hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
構造制御された酸化物ナノワイヤヘテロ構造体の創成と室温動作ナノデバイスへの展開

前年度までに確立した単一酸化物ナノワイヤ電気伝導測定系を用いて、SnO_2ナノワイヤをモデル材料として電気輸送特性を評価した。非接触マイクロ波電気伝導測定法との比較、及び種々の検討により、金属/n型酸化物ナノワイヤ界面に在する電荷注入障壁が酸化物ナノワイヤの電気物性に大きな影響を与えることを明らかにした。更に、この電荷注入障壁が表面ドライエッチングにより改善する事を見出した。これにより多種多様な酸化物ナノワイヤの本質的な単一電気輸送評価が可能となる。上記の界面効果を加味した測定系を構築し、MgO/Co_3O_4ナノワイヤの単一電気輸送特性を評価した。Co_3O_4はVO_2に歪効果を導入するために重要となるTiO_2層のwell-definedな成長の為のバッファ層である。評価手法として不揮発性抵抗変化現象に着目し、10nmスケールの制限ナノ領域において初めて不揮発性抵抗変化現象を実証した。更に、1億回の抵抗変化繰り返し耐性、及び10^4秒の抵抗保持時間を実証し、酸化物ナノワイヤ中における安定な不揮発性抵抗変化を確認した。駆動電流の劇的な低下(10^<-9>A)が観測され、消費電力1μWの超低消費電力不揮発性メモリデバイスを実証した。上記酸化物ナノワイヤ素子と外気との相互作用を利用して、酸化物ナノワイヤ中に形成された伝導パスの物理起源、及び抵抗変化機構がナノ空間における酸化還元反応・電子状態変化に起因する事を明らかにした。これら一連の結果は不揮発性抵抗変化現象の本質に迫る重要な物理的知見であり、well-definedなCo_3O_4層の形成を意味する結果である。これまでに構造制御が確立したMgO或いはSnO_2コアナノワイヤ上にレーザMBE法を用いて機能性酸化物シェル層(TiO_2)をin-situで堆積した。成長雰囲気(雰囲気温度、酸素分圧)、堆積時間・堆積速度を精密に制御することにより、原子層レベルで高度に規定された均一なシェル層の堆積に成功した。コアシェルヘテロナノワイヤ構造体の結晶成長メカニズムをX線回折や高分解能透過型電子顕微鏡分析を用いて多角的に評価した。上記の様に作製されたコアシェルヘテロナノワイヤの統計的な電気輸送特性をマイクロ波電気伝導測定法を用いて評価した。コアシェルヘテロ構造体作製における種々の条件(雰囲気温度・酸素分圧等)が、ヘテロ界面における相互原子拡散作用を介してヘテロナノワイヤの電気物性に大きな影響を与えることを明らかにした。上記コアシェルヘテロナノワイヤ構造体を有機溶媒中へと分散させた。超音波分散及び液中での分散状態を基板展開後の電子顕微鏡観察及び液中での動的光散乱測定により評価した結果、良分散状態を得るには極性指数を考慮した有機溶媒選定が不可欠であることを明らかにした。更に基板展開されたナノワイヤをナノ電極間に単一で架橋する電子線リングラフィー技術を習得した。これにより単一ナノワイヤにおける電気輸送特性の評価が可能となる。
農作業自動化のための三次元画像認識に関する研究

この研究は,三次元視覚センサを用いて農業ロボットに必要な視覚情報を得ようとするものである。イチゴ収穫ロボットを対象とした実験では,赤,緑,青の3色のレーザビームを走査し,距離画像とカラー画像を得るもの,近赤外レーザを走査して距離画像を得るととともにカラーカメラでカラー画像を得るものを用いた。トマトを対象とした実験では,赤と近赤外のレーザビームを走査して,赤熟トマトと茎葉等の認識を行った。農作業自動化のために必要な実用的性能をもつ高機能の三次元視覚センサの開発を行うとともに,得られた画像を処理して自動化に必要な情報を抽出する手法を確立することを目的としている。三次元視覚センサは,野外の太陽光や室内の蛍光灯等の影響を受けないこと, 1回の走査で,三次元画像とカラー画像が得られること,画素数は5万画素程度で,走査及び画像処理に要する時間は12秒程度とすること,ロボットアームに取り付けて使用できるよう小型・軽量とする。1.赤(R),緑(G),青(B)の三原色のレーザビームを1本に重ね合わせて対象物を走査する三次元視覚センサの試作を行った。レーザ投光部には,赤と青の半導体レーザと,緑のダイオード励起個体レーザを用いた。これらのレーザビームは,ダイクロイックミラーを用いて1本に重ね合わせたあと,水平・垂直に走査した。2.対象物からの反射光はレンズで一次元PSD(位置検出素子)に結像させた。PSDの受光電流には,太陽光などの外乱光成分が含まれており,レーザ光の成分のみを抽出するため,レーザ光を点滅させて点滅信号に同期させたロックイン増幅器により,各波長の受光電流成分に対応した受光電圧を得た。3.PSDの2つのアノード(1と2)の受光電流からそれぞれ3原色の信号を抽出した。その信号より(R_1+R_2),(G_1+G_2)及び(B_1+B_2)の演算(サフィックスはアノード番号)を行い,これらを赤,緑,青とするカラー画像を得た。距離の計算は,両アノードの受光電圧の比,すなわち(R_1+G_1++B_1)と(R_2+G_2+B_2)の比から三角測量方式で行った。4.強力な太陽光下でも走査できるよう,外乱光の影響を受けにくい迷光除去型のPSDを用いた。それでも強い太陽光下では外乱光の影響を若干受けたため,赤外光を遮断するコールドフィルタを用い,外乱光の影響を取り除いた。5.画像認識実験は,トマト,夏ミカンなどを対象に,収穫などに必要な情報の抽出を試みた。実験の結果,人間の視覚に近いカラー画像と三次元画像を得ることができ,トマトの赤熟果実や夏ミカンの黄色い果実だけでなく,緑の茎葉,茶系統の果樹の樹皮の色も得られることを確認した。6.この三次元視覚センサは,カラー画像と三次元画像が同時に得られる特徴があるため,高設栽培のイチゴ収穫ロボットなどに適していると考えられた。1.前年度に試作した3波長式三次元視覚センサを用いて、基礎実験を行うとともにイチゴ認識を試みた。この三次元視覚センサは、赤、緑、青のレーザビームを重ね合わせて走査し対象からの反射光をPSD(位置検出素子)で受けるものである。画素数は5万画素、1画面の走査に要する時間は2.4秒である。2.基礎実験の結果、三次元画像(距離画像)の距離精度は、対象までの距離が400mmの場合で標準偏差5mm程度であった。距離画像以外に、赤色、緑色、青色の各レーザの反射光により赤色画像、緑色画像、青色画像が得られた。イチゴを走査した結果、これらの画像から、赤熟果実、白熟果実、緑果実の判別が可能であった。また葉だけでなく直径2mm程度の果柄も計測可能であることが確認でき、この3波長式三次元視覚センサは、イチゴ収穫ロボットの視覚部として使用可能と考えられた。3.この3波長式三次元視覚センサは、緑色のレーザ投光器が大きいためセンサのサイズが比較的大きくなった。また、可視光では植物体の反射率が小さいため、距離が遠くなると良好な距離精度を得にくかった。このため、ミニトマトの認識では、赤、緑、青色のレーザを走査する3波長式でなく、赤と近赤外のレーザビームを走査する2波長式三次元視覚センサで実験を行った。距離計測に、植物体の反射率が大きい近赤外レーザを用いることにより、良好な距離精度が得られた。また、赤熟果実、未熟果実、黄色い花、果房、葉、茎、支柱などの位置認識が可能で、収穫ロボットなどの視覚センサとして使用可能であることが明らかになった。

4.以上の結果から,赤熟果実と白熟段階の果実の判別を要するイチゴ収穫ロボットの視覚センサには3波長式が適しており,ミニトマトのように緑色から赤色に変わる果実の収穫ロボットには2波長式が適していると考えられた。1.三次元カラー画像を得る方法として,赤,緑,青のレーザビームを走査する3波長式三次元視覚センサを用いる方法と,三次元形状は近赤外レーザビームを走査して計測し,カラー画像は小型カラーカメラで得る視覚センサについて検討を行った。その結果,可視光である赤,緑,青に比べて近赤外の方が植物体の反射率が大きいこと,青色レーザ(波長405nmの青紫)では受光素子であるPSDの分光感度が低いこと,緑色のレーザ投光器のサイズが比較的大きいことから,3波長のレーザビームを走査して三次元カラー画像を得るより,三次元形状は近赤外レーザビームを走査して計測し,色情報は小型カラーカメラで得る方法の方が有利と判断した。このため,近赤外レーザビームを走査するとともに,小型カラーカメラでカラー画像を得る三次元カラー画像入力装置を試作した。試作した三次元視覚センサは,カラーカメラを移動させる機構を設けて,カラー画像撮像時の視点と三次元形状計測時の走査原点を一致させるようにした。得られた画像を処理するソフトウエア作成については,21年度に実施したい。2.トマトのように緑色から赤色に熟する果実の認識には,近赤外と赤色のレーザビームを走査する2波長式三次元視覚センサを用いて実験を行った。2波長式三次元視覚センサをトマト収穫ロボットに搭載し,得られた画像からトマト収穫ロボットの制御に必要な情報を抽出することを試みた結果,熟した果実の三次元位置を計測できるとともに,葉,茎,果梗,未熟果実などを認識でき,エンドエフェクタが茎などの障害物を避けて収穫できるよう,ロボットの軌道を決定することが可能であった。また,レーザビームを点滅させることで太陽光等の定常光と分離して計測でき,外乱光の影響を受けないことも確認した。1.本研究は,果実,果菜類の生産作業をロボット化するために必要な,実用的性能をもつ三次元視覚認識技術を確立しようとするものである。2波長式三次元視覚センサを用いる方法と三次元カラー画像を得るセンサシステムを用いる方法について実験を行った。2.用いた2波長式三次元視覚センサは,赤と近赤外のレーザビームを走査して,対象からの反射光をPSDで受け,距離画像,赤色画像,近赤外画像を得るものである。トマト収穫ロボットに装着して実験を行った。果実の認識は,赤色画像と近赤外画像の濃度値を比較することで行い,果実中央部の認識は,中央部で濃度値がピークをもつことを利用して行った。果房の上部2葉まで摘葉したミニトマト,中玉トマトを対象として画像認識を行った結果,視野内にある赤熟果実の85%程度の果実が認識できた。認識できなかった果実の多くは,果実中央部がほかの果実などで隠れているもので,中央部が見える果実は,ほぼ確実に認識できた。ほかの果実に隠れた果実は,手前の果実の収穫後に再度走査することで認識可能なものが多かった。また,距離画像を処理することによって,ロボットが障害物を避けて収穫動作を行うための経路決定も可能であった。3.三次元カラー画像を得るセンサシステムは,近赤外レーザを走査して距離画像を得るとともに,カラーカメラでカラー画像を得るものとした。イチゴ収穫自動化のための画像認識を試みた。イチゴは緑→白→赤の順で赤熟する。上述の2波長式三次元視覚センサでは,白色の果実と赤い果実の区別が困難であるが,カラーカメラを用いることにより,赤熟果実のみを認識することが可能であった。また,カラー画像のみでは果実同士が隣接して果実画像が重なったときには,個々に認識することが困難であったので,距離画像を用いて重なった果実の分離を試みた。その結果,2つの果実が前後に重なっている場合には分離できた。
補助犬の凍結精液銀行設立を目的とした犬凍結精液作成技術の確立

日本では、盲導犬をはじめとする補助犬の数が不足している。これらの補助犬の繁殖には系統(血統)を重視する必要があるため、今後、地球レベルで優秀な犬の精子を導入し、系統立てて繁殖を行うことが必要である。そのためには、犬の凍結精液技術の確立が不可欠である。今回の研究では、犬精液銀行の設立を目指した実用可能な凍結精液作成技術の開発、すなわち腟内授精でも受胎が可能な良好な性状が得られる凍結精液および雌犬への侵襲を少なくする非外科的な人工授精技術の確立を目的として様々な研究を行った。その結果、犬の精液希釈液としては、卵黄トリス・フルクトース・クエン酸液が有効であり、この希釈液で作成した凍結精液においては外科的子宮内人工授精では高い受胎率が得られた。またこの時、凍結精液を48時間までであれば低温保存してからでも高い受胎率が得られる凍結精液が作成できることが明らかとなった。すなわち、遠方の国内または海外から精液を低温輸送した後に作成した凍結精液の使用も可能であることが明らかとなった。しかし、小動物用内視鏡(ファイバースコープ)を使用した経腟による子宮内授精法の技術開発のために、排卵前後の外子宮口と生殖道内の観察およびカテーテルの挿入が可能であるかどうかについての検討を行ったが、外子宮口にカテーテルが挿入できたものは、11頭中1例だけであったため、経腟による子宮内人工授精後の凍結精液の受胎性についての検討を行うことができなかった。今後は、外子宮口の観察可能範囲の拡大を視野に入れ、それを可能にする空気圧やカテーテルの開発などが必要であると考えられた。犬精子は低温による影響を受け易いため、他の動物と同様に4°Cでの低温保存が適切かどうかは不明である。そこで犬精液を2つの精液希釈液(卵黄トリス・クエン酸液・フルクトースまたはグルコース)で希釈し、2、4、8、12、16、20および24°Cの温度で72時間まで保存し、犬精子における最適な低温保存温度および希釈液による影響について検討した。その結果、412°C保存群では48時間まで精液性状を良好に保存することができたが、72時間の保存では精子活力の低下および精子奇形率の増加がみられた。また、2°Cおよび16°C以上の保存群では24または48時間以上の保存で精子活力の低下および精子奇形率の増加がみられた。2つの希釈液の間で精液性状の結果に差はみられなかった。以上のことから、犬精子は412°Cの範囲での保存温度が適切で、低温保存による輸送では48時間以内まで可能であることが明らかとなった。この検討は、凍結精液作成過程における予備的な実験として位置づけ、今後、この最適な低温保存温度および2つの希釈液を考慮した最適な凍結精液作成を検討する。犬凍結精液による人工授精は外科的に行っていたが、犬にかかるストレスを考慮すると非外科的な経膣の子宮内授精の開発が必要である。しかし、経膣の子宮内授精は雌犬の特徴的な解剖学的構造から容易に行うことはできず、熟練した技術や高価な機器を必要とする。そこで、凍結精液の技術を臨床応用することを目的として、小動物用内視鏡を使用した経膣による子宮内授精法の技術開発のための予備的な検討として、排卵前後の外子宮口と生殖道内の観察およびカテーテルの挿入が可能であるかどうかについての検討を行った。その結果、各性周期における膣腔内の観察は行えたが、外子宮口にカテーテルが挿入できたものは、11頭中発情前期の1例だけであった。

今後は、外子宮口の観察可能範囲の拡大を視野に入れ、それを可能にする空気圧や子宮腔部の弾力性と外子宮口の狭い径に対するカテーテルの強度の向上、また子宮頸管の走行に適合したカテーテルなどの開発が必要であると考えられた。国内の遠隔地や海外にいる優秀な犬の精液を凍結保存する場合、犬を輸送することは容易ではない。以前の研究で犬の低温精液は、2日の保存でも精子活力を80%以上に保持できることが知られている。すなわち、精液だけを低温で輸送しこの精液を凍結保存することが可能であれば、どの地域にいる優秀な犬の精液を有効に保存することが可能となる。そこで、低温保存後の精液による凍結融解後の性状に与える影響について検討を行った。実験は、雄ビーグル犬2頭の犬から精液を採取し、精液性状に差がないことを確認後、混合して1サンプルとし、さらにこれを3等分して、048時間まで低温(4°C)保存後に凍結精液を作成し、融解後の精子活力、精子生存率および精子奇形率について観察した。その後、この精液における受精能を明らかにするため、雌ビーグル犬20頭を使用して外科的な子宮内授精を実施した。なお、授精精子数4×10^7とした。その結果、凍結融解後の精子活力および精子生存率は、0時間保存群と48時間保存群の間に有意差が認められた。精子奇形率は、0時間保存群に対して、24、48時間保存群でわずかに高値を示した。すなわち、低温保存後には精子活力は明らかに低下しているが、凍結融解後の精子活力は24時間保存までは変わらず、48時間においても平均25.0±5.5%であり十分に子宮内授精に使用可能であると考えられた。しかし、子宮内授精後の結果は、0時間低温保存後の凍結精液による受胎率は80.0%、24時間低温保存後の凍結精液において受胎率は71.4%と高値であったが、48時間低温保存後の凍結精液において受胎率は22.2%と低率であった。以上のことから、凍結融解後の精子活力や精子生存率が高いにもかかわらず、48時間低温保存した精液の凍結精液による子宮内授精では、高い受胎率が得られないことが明らかとなった。すなわち、精液を低温輸送して凍結保存するには、精液の低温保存は24時間までが有効であると考えられた。高齢犬は成犬と比較して精液性状が低下し、凍結融解後の性状にも影響を及ぼすことが示唆される。そこで、高齢犬精子の凍結融解後の性状を改善させることを目的に、高齢犬と成犬の凍結保存前後の精液性状の比較および加齢に伴う凍結精液の性状の影響を調べ(実験1)、高齢犬凍結精液作成におけるグリセリン濃度およびグリセリン平衡時間についての検討(実験2)を行った。供試動物は、当研究室で飼育されている9歳の高齢犬ビーグル3頭と25歳の成犬ビーグル4頭を使用した。まず実験1として、それぞれの犬から精液を採取した後、既報の方法で凍結精液を作成し、融解後の精液性状を比較した。その結果、高齢犬と成犬の凍結前の精液性状には差はみられなかったが、融解後には高齢犬で精子活力の有意な低下(P<0.01)がみられることが明らかとなった。次に、同一個体の1歳時と9歳時に同じ方法で凍結精液を作成し、融解したデータを比較した。その結果、凍結前は両者で有意差はみられなかったが、融解後の精液性状は9歳時に作成したものが1歳時のものと比較して有意に低値を示し(P<0.01)、凍結融解後の精液性状は加齢に伴って変化することが明らかとなった。両者のデータを分析すると、グリセリン平衡後から精液性状が低値を示す傾向が明らかとなったため、グリセリンが高齢犬の精液に対して影響を与えていることが示唆された。
癌抑制タンパク質ｐ５３誘導性ＰＰＭ１Ｄホスファターゼによる精子形成機構の解明

PPM1Dホスファターゼは精子形成への関与が示唆されている。また、スプライスバリアントの精巣および白血球系において組織特異的な発現を見出している。本研究の目的は、精子形成過程におけるPPM1Dスプライスバリアントの機能を解明することである。ヒト精巣由来胚性癌細胞NT2細胞の分化過程におけるPPM1Dの機能を解析した。NT2細胞においてPPM1Dは未分化状態維持に必須であることを明らかにした。また、分化誘導試薬レチノイン酸投与により、短時間で一過的なERKリン酸化レベルの上昇を確認した。さらに、PPM1D阻害剤SL-176投与により、レチノイン酸誘導性ERK活性化が亢進したことから、PPM1DがERKリン酸化レベルの調節を介してレチノイン酸分化誘導経路に関与していることを明らかにした。また、PPM1D阻害剤を用いた生化学的手法によるアプローチは非常に簡便であり、阻害剤研究は抗癌剤のリード化合物としても期待できる。そこで、PPM1D阻害剤SL-176の改良とその阻害機構の詳細な解析を実施した。SL-176の親水性部位および疎水性部位に対する構造活性相関解析により、立体的に嵩高く脂溶性の高い分子がよりPPM1D阻害に適していることが明らかとなった。また、SL-176のアルキルエステル化により細胞内取り込みが上昇し、PPM1D特異性を維持したまま細胞生存率に対する効果を増強できることを示した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。また、PPM1D605が全身の組織に発現するのに対し、PPM1D430は精巣および白血球系に特異的に発現する。まず、ヒト精巣由来胚性癌細胞株NT2に対してPPM1D特異的阻害剤であるSL-176を投与すると、NT2細胞の分化の指標のひとつである神経様の形態変化が見られた。定量的RT-PCR解析において、分化誘導剤レチノイン酸単独投与によりPPM1D605およびPPM1D430が経時的に増加し、SL-176単独投与ではほとんど変化しない一方、併用投与はレチノイン酸単独投与よりもmRNAが増加した。また、Oct-3/4のmRNAはレチノイン酸単独投与により経時的に減少し、SL-176を併用すると減少が早まる傾向にあり、分化を促進している可能性が示唆された。Western blotting解析において、PPM1DノックダウンによりOct-3/4がわずかに減少し、レチノイン酸を投与するとOct-3/4減少が早まった。さらに、PPM1D脱リン酸化標的タンパク質候補であるOct-3/4とERK-2由来のリン酸化ペプチドを化学合成し、脱リン酸化活性を測定したところ、ERK-2が基質となる可能性が示された。並行して、CRISPR-Cas9によりPPM1DノックアウトNT2細胞株の作製を実施した。今年度は、PPM1D遺伝子領域に対するガイドRNAの最適化を行い、ヒト肺癌由来H1299細胞に対して効率的に組換え可能である配列を決定した。さらに、テストステロン産生細胞であるライディヒ細胞におけるPPM1D機能を調べた。SL-176投与により脂肪滴サイズが増加し、脂質量が増加することが明らかになった。NT2細胞の分化誘導時のPPM1D機能についてSL-176投与およびノックダウンにより解析し、未分化状態の維持に関与していることが明らかになった。PPM1Dの脱リン酸化標的候補としてOct-3/4やERK-2由来のリン酸化ペプチドを合成し、脱リン酸化活性を評価できたが、細胞内でのリン酸化レベルの変化は解析できなかった。CRISPR-Cas9によるPPM1DノックアウトはNT2細胞では樹立できていないが、来年度には樹立できると期待できる。また、テストステロン産生細胞におけるPPM1Dの機能について脂肪滴に着目して解析を進めることができ、テストステロン産生能測定の準備は完了している。以上のように、全体として順調に進展している。ヒト精巣由来胚性癌細胞NT2の細胞分化過程におけるPPM1D機能解明を実施した。これまでに、PPM1D特異的阻害剤SL-176やPPM1Dノックダウンにより、PPM1Dがレチノイン酸分化誘導を抑制する可能性を示している。そこでPPM1D過剰発現がレチノイン酸分化誘導効率に与える効果を解析した。レチノイン酸非存在下では、野生型PPM1D発現細胞では分化マーカーOct-4の発現分布はほとんど変化しなかった。一方、PPM1Dの不活性型変異体を発現させた細胞ではOct-4の発現分布が著しく低下していた。レチノイン酸存在下では、野生型PPM1D発現細胞のOct-4分布はわずかにコントロールより高くなっていた。したがって、PPM1Dがレチノイン酸分化誘導を負に制御する可能性が支持された。次に、PPM1DはERK由来の配列を持つリン酸化ペプチドに対して高い脱リン酸化能を持つことが示された。

NT2細胞のレチノイン酸分化誘導において、短時間で一過的にERKリン酸化が増加することを見出し、そのリン酸化がPPM1D阻害剤SL-176投与により亢進することを明らかにした。また、レチノイン酸はMEK-ERKにより下流のシグナルを誘導していることが示唆された。並行して、CRISPR-Cas9によりPPM1Dノックアウトおよびスプライスバリアントを選択的にノックインしたNT2細胞株の作製を実施した。現在までに、ヒト肺癌由来H1299細胞において全長PPM1Dが発現していないことをタンパク質レベルで確認し、エキソン1が欠損しており遺伝子が組み変わっていることをPCRにより確認した。また、ノックインプラスミドのデザインおよび作製を完了した。PPM1D阻害剤SL-176や各種阻害剤を使用し、PPM1Dの脱リン酸化候補タンパク質の細胞内でのリン酸化変化を解析した。その結果、PPM1Dの脱リン酸化を介してレチノイン酸分化誘導を調節している経路の存在を示すことができた。また、CRISPR-Cas9によるPPM1Dノックアウト細胞株の樹立はできていないが、プラスミドのデザインの最適化ができた。以上のように、全体として順調に進展している。PPM1Dホスファターゼは精子形成への関与が示唆されている。また、スプライスバリアントの精巣および白血球系において組織特異的な発現を見出している。本研究の目的は、精子形成過程におけるPPM1Dスプライスバリアントの機能を解明することである。ヒト精巣由来胚性癌細胞NT2細胞の分化過程におけるPPM1Dの機能を解析した。NT2細胞においてPPM1Dは未分化状態維持に必須であることを明らかにした。また、分化誘導試薬レチノイン酸投与により、短時間で一過的なERKリン酸化レベルの上昇を確認した。さらに、PPM1D阻害剤SL-176投与により、レチノイン酸誘導性ERK活性化が亢進したことから、PPM1DがERKリン酸化レベルの調節を介してレチノイン酸分化誘導経路に関与していることを明らかにした。また、PPM1D阻害剤を用いた生化学的手法によるアプローチは非常に簡便であり、阻害剤研究は抗癌剤のリード化合物としても期待できる。そこで、PPM1D阻害剤SL-176の改良とその阻害機構の詳細な解析を実施した。SL-176の親水性部位および疎水性部位に対する構造活性相関解析により、立体的に嵩高く脂溶性の高い分子がよりPPM1D阻害に適していることが明らかとなった。また、SL-176のアルキルエステル化により細胞内取り込みが上昇し、PPM1D特異性を維持したまま細胞生存率に対する効果を増強できることを示した。PPM1Dの細胞内での標的タンパク質の同定を実施する。以降の研究計画に大幅な変更はなく、Oct-3/4やERK-2を含むタンパク質のリン酸化レベルに対するPPM1Dの効果を明らかにする。また、引き続きPPM1Dノックアウト細胞株の樹立を目指し、スプライスバリアント選択的にノックイン可能な細胞株の作製を実施する。さらに、ライディヒ細胞においてPPM1D阻害によるテストステロン産生能の変化を測定し、PPM1D機能について解析する。分化誘導経路ではなく、PPM1Dが未分化状態を維持する機構の検討を行う。
南アジア諸言語に関する基礎語彙・文法調査

・コンカニ語、カンナダ語、ベンガル語、トダ語、ムンダ語などインド国内の公用語・地域語についての調査を行った。これらの調査、および前年度・前々年度の調査の結果を踏まえ、カンナダ語の辞典、チベット語ラサ方言の動詞辞典、バリ語の語彙集、ベンガル語の複合動詞用例集、ムンダ系言語の方言調査報告、トダ語のテキスト資料などが発表済、あるいは発表予定である。・東北インドのアッサム語(インド=アーリア系)・アパタニ語(チベット=ビルマ系)、北部ビルマのロンウォー語(チベット=ビルマ系)などの調査に基づき、これら地域の文法特徴を調査する際に手引きとするための文法調査票を作成した。特に以下に挙げるような文法現象の概略を把握しやすくすることに配慮した。-名詞句の構造:指示・人称の限定表現、定/不定の表示、数範疇や量化表現など-文中に現れる名詞句の格形式-動詞と結びつきの深い文法範疇:法・時制・相など-複文構造:名詞節・従属節・関係節など・東南アジア大陸部の言語調査のため、基礎表現調査票をタイ語について作成した。孤立語の調査は、音韻および語彙を中心として行われるのが一般的な方法で、統語法の調査項目については項目の選定が不十分であった。そこで本研究所のアジア・アフリカ言語調査票(2000語)を基礎として、そのタイ語版を作成し、そのうち特に基礎的とされる500語を中心として、主に動詞とその補語の形成する動補構造を調査するための項目を検討・追加した。これによってタイ語およびタイ国内の少数民族言語調査のための語法調査の基礎が整った。研究実績は以下のとおり.本年度は、語彙および文法に関する調査表を、ヒンディー語および英語を中心として再構成し、データベース化した。特に文法項目については、南アジア地域に特有の形態統語論的な文の特徴を調査するための、調査項目についての検討を行い、調査票を作成した。具体的には、非主格形の主語をとる与格構文の有無と、その実態などを知るための調査項目を追加した。また、調査票作成に関しては、インド国内だけでなく、東南アジア、チベットなど周辺地域の諸言語との対照研究を念頭に置いて、チベットおよびオーストロネシア地域の調査における語彙、文法項目も参照した。特に東南アジアでは、動詞とその直接補語となる名詞の意味的な関係(道具、目的地など)に注目し、調査項目を追加した。この共通の調査票を用いて、インド各地において調査を行った。ヒンディー語、カンナダ語、ベンガル語などの主要な公用語について調査を行ったほか、ムンダ語、サンタル語、トダ語などの少数民族語などの調査も行った。タミル語、テルグ語、カンナダ語、コンカニ語などインド国内の公用語については、調査票の充実に関して検討した内容を中心に、現地における調査を引き続き行った。上記公用語以外のインド国内の少数民族言語については、インド東部のムンダ語、サンタル語、南部のトダ語、東北部のアパタニ語、アディ語などの少数民族語についての現地調査を行った。ムンダ語、サンタル語については、これまでの研究蓄積に加えて、さらに地理的な変異についての予備的な調査を行った。前年度の調査によって得られた資料の電子化とその分析を押し進めた。前年度データベース化を行った調査票については、インドに隣接する地域としてチベットおよび島嶼部地域に加えビルマとその周辺地域の調査にとって重要と思われる語彙、文法項目を加えた。また、前年度に引き続いて、動詞を中心とした名詞句などのコロケーションを、どのように調査、記述するかの検討を行い、基礎語彙についての項目を充実させた。とりわけ文法項目については、法・時制・相・現実性など文の意味解釈にとって重要な文法範疇に関する項目の拡充に努めた。テキスト情報だけでなく、音声資料のデータ化についても進展が見られた。

チベット・ビルマ系言語などに見られる声調交替の現象が起こる環境、および実際にどのような声調交替現象が起こるかについて、音声と転写の両面から蓄積を行った。・コンカニ語、カンナダ語、ベンガル語、トダ語、ムンダ語などインド国内の公用語・地域語についての調査を行った。これらの調査、および前年度、前々年度の調査の結果を踏まえ、カンナダ語の辞典、チベット語ラサ方言の動詞辞典、バリ語の語彙集、ベンガル語の複合動詞用例集、ムンダ系言語の方言調査報告、トダ語のテキスト資料などが発表済、あるいは発表予定である。・東北インドのアッサム語(インド=アーリア系)・アパタニ語(チベット=ビルマ系)、北部ビルマのロンウォー語(チベット=ビルマ系)などの調査に基づき、これら地域の文法特徴を調査する際に手引きとするための文法調査票を作成した。特に以下に挙げるような文法現象の概略を把握しやすくすることに配慮した。-名詞句の構造:指示・人称の限定表現、定/不定の表示、数範疇や量化表現など-文中に現れる名詞句の格形式-動詞と結びつきの深い文法範疇:法、時制、相など-複文構造:名詞節・従属節・関係節など・東南アジア大陸部の言語調査のため、基礎表現調査票をタイ語について作成した。孤立語の調査は、音韻および語彙を中心として行われるのが一般的な方法で、統語法の調査項目については項目の選定が不十分であった。そこで本研究所のアジア、アフリカ言語調査票(2000語)を基礎として、そのタイ語版を作成し、そのうち特に基礎的とされる500語を中心として、主に動詞とその補語の形成する動補構造を調査するための項目を検討・追加した。これによってタイ語およびタイ国内の少数民族言語調査のための語法調査の基礎が整った。
自律分散型スマートグリッドの解析モデルと機械学習型電力融通システムの開発

太陽光発電機や蓄電池,電力消費機器,および電力ルータなどの機器を有する施設(クラスタと呼ぶ)が相互に電力を融通できるような,自律分散型の電力ネットワークを対象とし,数理計画モデルを構築した.そこでは,電力の利用効率を最大とするような電力の融通則を導出した.さらには,蓄電池の劣化抑制を指向した電力融通則を導出することを目的としたモデルを構築し,劣化の抑制と全体効率との関係を明らかにした.1,将来に渡る発電量・消費量が未知のもとで,電力融通が電力利用効率に与える影響を求めるために,平成23年度において作成した数理計画モデルにおいて,発電量および消費量に関わる定数の,目的関数(融通効率)に対する感度を求めた.これにより,発電量と消費量の予測精度が電力ネットワーク全体に与える影響を定量的に検証することが可能となった.これにより,電力融通則の設計における予測値の導入について重要な知見が得られた.この成果は,第40回知能システムシンポジウム(査読無)にて報告した.さらに,電気学会論文誌への投稿を準備している.2,本研究が対象とする,自律分散型の電力融通ネットワークにおいて重要な要素デバイスである蓄電池に焦点を当てて,その劣化特性がネットワークに与える影響と,劣化を抑制する融通方策について最適化モデルにより検討を加えた.これは,蓄電池は一般に高価であり,また蓄電池の充放電則を適切に設定しなければ,蓄電池が急速に劣化特性を示すことが知られていることを前提としている.そこで,各時刻における発電量・需要電力量が既知の下で,蓄電池の劣化特性と密接に関わりのあるサイクル回数に制約を設け,ネットワーク外からの電力流入を最小化するモデルを構築した.この成果は,2つの国際会議(NEWCAS2012, SCIS-ISIS2012)と2つの論文誌(電気学会論文誌およびIEICE Transactions)に投稿した.太陽光発電機や蓄電池,電力消費機器,および電力ルータなどの機器を有する施設(クラスタと呼ぶ)が相互に電力を融通できるような,自律分散型の電力ネットワークを対象とし,数理計画モデルを構築した.そこでは,電力の利用効率を最大とするような電力の融通則を導出した.さらには,蓄電池の劣化抑制を指向した電力融通則を導出することを目的としたモデルを構築し,劣化の抑制と全体効率との関係を明らかにした.平成23年度においては,将来に渡る発電量・消費量が既知の仮定のもとで,電力利用に関する効率を最大化するように電力の融通量を決定する数理計画計画モデルを構築した.最適化計算にあたっては,現実に測定した太陽光発電データおよび家庭消費電力データ(太陽光発電データは10種類5年分,家庭消費電力データは117軒1年分)を使用した.様々な設備配置に対する最適化計算を行い,そこで得られた効率指標値を用いて,包絡分析(DEA)法による比較を行った.これにより,天候や消費パターンに対する効率指標の変化を確認し,電力ネットワークに必要な機器スペックを数値的に明らかにした.これらの成果について,2つの国内学会(第24回回路とシステムワークショップ(査読有),第39回知能システムシンポジウム(査読無))にて成果報告を行った.さらには,電力設備の物理特性として蓄電池の劣化特性に着目し,電力ネットワークに投入された蓄電池の劣化を抑制するための制約条件を組み込んだ最適化モデルを作成した.具体的には,劣化特性と密接に関わりのあるサイクル回数に上限を設けた.蓄電池は一般に高価であり,また蓄電池の充放電則を適切に設定しなければ,蓄電池が急速に劣化特性を示すことが知られており,蓄電池を中心とした電力融通の方式を確立する必要がある.このモデルに基づき,基礎的な数値実験によってモデルの妥当性を確認した.以上の成果により,当初の目的である,太陽光発電機器および蓄電池の最適配置問題の解法を構築し,自律分散型発電方式の特性について解析が達成されたと考えられる.自律分散型電力ネットワークに対する数理最適化モデルが構築された.このモデルでは,将来に渡る発電量・消費量が既知の仮定のもとで,蓄電池の物理的特性や,変転設備の機器特性を制約条件として取り込んだ上で,複数種類の電力設備を用意し,様々な電力設備を選べるようになっている.また,地域内で閉じた発電電力融通と外部系統電力との売り買いを共に表現した.包絡分析法を活用した効率評価の方法を確立した.これにより,電力設備の投入に対する,消費パターンや季節ごとの効率指標の比較が可能となり,電力ネットワークに必要な機器スペックを数値的に明らかにした.電力設備の物理特性として,蓄電池の劣化特性に着目した最適化モデルを構築した.これにより,蓄電池を中心とした電力融通の方式を確立するための,教師パターンとしての融通則が得られると考えられる.平成23年度に開発した,蓄電池の劣化特性を抑制するための制約条件を組み込んだ最適化モデルを用いて,蓄電池の充放電マネジメント則を導出していく.その際には,様々な電力ネットワーク条件に対する最適化実験を行い,充放電制御アルゴリズムのレファレンスとして活用していく.平成23年度の効率評価に基づき,高効率な地域電力融通と蓄電計画を分単位でリアルタイムに生成するアルゴリズムの開発を行う.このとき,これまでに同定されたシステムパラメータを活用し,さらには電力利用効率の上界が明らかになっているために,得られた計画の定量的な評価を行う.

アルゴリズムの開発にあたっては,電力発電,消費パターンを学習・予測し,また自らが属す地域の電力不足状況を予測し,適切な電力融通を決定することで高効率な電力利用を実現するための機械学習手法を実現する.開発したアルゴリズムを用いて,将来的に現実の家屋を模擬した複数軒間での電力融通実験にて検証を進めていく.そこでは,研究協力者による電力機器特性などの研究成果との融合を図ることにより,実証的な検討を行っていく.制御アルゴリズムの開発及び評価のための計算機を購入する.本研究で対象とする組合せ最適化問題は一般に,繰り返し型の計算を基本とするものが多く,計算量が多くかかるため,高度な計算能力が必須である.また,実験により得られたデータを可視化・マイニングするためのソフトウェアを購入する.研究成果は,学会・講演会および国際会議で発表する予定である.また,研究成果は国内/国際論文誌にも投稿する.そのための,旅費および論文投稿料として研究費を使用する.
外国語学習版オーラルヒストリー研究: アジア地域で活躍するグローバル人材を中心に

平成30年度は、まず、オーラルヒストリー研究の利点を活かす分析フレームワークに関する文献調査を重点的に行った。そして、時間軸を取り入れた学習履歴の分析が可能になるフレームワークを考案した。これまで収集したインタビューによる履歴データの中から、約20件程度抽出して解析を完了し、時間軸を明らかにする学習モデル図を作成した。また、アジア地域で活躍するグローバル人材を対象に2件のインタビューを行った。1件目としては、台湾で中国語を習得し、現在はメディアを中心に活躍する女性へのインタビューを行った。2件目として、これまですでに2回のインタビューを実施していたK氏に対して、3回目のインタビューを行った。アジアでビジネスを展開するK氏のインタビューに関しては、3回分のインタビューデータを用いて詳細分析を行った。成果発表として、日本国際教養学会第8回全国大会において、ポスター発表「オーラルヒストリー研究:アジア地域で活躍するグローバル人材に必要とされる「能力」について」を行った。岡山英文学会の学術誌『PERCICA No.46』には、研究ノート「オーラルヒストリーによる外国語学習法に関する質的研究:アジア地域で活躍するグローバル人材のインタビューからの考察」を発表した。本研究では、インタビューによる口述記録を扱うオーラルヒストリーの手法を用いて、外国語習得に成功した現役グローバル人材の履歴を集積し、それらを分析することによって、現代の日本人に有効な外国語学習法の特定を目指すものである。特に、グローバル人材に求めるべき語学力水準については、「二者間および多数者間折衝・交渉レベル」といった上級レベルの語学力を備えた人材の確保が極めて重要であることを踏まえ、大学の外国語教育の枠組みの中で高い語学力を駆使する人材の育成がどのように実践できるのかを明らかにすることを目的としている。その意味において、今回、韓国で開催された国際学会に参加してアジアの動向を学ぶことができたことは大きな収穫であった。さらに、アジア地域において現役グローバル人材として高度な外国語運用能力を用いて広く活躍する日本人2人を対象に、インタビューを実施し、彼(女)らの外国語学習とその語学力の活用に至るまでの記録を詳細に聴き取ることができた。そして「研究実績の概要」で述べた通り、新しいフレームワークを用いたデータ分析が進み、これらの対象者の分析結果をまとめることができた。成果発表も、当初の計画通りに進めることができた。これらのことから、本研究は、おおむね順調に進展していると判断できる。一方、マイナス面としては、インタビュー実施が予定していたほどの件数を実現できなかったことが挙げられる。対象者よりインタビュー実施の承諾は得たが、スケジュール調整が困難であったことが理由である。これらは、次年度に繰り下げて実施する予定である。今後の研究推進の方策として、まず、令和元年には、アジア地域で活躍するグローバル人材のインタビュー実施を継続していく。国内およびアジア地域でのインタビュー出張を数回にわたり計画している。アジア地域の中でも、特に香港、台湾、タイ、マレーシアなど、すでに多くの日本人が活躍の場を広げている国や地域などを重点的に調査対象とし、高い語学力を駆使して活躍している人材に聴き取りを行う。前年の蓄積データを分析しながら、インタビュー対象者の年齢層や活躍の地域、経歴・職歴などの調整を行い、十分な口述記録データの収集に努めたい。令和2年度には、蓄積データの分析・考察を継続するとともに、引き続き発見された成果を口頭発表および論文発表し、そこから、さらなるフィードバックを通じて研究成果の精度を高めつつ広く社会に発信を行う予定である。

そして「研究実績の概要」で述べた通り、新しいフレームワークを用いたデータ分析が進み、これらの対象者の分析結果をまとめることができた。成果発表も、当初の計画通りに進めることができた。これらのことから、本研究は、おおむね順調に進展していると判断できる。一方、マイナス面としては、インタビュー実施が予定していたほどの件数を実現できなかったことが挙げられる。対象者よりインタビュー実施の承諾は得たが、スケジュール調整が困難であったことが理由である。これらは、次年度に繰り下げて実施する予定である。今後の研究推進の方策として、まず、令和元年には、アジア地域で活躍するグローバル人材のインタビュー実施を継続していく。国内およびアジア地域でのインタビュー出張を数回にわたり計画している。アジア地域の中でも、特に香港、台湾、タイ、マレーシアなど、すでに多くの日本人が活躍の場を広げている国や地域などを重点的に調査対象とし、高い語学力を駆使して活躍している人材に聴き取りを行う。前年の蓄積データを分析しながら、インタビュー対象者の年齢層や活躍の地域、経歴・職歴などの調整を行い、十分な口述記録データの収集に努めたい。令和2年度には、蓄積データの分析・考察を継続するとともに、引き続き発見された成果を口頭発表および論文発表し、そこから、さらなるフィードバックを通じて研究成果の精度を高めつつ広く社会に発信を行う予定である。次年度使用額が生じた大きな理由は、平成30年度に当初予定していたインタビュー出張のうち、いくつかが実施できなかったことである。未使用になった額のうち、部分的にはデータ分析のために雇用している支援員の人件費として使用することとなったが、その差額が次年度の使用額となった。その使用計画としては、次年度にはインタビュー出張をできるだけ実現させて、その旅費に充てる予定である。
金属化合物の生体への遺伝的影響

金属イオンは通常の社会生活に常に存在し、生存には必須のものである。しかしまた、金属イオンの酸化、還元反応により発生するラジカルは、遺伝的悪影響を生体に及ぼすことが予想される。金属イオンは、生命の基本作用に必須であるために、個々の金属イオンの発癌性や突然変異誘発性を正しく評価することは、非常に因難である。本研究では、金属イオンにより生じる、フリーラジカルとりわけ酸素ラジカルの役割に注目し、Fe^<2+>イオンがプラスミドpZ189上の大腸菌supF遺伝子DNAのどの部位にどのような特長を持つ突然変異を誘発するか、を明らかにすることを目的とした。125μMの塩化第一鉄(FeCl_2)をEDTA存在下に二本鎖DNAプラスミドpZ189と反応させ、宿主大腸菌に感染し、supFの突然変異体を得た。この場合、突然変異頻度は約10倍上昇し、鉄イオンには、変異誘発作用のあることが確認できた。変異体の塩基配列を調べたところ、G:C_->C:GおよびG:C_->T:Aのtransversionが優先して生じていた。また、133,156,159,160,172番目の塩基対に変異が多発しているのも特徴である。これらの結果、過酸化水素による変異の結果と良く一致している。過酸化水素は、環境中の微量の鉄イオンと反応し、水酸ラジカル(OH・)を作る。OH・はグアニンを修飾し、8_-ヒドロキシグアニンを作る。DNA上の8_-ヒドロキシグアニンは、DNA複製時には、アデニンまたはシトシンと対合することができる。その結果、G:C_->T:Aのtransversion優先して作られる。一方、8_-ヒドロキシグアニンはグアニンとは対合しない。したがって、G:C_->C:Gの原因とはなりえない。Fe^<2+>処理の場合、環境中に微量に存在する過酸化水素との反応でOH・が作られる。過酸化水素の場合と同様に、できた8_-ヒドロキシグアニンが、G:C_->T:Atransversionの原因となる。G:C_->C:Gのtransversionは、しかしながら、8_-ヒドロキシグアニンとは別の損傷が原因である。その損傷の同定が、今後の重要な課題である。
精密酸塩基触媒を用いる官能基炭素分子の高度分子変換反応の開拓

本研究では、天然資源の少ない我が国で炭素資源を有効に活用し、今世紀の社会を支える技術基盤となる環境調和型の実践的有機合成プロセスの確立に向けて、金属を有しない有機酸塩基触媒を独自に創製し、これを有機合成化学の根幹をなす各種の炭素-炭素結合形成反応に応じて精密に修飾することで、これまで及びもつかないような反応性・選択性(位置、立体及び官能基)を備えた基盤的炭素骨格形成反応の案出を目指した。具体的には、プロセス有機合成化学で理想的な反応と考えられているキラル相間移動反応分野の開拓を強力に推進する。光学活性ビナフチル由来のテトラアルキルアンモニウム塩を始めとする各種の光学活性アミン由来のアンモニウム塩など、新しい型のキラル相間移動触媒の設計とともに、それらを活用した各種の不斉合成反応など広範なアニオン型炭素-炭素結合形成反応を開発し、従来の有機金属反応剤を使わなくてもよい反応系を構築した。また、二官能基性有機触媒やキラルジカルボン酸触媒の合理的分子デザインにも着手し、幾つかの新規不斉合成反応を開発した。本研究では、天然資源の少ない我が国で炭素資源を有効に活用し、今世紀の社会を支える技術基盤となる環境調和型の実践的有機合成プロセスの確立に向けて、金属を有しない有機酸塩基触媒を独自に創製し、これを有機合成化学の根幹をなす各種の炭素炭素結合形成反応に応じて精密に修飾することで、これまで及びもつかないような反応性・選択性(位置、立体及び官能基)を備えた基盤的炭素骨格形成反応の案出を目指した。まず、本研究者によって既に開発されたキラル相間移動触媒であるスピロ型アンモニウム塩の反応性を向上させるためには、ごく微量のクラウンエーテルの添加が有効であることを見いだした。さらに、本触媒の構造の単純化ならびに反応性・選択性の向上を目指し、究極の有機分子触媒とも言えるモノビナフチルジアルキルアンモニウム塩のデザインに成功した。これにより、各種の人工アミノ酸の実用的不斉合成プロセスが可能になった。さて、こういった不斉アルキル化法ではかさ高いアミノ酸の合成には不向きである。そのため、かさ高いアミノ酸合成を目指して不斉ストレッカー反応を可能にする、最適のラセン型キラル相間移動触媒を新たに考案した。これにより、各種のかさ高いアミノ酸の実用的合成が可能になった。さらに、新たなキラル有機触媒として二官能基性有機触媒をデザイン、調製することに成功し、各種アルデヒド類とケトン類との不斉アルドール反応、また、各種アルデヒド類とイミン類との不斉マンニッヒ反応において高いエナンチオ選択性を実現することができた。既に我々は人エアミノ酸合成のための簡略型キラル相間移動触媒を考案しているが、この触媒は、光学活性ビナフチルジブロモジエステル、アリールホウ酸と第2級アルキルアミンから容易に調製できる。この知見は、光学活性ジブロモジエステルを出発として、いろんなアリールホウ酸と第2級アルキルアミンを組み合わせることによって無数の新規なキラル相間移動触媒が容易にデザイン、調製できる可能性を示唆している。従って、もしある新規な不斉分子変換反応を達成したい場合、各種のアリールホウ酸と第2級アルキルアミンを組み合わせることによって、適切なキラル相間移動触媒のデザインが可能になる。その一例として、先例のないα-置換型シアノ酢酸エステルのアセチレンカルボン酸エステル類への不斉共役付加反応への適用に取り組み、高エナンチオ選択性を得ることに成功した。さらに、新たなキラル有機触媒として、二官能基性キラルヒドロキシアミン触媒を創製し、ニトロソベンゼンを用いた各種アルデヒドの直裁的不斉ヒドロキシアミノ化反応に適用し、望みのヒドロキシアミノ化合物のみを高い光学収率で得ることができた。

本研究では、天然資源の少ない我が国で炭素資源を有効に活用し、今世紀の社会を支える技術基盤となる環境調和型の実践的有機合成プロセスの確立に向けて、金属を有しない有機酸塩基触媒を独自に創製し、これを有機合成化学の根幹をなす各種の炭素炭素結合形成反応に応じて精密に修飾することで、これまで及びもつかないような反応性・選択性(位置、立体及び官能基)を備えた基盤的炭素骨格形成反応の案出を目指した。既に我々は人工アミノ酸合成のための簡略型キラル相間移動触媒を考案しているが、この触媒は光学活性ビナフチルジブロモジエステル、アリールホウ酸と第2級アルキルアミンから容易に調製できることを見出している。ここで、第2級アルキルアミンとしてモルホリンを導入することによって、新たな触媒の調製をした。この触媒を用いて、先例のないα-置換型シアノ酢酸エステルのアセチレンカルボン酸エステル類への不斉共役付加反応への適用に取り組み、高エナンチオ選択性を得ることに成功した。さらに、新たなキラル有機触媒として、二官能基性キラルスルホンアミド型アミン触媒を創製し、各種アルデヒドの直截的シン選択的不斉アルドール反応に適用し、望みのアルドール体のみを高い光学収率で得ることができた。一方、光学活性ブレンステッド酸として光学活性ビナフチルジカルボン酸触媒を設計し、ジアゾ酢酸エステルやジアゾリン酸エステルの不斉マンニッヒ反応を新たに開発することに成功した。本研究では、天然資源の少ない我が国で炭素資源を有効に活用し、今世紀の社会を支える技術基盤となる環境調和型の実践的有機合成プロセスの確立に向けて、金属を有しない有機酸塩基触媒を独自に創製し、これを有機合成化学の根幹をなす各種の炭素炭素結合形成反応に応じて精密に修飾することで、これまで及びもつかないような反応性・選択性を備えた基盤的炭素骨格形成反応の案出を目指した。まず、環境調和型キラル相間移動触媒の化学では、従来のアンモニウム塩型キラル相間移動触媒に較べ、新たなデザイン型キラルテトラアルキルホスホニウム塩を合成した。この触媒能を調べるために、β-ケトエステルとアゾジカルボン酸ジ-tert-ブチルの不斉アミノ化反応への適用を試みたところ、高エナンチオ選択的に進行することが認められた。この不斉アミノ化反応は、糖尿病合併症治療剤、AS-3201の合成に有用であり、その鍵中間体を効率良く合成することができた。続いて、キラル二官能性アミン触媒のデザインを行った。従来の有機触媒を用いると、アセトアルデヒドとイミン間の直載的不斉マンニッヒ反応ではアルドール反応を含む多くの副反応が進行し、目的のβ-アミノアルデヒドのみを高収率で得ることが困難であった。そこで本研究室で開発された、求核性の低いビナフチル骨格を有するアミノスルホンアミド触媒をこの直截的不斉マンニッヒ反応に適用したところ、目的のβ-アミノアルデヒドが高収率、高エナンチオ選択的に得られた。さらに、キラルジカルボン酸触媒を用いる高エナンチオ選択的不斉イミノアザエナミン反応の開発に成功した。本反応系では立体選択性に優れているのみならず、芳香族由来のアザエナミンを利用することも可能になった。また既存の触媒系においてはシス体が優先することが知られているアジリジン化反応において、トランス体を高立体選択的に生成する触媒系の開発に成功した。
肝における胆汁酸輸送担体の機能解析

肝臓を介した血管側から胆汁中への胆汁酸の極性輸送には、胆汁酸の取り込み過程に関与する肝細胞血管側膜上のトランスポーター及び肝細胞内から胆汁中への排出トランスポーターの協調的な輸送が関与している。排泄に関わるトランスポーターとして硫酸抱合胆汁酸を基質とするMultidrugresistance associated protein2や一価胆汁酸を基質とするBilesalt export pump(BSEP)が存在しているが、我々は、Mrp2欠損ラットであるEisai hyperbilirubinemic rat(EHBR)の肝臓よりMrp3を同定し、胆汁酸を基質とする事を明らかとした。Mrp3が胆汁うっ滞時などの病態時に肝血管側膜状に存在する事を考えると、肝細胞の胆汁酸からの保護に役立つのではないかという仮説が挙げられた。我々は、SDラットとEHBRを用いて肝潅流実験を行い、Mrp3の基質である[^3H]タウロコール酸(TC)の肝細胞から血管中側へのクリアランスがEHBRにおいて上昇している事から、Mrp3の血管側への胆汁酸排出への寄与を示唆してきた。この事をさらに実証する目的で、今回我々はMrp3の誘導が認められるフェノバルビタール処理ラットを用いてこの仮説をさらに検証した。今回我々は、Mrp3の誘導が認められるフェノバルビタール処理ラットを用いて[^3H]TCを基質とする肝潅流実験を行った結果、横軸にMrp3の肝臓における発現量を、縦軸に血管側への透過性をプロットすると良好な相関が得られた。これらの結果はMrp3が胆汁酸の血管側への排出に関与する事を強く示唆するものである。また、得られた回帰直線は原点を通らず、比較的大きなY切片を有した事から、Mrp3以外の排出メカニズムが存在すると考えられる。近年Organic anion transporting polypeptide(Oatp)ファミリートランスポーターがアニオン交換輸送担体である事を示唆する報告がなされておりOatpがMrp3以外の血管側への排出に関わる事が示唆される。