hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ミクログリアの活性化を介する黒質線条体系ニューロン変性の機序とその防御

ミクログリアの活性化がもたらすドパミンニューロン変性等の脳病理変化の機序の解析、ならびに新規の機序が期待される神経保護薬の作用の解析を行った。1.レチノイド受容体RARアゴニストのAm80はIFN-γ/LPSの誘導するドパミンニューロン死を抑制した。Am80は中脳組織におけるBDNF mRNA発現を増大させ、またその保護作用はTrkBキナーゼ阻害薬やBDNF中和抗体によって抑制された。RAR刺激によって産生の増大したBDNFがオートクリン/パラクリン性にドパミンニューロンを保護することが示唆された。2.Sirtuinヒストン脱アセチル化酵素を活性化するresveratrol(Rv1)は、MPP+やトロンビンの誘発するドパミンニューロン死を抑制した。しかし、ヒストン脱アセチル化酵素阻害薬はMPP+毒性に対するRvlの保護作用に影響を与えなかった。RvlはMPP+による活性酸素種産生増大やグルタチオンの枯渇を抑制し、抗酸化作用がRvlの保護作用に関わることが示唆された。一方、DNAアルキル化薬の誘発するドパミンニューロン死およびp53アセチル化の亢進はRvlやNADによって抑制され、sirtuin活性化作用がドパミンニューロン保護作用に関与する場合もあることが示された。3.IFN-γ/LPS、NOドナー、cGMPアナログは中脳組織にHO-1の発現を誘導した。また、ドパミンニューロンにおいてIFN-γ/LPS処置後に見られるHO-1の誘導は、可溶性グアニル酸シクラーゼ(sGC)阻害薬によって抑制された。IFN-γ/LPSの誘導するドパミンニューロン死は、HO-1阻害薬やsGC阻害薬によって増悪され、逆にHO-1活性化薬やcGMPアナログによって抑制された。NO-cGMP経路を介したHO-1の発現誘導がドパミンニューロンの内因性保護機構として機能していることが示唆された。ミクログリア活性化の制御を念頭に置き、培養中脳組織切片を用いて諸種化合物のドパミンニューロン保護作用について検討した。1.ミクログリアの活性化を抑制することが報告されているレチノイド受容体リガンドの作用を検討した。RARアゴニストのAm80はIFN-γ/LPSの誘導するドパミンニューロン死を抑制したが、RXRアゴニストのHX630は無効であった。HX630はAm80と併用するとAm80のドパミンニューロン保護作用を遮断した。Am80はIFN-γ/LPSによるNO産生の増大やミクログリアの活性化型形態への移行に影響を与えなかったが、その保護作用はTrkBのキナーゼ活性を阻害するK252aなどによって抑制されたことから、神経栄養因子類の産生増大が関与する可能性が示唆された。2.ポリフェノール系化合物のresveratrolは、MPP+、アジ化ナトリウムあるいはトロンビンの誘発するドパミンニューロン死を濃度依存的に抑制した。Resveratrolはsirtuinファミリーのヒストン脱アセチル化酵素を活性化することが知られているが、ヒストン脱アセチル化酵素阻害薬はMPP+毒性に対するresveratrolの保護作用に影響を与えなかった。一方、resveratrolはMPP+による活性酸素種産生増大やグルタチオンの枯渇を顕著に抑制したことから、抗酸化作用がresveratrolの保護作用に関わることが示唆された。

これに対して、DNAアルキル化薬の誘発するドパミンニューロン死およびp53アセチル化の亢進は、resveratrolやNADによって抑制され、sirtuin活性化作用がドパミンニューロン保護作用に関与する場合もあることが示された。培養中脳組織切片を用いて、ミクログリアの活性化によって惹起されるドパミンニューロンの変性誘導に対する薬物の保護作用および内因性の細胞保護機構の役割について検討した。1.前年度に見出したレチノイド受容体RARアゴニスト(Am80)の神経保護作用について、その機序の解析を進めた。Am80は中脳組織におけるBDNF mRNA発現レベルを増大させた。またBDNF中和抗体の適用はIFN-γ/LPSの誘導するドパミンニューロン死に対するAm80の保護効果を顕著に抑制した。Am80と同様の保護効果は構造の異なる別のRARアゴニストにも認められた。培養中脳組織においてRARαの発現はニューロンに、RARβの発現はニューロンおよび一部のミクログリアに認められた。したがって、RAR刺激によって産生の増大したBDNFがオートクリン/パラクリン性にドパミンニューロンを保護することが示唆された。2.ドパミンニューロン変性制御におけるヘムオキシゲナーゼ-1(HO-1)の役割について検討した。IFN-γ/LPSの誘導するドパミンニューロン死は、HO-1阻害薬や可溶性グアニル酸シクラーゼ(sGC)阻害薬の適用によって増悪され、逆にHO-1活性化薬やcGMPアナログの適用によって抑制された。IFN-γ/LPS、NOドナー、cGMPアナログの処置は中脳組織内の細胞にHO-1の発現を誘導した。また、ドパミンニューロンにおいてIFN-γ/LPS処置後に見られるHO-1の誘導は、sGC阻害薬によって抑制された。以上の結果から、ミクログリア活性化を伴う炎症条件下において、NO-cGMP経路を介したHO-1の発現誘導がドパミンニューロンの内因性保護機構として機能していることが示唆された。
部落差別の現状と未解放部落住民の社会的自立への課題

戦後部落解放運動・同和行政・同和教育の諸取り組みにより、部落問題の解決が現実的な日程にのぼっており、今後の同和行政は、部落差別を抑制・緩和する行政にとどまらず部落問題を解決しきるための同和行政として展開されなければならない。本研究では「地域改善対策特別措置法以降の同和行政の課題を明確にするため、(1)戦後同和行政が部落住民の人格的・主体的自立を保障するため、社会問題の重層化をいかに緩和・抑制してきたか、(2)経済的・社会的・文化的格差を解消しようとする諸施策が地域住民の人格的側面での格差解消という目的と結びつき、どう展開してきたかを調査し、とりわけ同和行政、同和対策事業の積極面を堤起することとした。主として同和行政・同和対策事業が積極的に展開し、事業の進歩率も百パーセント近いという和歌山県南紀地方と、滋賀県大津市の部落住民の生活構造にかかわる調査を実施し、地区住民の「生活力の形成過程を、同和対策事業の展開とからめて分析した。その概要は「部落差別の現状と未解放部落住民の社会的自立への課題として、部落問題研究所の社会福祉研究会等々で報告しているのであるが、同和対策事業が対象住民の人格的・主体的自立の保障をめざして取り組まれる時、同和地区の生活保護率は着実に低下しており(和歌山県印南町切目・上富田町朝来・滋賀県大津市下龍華等々)、逆にそうした視点をもたないで事業が先行した地域では住民の行政への依存心、「物とり主義が強くなり、生活保護率もまた高くなっている。(京都市七条地区等々)部落問題の完全解決にむけての重大な課題として、未解放部落住民の社会的自立がかかげられているのであるが、それは、同和対策事業が、常に対象地区住民の労働や暮らしを支える「生活力の形成と結びついて展開されなければならない。
PPARγ転写調節におけるクロマチン構造、インスレーターの役割のゲノムワイド解析

本年度は昨年確立したオープンクロマチン構造を検出するFormaldehyde-Assisted Isolahon of Regulatory Elements(FAIRE)法を用いて、脂肪細胞分化の制御因子としてPPARγがどの程度の重要性と寄与の程度を明らかにすること、PPARγ以外の重要な新しい転写因子の同定を目的として3T3-L1脂肪細胞、NIH-3T3マウス胎仔由来線維芽細胞における脂肪細胞に特異的なオープンクロマチン領域の解析を行った。FAIRE-seqの結果、脂肪細胞の分化で重要な役割を果たす遺伝子の周囲には多くのオープンクロマチン領域が存在し、脂肪細胞の分化前後で非プロモーター領域のFAIRE peakがダイナミックに変化することが示唆された。また、FAIRE peakの一部はPPARγの結合領域と重なることが観察された昨年の結果に加え、オープンクロマチン領域はクラスターを形成していることが示唆され、脂肪細胞特異的なFAIREピークの45.3%がPPARγと、11.7%がC/EBPαの結合領域とオーバーラップしていることが明らかとなった。続いて脂肪細胞特異的なFAIRE peakに対してモチーフ解析を行った結果、これまでに脂肪細胞の分化と関連が明らかでなかった転写因子がモチーフに結合する候補として挙がった。その候補のうち、われわれはNFI familyに着目し、NFIの脂肪細胞分化における役割を明らかにすることを試みた。まずChIP assayでNFIが脂肪細胞特異的なFAIRE peakを占有していることを確認し、NFI familyのうちNFIA、NFIBが脂肪細胞の分化を誘導することが明らかにした。また、3T3-L1脂肪細胞にNFIAを過剰発現させると、PPARγなどの脂肪細胞分化に特異的な遺伝子の発現が誘導され、脂肪滴が蓄積されることを明らかにした。更に、dominant-negative NFIA(NFIA-DN)やsiRNAによるNFIA、NFIBの抑制により、PPARγなどの脂肪細胞の分化に特異的な遺伝子の発現と脂肪滴の蓄積が抑制された。そして、最後に脂肪細胞の分化能を明らかにするため、3T3-L1脂肪細胞の分化前とNIH-3T3マウス胎仔由来線維芽細胞のFAIRE peakを比較し、3T3-L1と同様にモチーフ解析を行った。3T3-L1の分化前/NIH-3T3細胞のratioが高いものを候補とし、現在、実際に3T3-L1細胞(day0)とNIH-3T3細胞でmRNAの発現を比較し、NIH-3T3に対して3T3-L1(day0)の発現が有意に高いことを確認している。平成22年度は申請書の年次計画に沿って研究を施行した。(1)ゲノムワイドChIP-seqにより同定したPPARγ結合領域とマイクロアレイによる遺伝子の転写レベルとの関連性の検討においては、PPARγとRXRαの結合領域について、FDR10^<-4>の基準で有意としたゲノム上の結合領域を再度決定した。更にPPARγ結合領域の遺伝子に対する位置関係をゲノムワイドに解析したところ、いわゆるプロモーター解析が行われる、近位プロモーター領域には高々11%しか存在せず、イントロン(29%)や遺伝子間(31%)などの幅広いゲノム領域に分布していた。次にPPARγの結合が遺伝子転写制御に与える機能的役割を検討するために、遺伝子転写開始点前後25kbに存在するPPARγの結合部位の数をカウントした上で、マイクロアレイで得られた脂肪細胞分化における遺伝子の変化との関連を解析した。その結果、脂肪細胞分化で制御される遺伝子の近傍にはPPARγの結合部位が濃縮していることが示された。一方PPARγが近傍に結合している遺伝子はGene Ontology解析で脂肪細胞分化や中性脂肪代謝作用、インスリン作用などの作用のアノテーションが有意に濃縮していた。(4)PPARγ/RXRαの結合部位におけるクロマチン構造のゲノムワイド解析に用いるFAIREについては、ポジティブコントロール領域を用いて実験系を確立することが出来、次世代シークエンサーでの実験(FAIRE-seq)を行うことができた。今後は、脂肪細胞特異的なFAIRE領域のゲノム上の分布や脂肪細胞分化で発現が制御される遺伝子、脂肪細胞特異的なFAIRE領域とPPARγ結合領域のゲノムワイド解析、脂肪細胞特異的なFAIRE領域のうちPPARγでは説明されないもののcharacterization(モチーフ解析を含む)を行う予定である。

その候補のうち、われわれはNFI familyに着目し、NFIの脂肪細胞分化における役割を明らかにすることを試みた。まずChIP assayでNFIが脂肪細胞特異的なFAIRE peakを占有していることを確認し、NFI familyのうちNFIA、NFIBが脂肪細胞の分化を誘導することが明らかにした。また、3T3-L1脂肪細胞にNFIAを過剰発現させると、PPARγなどの脂肪細胞分化に特異的な遺伝子の発現が誘導され、脂肪滴が蓄積されることを明らかにした。更に、dominant-negative NFIA(NFIA-DN)やsiRNAによるNFIA、NFIBの抑制により、PPARγなどの脂肪細胞の分化に特異的な遺伝子の発現と脂肪滴の蓄積が抑制された。そして、最後に脂肪細胞の分化能を明らかにするため、3T3-L1脂肪細胞の分化前とNIH-3T3マウス胎仔由来線維芽細胞のFAIRE peakを比較し、3T3-L1と同様にモチーフ解析を行った。3T3-L1の分化前/NIH-3T3細胞のratioが高いものを候補とし、現在、実際に3T3-L1細胞(day0)とNIH-3T3細胞でmRNAの発現を比較し、NIH-3T3に対して3T3-L1(day0)の発現が有意に高いことを確認している。
シェイクスピア喜劇の古版本の書誌学的研究

1.一次資料の収集情報不足で特定できなかったアメリカ議会図書館所蔵の資料の一部及び手違い続きで入手できなかった英国図書館所蔵の資料などを収集することができた。今なお不備はあるが、研究期間中に収集されたマイクロフィルムの一次文献は、極度の専門性並びに収集密度の濃厚性から判断して、質・量ともに、その資料的価値は極めて高い。恐らく他に類例はないと思われる。3.覚え書き文献の収集明星大学図書館所蔵の2つ折り本の1冊に発見された詳細な書き込みは、作者とほぼ同時代の読者を通して、当時のシェイクスピア受容の一端を知ることのできる貴重なものであるのみならず、本研究において得られた大きな成果でもある。全巻の転写には程遠いが、なにがしかの考察をすることができたので、研究成果報告書としてまとめた。1.一次資料の収集シェイクスピア生前に出版された6篇の喜劇の古版本を一次資料としてマイクロフィルムで収集することが計画の出発点であるが、その大部分を完了した。収集範囲は、イギリスやアメリカにとどまらず、オランダ、スイス、スエーデンの図書館にまで及んだ。未収集の主なものは、名門イートン校やケンブリッジのトリニティー学寮の資料である。その他少数の未収集資料については、古版本の保存状態がマイクロフィルム撮影に適されない由であるから、収集の見込みはまずないものと思われる。この不備にもかかわらず、現時点までに収集されたマイクロフィルム文献の資料的価値は極めて高い。恐らく他に類例を見ないものと考えられる。2.本文の分析と批判電算処理の準備がほぼ整ったのはLLLのみである。喜劇6篇を対象とした当初の計画は2ケ年では実現できそうにもない。それは、1つには、本文校合後の入力作業にかかる手間のほかに、シェイクスピアの場合、他の作家とは桁違いの量にのぼる1次及び2次資料の吟味に予想外の時間を費やさざるを得なかったからである。3.覚え書き文献の収集明星大学図書館所蔵の2つ折り本の1冊が全巻にわたって欄外余白に詳細な書き込みをもっていることが分かった。書体から判ずるに、1600年以前に文字を学習した人の163040年前後の書き込みであろう。欄外書き込みとはいえ、900ページを超える2つ折り本であるから、転写にも相当な時間がかかる。今年度は夏休みの数週間を割いて、試みにTp全部の転写を完了した。作品の解釈が主となっているので、当時のシェイクスピア受容の一端を知ることができる。本研究の当初の計画をはかるに越えるものであるが、これはまったく新しい発見であるので、可能な限りの時間を割いて全体像の解明に努めたい。
計算知能による近似最適化法とその応用に関する研究

工学設計などの実際問題では、目的関数が設計変数の陽な関数として与えられないことが多く、構造解析、流体解析、熱解析等の解析計算や実際の模型を作ってはじめて目的関数の値が与えられることが多い。このような問題においては必要な解析や模型試作の回数を出来る限り少なくして、かつ出来る限り最適に近い解を得ることが望まれている。そこで、応答曲面法をさらに発展させ、複雑な形状を持つ目的関数にも適用可能にするためにRBFネットワークやサポートベクターマシン等の計算知能の技法を用いて応答曲面を近似しながら、同時に進化型計算によって大局的な解を求めるという近似最適化の手法を開発した。さらに、高精度の近似曲面を得るために、どのような点を追加すればよいのかが非常に大事であるが、これまでの経験に基づく方法による試行錯誤的な選定法が主であった。本研究では、追加される点をどのように選定するかを、理論的な面からアプローチした上、シミュレーションなどによる分析を行い、さらに、多目的最適化問題へ拡張し、実用レベルでの活用ができるよう、これまで得られた研究成果のもとで総合的なハイブリッド型最適化システムを構築した。近年、工学設計などの実問題では設計に対する要求の多様化に伴って、多目的最適化問題として定式化されることが多い。多目的最適化問題ではすべての目的関数を同時に最適化する解が必ずしも存在せず、そのためパレート最適解が用いられる。通常パレート最適解は多数存在し、その中から意思決定者の選好にあう1つの解(意思決定解)を選ぶことになる。したがって多目的最適化法において、意思決定解の候補になるパレート最適解を見つけることと、その中から最終的な解を選び出すことが重要な課題である。そこで、人間の価値判断を意思決定プロセスの中に取り入れながら解の探索を行っていく対話型多目的最適化手法が種々提案されている。しかし、工学設計のような問題では目的関数の形が設計変数に関し陽にはわからず、構造解析、熱解析、流体解析等の数値解析や実験などの評価によって、はじめて目的関数の値が得られることが多い。このような数値解析や実験には多大の計算時間やコストがかかるため、従来の多目的最適化法をそのまま適用することは現実的に困難であり、目的関数の評価回数をできる限り減らすことは現場においても解決すべき大事な問題である。本年度の研究では少数のサンプル点から得られる情報を用いて目的関数を予測し、予測された目的関数に対し、意思決定者の希求水準に対するパレート最適解およびパレートフロンティアを生成する方法を提案した。さらに、少ないサンプル点から精度のよい近似パレート最適解を生成するためには追加学習によって逐次的に予測精度を上げていくことが重要である。そこで、追加サンプル点の選定法を提案し、数値例を通じて本提案手法に有効性について検証した。
熱応答性ピッカリングエマルションを酵素キャリアーとするメンブレンリアクターの構築

本研究では、固体粒子により形成されるピッカリングエマルション系に熱応答性を導入し、酵素キャリアーとすることで反応・分離に適したメンブレンリアクターシステムを構築することを目的とした。ナノ粒子またはマイクロ粒子によって形成したエマルション系に熱応答性生体ポリマーを導入してその安定性の制御を実現するとともに、本エマルション系における酵素反応条件について明らかにした。また、ろ過による本エマルションの濃縮・回収に成功した。本研究では、ピッカリングエマルションに熱応答性を導入することによって反応場であるエマルション界面の特性を温度制御し、反応・分離に最適なメンブレンリアクターシステムの構築を目的とした。そこで、H27年度は以下の項目について研究を実施した。1)ナノ粒子ピッカリングエマルション系の調製条件の探索を行った。まず、モデルナノ粒子としてメルカプトカルボン酸被膜金ナノ粒子の調製を行った。得られたメルカプトカルボン酸被膜金ナノ粒子水溶液を用い、乳化条件の検討を行った。塩を添加した金ナノ粒子水溶液にtoluene溶液を同体積で添加し、超音波照射を行ったところ、有機相が白濁し、本粒子を用いたエマルションの形成が示された。そこで、水溶性蛍光試薬存在下において乳化を行い、得られた油相を蛍光顕微鏡観察したところ、発光が見られ、Water-in-oil (W/O)エマルションが形成されていることが確認された。また、サイズは1マイクロメートル弱であった。このように本モデル粒子を用いてピッカリングエマルションの調製が行えたことは本エマルション系を酵素キャリアーかつ反応場として利用する本研究にとって重要な成果である。2)続いて、添加塩の影響について検討し、安定なエマルションを与える添加塩条件(塩種及び濃度)を見出した。また、エマルション相の顕微鏡観察によりエマルションのサイズ分布を求め、最適添加塩条件においてより単分散なエマルションが得られていることが明らかとなった。さらに得られたエマルション系への生体ポリマーの導入についても検討し、最適な生体ポリマー導入方法を見出した。平成27年度では、上述の概要に示すように、成果として1)ナノ粒子ピッカリングエマルション系の調製条件の探索を行い、モデルナノ粒子であるメルカプトカルボン酸被膜金ナノ粒子水溶液/toluene系において超音波照射によりWater-in-oil (W/O)エマルションの調製に成功した。続いて2)添加塩の影響について検討し、安定なエマルションを与える添加塩条件(塩種及び濃度)を見出した。さらに3)得られたエマルション系への生体ポリマーの導入についても検討し、最適な生体ポリマー導入方法を見出している。このようにほぼ当初計画通りの成果が得られており、おおむね順調に進展している。そこで、H28年度は以下の項目について研究を実施した。1)前年度に得られたサブミクロンオーダーのナノ粒子エマルション系に生体ポリマー(gelatin、agarose)を導入し、その安定性を実験的に調べたところ、安定性を高めたエマルション系の調製に成功した。また、100マイクロメートル以上のサイズが大きいエマルション系の場合、生体ポリマーの導入によりW/OエマルションからO/Wエマルションに転相することと明らかとなった。さらに熱により物性が大きく変化する生体ポリマー(gelatin)の場合、熱によりその安定性を制御することが可能であることをわかった。また、マイクロ粒子を用いたエマルション系においても生体ポリマー導入により同様の結果が得られることを明らかにした。このように生体ポリマーの導入によってピッカリングエマルション系の安定化を達成するとともに、さらに熱によってその安定性の制御が行えたことは、熱応答性を有する酵素キャリアーを目指す本研究にとって重要な成果である。2)得られたナノ粒子Pickeringエマルション系においてモデル酵素反応(加水分解酵素リパーゼによる油脂の加水分解)を行い、酵素活性が発現することを示した。さらに基質濃度の影響について検討し、速度論的解析を行うことにより本系における速度パラメーターを算出した。これらは本系における反応メカニズムの解析及び本系を工学的に利用する上で重要なデータとなる。平成28年度では、上述の概要に示すように、成果として(1)前年度に得られたサブミクロンオーダーのナノ粒子エマルション系に生体ポリマーを導入し、安定性を高めたエマルション系の調製に成功した。さらに(2)熱により物性が大きく変化する生体ポリマーの導入により、熱による安定性制御が可能であることを見出した。また、(3)得られたナノ粒子Pickeringエマルション系においてモデル酵素反応を行い、酵素活性が発現することを示すとともに、基質濃度の影響について検討し、本系における速度パラメーターを算出している。そこで、H29年度は以下の項目について研究を実施した。まず、ラージスケールシステムの構築を目指し、攪拌槽を用いたPickeringエマルションの調製条件について実験的に検討した。固体粒子として油脂マイクロ粒子を用い、エマルション形成に必要な攪拌時間、攪拌速度条件を明らかにした。

また、それらは生体ポリマーの存在によって影響を受けないことを示した。エマルション径は粒子濃度に大きく依存した。また、攪拌によるエネルギー消散速度は攪拌速度に依存し、粒子存在による影響は見られなかった。エマルション径の攪拌速度依存性はホールドアップによって増加し、従来の界面活性剤エマルション系とは真逆の挙動を示した。この結果は本系に特有のものであり、本系の工学的利用にとって有益な知見である。また、マイクロ粒子によって調製されたPickeringエマルション系においてモデル酵素反応(加水分解酵素リパーゼによる油脂の加水分解)を行い、油水二相系に比べ本系が高い酵素活性を発現することを示すとともに、活性発現にとって最適な操作条件を明らかにした。さらに生体ポリマー導入エマルション滴についてガラスマイクロファイバー膜を用いたろ過により、水相分率80%まで濃縮・回収することに成功した。また、回収エマルション滴は回収前に比べてサイズ分布に大きな変化は見られず、有機相への再分散が可能であり、本エマルション系のリサイクル利用が可能であることを示した。本研究では、固体粒子により形成されるピッカリングエマルション系に熱応答性を導入し、酵素キャリアーとすることで反応・分離に適したメンブレンリアクターシステムを構築することを目的とした。ナノ粒子またはマイクロ粒子によって形成したエマルション系に熱応答性生体ポリマーを導入してその安定性の制御を実現するとともに、本エマルション系における酵素反応条件について明らかにした。また、ろ過による本エマルションの濃縮・回収に成功した。前年度に引き続き、ナノ粒子ピッカリングエマルション系の調製条件並びに生体ポリマーを導入したナノ粒子ピッカリングエマルション系の特性について調べるとともに、本系における酵素反応について検討する。具体的には、1)前年度に得られたエマルション系に生体ポリマーを導入し、エマルションの安定性に及ぼす影響を調べ、安定性を高めたエマルション系の調製条件を明らかにする。さらに熱により物性が変化するポリマーの導入により、熱に対して応答性を示すピッカリングエマルション系の構築を目指す。2)本エマルション系においてリパーゼ反応を行い、本系に適した酵素反応条件について検討する。前年度に引き続き、Pickeringピッカリングエマルション系における生体ポリマー導入の影響について調べるとともに、エマルション滴回収条件の探索を行い、本系を用いた新規メンブレンリアクターシステムの構築を目指す。具体的には、(1)生体ポリマーを導入したPickeringエマルション系における流動条件下でのエマルション滴径測定を行い、本系におけるエマルションの分散挙動について調べる。(2)生体ポリマー導入エマルション滴の回収条件の探索を行う。(3)生体ポリマー導入エマルション系においてリパーゼ反応を行い、生体ポリマー導入の影響について検討する。
地価下落、少子高齢化車社会における大都市周辺地域の土地利用の将来像

本年は、都市計画法の線引きに関わる調査を引き続き行い、茨城県の南部地域での市街化調整区域内の開発が、どのようなメカニズムでおこっているのかについて、さらに詳しく検討を加えた。また、あわせて市街化調整区域がどのように拡大していくかについても調査研究を行い、これらから、我が国における、大都市周辺部において、どのように線引き制度を見直すべきなのかについて、多くの知見を得た。さらに、都市計画法の改正の中で、大きく議論されていた市街化調整区域制度の見直しを念頭において、実際に市街化調整区域を廃止した、九州宮崎県の都城市の実態についても、調査研究し、今後線引き制度を廃止した場合の諸問題について検討を加えた。一方大都市から遠く離れた郊外地における住宅地が、今後どのような状況になりそうなのかについて、筑波周辺の自治体をケーススタディ地区として、そこでの不在土地権利者の意向調査を実施し、多くの知見を得た。これらの研究をとおして、今後我が国の大都市周辺地域での土地利用規制のあり方について提示した。既往の首都圏整備計画、茨城県の長期計画等をレビューしながら茨城県南地域の広域的位置づけについて整理し、広域圏土地利用のパラダイム変化についての仮説設定を行った。首都圏全体を対象として、市街化区域と市街化調整区域の区域区分整備制度の運用実態と戸建て3階建て住宅の動向について明らかにした。さらに、茨城県での調整区域における開発動向についてマクロ的に整理を行った。以上の作業を通じて、広域的土地利用実態についての把握を進めた。国勢調査データから、県南地域への人口移動の過程を明確にしその特性を明らかにした。県南地域の人口フレームの設定方法、将来開発予定地との関係について整理した。県南地域の都市施設の最適配置について、理論的、実証的検討を行った。以上の作業を通じて茨城県南地域の地域実態の把握を進めた県南8市町村を対象に、区画整理施行地区及び予定地区での土地利用の動態を把握した。また、調整区域でのスプロールの実態、開発許可制度運用の問題点を把握した。一方、農地、平地林の実態、最近の土地利用変化について、開発許可申請書、集落カルテを通じて把握した。以上の作業を通じてミクロな土地利用実態の把握を進めた。県南地域の車社会進行の実態を把握するために、特定幹線道路沿道での土地利用実態、ロードサイド施設の立地動向の調査を行った。合わせて、沿道土地利用に関わる制度の運用実態についての行政ヒヤリングを行った。1998年より施行されることになった、ドイツの都市計画の基本法である建設法典の改正点、運用実態などについて調査を行い、今後の広域土地利用関連制度についての知見を得た。本年度も茨城県の南地域での土地利用の変化を中心とした検討を行った。特につくば市は、市街化調整地区での住宅スプロールが顕著であり、県の過去からの開発や建築確認業務における指導がどのように変遷してきたのか、それに伴い土地利用がどのように進展してきたのかについて検討を行った。またつくば市の周辺市町村では、典型的なスプロール開発が過去大々的に行われてきたが、そのような住宅地の状況についても検討を加え、将来そのような住宅地が東京の住宅市場から退場する可能性を明らかにした。また逆に高齢化社会を背景に、駅から遠距離に存在するにも関わらず、高齢者向きの住宅開発が(リタイアーハウス)注目されている現況についても研究を行った。さらに木造3階建て住宅の動向、区画整理のあり方についても検討した。また、あわせて市街化調整区域がどのように、拡大していくかについても調査研究を行い、これらから、我が国における、大都市周辺部において、どのように線引き制度を見直すべきなのかについて、多くの知見を得た。さらに、都市計画法の改正の中で、大きく議論されていた市街化調整区域制度の見直しを念頭において、実際に市街化調整区域を廃止した、九州宮崎県の都城市の実態についても、調査研究を実施し、今後線引き制度を廃止した場合の諸問題について検討をくわえた。また、つくば市をモデルとして、地価がどのようにファクターで形成されているのかについても、解明し、線引き制度がどの程度地価に反映しているかを明らかにすることができた。
細胞集団遊走モデルの展開―動的秩序形成と多細胞現象の理解に向けた発展―

古くから生き物の動きは物理学の興味の対象であった。近年特に、物理学の発展によって、新たな手法でこのテーマにアプローチできるようになった。その流れの中で本研究は、細胞の集団での動きに着目する。多くの細胞組織は静的な構造ではなく、中で細胞達が動き回ったり入れ替わったりする動的な構造である。動き続け入れ替わり続けながらも、細胞間でやりとりすることで全体の極性や集合体の構造(「動的秩序」)を保っている。本研究では、この細胞集団の動的秩序形成がいかなる機構で実現されるのか、またそれが多細胞生物の形態形成にいかに関与するかを、細胞集団遊走の数理モデリングとそれが示す動的秩序の理論的研究により解明していく。
(Ti,Al)NのCVD成膜における移動現象と膜組成制御

本研究においては、常圧熱CVD法によりTiN膜,AIN膜およびそれらの複合膜を作製し、成膜速度の測定、膜組成の測定を行った。そして成膜速度、膜組成制御を行う目的で反応器内の移動現象に関する数値解析を行った。次に膜組織の観察を行い、as-deposited状態、post-annealed状態での膜粒構造の変化、単独膜と複合膜における相違、1273Kにおける化合物相の形成について調べた。最後に、膜の耐酸化性および膜硬度に関して調べた。これらの結果を要約するとともに本研究の構想との関係について以下述べる。1、複合膜の成膜速度および膜組成を、単独膜における成膜速度の加算によりほぼ説明をつけることができた。2、TiN膜及びAIN膜の成長速度分布に関して物質移動モデルを提案し,シミュレーションを行った。単独膜の成膜速度に関し、ある程度の数値予測が可能である。3、複合膜にはTiNとAINの数nmから数十nmの粒径を有する微細結晶粒が隣接して存在していた。このため粒成長が生じにかったが、Ti/Al=2の組成を有する膜を1273Kで10hr加熱することにより、Ti_2AIN相による電子回折スポットを得ることができた。4、AINが非常に良好な耐酸化性を有するのに比較し、TiNは973Kにおいても著しく酸化された。複合膜においてはAINの存在量が少なくても耐酸化性を高めるのに有効であった。一方複合膜の硬度は、TiN単独膜よりも増加し、Ti/Al2付近の組成において最大値をとった。この原因としてTi_2AINの形成を主原因と考える妥当であると思われる。今後さらに詳細に得られた物性について究明する必要があるが、本研究目的に対し肯定的な結果であると考えられる。本年度においては、CVD装置の作製を行った。また(Ti,Al)N膜析出を行うための実験条件の設定(基礎実験)を行なった。第一段階としてTiN,AIN膜の析出を行い、TiN析出膜組織の観察を行った。実験方法および結果の概要は、以下に示すとうりである。作製した実験装置は、本補助金により購入したマスフローコントローラー、キャパシタンスマノメーターを設備し、所望とする操作ガス圧力、流量が得られるとともに、基板温度の制御により広範囲において析出を行うことが可能であることを確認した。またこれら諸量をデジタルレコーダーを用いてモニターし、ディスクに収納することが可能である。本研究においては、原料としてTiCl_4,AlCl_3を気化するとともに、NH_3ガスと混合し(Ti,Al)N膜の析出を行う。両塩化物は、吸湿性が高く塩化水素の発生を伴うため、それらのハンドリングは、本補助金で購入したグローブボックスを用いて、窒素雰囲気内で行うことが可能となった。本年度においては、熱力学データベースMALTを用い、化合物の蒸気圧、反応平衡定数などの基礎的量を計算しデータの集約を行った。本原料を用いた場合、TiN,AINの析出は600°C以上の温度範囲において得ることが可能であることがわかった。また1000°C付近において、柱状多結晶膜が得られることが分かり、その結晶配向、粒構造に関し調べた。今後、同複合窒化物膜の組織、特性の制御を行う予定である。本年度においては、原料ガスとして、TiCI_4,AICI_3,NH_3,H_2を用い、種々の成膜条件(基板温度、ガス組成)において、TiN,AINの単独膜、及び複合膜を不透明石英管反応器内壁に析出させた。反応器の管軸方向における膜厚分布、複合膜の膜組成分布をSEM-EDXにより測定し、膜形態の観察も行った。また、X線回折による膜結晶の構造解析を行った。

これまで得られた結果は以下のようにまとめられる。1)TiN膜は入口の低温域から析出し、結晶性が良好であり973Kにおいては(100)面配向した膜が得られた。析出温度とともに、膜厚ピークは入口側に移行し、その高さの増加がみられた。反応器内の出口付近以外においては、粒子の堆積は観察されなかった。2)AIN膜はTiN膜に比較し、やや高温(管下流位置)において膜厚ピークを有することが分かった。また、1000K以上の高温領域においては、多量の粒子の堆積が観察された。3)複合膜の膜厚分布は、上流域においては個々の膜厚の和として表せると考えられる。しかしながら本研究で行った析出条件においては、AINの場合と異なり粒子の堆積は生じなかった。また膜のTi/Al組成に関しては、主に下流域において膜厚の比から予想される値と異なっていた。複合膜は緻密であり、層状に剥離する傾向があった。また一般に単独膜に比較し、結晶性が悪かった。4)複合膜においてTi/Al組成比0.7の場合、1273Kで14.4Ksアニールすると、TiNとAlNとが存在していた。一方Ti/Al=1.7の場合、Ti_2AIN相と考えられる相が得られたが、今後膜のTEM観察を並行し、この相の生成の確認を行う必要がある。本年度の研究において、当初の目的としていた、成膜速度や膜組成の制御性および目的とする三元系化合物の発現に関する基礎的指針を得ることができた。本研究においては、常圧熱CVD法によりTiN膜,AlN膜およびそれらの複合膜を作製し、成膜速度の測定、膜組成の測定を行った。そして成膜速度、膜組成制御を行う目的で反応器内の移動現象に関する数値解析を行った。次に膜組織の観察を行い、as-deposited状態、post-annealed状態での膜粒構造の変化、単独膜と複合膜における相違、1273Kにおける化合物相の形成について調べた。最後に、膜の耐酸化性および膜硬度に関して調べた。これらの結果を要約するとともに本研究の構想との関係について以下述べる。1、複合膜の成膜速度および膜組成を、単独膜における成膜速度の加算によりほぼ説明をつけることができた。2、TiN膜及びAlN膜の成長速度分布に関して物質移動モデルを提案し,シミュレーションを行った。単独膜の成膜速度に関し、ある程度の数値予測が可能である。3、複合膜にはTiNとAlNの数nmから数十nmの粒径を有する微細結晶粒が隣接して存在していた。このため粒成長が生じにかったが、Ti/Al=2の組成を有する膜を1273Kで10hr加熱することにより、Ti_2AlN相による電子回折スポットを得ることができた。4、AlNが非常に良好な耐酸化性を有するのに比較し、TiNは973Kにおいても著しく酸化された。複合膜においてはAlNの存在量が少なくても耐酸化性を高めるのに有効であった。一方複合膜の硬度は、TiN単独膜よりも増加し、Ti/Al2付近の組成において最大値をとった。この原因としてTi_2AlNの形成を主原因と考える妥当であると思われる。今後さらに詳細に得られた物性について究明する必要があるが、本研究目的に対し肯定的な結果であると考えられる。
TeVガンマ線スペクトルおよびイメージング観測による銀河系内宇宙線起源の解明

超新星残骸(SNR)は唯一、銀河内宇宙線起源の候補天体として長らく信じられながらその証拠はほとんど発見されていない。また、宇宙物理で標準的な衝撃波理論の観測的証明もほとんど無いのが現実である。しかしASCAによるSN1006からのシンクロトロンX線の発見でその糸口が見えた。続いて同様なSNR、RXJ1713からTeVガンマ線放射の発見、スペクトルからの陽子加速の可能性など大きく進歩した。この計画では発見から精密測定への移行、とくにイメージング能力を複数台のステレオ観測によって大幅に向上することで、形態学的研究を推進することを目的とし、CANGAROOグループの新しい3台の10m望遠鏡を用いてステレオ観測による画像観測を実現する。当研究室は読み出し回路、データ収集系を担当した。16年春には3台の望遠鏡でのステレオ観測を開始することが出来た。16年秋に我々が中心となって夜光や宇宙線μをトリガー段階で除去し、エネルギー閾値を下げるため、2台以上の同時ヒットをトリガー段階で取り入れる「ステレオトリガー」を開発し導入、安定な動作を実現。この開発により従来、トリガーの半分以上あった宇宙線μの大半はトリガーで取り除くことが出来た。さらに現望遠鏡の夜光の影響を定量的に見積もり、その影響を除去するため、光電子増倍管の波形を記録できるFADCの導入試験を行い、夜光の効果を半分以下に減らし、画像解析の精度が向上できることを示し、今後の改良方針を得た。また解析の信頼性を上げるためグループ内に2つの独立な解析グループを結成。一つは京大、東海大、甲南大が担当。我々は独自に汎用解析ツールを製作し、煩雑はステレオ解析をシステム化し、解析時間を従来の半分以下にすることが出来た。かに星雲の解析を始め、我々が発見したTEVガンマ線SNR、RXJ0852のステレオ観測からのガンマ線画像を得ることが出来た。またKeplerからの上限値を得た。さらに現在、RXJ1713,RCW86などのSNRのステレオ解析を行っている。またパルサー星雲PSR1509のステレオ解析も行っている。当然、衝撃波理論の観測的証明もほとんど無いのが現実である。しかしASCAによるSN1006からのシンクロトロンX線および我々CANGAROOグループによるTeVガンマ線放射の発見でその糸口が見え、続いて同様なSNR、RXJ1713からもTeVガンマ線放射を発見した。それを発展させるため、この2つのSNR同様、X線シンクロトロン放射が観測されたSNR、RCW86を2001、2002年に観測を行なった。解析がほぼ終了し、2年それぞれから硬X線が最も強い場所でTEVガンマ線の放射が各年とも4σ程度で観測された。まだ確定はしていないが非常に有力な天体であり、現在さらなる解析を進めている。さらにガンマ線パルサーPSR1706からの600GeV5TeVでの微分フラックスの解析を進め、スペクトルが1TeV付近で逆コンプトン散乱からのガンマ線の特徴であるスペクトルの冪の急な変化が観測された。

またX線データの解析も行ない、多波長スペクトルを得て、TEVガンマ線加速を考慮すると、パルサーまわりのネブラでの加速と言う従来のモデルでは全く説明出来ないことを示した。装置では1号機10m望遠鏡のカメラの取り付け治具をカメラに負荷がかからない新しいものと取り替え、PMT基板の破損がおこらないように改善した。また将来のための新しいAMPの試験、1GHzの高齢FADCを用いたシステムの基礎開発を開始した。超新星残骸(SNR)は唯一、銀河内宇宙線起源の候補天体として長らく信じられながらその証拠はほとんど発見されていない。また、宇宙物理で標準的な衝撃波理論の観測的証明もほとんど無いのが現実である。しかしASCAによるSN1006からのシンクロトロンX線、および我々CANGAROOグループによるTeVガンマ線放射の発見でその糸口が見えた。続いて同様なSNR、RXJ1713からもTeVガンマ線放射の発見、スペクトルからの陽子加速の可能性など大きく進歩した。この計画では発見から精密測定への移行、とくにイメージング能力を複数台のステレオ観測によって大幅に向上することで、形態学的研究を推進することを目的としている。今年度までに東大宇宙線研究所を中心とするCANGAROOグループで4台の10m望遠鏡を完成、ステレオ観測を実現する。我々は読み出し回路、データ収集系を担当した。今年度は、4号機の建設、立ち上げを行い、それらのTDC,ADCの日本での校正を行い、現地でシステムを組み上げた。またオンラインの性能向上も行い、100Hz以上でのデータ収集を可能にした。さらに各望遠鏡で観測されるシャワー事象を一致させる光リンク回路をこの経費で開発し、各望遠鏡で観測されるシャワー事象の対応を可能にした。同時にデータを1台に集約し、管理するシステムを構築した。さらにステレオ観測用のデータ解析ソフトの開発を担当し、すでに3台対応のプログラムを完成させた。シャワーの到来方向分布、地上での衝突分布などステレオ解析によって新たに得られる情報に関する基本的特性をチェックし、シャワーのステレオ観測がほぼ正しく行われていることを確認できた。現在、今年度ステレオで観測した、かに星雲によるガンマ線ステレオ観測のデータ解析が進行している。この計画では発見から精密測定への移行、とくにイメージング能力を複数台のステレオ観測によって大幅に向上することで、形態学的研究を推進することを目的とし、CANGAROOグループの4台の10m望遠鏡を用いてステレオ観測による画像観測を実現する。当研究室は読み出し回路、データ収集系を担当し、今年度は、4号機の回路、オンラインの設置、調整を行い、4台すべてのシステム動作に成功した。さらに夜光や宇宙線μをトリガー段階で除去し、エネルギー閾値を下げるため、2台以上の同時ヒットをトリガー段階で取り入れる「ステレオトリガー」を製作し、作動させた。
アミロイドβ蛋白の産生を制御する因子の同定とその解析

アルツハイマー病研究では、アミロイドβ蛋白(Aβ)の脳内蓄積機構の解明が重要な課題となっている。Aβは、APPが、βとγセクレターゼによって切断を受けて産生されるが、その制御機構の詳細は不明である。本研究は、Aβ産生調節機構を明かにすることを目的に、我々が独自に開発したAβ産生制御因子スクリーニング法(Komano et al.,J.Biol.Chem.277:39627,2002)を駆使し、これら因子を同定し解析することである。昨年度は、この方法により同定したHerpの解析を行った(Sai et al.,J.Biol.Chem.277:12915,2002;Sai et al.,FEBS Lett.553:151,2003)が、本年度は、(1)新たに同定した他の因子の解析、および、(2)γセクレターゼ活性を担う家族性AD原因遺伝子産物プレセニリン(PS)を含むPS複合体による活性制御機構の解析を行い、以下の成果を得た。現在、HerpおよびSKD1の機能と活性型PS複合体形成機構との関連をさらに詳細に解析をすすめている。アルツハイマー病(AD)研究では、アミロイドβ蛋白(Aβ)の脳内蓄積機構の解明が重要な課題となっている。Aβは、アミロイド前駆体蛋白が、βセクレターゼとγセクレターゼによって切断を受けて産生されるが、その制御機構の詳細は不明である。本研究は、Aβ産生調節機構を明かにすることを目的に、我々が独自に開発したAβ産生促進因子スクリーニング法(Komano et al., J.Biol.Chem.277:39627,2002)を駆使し、これら因子を同定し解析することである。本年度は、(1)この方法により同定したHerpの解析、および、(2)γセクレターゼ活性を担うことが明かにされた家族性AD原因遺伝子産物プレセニリン(PS)を含む複合体の構成因子のAβ産生における役割について解析を行い、以下の成果を得た。(1)Herpは、小胞体ストレスによって誘導される機能不明な膜蛋白で、PSと結合しγセクレターゼ活性をあげAβ産生を促進することをすでに明かにしている(Sai et al., J Biol Chem 277:1219,2002)。この蛋白は、N末端側にユビキチン様ドメインという特徴的構造を持っているがその機能は不明であった。本年度は、このユビキチン様ドメインのAβ産生における役割を解析した。その結果、このドメインはHerpの分解に関与し、間接的にHerpの細胞内レベルを制御し、Aβ産生促進活性の制御に寄与することを見出した(Sai et al., FEBS Lett.553:151,2003)。(2)PS複合体構成因子として同定されたAPH-1、ニカストリン、PEN-2について解析した結果、PEN-2が、Aβ産生に促進的に作用し、PSに結合するPEN-2とAPH-1の量比により、Aβ産生が制御されることを見出した(Shiraishi et al.,投稿中)。現在、新たに同定したAβ産生促進因子についても解析をすすめており、次年度は、これら複数因子によるAβ産生制御の共通の分子基盤を詳細に解析していくことを計画している。
小児急性リンパ性白血病再発のメカニズムの解明

小児急性リンパ性白血病(ALL)の再発の遺伝学的なメカニズムを明らかにするために、初発時と再発時におけるT細胞受容体遺伝子や免疫グロブリン遺伝子の再構成パターン、IKZF1遺伝子の欠失の有無、P2RY8-CRLF2融合遺伝子の有無をPCR法とRT-PCR法、MLPA法で検討した。検討したのは13例で、ダウン症に発症したALLを2例含んでいる。低2倍体の1例とダウン症に発症したALLの1例を除き、全ての症例は初発時と再発時とでT細胞受容体遺伝子や免疫グロブリン遺伝子の再構成パターンは、部分的には合致しているものの、完全に合致するものではなかった。ところが2例は初発時と再発時とで再構成パターンは同一で、塩基配列も同一であった。5例でP2RY8-CRLF2融合遺伝子が検出された。このうち3例は再発時にはP2RY8-CRLF2融合遺伝子が検出されなくなっていた(このうち1例はダウン症に発症したALL)。また2例は再発時に検出されるようになった。また2例は初診時よりIKZF1遺伝子の欠失が認められ、1例は再発時に新たに認められるようになった。P2RY8-CRLF2融合遺伝子は特にダウン症に発症したALLでは白血病発症の関与する重要な因子であるとされているが、我々は再発時に融合遺伝子が検出されなくなった3例を経験した。つまりALLの再発には経時的な遺伝子変異の蓄積が関与しているのではなく、遺伝子の変異はランダムな事象であることが示唆される。またP2RY8-CRLF2融合遺伝子はダウン症に発症したALLにおいても白血病化初期の事象ではなく、後期の事象であることが示唆された。T細胞受容体遺伝子や免疫グロブリン遺伝子の再構成パターンの解析からは再発のクローンは初診時のクローンの兄弟もしくは祖先のクローンに関連したクローンであることがほとんどであり、治療が十分に効かなかったという単純な理由が再発の原因ではないことを示している。
アルドラーゼアイソザイム遺伝子の組織特異的なクロマチン構造とその構築因子

アルドラーゼB遺伝子の転写は、胎仔初期の肝などでは抑制されており、後半の時期に活性化される。このような転写制御に関与する因子の1つは遺伝子の高次構造(クロマチン構造)であり、転写開始点上流0.3kb付近の特異的な構造(DNase I高感受性構造)の構築が転写活性化に必要であることを示した。次にこのような構造の構築に関与する因子あるいは、それを認識すると思われる転写制御因子の検索を進め、現在以下の結果を得ている。フィルター法,プロテインブロット法およびDNase Iフットプリント法により、転写開始点上流0.15Kb付近の配列は35kDの蛋白によって認識されることがわかった。この蛋白は肝および、分化型肝癌細胞には存在するが、本遺伝子を発現していない脳や肝癌には存在しない。さらに、胎仔肝の発生過程においては、本遺伝子の活性化に先立って、35kD蛋白の濃度上昇がおこる。この蛋白が認識する配列は、グルココルチコイドレセプターが結合する配列と高いホモロジーをもつ。脳には、同じDNA領域を認識する95kDの蛋白が存在する。以上の結果から、35kD蛋白は、正の制御因子と考えられる。本蛋白の認識する部位はDNase I高感受性領域の約0.15Kb下流である。従って、この高感受性構造との関連も考えられるが、その詳しい作用の解析は今後の問題である。95kD蛋白は、35kDと同じ配列を認識し、負の制御因子と考えたいが、今の所、脳にしか見いだされない。ただ、脳と癌細胞その他では、転写抑制機構が異なっている可能性も否定しがたいので、今後この点に注意しながら実験を進めたい。
励起状態の活用にもとづくイオン性中間体の発生と反応開発

シリルエノールエーテルのアリル位-Hアルキル化反応を実現し得るハイブリッド触媒系を確立した。まず、シリルエノールエーテルの一電子酸化により生じるラジカルカチオンのpKaを計算化学的手法で算出した結果、アセトニトリル中でのpKaが8.9であると見積もられ、同溶媒中のp-トルエンスルホン酸(pKa = 8.6)と同等であることがわかった。加えて、シリルエノールエーテルの酸化電位の測定を行い、一般的な光酸化還元触媒で酸化されることを確認した。この知見をもとに、光レドックス触媒としてIr錯体、ブレンステッド塩基として2,4,6-コリジンを選択し、青色LED照射下でシリルエノールエーテルと電子不足オレフィンを反応させたところ、期待通り高収率で目的のアリル位アルキル化体が得られた。塩基の添加および種類の重要性も確認しており、酸化されやすいアルキルアミンや不均一となる無機塩基を加えても目的の生成物は得られないことを明らかにした。また、2,6-位に嵩高いt-ブチル基を有するピリジン誘導体を用いると収率が大幅に低下した結果は、カチオンラジカルの速やかな脱プロトン化が必須であることを示唆した。本反応は、シリルエノールエーテルのケイ素上の置換基にはほとんど依存せず、ラジカル受容体であるオレフィンも含めて広範な基質が適用可能であり、複雑な天然物誘導体の位置選択的な官能基化にも応用できる。また、基質適用範囲を実験的に検証すると同時に、計算化学的手法による基質と収率の相関解明にも取り組み、発生するアリルラジカルのアリル位のスピン密度の大きさが付加段階の活性化エネルギーに影響することを突き止めた。本反応で得られた生成物はエノールエーテル部位を残したままであり、引き続くα-位でのイオン反応を行うことで高度に官能基化されたカルボニル化合物へと変換できることも実証した。業績の概要欄記載の通り、一電子移動反応によって生成するラジカルイオンの酸性度を正確に見積り、酸性度向上を活かしてユニークな触媒反応を開発することに成功しており、初年度の研究はおおむね順調に進展したと言える。特に、シリルエノールエーテルの一電子酸化によって生じるラジカルカチオンが、スルホン酸に匹敵するほどの高い酸性度を発揮することを明らかにした点が大きな発見であり、ラジカルイオンの強酸性を活かした新反応の開拓につなげることができる。実際、開発したシリルエノールエーテルのアリル位アルキル化反応では、一電子移動反応によって生成するラジカルイオンから求核的なラジカルを生成させており、ラジカルイオンを求核種前駆体として利用しているのみであったが、反応系内で触媒的に生成する強酸性ラジカルイオンをブレンステッド酸として活用する新しい触媒反応を発見することにも成功している。ここで発見した電子移動反応による酸性度向上という現象を、分子内一電子移動反応によるラジカル双性イオンの生成につなげることで、本研究で目指す励起酸が創製できると考えられる。シリルエノールエーテルあるいは電子豊富オレフィン、電子豊富アレーンの一電子酸化によって生じるラジカルイオンを酸触媒として活用する反応開発を継続する。ラジカルイオンの生成については光レドックス触媒の利用を基本戦略とするが、分子内電荷移動による強酸性の発現を指向した新しい光親和性有機分子触媒の開発も並行して進める。本研究の遂行には、開発する有機分子の基底状態・励起状態の性質や、生成するラジカルイオン種の性質に関する情報集積が不可欠である。各種分光学的手法による解析が重要となるのはもちろん、理論計算による予測が極めて有効になると考えている。そのため、代表者の所属機関である名古屋大学トランスフォーマティブ生命分子研究所内の計算化学者の協力を得ながら、理論計算による検証を行う。2018年度は代表者と大学院生1名で本研究を遂行したが、反応開発と新規触媒の開発、分光学的手法による解析、さらには理論計算による検証を同時進行させるためには、プロジェクトに参画するメンバーを増員する必要があり、学部4年または修士課程1年次の学生を新たに加えて研究を実施する。