hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ＴＭＸ４を中心とする小胞体膜近傍での還元ネットワークの解明

小胞体は膜および分泌タンパク質のフォールディングの場であり、PDIファミリータンパク質などの酸化還元酵素群に触媒され、ジスルフィド結合が導入される。また、小胞体内はサイトゾルと膜を隔てて酸化的な環境が一様に広がっていると考えられており、この酸化的な環境はタンパク質のジスルフィド結合形成に有利な環境だと言える。このように、これまで酸化的環境であり酸化反応の場として認識されてきた小胞体において、還元酵素ERdj5が同定され、その同定に伴い小胞体における還元反応の意義と重要性が証明されつつある。その一方、酸化的な小胞体において還元酵素がどのようにして還元力を獲得しているかは、未だ解明されておらず当該研究分野における重要な問題である。大腸菌ペリプラズム膜においては、サイトゾルからペリプラズム領域内へ膜を越えて電子伝達を行う経路が存在する。ペリプラズム領域は小胞体と同様に、膜および分泌タンパク質フォールディングの場であり、基質のジスルフィド結合形成が酸化還元酵素によって触媒されフォールディングが介助される。この基質のフォールディングに要する還元力は、DsbDを介して、サイトゾルのThioredoxin(Trx)から供給される。そこで、真核生物のおいても同様にサイトゾルTrxから供給される還元力を小胞体内腔で受容しているのではないかと考え、DsbD様の膜を越える電子伝達経路とその電子伝達を仲介する小胞体膜タンパク質の同定を最大の目的として研究を行っている。大腸菌還元酵素DsbDと同様に、真核生物においてサイトゾルから小胞体への膜を越える電子伝達経路の解明を目的として研究を行っている。哺乳類細胞において、サイトゾルの主要な還元酵素Trxが小胞体へ還元力を供給する可能性を確かめるために、細胞分画によって小胞体画分を回収しTrxが小胞体膜上に結合するかを調べた。その結果、一部のTrxは小胞体画分に存在することが観察され、Trxが小胞体膜タンパク質に結合し電子を受け渡すことが示唆された。さらに、Trxへの還元力供与体であるTrxRの阻害剤オーラノフィンを用いて、PEGシフトアッセイを行い検証した。オーラノフィン処理によって、いくつかのPDIファミリータンパク質の酸化還元状態が酸化的に変化することが明らかになった。酸化的に変化したものの中から、小胞体膜局在型PDIファミリータンパク質であるTMX4がDsbDのように膜を越えた電子伝達を担うのではないかと推測した。TMX4のTrx様ドメインは還元活性を有することが既に報告されているが、TMX4が同定されて以来、その機能は未解明である。TMX4がTrxと結合し電子を受け取るかを調べるために、これまでTMX4がDsbD様の役割を果たす確かな証拠は得ることができなかった。TMX4以外の小胞体膜タンパク質が膜を越える還元力導入経路を形成することが示唆されたことから、小胞体膜上で電子伝達を仲介するようなTrx結合因子の探索を行った。従来、Trx相互作用因子の探索は、細胞抽出液に含まれる全タンパク質を候補として結合因子を同定したものがほとんどであったが、Trxが結合する小胞体膜タンパク質を同定するために哺乳類細胞から細胞分画によって小胞体画分を回収し、精製したTrxと反応させることで相互作用因子の同定を試みた。その結果、Trxと結合するいくつかの小胞体膜タンパク質を同定するに至った。これまでの研究によって、Trxが小胞体膜上に接近し小胞体内腔へ還元力を供給する可能性を示唆する結果を得た。また、PEGシフトアッセイによる小胞体の酸化還元状態の観察によって、Trxから供給される還元力を間接的に小胞体膜還元酵素TMX4が受け取っていることも確認された。Trxが小胞体へ電子伝達を行っていることが示唆されたことから、Trxが結合する小胞体膜タンパク質の探索を行い、小胞体膜タンパク質の結合パートナーを同定するに至った。これらの結果より、Trxが結合する小胞体膜タンパク質が、細胞内において実際にTrxから電子を受け取りTMX4などのPDIファミリータンパク質に受け渡しているかどうかをPEGシフトアッセイによって調べる。また、Trxの還元力を小胞体還元酵素TMX4が受け取っていることが確認された。しかし、TMX4は同定以来、還元酵素であることが明らかにされているにもかかわらず、小胞体内における機能や生物学的意義は未だ未解明のままである。そこで、TMX4がサイトゾルから供給される還元力を用いて、小胞体恒常性維持機構やタンパク質の品質管理に対してどのような形で寄与しているのかを明らかにする。具体的には、他グループよりTMX4がビタミンK還元酵素VKORに結合することが報告されていることから、TMX4が獲得した還元力を用いてVKORに触媒されるビタミンKの還元が促進されるかを検証する。さらに、これまでの知見より小胞体において還元酵素はタンパク質の正確なフォールディングと分解に関与することが多数報告されているため、サイトゾルからの還元力供給がそれらに貢献するかについても明らかにする。最終的には、これらの研究内容をまとめて、論文投稿を目指す。

このように、これまで酸化的環境であり酸化反応の場として認識されてきた小胞体において、還元酵素ERdj5が同定され、その同定に伴い小胞体における還元反応の意義と重要性が証明されつつある。その一方、酸化的な小胞体において還元酵素がどのようにして還元力を獲得しているかは、未だ解明されておらず当該研究分野における重要な問題である。大腸菌ペリプラズム膜においては、サイトゾルからペリプラズム領域内へ膜を越えて電子伝達を行う経路が存在する。ペリプラズム領域は小胞体と同様に、膜および分泌タンパク質フォールディングの場であり、基質のジスルフィド結合形成が酸化還元酵素によって触媒されフォールディングが介助される。この基質のフォールディングに要する還元力は、DsbDを介して、サイトゾルのThioredoxin(Trx)から供給される。そこで、真核生物のおいても同様にサイトゾルTrxから供給される還元力を小胞体内腔で受容しているのではないかと考え、DsbD様の膜を越える電子伝達経路とその電子伝達を仲介する小胞体膜タンパク質の同定を最大の目的として研究を行っている。大腸菌還元酵素DsbDと同様に、真核生物においてサイトゾルから小胞体への膜を越える電子伝達経路の解明を目的として研究を行っている。哺乳類細胞において、サイトゾルの主要な還元酵素Trxが小胞体へ還元力を供給する可能性を確かめるために、細胞分画によって小胞体画分を回収しTrxが小胞体膜上に結合するかを調べた。その結果、一部のTrxは小胞体画分に存在することが観察され、Trxが小胞体膜タンパク質に結合し電子を受け渡すことが示唆された。さらに、Trxへの還元力供与体であるTrxRの阻害剤オーラノフィンを用いて、PEGシフトアッセイを行い検証した。オーラノフィン処理によって、いくつかのPDIファミリータンパク質の酸化還元状態が酸化的に変化することが明らかになった。酸化的に変化したものの中から、小胞体膜局在型PDIファミリータンパク質であるTMX4がDsbDのように膜を越えた電子伝達を担うのではないかと推測した。TMX4のTrx様ドメインは還元活性を有することが既に報告されているが、TMX4が同定されて以来、その機能は未解明である。TMX4がTrxと結合し電子を受け取るかを調べるために、これまでTMX4がDsbD様の役割を果たす確かな証拠は得ることができなかった。TMX4以外の小胞体膜タンパク質が膜を越える還元力導入経路を形成することが示唆されたことから、小胞体膜上で電子伝達を仲介するようなTrx結合因子の探索を行った。従来、Trx相互作用因子の探索は、細胞抽出液に含まれる全タンパク質を候補として結合因子を同定したものがほとんどであったが、Trxが結合する小胞体膜タンパク質を同定するために哺乳類細胞から細胞分画によって小胞体画分を回収し、精製したTrxと反応させることで相互作用因子の同定を試みた。その結果、Trxと結合するいくつかの小胞体膜タンパク質を同定するに至った。これまでの研究によって、Trxが小胞体膜上に接近し小胞体内腔へ還元力を供給する可能性を示唆する結果を得た。また、PEGシフトアッセイによる小胞体の酸化還元状態の観察によって、Trxから供給される還元力を間接的に小胞体膜還元酵素TMX4が受け取っていることも確認された。
子どもの被受容感を育てる心理教育プログラムの開発と効果測定

本研究では被受容感を育てる心理教育プログラム案を構成し、学校不適応予防教育の一環として小中学校で実践し、その後児童生徒、教員からのプログラム評定を踏まえ、「被受容感を育てる心理教育プログラム」を完成させた。さらに教育支援センターで実践可能なプログラム内容へと改変し、教育支援センターバージョンを完成させた。なお、プログラム効果測定として、本研究で改定した被受容感・被拒絶感尺度等を用い、統制群を設け効果検討を行った。本研究の目的は1.小学生(高学年)、中学生を対象に「人に支えられている実感(被受容感)と支えてもらえる期待(社会的自己効力感)」を育てる心理教育プログラムを構築しその実施方法を明らかにすること2.心理教育プログラムの効果量、効果持続性を検討するための測定ツールの改定・開発を行うことにあった。本年度は心理教育プログラム内容の整理・整備として、学校教育現場で実施してきた心理教育プログラムに修正を加え、心理教育プログラム案を作成した。その後心理教育プログラム案の内容を現職小学校及び中学校教員と共に検討し修正を図った。これに国内視察結果を加え改善し、心理教育プログラム案にさらなる検討を加えた。平成21年度も引き続き現職教員を交え、心理教育プログラム案の修正を行っていく。本心理教育プログラムは現職教員の経験を反映させ、より実践に即したプログラム内容とする点に意味をもたせている。次に測定ツールの改定・開発であるが、これら測定ツールプロトタイプとして2つの測定ツールプロトタイプを構成した。1つは成人用被受容感・被拒絶感尺度を児童生徒用に改定し児童生徒用被受容感・被拒絶感尺度を構成した。2つ目は児童用社会的自己効力感尺度、対人的自己効力感尺度、児童用社会スキル尺度中学生用社会スキル尺度などを参考に検討し、児童及び中学生の対人関係場面での自己効力感を測定する尺度を構成した。2つの測定ツールプロトタイプを小学4年生6年生、中学1年生3年生を対象に調査し小学生932部、中学生1938部、総調査対象2870部のデータを得、現在データの分析中である。測定ツールは平成21年度完成予定である。本研究の目的は、小学生(高学年)及び中学生を対象に「人に支えられている実感(被受容感)と支えてもらえる期待(社会的自己効力感)」を育てる心理教育プログラムを構築すること、心理教育プログラムの効果量、効果持続性を検討するための測定ツールの改定・開発を行うことにある。また不登校児童生徒への実施を視野に入れ教育支援センター(適応指導教室)で実施可能なバージョンを構成しその実施効果測定も行うことにある。平成21年度は、まず心理教育プログラムプロトタイプを小学生、及び中学生対象に実施し、測定ツールを用いてのプログラム効果量、効果持続性の検討を行った。測定ツールは、本研究において改定・開発した「児童生徒用被受容感・被拒絶感尺度」の他、児童用社会的自己効力感尺度、対人的自己効力感尺度、児童用社会スキル尺度、中学生用社会スキル尺度などを参考に尺度を検討し対人関係場面での自己効力感について測定した。効果測定の結果をもとにプロトタイププログラム内容を再検討した後、「子どもの被受容感を育てる心理教育プログラム」を完成させた。さらに完成版心理教育プログラムを小学生、及び中学生を対象に実施し、完成版心理教育プログラム効果量、効果持続性の検討を目的に、プログラム実施前・実施後・実施後から1ヶ月経過後にわたり測定ツールを用いての効果測定を行った。現在プログラム効果について測定結果を解析中である。効果持続性の検討は平成22年度も継続して行う予定である。他、教育支援センター(適応指導教室)で実施可能なバージョン構成に向け、21年度中に国内での情報収集を行った。本研究の目的は、小・中学生を対象に「人に支えられている実感(被受容感)と支えてもらえる期待(社会的自己効力感)」を育てる心理教育プログラムの構築とプログラムの効果量、効果持続性を検討するための測定ツールの改定・開発を行うことにある。今年度は過去2年間の研究で開発した通常学校に通う児童生徒対象の心理教育プログラムを教育支援センターで実施可能なプログラムへと内容の再構成を行った。その後、教育支援センター通室児童生徒(12名)を対象に授業において実施し、プログラムの効果量及び効果の持続性(プログラム実施前後、1ヶ月、3ヶ月経過後)を検証した。検証の際には、本研究で改訂・開発した測定ツールを使用した。児童生徒が寄せた心理教育プログラムへの回答を分析した結果、プログラム内容のわかりやすさやプログラムへの関心の高さが確認された。また、本心理教育プログラムは、恒常的に学校教育カリキュラムにおいて現職教員が実施可能なプログラムになることを目的に開発を進めており、その目的から今年度は小・中学校教員と心理教育プログラム内容を再検討し心理教育プログラムを完成させた。このほか、昨年度小・中学校で実施した心理教育プログラムの効果持続性についてプログラム実施後から3ヶ月、半年、1年にわたり継続的な検証を行った。なお、本研究で改定した児童生徒対象の被受容感・被拒絶感尺度は学術学会大会での公表および学術誌への寄稿の用意を進めている。本研究の目的にある子どもの被受容感を育てる心理教育プログラム開発という点では当初の目的は概ね達成できたと言えよう。
小型架線系集材機械による効率的集材方法に関する研究

1.宇都宮大学船生演習林タワーヤーダ集材地の基礎調査を行った。この調査では、タワーヤーダ(リョウシンタワーヤーダRME-200T、RME-300TC)による集材作業時の荷吊りワイヤー引き出しに要する張力、木寄せ時の張力、作業索の張力変化等の測定を行った。さらに、数種類の搬器を用いた実作業の時間観測、索引出負荷の測定を行った。これらのデータの分析を行った結果、強制降下式搬器を用いることによって索引出に必要な力が20から50%減少し、作業負荷の軽減と作業生産性の向上につながることが明らかにされた。2.次に、多様な条件に対応した作業功程推定法としてパターン分類器C4.5を利用した手法を提案し、船生演習林を対象とした作業功程の推定を行った。この結果、車両系機械による集材では、木寄距離を5m以内、20度以下の勾配で使用すること、強めの間伐と併用することが効果的であることが明らかにされた。また、架線系機械皆伐作業の場合には、全木集材などの作業方法が生産性が高いことが確認された。間伐作業の場合には、強間伐、集材距離78m以下、作業員数2名程度とすることが効果的であることと判断された。3.ニューラルネットワークを用いたタワーヤーダの適正架線位置決定法を開発し作業への適用を試みた。また、実作業の調査、分析結果をもとに、架線長、架線数の変化による作業功程、作業経費の変動を推定した。その結果、ニューラルネットワークによる配置法では木寄距離、集材距離の減少による生産性の改善が認められた。また、タワーヤーダ架線の架設数を変化させて適正な索配置を求めた結果、架線長100150mの小区画に分割した作業方法が最も効率的であることが明らかにされた。4.さらに、導入機械サイズに適合した路網(作業道網)密度を決定するための手法として、機械出力をパラメータとする路網密度式を作成した。研究では、過去の測定結果から100例のタワーヤーダ集材データを作成し、機械出力と作業功程の関係式作成を進めた。この結果、小型車両集材、小型架線集材ともに、最適密度は機械サイズの増加にともなって単調に減少する傾向を持つことが明らかにされた。また、機械出力が25から100PSに変化する間に必要路網密度が急激に減少する傾向が明らかになるなど、林内路網を設計するための目標値として有効に活用できることが明らかになった。ニューラルネットワークを用いたタワーヤーダの適正架線位置決定法を開発し、タワーヤーダ作業への適用を試みた。また、実作業の調査、分析結果をもとに、確率密度関数を用いた作業功程推定法を用いて、架線長、架線数の変化による作業功程、作業経費の変動を推定した。

その結果、ニューラルネットワークによるタワーヤーダ架線位置決定法を使用すると、実作業現場の配置結果にくらべ、木寄距離、集材距離の面で改善が認められることが明らかにされた。さらに、実作業を対象にタワーヤーダ架線の架設数を変化させ、生産性、コスト面から適正な索配置を検討した結果、大型機種の場合でも、架線長100150mの小区画に分割した作業方法が最も効率的であることが明らかにされた。以上の結果から、生産量の増大や適応範囲の拡大をねらったタワーヤーダの大型化は、コスト、作業功程の面で逆効果であり、旧来型架線集材を大型タワーヤーダで置き換えた集材システムは、路網密度の低い作業地などで過渡的な作業システムとして利用されるべきであることが明らかにされた。さらに、中、小型タワーヤーダを対象として、数種類の搬器を用いた実作業の時間観測調査、索引出負荷の測定実験を行った。これらのデータの分析を行った結果、強制降下式搬器を用いることによって索引出に必要な力が20から50%減少し、作業負荷の軽減と作業生産性の向上につながることが明らかにされた。また、索引出、木寄せ作業時の索の振動計測が終了しており、今後分析を進める予定でいる。昨年度開発した、「ニューラルネットワークを用いたワーヤーダの適正架橋位置決定法」による集材作業分析を進める過程で、機械の大型化が必ずしも生産性向上につながらないことが明らかにされてきた。本年度の研究では、手法をもとに作成した最適架線密度式を、従来より使用されている「路網密度式」と組み合わせ、連続的に路網(架線)密度を推定する式を作成した。また、タワーヤーダ導入機械サイズに適合した路網(作業道網)密度を決定するための手法として、これらの式を投入エネルギー量(導入機械の出力)最小とする式へ変換する試みを進めた。研究では、過去の測定結果から100例のタワーヤーダ集材データを作成し、機械出力と作業功程の関係式作成を進めた。この結果、導入機械出力をパラメータとする式が作成され、小型集材車両、タワーヤーダともに、最適密度は、機械サイズの増加にともなって単調に減少する傾向を持つことが明らかにされた。特に、機械出力が25から100PSに変化する間に必要路網密度が急激に減少する傾向が認められており、林内路網を設計するための目標値として有効に活用できることが明らかになった。さらに、昨年に引き続き、中、小型タワーヤーダを対象とした現地作業測定を進めた。その結果、強制降下式搬器の利用は、作業負荷の軽減と作業生産性の向上につながるが、現在使用されている無線式の強制降下式搬器は、構造的な欠点を持つことが明らかにされた。現在、模型搬器により新型強制降下式搬器の検討を進めており、2種の模型搬器による力学的な検討と実験が進められている。1.宇都宮大学船生演習林タワーヤーダ集材の基礎調査を行った。この調査では、タワーヤーダ(リョウシンタワーヤーダRME-200T、RME-300TC)による集材作業時の荷吊りワイヤー引き出しに要する張力、木寄せ時の張力、作業索の張力変化等の測定を行った。さらに、数種類の搬器を用いた実作業の時間観測、索引出負荷の測定を行った。2.次に、多様な条件に対応した作業功程推定法としてパターン分類器C4.5を利用した手法を提案し、船生演習林を対象とした作業功程の推定を行った。この結果、車両系機械による集材では、木寄距離を5m以内、20度以下の勾配で使用すること、強めの間伐と併用することが効果的であることが明らかにされた。
強力な直接遺伝学を駆使して微生物走性システムの全貌を見る

様々な生物のゲノムが大量に読まれる時代が到来した。しかし、ゲノム中の遺伝子(ORF)の機能は分かっていないものが多く、ゲノムから生命を理解する際の大きな課題の1つとなっている。次世代シーケンサー(NGS)解析で強化された順方向遺伝学は、ゲノム中の遺伝子(ORF)を生物機能システムの構成要素として理解する強力な手法である。このパワフルな順遺伝学を微生物の走性システムに適用し、システムに関係するORFを推定すると同時に、新規に得られる関連遺伝子数から、走性システムのサイズ(関係する遺伝子数)を見積もる手法を構築する。
マウス胚性幹細胞から再生された心筋の電気生理学的検討

幹細胞(mES)細細は多分化能を有し臨床応用への期待が高まっている。しかしES細胞から心筋への分化機序とくに非興奮性細胞(ES細胞)から興奮性細胞(心筋細胞)へ分化する機序は明らかではない。特に心筋細胞が恒常性を維持しするために重要なNa/K ATPaseやNa/Ca交換系の発現過程ではいまだ不明である。本研究ではこの点を明らかにするために以下のような検討を行った。ES細胞および心筋への分化初期(4-6days)、中期(7-11days)および後期(12-18days)の四期に分けそれぞれの時期でのNa/K ATPaseおよびNa/Ca交換系電流を測定した。その結果いずれの電流もES細胞から心筋分化へかけて時間依存性に電流量が増大することがわかった。次にRT-PCR法を用いてNa/KATPaseのα1、α2、α3の各サブユニットのmRNAの発現をES細胞と各stageの心筋細胞で比べてみるとα1とα3サブユニットはES細胞から各発生時期にわたって広く発現が認められた。しかしα2サブユニットはES細胞では発現していないものの心筋発現の初期から後期に向けて発現していた。また、Na/Ca交換系に関してはisoform 1(NCX1)のmRNAもES細胞の段階から発現しており、心筋細胞への成熟化と共にそのmRNA発現量が増加することがわかった。心筋発生中期においてNa/Kpump機能を抑制すると細胞内Ca濃度のoscillationが起きたことから、心筋発生中期よりNa/KATPaseα2サブユニットとNa/Ca交換系との間で機能的なcouplingが生まれることが示唆された。このようにES細胞から心筋細胞への分化過程でNa/K ATPaseとNa/Ca交換系の発現過程およびその機能的連関が生まれていく過程を明らかにすることができた.幹細胞(mES)細細は多分化能を有し臨床応用への期待が高まっている。このようにES細胞から心筋細胞への分化過程でNa/K ATPaseとNa/Ca交換系の発現過程およびその機能的連関が生まれていく過程を明らかにすることができた.<目的>胚性幹細胞(ES細胞)という未知の細胞の特徴を明らかにすることにある。<結果>マウスES細胞にATPを加えると細胞内Ca濃度の一過性上昇が認められた。予めinositol 1,4,5-triphosphate(IP3)レセプター抑制剤である2-amino-ethoxydiphenylborate(2-APB)で灌流しておくとATPの効果は抑制された。histamine投与でもATPと同様に細胞内Ca濃度上昇を認めた。しかしこの効果も2-APBで抑制された。この結果からIP3 induced Ca releaseがマウスES細胞において起きていることがわかった。またRT-PCR法からもIP3レセプターのサブタイプI,II,IIIをコードするmRNAが検出された。一方、マウスES細胞にカフェインやリアノジンを加えても細胞内Ca濃度に変化は認められず、RT-PCR法でもES細胞にはリアノジンレセプターのmRNA発現は認められなかった。次にマウスES細胞内へのCa流入の機序について検討した。Confocal imagingを用いた実験で、細胞外Caを0mMとしてthapsigargineで前処理したES細胞にさらにhistamineを加えておき、筋小胞体Caを枯渇させておく。ここで細胞外Ca濃度を4mMにすると細胞内Ca濃度の上昇が認められた。この変化はLaで抑制されたことから細胞内Ca流入機序としてstore operated Ca current(SOCC)の関与が示唆された。電気生理学的検討においても+60mV付近で逆転する内向き電流が記録され、この電流はLaで抑制された。以上よりマウスES細胞内へのCa流入はstore operated Ca channelを介しており、また筋小胞体からのCa放出はIP3レセプター依存性におきていることが明らかになった。次年度においてはこれが心筋への発生過程でどのように変化していくかを引き続き研究していく予定である。

幹細胞(mES細胞)は多分化能を有し臨床応用へめ期待が高まっている。しかしES細胞から心筋への分化機序とくに非興奮性細胞(ES細胞)から興奮性細胞(心筋細胞)へ分化する機序は明らかではない。特に心筋細胞が恒常性を維持しするために重要なNa/K ATPaseやNa/Ca交換系の発現過程ではいまだ不明である。本研究ではこの点を明らかにするために以下のような検討を行った。ES細胞および心筋への分化初期(4-6days)、中期(7-11days)および後期(12-18days)の四期に分けそれぞれの時期でのNa/K ATPaseおよびNa/Ca交換系電流を測定した。その結果いずれの電流もES細胞から心筋分化へかけて時間依存性に電流量が増大することがわかった。次にRT-PCR法を用いてNa/KATPaseのα1、α2、α3の各サブユニットのmRNAの発現をES細胞と各stageの心筋細胞で比べてみるとα1とα3サブユニットはES細胞から各発生時期にわたって広く発現が認められた。しかしα2サブユニットはES細胞では発現していないものの心筋発現の初期から後期に向けて発現していた。また、Na/Ca交換系に関してはisofom1(NCX1)のmRNAもES細胞の段階から発現しており、心筋細胞への成熟化と共にそのmRNA発現量が増加することがわかった。心筋発生中期においてNa/Kpump機能を抑制すると細胞内Ca濃度のoscillationが起きたことから、心筋発生中期よりNa/KATPaseα2サブユニットとNa/Ca交換系との間で機能的なcouplingが生まれることが示唆された。このようにES細胞から心筋細胞への分化過程でNa/K ATPaseとNa/Ca交換系の発現過程およびその機能的連関が生まれていく過程を明らかにすることができた.
高強度チタン合金の衝撃強度データベース構築

本研究においては、高速輸送機器用構造材料として最も有望視されている時効性β型チタン合金(Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al)の応力-ひずみ曲線に焦点を絞り、時効処理によって形成された組織をパラメータに、その強度の温度とひずみ速度依存性を広い温度(77K700K)と広いひずみ速度域(10^<.4>s^<.1>10^4s^<.1>)にわたって明らかにし、データベースを構築するため、圧縮変形、および引張り変形試験を実施した。まず未時効材と時効材についてスプリット・ホプキンソン棒法による衝撃圧縮試験および準静的試験を行い、応力・ひずみ関係の基本的な状況を把握するとともに、ひずみ速度急変試験により応力のひずみ速度敏感性を求めた。その結果、強度の温度、ひずみ速度依存性を熱活性化過程論に基づいて論じることができることを確認した。また、衝撃変形中に生じる断熱加熱効果を考慮した応力-ひずみ関係を求める手法を構築し、予測結果が実験結果と良く対応することを示した。次に、3種類の時効処理剤について新たに構築したスプリット・ホプキンソン棒型衝撃引張り試験装置による衝撃引張り試験を実施し、応力-ひずみ関係を求め、衝撃強度のデータベースを構築した。また、以下の諸点を明らかにした。(1)引張り試験の場合に生じる弾性的な破断を除けば、衝撃変形での強度はいずれの温度、時効処理材においても準静的変形での強度より上昇した。(2)低温度の衝撃変形では、顕著な加工軟化現象が生じた。(3)衝撃引張り試験での伸びおよび断面収縮率はいずれの温度においても準静的変形の場合に比べて増加した。(4)強度の温度、ひずみ速度依存性は時効条件に依らず同一である。このことは、特に重要な点であり、応力の非熱的成分を低ひずみ速度域で測定すれば、十分な精度で衝撃応力ひずみ曲線を予測することが可能であることを示し、今後、更に広範なデータベース構築の際の大きな指針になると考えられる。本研究費で新規に購入した赤外線導入加熱装置による高温衝撃試験の実施のため、まず、既設のホプキンソン棒型衝撃圧縮試験装置の一部改良(入、出力棒の材質、形状寸法の変更、圧縮及び引っ張り衝撃試験を同一装置で実施するための打ち出し棒発射装置の変更、)を行うとともに、校正用ダンベル型圧縮試験片を用いて局所的な急速加熱時の試験片の温度分布、昇温速度、温度の時間的変動幅、応力棒の被加熱域の温度分布、等を複数の熱電対を用いて測定した。その結果、従来の電気炉による加熱にくらべ、加熱時間が画期的に短縮できること、これに伴って応力棒の被加熱域を減少させることができ、応力波の反射の影響を抑え、応力一ひずみの測定精度を向上させることができることが確認できた。次に、β合金(Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al)に低温域での時効処理を行なって得られた高硬度チタン合金について77K,201K,283K,373K,473K,473K,673K,723Kの8種類の試験温度,10^2,10^3s^<-1>の歪速度での衝撃圧縮試験をおこない応力一歪曲線を求めた。低歪速度域(10^<-4>10^<-1>s^<-1>)では既設のオートグラフを用いた歪み速度温度一定試験、温度一定歪み速度急変試験、を上記の各温度について実施中である。

得られた強度試験結果に対しては過去に得た試験結果を参考にして、変形が単一の熱活性化過程に支配されているものとして整理を進めている。現段階での試験結果から、低温高速変形での断熱的な加熱によって加工能が低下すること明らかとなり、引っ張り試験を実施する必要があると判断されたため、新たに素材を購入し、次年度以降のデータベース構築に資する予定である。温度723K、6時間の時効処理を行ったβチタン合金15-3-3-3時効材の引張り試験を実施するにあたって、まず、試験片の平行部長、肩部曲率半径が応力-ひずみ関係、特に破断挙動に及ぼす影響を調べる試験を最も厳しい条件である低温(77K)にて行った。その結果、直径3mm、平行部長さ5mm、肩部曲率半径1mmの試験片において、破断が平行部でおこり、良好な試験結果が得られることを確認した。次に、この試験片を用いて温度、77K673K、ひずみ速度10@@S1-4@@E1/secから10@@S13@@E1/sec(引張り型スプリットホプキンソン棒法利用)での引張り試験を実施し、応力-ひずみ関係を求めるとともに、強度の温度、およびひずみ速度依存性を調べた。得られた結果を纏めると、まず、局所変形が生じるまでの一様伸び変形での強度の温度ひずみ速度依存性は熱活性過程によって変形が支配されているとして良く理解でき、その際の熱活性化パラメータはすでに報告した圧縮試験結果での値とほぼ同様であった。また、塑性仕事が熱に変換されることによって生じる温度上昇が応力-ひずみ関係に及ぼす影響を調べるため、一定ひずみ速度試験とひずみ速度急変化試験を行い、強度のひずみ速度依存性を比較した。その結果、このような変形中の温度上昇の効果は、ひずみ速度10@@S1-2@@E1/s程度においても現れ、ひずみ速度10@@S1-4@@E1/s以下の変形において始めて等温変形と見做せることが明らかになった。このことを踏まえると、高速変形時の応力-ひずみ関係は塑性変形に伴う変形中の断熱的な温度上昇の効果と歪み速度の変化を考慮して静的な応力ひずみ関係より予測できることが確認できた。また、一様伸びは温度、ひずみ速度に殆ど依存しないが、全伸びは温度の上昇によって増加するとともに、ひずみ速度の増加によっても顕著に増加することが明らかになった。このような局所変形の生じた以後の変形については更に詳細な検討を行う予定である。前年度の実績を踏まえて、時効組織による変形強度ならびに変形挙動の変化を調べるため、二種類の時効処理材(540°C、8時間時効材および300°C、71時間プラス540°C、4時間二段時効材)について、温度77K573K、ひずみ速度10^<-3>S^<-1>から10^3S^<-1>での引張り変形試験を実施した。得られた結果は次の通りである。いずれの時効処理材の場合にも、強度は温度の低下、ひずみ速度の増加と共に上昇した。また、高速変形の場合には、室温以下での温度域において顕著な加工軟化現象が見られ、断熱的に変形中の塑性変形仕事が熱に変換されることによって生じる温度上昇が変形挙動に大きな影響を及ぼしていることが明らかになった。これらの結果を先に実施した450°C4時間時効材の場合に比べると、強度は低いが、その温度、ひずみ速度依存性は殆ど同一であり、応力の熱的成分はこれら三種の時効処理によって殆ど影響されず、応力の非熱的成分のみが影響されていることを示している。また、断面収縮率、及び全のびは高温時効材では顕著な増加が見られるが、温度の上昇、ひずみ速度の上昇によっても増大することが明らかになった。
放牧地植物と共生するVA菌根菌のDNA解析による群集構造の解明

本研究では遺伝子情報を用いたアーバスキュラー菌根菌(以下AMF)同定法を確立し、この手法を基に、わが国の草原のAMF群集構造の地理的変異および変動要因の解析を行った。まず広範囲のAMFをPCR増幅できる新たなAMF特異的プライマーを設計し、継代培養胞子を材料としてPCR-DGGE法による優占菌種の同定を試みた。その結果、従来のプライマーでは困難とされている種を含むAMFのDNA増幅が可能で、特異的バンドも得られ、また多試料処理をも可能とするAMF群集構造の解析法が開発された。次に旧本列島南北9箇所の草地よりススキおよびシバを採集し、同法を用いAMF群集構造の地理的変異を調べた。なお採集地に、アロフェン質黒ボク土、非アロフェン質黒ボク土および黄色土草地が入るよう考慮した。その結果、ススキとシバ草地のAMF群集構造はGlomus-Ab, Ac, Ad群を主とし、Glomus-B群、Acaulosporaceaeの存在が確認された。Glomus-Ab群は宿主・生育環境を問わず、広く分布していたが、Glomus-Ac、Ad群は宿主によって出現頻度が異なったが、アロフェン質・非アロフェン質とも存在が確認された。根圏土壌の胞子組成は、どの草地ともGlomus rubiforme, Glosmus sp., Acaulospora koskei様の胞子が優占し、菌根形成菌組成とは必ずしも一致しなかった。次にシロクローバ人工草地を用いてAMF群集構造の変動要因解析に関する試験を行った。シロクローバ草地のAMF群集構造は造成初期から優占しているGlomus-B群やAcaulosporaceaeに加えて、群落の形成につれてGlomus-Ab, Ad群も優占化し、また高レベルの土壌可給態リン酸濃度は菌種を単純化させ、群集構造に大きく影響することが明らかとなった。すなわち安定した群落の草原のAMF主要菌種はほぼ類似しているが、植物種・土壌環境(特に可給態リン濃度)・造成年次などにより変動することが示された。以上最終年にあたりこれまでの成果を報告した。本年は(1)まずDNAマーカーによる菌根菌同定法として、これまで本研究室で行ってきたPCR-RFLP法に替えて、より迅速に多量の試料処理を可能とすべく、DGGE法による同定法確立のための検討を実施した。野外菌根の菌根菌群集構造の解明が本研究の目的であるが、野外試料は他の菌類の汚染も多いことから、はじめに継代培養された3属6種の胞子を用いて検討を行った。ユニバーサルプライマー「MycF+MycR」と新しく設計した菌根菌特異的プライマー「GC-AMF+AMDGR」によるNested PCRで、18S rRNA遺伝子の一部を増幅させた。これら6種の胞子を用いたDGGEの泳動条件は、100Vで8時間泳動することでバンドパターンが定まり、その時の変性剤濃度勾配は1535%が適していることが示された。この条件におけるDGGEの再現性を確認した後、各菌種について10個の胞子について個別にDGGEを行った。

その結果、菌種毎に異なるバンドパターンが得られ、本方法による菌根菌同定の可能性が示された。しかし形態的に同一である胞子間で遺伝的差異が存在することや、単一胞子内でも遺伝的多形が検出され、現在菌種ごとのバンドパターンの確定と野外菌根への適応についての更なる検討をおこなっている。(2)計画通り、阿蘇山系3牧場と奥羽山系1牧場より5種類の草本植物と根圏土壌の採取を実施し、菌根に先行して形態的分類による胞子組成の解析を実施した。それによると、草種により根圏の菌根菌胞子組成の連いが確認され、菌根中の菌種との対応を検討中である。(3)2月6、7日に本年度研究成果検討会を実施した。昨年の試験ではアーバスキュラー菌根菌(AMF)の継代培養胞子を用いてPCR-DGGE法の条件検討を行い、野外菌根の群集構造解析においても応用が可能であることが確認できた。これをふまえて本年度はAMFがもっとも多く感染していると考えられる夏から秋にかけて、島根など計7箇所から牧草(主にオーチャードグラスとシロクローバ)・野草(ススキ・シバ)を採取し、より詳細なPCR-DGGE解析を行った。明瞭なDGGEバンドでは塩基配列を決定し、分類群レベルでの同定を行った。現在までの結果ではいずれの草地においてもGlomus属、特にGlomus intraradicesなどと近縁な分類群が優占していることが明らかとなり、なお本試験では従来のAMF特異的プライマーでは増幅できないArchaeosporaceae科も増幅できるように新たなAMF特異的プライマーを設計したが、この科に属する菌種はまだ確認されていない。また、採取時期によって感染菌種の差異がどの程度あるのか把握するため、本研究室の草地を用い同一地における群集構造の季節変動を調べた。その結果、夏から秋にかけて一時的に存在しない分類群もあるが、最も優占している分類群は草種間・季節間で同じであった。このことから、優占度の高い菌種については明確にし、調査地間の遺伝的変異の把握は可能であるとみなされた。本年度も11月14日に全構成員による研究成果検討会を実施した。本年度は青森・北海道・宮崎から主にススキとシバを採集し、VA菌根菌(VAMF)の群集構造解析を行った。新たに作製したVAMF特異的プライマーを用いたPCR-DGGE解析により、優占菌種を分類群レベルで決定した。その結果、わが国のススキとシバに優占しているVAMFはほとんどがGiomus-Ab,Ac,Ad群に属する菌種であった。Glomus-Ab群はわが国の草地に広く分布しており、両草種とも最も出現頻度の高い感染菌群であった。またGlomus-Ac群はシバよりススキで高頻度に検出された。生育地の土壌タイプ別にみるとGlomus-Ac群はススキでは非アロフェン質土壌で多く検出されたが、シバではアロフェン質土壌で多く検出された。Glomus-Ad群は非アロフェン質黒ボク土ではほとんど検出されず、黄色土で多く検出された。阿蘇・西那須野・川渡・白老の胞子組成を調べたところ、ほとんどの調査地・草種でGlomus rubiforme,赤褐色のGlomus sp.,Acaulospora koskei様の胞子が優占していたが、ヤマブキ色のGlomus sp.は白老のシバでのみ検出された。次にVAMF群集構造に対する土壌可給態リン酸濃度の影響について試験した。その結果、経年草地のシロクローバではリン酸施肥量の差異はGlomus-Ad群に影響を与えたが、他の感染菌群への影響は顕著に認められなかった。
ゴムを用いた電磁アクチュエータに関する研究

バイオ、医療、材料の分野では、顕微鏡下で物体を操作する微細作業技術が注目されている。しかし,顕微鏡映像を目視しながら、1mm以下の微小物を探針で操作する作業は,熟練を要する上,作業効率も低い。人が指先で行うような多自由度で対象物に適合した動作を微細空間に再現することが,現在の微細作業用デバイスでは困難なためである。その上,微細作業用デバイスに対するニーズは,多自由度動作のみでなく,同一作業の自動化,自動追尾機能の追加など利用目的により多種多様であり,画一的技術シーズでは応えられないのが現状である。したがって,微細作業用デバイスの基本要素となる精密位置決め装置には,共通するニーズに応え高い機能拡張性を有することが望まれる。本研究では、ゴムを用いた電磁アクチュエータによって精密ステージを構成し,顕微鏡下における微細作業に対する有効性を検討することを目的とする。開発するステージは,市販の光学顕微鏡へ実装するため寸法に制約を受ける。このため,これまでに開発していたアクチュエータを改良するとともに新たな動作形態をもつアクチュエータを開発した。さらに,これらのアクチュエータにより多自由度精密ステージを構成し,可動範囲,位置決め性能,周波数特を実験により調べることで微細作業用デバイスとしての有効性を考察した。また,試作した精密ステージの製品化をめざし,類似する精密ステージの市場調査および顕微鏡メーカや商社おけるヒヤリングによってユーザのニーズを整理するとともにステージの再設計を行った。さらに,これらのアクチュエータにより6自由度精密ステージを構成し,可動範囲,位置決め性能,周波数特性を実験により調べることで微細作業用デバイスとしての有効性を考察した。今後,試作したステージを顕微鏡へ実装し操作者とのインターフェースを開発するとともに実用的微細作業の例題に取り組む予定である。

さらに,これらのアクチュエータにより多自由度精密ステージを構成し,可動範囲,位置決め性能,周波数特性を実験により調べることで微細作業用デバイスとしての有効性を考察した。また,試作した精密ステージの製品化をめざし,類似する精密ステージの市場調査および顕微鏡メーカや商社おけるヒヤリングによってユーザのニーズを整理するとともにステージの再設計を行った。
白血病細胞浸潤における細胞表面制御分子としてのヘパラン硫酸プロテオグリカンの関与

末梢血中を循環する腫瘍細胞は、腫瘍細胞上のインテグリンを介して血管内皮細胞と接着した結果組織内へ浸潤する。成人T細胞白血病(ATL)は、急性期には末梢血ATL細胞数の著しい増加と著明な臓器浸潤傾向を呈する。本研究は、腫瘍転移の一ステップである臓器浸潤機構を検討するために、ATL細胞のインテグリンが如何に活性化され内皮細胞との接着が誘導されるかを、インテグリンの発現や接着性を制御するケモカインとヘパラン硫酸プロテオグリカンの作用機構に着目して解明した。その結果、ATL細胞では、インテグリンが既に活性化され内皮細胞と高率に接着すること、自ら産生するケモカインがインテグリンの活性化と接着を誘導する事を認めた。更に、ATL細胞は、細胞表面にヘパラン硫酸プロテオグリカンを特徴的に大量に発現してケモカインを固相する事、ヘパラン硫酸の生合成を攪乱する特定のキシロシドやヘパラン硫酸分解酵素で処理すると、ケモカインの細胞表面上での発現、ケモカインを介するインテグリンの活性化、及び、ATL細胞と内皮細胞や内皮細胞上のリガンドICAM-1との接着が阻害される事を認めた。これらの結果より、流血中の白血病細胞ではヘパラン硫酸は、本来流動性と拡散性の高いサイトカインであるケモカインを細胞質内で固相化して細胞表面に発現した後にケモカイン受容体に転送する、即ち、ケモカインの機能を血流により流出されずに一定箇所に大量に集積する事によりケモカインを介するautocrine刺激機構をケモカインを介するautocrine刺激機構を効率的に介在する可能性が示唆された。また、ATL細胞上に発現するヘパラン硫酸は硫酸化の程度が著しく少なく特定のヘパリン結合性サイトカインを結合しうる事、コア蛋白は分子量約100kDaの未知のプロテオグリカンである可能性が得られており、今後、蛋白の構造解析を行いその制御の可能性を追究する予定である。成人T細胞白血病(ATL)は、急性期には、末梢血ATL細胞数の著しい増加と著明な臓器浸潤傾向を呈する。本研究では、腫瘍転移の一ステップである臓器浸潤機構(extravasation)を検討するために、特に、接着分子そのものではなく、その発現や接着性を制御する因子であるchemokineを始めとするヘパリン結合性サイトカインとヘパラン硫酸プロテオグリカンの作用機構に着目して、ATL細胞と血管内皮細胞との接着機構を解明した。その結果、ATL細胞では、インテグリンが既に活性化され血管内皮細胞と高率に接着すること、自ら産生するchemokineがインテグリンの活性化と接着を誘導することを認めた。さらに、ATL細胞は、細胞表面にヘパラン硫酸プロテオグリカンを特徴的に大量に発現してchemokineを固相する事、ヘパラン硫酸を処理するとchemokineを介するインテグリンの活性化とATL細胞の接着が阻害される事を認めた。これらの結果より、流血中の白血病細胞では、ヘパラン硫酸は、本来流動性と拡散性の高いサイトカインであるchemokineを細胞質内で固相化し、細胞表面に発現した後に、血流により流出されずにchemokine受容体に転送する事により、ヘパラン硫酸がchemokineを介するautocrine刺激機構を介在する可能性が示唆された。

以上、ヘパラン硫酸プロテオグリカンのATL細胞と血管内皮細胞との接着と臓器浸潤における意義に言及することが出来、当初計画した平成7年度の研究計画をほぼ達成したと考える。平成8年度には、ATL細胞に発現するヘパラン硫酸プロテオグリカンの糖鎖とコア蛋白の構造解析を行い、その制御の可能性を追及する予定である。末梢血中を循環する腫瘍細胞は、腫瘍細胞上のインテグリンを介して血管内皮細胞と接着した結果組織内へ浸潤する。成人T細胞白血病(ATL)は、急性期には末梢血ATL細胞数の著しい増加と著明な臓器浸潤傾向を呈する。本研究では、腫瘍転移の一ステップである臓器浸潤機構を検討するために、ATL細胞のインテグリンが如何に活性化され内皮細胞との接着が誘導されるかを、インテグリンの発現や接着性を制御するケモカインとヘパラン硫酸プロテオグリカンの作用機構に着目して解明した。その結果、ATL細胞では、インテグリンが既に活性化され内皮細胞と高率に接着すること、自ら産生するケモカインがインテグリンの活性化と接着を誘導する事を認めた。更に、ATL細胞は、細胞表面にヘパラン硫酸プロテオグリカンを特徴的に大量に発現してケモカインを固相する事、ヘパラン硫酸の生合成を撹乱する特定のキシロシドやヘパラン硫酸分解酵素で処理すると、ケモカインの細胞表面上での発現、ケモカインを介するインテグリンの活性化、及び、ATL細胞と内皮細胞や内皮細胞上のリガンドICAM-1との接着が阻害される事を認めた。これらの結果より、流血中の白血病細胞ではヘパラン硫酸は、本来流動性と拡散性の高いサイトカインであるケモカインを細胞質内で固相化して細胞表面に発現した後にケモカイン受容体に転送する、即ち、ケモカインの機能を血流により流出されずに一定箇所に大量に集積する事によりケモカインを介するautocrine刺激機構をケモカインを介するautocrine刺激機構を効率的に介在する可能性が示唆された。また、ATL細胞上に発現するヘパラン硫酸は硫酸化の程度が著しく少なく特定のヘパリン結合性サイトカインを結合しうる事、コア蛋白は分子量約100kDaの未知のプロテオグリカンである可能性が得られており、今後、蛋白の構造解析を行いその制御の可能性を追及する予定である。
信託法における債権法と物権法の交錯についての比較法的研究

信託に関係する者それぞれの利益の具体的内実およびそれらの最適な調整のあり方を明らかにし、さらには物権法・債権法二分論の再考の手がかりとするため、いわゆる価値追跡理論を分析し、その信託にとっての意義および限界を明らかにした。これは、原権利者の権利に由来する価値が返還義務者の下に同一性を識別できる形で存在する場合、原権利者は優先的権利を有するという考え方であり、返還義務者倒産時における権利者の要保護性および第三者の利益との衡量によって基礎づけられる。これによって、信託における利益衡量や公示のあり方に関する手がかりを得た。本研究は、1信託の利害関係人の諸利益の具体的内実、2それらの調整の望ましいあり方およびそれにとっての物権法・債権法の二分法の適切性、の2点を解明することを目指すものである。平成28年度には、以上のうち1の問題に関する資料の収集・分析を行い、さらに諸利益の調整のありかたをも検討した。その結果、そこで価値追跡説という考え方が1つの手掛かりとなりうることが分かった。これは、同時に2についての出発点ともなる。価値追跡説によると、ある価値が権利者の下から債務者の財産へ到達した場合において、権利者が当該価値の返還ないしその金銭による補償を目的とする請求権を有するときは、権利者は他の債権者に優先して当該価値から弁済を受ける権利を有する。本来であれば債権しか有しないはずの権利者に、優先的権利が認められるわけである。そこでは、債務者、債務者のその他の債権者および第三者の利益を衡量する必要がある。その際まず重要なのは、権利者の要保護性であり、つまり権利者が自らの意思で担保を要求することなく、価値を債務者の責任財産に付与したのではないことである。さらに、債務者につき倒産手続が開始した場合および価値が債務者の責任財産中に現存する場合に限り、また債務者の責任財産についての第三者の信頼が害されない限りにおいて、価値追跡権は認められうる。もっとも、信託においては単なる優先弁済ではなく信託財産自体の受託者の責任財産からの切離しが認められるのだから、これを以上の価値追跡だけによって基礎づけることはできず、さらなる考察を要する。以上の成果は、論文の形で公表することができた。また、夏にはドイツおよびオーストリアに渡航し、フランクフルト大学やウィーン大学の研究者らと本研究課題に関する意見交換を行った。そこで得た示唆は、上述の論文をまとめるに当たって反映することができた。当初の研究計画どおりに研究を進めることができており、その中間的な成果を論文として公表することもできたので、おおむね順調に進展しているものと思料する。本研究では、信託に関係する者それぞれの利益の具体的内実およびそれらの最適な調整のあり方を明らかにし、さらには物権法・債権法二分論の再考の手がかりとするため、いわゆる価値追跡理論を分析し、その信託にとっての意義および限界を明らかにした。価値追跡とは、原権利者の権利に由来する価値が返還義務者の下に同一性を識別できる形で存在する場合、原権利者は優先的権利を有するという考え方である。これは、原権利者が権利の価値の喪失というリスクを自発的に負担したとは言えず、したがってその権利についての要保護性が認められることを前提に、返還義務倒産により権利者の要保護性が特に高いこと、その価値が返還義務者の責任財産中に現存していること、当該価値が責任財産に属しないことが明白であること、といった第三者の利益との衡量を経て正当化される。価値追跡と信託は、物権法上の帰属割当と異なる権利の割当を認める点において共通の発想に出るものである。したがって、価値追跡をめぐる議論から、信託における利益衡量においていかなる要素を考慮すべきかとか、第三者保護のためにいかなる公示のための要件が求められるかといった点に関する手がかりが得られる。もっとも、価値追跡においては原権利者に優先的権利が認められるにとどまるところ、信託においては責任財産の分離という、それを上回る効果が認められるところ、その理論的根拠についてはなお検討する必要がある。今後は、上述の2の問題に本格的に取り組むこととし、ドイツ・オーストリアにおける関連資料を幅広く収集しながら比較法的考察を深めていくことにする。民法目当ての海外文献の一部につき刊行が予定よりも遅れたことと、勤務先との関係で海外出張を予定よりも短く抑えたことが、主たる理由である。海外文献については刊行され次第発注することとし、また海外での聞き取り調査については、特に公表に向けての作業が本格化するであろう今年度後半に、必要に応じて積極的に行うことにしたい。
ヨード環化反応による複素環合成と芳香化の自在制御

ヨード環化反応は環構築法としてのみならずヨウ素部位の更なる官能基化が可能であることに加え、ヨウ素試薬は安価で環境に優しいことから、官能基化された分子骨格を構築する上で魅力的な手段の一つと言える。私はヨウ素試薬のヨード化能と酸化能の二つの性質に着目し、ヨード環化反応により得られる環化体の酸化的芳香化を反応条件によって制御できることを見出した。すなわち本手法は化合物の作り分けを可能とし、これまでにピラゾール、イソキサゾール及びピロールとそれらの2, 5-ジヒドロ体(ピロールの場合は2, 3-ジヒドロ体)の柔軟な合成法へと展開した。さらに環化体のヨウ素部位は多様性の増幅を可能とすることから、この方法論をCOX-2阻害薬であるvaldecoxibとその2, 5-ジヒドロ体の合成に適用し、その有用性を示すことができた。また本研究過程で、イソシアノフェニルアセタール類のタンデム型転位-カルボアルコキシ化を伴う新規ベンゾオキサゾール合成法を偶然見出した。1価のヨウ素試薬には「ヨード化能」と「酸化能」の2つの性質を併せ持つにも拘らず、従来のヨード環化反応では前者の特性のみに焦点を当て、後者の性質をも利用した反応については皆無であった。今回私は、5-endo-dig型のヨード環化反応を機軸とした新たなプロジェクトとして、ヒドラジン類を求核種とするヨード環化反応を通してヨウ素試薬の「酸化能」の制御が可能かについて検討した。その結果、I(coll)_2PF_6で処理すると2,5-ジヒドロピラゾールのみが得られるのに対し、NIS/BF_3・OEt_2組み合わせ条件で反応を行うとヨード環化反応と酸化的芳香化が一挙に進行したピラゾールが一方的に得られることを見出した(Org.Lett.2010,12,3506)。本ヨード環化反応は反応条件により酸化的芳香化を制御した初めての例である。また本手法は、共通の基質から2種の化合物を作り分けできる点で系統的合成の観点からも効率的である。そこで本コンセプトの適用範囲の拡張を狙い、ヒドロキシルアミン類を基質としてヨード環化反応を検討したところ、先と同条件にて2,5-ジヒドロイソキサゾール及びイソキサゾールを選択的に合成できることも明らかにした(J.Org.Chem.2011,76,3438)。なお本法はこれまでに報告例のない多置換2,5-ジヒドロイソキサゾール合成法の初めての例であり、今後の医薬品業界にまさに革新をもたらし得る。そこで本反応の更なる有用性を示すため、COX-2阻害薬valdecoxibとその2,5-ジヒドロ体の合成に応用し、これを実証した。今回私は、プロパルギルヒドラジド類を基質とするヨード環化反応を通してヨウ素試薬の「酸化能」の制御が可能であることを見出した(Org.Lett.2010,12,3506)。また本手法は、共通の基質から2種の化合物(ピラゾールとその2,5-ジヒドロ体)を作り分けできる点で系統的合成の観点からも効率的である。また、ヒドロキシルアミン類を基質とした場合においても、先と同条件にてイソキサゾールとその2,5-ジヒドロ体を選択的に合成できることも明らかにした(J.Org.Chem.2011,76,3438)。なお本法はこれまでに報告例のない多置換2,5-ジヒドロイソキサゾール合成法の初めての例であり、本反応をCOX-2阻害薬valdecoxibとその2,5-ジヒドロ体の合成に応用した。更に本コンセプトをプロパルギルグリシン類のヨード環化反応へと展開し、近年不斉有機触媒として注目されているプロリン誘導体の多様性に富む合成法を確立することに成功した。なお本反応はヨウ素試薬のリガンドを変えるのみで反応生成物を作り分けた初めての例であり、リガンド効果により1価のヨウ素

試薬の反応性をコントロールできることを指し示した興味深い知見とも言える(投稿準備中)。また本研究の遂行中、o-イソシアノフェニルアセタール類をLewis酸と塩基の組み合わせ条件で処理すると、転位-カルボアルコキシ化のタンデム反応が進行してベンゾオキサゾールが得られることを発見した(Org.Lett.2012,14,708)。