hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
血管内皮細胞機能障害とＭｉｃｒｏｐａｒｔｉｃｌｅ

血管内皮細胞より放出される1μm程度のvesicle構造はMicroparticle(MP)と呼ばれ、動脈硬化との関連など各種病態との関連が報告されてきているものの、MPの機能や性質の詳細については依然として不明のままであった。今回の検討により、血管内皮細胞由来のvesicle形成においてlysosomeとの関連が示唆され、この側面より血管内皮由来vesicleと血管障害、動脈硬化形成について焦点をあてることにより、新たな側面をみることができることが期待できる。この知見をもとにして、血管内皮細胞の血管障害、動脈硬化形成への関わりについて臨床的な検討に広げていくことが可能となる。血管内皮細胞や血球細胞より放出される1μm程度のvesicle構造はMicroparticle(MP)と呼ばれ、動脈硬化との関連など各種病態との関連が報告されてきているものの、MPの機能や性質の詳細については依然として不明のままである。昨今の研究よりMPは細胞細胞間でmiRNAなどの核酸物質、脂質、蛋白などを運搬する役割が報告され、さまざまな局面で重要なはたらきをなしていることが報告されてきている。今回、血管内皮細胞由来のMPに注目し、MPと内皮細胞機能との関連についてin vitro及びvivoの系にて検討し、内皮細胞からの病態の修飾の道を模索した。その結果lysosome関連のマーカーであるLAMP-1やLAMP-2などの分子でラベルされたMPが確認され、lysosomeを修飾するような薬剤によってMPの産生が修飾された。またlysosomeの染色を行った後livecell imagingを行うことで、lysosome関連のvesicleが細胞外に放出されるのが確認された。虚血性心疾患の患者の血清においてmicroparticleの存在とclinical parameterの検討を行うと、血液中のmicroparticle中の核酸物質の中で病態と関連があると考えられる因子がいくつかあがり、現在それに対して詳細な検討を加えている。またlysosomeの機能を修飾する薬剤(Chloroquineなど)を使用することによってmicroparticleの産生が修飾された。これらよりlysosome関連の蛋白を糸口にMPの解析を加え、さらに実際のヒトの末梢血においてさまざまな疾患と関連して変動するかしらべることがより有用であることが示唆された。これらの考えをもとにヒト検体を用いたMPの分離を行い、その動態把握につとめ、新たな内皮機能のマーカー検索をすすめたところ、MP内に含まれるmRNAの性質は動脈硬化のリスクによる影響を受けて変化することを確認した。この結果より、血液中のvesicleの血管障害への関与が示唆された。

現在基礎実験のdataを中心に論文化作成段階に入っているが、必要な追加実験のうち未施行にとどまっているものが存在する。また臨床検体を用いたMPと病態との関連の検討についても対象検体の収集が予定より遅れており、引き続き検体を収集し、検討を行うことが求めらるため、期間延長にて対応が必要であると考えられる。培養内皮細胞の検討の次の段階であるヒト検体を用いたMPの検討をする際には倫理申請の手続きが必要であり、申請までの時間を要したため、やや遅れている状況にある。内皮由来のmicroparticleと臨床情報との相関をみることで、新たな循環器疾患のリスクマーカーを創出できる可能性がある。このリスクマーカーは内皮細胞の病態に直接関与している可能性があり、新たな治療法の創出の可能性も内包している。今後vitroでの結果を参考として、ヒト検体を用いたMPの分離を行い、その動態把握につとめ、新たな内皮機能のマーカー検索をすすめていく。今後新たな患者のmicroparticleの検体を集め、より病態との関連の解析を進めていく。昨年度に得られたMPとlysosomeの関連という観点からのvesicleの細胞へのはたらきの解析をすすめる。またそのvesicleの作用部位を修飾する薬剤の創薬も含めて検討を行う。さらに何らかの効果を有する薬剤のdeliverysystemとしてもvesicleは有用な可能性をもつものと考えられ、これらの検討もおこなっていきたい。今後も培養内皮細胞から分離されたMPの動態検討からはじめて最終的には末梢血液中のMPと現在臨床的に使われているFMDとを比較検討し、さまざまな疾患の形成に関連する内皮機能の評価系をさらに改善させる方法を検討する。
原始活動銀河核のブラックホール・銀河共進化究明と偏光X線放射予測

活動銀河核(AGN)は、10^8太陽質量程のブラックホール(BH)へのガス降着により、典型的銀河の100倍ものエネルギーを放射している。しかし、巨大BHの形成過程、及び銀河との共進化の起源は未だ謎である。そこで、急激に成長中の巨大BHを宿す事が最近明らかになった、誕生中のAGN"原始AGN"と巨大BHになる直前の中間質量BH候補天体である超高光度X線源に着目する。原始AGNは大量の極紫外線を放射する為、BH成長史のみならず銀河進化史においても注目を集め始めている。本研究では、原始AGNの電波観測から、共進化過程を明らかにする。また、超高光度X線源の放射スペクトルとその時間変動から、本当に中間質量BHが存在するのかどうか吟味を行う。巨大BHが成長する(質量を増加させる)元になっているのは、周辺からBHへ落ちてくるガスである。そのガス供給源である、トーラス(ドーナツ)状に中心BHを取り巻く天体の構造を理論モデルと観測の比較から解明した。活動銀河核(AGN)は、108太陽質量程のブラックホール(BH)へのガス降着により、典型的銀河の100倍ものエネルギーを放射している。AGNの強い極紫外線放射は星間ガスの冷却を阻害し、宇宙の星形成史を制御してきた。本研究では、原始AGNの電波・近赤外線・可視光観測から、共進化過程を明らかにする。さらに、原始AGN降着円盤の時間変動を理論的に解き、その偏光X線放射を理論予測する。狭輝線Seyfert1とは、広幅輝線が約2000km/s以下と比較的小さい線幅を持つ活動銀河中心核である。その特徴として、X線のスペクトルが通常のSeyfert銀河よりソフト(低エネルギーでの放射が卓越)である事、その光度変化のタイムスケールが比較的短い事等が挙げられる。これらの性質は、狭輝線Seyfert1の中心に存在するブラックホールの質量が比較的小さく、ブラックホールへの質量降着率が大きいと説明可能であり、急速に成長しつつあるブラックホールを持つ系だという見方が有力である。つまり、狭輝線Seyfert1が急速な成長途上にあるブラックホールで、ごく最近質量降着がトリガーされたばかりの(つまり若い)銀河核であるというシナリオです。我々はこのシナリオを確かめるため、狭輝線Seyfert1に付随する分子ガスに着目した。分子ガスは今後の星形成のための材料であり、この量や分布から、これからの星形成活動、つまり狭輝線Seyfert1母銀河の今後の進化・成長を考察できるからです。そこで、野辺山宇宙電波観測所の電波干渉計を用い、これまで分子ガス観測が行われていない狭輝線Seyfert1銀河の2天体を観測しました。その結果、太陽質量の10億から30億倍もの大量の分子ガスがこれらに存在し、今後この狭輝線Seyfert1の母銀河が成長する量に初めて制限を与えることができました。この種族の様々な特徴は、狭輝線Seyfert1の中心に存在するブラックホールの質量が比較的小さく、ブラックホールへの質量降着率が大きいと説明可能でありる。つまり、狭輝線Seyfert1が急速な成長途上にある巨大ブラックホールを内包し、ごく最近質量降着がトリガーされたばかりの(つまり若い)銀河核であるというシナリオが有力である。今後原始活動銀河核を宿す銀河がどれだけ成長するかは、その銀河に含まれる星の材料(星間ガス)の量と分布を測ることでわかる。今回、原始活動銀河核6天体をこれまでにない高い空間分解能で電波観測し、銀河中心に漂う星間ガス中のCO(一酸化炭素)分子からの輝線を系統的に初めて計測した。

その結果、太陽質量の1億倍もの星間ガスがこれら原始活動銀河核の中心に集中していることがわかり、論文としてまとめ投稿した。現在レフェリー査読レポートを吟味しながら改訂中である。また、超高光度X線源として近傍の宇宙に見つかっている天体は、その正体が未だ何なのかはっきりわかっていない。我々はこれらの天体が、実は宇宙最初期のインフレーション中に創られた原始ブラックホールにガスが降り積もっているのではないかと考え、インフレーション中に創られる原始ブラックホールの質量と総数について計算・考察し、現在得られている観測データと比較した。この結果はMNRAS誌に発表・出版した。太陽の100万倍以上の質量を持つ超巨大BHと、太陽の10倍程度の質量を持つ恒星質量BHの存在はこれまで観測的にほぼ確かめられています。この間のmissing linkとして、中間質量BH(約1千太陽質量)が、超高光度X線源の中心に存在するのではないかと近年疑われています。もし本当なら、巨大BHの謎の形成過程を明らかにする鍵となります。しかしこれらの天体の非常に大きい光度は、恒星質量BHとそこへのガス降着率が異常に大きい状態(超臨界ガス降着現象)でも説明できるかもしれません。我々は、この可能性の真否を調べるため、Kawaguchi(2003)の超臨界降着円盤モデル(とその改良モデル)を用いて、超高光度X線源のX線データを詳細に吟味してきました。特に今回我々は、同一の天体を多数回観測したデータに着目しました。ある超高光度X線源の4年間の間に観測された良質の4回の観測データについて、従来用いられてきた"中間質量BH+亜臨界ガス降着"モデルでは共通のBH質量でデータを説明することができないことがわかりました。従って、中間質量BHがこの天体に居る可能性は棄却されました。一方、同じスペクトルデータについて、私の"超臨界ガス降着"モデルでは4つのデータを共通のBH質量(太陽の30数倍)で説明できることがわかりました。1回ごとの観測データだけなら、幾つかの物理パラメータ(BH質量やBHへのガスの降着率)を調整することでデータを説明でき優劣の判断がつかなかった超高光度X線源のモデルが、時間変動のデータを用いることで取捨選択できることがわかったのは今回が始めてです。この結果は現在査読雑誌(ApJ誌)に投稿中です。巨大ブラックホール(BH)へのガス供給源としてダストトーラスが活動銀河中心部に存在します。可視光偏光観測結果などから、中心BHと降着円盤の周りを、ダストを含むclump群がトーラス状の分布で取り囲んでいると考えられています。近赤外線モニター観測はダストトーラス内縁と中心BHの距離が中心核光度の0.5乗に比例する事を明らかにし、ダストのsublimation(昇華)がトーラス最内縁の位置を決めている事を示しました。しかし、この半径と光度の比例関係は理論予測値に比べて系統的に約1/3程度小さく観測され、ずれる原因は長く謎でした。そこで我々は、降着円盤からの放射が非等方である事を考慮すると、自然に、かつ定量的にこのずれを説明する事を示しました。すなわち、観測者が円盤を観る角度とトーラスから円盤を観る角度の系統的な差が、理論と観測結果の謎の不一致を生み出していたと理解できます。具体的には、降着円盤からの輻射フラックスの角度依存性を用いてトーラス最内縁部の構造を求めたところ、すり鉢型の形状が得られました。
Ｂ中間子の輻射崩壊過程を用いた新物理の探索

b->sgamma崩壊過程は、ループを介したダイアグラムで起きる。標準模型ではループ内にクォークとWボゾンを介した崩壊になるが、このループ内には新物理で予言される粒子が寄与することも可能である。ここで輻射される光子の偏極に注目すると、標準模型ではWボゾンが左巻きの粒子としか結合しないため、輻射される光子はほぼ左巻きである。一方、新粒子は右巻きに結合できるものが存在する。そのため、輻射光子の偏極を測定することで、新粒子が存在することを確認し、新粒子の右巻き光子との結合強度に制限を与えることが可能である。この光子偏極を測定するために、B->K1gamma->Kpipigamma過程を利用する。この過程において光子偏極は、K1->Kpipiの崩壊面に対する光子の輻射方向の上下非対称性に現れる。そのため、この上下非対称性からK1の崩壊モデルを仮定することで、光子偏極が測定可能である。本研究ではB中間子のサンプルとして、Belle実験で得られた大量のサンプルを使用する。Belle実験ではレプトンコライダー環境下であるため、終状態であるKpipi内にpi0が含まれている場合でも再構成が容易であり、複数のKpipiの荷電モードに対して感度のある解析が可能である。研究の遂行状況については、残念ながら採用期間中には研究を終了することができなかった。現在、多くのKの共鳴状態が含まれるKpipi分布から、B->K1gamma成分を抽出する行程を慎重に検討しており、理論家様の多大な協力もあり、この先1年以内には結果が出る見込みである。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は、b->sγの遷移過程における新物理の探索を行うことである。標準模型でのb->sγ過程では、Wボゾンとu,c,tクォークのループを介したダイアグラムから光子が輻射されるが、Wボソンが左巻きの粒子としか結合しないため、放出される光子はほぼ左巻きとなる。しかし、標準模型を超えた新物理では右巻き光子と結合する新粒子が存在するため、光子の偏極を探ることで新粒子がループ部分に現れる可能性を探ることが出来る。そのために、崩壊過程B->K1γ->Kππγ事象を光子の偏極を測定する。B->K1γの崩壊形式からK1とγは同じスピンを持ち、K1のスピン方向に対して、K1->Kππの崩壊粒子はある平面方向に出やすくなる。この輻射光子とK1の崩壊平面の成す角度の上下非対称性を見ることで、光子の偏極度合い・新物理の寄与を測定する。本研究では解析対称のデータとして、Belle実験の蓄積した世界最高の統計量をもつB中間子のデータを用いることで、世界最高精度の測定結果を得る。目標達成のための本研究の具体的な流れ(3年間)は以下の通りである。1)シグナルの再構成プログラムの基礎の作成2)上下非対称性を出すためのモンテカルロ生成プログラムの作成3)シグナル(B->Kππγ)を抽出するための背景事象の抑制4)シグナル情報の分離、新物理への感度見積もり5)B->K1(1270)γ、B->K1(1400)γの崩壊分岐比の測定6)光子の偏極測定から新物理の制限を測定。1)4)まではモンテカルロシミュレータを用いた研究を行い、5)、6)はBelleの測定データを用いた研究を行う。現在2)まで進んでいる。まず3年間の研究計画として、次の6項目をあげていた。1)シグナルの再構成プログラムの基礎の作成、2)上下非対称性を出すためのモンテカルロ生成プログラムの作成、3)シグナル(B->Kππγ)を抽出するための背景事象の抑制、4)シグナル情報の分離、新物理への感度見積もり、5)B->K1(1270)γ、B->K1(1400)γの崩壊分岐比の測定、6)光子の偏極測定から新物理の制限を測定。1年目は2)の途中まで終わっており、当該年度は3)の終わりまで進むことができた。主に、2)について素粒子理論の方と連携をとり、研究を進めてきたことが今年度の成果である。また3)の目処がついたことから学会で発表も行い、研究が順調に進行中であることを確認した。各成果を具体的に述べると、「2)の理論の方との連携」については、目標としているB->Klγの崩壊におけるKlの崩壊モデルに対して、今までの実験結果を理論的に解釈したものを取り入れる。これがモチベーションである。本解析は、このKlの崩壊模型に大きく依存する形であり、今後の解析(特に5)の項目)に影響があるため、当該年度はしっかりと土台を作る事が出来たと言える。一方、「3)の背景事象抑制の解析の終了」は、B中間子の解析において共通となるもので、基礎部分が終わったという成果である。モンテカルロシミュレータを用いて、最も大きいqq背景事象がうまく削れることを確認する一方で、今後フィットを用いて分離していく背景事象を明確化することができた。

ここで輻射される光子の偏極に注目すると、標準模型ではWボゾンが左巻きの粒子としか結合しないため、輻射される光子はほぼ左巻きである。一方、新粒子は右巻きに結合できるものが存在する。そのため、輻射光子の偏極を測定することで、新粒子が存在することを確認し、新粒子の右巻き光子との結合強度に制限を与えることが可能である。この光子偏極を測定するために、B->K1gamma->Kpipigamma過程を利用する。この過程において光子偏極は、K1->Kpipiの崩壊面に対する光子の輻射方向の上下非対称性に現れる。そのため、この上下非対称性からK1の崩壊モデルを仮定することで、光子偏極が測定可能である。本研究ではB中間子のサンプルとして、Belle実験で得られた大量のサンプルを使用する。Belle実験ではレプトンコライダー環境下であるため、終状態であるKpipi内にpi0が含まれている場合でも再構成が容易であり、複数のKpipiの荷電モードに対して感度のある解析が可能である。研究の遂行状況については、残念ながら採用期間中には研究を終了することができなかった。現在、多くのKの共鳴状態が含まれるKpipi分布から、B->K1gamma成分を抽出する行程を慎重に検討しており、理論家様の多大な協力もあり、この先1年以内には結果が出る見込みである。26年度が最終年度であるため、記入しない。研究実績の内容に示した2)上下非対称性を出すためのモンテカルロ生成プログラムの作成、が新たに研究計画に加わったため、計画に多少遅れが出ている。しかし、これは今後の研究の強力な補助となるものであり、また計画を早めに設定していたため特に今後の研究計画に支障は出ない。冬期に就職活動を入れてしまったため、当初の研究計画から多少の遅れが出ている。しかし、今年度のスケジュールを見積もった結果、今後の研究活動に支障はない。現在、上下非対称性を出すためのモンテカルロ生成プログラムを作成しているが、これには高度な素粒子物理学の知識が必要である。進展を早めるため・理解を確実なものにするため、素粒子理論を研究している方と議論を行いながら研究を進めていく方針である。最終年度として、物理の結果と共に論文執筆することを目標とする。研究実績にあげた残りの項目をこなしていくことで必ず結果が出てくるので、後はやりきるだけである。去年度から素粒子理論を専攻している方と打ち合わせを通して研究を進めており、今後の物理結果を出すにあたって強力にサポートしてくれる予定である。
SFD児の中枢神経後障害モデルとしての新生仔豚低血糖に関する基礎的研究

飢餓(約24時間)による低血糖状態(平均血糖50mg/dl)での低酸素負荷とインシュリン低血糖(平均血糖31.5mg/dl)における低酸素負荷および低酸素単独負荷時の脳内エネルギー代謝の変動と血液生化学検査の差異について検討した。低酸素負荷は吸入酸素濃度を0.08→0.06→0.05と15分毎に低下させ行った。結果は1.脳内エネルギー代謝障害と考えられるPCr/Piが1以下に陥るまでの時間は,飢餓による低血糖群(以下飢餓群)と低酸素単独負荷群(以下単独群)には差がなく,インシュリン低血糖群(以下インシュリン群)が有意に長かった。2.蘇生を要するまでの時間は,インシュリン群が最も短く,飢餓群,単独群の順であった。3.蘇生時の乳酸値は,単独群が有意に高く,インシュリン群,飢餓群の間には有意差は認めなかった。4.蘇生時の細胞内pHは,飢餓群が最も高く,インシュリン群,単独群の間には有意差がなかった。5.インシュリン群,単独群では,蘇生120分後のPCr/Piは負荷前値に回復したが,飢餓群では蘇生に成功した例は少なかったが,糖液の投与にもかかわらずPCr/Piは前値まで回復しなかった。6.全群とも,平均動脈血圧が約60mmHg以下に低下するのに伴い,PCr/Piが1以下に急激に低下した。この平均動脈血圧が60mmHg以下に低下する時期は,我々がparallelexperimentで報告したが,脳血流が前値以下に低下する時期に一致していた。以上のことより,脳内エネルギー代謝を保つためには,脳血流を保つことが重要である事,飢餓による低血糖時に低酸素状態に陥ると後障害を残す可能性が考えられた。今後,高血糖時の低酸素負荷時の脳内エネルギー代謝についても検討を行いたい。
日系企業におけるHIV/AIDS対策の推進に関する国際保健医療研究

医療人類学に医療政策と医療コミュニケーションの理論・方法論を加えて、海外で操業する日本企業におけるHIV/AIDS対策について検討した。実践的な活動としては、タイ北部の工業団地において継続的に行われている医療人類学的調査をもとに、企業におけるHIV/AIDS対策に関する3つの仮説を立て、それに基づくモデル対策を実施・評価した。その結果、企業が地域社会と連携して進める「企業による公衆衛生」の観点からのHIV/AIDS対策が、対策の実行可能性と将来にわたる継続性という点から効果的であることが示唆された。平成19年度の研究内容は、(1)多国籍企業におけるHIV/AIDS対策に関する知見のとりまとめと、(2)タイの調査地における実態把握及び初期介入である。(1)に関しては、Medline, Web of Science, EMBASEなど主要な文献データベースを用いてシステマティック・レビューを行った。(2)に関しては、平成20年3月3日から3月15日まで、タイの調査地において、インタビュー調査、アンケート調査、フォーカス・グループ・インタビューを実施し、モデル企業二社とその他企業二社において初期介入の方法に関する話し合いを行った。その結果、システマティック・レビューでは、日系企業のHIV/AIDS対策が他の多国籍企業に比べて進んでいないこと、日系企業においてHIV/AIDS対策を推進するために、安全衛生管理のシステムが活用できることなどが明らかになった。これに対して、現地調査では、企業の社会的責任活動の一環として従業員と地域社会を対象とするHIV/AIDS対策をすすめることの可能性のほうが高いことが明らかになった。これをふまえて、初期介入の具体案を立て直し、次年度の調査・介入につなげていきたい。今年度の調査結果は、日本文化人類学会第41回研究大会(名古屋、平成19年6月2日から6月3日まで)、第135回アメリカ公衆衛生学会議(ワシントンDC,平成19年11月3目から11月7日まで)、アメリカ人類学会年次大会(ワシントンDC,平成19年11月27日から12月2日まで)において公表した。タイ北部の工業団地で操業する日系企業のうち、モデル企業1社を対象に、従業員のHIV感染予防のための行動変容コミュニケーション戦略(Behavioral Change Communication Strategy, FHI 2002)を実施した。具体的には、これまで日系企業10社において参与観察やインタビューなどを用いて収集してきた民族誌的資料を使って、教育の対象者である従業員のHIV感染リスクの具体的なありようを理解した。そのうえで、従業員の社会的・文化的背景や、従業員のHIV/AIDSに対する認識をふまえたエイズ教育資料を作成し、その資料を用いて予防教育を行った。協力機関は、タイ国ラチャパーク大学であり、地域の健康教育に精通している大学講師2名が予防教育の計画と実施に参加した。予防教育の受講者および企業の管理職には、教育効果の評価のためのインタビュー調査とアンケート調査を、教育の後に行った。その結果、対象者の行動変容には、対象者の生活環境や文化規範を十分に考慮した予防教育が必要であり、教育資料には対象者になじみのある事例やイラストを用いることが効果的なことが証明された。予防教育の資料は、モデル企業以外の目系企業2社にも配布し、人事・社内教育担当者から、教育効果の高い資料としての評価を受けた。今後は、このようなHIV感染予防のための行動変容コミュニケーション戦略が、企業において広く普及されることが望まれている。タイ北部の工業団地で操業する日系企業のうち、エイズ教育を実施したモデル企業1社を含む企業3社の日本人・タイ人管理職と協働で、職場においてHIV/AIDS対策を推進するためのモデルを考えた。HIV/AIDS対策を継続するためには、企業の管理能力を持続的に高める必要があり、その一つは企業の社会的責任(CSR)を高めることであると言われている(ILOAIDS,2005)。しかし、日本では、HIV/AIDS対策をCSRに位置づけている企業はほとんどない。また、CSRにHIV/AIDS対策を位置づけようとすること自体が欧米企業に倣った戦略であり、従業員の健康管理体制がきちんと確立されている日系企業にはなじまない。これらのことをふまえて、本研究では、HIV/AIDS対策を安全衛生管理のなかで行えるようにすること、その安全衛生管理の方針を企業グループ全体においてある程度統一することができるかどうかについて、研究者と企業の担当者が協議した。その結果、次のことが導かれた。HIV/AIDS対策を含むということは、安全衛生管理の対象が、感染症やリプロダクティブヘルスにまで拡大するということである。そのような対策には、地域の保健対策との連携が不可欠である。これは、「企業による公衆衛生」と名付けてもよいものであり、地域に根ざしつつ、企業グループに統一した方針で健康管理を行うものとして、実行可能性と将来にわたる継続性が高い。
暗黒物質、ニュートリノ検出を目的とした指向性のある検出器の開発

本年度は昨年度に引き続き暗黒物質検出実験で問題となるバックグラウンドイベントの原因追及及び低減を行った。前年度導入して成果のあった6N高純度銅シールドの増設、低バックグラウンド光電子増倍管の交換を行った。宇宙線研究所神岡宇宙素粒子研究施設における約2ヶ月間の暗黒物質観測実験を行った結果からWIMP-陽子、WIMP-中性子のカップリングに対する上限値を導出した。バックグラウンドの原因を調べるため、複数のCaF_2(Eu)結晶を使用して測定を行ったところ、結晶に含まれるユーロピウムの放射性同位体である^<152>Euが主要なバックグラウンド源の一つであることが分かった。^<152>Euは天然に存在する^<151>Euが地上で熱中性子を吸収することによって生成される同位体である。この^<152>Euの量を同定し結晶から取り除く方法を検討するため、Ge検出器を用いたγ線測定と地上で熱中性子を照射したCaF_2(Eu)結晶を用いた地下実験室での測定を行った。その結果、約一年間の地上での熱中性子照射で約10mBq/kgの^<152>Eu含有量の増加が確認できた。また、この結果から暗黒物質探索実験で重要な10keV electron equivalent以下の領域でのイベントレートの多くが^<152>Eu由来であることが分かった。^<152>Euの生成量に関してはGe検出器による測定とCaF_2(Eu)結晶を用いた地下での測定で矛盾しない結果が得られた。このことから、ユーロピウムのドープ量を減らす方法、熱中性子吸収断面積の小さい^<153>EUの同位体濃縮を行う方法によってバックグラウンドレートをおよそ1桁程度低減できる可能性があることが分かった。指向性のある検出器となるスチルベンシンチレーターを用いてWeakly Interacting Massive Particle (WIMP)の到来方向に感度のある観測実験を宇宙線研究所神岡宇宙素粒子研究施設の地下実験室にて行った。あらかじめ放射能が少ないことを調べた材料を用いて検出器を構成して実験を行ったが、得られたイベントレートは2000 counts/k.e.e. (keV electron equivalent)/day/kgと極めて高い値となった。このイベントレートはバックグラウンドが支配的であるが、原因はスチルベン結晶内部のものと検出器を構成する光電子増倍管やシールドなどの外部のものの両方の可能性がある。バックグラウンドの原因を特定し低減するため、より理解しやすいと考えられる検出器構成による実験を行った。低バックグラウンド仕様のCaF_2(Eu)シンチレーターをターゲットとし、低バックグラウンドPMTとしてXMASS実験で開発されたR8778を使用、放射性不純物の少ないシールドとして6N高純度銅を用いた実験を神岡地下実験室で行った。その結果イベントレートを10 k.e.e.以下で約10 counts/k.e.e./day/kgまで下げることができた。この実験からスチルベンシンチレーターを用いた際のバックグラウンドはスチルベン内部の放射線によるもの及びスチルベンシンチレーターの発光量が少ないことに起因する暗電流イベントによるものであることが分かった。また、実験により得られたスペクトルの解析から原子核のスピンに依存する相互作用でのWIMP-陽子カップリングa_p、WIMP-中性子カップリングa_nに対する制限を導出した。この結果によりイタリアのDAMAグループによるWIMP季節変化の観測によるa_p-a_n平面での許容領域の多くの部分を制限することができた。
光格子共存磁力計を用いたフランシウム原子による電子の永久電気双極子能率探索

本研究では、電子の電気双極子能率(EDM)をフランシウム(Fr)原子を用いて探索するための高精度探索技術の確立を目指して研究を行った。電子EDMは時間反転対称性や空間反転対称性の破れを表す物理量であるためその大きさは極めて小さいが、重い原子においてはその効果が増幅されることが分かっている。そこで本研究では、Fr原子EDMを高精度に測定するために用いる共存磁力計の開発を行った。Fr原子EDMを測定するためには、原子に電場を印加した場合のエネルギー変化を測定するが、この際に原子を保持するための光格子と量子化軸を定めるために印加する静磁場によっても原子にエネルギー変化が生じるため、これらの変動を抑制すると同時に精密に測定することが重要となる。そこで、Fr原子とともにEDM増幅率の小さいルビジウム(Rb)原子を同時に光格子中に捕獲し静磁場や光格子の変動を測定する光格子共存磁力計の開発を行った。平成29年度までに1台の光源と電気光学変調器を用いて二核種のRb原子を磁気光学トラップ(MOT)により効率よく捕獲することに成功しており、今年度は二核種MOT中の原子を核種ごとにイメージングするため、光源を2台に増強させたうえで吸収イメージングを行った。これにより、トラップ中の原子を核種ごとにイメージングできただけでなく、それぞれの各種の温度測定を行うことができた。また、MOTによって冷却された原子を用いた磁場観測を行った。MOTによって冷却された原子を磁場中で光ポンピングすると、原子はスピン歳差運動を行う。原子がスピン歳差運動することで、屈折率が変化する。原子にプローブ光を照射し透過光の偏光面の時間変化を観測することで、Rb原子のそれぞれの核種と二核種同時での測定をそれぞれ成功させることができた。以上のように、共存磁力計開発で重要となる原理検証を完了させることができた。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、次世代永久電気双極子能率(EDM)探索技術を確立し、反物質消失機構や暗黒物質の素粒子物理学的実体を解明すること目指している。今年度は、高精度EDM実験の鍵となる磁場変動測定のための光格子共存磁力計の基盤となるルビジウム(Rb)の2種同位元素の同時磁気光学トラップ(MOT)装置の開発を進めた。今回実現を目指しているEDM測定装置は、レーザー光の定在波により生じる格子状のポテンシャルに冷却原子を閉じ込める光格子の技術を駆使する。光格子中に捕獲された原子は、これまでのEDM測定精度の限界を打ち破る可能性を持っている。その一方で、光格子中の原子は高強度の電磁場を感じるために、ベクトル光シフト(VLS)を評価する必要がある。EDM探索実験においては、磁場変動が偽EDM信号を生み出すために大きな問題となっており、共存磁力計が重要となるが、光格子中でのEDM探索実験においては、VLSも偽EDM信号を生み出す。そこで、磁場とVLSを同時に測定する磁力計が必要となる。このために、国際的にも初めての試みとなるRbの2種同位元素を用いた光格子共存磁力計を新たに提案した。Rbの2種同位元素のトラップを短期間で実現するために、1台のレーザー光源と電気光学変調器(EOM)を用いたMOT装置の開発を行い、Rbの2種同位元素の同時MOTに成功した。同時MOTで必要となる周波数の光を得るために、EOMに必要となる3種類のRF信号を同時に入力する方法を用いていたが、この方法では、必要となる周波数当たりの出力が小さくなるという課題があった。このことを解決するために、RF信号を入力するタイミングを時間的に分離する、RF信号のスイッチングを行った。このことにより、必要な周波数当たりの出力を増加させることに成功し、トラップされる同位体の個数をそれぞれ増加させることに成功した。当初の計画では、光格子磁力計の立ち上げを平成28年度に行い、その上で共存磁力計としての性能評価を行う目的で、Rbの2種同位元素の共存トラップ実験を平成29年度に行う計画であった。しかし、光格子中でのEDM測定ではVLSが測定に用いるエネルギー準位によらず発生し、取り除けないシフト量であるということが計算により明らかとなった。そこで、光格子中でのEDM探索実験においては、磁場とVLSの同時計測を行うために、光格子共存磁力計自体に異種同位元素を用いることが非常に重要であると判断し、2種同位元素の共存トラップを実現することを優先した。結果として、2種同位元素の同時磁気光学トラップを予定より早く達成することができた。また、トラップ個数を増加させるために行った、RF信号のスイッチングも効果的に働き、光格子共存磁力計の開発に用いる最低限の個数は確保することができた。また、光格子技術についても開発が進み、光格子中にRb原子が捕獲されたことを確認できた。この光格子技術とRbの2種同位元素の同時MOTを組み合わせることで、2種同位元素を光格子中に確実に捕獲できると考えている。以上のように、当初の計画と順序を入れ替える結果となったが、2種同位元素を用いて光格子共存磁力計の開発を行う準備が順調に整い、進捗状況としてはおおむね順調に進展している。

本研究は、フランシウム(Fr)原子を用いた電子の永久電気双極子能率(EDM)探索に重要となる、共存磁力計の実現により、次世代EDM測定技術の確立を目指している。今年度は、昨年度までに実現したルビジウム(Rb)の2種同位元素の同時磁気光学トラップ(MOT)に対してトラップ個数増強を行った上で、さらに真空度の高いチャンバー中でのトラップに成功し、同時磁場計測に向けた計測の開発を行った。85Rbと87Rbの同時MOTの数を増加させ、磁力計の開発を進めるために、MOTに用いる光の改良を行った。これまでは、レーザー光の周波数を87Rbのリポンプ周波数に合わせ、電気光学変調器(EOM)によってサイドバンドを発生させるときに、85Rbと87Rbのトラップ周波数を交互にEOMに入力していたが、新しい手法では87Rbのトラップ周波数にレーザー光の周波数を合わせた。以前の手法と比較すると、トラップ周波数の強度には大きな差はない一方で、トラップされた原子数は新しい手法の方が多いという結果になった。この改善によりトラップ原子数を増加させることができたため、プッシュ光を用いて原子を輸送し、1つ目のチャンバーよりも2桁真空度の高い2つ目のチャンバーに再トラップすることに成功した。また、トラップした原子を用いて同時磁場測定を実現するために、測定系の開発を開始した。2種同位元素を同時にプローブするために、新たなレーザー光源を用意し、周波数を87Rbの5S1/2, F=1→5P3/2, F=2に合わせてEOMに入力し85Rbの5S1/2, F=2→5P3/2, F=3との差に相当する周波数のRF信号をEOMに入力することで、どちらにも感度のあるプローブ光を実現した。この光を用いることで、トラップした原子のうち、85RbのF=2、87RbのF=1の状態にある原子数の時間変化を観測することに成功した。平成29年度は、ルビジウム(Rb)原子の2核種光格子磁力計の実現に向けて、Rb原子の2核種磁気光学トラップ(MOT)でトラップした原子をプッシュ光により輸送し、さらに真空度の高いチャンバーで再トラップすることに成功した。これにより磁場測定法の開発に着手できるようになった。この装置開発により、トラップ個数としては十分な原子数が確保できているため、今後光格子への移行を行う。また、磁場測定法の開発として、Rbの2核種に同時に感度のあるプローブ光を用いることで特定の準位にある原子数の時間変化を2核種に対して測定できることを確認することができた。この測定においては、原子の超微細構造の準位のうち、特定の磁気副準位を選んでいないため、磁場は測定できていないものの、この手法を発展させることで冷却原子を用いた磁場測定を行うことができると見込んでいる。以上のように、光格子磁力計の実現のための各開発事項を2核種で達成してきており、進捗状況としてはおおむね順調に進展している。本研究では、電子の電気双極子能率(EDM)をフランシウム(Fr)原子を用いて探索するための高精度探索技術の確立を目指して研究を行った。電子EDMは時間反転対称性や空間反転対称性の破れを表す物理量であるためその大きさは極めて小さいが、重い原子においてはその効果が増幅されることが分かっている。そこで本研究では、Fr原子EDMを高精度に測定するために用いる共存磁力計の開発を行った。Fr原子EDMを測定するためには、原子に電場を印加した場合のエネルギー変化を測定するが、この際に原子を保持するための光格子と量子化軸を定めるために印加する静磁場によっても原子にエネルギー変化が生じるため、これらの変動を抑制すると同時に精密に測定することが重要となる。
非局所ゲームおよびゲーム意味論による量子もつれ指向プログラミング言語の構築

昨年度の研究によって見出した量子非局所ゲームとゲーム意味論のつながりが言語の構築には不十分であった.そこで,本来の目的である量子もつれの解析へと立ち戻り,本年度は量子スタビライザー形式を用いて研究を行った.量子スタビライザー形式を用いた量子プログラムに対する量子もつれ解析手法を考案した.この手法により,従来の量子プログラムにおける量子もつれ解析では行うことのできなかった量子もつれの解ける遷移について解析することが可能となった.また,提案手法では量子スタビライザー形式の範疇に収まる遷移によるもつれの遷移しか解析できないことを踏まえ,解析に有用であるように量子スタビライザーを抽象化することで,範疇に収まらない遷移についても部分的に解析できるような改良を行い,より精緻な解析が可能となった.また,昨年度に提案したブラインド量子計算に対する公衆検証可能性についても改良の研究を行った.昨年度に公衆検証可能性を持つブラインド量子計算プロトコルを提案したものの,このプロトコルでは,悪意のあるユーザが巧妙に委託する計算を選ぶことで秘密鍵に依存したメッセージを送り,実際には計算結果を得ながらも計算結果を得ていないかのように第三者を騙すことのできる可能性があった.そこで,このプロトコルに改良を加え,このような攻撃に対しても耐性を持つ公衆検証可能ブラインド量子計算プロトコルを提案した.27年度が最終年度であるため、記入しない。27年度が最終年度であるため、記入しない。非局所ゲームとゲーム意味論という異なる2種類のゲームをつなぐ研究を行った.ゲーム意味論の中において4者間で行われるゲームを定義し,さらに量子もつれ状態を表す特別なゲームを導入することで,非局所ゲームをゲーム意味論の枠内で定義した.また,通常の非局所ゲームから,定義した非局所ゲームへの変換を与え,この変換を通じて非局所ゲームの枠内での普遍性定理がゲーム意味論の枠内で成り立つことを示し,定義と変換の妥当性を示した.さらに言語の構築後に予定している検証に向け検証対象の選定に活用すべく,量子もつれを中心とした研究を行った.量子状態の非局所性を利用して情報を保持する量子計算モデルであるトポロジカル計算に対して,そのための型付高階プログラミング言語を提案した.我々の言語では計算ステップがトポロジカル計算での計算の最適化に対応しており,進めることにより最適化を行うことができる言語となっている.また,量子もつれとその測定によって計算を進める量子計算モデルである測定ベース量子計算に対しても研究を行った.このモデルを活用したプロトコルに,量子計算機を持たないユーザがプライバシーを保ったまま量子計算機を使用できるようにするという量子秘匿計算があるが,このプロトコルに対して第三者が出力の正当性を検証できるという公衆検証可能性とよぶ性質を新たに定義し,更にユーザが量子計算機を所有していないという状況に着目することで,プロコトルを改良して公衆検証可能性を持たせることに成功した.昨年度の研究によって見出した量子非局所ゲームとゲーム意味論のつながりが言語の構築には不十分であった.そこで,本来の目的である量子もつれの解析へと立ち戻り,本年度は量子スタビライザー形式を用いて研究を行った.量子スタビライザー形式を用いた量子プログラムに対する量子もつれ解析手法を考案した.この手法により,従来の量子プログラムにおける量子もつれ解析では行うことのできなかった量子もつれの解ける遷移について解析することが可能となった.また,提案手法では量子スタビライザー形式の範疇に収まる遷移によるもつれの遷移しか解析できないことを踏まえ,解析に有用であるように量子スタビライザーを抽象化することで,範疇に収まらない遷移についても部分的に解析できるような改良を行い,より精緻な解析が可能となった.また,昨年度に提案したブラインド量子計算に対する公衆検証可能性についても改良の研究を行った.昨年度に公衆検証可能性を持つブラインド量子計算プロトコルを提案したものの,このプロトコルでは,悪意のあるユーザが巧妙に委託する計算を選ぶことで秘密鍵に依存したメッセージを送り,実際には計算結果を得ながらも計算結果を得ていないかのように第三者を騙すことのできる可能性があった.そこで,このプロトコルに改良を加え,このような攻撃に対しても耐性を持つ公衆検証可能ブラインド量子計算プロトコルを提案した.非局所ゲームとゲーム意味論の間の変換を樹立した上その妥当性を示しており,当初研究計画を一定程度達成している.他方,新たな性質の発見には至っておらず研究課題である量子もつれ指向プログラミング言語の構築にむけては未だ無視できぬ溝がある.その一方で,翌年度に予定していた構築後の検証に向けてのトポロジカル計算や量子秘匿計算の研究でも研究の進展を見せており,以上の点を総合し,達成度はおおむね順調であると考える.27年度が最終年度であるため、記入しない。研究課題である量子もつれ指向プログラミング言語の構築およびその実装を行う.現在までの達成度にも記したように構築には未だ研究が必要であるが,構築を最優先として現状の変換方式・手法にはこだわらずに行っていく予定であり,現在はスタビライザーの活用を検討している.27年度が最終年度であるため、記入しない。
花モモにおける菊咲き性および花色のQTL解析

花モモにおける菊咲き性および花色を制御する遺伝子座の数やその作用などを明らかにするため,`寿星桃'および`菊桃'から得た集団を用いて,SSRマーカーを用いた連鎖地図を作成し,次いで菊咲き性および花色のQTL解析を行った.1.連鎖地図の作成Prunus属由来のSSRマーカー164種類を供試した結果,55種類のSSRマーカーからなる全長290.5CMの連鎖地図が作成された.マーカー間の距離は20CM以下で,モモゲノムの約60%をカバーしていた.2.菊咲き性の遺伝とQTL解析菊咲きと八重咲きとの分離比から,菊咲き性の遺伝は,二遺伝子もしくはそれ以上で支配されていると考えられた.しかし,半菊咲きタイプは連続的な中間タイプの形態を示すことから,菊咲き性には複数の主動遺伝子と微動遺伝子が関与していることが示唆された.そこで,QTL解析を行った結果,菊咲き性には第6連鎖群上の2つの領域に有意なQTLが検出された.これらのLOD値と寄与率は非常に高く,2つのQTLが主に菊咲き性を支配していることが明らかとなった.また,2つのQTL座と樹高(Dwarf)の遺伝子座との距離は非常に近く,強く連鎖していた.一方,菊咲き性の個体は幼葉,果実,核などの先端部が尖形になる特徴がみられたことから,これらの形質データを用いてQTL解析を行った.その結果,菊咲き性のQTL領域とほぼ同じ領域にQTLが検出された.従って,菊咲き性(花弁の形)を制御する因子が、葉や果実の形を制御する因子と同じである可能性が示唆された.4.花色の遺伝とQTL解析花色は赤色,ピンク色,白色に分離し,その比から二遺伝子もしくはそれ以上で支配されていると考えられた.QTL解析の結果,第1連鎖群上に2つ,第3連鎖群上部に1つの有意なQTLが検出された.第3連鎖群上部のQTLが花色の有色/無色を決定するchromogen遺伝子であり,第1連鎖群上のQTLが色の濃淡と色相を変化させるactivator遺伝子またはアントシアニジンを配糖体にする遺伝子と考えられた.花モモにおける菊咲き性および花色を制御する遺伝子座の数やその作用などを明らかにするため,`寿星桃'および`菊桃'から得た集団を用いて,SSRマーカーを用いた連鎖地図を作成し,次いで菊咲き性および花色のQTL解析を行った.1.連鎖地図の作成Prunus属由来のSSRマーカー164種類を供試した結果,55種類のSSRマーカーからなる全長290.5CMの連鎖地図が作成された.マーカー間の距離は20CM以下で,モモゲノムの約60%をカバーしていた.2.菊咲き性の遺伝とQTL解析菊咲きと八重咲きとの分離比から,菊咲き性の遺伝は,二遺伝子もしくはそれ以上で支配されていると考えられた.しかし,半菊咲きタイプは連続的な中間タイプの形態を示すことから,菊咲き性には複数の主動遺伝子と微動遺伝子が関与していることが示唆された.そこで,QTL解析を行った結果,菊咲き性には第6連鎖群上の2つの領域に有意なQTLが検出された.これらのLOD値と寄与率は非常に高く,2つのQTLが主に菊咲き性を支配していることが明らかとなった.また,2つのQTL座と樹高(Dwarf)の遺伝子座との距離は非常に近く,強く連鎖していた.一方,菊咲き性の個体は幼葉,果実,核などの先端部が尖形になる特徴がみられたことから,これらの形質データを用いてQTL解析を行った.その結果,菊咲き性のQTL領域とほぼ同じ領域にQTLが検出された.従って,菊咲き性(花弁の形)を制御する因子が、葉や果実の形を制御する因子と同じである可能性が示唆された.4.花色の遺伝とQTL解析花色は赤色,ピンク色,白色に分離し,その比から二遺伝子もしくはそれ以上で支配されていると考えられた.QTL解析の結果,第1連鎖群上に2つ,第3連鎖群上部に1つの有意なQTLが検出された.第3連鎖群上部のQTLが花色の有色/無色を決定するchromogen遺伝子であり,第1連鎖群上のQTLが色の濃淡と色相を変化させるactivator遺伝子またはアントシアニジンを配糖体にする遺伝子と考えられた.`寿星桃(八重咲き性)'×`菊桃(菊咲き性)'のF_2集団を用い,SSRマーカーによる連鎖地図の作成,菊咲き性およびそれらに関連する葉,果実などの形質の遺伝とQTL,さらに,花色などの遺伝とそのQTL解析やわい性(高木性/わい性),新梢色(赤/緑)などの遺伝解析を行った.1.Prunus属由来のSSRマーカー164種類を供試した結果,55種類のSSRマーカーから構成され,8連鎖群からなる全長290.5cMの連鎖地図が作成された.マーカー間の距離は20cM以下で,モモゲノムの約58%をカバーしていた.また,花色(有色/無色)および新梢色(赤/緑)の遺伝子は第3連鎖群,矮性(高木/わい性)の遺伝子は第6連鎖群に座乗した.

2.花弁のアントシアニン含量から花色のQTL解析を行った結果,第1連鎖群上に花色の濃淡と色相に関与すると推察される2つのQTL,第3連鎖群上に花色の有色/無色の決定に関与すると推察される1つのQTLが検出された.3.F_2集団の花型は肉眼の判別から菊咲きタイプ,八重咲きタイプ,その中間型である半菊咲きタイプの3つの花のタイプに分けられ,これらの分離比より菊咲き性には二遺伝子の関与が示唆された.花弁の最縦長/最幅長,花弁の最縦長/下部の幅長の値から,菊咲き性のQTL解析を行った結果,第6連鎖群上の2つの領域で有意なQTLが検出され,これらが主に菊咲き性を支配していることが明らかとなった.また,菊咲き性の2つのQTLと矮性の遺伝子座との距離は3.3cMと近く,両者の遺伝子は強く連鎖していることが明らかとなった.種子親`寿星桃'および花粉親`菊桃'から得たF_1およびF_2111個体を用いて,まず菊咲き性の形態および遺伝様式を明らかにした.次いで,菊咲き性および花色を制御する遺伝子座の数やその作用などを明らかにするため,SSRマーカーを用いた連鎖地図を作成し,それを用いて菊咲き性および花色のQTL解析を行った.1.菊咲き性の形態とその遺伝肉眼による菊咲きと八重咲きの分離比は13:3もしくは15:1の分離比それぞれと適合し,二遺伝子もしくはそれ以上で支配されていると考えられた.しかし,半菊咲きタイプは連続的な中間タイプの形態を示すことから,菊咲き性には複数の主動遺伝子と微動遺伝子が関与していることが推測された.2.菊咲き性のQTL解析QTL解析の結果,菊咲き性では第6連鎖群上の2つの領域に有意なQTLが検出された.これらのLOD値と寄与率は非常に高く(LOD値=21.7,14.2,寄与率=75.6,80.4),2つのQTLが主に菊咲き性を支配していることが明らかとなった.また,2つのQTL座と樹高(Dwarf)の遺伝子座との距離は非常に近く,強く連鎖していた.一方,菊咲き性の個体には幼葉,果実,核などの先端部が尖形になるなどの特徴がみられたことから,他形質との関連性が推察された.これらの形質データを用いてQTL解析を行った結果,菊咲き性のQTL領域とほぼ同じ領域にQTLが検出された.従って,菊咲き性および他形質を支配する遺伝子の発現は,強い連鎖関係にある別々の遺伝子に支配されているか,もしくはある遺伝子が多面的に発現しこれらの形態を支配していることが推察された.3.花色のQTL解析QTL解析の結果,第1連鎖群上に2つ,第3連鎖群上部に1つの有意なQTLが検出された.第3連鎖群上部のQTLが花色の有色/無色を決定するchromogen遺伝子であり,第1連鎖群上のQTLが色の濃淡と色相を変化させるactivator遺伝子またはアントシアニジンを配糖体にする遺伝子と推測された.
ストリゴラクトン関連諸物質の有機合成化学的研究

有機合成化学・天然物化学の視点から、ストリゴラクトン関連諸物質の合成化学的研究を行った。ストリゴラクトンは根寄生雑草の種子発芽刺激物質の総称あるが、近年、アーバスキュラー菌根菌の共生シグナルおよび枝分れを抑制する植物ホルモンとしても知られるようになった化合物群である。天然に存在するストリゴラクトン類は希少であるため、本研究の主たる課題は天然ストリゴラクトン類の化学合成であるが、根寄生雑草防除への貢献も視野に入ている。近年、環境問題・食糧問題には極めて高い関心が注がれており、環境に優しい方法による作物保護は今世紀の最重要課題のひとつである。本研究では、有機合成化学・天然物化学の視点からストリゴラクトン関連諸物質の合成化学的研究を行っているが、ストリゴラクトンとは根寄生雑草の種子発芽を誘導する天然物の総称であり、その研究は作物保護に資すると考えられる。研究の最優先課題は天然ストリゴラクトン類の合成であるが、ストリゴラクトンおよびその類縁化合物には雑草防除の観点から、実用・応用の可能性が大いに期待されている。従って、作物保護への直接的貢献を視野に入れながら、ストリゴラクトンアナログ類の合成も展開している。本年度は主に天然ストリゴラクトン類の光学活性体合成に注力した。1)ソルガムより単離されたソルゴモールの合成においては、酵素分割を基盤とする光学活性体合成法を確立することができた。現在は、光学分割のさらなる効率化および最終段階でのエピマー分離が困難であるという課題の克服に向け研究を継続中である。2)たばこより単離されたソラナコールの合成では、既に代表者が報告している4-HO-GR24合成の手法に従い、その光学活性体合成を完成した。現在、論文投稿を準備中である。3)亜麻より単離された7-オキソオロバンコールの合成においては、合成中間体のジアステレオマー法による分割を検討中である。4)実用を強く意識したアナログ合成では、既に代表者らが特許を取得しているカーバメート型化合物をさらに構造展開し、高活性化に成功した。このアナログについては、現在、詳細な活性試験が進行中である。近年、地球規模での環境問題・食糧問題には極めて高い関心が注がれており、環境に優しい方法による作物保護は今世紀の最重要課題のひとつである。研究代表者は有機合成化学・天然物化学の視点からストリゴラクトン関連諸物質の合成化学的研究を行ってきた。ストリゴラクトンは根寄生雑草種子発芽刺激物質に総称であり、近年、アーバスキュラー菌根菌の共生シグナルおよび枝分かれを抑制する植物ホルモンとしても知られるようになった化合物群である。主たる課題は天然ストリゴラクトン類の合成であるが、ストリゴラクトンおよびその類縁化合物には寄生雑草防除などへの応用の可能性が大いに期待されているため、作物保護への直接的貢献も視野に入れている。本年度の主な成果を以下に示す。1)タバコより単離されたソラナコールの簡便な新規光学活性体合成を達成し、それを報告した。(印刷中)2)亜麻より単離された7ーオキソオロバンコールの合成中間体の光学分割を検討し、最適な分割剤の選択を終え、その除去法も確立した。現在は、7ーオキソオロバンコールの光学活性体を合成中である。3)ヒマワリから単離されたヘリオラクトンの合成を検討中であり、構造単純化モデル化合物を合成を達成した。4)ストリゴラクトンのD環部分は活性発現に必須と考えられてきた。D環構造を改変した新規アナログをデザイン・合成したが、合成したアナログは全て活性を持たないことがわかった。5)実用を指向したカーバメート型アナログ(研究代表者らが特許取得)の中で、コード番号Tー010と名付けられた化合物をスーダンでの圃場試験に提供し、寄生雑草防除に効果があることを証明した。ストリゴラクトンは根寄生雑草種子発芽誘導物質の総称であるが、近年、アーバスキュラー菌根菌の共生シグナルおよび枝分れを抑制する植物ホルモンとしても知られるようになった化合物群である。本研究の主たる課題は天然ストリゴラクトン類の化学合成であるが、ストリゴラクトンおよびその類縁化合物には寄生雑草防除等への応用の可能性が期待されているため、作物保護への直接的貢献を視野に入ている。1)タバコより単離されたソラナコールの簡便な新規光学活性体合成を達成し、論文発表した。(BBB論文賞受賞)2)ソルガムより単離されたソルゴモールの光学活性体合成に取り組み、従来の知見を精査・再検討することによって、その合成法を確立した。3)ストリゴラクトン類の生合成における重要な中間体とされているカーラクトン酸(およびカーラクトン酸エステル)の新規高効率合成法を開発した。Knoevenagel縮合を鍵反応とする基本骨格構築法は短工程・高収率でのカーラクトン酸類の供給を可能にした。4)ヒマワリより単離されたヘリオラクトンの合成研究に取り組み、Knoevenagel縮合を鍵反応とする基本骨格構築法を確立した。5)連続的な一酸化炭素挿入反応を基盤としたストリゴラクトン3環性ラクトン部分の新規合成法を開発した。