元鎖,[Cu(μ-X)(2-pyrimidiumthionato(2-pyridine))]_nを与える.このような多くの中間生成物が単離可能な反応系の存在は,配位子dpdsの優れた配位性,反応性によるところが大きい.
異なる官能基を有するポリ置換ベンゼンの高制御ワンポット合成法の開発とその実利用

異なる複数のヘテロ元素官能基を有する多置換ベンゼンの簡便な新規合成法の開発を目的として、複素五員環化合物のフランと内部アルキンとのDiels-Alder反応とそれに続く開環芳香族化反応の組み合わせによる多官能性ベンゼンのワンポット合成について検討した。その結果、置換フラン類と電子求引性のエステル置換基を有する内部アルキンを出発物質とすることにより、水酸基、エステル、臭素、アミノ基、アルキル基などの官能基が隣接した多置換ベンゼンをワンポットで合成できることを見出した。また、導入した置換基を利用した更なる官能基変換や分子内環化による縮合多環化合物への変換についても検討した。多置換ベンゼンは、医農薬品、有機機能材料や高分子材料などの様々な有用物質を構成する重要なビルディングブロックの一つである。そのため、異なる官能基を有する多置換ベンゼンを簡便に構築する手法の開発は、上記の有用物質の開発の観点から大変重要である。すでに予備研究において、金属ルイス酸触媒存在下、置換フラン類とアセチレンジエステルとのDiels-Alder反応とそれに続く開環芳香族化反応の組み合わせにより、多置換ヒドロキシ安息香酸エステルがワンポットで合成できることを見出している。平成25年度は、このワンポット合成法について、まず、アルキン基質の適用範囲を明らかにするべく検討を行った。その結果、反応条件をさらに精査する必要があったものの、アルキン基質として一方のエステルを臭素やヨウ素に置き換えた非対称なハロアルキンを用い、且つ、ルイス酸の代わりにシリカゲルを添加する条件を用いることにより、同様の二段階反応が速やかに進行し、エステル、ハロゲン、水酸基およびアルキル基を有する多官能性ベンゼンの簡便な合成法の開発に成功した。この反応では、ハロゲンの共役系に対する電子供与効果が駆動力の一つとなっており、これにより一般に合成が困難とされる、置換基が隣接した位置にある1, 2, 3, 4-置換ベンゼンを高選択的に合成できることが明らかとなった。さらに、得られた生成物はハロゲンを有するため、これを足がかりとするパラジウム触媒クロスカップリングの可能性についても検討した。その結果、塩基性の強いホスフィン配位子を添加することによって、立体的に混み合った環境にあるハロゲンであるにもかかわらず薗頭クロスカップリング反応が生起することを見出した。以上の結果より、異なる官能基を有する多置換ベンゼンの簡便な合成に加え、さらなる官能基変換を行うことにより多様な置換基を有するベンゼンの合成が期待できる。新規な生理活性物質や医農薬品、有機機能材料、高分子材料などの創出の観点から、異なる官能基を有する多置換ベンゼン合成法の開発は重要な課題である。さらに近年の環境調和型有機合成の観点から、高効率、穏和な条件かつ簡便な操作による手法の開発が強く望まれている。そこで平成26年度は、前年度に見出した置換フラン類のDielsーAlder反応と開環芳香族化を組み合わせた多置換安息香酸エステルのワンポット合成法の応用展開として、まず生成物からの更なる官能基変換について検討した。その結果、臭化ヒドロキシ安息香酸エステルに対して、水酸基のエーテル化、臭素の置換位置におけるパラジウム触媒クロスカップリング(溝呂木ーヘック反応、薗頭反応、鈴木ー宮浦反応など)や隣接置換基間のFriedelーCrafts型分子内環化反応、が効率良く進行することを見出した。一方、上述のワンポット反応において、DielsーAlder付加生成物からの開環芳香族化反応が置換基の電子的性質および立体因子により強く影響を受けていることに着目し、アミン共存下におけるアミノ基導入を含むワンポット反応の端緒を見出すに至った。この反応の過程で生成する中間体の構造について、NMRや質量分析装置による解析を行った結果、DielsーAlder反応ーアミンの共役付加ー脱ハロゲン化水素ー開環芳香族化の四段階がワンポットで進行していることを明らかにした。得られた生成物は水酸基、アミノ基およびエステルがベンゼン環上に隣接して配置された3ーヒドロキシアントラニル酸エステルであり、本手法は極めて簡便な一般的合成法として高い価値を有している。3ーヒドロキシアントラニル酸はトリプトファンの代謝中間体として知られ、その誘導体には有用な生理活性・薬理活性が期待されることから、化合物ライブラリーの構築に向けて準備を進めている。ベンゼン環上に複数の異なるヘテロ元素官能基を有する化合物は、さまざまな生理活性や薬理活性、導電性や発光性などの有用な物性を示すものが多い。そのため、有機合成化学において多官能性ベンゼンを穏和な条件且つ簡便な操作で合成する方法の開発は広く望まれており、特に新規医農薬品の開発現場からのニーズが高く、極めて重要である。この観点から本研究では、平成25年度までに見出した置換フラン類のDiels-Alder反応と開環芳香族化を組み合わせた多置換安息香酸エステルのワンポット合成法に着目し、その応用展開について検討している。平成27年度は、まず反応機構についての知見を得ることを目的として重水素同位体標識実験を行い、オキサノルボルナジエン中間体からの開環芳香族化によりフェノール性水酸基が生成する際の水素源が、オキサノルボルナジエンの架橋部の水素の転位によるものではなく、系外からのプロトン由来が主であることを確認した。また、平成26年度に見出した臭化オキサノルボルナジエン中間体とアミンとの反応による3ーヒドロキシアントラニル酸エステルのワンポット合成において、導入可能なアミンが比較的塩基性の高い脂肪族第2級アミンに限られること、およびエステル置換基をより嵩高いベンジルエステルに変えることで収率向上につながることを見出した。

また、アミンのかわりにアルキルチオールを作用させることにより、少量ながら硫黄官能基を有する3ーヒドロキシー2ーアルキルチオ安息香酸エステルが得られることを見出した。現在、反応条件の最適化ならびにワンポット化、さらに基質の適用限界の解明等について検討中である。前年度において、フラン類と臭化アルキンを用いるワンポット反応に、アミンを後から添加することにより3ーヒドロキシアントラニル酸類が生成する反応の端緒を見出した。基質の適用範囲について精査したところ、第2級脂肪族アミンが効率良く反応することが明らかとなった。また、反応機構の解明に関わる重水素同位体実験や比較実験等を行い、開環芳香族化の際の水素源についての知見を得た。その一方で、チオフェンを出発基質に用いるDiels-Alder反応の条件探索、ならびにヘテロ環内にリンを有するホスホール類の一般的合成法の開発については継続して検討中である。すでに置換基を有するベンゼン環に対する置換基導入反応は、先に存在する置換基による立体的および電子的な影響を受けるため、反応性や位置選択性、導入可能な置換基の種類に関して多くの課題を残している。しかし、異なる官能基を有する多置換ベンゼンは、有機機能性材料や医農薬品の開発、天然物合成などの研究分野における合成ビルディングブロックとして有用であり、その効果的な合成法の開発が強く望まれている。本研究は、準備研究において見出したフランとアルキンのDiels-Alder反応とそれに続く開環芳香族化を経る多官能性ベンゼンの簡便合成法をもとに、合成可能な置換パターンならびに有用物質の合成の可能性について検討することを目的とした。最終年度では、フランに代わる五員環ヘテロ芳香族基質として、芳香族性が比較的高いチオフェン、フランと同等の芳香族性が見積もられるホスホールについて検討したが、前者ではDiels-Alder反応が生起する一般的条件、後者ではホスホールの一般的合成法を見出せず、このアプローチによる硫黄またはリンを有する多官能性ベンゼンの合成には至らなかった。一方、前年度に見出したチオールの添加による3ーヒドロキシー2ーアルキルチオ安息香酸エステルの合成については、詳細な検討の結果、逆反応との競合があるものの、無機塩基の除去操作を行うことでニ段階反応として合成法を確立することに成功した。さらに応用展開として、導入した官能基を足がかりとする多環構造の構築について検討した結果、臭素とカルボキシ基が隣接するベンゼンに対して、ヒドラジンを作用させることによる1Hーインダゾロン誘導体の合成、2ーアミノフェニルボロン酸との環化によるフェナントリジノン誘導体の合成、また、アミド基を有するベンゼンからはエナミドへの変換後の分子内環化による多置換フェニルオキサゾール誘導体の簡便な合成法の開発に成功した。異なる複数のヘテロ元素官能基を有する多置換ベンゼンの簡便な新規合成法の開発を目的として、複素五員環化合物のフランと内部アルキンとのDiels-Alder反応とそれに続く開環芳香族化反応の組み合わせによる多官能性ベンゼンのワンポット合成について検討した。