hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
授業における思考活動と言語活動を促すための数学eラーニングの活用

平成24年8月に公表された平成24年度全国学力学習状況調査結果における数学指導改善のポイント「事柄が成り立つ理由を,数学的な表現を用いて的確に説明する活動の充実」に関して,次の2つに着目し,授業を展開した.1.数学的な表現を用いて的確に説明する活動を実現するためのICT環境2. ICT学習端末の活用により的確に説明する活動はどのように促進されるかである.1.における「説明する活動」を展開する上で,生徒が演習問題などに関して不理解部分を理解し,教員はその問題に対する生徒の解法理解度を予め把握しておく必要がある.その解法理解度を測定するために簡単な問題演習を数学eラーニングシステム上で行った.演習以外は, web電子テキストやネット動画など,思考特性を考慮した教材を用意した.一方,対面授業におけるICT環境は,教員用の携帯端末とPC各1台とプロジェクタである.2.における活動は,教科書に掲載された問題や教員が作成した問題の解答,数学eラーニングの学習履歴を考慮し,学習者同士の解法を共有することから始める.共有の方法は,ペアワークと生徒解答のプロジェクタによる共有の2種類である.ペアワークは34分に区切り,その時間を利用し特徴的な解答を携帯情報端末で撮影しておく.撮影した解答をもとに,良い点や改善するポイントを生徒全員でディスカッションを中心に共有した.解答の共有においては,記述方法に生徒個々の思考特性が表れる.そのため,「数学的表現を用いた的確な説明」の共有において学習者が捉える「的確さ」の差異が顕在化した.以上のように教え手の思考特性を板書しそれを写す授業とは異なった,学習者一人ひとりの思考特性の違いと解法の差異を顕在化させるディスカッションを中心とした授業実践により,前年度の旧来型授業では苦手と思い込んでいた生徒においても教科に関して好意性をもつ生徒も出現し一定の成果を得た.平成24年8月に公表された平成24年度全国学力学習状況調査結果における数学指導改善のポイント「事柄が成り立つ理由を,数学的な表現を用いて的確に説明する活動の充実」に関して,次の2つに着目し,授業を展開した.1.数学的な表現を用いて的確に説明する活動を実現するためのICT環境2. ICT学習端末の活用により的確に説明する活動はどのように促進されるかである.1.における「説明する活動」を展開する上で,生徒が演習問題などに関して不理解部分を理解し,教員はその問題に対する生徒の解法理解度を予め把握しておく必要がある.その解法理解度を測定するために簡単な問題演習を数学eラーニングシステム上で行った.演習以外は, web電子テキストやネット動画など,思考特性を考慮した教材を用意した.一方,対面授業におけるICT環境は,教員用の携帯端末とPC各1台とプロジェクタである.2.における活動は,教科書に掲載された問題や教員が作成した問題の解答,数学eラーニングの学習履歴を考慮し,学習者同士の解法を共有することから始める.共有の方法は,ペアワークと生徒解答のプロジェクタによる共有の2種類である.ペアワークは34分に区切り,その時間を利用し特徴的な解答を携帯情報端末で撮影しておく.撮影した解答をもとに,良い点や改善するポイントを生徒全員でディスカッションを中心に共有した.解答の共有においては,記述方法に生徒個々の思考特性が表れる.そのため,「数学的表現を用いた的確な説明」の共有において学習者が捉える「的確さ」の差異が顕在化した.以上のように教え手の思考特性を板書しそれを写す授業とは異なった,学習者一人ひとりの思考特性の違いと解法の差異を顕在化させるディスカッションを中心とした授業実践により,前年度の旧来型授業では苦手と思い込んでいた生徒においても教科に関して好意性をもつ生徒も出現し一定の成果を得た.
計算量の理論-下界の証明・計算量の正確な決定・最適アルゴリズムの一意性の問題

今年度得られた結果のいくつかを以下の簡潔に述べる。1.否定数限定回路でのmergingのcomplexityをかなり正確に決定することに成功した:2つの長さnのソートされた0,1列をマージするa個のNOT gateとAND,OR gateよりなる最小の回路のサイズは、a【less than or equal】log_2nのときΘ(nlog_2n/2^a)であることを示すことができた。2. DNF式にたいして効率的PAC(Probably Approximately Correct)学習が可能かどうかという問題は、計算論学習理論における最重要な未解決問題のひとつである。この問題についてのあるアプローチの可能性と限界にてついての結果を得た:長さがmのmonomialで、ターゲットであるDNF式との相関があるものを弱学習することとboostingよってDNF式の学習を達成しようとするとき、mがn^<1/2>より小さい場合は、弱学習が不可能であり、n^<1/2>くらいまで大きくとると可能であることを示した。3. Broder他がSTOC98で発表したMIn-wise independent permutation familyについて、その仕事で未解決問題として残されていたもののいくつかにたいしてそのようなfamily sizeにたいして上界・下界を示すことができた。今年度得られた結果のいくつかを以下に簡潔に述べる。2.グラフにおける到達可能性判定問題の領域計算量について、グラフのpath widthが定数の場合、この問題が決定性対数領域で解けることを示すことに成功した。これまで決定性対数領域で解けることが知られていたグラフは無閉路的なもの(つまり森)だけであった。3.ブール関数のsensitivityとcertificate complexityについていくつかの関係を示し、変数の数が7以下の場合について、senseitivityとcertificate complexityのとりうる組について完全に決定づけることができた。
ゲージ理論と3次元多様体の不変量

共形場理論の可換化という長年の懸案についてほぼ満足のいく結果が得られた。SU(2)共形場理論をリーマン面の分岐被覆空間の族を考えることにより、U(1)理論に帰着させることが出来、とくにニフォーマル・ブロックとよばれる階数2の非可換テ-タ関数を古典的なリーマン・テ-タ関数で表示することが出来た。とくに重要なことは、共形場理論で中心的役割をはたす射影平坦接続を初等的に従来よりわかり易い形で導くことに成功したことである。射影平坦接続は従来知られていたリーマン・テ-タ関数の熱方程式からの帰結として得られ、そのホロノミー表現が大変わかり易い形になっている。これらのことは3次元多様体のWictten不変量の性質の解明に大変役に立ち、その古典極限について従来よりなされていた予想の証明に向けて一歩前進したと考えている。
C型慢性肝炎のDAAs治療における脂質変化とPCSK9および酸化LDLの役割

C型肝炎に対する経口の直接作用型抗ウイルス剤(DAAs: direct acting antivirals)治療は、治療期間が短く、副作用が少なく、高いウイルス学的著効(SVR)が得られる。一方で、DAAs治療では、LDL-C上昇を伴う脂質代謝異常等の新たな問題も明らかになりつつある。本研究では、C型慢性肝炎のDAAs治療における脂質プロファイルとLDL受容体分解蛋白質であるPCSK9の関係と、動脈硬化促進および心血管イベントリスクに対する関わりを明らかにすることが目的である。まず、今年度は、当院でDAAs治療を受けSVRに至ったC型慢性肝炎133例と健常人32例を対象とし、脂質とPCSK9を測定し比較検討した。治療前患者のLDL-C(C型慢性肝炎vs.健常人:62 vs. 90 mg/dL)およびPCSK9(同:152 vs. 186 mg/dL)は健常人より有意に低かった(P<0.01)。また、ウイルス排除に伴い、apoBとapoC2の上昇を伴っていた。これらの成果は第115回日本内科学会講演会で報告した(城下智,他.日本内科学会雑誌.2018.107:239)。さらに、DAAs治療時代におけるALT値が正常なC型慢性肝炎(PNALT:HCV carriers with persistently normal ALT)の臨床的特徴について、871例について検討を加えた。PNALTは病態非進展例が多かったが、血小板数の観点から4割は線維化進展が示唆された。SVR率には差はなく、C型肝炎の完全制御を目指す観点からPNALTは良い治療適応であると考えられた。これらの成果は第54回日本肝臓学会総会で報告した(城下智,他.肝臓.2018,59:A383)。実臨床におけるDAAs治療効果と脂質変動について明らかにした。これらの結果については、投稿準備中である。脂質の量的変化が明らかになったため、今後は質的な変化について明らかにしていく段階であると考えられる。DAAs治療時代におけるC型慢性肝炎患者の特徴を明らかにしていく必要がある。特に、DAAs治療の実臨床においては、ALT値が正常なC型慢性肝炎(PNALT:HCV carriers with persistently normal ALT)患者も多数治療を受けており、これら症例の臨床的特徴を明らかにするとともに、脂質変動についても検討していく。また、脂質変動がもたらす臨床的アウトカムを検討し、特に、脂質の質的な変化についても考察を加えていく。本年度施行した、PCSK9のELISA法の測定が安価に行えたため。次年度の研究計画を予算通りに行うことに加えて、消耗品購入の次年度使用額にあてることとする。
超効率的嫌気廃水処理を誘導する微生物電子共生系の解明

本研究の目的は、(1)モデル微生物として分離株Desulfovibrio sp. HK-II株の細胞外電子授受機構の解明、および(2)蓄電バイオミネラルを電子授受の場として構成される電気的微生物共生系における代謝プロセスの影響である。(1)電子授受機構の解明の為に、コントロール条件として、乳酸を電子供与体、硫酸を電子受容体とする硫酸還元条件下では、HK-II株は乳酸を酢酸に変換する不完全型酸化を行なう事が明らかとなった。次に、乳酸を電子供与体、電極を電子受容体とする微生物燃料電池(MFC)条件下では、電流生産に伴う乳酸の減少と一時的な酢酸の蓄積が見られるものの、最終的に酢酸は完全に消費されることが明らかとなった。この予想外の結果は、HK-II株が電極を電子受容体とする場合において、細胞内の代謝を大きく変換する事を示しており、微生物の代謝を電気的に制御可能である事も示唆している。一方で、負極電位を+0.3 Vに設定した場合では、硫酸還元条件と同様に酢酸が蓄積した事から、HK-II株の酢酸利用には細胞外電子授受反応が関与している事が改めて示された。最適な負電極電位の検討を実施したものの、固定負極電位条件下では酢酸が蓄積するため、極特異電位で反応が生じているのか、あるいは全く別の要因なのか現時点では不明である。(2)HK-II株が生産する蓄電性バイオミネラル(RBM)を用い、また、汽水湖底泥を接種源、電子供与体として乳酸を添加し、半回分培養により嫌気微生物集積培養を実施している。RBM無添加系をコントロールとした。現在、継代培養10代目であり、RBM添加系において乳酸消費速度が速いことが示された。PCR-DGGEに基づく微生物群集構造のMDS解析結果から、両系では異なる微生物群集構造の形成が示された。本結果は、RBMを電子授受の場とした微生物電子共生系の形成を示唆している。(1)計画では、HK-II株の細胞外電子伝達機構解明に向けて、適切な培養条件下でHK-II株を培養し、回収した細胞を用いてトランスクリプトーム解析を行なう予定である。H30年度において、予想外のことにHK-II株は細胞外電子伝達条件下で代謝を劇的に変化させる事を発見した。更に、負極電位を固定しないMFC条件下で培養する方が、この代謝変化を再現できることも明確になった。このように、予想外の新発見を踏まえより適切な培養条件を確定できている。細胞外電子伝達機構解明の解明おいて、HK-II株の遺伝子組み換え技術は、今後必須になると予想される。HK-II株の薬剤耐性能については、その抗生物質の種類と最小阻害濃度域の決定もできており、H31年度に向けた足掛りは得られたと判断している。(2)RBMを介した嫌気微生物生態系の構築は順調に進められており、今後も集積培養を続ける事で微生物電子共生系の形成が可能になると期待される。また、研究計画にも挙げている嫌気廃水処理の向上についても、RBM添加系の方がより高い活性を示す傾向にある事から、順調に進展していると判断される。以上、研究全体の進捗状況から、おおむね順調に進展していると判断される。(1)H30年度までに、より適切な培養条件およびHK-II株の特徴的な代謝反応を把握できた。この事を受けて、負極電位を固定しないMFC条件下でHK-II株を培養し、時系列的に有機酸および電流密度を測定し、細胞外電子伝達活性を発揮していると予想される時点で細胞回収を実施する。速やかにRNAの抽出を行ない、トランスクリプトーム解析を実施し、硫酸還元条件下の代謝と比較し細胞外電子授受機構およびそれに伴うと予想される代謝の切り替わり機構へのアプローチを行なう。なお、HK-II株のゲノムアノテーションは、H30年度時点で終了している。HH-II株の遺伝子組み換え技術として、プラスミドの利用は重要であるため、HK-II株が自前のプラスミドを持っているかどうかを、パルスフィールド電気泳動により確認する。もし無ければ、既存のプラスミドの導入をエレクトロポレーションにより試みる。あるいはCRISPR-Cas9の利用も検討する(新谷博士が担当)。(2)RBMを介した嫌気微生物生態系の構築を継続して実施し、有機酸濃度変化および微生物群集構造解析を実施する。また本培養系から、電極を電子供与体あるいは電子受容体として生育可能な微生物の分離を試みる。もし得られれば、ゲノム解析および細胞外電子授受機構の解析を、これまでの方法に準じて進めて行く。また、嫌気廃水処理の効率化に向けて、廃水処理槽の運転を続け廃水処理能力、余剰汚泥発生量および微生物群集構造について解析を進めて行く。

本研究の目的は、(1)モデル微生物として分離株Desulfovibrio sp. HK-II株の細胞外電子授受機構の解明、および(2)蓄電バイオミネラルを電子授受の場として構成される電気的微生物共生系における代謝プロセスの影響である。(1)電子授受機構の解明の為に、コントロール条件として、乳酸を電子供与体、硫酸を電子受容体とする硫酸還元条件下では、HK-II株は乳酸を酢酸に変換する不完全型酸化を行なう事が明らかとなった。次に、乳酸を電子供与体、電極を電子受容体とする微生物燃料電池(MFC)条件下では、電流生産に伴う乳酸の減少と一時的な酢酸の蓄積が見られるものの、最終的に酢酸は完全に消費されることが明らかとなった。この予想外の結果は、HK-II株が電極を電子受容体とする場合において、細胞内の代謝を大きく変換する事を示しており、微生物の代謝を電気的に制御可能である事も示唆している。一方で、負極電位を+0.3 Vに設定した場合では、硫酸還元条件と同様に酢酸が蓄積した事から、HK-II株の酢酸利用には細胞外電子授受反応が関与している事が改めて示された。最適な負電極電位の検討を実施したものの、固定負極電位条件下では酢酸が蓄積するため、極特異電位で反応が生じているのか、あるいは全く別の要因なのか現時点では不明である。(2)HK-II株が生産する蓄電性バイオミネラル(RBM)を用い、また、汽水湖底泥を接種源、電子供与体として乳酸を添加し、半回分培養により嫌気微生物集積培養を実施している。RBM無添加系をコントロールとした。現在、継代培養10代目であり、RBM添加系において乳酸消費速度が速いことが示された。PCR-DGGEに基づく微生物群集構造のMDS解析結果から、両系では異なる微生物群集構造の形成が示された。本結果は、RBMを電子授受の場とした微生物電子共生系の形成を示唆している。(1)計画では、HK-II株の細胞外電子伝達機構解明に向けて、適切な培養条件下でHK-II株を培養し、回収した細胞を用いてトランスクリプトーム解析を行なう予定である。H30年度において、予想外のことにHK-II株は細胞外電子伝達条件下で代謝を劇的に変化させる事を発見した。更に、負極電位を固定しないMFC条件下で培養する方が、この代謝変化を再現できることも明確になった。このように、予想外の新発見を踏まえより適切な培養条件を確定できている。細胞外電子伝達機構解明の解明おいて、HK-II株の遺伝子組み換え技術は、今後必須になると予想される。HK-II株の薬剤耐性能については、その抗生物質の種類と最小阻害濃度域の決定もできており、H31年度に向けた足掛りは得られたと判断している。(2)RBMを介した嫌気微生物生態系の構築は順調に進められており、今後も集積培養を続ける事で微生物電子共生系の形成が可能になると期待される。また、研究計画にも挙げている嫌気廃水処理の向上についても、RBM添加系の方がより高い活性を示す傾向にある事から、順調に進展していると判断される。以上、研究全体の進捗状況から、おおむね順調に進展していると判断される。
ゲノミック・インプリンティング遺伝子Peg3の機能解析

マウスPeg3遺伝子は父親から受け継いだアレルのみが発現するインプリンティング遺伝子である。この遺伝子はC2H2タイプのzincfinger proteinをコードし、マウスの母性行動や細胞のがん化、アポトーシスなどに重要な働きを持っている。マウスPeg3をbaitとして用い、酵母のGAL4タンパク質を用いたtwo hybrid systemによりPeg3と結合するタンパク質のスクリーニングを行った。スクリーニングには、特にマウスの母性行動やグリオーマにおけるPeg3の働きを明らかにしてゆくことを念頭に、マウス脳のcDNAライブラリーを用いた。その結果、それぞれのbaitについて4x10^6のクローンのスクリーニングから10の候補遺伝子を得ることが出来た。これらの候補遺伝子をFlag-tagとのfusion蛋白質として、myc-tagを付加したPeg3とともにHeLa細胞に強制発現させた。これらのうちの1クローンは抗tag抗体を用いてPeg3を免疫沈降した場合に共沈すること、結合蛋白の側のtagで免疫沈降してもPeg3が共沈することがWestern blottingによって確認されたことから、Peg3蛋白質に結合することが証明された。塩基配列の解析から、このクローンはほぼ全長の14-3-3遺伝子をコードしていることが明らかとなった。Peg3のアミノ酸配列の比較的N末側には14-3-3蛋白質に結合する蛋白質に共通するモチーフが存在しており、実際このモチーフの中で重要であると考えられているセリン残基をアラニンに変換した組み換え蛋白質を作成して免疫沈降の実験を行ったところ、Peg3の14-3-3 etaに対する結合能が失われたことから、14-3-3 etaとPeg3はこのモチーフを介して結合していることが明らかとなった。14-3-3以外の候補遺伝子に関してはHeLa細胞で強制発現させた場合に可溶性蛋白質として抽出することが困難であり種々の方法で細胞内での結合を確認する実験を試みたが、細胞内での結合を検証することは出来なかった。今年度はマウスPeg3をbaitとして用い、酵母のGAL4タンパク質を用いたtwo hybrid systemによりPeg3と結合するタンパク質のスクリーニングを行った。Peg3は全長1571アミノ酸からなる大きなタンパク質であることから、baitは全長を用いるものの他、N末側とC末側のそれぞれ約半分をbaitとするものの3種類を用意した。また、スクリーニングには、特にマウスの母性行動やグリオーマにおけるPeg3の働きを明らかにしてゆくことを念頭に、マウス脳のcDNAライブラリーを用いた。現在、これらの候補が実際に動物細胞内でPeg3タンパク質と相互作用しているか否かを確認するため、哺乳類の培養細胞内でこれら候補とPeg3を強制発現させ免疫沈降による共沈を指標に検定を行っている。さらに、Peg3とその結合タンパク質との相互作用がPeg3の細胞内局在に影響を与える可能性を考え、Peg3とGFPとのfusion proteinを発現するプラスミドを構築し、実際このfusion proteinが細胞の核に局在することを確認した。今後、得られたPeg3結合タンパク質とPeg3の細胞内局在もあわせて検討することを計画している。マウスPeg

3遺伝子は父親から受け継いだアレルのみが発現するインプリンティング遺伝子である。この遺伝子はC2H2タイプのzincfinger proteinをコードし、マウスの母性行動や細胞のがん化、アポトーシスなどに重要な働きを持っている。マウスPeg3をbaitとして用い、酵母のGAL4タンパク質を用いたtwo hybrid systemによりPeg3と結合するタンパク質のスクリーニングを行った。Peg3は全長1571アミノ酸からなる大きなタンパク質であることから、baitは全長を用いるものの他、N末側とC末側のそれぞれ約半分をbaitとするものの3種類を用意した。また、スクリーニングには、特にマウスの母性行動やグリオーマにおけるPeg3の働きを明らかにしてゆくことを念頭に、マウス脳のcDNAライブラリーを用いた。その結果、それぞれのbaitについて4x10^6のクローンのスクリーニングから10の候補遺伝子を得ることが出来た。これらの候補遺伝子をFlag-tagとのfusion蛋白質として、myc-tagを付加したPeg3とともにHeLa細胞に強制発現させた。これらのうちの1クローンは抗tag抗体を用いてPeg3を免疫沈降した場合に共沈すること、結合蛋白の側のtagで免疫沈降してもPeg3が共沈することがWestern blottingによって確認されたことから、Peg3蛋白質に結合することが証明された。塩基配列の解析から、このクローンはほぼ全長の14-3-3をコードしていることが明らかとなった。14-3-3以外の候補遺伝子に関してはHeLa細胞で強制発現させた場合に可溶性蛋白質として抽出することが困難であり種々の方法で細胞内での結合を確認する実験を行っているが、これまでのところ結合の確認は出来ていない。
欽定憲法史観の定着と政党政治擁護論の展開に関する研究

政党政治家による政党政治擁護論は、通常、民主政治先進諸国の理論・事例を援用してその正統性を訴えるものだと考えられている。しかし近代日本に於いては、政党政治を敵視する藩閥政府を説得しながら、国民の信頼をかちとるために、政党政治家は「政党政治は明治天皇がつくった欽定憲法の趣旨に適うものである」との論法も併用していた。この傾向は「憲政の神様」と称揚された尾崎行雄に顕著に表れる。政党政治家は欽定憲法史観の普及に寄与したのである。本研究は、欽定憲法史観の定着と流布に、政党政治家による政党政治擁護論が深く関係していたことを論証することを目的とする。現時点での仮説を述べれば、政党政治家は政府がつくった欽定憲法史観を横領して、政党政治の必然性を正当化する論理にすり替えたのである。憲法は公議輿論をうたった五箇条の御誓文の趣旨を実現するために天皇が欽定したものであり、公議輿論を発展させるとは議会政治・政党政治を発展させることに他ならない、故に政党政治は天皇の意思にかなう政治体制でありその発展に尽くすことは臣民の義務である、というものである。すなわち、政党政治家は自己を正当化するために欽定憲法史観の定着に加担してきたわけである。かかる意想はいつ頃から政党政治家の常套する論法となったか、定着に到る思想の紆余曲折はいかにあったか。本年度は鉄道国有化法案審議過程、および、第一次憲政擁護運動における政党政治家の憲法言説を調査した。第一次憲政擁護運動は、政党政治家が護憲勢力として振る舞うこととなった象徴的事例である。先行研究では西欧の立憲主義を移植する運動として位置づけられているが、犬養毅と尾崎行雄は、明治天皇の御霊を祀って運動の成功を報告している。ここでは五ヶ条の御誓文と憲法発布勅語が朗読されたのである。ここに欽定憲法史観と政党政治の蜜月関係が始まると見当をつけているのだが、今後も継続して検討する。本年度は、研究計画に従って下記の三点について調査した。1、政党政治家の論説を継続して収集した。2、政府側の動向の解明を行った。金子堅太郎・穂積八束らの言説を検討すると共に、教科書の調査によって、政府が如何なる憲法制定史観を国民に教えようとしたかを明らかにするためである。3、国体明徴派の欽定憲法観に直接連結する上杉慎吉の資料を収集し検討した。大正初期を主たる調査対象とした昨年度に比較して、本年度は大正中期から昭和初期に到る時期を主たる調査対象とし、政党政治擁護論と欽定憲法史観を結びつける、これまでの政党政治家の論法に対して、保守陣営から疑義が唱えられはじめる様相を解明した。本年度は、研究計画に従って、国体明徴派の欽定憲法観にかんする資料を収集し検討した。この検討により、これまで政党政治家が用いてきた政党政治擁護の論法が、そのまま、政党政治批判の根拠に転用されていることを確認できた。この確認作業を通して国体論についても知見を深めたことは収穫であった。

国立国会図書館蔵書で「国体」を題名に持つ資料を丹念に渉猟することで、国体論の変遷とその特質を明確に理解することが出来たからである。その成果を、2008年7月20目開催の第52回北海道教育大学史学会大会において、「国体と国民」と題して発表した。本研究の成果は平成21年度科学研究費補助金・若手研究(B)「昭和戦前期の憲法観の研究」(課題番号: 21720219)へと引き継がれる。
東アジアの発展モデル:経済と社会

本年度は二回の研究会を行い、書物出版のためのまとめをした。全体としての題は『アジア経済発展の社会的要因』とし各研究分担者がそれぞれ一章を執筆した。まず、小浪は『中国の経済発展と政治・社会発展ー枠組設定への試みー』と題する論文で後発国の政治・社会的発展を序説的に定式化した。次に安場は東アジア地域の急速な台頭に注意を喚起するとともに、発展の諸要因を分析して東アジアの将来を占った。そして東アジアの発展は開放政策によるところが大きいとしながらも、それだけでは全体の説明はできず、教育その他を通じての人的能力の向上が重要であると指摘した。また香西はアジアの所得分布が比較的平等であることを見出し、この特徴がどのような要因に基づくかを考察した。そして発展の初期条件としての農業の形態、経済発展のパターン、社会的要因の三者を析出した。南は自動車産業を手がかりにして中国工業の技術進歩率を測定した。そして結論的には技術進歩が遅いのは技術移転を吸収する『社会的能力』が欠けているためだとした。小野沢はアジアの発展途上国による海外直接投資が盛んに行われていることを指摘し、その背景・効果を分析した。これらの投資は零細かつ労働集約的であり、受入国の国情に適合しているというのが結論である。最後に猪口は日本のODAについての現地調査に基づく分析を行い、人間個人のレベルの不幸を救済するマンツーマン的な援助理念としてのBHN(人間の基本的なニーズ)に対応するものとしてそのような不幸を共同体的なレベルで救済するBSN(共同体的基本ニーズ)型援助の問題と可能性について考察した。
マイクロチップ上での遺伝子導入と1細胞追跡を用いた細胞初期化・分化の研究

マイクロチップ上での遺伝子導入技術を確立した。この技術の,精密なタイミングで細胞に遺伝子を導入するという特長を生かし,体細胞のiPS化と細胞周期の関係につき研究を行った。G1期には赤,S期-G2期-M期には緑に発光するFucciを導入したHela細胞を用いて,山中ファクターを導入したところ,S期M期で周期を停止する細胞が,山中因子を含まない場合に比べて有意に多く観察された。また,Oct3/4の抗体染色を行ったところ,約70%の細胞でGFPとOct3/4発現が一致しているという結果が得られた。これらの実験結果より,S期M期での細胞周期停止は山中因子の導入・発現により誘発されたものと思われる。本研究は,微細加工技術により製作したマイクロチップ上での遺伝子等導入技術と,チップ上での高感度測定技術の組み合わせにより,体細胞のiPS化・iPS細胞の分化を,細胞非侵襲的に1細胞レベルで経時追跡することにより,その過程,特に細胞周期との関連を可視化解析するとともに,履歴が明らかな細胞クローンを得ることにより,移植医療用細胞製剤として,あるいは創薬のスタンダードとしてのiPS細胞の応用展開を加速する新手法を開発することを目的として行った。本年度は,高収率の遺伝子導入・その後の長期培養・個々の細胞の追跡計測ができるようなオンチップエレクトロポレーションチップおよび顕微培養系の開発を行う事に加え,細胞周期依存的な蛍光色を発する細胞を用いて,細胞周期と遺伝子発現・初期化の関連について研究を行った。すなわち,山中因子とGFPプラスミドを混合し,HeLa/Fucci細胞に導入した細胞のタイムラプス観察を行った結果, S期M期で周期を停止する細胞が,山中因子を含まない場合に比べて有意に多く観察された。また,山中/GFPプラスミド導入細胞に対してOct3/4の抗体染色を行ったところ,約70%の細胞でGFP発現とOct3/4発現が一致しているという結果が得られた。これらの実験結果より, S期M期での細胞周期停止は山中因子の導入・発現により誘発されたものであるらしいと分かった。本研究は,マイクロチップ上での遺伝子等導入技術と,高感度測定技術の組み合わせにより,体細胞のiPS化を,細胞非侵襲的に1細胞レベルで経時追跡することにより,その過程の細胞周期との関連を可視化解析するとともに,履歴が明らかな細胞クローンを得る新手法を開発することを目的として行った。まず,直径3μm間隔20μmのオリフィスシートを微細加工技術により作製,細胞を播種,細胞がオリフィスシート表面に十分に接着するまでインキュベータ内で培養した。これにより,付着したほぼすべての細胞の核の下に,少なくとも1つのオリフィスがあるような状況が実現できる。ここにパルス電圧を与えると,電気泳動によりプラスミドが核に直接送り込まれる。Hela細胞およびTIG細胞を用いて,GFPプラスミドを導入したところ,いずれにおいても1.5時間程度後から発現が見られることを確認した。次に,細胞周期依存的な蛍光色を発する細胞(HeLa/Fucci細胞)を用いて,細胞周期と遺伝子発現・初期化の関連について研究を行った。GFPプラスミドは, Fucciが緑色のタイミング(S期からG2期)とFucciが赤色のタイミング(G1期)の両者でほとんどが発現をし,Fucciが赤色のタイミング(G1期)での発現は希であった。次に,山中因子/GFPプラスミドを用いて遺伝子導入を行ったところ,S期M期で周期を停止する細胞が,山中因子を含まない場合に比べて有意に多く観察された。また, Oct3/4の抗体染色を行ったところ,約70%の細胞でGFP発現とOct3/4発現が一致しているという結果が得られた。これらの結果は,タイミングを制御して遺伝子を導入し,その後を経時的に観察できる,我々の手法があって始めて得られる知見である。バイオナノテクノロジーオンチップエレクトロポレーションチップについては,実験室レベルでの量産が可能になった。顕微培養系については,数日間の細胞のトレース観察が可能になった。細胞初期化・分化の観察に関しては,初期化に用いる4種類の山中因子が,S期M期での細胞周期の停止をもたらすことが判明した。初期化細胞は分裂・増殖を行うはずなので,この停止は一旦の停止であるが,S期M期においてエピジェネティックな変化をもたらすための待機であるとも考えられる。このような知見は,導入のタイミングが特定でき,1細胞で追跡できる,本手法においてのみ取得可能である。第2年度は,初年度に開発した装置を用いた細胞挙動の観察に重点を置く。

申請者らは,オンチップエレクトロポレーションでの山中ファクター導入により,初期化された小さい細胞塊を高頻度で観察しているが,そのうちの少数(1割以下)しか通常の大きさのコロニーに成長しない。これらをうまく培養することが可能になれば,iPS作製の効率が飛躍的に向上することが期待できる。本研究では,遺伝子を導入した細胞を,細胞1個レベルで追跡し,たとえば1・2・3週間後に免疫染色することにより,初期化の過程を可視化するとともに,その細胞周期との関連を解明する。さらに,このデバイスを用いて,初期化あるいは分化のファクターとなる遺伝子等を,タイミングを制御して逐次的に細胞内に導入する。ここで用いるオリフィスシートは,核径より小さい10μmピッチでオリフィスが稠密に配置されているため,シート上で移動するのが常である細胞に対しても2番目以降の遺伝子を導入することが期待される。さらに,初期化検出のための抗Nanog抗体等をもエレクトロポレーションにより細胞内に導入することも試みる。通常の免疫染色は細胞を殺す必要があるが,この手法がうまくいけば,細胞を生かしたまま細胞内を染色することが可能になる。端数であるので,次年度有効に使用する。消耗品90円。
心筋の生理的および病的状態におけるナトリウム・カルシウム交換機構の役割の解明

本研究ではNa^+/Ca^<2+>交換機構(NCX)の特異的阻害薬SEA0400を用いた薬理学的・電気生理学的手法に加え、細胞内動態の画像化法を組み合わせた総合的検討により、NCXの観点から心機能を包括的に理解することを目指した。申請者はこれまでにSEA0400を用いて、虚血-再灌流傷害時にNCXを介してCa^<2+>過負荷が生じ、ミトコンドリアの機能低下が起こることを明らかにした。そこで本年度の研究では虚血時に上昇した細胞質内Ca^<2+>がどのような経路によってミトコンドリアへ流入するのかを検討するため、単離心筋細胞の細胞膜を透過性にする技術によってミトコンドリア外液の環境を制御し、ミトコンドリア上のチャネルやトランスポーターの活性を画像化によって直接検出する系を構築した。この研究によって、1.虚血時ではミトコンドリア内にCa^<2+>が流入することによってミトコンドリアの膜電位が消失し、ATP合成能が低下すること2.ミトコンドリアでは正常時および虚血時ともにCa^<2+>ユニポーターを介してCa^<2+>が流入し、NCXを介してCa^<2+>が排出されることを見出した。またSEA0400はミトコンドリアNCXに直接影響を与えなかったことから、虚血時には細胞膜上のNCXを抑制することによって間接的にミトコンドリア内Ca^<2+>濃度上昇を抑制したと考えられた。すなわち心筋虚血-再灌流障害時にはミトコンドリア上のNCXに作用せずに、細胞膜上のNCXを選択的に抑制する薬物が心保護薬として有用であることが明らかになった。この結果は学会発表済みであり、さらに現在投稿論文を作成中である。
エチオピアをケースとするサブサハラアフリカでの飢餓環境保全及び食糧保障への農業科学技術の対処

本研究は、次年度にアフリカでの調査を念頭において、ある程度の農業科学・技術の移転と実用化にこれまでに成功をおさめているアジア諸国の諸要件を調査し、日本からの技術移転としてアジア諸国のケース研究を行った。一般的な農業科学技術を、ロープロファイルテクノロジーとして扱い、農業バイオテクノロジーやインフラストラクチャー依存型の農業科学技術をハイプロファイルテクノロジーとして、これらの適用現場と実用化成功例についてのそれぞれの要素の検討を行った。安全性や社会経済との係わりを、技術論に加えて検討した。ASEANの代表としてタイとマレーシア、そしてアジア全般として、インド及び中国の特定地域(経済特別区など)を対象として文献調査及び聞き取りを行った。平成16年2月に、生物多様性条約締約国会議がマレーシアで開催され、これを機会に分担して、効率的に聞き取りを行い、資料を収集した。これによって、先行して情報が集まったため、アフリカでの調査要件がある程度収束できたので、アフリカでの予備調査をやはり先行して企画実行した。ナイジェリア及びケニアにある国際農業研究機関を訪問し、サブサハラアフリカの現況を調査し、エチオピア現状との比較を予備的に行った。特に、農業技術について環境安全性のアセスメントを情報収集によって行い、情報が不足するものについては、上記国際機関の協力で、試料収集を行い、農薬や栽培法による残留物や他の産業からの廃棄物の影響を評価し、純粋に農業技術が、悪影響を環境や人体に影響を及ぼし、社会影響を及ぼさないかの指標情報を収集した。これらから次年度にエチオピアでの現地調査及び整理解析するための要件を選定する基盤ができた。
与えられた入出力系列対を許容する線形帰還シフトレジスタの合成

本研究は、本研究代表者が以前から行ってきた代数幾何符号の高速復号法の研究を発展させつつ、「与えられた入出力系列対を許容する線形帰還シフトレジスタの合成問題」を高速に解くアルゴリズムを確立することが最大の目的である。従来よく研究されてきた「与えられた系列を出力する線形帰還シフトレジスタの合成問題」は、代数的符号、特にReed-Solomon符号やBCH符号のような実用上も重要な誤り訂正符号、さらには、次世代誤り訂正符号として有望視されている代数幾何符号等の高速復号法と関係が深く、情報通信工学において重要な意味を有しているのに対し、本研究課題は、テプリッツ、および、ブロック・テプリッツ型の非同次連立1次方程式の高速解法に対応しており、拡張した問題を扱っている。これは、代数的符号の高速復号法と離れても、線形システムに対するWiener-Hoph方程式の高速解法として、それ自身、重要な意義を有する。本研究では、まず1次元入出力系列対の場合について、本問題を解く高速アルゴリズムを与え、実際に、その高速性を計算機シミュレーションにより確認した。このアルゴリズムの理論面については、2002年6月、スイスのLausanneにおいて開催されたISIT-2002(2002年IEEE国際情報理論Symposium)で発表した。次に、この結果を、Reed-Solomon符号やBCH符号のリスト復号の第2段階における有理関数体上での因数分解の高速解法に応用できることを明らかにした。さらに、多次元(2次元以上)の入出力系列対の場合にアルゴリズムを拡張し、それを代数幾何符号のリスト復号の第2段階における代数関数体上での因数分解の高速解法に応用可能であることを理論的に示した。これらの成果を、2002年6月末から7月初めに、安房鴨川と横浜において引き続き開催されたAEWIT-2003(2003年アジア・ヨーロッパ情報理論研究ワークショップ)、および、ISIT-2003(2003年IEEE国際情報理論Symposium)において発表した。当初、代数的誤り訂正符号のより高精度の復号という最終的な研究目標への前段階として、システム理論的な問題の形で本研究課題を設定したが、その目標にほぼ沿った形で、Reed-Solomon符号や代数幾何符号のリスト復号への応用が可能であることを明らかにした。また、関連する研究として、代数曲線符号の並列複号、複合誤り訂正符号についての成果を、電子情報通信学会論文誌に共著論文として出版した。

従来よく研究されてきた「与えられた系列を出力する線形帰還シフトレジスタの合成問題」は、代数的符号、特にReed-Solomon符号やBCH符号のような実用上も重要な誤り訂正符号、さらには、次世代誤り訂正符号として有望視されている代数幾何符号等の高速復号法と関係が深く、情報通信工学において重要な意味を有しているのに対し、本研究課題は、テプリッツ、および、ブロック・テプリッツ型の非同次連立1次方程式の高速解法に対応しており、拡張した問題を扱っている。これは、代数的符号の高速復号法と離れても、線形システムに対するWiener-Hoph方程式の高速解法として、それ自身、重要な意義を有する。本研究では、まず1次元入出力系列対の場合について、本問題を解く高速アルゴリズムを与え、実際に、その高速性を計算機シミュレーションにより確認した。このアルゴリズムの理論面については、2002年6月、スイスのLausanneにおいて開催されたISIT-2002(2002年IEEE国際情報理論Symposium)で発表した。その後の検討により、この結果は、Reed-Solomon符号やBCH符号のリスト復号の第2段階における有理関数体上での因数分解の高速解法に応用できることが明らかになった。さらに、多次元(2次元以上)の入出力系列対の場合にアルゴリズムを拡張し、それを代数幾何符号のリスト復号の第2段階における代数関数体上での因数分解の高速解法に応用することが可能であることを理論的に示した。これらの成果は、2002年6月、横浜において開催されるISIT-2003(2003年IEEE国際情報理論Symposium)で発表するべく、投稿したところである。当初、代数的誤り訂正符号の復号という最終的な研究目標への前段階として、システム理論的な問題の形で本研究課題を設定したが、やはり、窮境のゴールとして目指していたReed-Solomon符号や代数幾何符号のリスト復号への応用が可能であることをほぼ明らかにしつつある現状である。本研究は、本研究代表者が以前から行ってきた代数幾何符号の高速復号法の研究を発展させつつ、「与えられた入出力系列対を許容する線形帰還シフトレジスタの合成問題」を高速に解くアルゴリズムを確立することが最大の目的である。従来よく研究されてきた「与えられた系列を出力する線形帰還シフトレジスタの合成問題」は、代数的符号、特にReed-Solomon符号やBCH符号のような実用上も重要な誤り訂正符号、さらには、次世代誤り訂正符号として有望視されている代数幾何符号等の高速復号法と関係が深く、情報通信工学において重要な意味を有しているのに対し、本研究課題は、テプリッツ、および、ブロック・テプリッツ型の非同次連立1次方程式の高速解法に相応しており、拡張した問題を扱っている。次に、この結果を、Reed-Solomon符号やBCH符号のリスト復号の第2段階における有理関数体上での因数分解の高速解法に応用できることを明らかした。さらに、多次元(2次元以上)の入出力系列対の場合にアルゴリズムを拡張し、それを代数幾何符号のリスト復号の第2段階における代数関数体上での因数分解の高速解法に応用可能であることを理論的に示した。
チベットートランスヒマラヤ高山草原における生態系保全型放牧システムに関する研究

中国とインドにおいて、放牧方式の違いが高山草原生態系へ及ぼす影響について調査を行った。東チベット高原では、暖季放牧地が寒季放牧地よりも植物種数が多く、種数密度と地上部現存量は低かった。土壌成分は、2012年と2004年間に差はなかった。牧畜経営では、ヤクが財産から収入源への位置づけに移行する動きが見られた。また、クチグロナキウサギの生息密度と植生との関係について調査した。インドの遊牧民調査では、伝統的な放牧地利用方法により植生が保全されていることが示された。衛星画像解析では、植生は日射、気温、積雪日数等に左右され、経年的な劣化も示された。ヤク尾毛の同位体元素組成は地域と放牧方式等で異なった。放牧草食反芻動物種と放牧方式(遊牧・移牧)の違いが高山草原生態系へ及ぼす影響を明らかにすることを目的として、中国とインド国で以下の調査を行った。1.チベット高原における放牧動物種と放牧方式が高山草原生態系に及ぼす影響:中国青海省玉樹蔵族自治州玉樹県において、平成24年3月にヤクの放牧行動観察を行った。行動を2分間隔で記録し、排糞・排尿回数を記録した。採食行動観察でバイト数と歩数を記録し、GPSにより行動位置軌跡を記録した。牧畜農家経営調査を行い、家族構成・飼育家畜頭数・年間管理作業スケジュール・収入について聞き取りを行った。調査地域は記録的な大雪災害のため、ヤク数万頭が餓死した。実施予定だったヒツジの行動観察は、ヒツジを放牧すると採食できず餓死する恐れがあったため中止した。また、クチグロナキウサギの巣穴数調査も中止した。2.インド国ジャンムー・カシミール州における遊牧が高山草原生態系に及ぼす影響:平成24年2月にジャンムー地域において、遊牧民バックラワル族の冬営地3カ所で、経営調査を聞き取りにより行った。バックラワル族は小グループごとにヤギ30005000頭を管理し、全体では約2万頭を超えるヤギを飼育していることが明らかとなった。それぞれのグループごとに移動し、およそ180km離れたカシミールのダシガン国立公園で夏期の34ヶ月間を過ごす。その移動経路調査をジャンムーとカシミールで行った。40年ぶりの大雪のため通行できなかったジャンムーとカシミールの中間に位置する山塊を除く経路をGPSにより記録した。3.チベットートランスヒマラヤ高山草原植生の時空的変動:^<13>C分析用のヤクの尾毛を中国青海省玉樹蔵族自治州玉樹県と海北蔵族自治州門源回族自治県で採取した。ミュンヘン工科大学の協力で分析する。また、GPS測位により位置の確認できた調査地域のALOS観測画像解析を開始した。中国青海省とインド国ジャンムー・カシミール州で以下の調査研究を行った。I.チベット高原における放牧動物種と放牧方式が高山草原生態系に及ぼす影響:中国青海省玉樹蔵族自治州の玉樹県国営牧場が家畜伝染病発生により立入禁止となったため、調査地を変更し、玉樹州種畜牧場において8月に調査を行った。ヤクとヒツジの3日間連続24時間行動観察、GPS行動位置記録、採食行動(バイト数・歩数)観察、および反芻行動記録を行った。プロテクトケージ(5月設置)、コドラートおよびライントランセクト法により放牧地の植生調査を行った。また、牧畜民経営調査を2地域で行った。II.クチグロナキウサギの行動生態と草原生態系物質循環に及ぼす影響:同牧場で地形と植生の異なる3地点を選択し、クチグロナキウサギの巣穴近くに自動撮影装置を設置し、行動記録を連続3日間行った。また、50m×50mのコドラートを設置し、植生、巣穴数および裸地の調査を行った。III.インド国ジャンムー・カシミール州における遊牧が高山草原生態系に及ぼす影響:ラダックのツォ・カル湖周域からタンランラまでの区域で、チャンパ族の遊牧地14カ所にプロテクトケージを5月に設置した。8月下旬に植生調査を行い、また、チャンパ族から遊牧方式について聞き取り調査を行った。IV.チベットートランスヒマラヤ高山草原植生の時空的変動:ヤクの尾毛と飲水サンプル採取を、中国玉樹県および門源県(移牧方式と定牧方式)、およびインド国ジャンムー・カシミール州ラダックのツォ・カル湖周域で行った。これらのサンプルは、ミュンヘン工科大学( H. Schnyder教授)で、同位体元素(13C、15N、18O)分析を行った。

また、インドのダシガン国立公園内の放牧地について、MODIS衛星プロダクトによる10年間の植生、雪および蒸発散関連データを使用し、高山草地の環境解析・評価を行った。1.チベット高原における放牧動物種と放牧方式が高山草原生態系に及ぼす影響:8月に玉樹県国営牧場において、ヤク・ヒツジ24時間行動観察、GPS行動位置記録、全糞採取、採食行動(バイト数・歩数)観察,採食反芻行動記録を行った。コドラート法とライントランセクト法により、植生調査を行った。牧畜農家10戸で家族構成、家畜構成と頭数、放牧面積、放牧方式、年間作業体系などの聞き取り調査を行った。2.クチグロナキウサギの行動生態と草原生態系物質循環に及ぼす影響:クチグロナキウサギ巣穴入口に自動撮影装置を設置し、行動記録を行い、行動パターンの解析を行い、活動時間帯を明らかにした。巣穴形状調査を行い、掘り出す土壌量の推定を行った。巣穴密度の異なる10区域で植生調査と土壌調査を行った。中国調査で採取した糞、植物と土壌サンプルは農水大臣輸入許可を得て持ち帰り、糞と土壌の成分分析を行った。植物成分は今後分析予定である。3.インド国ジャンム・カシミール州における遊牧が高山草原生態系に及ぼす影響:ダシガン国立公園ヤギ・ヒツジ放牧地で植生調査を行った。遊牧経路のGPS記録と植生調査をムガールロード沿いで行い、移動経路を明らかにした。4.チベットートランスヒマラヤ高山草原植生の時空的変動:同位体元素(13C・18O)測定のため、ヤク尾毛、飲水サンプルを玉樹県国営牧場で採取した。また、インド国ジャンム・カシミール州ラダックでのヤク尾毛と飲水サンプル採取を依頼した。分析はミュンヘン工科大学H. Schnyder博士の協力により行う。植生調査結果に基づき,MODIS衛星画像解析を行った。インドも中国も、記録的な大雪のため、予定していた調査の一部を実施することができなかったが、全体としてはおおむね順調に進展している。25年度が最終年度であるため、記入しない。1.チベット高原南部における放牧動物種と放牧方式が高山草原生態系に及ぼす影響:中国調査地は、地震で破壊された道路修復が進んでおらず、車が通行できないために、移牧地まで行くことができなかった。また、4月に設置したプロテクトケージが子供のいたずらにより設置位置から動かされており、草地生産量の調査はできなかった。ヤクの糞は全量採取したが、ヒツジの糞の採取は正確にできなかった。2.インド国ジャンム・カシミール州における遊牧が高山草原生態系に及ぼす影響:インドは異常気象のため8月末までの雨季が9月にまでずれ込んで豪雨となり、川が増水して危険な状態となったため、ダシガン国立公園の予定の半分の区域の調査を終えた段階で下山した。3.チベットートランスヒマラヤ高山草原植生の時空的変動:2011年にALOSが機能停止したために、調査区域の現在の衛星画像解析が行えなくなった。インド調査地のMODISによる解析を進めている。中国調査地は今後解析を進める。平成24年度は8月に中国でヤクとヒツジの行動観察、植生調査、牧畜農家経営調査、クチグロナキウサギ生息環境調査、春と秋にヤク尾毛を採取し^<13>C分析を行う。インドでは、9月にダシガン国立公園内遊牧地域での放牧頭数調査、植生調査、移動経路調査を行う。調査許可を、ダシガン国立公園野生動物保護局長およびジャンムー・カシミール州畜産草地局長に依頼済みである。
短寿命11C放射性核種標識のためのsp３-sp３炭素間高速C－メチル化反応の開発

「高速C-[11C]メチル化反応」は,11CH3I使用のもと炭素ー炭素結合形成反応により短寿命放射性核種11Cを代謝安定な位置に標識できる新規標識合成法である。本研究では,最後に残されたsp3炭素間のクロスカップリング反応の実現に取り組み,薬剤分子構造において応用範囲が広いベンジル位およびアリル位炭素(sp3炭素)に11Cで標識できる新たなパラジウム触媒系を見いだした。本反応は実際のN-(4-[11C]エチルフェニル)プロピオンアミドの11C標識体の効率的合成にも適用された。本法の活用により,ヒトPETイメージング研究への適用をも念頭にした再現性が高く,品質の高いプローブが提供される。本研究では,短寿命放射性核種11Cを代謝安定な位置に標識できる「高速C-メチル化反応」の中で最後に残されたsp3炭素間のクロスカップリング反応の実現に取り組み,薬剤分子構造において応用範囲が広いベンジル位およびアリル位炭素(sp3炭素)に11Cで標識できる新たなパラジウム触媒系を見いだした。具体的には,ベンジルボロン酸ピナコールエステルを反応検討のための基本基質とし,非放射性条件において([ヨウ化メチル]/[基質] = 1:40),[Pd{P(tert-C4H9)3}2]/CsF/DMF/H2O系において80 °Cで5分間の加温により目的とするエチルベンゼンが88%の高収率で得られることがわかった(RSC Advancesに報告)。本触媒系では,収率は反応温度(60-120 °C)にしたがいベルシェープを描くことがわかった。加えて,PET条件に近似したときの反応([ヨウ化メチル]/[基質] = 1:200)では定量的に反応が進行し,本触媒系はPETプローブ合成に相応しいと判断された。このようなアルキル基間のクロスカップリング反応において有効であると考えられている大きなバイトアングルを持つ二座配位ホスフィンリガンドの使用や,鈴木ー宮浦反応を加速することで知られているTlOH塩基の使用では,本メチル化反応には加速効果を示さなかった(Int. J. Org. Chem.に報告)。上記の最適化された反応条件を電子供与性あるいは電子吸引性置換基を導入したベンジルおよびシンナミルボロン酸エステル誘導体に適用し(80-100%収率),sp3-sp3型高速Cーメチル化反応が適用される構造を拡張した。本反応は実際のN-(4- [11C]エチルフェニル)プロピオンアミドの合成にも適用され, HPLC分析収率90 ±1%,放射化学収率49 ±3%で目的の11C標識体が得られることがわかった。本研究では,最後に残されたsp3炭素間のクロスカップリング反応の実現に取り組み,薬剤分子構造において応用範囲が広いベンジル位およびアリル位炭素(sp3炭素)に11Cで標識できる新たなパラジウム触媒系([Pd{P(tert-C4H9)3}2]/CsF/DMF/H2O/5分間加温)を見いだした。非放射性条件において([ヨウ化メチル]/[基質] = 1:40),目的とするエチルベンゼンが反応温度依存的に高収率で得られることがわかった(80 °C, 88%)。なお,鈴木ー宮浦反応を加速することで知られているTlOH塩基の使用では,本メチル化反応は加速されず特別な効果が見られなかった。本反応は実際のN-(4- [11C]エチルフェニル)プロピオンアミドの合成にも適用され,HPLC分析収率90 ±1%で目的の11C標識体が得られることがわかった。さらに,エチル鎖を炭素骨格に含む医学・生物学的に重要な薬剤である,非ステロイド性の抗エストロゲン剤として知られているタモキシフェンの11C標識化に活用することにした。このタモキシフェンは,置換基が異なる四置換オレフィンであり,置換エチル基の末端メチルを11C標識候補位置とした。本目的に向け,Pd(II)錯体を介するヨウ化アリール内部アルキン,アリールボロン酸の3成分カップリング反応を機軸とする,対応する内部オレフィンボロン酸エステル標識前駆体の合成に取り組んだ。「高速C-[11C]メチル化反応」は、ヨウ化[11C]メチル使用のもと炭素ー[11C]炭素結合形成反応により短寿命放射性核種11Cを代謝安定な位置に標識できる新規標識法である。本研究では、最難関であるsp3炭素間の高速クロスカップリング反応の実現に取り組み、薬剤の分子構造において応用範囲が広いベンジル位およびシンナミル位の炭素(sp3炭素)に11Cを[11C]