hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ホスフィン-ボラン配位子の特性を活用した機能性物質創製の開発

触媒化学において、配位子は金属触媒の安定化や活性種の反応促進に用いられ、基質の活性化に直接関与することは極めて少ない。本課題では、基質活性化、触媒安定化、不斉環境場構築をホスフィンボラン配位子のみで可能にする新しい合成化学の開発を目指すことにしている。金属触媒の再生を必要とする還元的反応においても還元剤等の犠牲試薬を用いる事なく、配位子のみの効果で解決できれば画期的手段として研究意義も高い。本研究では、ホスフィンボラン配位子の合成と、これらを反応場として用いた新しい触媒反応の開発に挑戦する。いずれも既存の反応の応用という位置づけではなく、ホスフィンボラン配位子の特性を利用した有用性の高い反応開発を目指す。具体的には、不斉環境場を構築するホスフィンボラン配位子の合成、アリルアルコールやベンジルアルコールによる不斉アリル化及びベンジル化反応、ホスフィンボラン配位子のFLP作用を利用した二酸化炭素の還元反応、アルカンのsp3炭素-水素結合活性化を利用した二酸化炭素挿入反応の開発を行う。アリルアルコールからπーアリルパラジウムが生成する反応は申請者だけでなく多くの合成化学者が開発しているが、πーアリルパラジウムを還元剤を用いずにアリルアニオン種として活用する例は珍しい。一般に、有機金属化合物や還元剤を添加しなければ求核的アリル化反応における触媒再生はできないが、本研究では犠牲試薬を添加することなく触媒的求核的アリル化反応が達成するための新しい合成手法を開発する。これらの反応が達成させると、環境調和型反応としてのみならず、これまで多段階や犠牲試薬を用いていた反応の簡便化が可能になり、医薬品・機能性材料創製分野においても多大な波及効果をもたらすことが期待できる。申請者は、これまでにトリエチルホウ素とパラジウムの相乗効果を利用したアリルアルコールによる双極的アリル化反応の開発を行ってきた。本反応はアリルアルコールから直接πーアリルパラジウムを発生させることができるという効率的合成の観点から有用であるだけでなく、アリルアルコールをアリルカチオン、アリルアニオン種として使い分けることができる点が極めて有用である。しかも、対称アリルアルコールを段階的に双極的アリル化剤として用いることができ、多彩な複素環化合物の合成に発展してきた。申請者は、9-BBNとジフェニルホスフィンを分子内に併せ持つホスフィンボラン配位子を合成し、これをパラジウム触媒と共存させたところ、トリエチルホウ素を添加することなく、アリルアルコールからπーアリルパラジウムを形成する新規反応の開発に成功した。申請者は更に、ベンジルアルコールに対して同様のホスフィンボラン配位子を添加すると、πーベンジルパラジウムを経由し、様々なソフト求核剤に対するベンジル化反応が進行することを見いだしている【投稿準備中】。とりわけ、ベンジルアルコールから直接、πーベンジルパラジウム中間体を発生させる研究例は珍しく、極めて独創的な内容である。来年度は、トリヒドロキシベンゼンを基質に用いて、親電子的アリル化と引き続き進行するオキシ環化反応によるタンデム反応を介した機能性材料創製に着手する。予備的実験では、パラジウム触媒とトリエチルホウ素共存下、β-ビフェニルアリルアルコールをトリヒドロキシベンゼンと反応すると青色発光性のベンゾジヒドロフランが合成できた。この際、syn体の光量子収率がanti体よりも高いことがわかった。本研究では、不斉ホスフィンボラン配位子を用いた単工程創製に挑戦する。anti体は、円偏光発光(CPL)特性を有する対称性光機能材料として期待できる。また、ベンジルアルコールとヘキサメチレンテトラミン(HMT)共存下、ホスフィンボランを添加するだけで、ベンジルアルコールから一段階で青色発光性アザアダマンタノンが得られる反応を開発する。このように、犠牲試薬を加えることなく、ホスフィンボラン配位子を用いるだけで発光材料創製を可能にする画期的な研究内容であると思われる。

これらの反応が達成させると、環境調和型反応としてのみならず、これまで多段階や犠牲試薬を用いていた反応の簡便化が可能になり、医薬品・機能性材料創製分野においても多大な波及効果をもたらすことが期待できる。申請者は、これまでにトリエチルホウ素とパラジウムの相乗効果を利用したアリルアルコールによる双極的アリル化反応の開発を行ってきた。本反応はアリルアルコールから直接πーアリルパラジウムを発生させることができるという効率的合成の観点から有用であるだけでなく、アリルアルコールをアリルカチオン、アリルアニオン種として使い分けることができる点が極めて有用である。しかも、対称アリルアルコールを段階的に双極的アリル化剤として用いることができ、多彩な複素環化合物の合成に発展してきた。申請者は、9-BBNとジフェニルホスフィンを分子内に併せ持つホスフィンボラン配位子を合成し、これをパラジウム触媒と共存させたところ、トリエチルホウ素を添加することなく、アリルアルコールからπーアリルパラジウムを形成する新規反応の開発に成功した。申請者は更に、ベンジルアルコールに対して同様のホスフィンボラン配位子を添加すると、πーベンジルパラジウムを経由し、様々なソフト求核剤に対するベンジル化反応が進行することを見いだしている【投稿準備中】。とりわけ、ベンジルアルコールから直接、πーベンジルパラジウム中間体を発生させる研究例は珍しく、極めて独創的な内容である。来年度は、トリヒドロキシベンゼンを基質に用いて、親電子的アリル化と引き続き進行するオキシ環化反応によるタンデム反応を介した機能性材料創製に着手する。予備的実験では、パラジウム触媒とトリエチルホウ素共存下、β-ビフェニルアリルアルコールをトリヒドロキシベンゼンと反応すると青色発光性のベンゾジヒドロフランが合成できた。この際、syn体の光量子収率がanti体よりも高いことがわかった。本研究では、不斉ホスフィンボラン配位子を用いた単工程創製に挑戦する。anti体は、円偏光発光(CPL)特性を有する対称性光機能材料として期待できる。また、ベンジルアルコールとヘキサメチレンテトラミン(HMT)共存下、ホスフィンボランを添加するだけで、ベンジルアルコールから一段階で青色発光性アザアダマンタノンが得られる反応を開発する。このように、犠牲試薬を加えることなく、ホスフィンボラン配位子を用いるだけで発光材料創製を可能にする画期的な研究内容であると思われる。
琵琶湖深部の貧酸素化にともなうマンガン・ヒ素大量溶出モデルの構築

本年度の実施内容は、(1)間隙水の化学分析に基づくマンガン拡散フラックスの推定、(2)堆積速度の計測、(3)微小電極実験系の発展、の三点であった。間隙水の分析から、(1)全ての調査地点で堆積物ー湖水境界から深度2cm以内にMn濃度のピークがあること、(2)ピーク深度は季節変化するが、湖底1mのDOとの対応は不明瞭であること、(3)計算した拡散溶出フラックスは通年高値であること、が明らかになった。このことから、前年度観測された湖底水中マンガン濃度の季節変化の規制要因として、堆積物からの溶出フラックスの変化よりも溶出後の酸化速度の変化が大きいことが示唆された。堆積速度の計測結果、今津沖中央および安曇川沖中央において、1960-1980年にかけて堆積速度が上昇した可能性が示された。堆積物表層へのマンガンの濃集は、基本的には堆積速度が遅いほうが進行しやすく、本研究における年代データは1970年代後半から2010年にかけてのマンガン濃集層の成長原因を議論するうえで興味深い結果を与えた。微小電極実験系は、現場の試験に応用するには至らなかったものの、Mn2+やFe2+の測定に一定の目処がつくところまで技術改良が進んだため、今後室内実験への応用が期待できる。最後に、本研究は低酸素化がマンガン溶出に及ぼす影響に焦点を当てる一方で、溶出したマンガンの酸化が湖底の酸素消費にフィードバックをかけるという仮説を別途検証していた。間隙水のデータから算出したマンガン溶出フラックスはこの仮説の重要性を支持した。また、堆積物由来の還元性物質が湖底の酸素消費に及ぼす影響について重要な仕事を進めているスイス水質科学研究所(EAWAG)のグループを訪問し、今後の共同研究の方向性について議論を進めることができた。26年度が最終年度であるため、記入しない。平成25年度は三年の研究計画の初年度であり、主に環境計測班によるフィールド調査を実施予定であった。具体的には、(1)琵琶湖北湖3地点における毎月の深度別湖水試料採取、(2)同じく3地点における年3回のコア堆積物および間隙水の採取、(3) 24地点におけるコア堆積物の採取、を実施した。化学分析の結果、北湖3地点全てで、溶存酸素の低下に応答したMn濃度の上昇が認められた。3地点の結果から、Mn濃度が顕著に上昇する湖底直上溶存酸素濃度の閾値は5-7mg/Lと推定された。これは予想よりもかなり高い値であった。また、3地点のうち、南比良沖における湖底直上1mの溶存Mn濃度は、最高で0.11mg/Lと、北湖の平均濃度の100倍以上に達することがわかった。実験的に求めた堆積物からの溶出フラックスを併せて考察すると、南比良沖湖底の高Mn濃度水形成は、溶出後の酸化速度が遅いことが原因と推察された。また、24地点のコア採取では、簡易型XRFによるスクリーニングが終了しており、北湖全域で表層にMn濃集層が認められることが改めて確認された。この値を用いて、湖底表層のMnおよびAs総量の第一次推定値を算出した。なお、他班(室内実験班、動態解析班)の進行状況として、実験班は、マンガン酸化電極実験系の検討およびMn酸化菌の培養法検討を、動態解析班は堆積物ー湖水境界の酸素挙動解析などを実施した。微小電極実験系に関しては感度・分解能等が天然試料へ適用可能なレベルに達したが、Mn酸化菌については培養に適した試料の入手に至らなかった。堆積物ー湖水境界の溶存酸素挙動の解析結果は、観測班が間隙水の化学組成から推定した挙動と良く一致していた。

間隙水のデータから算出したマンガン溶出フラックスはこの仮説の重要性を支持した。また、堆積物由来の還元性物質が湖底の酸素消費に及ぼす影響について重要な仕事を進めているスイス水質科学研究所(EAWAG)のグループを訪問し、今後の共同研究の方向性について議論を進めることができた。26年度が最終年度であるため、記入しない。湖調査が天候に左右されやすいことを考慮すると、毎月の試料採取をほぼ当初の計画通り完了できたことは誠に幸運であった。予想していた溶存酸素濃度と溶存マンガンの関係も明瞭に導かれ、今後の解析は順調に進みそうな見込みである。湖底近傍における堆積物ー間隙水ー湖水間の物質動態モデルは、基礎的な数値モデルの型が既に完成し、溶出後のマンガンの拡散挙動と酸化速度の推定がキーパラメータであることがわかっている。なお、計画外の発展的成果として、10月に実施した24地点のコア採取が記録的豪雨のちょうど一ヶ月後に実施されたことから、洪水由来の物質流入についても重要な知見が得られる見込みである。このテーマについては、金沢大学環日本海研究センターの協力により、堆積物の粒度など基礎情報が既に得られている。平成27年度は、1平成26年度に実施した環境計測調査結果のまとめ、2室内実験、3物質動態解析モデルの構築、を実施する。環境計測班(担当:板井、加)は、2014年4月までフィールド調査を実施した後、前年度に採取した試料の全ての化学分析を6月までに完了する。堆積物ー間隙水ー湖水の三相間での物質動態を、動態解析班(担当:板井、熊谷)の協力の下、reactive transport modelを用いて定式化する。他方、堆積物表層への中長期スケールでのMn・As濃集過程を解明するため、堆積物の堆積速度・粒度を分析的に導出し、24地点におけるMn・As濃集層の空間分布形成要因について数値解析を行う。データの解析結果を実験班と共有し、必要な定数の取りうる範囲について制約を与えていく。実験班(担当:白石、田中)は、微小電極実験系とマンガン酸化菌を用いた酸化速度実験を実施すべく、実験系検討作業を継続し、段階に応じて琵琶湖で採取したコアないし水試料を用いた実験に応用する。成果報告として、すでに国内における二件の学会発表が計画されており、進行状況次第で随時発表を行う。また、Mn溶出量の季節変化について論文作成を進める。メンバー間の情報共有を促進するため、4月中旬に研究成果報告会を計画している(実施済)。特記事項として、代表者が別課題の研究用務のため、夏期以降長期海外出張を予定している。このため、化学分析は出張以前に完了する必要があり、実験およびモデル構築については研究分担者に主体を移行させる。当初の予定額に対する差額は45,259円であり、予定総額370万円の1%程度であることから、昨年度の助成金使用状況はほぼ当初計画通りであった。今年度の助成金は、予定額80万円に前年度残額45,259円を加えたものである。当初予定額との差は大きくないため、執行予定について、交付申請書の記載内容に加えるべき特記事項はない。
酸化膜に希土類元素を導入したMOS構造による紫外および可視発光素子の研究

大規模集積回路(LSI)の主要材料であるシリコン(Si)による発光素子は、光による信号伝達や携帯電子機器の小型ディスプレイ等への応用が期待される。本研究では、Siを用いた可視・紫外領域の発光素子の試作と特性解析を行った。発光性の絶縁層は、Si基板上に希土類元素を含む有機材料をスピンコートし、大気中の熱処理で作製した。希土類元素として、Tb、Eu、Gd、等とCa、Ba、Ta等の組み合わせを検討した。それぞれの希土類イオンの発光性遷移エネルギーに対応した波長での発光を確認した。とくに、Gdを含む素子では、約310 nm付近の紫外光を観測した。シリコン系材料によってLSIと共存可能な紫外および可視領域のエレクトロルミネッセンス(EL)発光素子の開発を目指して、今年度は、希土類元素としてGd、DyおよびLaを導入した酸化膜を持つMOS型発光素子を作製し、物理的、電気的および発光特性の解析を行った。さらに、アルカリ土類金属としてCaおよびBaの添加が発光特性に与える影響について評価した。[Gd]、[Gd+Dy]、[Gd+La]、[Gd+Ca]、[Gd+Ba]を含む有機コート材をSi基板にスピンコートした後、熱処理によって発光層を形成し、ITO電極をゲートとするMOS型発光素子を作製した。入射光学系・光ファイバー、分光器、と高感度CCDとを組み合わせてEL特性解析システムを構成し、2901000 nmの波長範囲の分光特性を測定した。作製条件と発光強度の関係を検討し、コート材の組成と熱処理条件を定めた。IーV特性を測定し、ファウラ・ノルトハイム(FN)トンネル電流が流れていることを示した。いずれの試料からも白色のELを確認し、それぞれの分光特性を解析した。[Gd+Dy]の試料の発光スペクトルは、可視領域の波長にピークを持ち、Dyイオンのエネルギー遷移に対応することを明らかにした。また、[Gd]、[Gd+La]、[Gd+Ca]、[Gd+Ba]の試料については、Gdイオンのエネルギー遷移に対応する紫外領域に大きな発光強度ピークを持つことを見いだした。代表的なELスペクトルを示す[Gd+Dy]、[Gd+La]、[Gd+Ca]の試料について、断面TEMとXPSを用いて、発光層である希土類元素を含む酸化膜の断面構造と組成を解析した。酸化膜の表面には(Gd + Dy/La/Ca/Ba)ーSiーO層があり、Si基板との境界までの下層には、よりSiリッチな希土類を含む酸化膜層が形成されていることを示した。シリコン系材料によってLSIと共存可能な紫外および可視領域のエレクトロルミネッセンス(EL)発光素子の開発を目指して、今年度は、希土類元素としてTb、Gd、PrおよびCeを導入した酸化膜を持つMOS型発光素子を作製し、物理的、電気的および発光特性の解析を行った。[Tb]、[Gd]、[Gd+Ta]、[Pr+Ta]、[Pr+Ce]を含む有機コート材をSi基板にスピンコートした後、熱処理によって発光層を形成し、ITO電極をゲートとするMOS型発光素子を作製した。[Tb]の試料について、有機コート材塗布後の熱処理雰囲気中の酸素分圧比を20、90、100%と変化させた。また、容量ー電圧(C-V)特性を測定し、パルス電圧(交流)駆動での発光特性について検討した。[Tb]の試料では、熱処理雰囲気の酸素分圧比は、発光スペクトル形状には大きな影響を与えなかったが、酸素100 %で同程度の発光強度を得るためには熱処理時間を長くする必要があった。直流および交流のいずれの駆動方式でも明るい緑色のEL発光を確認した。発光スペクトル形状は駆動方式には依存せず、C-V特性の電圧依存性はほとんど見られなかった。[Gd]、[Gd+Ta]、[Pr+Ta]、[Pr+Ce]のいずれの試料からも白色系のEL発光を確認した。[Gd+Ta]の試料の発光スペクトルは、300 nm付近の鋭いピークと、450 nmになだらかなピークを示した。[Pr+Ce]の試料では、350と480 nm付近にピークを持つスペクトルを示した。[Gd+Ta]、[Pr+Ce]の試料について、断面TEMとXPSを用いて、発光層である希土類元素を含む酸化膜の断面構造と組成を解析した。酸化膜の表面には(Gd + Ta)/(Pr + Ce)ーSiーO層があり、Si基板との境界までの下層には、よりSiリッチな希土類を含む酸化膜層が形成されていることを示した。酸化膜に希土類元素を導入したシリコン系MOS構造によるEL発光素子の開発を目指して、今年度は、引き続き希土類元素としてTb、Gd、Pr、CeおよびEuを、添加元素としてTaを導入した酸化膜を持つMOS型発光素子について検討した。[Ta]、[Pr]、[Ce]の試料は発光せず、[Gd]では白色の発光を確認した。[Gd+Ta]の試料については、混合比が(8:2)ではピンク、(6:4)(2:8)では青白いELを示し、Taの含有率による変化を確認した。[Pr+Ta]、[Pr+Ce]の試料からも白色系のELを確認した。

[Gd]の試料の発光スペクトルの300 nm付近の鋭い大きなピークは、Taの混合比の増加によって減少し、逆にTaの酸化物に起因する460 nmのピークが増加することを見いだした。これは、高電界によって励起されたGd3+イオンからTaの酸化物の準位を経るエネルギー遷移による発光となるためと考えられる。[Pr+Ce]の試料では、350と480 nm付近にピークを持つスペクトルを確認した。大規模集積回路(LSI)の主要材料であるシリコン(Si)による発光素子は、光による信号伝達や携帯電子機器の小型ディスプレイ等への応用が期待される。本研究では、Siを用いた可視・紫外領域の発光素子の試作と特性解析を行った。発光性の絶縁層は、Si基板上に希土類元素を含む有機材料をスピンコートし、大気中の熱処理で作製した。希土類元素として、Tb、Eu、Gd、等とCa、Ba、Ta等の組み合わせを検討した。それぞれの希土類イオンの発光性遷移エネルギーに対応した波長での発光を確認した。とくに、Gdを含む素子では、約310 nm付近の紫外光を観測した。希土類を導入した酸化膜を持つMOS型発光素子について、下記のように計画に基づいて研究を進めた。解析可能な紫外領域の波長範囲をさらに広げるために、新たな分光器を導入してEL発光特性解析システムを構成した。希土類元素としてTbを導入した試料で、熱処理雰囲気や、EL電圧駆動方式、I-V特性、C-V特性の検討を行った。また、Gd、Pr、Ce、Taを用いた試料から白色系の発光を確認し、EL分光特性を明らかにした。電気電子工学、電子・電気材料工学青から紫外領域の波長成分を持つEL発光を示すことが明らかになった希土類元素として、Gd、Pr、Ce等を導入したMOS型発光素子の作製と発光特性の解析を行う。また、Ba、Taなどのアルカリ土類金属や遷移金属などの元素の添加が、発光強度やスペクトルに与える影響を検討する。さらに、酸化膜形成後の熱処理追加も含めた熱処理条件を検討し、作製条件の最適化を図る。これらの試料について発光素子の酸化膜の表面からシリコン界面までのXPS、TEM等による物理的解析と、IーV特性等の電気的特性や交流電圧の印加による発光についての解析を行い、EL分光特性の結果も総合して、希土類イオンの励起・エネルギー遷移と発光機構について検討する。紫外領域の波長範囲も解析可能なEL特性解析システムを構成し、分光特性の測定を可能とした。また、希土類元素として主にGd等を導入したMOS型発光素子の作製条件の検討を行い、白色のELを観測し、紫外領域を含めたEL特性を明らかにした。紫外領域に対応した分光器および入射光学系の整備を中心に行った。当該年度後半になって、Pr、Ce等の希土類元素の試料について青から紫外領域の発光が確認されたため、XPS、TEM等の分析を行う時間が不足した。次年度、速やかに分析を進め、研究を推進する。希土類元素としてGdに加えて、Tb、Eu等を導入したMOS型発光素子の作製と発光特性の解析を行う。さらに、追加熱処理を検討し、作製条件の最適化を図る。酸化膜形成後に熱処理(7001000 °C、O2、N2等)を追加することによって、酸化膜中の欠陥密度を変化させる。これらの試料について、発光素子の酸化膜の表面からシリコン界面までのXPS、TEM等による物理的解析と、IーV特性等の電気的特性を行い、EL分光特性の結果も総合して、希土類イオンの励起・エネルギー遷移と発光機構を解析し、作製条件の最適化を図る。
小脳顆粒細胞変性におけるアポトーシス制御機構の解析

我々はratにmethylmercury chloride(MMC)を投与することにより誘発される小脳顆粒細胞層障害のモデルを確立した。このモデルを用いて最初に電子顕微鏡による観察、TUNEL法、電気泳動によるDNA fragmentationの検出等により、この障害がアポトーシスであることを確認した。さらに小脳顆粒細胞でのアポトーシスに好発部位があることも証明した。これらのアポトーシスの機序を分子レベルで解明するために、種々のapoptosis関連蛋白(BDNF,Trk B,Fas ligand,RIP,Akt,Bad,Bc1-2,Caspase9,Caspase3,CAS,TIAR)の発現をWestern blotにて検索した。またPurkinje cellの機能を反映している蛋白Calbindin Dの抗体を用いた免疫染色によりPurkinje cellの障害程度を評価した。さらにMMC投与によるrat脳での遺伝子の発現の変化の検索を行った。その結果apoptosis関連蛋白はMMC投与後24日目に変化しているものが多く、全体の傾向としては中毒初期ではapoptosisに関して抑制的に働くBDNF、Trk Bは増加しており、促進的に働くRIP、CAS、Fas ligand、Bad、Caspase9は減少していた。またCalbindin Dの染色性についてはMMC投与により差異は認めず、Purkinje cellは機能的にも保持されていることが示唆された。次にapoptosis発現初期のrat脳からRNAを抽出し、その後mRNAに精製した後、比較・検討を行った。その結果、発症時にup-regulateしている遺伝子およびdownregulateしている遺伝子が得られた。このうちapoptosisに関連している遺伝子としてはprotein kinase Cγ,insulin receptor substrate 2,interleukin 13,cyclophilin等が増加しており、これらの遺伝子はapoptosisに対して抑制的な機能を持っていた。今回の解析からMMC投与rat脳において中毒初期に変動する分子としては、apoptosis関連蛋白ではapoptosisに対して代償性に機能していることが推察された。また得られた遺伝子の中には機能の未知の遺伝子が9個含まれており、今後MMCにおける脳障害において関連する重要な遺伝子が存在するものと考えられた。本年度は,我々が確立したラット有機水銀中毒実験系を用いてアポトーシスの小脳内分布を検索するとともに,すべてのアポトーシスの細胞内情報伝達に関与していると考えられているInterleukin 1-βconverting enzyme(ICE)をラットでクローニングし,その発現状態を検討した.その結果,methyl-mercury chloride(MMC)投与によってラットで誘発される小脳顆粒細胞のアポトーシスには好発部位が存在し,小舌,中心小葉,上行小葉,虫部錐体の順に易損性が高かった.本現象は,ヒト水俣病でも観察されており,病巣分布の点からも本実験系が有機水銀中毒の良いモデルとなることが示された.また,MMC投与による小脳顆粒細胞のアポトーシス過程においてもICEの発現がmRNAレベルおよび蛋白質レベルで増強されていることが確認された.また,いかなるシグナルを解してMMCによる小脳顆粒細胞のアポトーシスが誘導されているのかを調べるために,数種のアポトーシス関連蛋白の発現についても併せて検討した.アポトーシスを誘導するシグナルとしては,Fas/Fasリガンドを介するもの,栄養因子(欠乏)とそのレセプターを介するもの,一酸化窒素によるものなどがある.

その結果,Fas,神経型NOSの発現に変化はみられず,BDNFおよびtrkBの発現はむしろ増加していた.このことから,これら以外のアポトーシス関連物質がMMCによる小脳顆粒細胞のアポトーシスに寄与しているものと推察された.有機水銀中毒症では小脳顆粒細胞の高度の脱落が生じることが報告されている。しかしながらこの選択的な病巣の形成機序は未だ不明である。我々は既にratにmethylmercury chloride(MMC)を投与し、誘発される小脳顆粒細胞の細胞死がアポトーシスであることを示してきた。またアポトーシスの細胞内情報伝達系に関与すると考えられているInterleukin-1 beta converting enzyme(ICE,caspase-1)がMMC投与ラット小脳でup-regulateされることを報告してきた。今回我々はMMC投与による小脳障害がrat strainにより異なるか否かを検索した。次に最も障害を生じやすいstrainを用いて、MMCにより誘発される小脳顆粒細胞のアポトーシスの機序を解明するために、小脳顆粒細胞特異的な転写因子であるZiclの発現の検索を行った。まずSD、F344、Wistar、WKAH、NARの5系統のratをMMC投与群と対照群に分け、MMC投与前、投与後7日、14日、21日で体重、症状の変化を観察し、23日目にsacrificeし、大脳、腎臓、肝臓の水銀濃度を測定した。また小脳における病理学的変化、顆粒細胞におけるアポトーシスの程度をTUNEL染色により検索した。その結果、体重は各群とも投与後14日目から有意に減少し、最終的には対照群の48から57%に減少した。臓器のメチル水銀濃度は腎臓では各群間に有意差は認めなかったが、大脳および肝臓ではWKAH、NARが他群に比べて高値を示した。症状はSDを除く他の群では陽性であり、病理学的には、WKAH、次いでNARの変化が強く、アポトーシスについても同様の結果を認めた。次にhuman,mouseで保存されているZiclのcDNAsequenceに基づいてprimerを作成し、WKAH rat小脳から抽出したRNAを用いてRT-PCRを行い、得られた産物をsequenceして、ratのZiclcDNAの一部を作成した。これを用いてMMC投与WKAHについてNorthern blotによりZiclのmessenger RNAの発現を検索した。その結果Zicl mRNAは病理組織学的に異常が認められない8日目より発現が低下し、顆粒細胞層の脱落が著明となる28日目では、更に低下した。
橋頭位ラジカル付加からの連続的炭素環構築を鍵としたトウセンダニンの全合成研究

バトラコトキシンは電位依存性ナトリウムチャネルに不可逆的に結合して強力な神経毒性を示す官能基密集型天然物である。本化合物は神経科学分野で重要な分子であるが、天然からの供給は限られている。また、その構造の複雑さゆえ合成には多段階を要する。本研究では、バトラコトキシン四環性骨格の効率的な合成法の確立を目的として、遷移金属を用いた分子間カップリング反応を鍵とする収束的合成計画を立案した。高度に官能基化されたフラグメントをカップリング反応によって連結できれば、バトラコトキシンの合成法を効率化できると考えた。平成30年度は、バトラコトキシンの収束的合成において鍵となる3つの反応を実現した。第一に、遷移金属を用いた分子間カップリング反応により、AB環フラグメントとD環フラグメントを連結した。当研究室で合成法が確立されているAB環フラグメントに対して、新たに設計・合成した複数のD環フラグメントを用いて反応条件を詳細に検討した。その結果、高度に官能基化された2つのフラグメントを立体的に混雑した位置で収束的に連結できた。これにより、バトラコトキシンの合成工程数の大幅な短縮が期待できる。第二に、塩基性条件下、Dieckmann縮合によりカップリング成績体から良好な収率でC環を形成した。第三に、C12位からの脱炭酸により、C環形成のために必須であった1炭素ユニットを除去した。以上により、市販化合物からわずか12工程でバトラコトキシン4環性骨格の構築を完了した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。トウセンダニンは高度に酸化された多縮環構造と多様な生物活性を持つ官能基密集型天然物であるが、その構造の複雑さのため全合成は達成されていない。本研究では、トウセンダニンの合成法の確立を目的として、橋頭位ラジカルを用いた連続炭素環構築反応を鍵とする合成戦略を立案した。橋頭位ラジカルは混雑した位置への結合形成に有効である。そのため、トウセンダニン合成において最大の課題である、隔環位の第四級炭素の構築に適用できると考えた。平成29年度は、鍵となる橋頭位ラジカルを用いた連続炭素環構築反応のモデル実験を行なった。まず、前年度までに得られた知見を活かして、全く新たなラジカル反応基質を設計し、その合成法を確立した。すなわち、市販のシクロヘキサノンから、エーテル環の構築、橋頭位のブロモ化、炭素鎖の導入を含む12工程にてA環フラグメントを得た。これに対して、市販のゲラニオールから4工程で合成した鎖状アルデヒドを連結することで、ラジカル反応の基質を合成した。この基質合成法では、合成終盤でA環フラグメントと鎖状アルデヒドを連結する。アルデヒドの種類を変えることで統一的に多様な基質を合成できるため、基質構造の検討の効率化が期待できる。次に、合成した複数の基質を用いて鍵反応を検討した。その結果、C7位の官能基が立体選択性および収率に大きく影響することを見出すとともに、トウセンダニン骨格に対応する環化体の立体選択的な構築に成功した。本反応は温和な条件下、3つの第四級炭素と3つの炭素ー炭素結合を立体選択的に一挙に構築できる強力な手法である。そのため、多数の極性官能基を有するトウセンダニンの効率的合成に向けて重要な知見が得られたと言える。鍵となる橋頭位ラジカルを用いた連続炭素環構築反応のモデル実験を行ない、トウセンダニン骨格に対応する環化体を立体選択的に得る方法を見出した。また、基質構造の検討を効率的に行なえる、基質合成法を確立した。まず、平成29年度に確立した基質合成法を応用して、より酸化度の高い基質を合成する。続いて、鍵反応の検討を行ない、トウセンダニン骨格の構築を完了する。さらに、骨格上の官能基変換とフラン環の導入を経てトウセンダニンを全合成する。
真皮エラスチン関連マイクロファイブリルによるTGF-β活性制御機構

マイクロファイブリルはファイブリリン(fibrillin-1)を主成分とし、皮膚を始めとして肺、腎臓など広範囲に分布する結合組織の重要なエレメントである。マイクロファイブリルはLatent TGF-βbinding protein(LTBP)を通じてTGF-βを不活性の状態で結合組織に貯蔵する。真皮でのLTBP-1の分布はマイクロファイブリルのそれと類似することが明らかになっている。それ故LTBP-1が真皮にどのように取り込まれているか、またどのように活性化されるかは重要な問題である。変性溶媒を用い、免疫組織化学を用いた実験によって、真皮においてLTBP-1の殆どが非共有結合でマイクロファイブリルと結合している一方、ファイブリリンは他の結合組織と共有結合でリンクしていることを見い出した。さらにプラスミンの濃度依存性にLTBP-1のTGF-β結合部分とファイブリリン結合部位を含む断片が遊離されることを見い出した。またこのLTBP-1の真皮組織からの遊離はファイブリリンのLTBP-1結合部位を含む断片の遊離と相関することを見い出した。つまり真皮においてはファイブリリンの分解がLTBP-1の結合組織からの遊離につながり、TGF-βの活性化の最初のステップになり得ることが示唆された。これらのことから、強皮症やタイトスキンマウス(ファイブリリン遺伝子に変異をもつ強皮症モデル動物)でのTGF-βの活性化機構を説明しうることが可能である。TGF-β結合蛋白であるLTBP-1について皮膚でのアッセンブリを研究した。LTBP-1の皮膚での分布について強皮症、日光弾力線維症において特異的なモノクローナル抗体を用いて免疫組織化学を行った。その結果LTBP-1の分布は真皮の多くの部分でマイクロファイブリルの主要成分であるfibrillin-1と一致した。Elastinとも共存したが一部は異なった分布を示した。新生児皮膚での免疫電顕においてもLTBP-1はマイクロファイブリルに局在した。そこで成人皮膚および培養線維芽細胞からコラゲナーゼをもちいてマイクロファイブリルを抽出し、ゲル濾過クロマトグラフィもしくはグリセロール超遠心で高分子画分にマイクロファイブリルを分画し、ロータリーシャドウイング後の電子顕微鏡で確認した.しかしコラゲナーゼ消化したマイクロファイブリル画分には免疫学的にLTBP-1は検出されなかった。これはLTBP-1がマイクロファイブリルの構造的なバックボーンを構成せず、むしろ結合分子であることを示唆した。一方グアニヂンによる抽出、分画では皮膚からはLTBP-1とLAPの共有結合したものがマイクロファイブリルとは別に抽出され、LTBP-1は真皮においてLAPを介してTGF-βと共有結合していることが示された。LTBP-1の皮膚でのライガンドの多様性を調べるためヒト培養線維芽細胞培養上清を用いた結合アッセイをおこなった。するとfibulin-2がもうひとつのライガンドとして考えられた。そこでfibulin-2の組み換え蛋白との結合性を調べたところ結合活性が認められた。現在さらにLTBP-1組み換え蛋白質を用いて結合部位の同定を進めている。
高速電子によるヌル点を用いないプラズマ電流立ち上げの研究

平成22年度の実験により高周波のみでの25kAのプラズマ電流達成と数十秒秒間のプラズマ電流維持が実現できた。また、ダイバータコイルとセンタースタックコイルとの併用によりダイバータ配位の形成に成功した。閉磁気面形成に関しては45kAのプラズマに大半径外側から電子の軌道を遮るような遮蔽板を設置した可動プローブを挿入し高速電子による電子電流が流れ込む状況と流れ込まない状況での浮遊電位の差の測定を行った。高速電子が流れ込む状況では浮遊電位がバルクの電子温度から想定される電位(-10V)よりも十分にマイナス側(-300-400V)に振れることが閉磁気面形成時に観測された。プローブの先端は回転するように製作されているため、高速電子の流れ込む方向を測定したところほとんど水平面方向であることがわかった。このような方向から飛来する電子の軌道を計算したところ電子サイクロトロン共鳴の第2高調波共鳴層近傍で生成された捕捉電子の可能性が高く、このような捕捉電子は歳差運動とトロイダル磁場の勾配により有意な電流を流すことが期待できることがわかった。この捕捉電子は閉磁気面の低磁場側の開磁気面で捕捉されており、ヌル点のない開磁気面で電流が高速電子により駆動される可能性を証明することができた。この電流がヌル点のない電流立ち上げに寄与するためには高速電子の担う電流量を測定する必要がある。浮遊電位は電子電流とイオン電流がバランスする電位なので2次電子放出や熱電子放出、大きな負の電位形成に伴うシースの拡大を考慮した計算モデルを構築し、測定結果の解析を行うことで高速電子の担う電流量の絶対値が算出できると考えている。平成21年度は、高周波のみを用いて、プラズマ生成から閉磁気面の形成を実現できた。高周波の電力は30KWで、プラズマ電流は10kA、0.7秒間閉磁気面を維持できたが、プラズマ・壁相互作用による粒子流入に伴って密度が上昇し、放電が停止した。このような放電はn-indexが正の状態でしか得ることができなかった。この閉磁気面が形成されたプラズマで電流値が34kAの状態で大半径外側からプローブを挿入し、高速電子の存在の有無を確かめた。プローブの先端は、円形のセラミックに中央に高さ5mmのセラミックの障壁を設けた形状であり、障壁のプラズマ電流の方向とプラズマ電流の逆方向に高さ1mmのタングステン製のプローブピンと障壁上に34本の高さ1mmのプローブピンが並んでいる。この障壁の影の2本のプローブピンの浮遊電位を測定したところ数10数100Vの電位差が閉磁気面形成の直前から観測された。これは、高速電子がプラズマ電流の逆方向(すなわち電流をになう電子のドリフト方向)に設置されたプローブピンのみに流入したことによって引き起こされたものと考えられる。また、オーミック加熱+高周波のよるプラズマ電流立ち上げでは、高速カメラと磁気計測から、第二高調波共鳴層近傍に流れる電流と基本波共鳴層近傍を流れる電流の相乗効果で真空容器中に自発的なヌル点が形成されていることが示された。このヌル点形成に高速電子が寄与しているかどうかを確認するためにプローブの挿入を試みたが、プラズマ電流が立ち上がらなかった。磁気計測で確認した電流分布は比較的大半径外側まで広がっており、この電流をプローブが遮蔽したためではないかと考えているが、詳細は今後の課題である。
子育て支援システムの変動とその妥当性―生活空間の視点から

昨年度より調査してきた海外在住の日本人の保育ネットワークについて知見をまとめ,国内外の学会において報告・議論した計.この報告では,海外在住の日本人母同士の対面接触を通じた相互の情緒的サポートの様相と,特に対面接触の得られにくい海外地方圏におけるコミュニケーション・ツールの重要性が示された.これらの学会での議論をもとに英語論文を作成し,現在,海外誌『Netcom』に投稿中である.次に,子育て支援の多様化の一環として,非共働き世帯向けの子育て支援である「地域子育て支援拠点事業」を取り上げ,大都市圏と地方都市における供給状況と利用可能性について現地調査を行った.これにより,行政の関与の強さの違いが施設配置にも影響を及ぼしており,利用可能性に格差を生じさせていることが明らかとなった.さらに,非大都市圏における保育の問題をさらに考察するために,沖縄県での調査を実施した.沖縄県は,非大都市圏のなかでも多くの待機児童を抱える地域であるとともに,アメリカ統治時代の歴史的背景によって,固有の「5歳児保育問題」が生じている.こうした地域的背景から,沖縄県では,認可保育所のみならず,認可外保育所や幼稚園,学童保育といったサービスが相互に補完的な役割を果たしながら保育のシステムを形成していることが示唆された.以上の調査研究による知見を踏まえ,昨年以前に得られた知見とあわせ,地域の子育て支援のシステムに関する博士論文としてまとめた.博士論文では,大都市圏と地方圏における保育ニーズの多様化と,それに応じたサービス供給の地域的様相や利用者の生活空間,サービス供給において重要となる地域的主体の役割が明らかにされた.この博士論文によって,2010年3月に博士(学術)を取得した.なお,博士論文の内容の一部(「地方温泉観光地における長時間保育ニーズへの対応」)は,『地理学評論』に掲載された.まず、都心・大企業の企業所内保育所が供給・利用される地域的背景を比較するために、地方都市における従来型の企業内保育所の利馬状況について、石川県七尾市と鹿児鵬市でフィールドワークを行った。七尾市では温泉旅館における企業内保育所の供給と利胴の実態についてのインタビュー調査とアンケート調査を、鹿児島市では百貨店における企業内保育所で、供給の背景や利用実態についてインタビュー調査を行った。これにより、都心・大企業の企業内保育所との比較という点で、以下の知見が確認された。第一に、従来型の企業内保育所(サービス・販売業)は労働力確保の目的で導入されており、企業イメージの向上を企図した都心・大企業の企業内保育所の導入の経緯とは異なっている。第二に、地方都市では自家用車通勤や職場に近い社宅・寮の設置による職住の近接性から、子連れ通勤の負担はさほど問題とされていない。一方で、観光業を基盤産業とする七尾市では、企業内保育所のみにとどまらず、地域ぐるみの延長保育サービスも実施されてきたことが明らかになった。企業内保育所はそこに勤める社員しか利用することができないが、七羅市では、地域の認可保育所・認可外保育所において1970年代から80年代という早い段階で深夜の延長保育サービスが開始されていた。これらの保育所で利用者へのアンケート調査を実施したところ、旅館業・サービス業に就く利用者が一定の割合で深夜の延長サービスを利用していることが明らかになった。また、次年度への予備的調査として、学童保育についての総観的な把握を試みた。学童保育は近年特に需要が急増しているが、自治体によって供給体制やサービス内容の違いが大きく、定量的な分析を行う前に調査項目を精査する必要があったためである、さらに、地方都市の自治体・商店街による子育て支援について長野県佐久市の取り組みの実態を整理概観した。本研究の目的は,供給・需要の変化を通じて再編されてきた子育て支援システムの実証的解明と妥当性を検証することにある.そのために,昨年度は,近年子育て支援の中でも重要性を増しつつある学童保育と家庭保育支援を扱った.まず,19年度以来継続してきた全国の学童保育の現状に関する知見を踏まえたうえで,大都市圏における学童保育の供給体製の変容について整理した.その結果,公的学童保育供給の開始が早かった大都市圏の中でも,特に多様な利用者層を抱える川崎市では,ローカルな歴史的背景が供給体制の再編に影響を及ぼしていることが明らかにされた.この成果は,雑誌『人文地理』に掲載された.また,子育て支援の現状は,従来の保育所拡充を中心とした対策のみならず,家庭保育世帯をも含めた包括的なシステムへと変容しつつある.この現状に鑑み,非共働き世帯のサービス利用の現状と課題について調査を開始した.まず,新しく登場してきたサービスである「子育て広場」に注目し,全国子育てひろば協議会の会合への出席や,香川県における子育て広場の供給と利用の現状についての調査を行った.そこでは,祖父母や親族などのサポート資源が得られにくい大都市圏や,転勤族の多い地方中核都市において,子育て広場が先進的に供給されている状況が示唆された.さらに,海外在住世帯の現地でのサービス利用やサポートの現状について,フランスでの調査を実施した.12月から1月にかけ,アンケート調査で現地でのサービス利用の状況を概観したうえで,2月には現地でのインタビュー調査を行った.その結果,手厚い家族政策で知られるフランスにおいて,そこに住む日本人母もまた,就労・非就労にかかわらず,現地の多様な保育サービスの恩恵を享受していること,その一方で,第二子の出産などの際には日本の祖母の呼び寄せを行うなど距離を超えた親族サポートが重要な意味をもっていることが示唆された.

昨年度より調査してきた海外在住の日本人の保育ネットワークについて知見をまとめ,国内外の学会において報告・議論した計.この報告では,海外在住の日本人母同士の対面接触を通じた相互の情緒的サポートの様相と,特に対面接触の得られにくい海外地方圏におけるコミュニケーション・ツールの重要性が示された.これらの学会での議論をもとに英語論文を作成し,現在,海外誌『Netcom』に投稿中である.次に,子育て支援の多様化の一環として,非共働き世帯向けの子育て支援である「地域子育て支援拠点事業」を取り上げ,大都市圏と地方都市における供給状況と利用可能性について現地調査を行った.これにより,行政の関与の強さの違いが施設配置にも影響を及ぼしており,利用可能性に格差を生じさせていることが明らかとなった.さらに,非大都市圏における保育の問題をさらに考察するために,沖縄県での調査を実施した.沖縄県は,非大都市圏のなかでも多くの待機児童を抱える地域であるとともに,アメリカ統治時代の歴史的背景によって,固有の「5歳児保育問題」が生じている.こうした地域的背景から,沖縄県では,認可保育所のみならず,認可外保育所や幼稚園,学童保育といったサービスが相互に補完的な役割を果たしながら保育のシステムを形成していることが示唆された.以上の調査研究による知見を踏まえ,昨年以前に得られた知見とあわせ,地域の子育て支援のシステムに関する博士論文としてまとめた.博士論文では,大都市圏と地方圏における保育ニーズの多様化と,それに応じたサービス供給の地域的様相や利用者の生活空間,サービス供給において重要となる地域的主体の役割が明らかにされた.この博士論文によって,2010年3月に博士(学術)を取得した.なお,博士論文の内容の一部(「地方温泉観光地における長時間保育ニーズへの対応」)は,『地理学評論』に掲載された.
アファイン微分幾何を核とする部分多様体論、可積分系、変分法の相互作用

チェビシェフ作用素が半単純でない平坦中心アファイン曲面について調べ、ピック不変量が一定のものはマイヤーG関数を用いて表される中心アファイン極小曲面であることが分かった。また、原点を中心とする固有アファイン球面の自然な一般化である中心アファイン極小曲面を射影空間内の曲面とみなし、中心アファイン極小曲面としての随伴曲面がすべて射影極小となるものを分類した。また、複素化された球面内の複素直交網により径数付けられた曲面について調べた。更に、等積中心アファイン平面閉曲線全体のなす空間に可算個の前シンプレクティック構造を導入し、この空間が多重ハミルトン系によって記述されることを示した。平成21年度までに行ってきた研究を更に発展させて、平成22年度では曲線の運動のハミルトン系としての特徴付け、特にユークリッド平面または複素双曲線上の閉曲線のなす空間に導入される複数または無限個のプレシンプレクティック構造について考察した。可積分な運動は曲線の場合のみならず、曲面についても考えることができる。例えば、3次元ユークリッド空間内の2次元トーラスの運動で、変形ノビコフ・ベセロフ方程式に対応するものが知られており、このとき平均曲率の積分、すなわちウィルモア汎関数は運動の保存量となっている。平成22年度では、その他の曲面の運動についても考察するために、複素化された球面内の曲面に対して複素直交網による径数付けなる概念を導入し、このように径数付けられた曲面の基本的な性質および具体的な例を与えた。アファイン微分幾何の一種である中心アファイン微分幾何において、平坦な中心アファイン計量をもつ中心アファイン超曲面に対する積分可能条件は位相的場の理論における結合性の方程式と同値であることが知られている。一方、中心アファイン極小曲面は中心アファイン計量の面積積分の停留曲面として得られる中心アファイン曲面であり、固有アファイン球面の可積分な意味での一般化ともなることが知られている。平成22年度では、以前から知られていた、あるいは研究代表者自身により平成21年度以前に見つけていた、平坦な中心アファイン極小曲面の具体的な例について対応する結合性の方程式の解を求めるなど、中心アファイン曲面に関連することについて考察した。これらのことに関しては、今後発展させていく予定である。有限次元の完全積分可能系はしばしば双ハミルトン構造をもち、このことが多くの保存量の存在を保証しているとも言える。このようなことは無限次元の完全積分可能系として捉えることの可能な曲線の運動についても当然期待されることである。曲線の運動のハミルトン系としての特徴付けに関して、平成22年度までの研究では複素双曲線上の閉曲線のなす空間に導入される無限個の前シンプレクティック構造について概ね満足のいく結果を得ていたが、平成23年度では同様なことが等積中心アファイン平面閉曲線のなす空間の場合にも期待できるのではないかと研究を進めた。既に平成22年度までの研究で複数個の前シンプレクティック構造を導入できることは分かっていたが、平成23年度の研究ではこの場合にも無限個の前シンプレクティック構造を導入できそうなことが分かってきた。ただし現段階ではまだ幾何学的に整備しなければならないことも多く、残る部分については平成24年度の研究課題としたい。アファイン微分幾何の一種である中心アファイン微分幾何において、平坦な中心アファイン計量をもつ中心アファイン超曲面に対する積分可能条件は位相的場の理論における結合性の方程式と同値であることが知られており、このような超曲面全体は所謂可積分系であると言える。平成23年度の研究では平坦な中心アファイン曲面とそれに対応する結合性の方程式との関係について研究した。特に、結合性の方程式の次数の低い多項式解との関係を調べ、様々な条件の下で平坦な中心アファイン極小曲面が現れることが分かった。平成23年度までの研究においては、アファイン微分幾何の一種である中心アファイン微分幾何に注目し、主として中心アファイン曲面について考察してきたが、平成24年度からは、射影微分幾何との関連についても考察を行っている。原点を中心とする固有アファイン球面の変分法的および可積分系理論的観点からの自然な一般化である中心アファイン極小曲面は射影空間内の曲面とみなせるが、一方、射影微分幾何における可積分系と関わる曲面として、射影極小曲面というものが知られている。平成25年度では、中心アファイン極小曲面としての随伴曲面がすべて射影極小となるものを分類した。特に、以前に代表者の研究により異なる文脈から発見されていた中心アファイン極小曲面の1つの例をこのような曲面としても特徴付けることができた。曲線の運動のハミルトン系としての特徴付けに関して、等積中心アファイン平面閉曲線のなす空間に付随する多重ハミルトン構造について、継続的に考察を行った。

可積分な発展方程式として知られるコルテヴェーグ・ド・フリース方程式は等積中心アファイン平面曲線の運動に付随しても現れるが、平成24年度までの結果の一つとして、この方程式を無限次元ハミルトン系として記述する際に用いるハミルトン関数を用いて等積中心アファイン平面閉曲線のなす空間の等位集合を考え、これらの集合が多重ハミルトン構造を持つことが示されていた。平成25年度では、これらの結果を示すための議論を整理し直し、より簡潔な証明を与えた。曲線の運動のハミルトン系としての特徴付けに関して、平成23年度までの研究を更に発展させ、平成24年度では等積中心アファイン平面閉曲線のなす空間に付随する多重ハミルトン構造について考察した。可積分な発展方程式として知られるコルテヴェーグ・ド・フリース方程式は等積中心アファイン平面曲線の運動に付随しても現れるが、主な結果として、この方程式を無限次元ハミルトン系として記述する際に現れるハミルトン関数を用いて等積中心アファイン平面閉曲線のなす空間の等位集合を考え、これらの集合がいわゆる多重ハミルトン構造を持つことを示したことである。平成23年度までの研究においては、アファイン微分幾何の一種である中心アファイン微分幾何に注目し、特に中心アファイン曲面について考察してきたが、平成24年度では射影微分幾何との関連についても考察を行った。3次元実射影空間内の曲面は自然に3次元アファイン空間内のアファイン曲面ともみなすことができる。射影微分幾何においては射影極小曲面、等温漸近的曲面など可積分系と関わる曲面族が古くから知られているが、これらと中心アファイン曲面、とくに中心アファイン極小曲面や平坦な中心アファイン曲面といった、可積分系と関わる曲面族との関連はほとんど知られていないようである。このような背景の下、研究代表者自身によって発見されていた中心アファイン極小曲面を射影極小曲面や等温漸近的曲面の言葉で特徴付けた。多重ハミルトン構造も含めた種々の曲線の運動のハミルトン系としての特徴付けに関して、新たな課題が見つかったため、進展が遅くなった。具体的には、等積中心アファイン閉曲線のなす空間またはその適当な部分集合に導入される前シンプレクティック構造が閉であることを示す際に、より見通しの良い証明を見つけるべく更に考察を続けて行きたい。25年度が最終年度であるため、記入しない。等積中心アファイン平面閉曲線のなす空間に付随する多重ハミルトン構造については、まだ整理すべき点が多く課題が残っているが、中心アファイン曲面に関する研究については射影微分幾何との関連も見えつつあり、今後の進展が期待される。平成23年度に新たに見つかった課題に関して、等積中心アファイン閉曲線のなす空間またはその適当な部分集合に導入される前シンプレクティック構造が閉であることを示す際に、より見通しの良い証明を見つけるべく更に考察を続けるため、主に関西学院大学の黒瀬俊氏との共同研究を進め、種々の曲線の運動のハミルトン系としての特徴付けを多重ハミルトン構造も含めて理解していく。等積中心アファイン平面閉曲線のなす空間に付随する多重ハミルトン構造については、得られた結果を整理した上で平成25年度中にまとめたい。中心アファイン曲面に関する研究については射影微分幾何との関連について、余次元の高いものも含めて考察していきたい。
多発性骨髄腫に特異的に見られる染色体転座の分子生物学から生化学への展開

近年、多発性骨髄腫の発症に関わると考えられる染色体転座(c-maf,mafB,cyclinD,FGF-receptor 3など)が次々と同定されつつある。しかしながら、その他の種類の血液腫瘍と比べて多発性骨髄腫においては、転座が起こった結果、どのような細胞内の変化がもたらされるのかについての知見がほとんどないのが現状である。本研究では、特に高い頻度で染色体転座が見い出されるc-maf遺伝子産物に的を絞って解析を行った。c-MafはAP-1(Fos/Jun)系のbasic-leucinezipper型転写活性化因子に属するが、そのDNA結合の特異性、細胞外刺激に対する応答など、独特の性質を数多く持っていることをこれまでにあきらかにしてきた。そこで多発性骨髄腫におけるMafの標的遺伝子を検索したところ、interleukin-6遺伝子promoter上にMafの結合配列MAREを見いだした。また、luciferase assayを用いて、interleukin-6 promoterがMARE依存的にMafにより強く活性化されることをあきらかにした。interleukin-6はMafの直接の標的遺伝子であり、多発性骨髄腫のautocrine増殖因子として働いている可能性が示唆された。実際にc-maf locusに転座を持つ多発性骨髄腫細胞株において、c-Mafタンパク質が過剰に発現していることは確認できたが、多発性骨髄腫細胞株は培養が比較的困難で、生化学的な解析を行うために安定した状態で大量に供給することが難しいことも判明した。これを克服するため、膵臓由来のインスリン産生腫瘍細胞株やグルカゴン産生腫瘍細胞株がMafタンパク質を比較的高いレベルで発現していることがわかったので、今後は、これらをモデル系として用い、得られた結果を逐次、多発性骨髄腫細胞株へフィードバックして確認してゆくという方策をとる計画である。