hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
神経軸索誘導における新しい受容体EVA-1の解析

線虫において神経軸索誘導因子であるSLT-1/Slitの新規の受容体、EVA-1(enhancer of ventral guidance-1)を同定したが、EVA-1はヒトのダウン症候群の責任領域に存在するC21orf63と相同性があり、ヒトにおいても重要な機能を担っている可能性がある。EVA-1は一回膜貫通型受容体で、細胞外にガラクトース結合領域が二つあり、細胞内にはS/Rの豊富な領域や、リン酸化チロシン結合領域(PTB domain)と結合することで知られるNPXYモチーフがある。SLT-1やSAX-3との結合を介して、AVM軸索誘導を行うのに必要な領域を同定する目的で、EVA-1細胞内領域、細胞外領域のモチーフを基にいろいろな領域の欠損変異体(遺伝子)を作成した。この遺伝子をEVA-1欠損変異株にインジェクション、レスキュー活性を指標に、どの領域がAVM神経軸索の誘導異常を是正するのに必要か調べた。その結果、SLT-1依存性のAVM神経軸索誘導には細胞内領域は必要ない、つまり、細胞外領域と膜貫通領域のみで十分であることが示唆された。そこで、さらに詳しい細胞外領域の検討を行うため、培養細胞を用いた生化学実験によりSLT-1もしくはSAX-3との結合を調べる目的で、変異体遺伝子を作成した。このとき、EVA-1のガラクトース結合領域の重要性も検討するため、SLT-1は培養細胞だけでなく、線虫にも発現させ、実際にSLT-1としての機能を持つタンパク質の発現を確認した。線虫において神経軸索誘導因子であるSLT-1/Slitの新規の受容体、EVA-1 (enhancer of ventral guidance-1)を同定したが、EVA-1はヒトのダウン症候群の責任領域に存在するC21orf63と相同性があり、ヒトにおいても重要な機能を担っている可能性がある。そこで、現在、さらに詳しい細胞外領域の検討を行っている。また、培養細胞を用いた生化学実験によりSLT-1もしくはSAX-3との結合を調べるため、その遺伝子を作成中。このとき、EVA-1のガラクトース結合領域の重要性も検討するため、SLT-1は培養細胞だけでなく、線虫にも発現、精製するための準備を進めている。
釉薬を中心とした陶磁器歴史資料の産地および製造技術に関する自然科学的研究

1.奈良平安時代の、主成分として鉛を含む緑釉陶器を対象に以下の研究を行い成果をあげた。(1)乾式で迅速かつ低ブランクで鉛を分離し表面電離型質量分析装置によって測定する「高周波加熱-鉛同位体比測定法」を新たに開発した。(2)この方法で緑釉部分の解析を行った結果、鉛の同位対比は統計的に同一の値を示し、また皇朝十二銭に含まれる鉛の数値とも一致した。すなわち、これらの鉛は単一の鉱山から採取され供給されていた可能性が高いことがわかった。(3)皇朝十二銭の原料の銅を供給していた山口県美袮群美東町の長登銅山では、鉛精錬の遺跡、遺物も検出されている。ここで出土した鉛塊、鉛精錬スラグの鉛同位対比を測定したところ、緑釉、皇朝十二銭のそれと一致し、ここが原料鉛の供給地であった可能性が高いことがわかった。古代歴史資料の原料鉱山が特定された例はこれまでほとんどない。2.江戸時代の施釉陶器(唐津、美濃、瀬戸)を対象に以下の研究を行い成果をあげた。(1)瀬戸・美濃焼と唐津焼の胎土が、主成分元素(Si,Al,K,Feなど)でグル-ピングできることがわかった。(2)「美濃唐津」(唐津焼に似せて作った美濃焼)の胎土は、鉄の濃度のみが唐津焼の範囲に入り、カリウムなど他の主成分元素は美濃焼の範囲にはいることがわかった。色調を唐津焼に似せるために鉄分を多くしているものと考えられる。(3)灰釉系、長石釉を対象に3地域における釉薬の成分の違いを検討し、Fe,Ca,Kの濃度に顕著な相違を見出した。以上の測定はX線マイクロアナライザー付走査型電子顕微鏡によって実施した。(4)色彩輝度計によって、それぞれ鉄、銅を発色の要因とする、鉄釉および緑釉の分析を行い、発色要因元素濃度と色彩分析の顕色系の表色値であるL^*a^*b^*の数値との間に相関を認めた。また、光電子分光分析装置により、前者では3価の鉄、後者は2価の銅が発色を担っていることがわかった。奈良時代の鉛釉陶器、江戸時代の施釉陶器(唐津焼、美濃焼、瀬戸焼)等についてX線CTスキャナー、元素分布分析装置、X線マイクロアナライザー付走査型電子顕微鏡などを用いて主として物性および主成分元素組成の分析を試み、これらの手法の有用性について検討を加えた。また、色彩輝度計によって、釉薬の色を数値化し、元素組成との関係を解析した。その結果、1.X線CTにより陶器片の非破壊迅速分析を行い、この方法が資料の密度の違いや内部の気孔の分布など、焼成温度や製作技法の解析に有用であることを見出した。2.元素分布分析装置によって釉薬における元素の分布について非破壊で分析を行い、この方法が、各色に応じた元素の種類や部位による配合の違いなど、製作技法や産地による相違の解析に有用であることがわかった。また、X線マイクロアナライザー付走査型電子顕微鏡および色彩輝度計を用いた解析によって以下のことを見出した。3.それぞれの陶磁器において釉薬と胎土の組成の違いが検出された。

これは軟化温度の違いなど、製作技術を反映していることがわかった。4.江戸時代施釉陶器については、主成分元素組成において地域による特徴が表れていることがわかった。5.江戸時代施釉陶器の色彩分析の結果、肉眼観察によって分けられた釉薬の種類ごとにグル-ピングすることができた。この結果により、釉薬の色を分析科学的に解析することが可能であることがわかった。6.今年度測定した資料では、釉薬は、アメ釉、黒釉、黄唐津など鉄が発色の要因となるものと、織部、緑釉、鈞窯釉など銅が発色の要因となるものがあり、発色要因元素濃度と色彩分析の顕色系の表色値であるL^*a^*b^*の数値との間には相関関係が認められた。なお、これらの研究成果の一部について、「第18回文化財の保存および修復に関する国際研究集会」(1994年10月・国立教育会館)などで報告を行った。1.平成6年度に引き続き、江戸時代の施釉陶器(瀬戸、美濃、唐津)についてX線CTスキャナー、元素分布分析装置、X線マイクロアナライザー付走査型電子顕微鏡などを用いて主として物性および主成分元素組成の分析を行った。その結果、A)瀬戸・美濃焼と唐津焼の胎土が、主成分元素(ケイ素、アルミニウム、カリウム、鉄など)でグル-ピングできることがわかった。B)「美濃唐津」(唐津焼に似せてつくった美濃焼)の胎土はカリウムなど、他の主成分元素は瀬戸・美濃焼の領域にあり、鉄の濃度のみが唐津焼の範囲に入ることがわかった。これは、美濃焼の胎土を用い、色調を唐津焼に似せるために鉄を添加しているものと考えられる。C)灰釉系および長石釉を対象に瀬戸焼、美濃焼、唐津焼における釉薬の成分の違いを検討した結果、鉄、カルシウム、カリウムの濃度が3地域で顕著に異なっていることがわかった。2.鉄釉(アメ釉、黒アメ、黄釉)および緑釉について光電子分光分析装置によって発色元素および価数を分析した。前者では3価の鉄、後者は2価の銅が発色を担っていることがわかった。3.鉛同位体比の新しい迅速測定法「高周波加熱-鉛同位体比測定法」を開発した。これは乾式で迅速(15分間)かつ低ブランクで鉛を分離し、測定することができる方法である。4.表面電離型質量分析装置を用い、上記の鉛同位体比測定法によって奈良平安時代の緑釉陶器の釉薬の解析を行った。これまでの測定結果からは、奈良平安時代の緑釉の原料の鉛は、単一の鉱山から採取され供給されていた可能性が考えられることがわかった。この原料鉛については、皇朝十二銭との関連性が考えられるので、今後検討を行う予定である。1.奈良平安時代の、主成分として鉛を含む緑釉陶器を対象に以下の研究を行い成果をあげた。(1)乾式で迅速かつ低ブランクで鉛を分離し表面電離型質量分析装置によって測定する「高周波加熱-鉛同位体比測定法」を新たに開発した。(2)この方法で緑釉部分の解析を行った結果、鉛の同位体比は統計的に同一の値を示し、また皇朝十二銭に含まれる鉛の数値とも一致した。すなわち、これらの鉛は単一の鉱山から採取され供給されていた可能性が高いことがわかった。(3)皇朝十二銭の原料の銅を供給していた山口県美弥郡美東町の長登銅山では、鉛精練の遺跡、遺物も検出されている。ここで出土した鉛塊、鉛精練スラグの鉛同位体比を測定したところ、緑釉、皇朝十二銭のそれと一致し、ここが原料鉛の供給地であった可能性が高いことがわかった。古代歴史資料の原料鉱山が特定された例はこれまでほとんどない。2.江戸時代の施釉陶器(唐津、美濃、瀬戸)を対象に以下の研究を行い成果をあげた。(1)瀬戸・美濃焼と唐津焼の胎土が、主成分元素(Si,Al,K,Feなど)でグル-ピングできることがわかった。
二酸化炭素による芳香族化合物の直接カルボキシル化 -その機構と応用-

申請者は,CO_2をLewis酸で活性化し,有機化合物へ親電子的に固定化する方法について研究しており,AlBr_3の存在下,トルエンのCO_2によるカルボキシル化が,過剰量のMe_3SiXの添加により著しく促進されることを見出している。本研究の目的は,本反応の反応機構を検証し,その原理を抽出して新しい高度分子変換法へ展開することであり,今年度は,下記の成果を得た。1.トルエンのCO_2によるカルボキシル化におけるシリル化剤の反応促進効果は,シリル化剤が活性種と考えられるCO_2とAlからなる錯体をよりいっそう活性化するためであることが昨年度の研究により示唆されたが,このことがIRによる活性種の分析でも支持された。また,CO_2圧下,R_3SiClとAlBr_3を反応させて得た反応混合物を用いると,窒素下でもトルエンを30%程度の収率でカルボキシル化できることを見出した。2. N-上に置換基を有するピロール類およびインドール類が,Me_2AlClの存在下に,CO_2で容易にカルボキシル化できることを見出した。3. CO_2を選択的かつ強く活性化する金属錯体を設計することを最終的な目標として,種々のモノおよびビスチアカリックス[4]アレーン類を合成し,チタンとの錯形成能を評価した。4.ケイ素上に種々の置換基を有するシリルアミンR_3SiNR'_2とAlCl_3を用いて,N-メチルピロール,N-メチルインドールを良好な収率でシリル化できることを見出した。また,シリルクロリドR_3SiClをAlCl_3,^iPr_2EtNとともに用いると,シリルアミンを用いた場合に比べて収率が向上した。5.班員間共同研究により,1,1'-ビナフタレン-2,2'-ジカルボン酸の誘電率制御分割に成功した。1.種々のハロゲン化シランを用いて,トルエンのカルボキシル化を行った。その結果,活性化効果はハロゲン化シラン上の置換基により大きく変化し,アルキル基よりもアリール基が良く,Ph_3SiClでは1当量の添加で,ほぼ定量的に反応が進行することがわかった。また,シリルアミンを添加剤とする反応,(p-CH_3C_6H_4)Ph_3Siを基質とする反応の結果から,本反応は,Lewis酸によるタンデム型Friedel-Craftsシリル化-炭酸化の機構ではなく,シリル化剤がLewis酸として作用して活性種と考えられるCO_2-Al錯体をよりいっそう活性化し,一段階で炭酸化が進行していることが示唆された。また,ハロゲン化シランの回収実験や^1H NMRによる分析から,用いたハロゲン化シランは反応によって消費されるのではなく,触媒的に作用していることがわかった。今後さらに,錯体のキャラクタリゼーションにより反応機構を明確にし,新しい反応へ展開していきたい。2.シリルアミンとAlBr_3の組み合わせで,N-メチルインドールのFriedel-Craftsシリル化が起こることを見出した。3.チアカリックス[4]アレーンをベースとしCO_2の二つのカルボニル基に同時に二点配位できるようにデザインした四核Ti(IV)錯体を調製するために,二つのモノアミノチアカリックス[4]アレーンをアミノ基で連結したビスチアカリックス[4]アレーン類の合成法を確立した。

また,シリルクロリドR_3SiClをAlCl_3,^iPr_2EtNとともに用いると,シリルアミンを用いた場合に比べて収率が向上した。5.班員間共同研究により,1,1'-ビナフタレン-2,2'-ジカルボン酸の誘電率制御分割に成功した。
金属銅ナノ粒子－シリカガラス被覆複合体の電気・熱伝導特性の研究

一般に、熱伝導と電気伝導はどちらも物質中の電子の移動に起因するため、高い熱伝導性と絶縁性を両立させることは難しい。そこで、金属と酸化物との複合化により絶縁性を維持しつつ良好な熱伝導性を有する材料として、申請者は、シリカ被覆金属銅ナノ粒子を提案した。このシリカ被覆金属銅ナノ粒子の実用化に向けて、本年度の研究では、反応浴組成を変化させたときの銅ナノ粒子の安定性やシリカ析出挙動を、混成電位測定と水晶振動子マイクロバランス(QCM)測定を用いることで電気化学的・速度論的考察に基づいて調査し、生成するシリカ被覆銅ナノ粒子の形態制御を試みた。これまでにも、金属ナノ粒子のシリカ被覆に関する報告は散見されるが、いずれも、金などの非常に安定な貴金属や酸化物ナノ粒子を被覆したものが多くを占めている。この理由としては、シリカ被膜の原料となるテトラエトキシシラン(TEOS)のゾル-ゲル反応において、均一な皮膜を生成させるためにアンモニアを用いるのが一般的であるため、アンモニアと錯体を形成して溶解してしまう銅のシリカ被覆は困難であったためである。また、金属ナノ粒子の安定性やシリカの析出速度を定量的に評価した例は少なく1本研究では、最適な浴組成を知るための評価方法も確立した。その後、作製したナノ複合体の物性評価法の確立へ向けての指針を得るため、TEOSに代表される4官能性シランに加えて3官能性シランを用いることにより、まずはバルク金属への均一なシリカ被覆を試み、その物性を評価した。
ネムリユスリカの乾燥耐性メカニズムの全容解明に向けたゲノムワイド・スクリーニング

エネルギーフリー長期安定保存技術の開発に向けて、ネムリユスリカの乾燥耐性能は長らく注目を浴びてきた。しかしながら、その乾燥耐性メカニズムの分子基盤は全く不明であった。そこで、申請者はネムリユスリカの乾燥耐性を司る因子を同定するため、検討を行った。私たちはまず、分子生物学実験の基本でもある、過剰発現系の構築を目指した。ネムリユスリカ細胞では、市販の恒常活性プロモーター(OpIE2プロモーターやCMVプロモーター)が全く機能しなかったので、私たち自身でプロモーターを構築する必要があった。そこで私たちは、ネムリユスリカで常に高発現している遺伝子、Pv.00443に着目し、この遺伝子のプロモーター領域を抽出した。その結果、1333bpの恒常活性プロモーター(121プロモーター)を同定でき、ネムリユスリカ細胞における外来遺伝子の過剰発現系を確立した。次に、このプロモーターを用いて、ネムリユスリカ細胞におけるゲノム編集技術の開発を行った。121プロモーターを用いることで、ネムリユスリカ細胞で機能的なCas9タンパク質を発現させることに成功した。また、CRISPR/Cas9システムを用いることで、任意のDNA配列をノックインすることに成功した。これにより、1ノックアウト細胞を樹立することと、2「乾燥耐性能を維持」しつつ「外来遺伝子を安定的に発現する」細胞を樹立することに成功した。以上より、ゲノムワイドスクリーニングの基盤となる技術を取得できた。ネムリユスリカ細胞において、CRISPR/Cas9システムを用いたゲノム編集技術の取得を予定通り終えた。この技術により、ゲノムワイドスクリーニングに必要な技術がそろったこととなり、おおむね予定通り研究が進んでいる。哺乳類細胞で行われているゲノムワイドスクリーニングの手法に従って研究を進めていく。まず、ゲノム編集の効率を上昇させた細胞株を作る。同時に、gRNAライブラリの作成を行い、ネムリユスリカ細胞に適したライブラリノックイン方法を構築する予定である。以上により、スクリーニングの精度を高め、少ない試行でも、候補遺伝子の探索を行い易くできる。その後、候補遺伝子のノックアウト細胞を構築する予定である。
大都市を対象とする震害逐次予測情報基本システムの実現

都市における地震時の被害危険度評価を事前に詳しく進めておくことは、地震防災計画立案に不可欠の資料を提供し、重要な根拠を与えるとの考えから、このための調査研究が地域行政体単位で多く実施されている。しかし、その基本となる被害予測の手法・実際手段には、既存のものは以下のような抜本的改善を要する問題を内蔵させている。すなわち、現存予測法のほとんどがその出発点を想定地震においているところから、発生時間を不特定のままに検討を進める以外になく、それにもとづく対策計画は種々の被害状況に対応したものでは到底ありえず、必然限定的にならざるを得ない。地震発生の瞬時に必要な情報を獲得・提供し、発生した地震の特徴を考慮した最適な対応指針を与えるベく防災計画がなされるためには、これら既往の予測法がもつ、地震発生時間不特定性の仮定を克服する手段の導入が積極的に攻究されるベきである。本研究はこれに応えるベく、大都市を対象とする震害予測情報システムの実現に向けて基本構想を展開し、かつ具体的に人口100万人程度の都市を想定したシステムの設計仕様を考察する。すなわち、地震襲来を時間原点として発生・変動する震害事象を、実地震動記録を入力情報とし、地域環境データおよび実時間震害データを媒介として的確に事前予測し、さらに予測される震害に応じた最適防災対策を選別し、視覚的に表現するAIシステムを構築・導入することで、地域(大都市)がもつ地震時危機管理機構への組み込みの方向を探ったものである。この目的達成のため3カ年計画で研究を行ってきた。本年は一応の最終年となっており、主にシステムの基幹部分の設計とシリーズ研究の総括を行った。すなわち、実地震動記録から地域内の地震動強さ分布を評価する手法・それにもとづく地域内震害予測手法の整理、直後対策の最適選別のための論理型(AI化)プログラミング手法にもとづくモデルを提示した。
〈同〉の哲学史の誕生:レヴィナス哲学史観の発生論的研究

平成24年度は交付申請書に記載した研究実施計画のうち(1-3)(1-5)および(2-1)(2-3)を遂行した。これによりレヴィナスによる西洋哲学批判には以下の二つの重なり合う焦点があることが明確になった(1)パルメニデス、プラトンから始まる「融即」の哲学の歴史。(2)特にその中でも近代哲学の前提する主体概念の「照明」構造。上記の二つの焦点は、レヴィナスが翻訳したフッサールの『デカルト的省察』とレヴィナスが聴講したハイデガー講義『哲学入門』における相互共存在をめぐる対立にその出発点がある。融即概念はハイデガーがこの講義で「前学的」な現存在の相互共存在を特徴づける際に訴える「マナ表象」に近いものである。レヴィナスは、社会性の存在論的基礎をこうした相互的な合一に置くことに対して強く反対し、またフッサールのように照明の構造を備えた「閉じた」モナドから出発することも拒否した。この批判はしかし外在的批判ではなく、そもそも融即状態とは何かについての現象学的な分析に支えられている。この分析がいわゆる「イリヤ」の概念であり、ハイデガーやフィンクの「像」論への批判もこうした背景から初めて理解される。レヴィナス自身の立場は、同僚のジャコブ・ゴルダンの影響下、マイモニデス以来の無限判断の論理に基づいている。レヴィナスは西洋哲学を〈同〉の哲学の歴史として大胆に批判していることはよく知られているが、それが前提とする「融即」概念がどのようなものなのか、正確な吟味はなされてこなかった。また非常によく知られた「イリヤ」概念がそうした批判的哲学史観とどのような関係にあるのかも余り論じられなかった。さらにはその出発点にあるフライブルク留学期の意義が、その後の思想展開に照らし合わせて推し量られることも稀であった。平成24年度の研究成果はこうした現状に対して大きな貢献ができたといえる。本研究の目的は193050年代におけるレヴィナスの哲学史観の発生を思想史的観点から解明することである。平成22年度はこの目的達成のための5つの予備的研究のうち、以下の2つを実施した。1.ブランシュヴィクの絶版著作収集および哲学史観の解明。2.ユダヤ教学研究所関連の思想家(コーヘン、ローゼンツヴァイク、ゴルダン)におけるユダヤ教と哲学的伝統の関係についての歴史哲学的考察。1.については、課題であった哲学的範疇としての「観念論」の役割の解明ができた。これによりレヴィナスにおける「観念論」概念の発生についても一定の見通しが得られたので、7月に計画通りトゥールーズの国際レヴィナス学会で成果を発表した。絶版になったブランシュヴィクの諸々の著作については、その後、8月末から7ヶ月に渡るフランス出張時に、ほぼ全てをそろえることができた。2.については、渡仏後、全イスラエル同盟図書館の協力を得て、ジャコブ・ゴルダンのアーカイブで未公開草稿などを調査することができた。この調査により、中世ユダヤ哲学に関する講義ノート、コーヘンに関する未発表論文、200頁近い未発表の著作、思想形成を跡づける上で大きな手がかりとなる膨大な読書ノートなどを閲覧し、大量に複写することができた。これに基づきゴルダンのマイモニデス解釈の同時代的な背景と、コーヘンからの影響、そしてそれに連動した哲学史解釈上の広大な狙いが明らかになった。この成果と今後の課題を論文にまとめた。平成23年度はこの目的達成のために研究計画で挙げた諸々の作業のうち以下の3点について実施した。1.レヴィナスにおけるブランシュヴィク受容の解明。2.ゴルダンにおける哲学史観とレヴィナスにおけるその受容。3.1928-29年のハイデガー講義へのレヴィナスの批判。1.平成22年度に取り組んだ、ブランシュヴィクの哲学史観の解明の結果、レヴィナスにおけるブランシュヴィク受容全般の解明の必要性が生じた。平成23年度は、レヴィナスにおいてブランシュヴィクが「西欧(哲学)」を体現する存在であり、かつ「西欧」が、「知性の宗教」および「社会正義実現への熱望」という点でユダヤ教に「合流」するという点を明らかにした。これによりレヴィナスにおける「西欧」理解の肯定的側面が解明された。2.平成22年度に入手した草稿を活用し、ゴルダンが描いた西欧哲学史観の再構成とレヴィナスにおけるその受容を明らかにした。ゴルダンはジルソンの「キリスト教哲学」概念に刺激をうけつつ、マイモニデス以来の「ユダヤ哲学」独自の論理を見出そうと努めていた。レヴィナスはこの論理を受け継ぎ、西欧哲学批判を遂行していることが判明した。3.『時間と他者』の終盤でレヴィナスがハイデガーの共存在を融即の一種として批判しているが、その意義は理解しにくい。レヴィナスがフライブルク留学時に出席したハイデガーの講義『哲学入門』を読み解くことで、共存在が存在の真理への融即である故に批判されていることが解明された。また、この講義の内容がすでに戦後早い時期からフランスで知られていたことも判明した。

これによりレヴィナスによる西洋哲学批判には以下の二つの重なり合う焦点があることが明確になった(1)パルメニデス、プラトンから始まる「融即」の哲学の歴史。(2)特にその中でも近代哲学の前提する主体概念の「照明」構造。上記の二つの焦点は、レヴィナスが翻訳したフッサールの『デカルト的省察』とレヴィナスが聴講したハイデガー講義『哲学入門』における相互共存在をめぐる対立にその出発点がある。融即概念はハイデガーがこの講義で「前学的」な現存在の相互共存在を特徴づける際に訴える「マナ表象」に近いものである。レヴィナスは、社会性の存在論的基礎をこうした相互的な合一に置くことに対して強く反対し、またフッサールのように照明の構造を備えた「閉じた」モナドから出発することも拒否した。この批判はしかし外在的批判ではなく、そもそも融即状態とは何かについての現象学的な分析に支えられている。この分析がいわゆる「イリヤ」の概念であり、ハイデガーやフィンクの「像」論への批判もこうした背景から初めて理解される。レヴィナス自身の立場は、同僚のジャコブ・ゴルダンの影響下、マイモニデス以来の無限判断の論理に基づいている。レヴィナスは西洋哲学を〈同〉の哲学の歴史として大胆に批判していることはよく知られているが、それが前提とする「融即」概念がどのようなものなのか、正確な吟味はなされてこなかった。また非常によく知られた「イリヤ」概念がそうした批判的哲学史観とどのような関係にあるのかも余り論じられなかった。さらにはその出発点にあるフライブルク留学期の意義が、その後の思想展開に照らし合わせて推し量られることも稀であった。平成24年度の研究成果はこうした現状に対して大きな貢献ができたといえる。当初の予定では平成23年度中に1920-30年代の現象学における像(Bild)論と1930-40年代フランスにおけるヘーゲル・ハイデガー受容を研究する予定だったが、十分に扱えなかった。しかし、平成24年度に扱うはずの「融即」概念の解明がハイデガーの講義との関連で予想以上に進み、さらにレヴィナスの「西欧」理解の肯定的側面が判明したため、全体としてはおおむね順調に進展しているといえる。レヴィナスにおける「西欧哲学批判の発生」を解明するための課題として、その「西欧」概念、およびその批判の基盤となるべき「ユダヤ哲学」の論理はこれまでのところかなり明らかになった。今後は、「西欧哲学」批判の核心にある主体概念がどのようなものであるのか、次の2点を中心に明らかにする。(1)1920-30年代現象学における像概念、とりわけオイゲン・フィンクのそれと、メルヒェンやハイデガーにおけるそれは、主体の根本能力として想像(力)を批判するレヴィナスの論理の意義を明確にするはずである。(2)フランスにおけるハイデガー受容と平行してなされたヘーゲル受容もまた主体の根本能力としてのpouvoir-etre概念を重要視している。平成24年度はとりわけこの2点の解明に注力する。その成果を踏まえた上で、もう一度融即概念批判に戻り、その哲学史的射程と西欧哲学批判としての意義をより明確にする。これにより、<同>による<他>の還元という哲学史観の発生の全体像が解明される。
発癌二大シグナル伝達経路を標的とした食品成分による分子標的癌予防法の開発

細胞増殖を亢進するリン酸化シグナル伝達経路、MEK-ERK経路とPI3K-Akt経路は多くの癌細胞において異常亢進がみとめられている。近年、マウス発癌モデルによる研究から、これらの経路の異常亢進が発癌を促進することが示唆され、癌治療のみならず、癌予防においても重要な分子標的として注目されている。そこで、このシグナル伝達経路を食品成分により阻害し、癌細胞の増殖を抑制することを試みた。まず、キャベツやブロッコリー等のアブラナ科野菜に含まれるブラシニンに注目し、ヒト大腸癌細胞HT -29に対しPI3K-Akt経路を阻害することにより細胞増殖を抑制すること、及びその分子メカニズムを解析した。また、MEK-ERK経路阻害効果等が報告されているクルクミンの半量体であり、ショウガ等の含有成分であるデヒドロジンゲロンの、ヒト大腸癌細胞に対する増殖抑制効果を見出し、それには細胞内における活性酸素種(ROS)の蓄積が関与していることが判明した。また、ヒト子宮体癌HEC-1A細胞において、PI3K-Akt経路阻害剤とヒストンデアセチラーゼ阻害剤の併用が有効であることを明らかにした。ウコン等の含有成分であるクルクミンは高い抗酸化性をもち、抗癌性物質として期待され、MEK-ERK経路阻害効果など、多数の研究報告がある。一方で、その半量体の構造をしており、ショウガ等の含有成分であるデヒドロジンゲロンについてはほとんど知られていない。本年度はデヒドロジンゲロンの細胞増殖抑制効果を解析し、報告した。デヒドロジンゲロンはヒト大腸癌HT-29細胞に対し濃度依存的に増殖抑制効果を発揮した。フローサイトメトリー解析により、デヒドロジンゲロンで処理された細胞はG2/M期停止及びアポトーシスが誘導されていることが判明した。またp21の発現誘導、及び活性酸素種(ROS)の細胞内蓄積が観察された。異性体間での細胞増殖抑制効果と細胞内ROS蓄積との間には正の相関関係があったことから、デヒドロジンゲロンによる細胞増殖抑制効果には、細胞内ROS蓄積が関与している可能性が考えられた。また、ヒト子宮体癌HEC-1A細胞においては、PI3K-Akt経路阻害剤とMEK-ERK経路阻害剤の併用はあまり効果がなく、PI3K-Akt経路阻害剤とヒストンデアセチラーゼ阻害剤(HDACI)の併用が有効であることを示した。そこで、PI3K-Akt経路阻害効果が知られているローズマリー等のハーブ類に含まれる成分カルノソールと、HDACIとして知られる食品成分である酪酸の併用を試みたところ、併用により細胞生存率の低下とアポトーシスの増強がみられた。しかし、大腸癌の細胞に対しては現在のところ有意なアポトーシス増強を観察できていない。現在大腸癌細胞を用いたMEK-ERK経路阻害性食品成分とPI3K-Akt経路阻害性食品成分の併用実験を数種類の食品成分で検討中である。細胞増殖を亢進するリン酸化シグナル伝達経路、MEK-ERK経路とPI3K-Akt経路は多くの癌細胞において異常亢進がみとめられ、癌治療における重要な分子標的として注目されている。近年、マウス発癌モデルによる研究から、これらの経路の異常亢進が発癌を促進することが示唆された(Nature Med.16:665, 2010)。本研究は、癌予防効果が期待される食品成分をこの両シグナル伝達経路の抑制能という観点から見直し、その分子機構の解明と合理的な適用により、食品成分による科学的根拠に立脚した効果的な癌予防法の確立を目指す。本年度はキャベツやブロッコリー等のアブラナ科野菜に含まれるブラシニンが、ヒト大腸癌細胞HT-29に対しPI3K-Akt経路を阻害することにより細胞増殖を抑制することを見出し、報告した。細胞周期を解析すると、G1期停止が誘導されることが判明した。このときCDK阻害因子であるp21、p27の発現上昇がみとめられ、これらをsiRNAでノックダウンするとブラシニンの細胞周期停止効果が抑制された。またp21、p27の発現上昇がPI3K-Akt経路依存的であり、Aktの恒常的活性化変異体の導入によってもブラシニンの細胞周期停止効果が抑制されたことなどから、ブラシニンはPI3K-Akt経路を阻害することによりCDK阻害因子を誘導し、G1期停止を起こすことで細胞増殖を抑制すると考えられた。

また、MEK-ERK経路の阻害効果等が報告されているクルクミンの半量体であり、ショウガ等に含まれるデヒドロジンゲロンについて細胞増殖抑制効果を見出した。他にも、いくつかのPI3K-Akt経路やMEK-ERK経路を阻害する食品成分(ローズマリー含有成分など)に対し、併用することで細胞増殖抑制効果を増強させる食品成分を見出し、その分子メカニズムについて現在解析を行っている。ブラシニンがPI3K-AKT経路を阻害することで細胞増殖を抑制すること、複数のPI3K-AKT経路やMEK-ERK経路を阻害する食品成分について、これらの細胞増殖抑制効果を増強できる食品成分の組合せを見出せたこと等を考えれば、1年目の進展状況としては概ね順調ではないかと考えている。しかしながら、増殖抑制効果の増強が見出せた組合せについて、PI3K-AKT経路またはMEK-ERK経路阻害の細胞増殖抑制効果に対する影響の強さについては、まだ評価が不十分である。食品成分はマルチファンクショナルな活性を有している場合が多く、様々な経路に対して影響を及ぼしていると考えられるため、PI3K-AKT経路やMEK-ERK経路とは別の経路の関与が強く、それらが複合的に細胞増殖抑制効果を高めている可能性も考えられる。今後は個々の食品成分の性質に応じて調べるべき項目を精査し、柔軟な対応を行わなうことが、併用効果に関する真の分子メカニズムを解明する上で必要なことだと感じている。このような状況をふまえて、PI3K-AKT経路とMEK-ERK経路阻害の両経路をそれぞれ食品成分により阻害することにより、細胞増殖抑制効果を増強させる組合せの探索も継続していきたい。癌細胞の増殖抑制能について食品成分の併用効果が十分にみとめられる組合せを見出せたことは大いに意義があると考えている。既に細胞増殖抑制効果を増強することがみとめられた組合せに関しては、今後も分子的解析を継続し、メカニズムを判明したいと考えている。特に、併用効果の原因としてのPI3K-AKT経路やMEK-ERK経路の意義について検証していきたい。そこで、今後はPI3K-AKT経路やMEK-ERK経路に対する特異的阻害剤を用い、細胞がどのようなレスポンス(細胞周期停止、アポトーシス、調節因子の発現変化など)をするのかを明らかにした上で、それらの挙動を食品成分を作用させた場合と比較検討していく。この手法は、PI3K-AKT経路とMEK-ERK経路阻害の両経路が阻害されたことにより、細胞増殖抑制効果を増強させる食品成分の組合せの探索にも活かせるはずである。また、既に併用効果が確認され、分子メカニズムがある程度判明した組合せに関しては、動物実験を行い、in vivoでの効果を検証していきたい。分子細胞生物学的解析に必要な細胞培養用培地、牛胎児血清や抗生物質類に加え、各種特異的阻害剤や遺伝子導入に必要な試薬類、ウエスタンブロッティングに用いる抗体や検出試薬を購入する予定である。また先述したように動物実験も予定しているので、マウスやその飼料、また併用条件検討に必要な量の食品成分についても購入する計画である。
C型肝炎ウイルス(HCV)NS5BのRNA合成活性と炎症応答の修飾

HCVの持続感染の遮断が肝がん発症のリスクを低下させると期待される。HCVは宿主とは異なるRNA複製過程があり、RNA複製酵素であるNS5BはHCV複製遮断の有力な標的である。HCV複製の阻止を目標に、HCV複製酵素NS5Bの構造と機能の検討と、NS5Bの宿主の炎症応答経路への影響の検討を行った。我々は、集約的な及び1残基のアラニン置換変異を系統的に導入し、NS5Bの諸機能を解析した。その結果1)NS5BのRNA依存RNA合成(RdRP)活性に必須である5アミノ酸残基を新たに特定した(Hepatology,in press)。2)NS5BのRdRP活性には、鋳型結合能は要求せず、鋳型/primer結合能を要求した。Y276が鋳型/primerに必須なアミノ酸残基として特定された。3)活性中心より離れたRdRP活性に必須2残基が、NS5Bのhomomericな相互作用に関わることを見い出し、各種の置換変異を用いてhomomericな作用がRdRP活性に必須で、この2残基は相互作用に直接関わる残基の可能性が強く示唆された。4)NS5Bの過剰発現系で炎症関連シス配列AP-1、NFkBの活性化を認めた。しかしアラニンスキャンでNS5Bの特定配列との相関が認められず、発現量によってNS5Bの転写活性化効果は変動した。NS5Bによる炎症関連遺伝子の修飾の可能性はあるが、感染時にHCVの他の蛋白が同時発現する条件で、NS5Bの微量発現が今回観察された効果が得られるか否かは今後の検討に残された。C型肝炎ウイルス(HCV)は(+)鎖RNAウイルスに属し、持続的感染による慢性肝炎がん死の原因となっている。HCV複製の遮断がHCV関連肝細胞がんの予防に寄与すると期待され、HCV複製を担うRNA依存RNA合成活性であるNS5Bの構造と機能の検討が急務であり、HCV蛋白による宿主の炎症応答の機構の解明が必要である。本年度の研究成果は、1)NS5BがAP-1及びNF-KBの活性化し、この活性化は核内の転写活性化やcoactivator能によるものではない。NS5Bの活性化は少なくともMAPキナーゼ系のシグナルの修飾であることが推定された。実験的にNS5B一過性過剰発現はERK1の活性化をもたらすが、JNK活性化は弱く、同時にJNK蛋白量の低下が観察される新しい知見をえた。それらの分子機構の検討を進めている。2)NS5Bのclustered ananine置換変異の体系的な作成により、NS5Bの30%以上の残基の置換変異を構築した。これらの置換変異蛋白を大腸菌系で発現・精製し、RdRP活性、RNA総合活性とNS5Aとの相互作用を検討し、更に一部の配列は1残基アラニン置換変異を構築した。その結果、RdRPに必要な5つのアミノ酸残基が新たに特定された。NS5Bの構造からみて、longer loopとthumbの外側にRdRP活性に必須な領域及びアミノ酸残基が配置されていることが見い出された(投稿中)。3)NS5Bに膜アンカーリングドメインとは独立した核小体移行配列(uncleolar targeting signal・NTS)の存在が示された。NTSは核小体成分とNS5Bの特異的な配列を反映したものであり、uncleolinがNS5Bと共に核膜周辺に共局在することを見い出した(投稿中)。NS5Bと核小体成分と共局在とNS5Bのトランス活性化効果との相互関連を検討中である。

HCVは宿主とは異なるRNA複製過程があり、RNA複製酵素であるNS5BはHCV複製遮断の有力な標的である。HCV複製の阻止を目標に、HCV複製酵素NS5Bの構造と機能の検討と、NS5Bの宿主の炎症応答経路への影響の検討を行った。我々は、集約的な及び1残基のアラニン置換変異を系統的に導入し、NS5Bの諸機能を解析した。その結果1.NS5BのRNA依存RNA合成(RdRP)活性に必須である5アミノ酸残基を新たに特定した(Hepatology,in press)。2.NS5BのRdRP活性には、鋳型結合能は要求せず、鋳型/primer結合能を要求した。Y276が鋳型/primerに必須なアミノ酸残基として特定された。3.活性中心より離れたRdRP活性に必須な2残基が、NS5Bのhomomericな相互作用に関わることを見いだし、各種の置換残基を用いてhomomericな作用がRdRP活性に必須で、この2残基は相互作用に直接関わる残基の可能性が強く示唆された。4.NS5Bの過剰発現系で炎症関連シス配列AP-1,NFkBの活性化を認めた。しかしアラニンスキャンでNS5Bの特定配列との相関が認められず、発現量によってNS5Bの転写活性化効果は変動した。NS5Bによる炎症関連遺伝子の修飾の可能性はあるが、感染時にHCVの他の蛋白が同時発現する条件で、NS5Bの微量発現が今回観察された効果が得られるか否かは今後の検討に残された。
1次元ナノチャンネル化による表面利用超イオン伝導性の発現

本萌芽研究では、イオン伝導体をナノサイズのチャンネルを持った酸化物(アルミナ)中に導入することにより、イオン伝導度の大幅な向上とそのメカニズムの理解を目指したものである。本研究により以下の点が明らかになった。(1)界面活性剤を鋳型として用いるゾル-ゲル法によりナノチャンネルアルミナを合成した。その際、用いる鋳型高分子の大きさ、形、合成条件の最適化により、チャンネルサイズを3nmから20nmまでの範囲でコントロールできた。合成されたメソ孔アルミナ中にリチウムイオン伝導体であるヨウ化リチウムを導入した。電気伝導度をインピーダンス法にて測定したところ、純ヨウ化リチウムと比較して伝導度の大幅な増加を観測した。(2)伝導度にはチャンネルサイズ依存性が見られ、チャンネル径を412nmまで変化させたところ、サイズの減少に伴って、伝導度が増加した。このことから、アルミナの表面電荷によってヨウ化リチウム中に生ずる空間電荷層が、ナノ構造により重なり合い、そこでの欠陥濃度が飛躍的に増加するという、ナノサイズ効果が発現することで、伝導度が向上した可能性が示唆された。(3)負極:リチウム金属、正極:ヨウ素、とし、本研究で作製した電解質を用いた一次電池を作製した。その起電力を測定したところ、ヨウ化リチウムの分解電圧(2.8V)と一致した。このことから、本研究で作製した電解質は、純粋なリチウムイオン伝導体であることが示唆された。また、リチウムイオンの拡散係数測定をNMR法により行ったところ、伝導度と拡散係数の間にアインシュタイン式の成立を確認した。超イオン伝導体を、従来にない新しい複合化プロセスにより性能向上させることを目的としている。本年度研究により以下の新しい知見を得た。ヨウ化リチウム-アルミナ複合リチウムイオン伝導体について、規則配列したナノチャンネル型アルミナを用いることで、従来知られている複合体よりも1桁以上イオン伝導度が向上した。ここで、界面活性剤のミセルを鋳型として用いるゾル-ゲル法により、規則配列細孔アルミナを合成した。界面活性剤のサイズ、および用いる非水性溶媒の量をコントロールすることにより、細孔サイズを320nmの範囲で制御することができた。その結果、チャンネル径が小さくなるほど伝導度が大きくなる傾向が観測された。これについて、界面での空間電荷層形成で説明できる可能性があることがわかった。この結果を、MRS年会で発表した。一方、サイズの大きなチャンネルについては、ヨウ化リチウムのチャンネル内充填のためには、複合体作成時の条件を工夫する必要があることが分かった。これについては、ヨウ化リチウム溶融時に外部圧力を加えることで実現できるものと考えている。一方、高分子を用いたマイクロカプセル化による単分散ナノ粒子の生成を目標として、同時蒸着法によるコバルトナノ粒子と高分子を含む複合膜をおよび複合微粒子を合成し、生成条件とその場委細構造および磁気特性への影響を明らかにした。この結果を投稿し、日本金属学会誌に掲載した。
非理想ランダム行列と量子グラフのエネルギー準位統計

量子カオス系のエネルギー準位統計の普遍性の起源を明らかにすることを目標に、半古典量子論にもとづいて、周期軌道和の方法による解析を行った。最近、連続力学系に対して、組み合わせ論的な手法を使って周期軌道和を評価することにより、エネルギー準位相関をダイアグラム展開の高次の項まで計算できることが知られるようになった。今年度の研究においては、この新しい方法による解析をさらに進展させることに成功した。すなわち、量子カオス系のエネルギー準位が磁場をパラメータとして連続的に運動する過程が、ランダム行列理論によって統計的に記述されることが確認された。具体的には、エネルギー準位相関の形状因子を半古典的ダイアグラム展開の方法により計算したところ、展開係数がすべてランダム行列理論の予言と一致することが明らかになった。さらに、量子カオス系が普遍性クラスの間を遷移する場合についても同様の解析を行い、ある組み合わせ論的な恒等式を仮定すれば、ランダム行列理論との一致が得られることがわかった。予想されるこの組み合わせ論的な恒等式は、代数学における表現論に関係していることが示唆されるため、その方向への研究を深めていくことが望まれる。また、非理想ランダム行列の振る舞いを明らかにするために、疎行列のレプリカ法にもとづく解析を行った。物理学や数理統計学への応用において重要な標本共分散行列を疎行列化したモデルに対し、有効媒質近似などのいくつかの近似法によって固有値密度を評価して比較を行った。特に、固有値分布の端領域における振る舞いを再現するための補正を行うことに成功した。レプリカ法と有効媒質近似にもとづく方法によれば、より現実的な複雑ネットワークの隣接行列を扱うこともできる。そこで、今回の研究において用いられた手法を適用することにより、ランダム行列理論の応用範囲をさらに広げることが可能になるであろう。これまでに蓄積された理想的なランダム行列についての知識を基礎に、非理想ランダム行列の理解を深め、特に、ランダム行列理論によって予言される普遍性の適用範囲を広げ、その限界を明らかにすることを目的として研究を行った。非理想ランダム行列の振る舞いを記述するモデルとして、直交多項式に関係したモデルが工夫されてきている。これらの変形されたモデルの例として、具体的には、離散化されたランダム行列の数理を考え、特に、置換(permutation)とそれに関連した非対称排他過程(asymmetric exclusion process)の研究を行った。置換は、エルミートランダム行列に対応することが知られているが、特に2乗して恒等置換になるものはinvolutionと呼ばれ、実対称ランダム行列に対応する。ランダム行列理論の方法を適用することにより、involutionの内部数列の相関関数の漸近形を評価した。さらに,置換と密接に関連した非平衡統計物理学のモデルとして、直線上を流れる多粒子系の非対称排他過程について考察した。これまで、特殊な初期条件に対する非対称排他過程をランダム行列に結び付ける等式が知られていたが、これを一般の初期条件に拡張すると、変形されたランダム行列アンサンブルが導かれることを示した。さらに、その結果を使って、流量分布の漸近形を評価することにも成功した。それに加えて、量子グラフの準位統計も考える予定であったが、最近、連続力学系の準位統計を扱う新しい半古典的な手法が知られるようになったので、これにならい、まずは連続力学系をモデルとする研究に着手した。当初は、量子グラフの方法を用いてこれを行う予定であった。しかし、最近、連続力学系に対して、組み合わせ論的な手法を使って周期軌道の対についての和を評価することにより、エネルギー準位間の相関を高次の項まで計算できることが知られるようになった。そこで、今年度の研究においては、この新しい方法を取り入れて解析を進めた。量子カオス系のエネルギー準位統計の普遍性は、ランダム行列理論にもとづく普遍性クラスに分類することによって理解されている。量子カオス系が普遍性クラスの間を遷移する場合について、磁場をパラメータとして連続的に遷移を記述する相関関数を計算したところ、行列のブラウン運動モデルにもとづくランダム行列理論の予言が再現されることが確かめられた。この組み合わせ論的な方法では、周期軌道の対を数え上げるために置換が使われており、半古典量子論と代数学における表現論との深い関係が示唆される。したがって、ランダム行列理論との対応を軸に、代数学における既知の結果との関係について、より研究を深めていくことが望まれる。また、非理想ランダム行列の振る舞いを明らかにするために、固有値分布のバンド端における局在状態の出現について考察した。レプリカ法にもとづく解析によって局在状態を再現するためには、有効媒質近似によるだけでは十分ではなく、これを補正する近似法が必要になるようである。

さらに、量子カオス系が普遍性クラスの間を遷移する場合についても同様の解析を行い、ある組み合わせ論的な恒等式を仮定すれば、ランダム行列理論との一致が得られることがわかった。予想されるこの組み合わせ論的な恒等式は、代数学における表現論に関係していることが示唆されるため、その方向への研究を深めていくことが望まれる。また、非理想ランダム行列の振る舞いを明らかにするために、疎行列のレプリカ法にもとづく解析を行った。物理学や数理統計学への応用において重要な標本共分散行列を疎行列化したモデルに対し、有効媒質近似などのいくつかの近似法によって固有値密度を評価して比較を行った。特に、固有値分布の端領域における振る舞いを再現するための補正を行うことに成功した。レプリカ法と有効媒質近似にもとづく方法によれば、より現実的な複雑ネットワークの隣接行列を扱うこともできる。そこで、今回の研究において用いられた手法を適用することにより、ランダム行列理論の応用範囲をさらに広げることが可能になるであろう。
単糖類を原料とする剛直・易分解性高分子の開発

単糖類類縁体の一つであるmyo-イノシトールを出発原料として用い、その6つのヒドロキシ基のうち2つを選択的にアルキル化することでテトラオールを合成し、これと1,4-シクロヘキサンジオンの重縮合反応を行った。この反応は1,2-ジオール構造とケトンの脱水縮合反応によるアセタール化を基盤としており、アセタール化によって生成した剛直な5,6,5-縮環構造およびスピロ構造からなる剛直高分子が得られた。得られた高分子は、主鎖の剛直性から高い耐熱性を示し、なおかつ酸の作用により主鎖分解性を示した。本研究の目的は、単糖類を原料として用い、剛直でありながら、必要に応じて容易にモノマーへと分解可能な高分子を開発することである。具体的には、(1)糖のジオール部位とケトンの反応による環状アセタールの合成を最適化し、(2)糖とジケトンの重縮合によって縮環系(糖由来の環+重合によって生成する環状アセタール)を主鎖にもつ高分子を合成し、(3)その剛直さが強度や耐熱性に与える影響をしらべ、(4)環状アセタール部位の酸加水分解によってモノマーへと戻すこと、の4つを達成することを目指している。昨年度の研究では、当初の計画のとおり、サブテーマ(1)およびサブテーマ(2)の一部を達成することができた。今年度の研究計画はサブテーマ(2)の継続・充実とサブテーマ(3)の達成を目指した。その結果、それらを達成することができた。以下、その概要を記述する。サブテーマ(2)では、単糖の一種であるmyo-イノシトールを出発原料に、その6つの水酸基の位置選択的な化学修飾により、数種類のテトラオール型モノマーを合成し、そのジケトンとの重縮合によって剛直なスピロ環状アセタール骨格をもつ高分子を合成することができた。これらの構造や分子量についてはマトリックス支援レーザー脱離イオン化法を用いた飛行時間型質量分析によって詳細な情報を得た。また、昨年度研究では分子量1000程度のオリゴマーが得られていたが、重合条件の最適化により分子量20006000程度まで伸長させることに成功した。サブテーマ(3)では、得られたスピロ環状ポリアセタールの熱重量分析および示差走査熱量分析をおこなうことでその耐熱性を評価した。その結果、熱分解による5%重量減少温度はおよそ300度、ガラス転位点は150度と高い耐熱性を示し、剛直な主鎖構造がこれら耐熱性に寄与していることが示唆された。今年度の研究では、当初の研究計画どおり、上記の4つのサブテーマのうち(1)および(2)を達成できた。具体的にはガラクトースおよびイノシトールを、それらの水酸基の位置選択的な変換を行うことでテトラオール型モノマーへと誘導し、それらとシクロヘキサノンの反応によって条件の最適化を行うことができた。なお、ガラクトースとイノシトールそのものをモノマーとして用いるアセタール化反応も試みたが、多数の水酸基が存在するために多くの位置異性体が生成し、これを高分子合成へと展開した場合、主鎖中に多くの異性体構造をもつ規則性に乏しい高分子が得られることが予想されたため上記のようなモノマー構造の設計を施した。さらに、シクロヘキサノンとの反応で最適化された条件を用い、ガラクトースおよびイノシトールから誘導したモノマーとシクロヘキサンジオンの重縮合反応を行うことで、剛直なスピロ環状アセタール骨格をもつ高分子の合成に成功した。本研究の目的は、単糖類を原料として用い、剛直でありながら必要に応じて容易にモノマーへと分解可能な高分子を開発することである。具体的には(1)糖のジオール部位とケトンの反応による環状アセタールの合成を最適化し、(2)糖とジケトンの重縮合によって縮環系(糖由来の環+重合によって生成する環状アセタール)を主鎖にもつ高分子を合成し、(3)その剛直さが強度や耐熱性に与える影響をしらべ、(4)環状アセタール部位の酸加水分解によってモノマーへと戻すこと、の4つを達成することを目指した。

前年度までの研究で、単糖の一種であるmyo-イノシトールを位置選択的にアルキル化することでテトラオールを合成し、そのアセタール化条件を最適化することができた(=サブテーマ(1))。これにもとづいて、ジケトンとの重縮合による剛直な縮環系およびスピロ骨格をもつ高分子を合成することができた(=サブテーマ(2))。また、得られた高分子が高い耐熱性(たとえばガラス転移点150度)を示すことも明らかにした(=サブテーマ(3))。最終年度ではサブテーマ(4)、すなわち主鎖にアセタール骨格をもつ剛直高分子の酸加水分解について検討した。高分子に対して水の存在下、種々の酸を作用させたところ、速やかに加水分解が進行し、MALDI-TOF質量分析によって分子量の低下を観察することができた。また、IR分析によりケトンの吸収が増大したことからも、加水分解の進行が明らかになった。このような加水分解のみならず、モノケトン、たとえばシクロヘキサノンの存在下で高分子に対して酸を作用させた場合にも、速やかなアセタール交換反応の進行によって高分子主鎖が切断されることが明らかになった。以上の研究遂行により、「剛直で耐熱性に優れ、しかも酸によって容易に分解可能な高分子を単糖類を原料に開発する」という当初の研究目的を達成することができた。高分子合成化学糖のアセタール化を用いた剛直なスピロ環状かつ縮環系骨格をもつ高分子の合成、という研究目的に対して、(1)単糖、特にイノシトールを原料として種々のテトラオール型モノマーを合成し、(2)それらとジケトンの重縮合によって複数のポリスピロアセタールの合成に成功、(3)それらが高い耐熱性をもつことを明らかにした。この研究の進捗は当初研究計画通りであり、また今年度達成目標として設定した「剛直なスピロ環状骨格かつ縮環系骨格をもつ高分子を複数合成し、それらの耐熱性を明らかにする」を達成できていることから、本研究はおおむね順調に進展していると判断できる。糖のアセタール化を用いた剛直なスピロ環状かつ縮環系骨格をもつ高分子の合成、という研究目的に対して、(1)まず糖そのもののアセタール化を検討してその問題点を明らかにし、(2)それを解決すべく適切な糖誘導体の設計と合成を行い、(3)糖誘導体のアセタール化の条件を見出し、さらには(4)これを高分子合成へと展開することで剛直なスピロ環状骨格をもつ高分子を得ることに成功した。この研究の進捗は当初研究計画通りであり、また今年度達成目標として設定した「剛直なスピロ環状骨格かつ縮環系骨格をもつ高分子の合成」を達成できていることから、本研究はおおむね順調に進展していると判断できる。24年度および25年度研究において、単糖の一種であるイノシトールを原料とすることで剛直なスピロ骨格をもつ高分子(ポリスピロアセタール)を合成し、その高い耐熱性を明らかにすることが出来た(サブテーマ(1)-(3))。本年度研究では、当初の研究計画どおり、得られたポリスピロアセタールの酸性条件下における加水分解挙動を検討する(サブテーマ(4))。条件の最適化により、元のモノマーへの速やかな加水分解を目指し、ポリスピロアセタールの易分解性高分子としての応用、たとえばレジスト材料としての応用を可能にする基盤的な知見を得る。当初研究計画において、平成25年度では高分子合成のスケールアップを予定している。既に24年度の研究において小スケールでの高分子合成に成功していることから、これを徐々にスケールアップし、反応条件についてもさらに綿密に検討を行いながら、最終的には10グラム以上の高分子を得ることで目標を達成できると考えられる。また、平成25年度には、それまでに得られた剛直なスピロ