hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
抗肥満分子・脱共役タンパク質2の発現調節機構の解析:予防医学への応用

マクロファージは、細胞内レドックス状態によりTh1/Th2バランスを規定し、アレルギー疾患、自己免疫疾患などを制御する重要な細胞である。我々は、脱共役タンパク質2(UCP2)がマクロファージのLPS応答における細胞内活性酸素の産生調節をしていることを明らかにし、細胞内レドックス状態の制御にも関与していることを示唆した。一方、Th1/Th2バランスはβ_2アドレナリン受容体(β_2AR)を介した情報伝達系の調節を受けていることが報告されている。平成15年度の研究で、Th2優位なBALB/cマウスにおいて運動トレーニングがマクロファージのβ_2ARの発現レベルを低下し、Th1反応を誘導するインターロイキン12(IL-12)の産生能を増強することを見い出した。平成16年度では、β_2AR過剰発現マクロファージ細胞株(RAWar)を樹立し、β_2AR発現量とLPS刺激によるIL-12産生能の関連を検討した。RAWar細胞で、IL-12のmRNAとタンパク発現量は有意に低下した。次に、テトラサイクリン(tet)リプレッサー発現ベクターをRAWar細胞にコトランスフェクトし、β_2AR発現ベクターにあるtetオペレーター配列を利用した外来β_2ARの発現抑制細胞株を樹立した(RAWar-tetR)。RAWar-tetR細胞のLPS刺激によるIL-12産生能に有意な回復が認められ、運動トレーニングによりTh1反応が亢進することが示唆された。UCPファミリーの一つであるUCP1はβ_3ARによる発現調節を受けていることが知られている。マクロファージにおいてはβ_2ARがドミナントであることから、β_2ARによるUCP2発現調節系とLPS情報伝達系のクロストークが推測された。マクロファージは、感染防御に重要な役割を担っているばかりでなく、細胞内レドックス状態によりTh1/Th2バランスを規定し、アレルギー疾患、自己免疫疾患などを制御する重要な細胞である。我々は、脱共役タンパク質2(UCP2)がマクロファージのLPS応答における細胞内活性酸素と一酸化窒素(NO)の産生調節をする免疫応答分子であることを明らかにした。この知見は、UCP2が細胞内レドックス状態の制御にも関与していることを示唆している。一方、Th1/Th2バランスはβ2アドレナリン受容体(β2AR)を介した情報伝達系の調節を受けていることが報告されている。本研究では、Th2優位なBALB/cマウスにおいて運動トレーニングがマクロファージのβ2ARの発現レベルを低下し、Th1反応を誘導するインターロイキン12(IL-12)とNOの産生能を増強することを見い出し、そのメカニズムを検討した。発現ベクターに挿入したマウスβ2AR cDNAを、マクロファージ細胞株(RAW264)に導入し、β2AR過剰発現株(RAWar)を樹立した。RAWarでは、LPS刺激によるIL-12mRNAの誘導、NO産生、誘導型NO合成酵素(NOS II)のmRNAの誘導とタンパク質発現、及びNOS IIプロモーター活性に低下が認められた。トランスフェクトしたβ2ARの発現をT-Rexsystemを用いて抑制すると、それらの低下は回復した。以上から、β2ARはIL-12とNOS IIの転写調節を行っており、Th1/Th2バランスの制御に関与していることが示唆された。その制御機構とUCP2の関連をさらに検討している。

一方、Th1/Th2バランスはβ_2アドレナリン受容体(β_2AR)を介した情報伝達系の調節を受けていることが報告されている。平成15年度の研究で、Th2優位なBALB/cマウスにおいて運動トレーニングがマクロファージのβ_2ARの発現レベル低下し、Th1反応を誘導するインターロイキン12(IL-12)の産生能を増強することを見出した。平成16年度では、β_2AR過剰発現マクロファージ細胞株(RAWar)を樹立し、β_2AR発現量とLPS刺激によるIL-12産生能の関連を検討した。RAWar細胞で、IL-12のmRNAとタンパク発現量は有意に低下した。次に、テトラサイクリン(tet)リプレッサー発現ベクターをRAWar細胞にコトランスフェクトし、β_2AR発現ベクターにあるtetオペレーター配列を利用した外来β_2ARの発現抑制細胞株を樹立した(RAWar-tetR)。RAWar-tetR細胞のLPS刺激によるIL-12産生能に有意な回復が認められ、運動トレーニングによりTh1反応が亢進することが示唆された。UCPファミリーの一つであるUCP1はβ_3ARによる発現調節を受けていることが知られている。マクロファージにおいてはβ_2ARがドミナントであることから、β_2ARによるUCP2発現調節系とLPS情報伝達系のクロストークが推測された。
カルシウムイオンナノレベルイメージングによる血小板内活性化機能に関する研究

血小板は止血時に血管壁損傷部位のコラーゲンおよび、フォンビルブランド因子(VWF)に接着する。血流条件下共焦点レーザー顕微鏡による、マトリクス接着時の血小板内カルシウムイオン(Ca2+)をリアルタイムイメージングした。血小板の連続イメージを16分割し各分画の細胞内カルシウムイオン濃度([Ca2+]i)を経時的に定量することで、細胞内Ca2+の局在を明らかにする方法を確立した。コラーゲン, VWF接着直後の血小板[Ca2+]iは細胞の中心分画で一過性に高い[Ca2+]iを示した。活性化した血小板では局所的なCa2+上昇は認められず、血小板の活性化動態とCa2+の局在について特異性を認めた。ex-vivoの血流条件下、血小板血栓形成モデルをもちいて、血管壁損傷部位に相当するフォンビルブランド因子(VWF)を固相したマトリクス上に接着した血小板内カルシウムイオン[Ca2+]iについて高速共焦点レーザー顕微鏡によるリアルタイムイメージングを行った。マトリクスからの刺激による血小板内[Ca2+]iの詳細な局在をナノレベルでイメージングすることにより、血小板活性化の初期シグナル伝達にかかわる因子について検討した。血小板の活性に関わる主要な受容体トロンビン受容体PAR-1、およびADP受容体P2Y12の関与について、細胞内カルシウムイオン指示薬Fluo3AMを用いて血小板内[Ca2+]iのリアルタイムイメージングを行った。動脈血流に相当する1500 s-1の血流速度条件下、VWFに接着した血小板は接着後8.6±2.7秒後に最大417.8±83.2 nMの一過性の[Ca2+]i上昇が認められた。P2Y12阻害条件では225.7±106.1 nMと顕著に抑制され、PAR-1阻害条件では375.8±116.9 nMと[Ca2+]i上昇は影響を受けなかった。P2Y12がVWF刺激による初期活性化血小板内[Ca2+]iの調節に関与することが示唆された。2)ATPによるVWFに起因する血小板初期活性化[Ca2+]i上昇への影響を検討した。ミトコンドリア電子伝達系、および解糖系ATP合成阻害薬をそれぞれ用いて同様の実験を行ったところ、いずれのATP合成阻害条件下においても[Ca2+]i上昇は抑制された。3)VWF上に接着した単一血小板(2-4μm)を30x30の格子状(900分画)に分割し(1分画は77nmに相当)60フレーム/秒で血小板内[Ca2+]iの拡散速度をイメージングにより算出した。VWF刺激による[Ca2+]i上昇時の拡散速度は36μm2/秒であった。ヒト血流条件下血管壁損傷モデルとして、固相したフォンビルブランド因子(VWF)に接着した血小板内のカルシウムイオン濃度[Ca2+]iの局所的な変化について高速共焦点レーザー顕微鏡によるリアルタイムイメージングを行った。VWF刺激に起因する血小板内[Ca2+]iの詳細な局在をイメージングすることにより、血小板活性化の初期シグナル伝達にかかわる因子の作用を明らかにした。血小板内[Ca2+]iの検出には細胞内カルシウムイオン指示薬Fluo3AMを用いた。VWFに接着した2-4μmの血小板[Ca2+]iの変化を60フレーム/秒でイメージングした。縦横30x30 pixelの単一血小板イメージを、縦横4 x 4(但し四隅の分画は含まない12分画)に再分画し、各分画の[Ca2+]iを定量した。血小板活性化と[Ca2+]iの局在特異性を明らかにするため、血流条件下で血小板がVWF接着直後の[Ca2+]i上昇とVWF接着後活性化が進行した状態の[Ca2+]i上昇を比較した。前者では細胞12分画中細胞内中心部の3分画で最も高く(最大[Ca2+]i分画:410.7±140.6 nM)、後者では、細胞周縁部に[Ca2+]iの高い分画が多く(最大[Ca2+]i分画: 225.3±69.7nM)、[Ca2+]iの局在に活性化特異性があることが示唆された。また、血小板活性化に関わるADP受容体P2Y12阻害時には、細胞周縁部で[Ca2+]iが高く(最大[Ca2+]i分画:224.3±132.2nM)、トロンビン受容体PAR-1阻害時では、細胞中心部に[Ca2+]iの高い分画を認めた(最大[Ca2+]i分画:342.7±185.3nM)。これにより、細胞内総[Ca2+]iとして評価されていた[Ca2+]iの変化を、細胞内局所の[Ca2+]iの濃度、および局在として評価することが可能になった血小板は止血時に血管壁損傷部位のコラーゲンおよび、フォンビルブランド因子(VWF)に接着する。血小板の連続イメージを16分割し各分画の細胞内

カルシウムイオン濃度([Ca2+]i)を経時的に定量することで、細胞内Ca2+の局在を明らかにする方法を確立した。コラーゲン, VWF接着直後の血小板[Ca2+]iは細胞の中心分画で一過性に高い[Ca2+]iを示した。活性化した血小板では局所的なCa2+上昇は認められず、血小板の活性化動態とCa2+の局在について特異性を認めた。「研究の目的」本研究ではこれまでに確立されたex-vivoの血流条件下の血小板血栓形成モデルをもちいて、血管壁損傷部位に相当するコラーゲンおよびフォンビルブランド因子(VWF)上に最初に接着した血小板カルシウムイオン[Ca2+]iについて高速共焦点レーザー顕微鏡によるリアルタイムイメージングおこなう。コラーゲンおよびVWFからの刺激による血小板内[Ca2+]iの詳細な局在をナノレベルでイメージングすることにより、血小板活性化の初期シグナル伝達にかかわる因子を明らかにする。「研究実績」血流条件下、VWFおよびコラーゲン刺激に起因する単一血小板の活性化を1)CCDカメラによる高速共焦点レーザー顕微鏡を用いて経時的な[Ca2+]iの変化を観察した。ヒト動脈血流速度に相当する壁ずり速度1500 s-1の条件下では、VWFおよびコラーゲンの血小板[Ca2+]iの上昇パターンに差が認められた。VWFに接着した直後の単一血小板では総[Ca2+]i最大417.8±153.5(nM)、最小31.1±7.8(nM)の一過性の増加が認められた。一方、コラーゲンに接着した単一血小板では複数回[Ca2+]iの上昇が、特にコラーゲン接着直後(200.5±80.5nM)と最後の[Ca2+]i上昇(175.7±52.0nM)では高値を示した。またマトリクス接着から最初の[Ca2+]i上昇までにVWFでは8.5±1.9秒、コラーゲンでは5.9±4.2秒と反応時間差が認められた。2)現在新規導入したより解像度の高いCCDカメラによるナノレベルのイメージングおよび局在解析を行っている。マトリクスに接着した単一血小板を30x30の格子状(900分画)に分割し(1分画は77nmに相当)血小板2-4μmの細胞内[Ca2+]i局在について各分画それぞれについての[Ca2+]iについて検証中である。[計画達成]1)前年度予定していたVWFに起因する血小板初期活性化[Ca2+]iの上昇にADP受容体P2Y12が関与し、トロンビン受容体PAR-1は影響しないことを明らかにすることができた。2) 24年度実施を計画していた、ATPによる血流条件下VWFに起因する血小板初期活性化[Ca2+]iへの影響は、電子伝達系,解糖系のATP合成阻害薬により、血小板内総[Ca2+]iが抑制されたことで評価できた。3)前年度確立した血小板内[Ca2+]iの局在を精緻にイメージングすること、すなわち2-4μmという小さな血小板内の蛍光シグナルの移動を高速で高感度に検出することにより、VWF上に接着した直後の血小板[Ca2+]iは血小板中心部の[Ca2+]iが集積した箇所から放射状に拡散していくことが認められた。これにより血小板内[Ca2+]iの拡散速度は36μm2/秒と計測することができた。またVWF上で形態変化の仮定まで活性化が進行している血小板については細胞膜近傍より[Ca2+]iの移動することから、VWF接着直後と異なる[Ca2+]i拡散パターンを示すことが明らかになった。[計画未達成]
乱流場における確率密度関数と間欠性の数理的構造と大規模並列数値計算

1.一様等方乱流の大規模並列数値計算を実行し、空間解像度が1024^3,到達レイノルズ数R.=460の定常状態を得た。この乱流場から、さまざまな統計量が計算され理論と比較検討が行われた。まず、乱流の慣性領域と呼ばれる領域の存在が確認されたので、このスケール領域での縦、横および混合の速度差の高次モーメント(構造関数)が計算されそのスケーリング指数が現象論的な理論による値と比較された。縦速度差の構造関数のスケーリング指数は理論と一致するが、横速度差については理論より低い値が観測された。これらは2002年3月末に米国のSanta Feで行われた国際会議、4月UCSDでのセミナーで報告され、多くの反響を得た。また、Santa Feでの会議で、Roma大学のBiferale教授より共同研究の申し入れがあり、7月にポスドクのDaumont博士が当研究室に2週間滞在した。そこでSO(3)による速度構造関数の解析の初期準備が行われた。その後Biferale教授らとやり取りを重ね、2003年2月にようやく結果が得られた。やはり、横のスケーリング指数は縦のそれより小さいことが確認された。この理論的解明はいまだ十分ではない。2.乱流中における圧力勾配は流体粒子に働くラグランジュ的な意味での加速度にほぼ等しい。この確率密度関数に関連して、最近、非加法統計としてのTsallis統計による解析が行われている。Tsallis統計を乱流研究に応用することについていくつかの研究者から共同研究の申し出があった。Los Alamos研究所顧問のKraichnan博士と2002年夏より共同研究が行われ、現在まで続いている。その内容は、乱流の動力学と乱流の統計を考えると、現段階でのTsallis統計の乱流への応用はあまり期待できないというものである。現在もこの研究は進行中であり、多くの研究者と国際的な議論を重ねており、近く論文も出版の予定である。3.また、乱流における構造関数とそのスケーリングについて、Navier-Stokes方程式から導かれる関係式を数値計算データにより解析し、圧力項の重要性を指摘した。圧力項の速度差を与えたときの条件付平均値を解析し、その関数形が速度差の2次関数であることを理論的に考察し、同時に数値計算との比較により確かめられた。1.3次元定常乱流の直接数値シミュレーション(DNS)を大規模に行なった.解像度は格子点数1024の3乗,到達レイノルズ数はテイラーマイクロスケールレイノルズ数で約460であり,共に現在世界最大である.また,これまでの乱流の統計量は短い時間にわたる時間平均でしかなかったが,本年度はさらに定常状態を延長することが出来,より安定した統計量が得られた.2.速度場の慣性領域はこれまで極めてかすかにしか観測されていなかったが,この大規模計算により,初めて有限の幅をもって観測された.Kolmogorovのエネルギースペクトルが測定され,普遍定数は1.63と見いだされた.

また,慣性領域から散逸領域にわたる幅広いスケールに対して速度差分の高次モーメントとそのスケーリング指数および確率密度関数が見いだされた.スケールが小さくなるにつれて,正規分布関数から次第にずれていき,速度場の間欠性がスケールとともに強くなることを示している.確率密度関数にたいして,スケールに依存した対数正規分布の理論を考え,中程度の振幅をもつ揺らぎについては,よい近似を与えることがわかった.3.これまで乱流における圧力のスペクトルのスケーリングについては議論が大きく別れていた.即ちKolmogorov(1941)の理論によるP(k)〓k^<-7/3>あるいは最近のDNSで観測されているP(k)〓k^<-5/3>であるという説があり,はっきりとした答えは得られていなかった.時間平均を長くとり,より信頼性の高い圧力スペクトルを計算によって求めた.これによって近似的にP(k)〓k^<-7/3>であることがわかった.間欠性の影響はスペクトルの指数を小さくする.また,圧力勾配の差分の速度差分を与えたときの条件付き平均値を求め,これが速度差分について2次関数で表せることを見いだした.1.前年に引き続き,3次元乱流の直接数値シミュレーション(DNS)を大規模に行った.解像度は1024の3乗であり,レイノルズ数はテイラーマイクロスケールレイノルズ数で約380,460の2つである.これまでの定常状態をさらに長く伸ばし,時間平均をより長く取ることができた.これにより,これまで以上に安定した速度場の統計量が計算できた.小さなスケールにおけるさまざまな物理量の期待される確率密度関数が正規分布よりもはるかに広い裾野を持つ場合には,このように十分長い時間平均をとることがきわめて重要である.2.このようにして得られた速度場のスケールとともに変化する統計法則の詳細なデータがまず得られた.すなわち,慣性領域における縦速度差や横速度差の高次モーメントおよびそのスケーリング指数,これらの速度差のさまざまなスケールにおける確率密度関数が得られた.速度差のモーメントのスケーリング指数が次数の増大とともにKolmogorov(1941)による理論から次第にずれてくることが明らかになった.さらにレイノルズ数の増加とともに,これらのスケーリング領域の増大の様子も明らかになった.3.さらに進んで,乱流における大きなスケールから小さなスケールへのエネルギーのカスケードを特徴付ける量としてKolmogorov(1962)による,局所的に空間平均されたエネルギー散逸率の統計性および,Navier-Stokes方程式の慣性項によるエネルギー流束の統計法則を調べた.前者はいわゆる対数正規分布に従うと言われ,後者の分布についてはいまだ研究がなされていない.後者のスケーリング指数についてはマルチフラクタルに基づく理論的な解析の試みがあるが,十分ではない.本研究ではこれらの統計量につき,DNSにより詳しく調べ,両者の統計法則は異なることを示した.特に後者については初めて得られた統計量であり,今後,そのスケーリング指数や確率密度関数について詳細な解析を行う予定である.なお,これらの研究結果のうち前半は,2001年9月5日よりドイツのAachenで開催された計算物理の国際会議で公表され,後半については2002年3月25日より米国Santa Feで開かれる国際ワークショップで招講演として発表される予定である.
タイから導入されたサヤダイコンの低温発芽性要因の解析

タイ北部から導入されたサヤダイコン`パッキフッド'は低温発芽性,花芽分化に対する低温非要求性という他のダイコン品種にはない特徴をもつ.低温下での発芽能の有無は種子成熟過程におけるABA生合成との関連が考えられる.種子成熟過程における種子水分含量,葉の葉緑素含量,NCED遺伝子発現量ならびにABA量の推移について測定し,低温発芽能獲得との関連について検討した.開花30日後の種子水分含量は両品種とも約80%であった.パッキフッドではその後は低下し続け,60日後に9%,聖護院では5060日後に停滞がみられ70日に9%にまで低下した.分岐枝基部の葉の葉緑素含量変化をSPAD値により測定した.分岐枝基部の花の開花20日後まではほぼ一定の値を保った.パッキフッドではその後急激に低下し,45日後には緑色は完全に失われた.聖護院では徐々に低下し,45日後でもわずかに緑色が保持された.ABA合成の律速酵素NCED遺伝子の種子成熟期間における発現をRT-PCRによって検出した.パッキフッドは開花直後から40日後まで,聖護院では60日後まで発現が認められ,その後は発現がみられなかった.イムノアッセーにより開花後各時期の種子中のABA量を測定した.両品種とも開花直後極めて多量のABAが認められ,30日後まで急激に減少した後,パッキフッドでは40日後,聖護院では60日後に増加のピークが認められた.開花10日後から80日後まで10日ごとに種子を採取し,25ならびに3°Cにおけるシャーレー湿室内での発芽率を調査した.パッキフッドでは,25°Cにおいて,開花30日後の種子でわずかに発芽が認められ,発芽率は徐々に上昇し,80日後に80%以上の発芽率となった.3°Cにおいては,80日後まで高い発芽率を示さなかった.一方,聖護院では,25°Cにおいて開花30日後から高い発芽率を示した.以上の結果から,ダイコン種子内のABA量は種子の乾燥とともに増加し,その後の減少と葉の黄化の進展とには密接な関連が認められるが,発芽能の獲得ならびにパッキフッドの低温発芽能の獲得はABA量の変化では説明できないことが示された.タイ北部から導入されたサヤダイコン`パッキフッド'は低温発芽性,花芽分化に対する低温非要求性という他のダイコン品種にはない特徴をもつ.低温下での発芽能の有無は種子成熟過程におけるABA生合成との関連が考えられる.種子成熟過程における種子水分含量,葉の葉緑素含量,NCED遺伝子発現量ならびにABA量の推移について測定し,低温発芽能獲得との関連について検討した.開花30日後の種子水分含量は両品種とも約80%であった.パッキフッドではその後は低下し続け,60日後に9%,聖護院では5060日後に停滞がみられ70日に9%にまで低下した.分岐枝基部の葉の葉緑素含量変化をSPAD値により測定した.分岐枝基部の花の開花20日後まではほぼ一定の値を保った.パッキフッドではその後急激に低下し,45日後には緑色は完全に失われた.聖護院では徐々に低下し,45日後でもわずかに緑色が保持された.ABA合成の律速酵素NCED遺伝子の種子成熟期間における発現をRT-PCRによって検出した.パッキフッドは開花直後から40日後まで,聖護院では60日後まで発現が認められ,その後は発現がみられなかった.イムノアッセーにより開花後各時期の種子中のABA量を測定した.両品種とも開花直後極めて多量のABAが認められ,30日後まで急激に減少した後,パッキフッドでは40日後,聖護院では60日後に増加のピークが認められた.開花10日後から80日後まで10日ごとに種子を採取し,25ならびに3°Cにおけるシャーレー湿室内での発芽率を調査した.パッキフッドでは,25°Cにおいて,開花30日後の種子でわずかに発芽が認められ,発芽率は徐々に上昇し,80日後に80%以上の発芽率となった.3°Cにおいては,80日後まで高い発芽率を示さなかった.一方,聖護院では,25°Cにおいて開花30日後から高い発芽率を示した.以上の結果から,ダイコン種子内のABA量は種子の乾燥とともに増加し,その後の減少と葉の黄化の進展とには密接な関連が認められるが,発芽能の獲得ならびにパッキフッドの低温発芽能の獲得はABA量の変化では説明できないことが示された.サヤダイコンはインドから東南アジアで栽培されている.このうち,タイ北部で栽培されるサヤダイコン(現地名:パッキフッド)は若い莢が食材とされている.本研究では,パッキフッドならびに日本で栽培されるダイコン品種を用いて,種子形成期から発芽期における遺伝子発現のパターンと発芽の低温に対する反応を解析することにより,低温発芽能に関連する遺伝子を検索する.differential display法を用いて,低温発芽時に誘導される遺伝子群の検索を試みた.ランダムプライマー203種を用いてPCRを行なった結果,29種のプライマーを用いた場合に5°Cに特異的な29のバンドが得られた.このようなプライマーを用いて,再現性を確認した後,バンドを切り出し、29バンドについて塩基配列を決定した.

BLASTによる相同性検索から,システインプロテアーゼ,アデノチル-ホモシステイン-ハイドロアーゼ,アルギニン-デカルボキシラーゼと相同性が認められた。低温下での発芽にともなってストレス誘導性遺伝子として知られる遺伝子が発現しているものと思われた.低温ストレス条件下でのダイコン発芽種子由来のcDNAライブラリーからABA合成のキー酵素である9-cis-epoxycarotenoid deoxygenase合成遺伝子をクローニングした.低温発芽性に関して明らかな差異の認められるサヤダイコンと日本のダイコン品種を用いてその発現について解析した.全長cDNAは,2338bpからなり,5'-flanking regionには,1つのpolyadenylationコンセンサス配列が認められた.コード領域は,1791bpの単一のORFであり,予想されるアミノ酸配列は597残基,65.6kDaのポリペプチドと計算された.発現は両品種において,種子形成期間,発芽直後に低温ストレスを受けた時期にその発現が認められた。サヤダイコンはインドから東南アジアで栽培されている.このうち,タイ北部で栽培されるサヤダイコン(現地名:パッキフッド)は若い莢が食材とされている.本研究では,パッキフッドならびに日本で栽培されるダイコン品種を用いて,種子形成期から発芽期における遺伝子発現のパターンと発芽の低温に対する反応を解析することにより,低温発芽能に関連する遺伝子を検索する.低温ストレス条件下でのダイコン発芽種子由来のcDNAライブラリーからABA合成のキー酵素である9-cis-epoxycarotenoid deoxygenase合成遺伝子をクローニングした.低温発芽性に関して明らかな差異の認められるサヤダイコンと日本のダイコン品種を用いてその発現について解析した.全長cDNAは,2338bpからなり,5'-flanking regionには,1つのpolyadenylationコンセンサス配列が認められた.コード領域は,1791bpの単一のORFであり,予想されるアミノ酸配列は597残基,65.6kDaのポリペプチドと計算された,発現は両品種において,種子形成期間,発芽直後に低温ストレスを受けた時期にその発現が認められた.パッキフッドおよび聖護院の5'上流の未知配列を比較するために,TAIL-PCRを行った.それぞれの品種より抽出されたゲノムDNAをテンプレートとし,5'-RACEで得られた聖護院NCED遺伝子配列の上流域でプライマーを設計し,上流域特異的16marプライマーと組み合わせてPCRを行った.その結果約0.4kbpのバンドが得られた.このバンドの塩基配列を決定した.上流域0.4kbの範囲で,聖護院およびパッキフッドのDNA配列には5塩基の違いが検出された).聖護院のORFより404bp上流はMYB遺伝子の認識配列(CNGTTR)(Urao et al.)が見いだされたが,聖護院のTがパッキフッドにおいてCに置換されていた.タイ北部から導入されたサヤダイコン`パッキフッド'は低温発芽性,花芽分化に対する低温非要求性という他のダイコン品種にはない特徴をもつ.低温下での発芽能の有無は種子成熟過程におけるABA生合成との関連が考えられる.種子成熟過程における種子水分含量,葉の葉緑素含量,NCED遺伝子発現量ならびにABA量の推移について測定し,低温発芽能獲得との関連について検討した.開花30日後の種子水分含量は両品種とも約80%であった.
エン反応を基盤とする不斉分子変換法の開発

抗菌性あるいは抗腫瘍性などの重要な生理活性を有する化合物(マクロライドやプロスタグランジンなど)は、一般に多くの不斉中心を有し、その立体化学(不斉)が生理活性と密接な関係を持つ。この観点から、現代の有機合成化学の分野では、標的化合物の立体化学(不斉)の制御を高度にしかも効率的に行なえる不斉合成法の開発が最大の課題となっている。もちろん、この大きな問題の解決には様々なアプローチが考えられ、世界中で激しい開発競争がくりひろげられている。エン反応は、市販のオレフィンをそのまま求核剤として用いるため、究極的な不斉合成法となりうる大きな可能性を秘めている。しかしながら不斉合成法としてはこれまでほとんど未開拓の反応であり、特にエン反応を鎖状化合物の不斉合成手法として開発しようという視点はこれまでに殆どなかったものである。本申請研究は、そうした背景のもとエン反応の潜在的有用性にいち早く着目し、「エン反応を基盤とする効率的な不斉合成法」の開発と、標的とする「生理活性物質の不斉合成」への応用を目的とするものである。本申請研究では主に鎖状不斉誘導法の開発を指向し、以下の3テーマに焦点を絞り検討した。a)内的不斉誘導の検討平成6年度までの研究で種々のカルボニル化合物(GCHO)を親エン体とするエン反応を検討し、そのジアステレオ選択性(内的不斉誘導)を明らかにした。平成7年度は、特にフローラル-エン反応のジアステレオ選択性を検討し、極めて高いシン-ジアステレオ選択性で生成物が得られることを明らかにした。b)相対的不斉誘導の検討ペプチド系抗生物質等の直接的不斉合成法となるアミノアルデヒドのエン反応を検討し、非対称1,1-二置換オレフィンをエン体として用いても単一の位置異性体が完璧なシン-ジアステレオ面選択性で得られることを明らかにした。c)イミン-エン反応の(不斉)触媒化平成6年度までのカルボニル-エン反応の不斉触媒化に関する研究成果に基づきシラトロピック型イミン-エン反応の触媒化に成功した。しかしながら不斉合成法としてはこれまで未開拓の反応であり、特にエン反応を鎖状化合物の不斉合成手法として開発しようという視点はこれまでに殆どなかったものである。平成6年度は、特にグリオキシラートのイミン誘導体のジアステレオ面選択的エン反応を検討し、α-アミノ酸の有効な不斉合成法となることを明らかにした。さらに、カルボニル-エン反応の不斉触媒化に関する研究成果に基づきイミン-エン反応の不斉触媒化にチャレンジした。

しかしながら、イミン-エン反応は触媒的には進行するものの、そのエナンチオ選択性はきわめて低く、現在のところその不斉触媒化に成功しているとは言い難い。抗菌性あるいは抗腫瘍性などの重要な生理活性を有する化合物(マクロライドやプロスタグランジンなど)は、一般に多くの不斉中心を有し、その立体化学(不斉)が生理活性と密接な関係を持つ。この観点から、現代の有機合成化学の分野では、標的化合物の立体化学(不斉)の制御を高度にしかも効率的に行える不斉合成法の開発が最大の課題となっている。もちろん、この大きな問題の解決には様々なアプローチが考えられ、世界中で激しい開発競争がくりひろげられている。エン反応は、市販のオレフィンをそのまま求核剤として用いるため、究極的な不斉合成法となりうる大きな可能性を秘めている。しかしながら不斉合成法としてはこれまでほとんど未開拓の反応であり、特にエン反応を鎖状化合物の不斉合成手法として開発しようという視点はこれまでに殆どなかったものである。本申請研究は、そうした背景のもとエン反応の潜在的有用性にいち早く着目し、「エン反応を基盤とする効率的な不斉合成法」の開発と、標的とする「生理活性物質の不斉合成」への応用を目的とするものである。本申請研究では主に鎖状不斉誘導法の開発を指向し、以下の3テーマに焦点を絞り検討した。a)内的不斉誘導の検討平成6年度までの研究で種々のカルボニル化合物(GCHO)を親エン体とするエン反応を検討し、そのジアステレオ選択性(内的不斉誘導)を明らかにした。平成7年度は、特にフロラール-エン反応のジアステレオ選択性を検討し、極めて高いシン-ジアステレオ選択性で生成物が得られることを明らかにした。b)相対的不斉誘導の検討ペプチド系抗生物質等の直接的不斉合成法となるアミノアルデヒドのエン反応を検討し、非対称1,1-二置換オレフィンをエン体として用いても単一の位置異性体が完璧なシン-ジアステレオ面選択性で得られることを明らかにした。c)イミン-エン反応の(不斉)触媒化平成6年度までのカルボニル-エン反応の不斉触媒化に関する研究成果に基づきシラトロピック型イミン-エン反応の触媒化に成功した。
交流磁界を使用した石油製油所内の加熱炉鋼管表裏面浸炭深さ同時検査法の開発

本年度は、人工的に浸炭鋼管を作成し、その試験鋼管を利用して表裏面浸炭深さが評価できる電磁気センサの励磁電流値や励磁周波数等における適性な検査条件を実験を中心に検討した。日本の実際のプラント等で使用されている加熱炉鋼管は、寸法や材質は一般的なものは規格で統一されている。具体的な鋼管材質はSTFA26強磁性鋼材であり、加熱炉鋼管の寸法は肉厚が6mmで、外径114mm程度である。本年度は新品の加熱炉鋼管(STFA26鋼材)を入手し、人工的に浸炭深さを様々に変更して表面及び裏面の浸炭を施し、数種類の試験用浸炭鋼管を作製した。実際の加熱炉鋼管の表裏面浸炭深さは、表裏面ともに深さ1mm3mm程度であるため、具体的には表面浸炭深さは0mm2.5mm、裏面浸炭深さは0mm3mmの範囲内で人工的に浸炭層を作成した。次に、この試験浸炭鋼管を使用し、本提案手法での最適な検査条件(2種類の励磁周波数や励磁電流値)の選定を、3次元有限要素法の磁気特性の非線形性を考慮する電磁界解析も駆使して行った。なお使用した電磁気センサは昨年度に検討・試作した形状のセンサを使用している。その結果、まず500Hz、0.2Aを電磁気センサの励磁コイルに流し、高周波数磁界を鋼管表面より印加させる。この場合、印加磁界の周波数が高いため、表皮効果の影響から鋼管の表面のみに磁束が分布する結果、得られた検出電圧から検定曲線を使用して表面浸炭深さのみが推定できる。次に電磁気センサの位置は移動させることなく、15Hz、0.2Aを電磁気センサの励磁コイルに流し、低周波磁界を鋼管表面から印加させる。この場合、印加磁界の周波数が低いため、鋼管肉厚の深い部分まで磁束が浸透する。この印加磁界条件で得られた検出電圧から、各表面浸炭深さに伴う裏面浸炭深さが異なった検定曲線を使用することで、裏面浸炭深さも推定できることを確認した。実際のプラントで使用されている加熱炉鋼管(STFA26鋼材)は特注品であるため、新品の鋼管の入手が困難である事を懸念していたが、比較的容易に入手でき、さらに人工的な表裏面浸炭入り試験鋼管の作製もスムーズに行えた。概ね、計画通り、前年度に試作した電磁気センサを使用して、検査に適正な磁化条件を求めることができている。検査現場においては加熱炉鋼管の表裏面浸炭深さを±0.5mmの精度で評価できることが要求されている。そこで、この検査精度を達成する検査条件の選定を行う。また、実際に20年以上に渡り石油精製プラントで使用されてきた加熱炉鋼管の一部を切り出し、断面マクロ試験で表裏面浸炭深さが予め把握できている浸炭鋼管を準備し、本提案手法を用いて、検査精度の確認を行う予定としている。平成29年度は、加熱炉鋼管内の浸炭層と浸炭が施されていない層の初磁化曲線と導電率の測定と、鋼管表裏面浸炭層を測定する交流磁界のみを使用した電磁気センサの開発を行った。具体的には以下の通りである。(1)浸炭層と浸炭が施されていない層の磁化曲線と導電率の測定実際の石油精製プラントで20年間程度使用された加熱炉鋼管(STFA26材)の一部を切断し、最も炭素含有量の高い部分(炭素含有3.8%)と、浸炭が生じていない層(炭素含有0.27%)を放電加工で切出し、それぞれの初磁化曲線(B-H曲線)と導電率の測定を行った。その結果、浸炭層は浸炭が生じていない層に比べ最大比透磁率が69%低下することが分かった。また、導電率に関しては両者の差は28%であることが分かった。以上の結果から、浸炭層と浸炭が施されていない層では、透磁率及び導電率が大きく変化しているため、これらの電磁気特性差を検出することで、浸炭深さが評価できるものと考えられる。そこで、本研究では、これらの電磁気特性差を高感度に検出できる電磁気センサの開発を実施した。(2)電磁気センサの開発本研究では3次元有限要素法の電磁界解析と検証実験から、電磁気センサの最適な形状・寸法や磁化条件等の選定を行った。ここではU字形の積層ケイ素鋼板材に励磁コイル部と、厚さ1mmの積層ケイ素鋼板材にコイル巻いた検出コイル部で構成されている電磁気センサの開発・提案を行った。この電磁気センサの検出原理としては、鋼管の表面から2種類の周波数の交流磁界を別々のタイミングで印加させ、電磁気センサのU字形部分と測定対象である鋼管との間に磁束の閉ループを作り、閉ループから鋼管表面に漏れた磁束を検出コイルの出力電圧として検出する。実際の石油精製プラントで20年間程度使用された加熱炉鋼管(STFA26材)の入手が行え、最も炭素含有量の高い部分(炭素含有3.8%)と、浸炭が生じていない層(炭素含有0.27%)を放電加工で切出し、それぞれの初磁化曲線(B-H曲線)と導電率の測定が順調に行えた。また電磁気センサの試作も順調に行えた。

本年度は、人工的に浸炭鋼管を作成し、その試験鋼管を利用して表裏面浸炭深さが評価できる電磁気センサの励磁電流値や励磁周波数等における適性な検査条件を実験を中心に検討した。日本の実際のプラント等で使用されている加熱炉鋼管は、寸法や材質は一般的なものは規格で統一されている。具体的な鋼管材質はSTFA26強磁性鋼材であり、加熱炉鋼管の寸法は肉厚が6mmで、外径114mm程度である。本年度は新品の加熱炉鋼管(STFA26鋼材)を入手し、人工的に浸炭深さを様々に変更して表面及び裏面の浸炭を施し、数種類の試験用浸炭鋼管を作製した。実際の加熱炉鋼管の表裏面浸炭深さは、表裏面ともに深さ1mm3mm程度であるため、具体的には表面浸炭深さは0mm2.5mm、裏面浸炭深さは0mm3mmの範囲内で人工的に浸炭層を作成した。次に、この試験浸炭鋼管を使用し、本提案手法での最適な検査条件(2種類の励磁周波数や励磁電流値)の選定を、3次元有限要素法の磁気特性の非線形性を考慮する電磁界解析も駆使して行った。なお使用した電磁気センサは昨年度に検討・試作した形状のセンサを使用している。その結果、まず500Hz、0.2Aを電磁気センサの励磁コイルに流し、高周波数磁界を鋼管表面より印加させる。この場合、印加磁界の周波数が高いため、表皮効果の影響から鋼管の表面のみに磁束が分布する結果、得られた検出電圧から検定曲線を使用して表面浸炭深さのみが推定できる。次に電磁気センサの位置は移動させることなく、15Hz、0.2Aを電磁気センサの励磁コイルに流し、低周波磁界を鋼管表面から印加させる。この場合、印加磁界の周波数が低いため、鋼管肉厚の深い部分まで磁束が浸透する。この印加磁界条件で得られた検出電圧から、各表面浸炭深さに伴う裏面浸炭深さが異なった検定曲線を使用することで、裏面浸炭深さも推定できることを確認した。実際のプラントで使用されている加熱炉鋼管(STFA26鋼材)は特注品であるため、新品の鋼管の入手が困難である事を懸念していたが、比較的容易に入手でき、さらに人工的な表裏面浸炭入り試験鋼管の作製もスムーズに行えた。概ね、計画通り、前年度に試作した電磁気センサを使用して、検査に適正な磁化条件を求めることができている。次年度は、主に、実際に石油精製プラントで使用されている加熱炉鋼管鋼管に類似した材料の鋼管に、人工的に様々な表裏面深さの浸炭層を入れた浸炭鋼管を作製することに注視する。この試験鋼管の完成度合いが、今後の電磁気センサ開発に大きく影響を及ぼすからである。また、この試験鋼管を作成後、この試験鋼管において最適な検査条件(励磁条件や電磁気センサの改良等)の選定を行う。試験鋼管で十分に検査精度が確認された後、実際の石油精製プラントで使用されている加熱炉鋼管での検証実験を行い、実用化における検討を行う。検査現場においては加熱炉鋼管の表裏面浸炭深さを±0.5mmの精度で評価できることが要求されている。そこで、この検査精度を達成する検査条件の選定を行う。また、実際に20年以上に渡り石油精製プラントで使用されてきた加熱炉鋼管の一部を切り出し、断面マクロ試験で表裏面浸炭深さが予め把握できている浸炭鋼管を準備し、本提案手法を用いて、検査精度の確認を行う予定としている。
中耳炎のc-junNH2teminalkinaseによる中耳粘膜肥の分子制御

中耳炎は小児が抗生剤投与を受ける最もありふれた疾患である。急性中耳炎より移行する慢性中耳炎および反復性中耳炎において、伝音難聴および感音難聴により、小児において様々な悪影響が指摘されている。MAPキナーゼの一つであるc-junNH_2 terminal kinase(JNK)は増殖、分化、アポトーシスなどの様々なシグナル伝達に関与していることが明らかになってきている。中耳炎において中耳粘膜の肥厚は特有のものであるが、その分子制御に関しては不明な点が多い。Haemophilus influenzaeを中耳に注入して、中耳炎モデル動物の作成して検討した2)JNKの阻害剤であるCEP11004(1000nM)で中耳粘膜培養細胞の成長の阻害が確認された。4)JNK阻害剤であるCEP11004はモルモットの細菌性中耳炎による中耳粘膜の肥厚を抑制した。以上の結果により、中耳粘膜肥厚はJNKにより制御されている。細菌性中耳炎による中耳粘膜肥厚の機序の一端が解明され、中耳粘膜肥厚の臨床症状を呈する疾患の病態解明に高い意義を認めた。ラットに手術を施行し、両側中耳にHaemophilus influenzae10^4個を注入すると、術後1日より中耳炎を発症した。術後8日より中耳炎は治癒してきた。Total JNK及びphosphorylated JNKの発現Haemophilus influenzaeに感染したラット中耳粘膜を時間経過(0h、6h、24h、48h、72h、120h、168h)で7グループに分け,RIPA buffer中で中耳粘膜を剥離し、それぞれの時間で中耳粘膜の蛋白を等量測定し、SDS-PAGEを行う。ウエスタンブロット法によりtotal JNK及びphosphorylated JNKの発現を確認した。
視覚障害者用白杖先端部(石突き)の自由回転ローラの開発

本開発は、白杖石突部に自在回転型球状ローラーを採用し、路面状況を含む周囲の空間における環境情報伝達能力を損なうことなく、全方位への操作性を向上させると共に、人混みなどの狭隘空間においても、より狭い可動範囲で必要な情報を取得することで、対人接触によるトラブルを抑止することを目的としている。1.事前調査及び設計製作一般道路の路面状況(縁石・誘導ブロック・グレーチング等)を調査した結果、グレーチングの溝による操作性(突っかかり)への悪影響が懸念されたため、球状ローラー直径を3種類(φ23・φ33・φ40)試作し、実用試験の結果により、最適形状を判断することとした。構造は、ABS樹脂を原料として3Dプリンタにより、本体(ローラーカバー・ジョイント)とローラーを0.3mmの隙間で一体成形し、杖先端に接合した。2.耐久・耐衝撃試験想定される使用条件下における動的耐久・衝撃度について、電動アクチュエーターにより、テスター(視覚障害者:成人男性)の白杖操作時のスライド速度300(mm/s)を仮想的に再現し、縁石への衝突、誘導ブロック及びグレーチング上でのスライド動作について、100(h)を超える繰返し試験を実施した。その結果、変形や破損等の構造的破壊は発生せず、実用品として充分な適性能力を有していることを実証できた。3.評価及び課題テスターによる屋内外での、日常活動範囲において実用試験を実施した。その評価として、操作性については最軽量の小径タイプ(φ23)が最適で、従来品との違和感もなく、寧ろ直進性能が向上したので扱いやすいとの評価であった。但し、障害物への接触音が大きく、障害物を特定するのが困難であるとの指摘がありました。これについては、素材固有の音質の差異が要因として想定されるので、今後は、従来品相当への素材変更を検討していきます。また、狭隘空間での操作性を検証するため、駅構内等での実用試験を実施する予定です。
合金クラスタ－無機固体ハイブリッド触媒系による高選択的分子変換

これまでに我々は、合金ナノ粒子-無機酸化物ハイブリッド触媒系を開発し、これがアルキンならびにα,β不飽和カルボニル化合物のヒドロシリル化を穏和な条件で促進すること、触媒系の機能が合金の構造と密接に関係していることを見出しており,領域内の複数のグループと共同研究を展開している.本年度は,PdAu合金クラスターが炭酸水素アンモニウムからの水素生成ならびにアンモニアボランのメタノリシスによる水素生成に有効であることを見出し報告した(ACS Sustainable Chem. Eng. 2019, 7, 6522-6530.).また,ハロゲン化アリールとヒドロシランのカップリングによるアリールシラン合成について担持PdAu合金触媒が,塩化アリールを用いた場合に対応するアリールシランを選択的に与えることを見出した.さらに,担持PdAu合金触媒を用いることでジインとアレンの付加環化反応が効率的に進行し、置換ベンゼン誘導体が得られることを見出した.また,芳香族アミドのイミンへの付加反応を利用したイソインドリノン誘導体の新規合成法の開発を検討した結果、Ru触媒を用いることにより[3+2]付加環化反応が効率的に進行することを見出した.一方,合金クラスターとの相乗効果を生み出す担体材料として、高疎水性表面を有するブレンステッド酸含有シロキサンゲル材料の開発にも取り組み,これらが脂溶性の高い有機分子の水中における加水分解反応に対して極めて有効な固体酸触媒として機能することも報告した(J. Am. Chem. Soc. 2019, 141. 1636-1645, supplementary coverとして採用).研究1、2ともに昨年度に引き続き,検討を進め,着実に成果を上げている.例えば,基本となるアルキンの[2+2+2]付加環化反応について内部アルキンの反応性について検討を行うとともに,ジインとアレンの付加環化反応が効率的に進行し、置換ベンゼン誘導体が得られることを見出した.さらに,塩化アリールを用いた場合に対応するアリールシランを選択的に与えることを見出すなど,これまで報告例の無い,新規反応系への展開にも成功している.また,反応機構の解析を行い,PdAu合金クラスター触媒が不飽和炭化水素類のヒドロシリル化に対して,クラスター表面のPdおよびAuがそれぞれ求核的な反応中間体と求電子的な反応中間体を発生させるサイトとして機能することにより反応を極めて効率的に進行させることを明らかにした(ACS Catal. 2017, 7, 1543-1553; Eur. J. Org. Chem. 2018, 16, 1858-1862).さらにPdAu合金クラスターはPdが酸化還元サイト、Auがルイス酸サイトとして協奏的に機能することで,アルキンの付加環化反応や炭酸水素アンモニウムからの水素生成を円滑に進行させることも見出した.これらの成果から計画に沿って概ね順調に進んでいると判断出来る。現在,金井班(A01計画研究)とこれら合金材料の触媒特性を活かした炭化水素からの水素生成反応系への応用展開を検討中である.さらに,領域内の複数の研究グループ(寺田グループ、伊藤グループなど)と共同研究を開始し、合金クラスタと固体触媒のみならず、遷移金属錯体触媒あるいは有機分子触媒との融合化を図ることで多様な反応に対応可能な、ハイブリッド触媒系の創出に取り組んでおり,領域の特徴を生かした研究を推進している.「研究1担持合金クラスタ触媒/固体塩基触媒による多置換ベンゼン生成反応」について、基本となるアルキンの[2+2+2]付加環化反応に対して、担持PdAu合金触媒が優れた触媒活性を示すこと、この要因は,PdAu合金クラスターはPdが酸化還元サイト、Auがルイス酸サイトとして協奏的に機能することで,アルキンの付加環化反応を進行させることを見出している.この成果を活用し、固体塩基触媒あるいは,均一系塩基触媒によって反応系中で末端アルキンを発生させ,担持合金クラスタ触媒によって交差環化付加反応を進行させるハイブリッド触媒系の開発を進める.塩基触媒の開発については,領域内の研究者と共同で進めることも視野にいれ予備的な検討を進めている.「研究2担持合金クラスタ触媒/金属錯体触媒による炭素ー炭素結合生成反応について、担持合金クラスタ触媒をPd錯体触媒と組み合わせたハイブリッド触媒系を構築し,四置換アルケンの位置および立体選択的な合成について検討を引き続き進める.さらに,合金クラスタ(あるいは金属クラスタ)の特性を生かした新規反応系を開拓を推進する.また,金井班(A01計画研究)をはじめとする領域内の複数のグループとの共同研究を積極的に推進し、合金クラスタと固体触媒のみならず、遷移金属錯体触媒あるいは有機分子触媒との融合化を図ることで多様な反応に対応可能な、ハイブリッド触媒系の創出に取り組んでおり,漁期の特徴を生かした研究を推進し、多様な反応に対応可能なハイブリッド触媒系の創出を目指す.多置換ベンゼン誘導体は医薬・農薬中間体などの機能性材料に含まれる中心骨格であり、その効率的な合成法の開発は重要である。アルキンの[2+2+2]付加環化反応はこれらを原子効率100%で合成できる魅力的な手法であるが、これに対して回収・再利用が容易、かつ広範な基質に適用可能な不均一系触媒による例はこれまで報告されていなかった。本年度は、アルキンの[2+2+2]付加環化反応に対して、担持PdAu合金触媒が優れた触媒活性を示すことを見出した。これらの触媒は広範なアルキン基質に適用可能であり、高い再利用性も示すことを明らかにした。

種々の速度論的および分光学的解析により、合金表面に隣接して存在するPdとAuが協奏的に作用し触媒反応を進行させていることを明らかにした。担持PdAu合金触媒によるアレンのヒドロシリル化反応を検討した.担持Au触媒を用いた場合,α-ビニルシランが選択的に得られるのに対して,担持PdAu合金触媒を用いた場合,β-ビニルシランが主生成物として得られた.速度論的検討から,AuとPdの合金化による生成物選択性の変化の原因を明らかにした.遷移金属触媒を用いる選択的C-C結合生成反応は、医薬・農薬中間体等に含まれる複雑な炭素骨格を精密かつ高効率的に構築することが可能な重要な手法である。本年度は、ルテニウム触媒による芳香族カルボン酸のアルデヒドへの付加反応によるイソベンゾフラノン誘導体の合成について検討を行った。最適反応条件において芳香族カルボン酸とアルデヒドの適用範囲を検討した結果、様々な基質が適用可能であり、対応するイソベンゾフラノン誘導体がそれぞれ良好な収率で得られた。また、担持Ru触媒を用いた場合にも反応が良好に進行し、さらに触媒を複数回使用できることも明らかにした。研究計画に記載した「研究1担持合金クラスタ触媒/固体塩基触媒による多置換ベンゼン生成反応」について、基本となるアルキンの[2+2+2]付加環化反応に対して、担持PdAu合金触媒が優れた触媒活性を示すことを、広範なアルキン基質に適用可能であり、高い再利用性も示すこと、種々の速度論的および分光学的解析により、合金表面に隣接して存在するPdとAuが協奏的に作用し触媒反応を進行させていることなどを明らかにした。また、内部アルキンの反応性について検討を合わせて進め、基礎的な知見を得ている。従って、計画に沿って概ね順調に進んでいると判断出来る。また、「研究2担持合金クラスタ触媒/金属錯体触媒による炭素ー炭素結合生成反応について、担持Au触媒を用いた場合,α-ビニルシランが選択的に得られるのに対して,担持PdAu合金触媒を用いた場合,β-ビニルシランが主生成物として得られることを明らかとした。また、速度論的検討から,AuとPdの合金化による生成物選択性の変化の原因を明らかにした.これらの知見は、四置換アルケン合成に対してその基本となるものであり、従って、計画に沿って概ね順調に進んでいると判断出来る。これまでに我々は、合金ナノ粒子-無機酸化物ハイブリッド触媒系を開発し、これがアルキンならびにα,β不飽和カルボニル化合物のヒドロシリル化を穏和な条件で促進すること、触媒系の機能が合金の構造と密接に関係していることを見出しており,領域内の複数のグループと共同研究を展開している.本年度は,PdAu合金クラスターが炭酸水素アンモニウムからの水素生成ならびにアンモニアボランのメタノリシスによる水素生成に有効であることを見出し報告した(ACS Sustainable Chem. Eng. 2019, 7, 6522-6530.).