hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
電気化学界面における炭素－炭素間電子移動過程のその場振動分光解析

電気二重層領域に存在する水分子の動的挙動の解明は電気化学の根源的問題であり、電極反応に関わる水分子の役割は興味深い研究対象である。表面増強ラマン分光法は、通常のラマン散乱より著しく散乱強度が増大する現象として知られている。SERSを電極反応の解析に応用すると、電極表面に吸着する分子数が少ない場合にも吸着現象に関する情報をラマン散乱を通じて得ることが可能である銀電極ーアルカリ水溶液界面のその場SERS測定を電極電位を印加しながら行い、銀電極近傍の水分子の動的挙動、特に水分子ライブレーション振動の電極依存性、カチオン依存性について検討を行った。分子の酸化還元反応は、電子の授受と同時に局所的な分子内の電子状態の変化や分子の構造変化を伴う。これは電気化学計測に加えた新たな研究手法の発展により明らかにされてきている。本研究課題は、分子内の電子移動過程を電気化学的・振動分光学的な両側面より検討しようとする萌芽的研究課題である。本年度は、その場ラマン分光測定を実施するために,その場ラマン分光セルの設計と製作を行った。当該研究課題において,ボルタモグラムの測定を行いながら、ラマンスペクトルの測定を行う必要がある.電極電位の掃引速度は10100mV/s程度を用い,ラマンスペクトルの測定は、数十mV間隔程度を想定しており、現在までのところ、数秒間隔にてラマンスペクトルの測定が可能となっている。さらなる光学系の高感度化を目指し、光学系・その場ラマン分光セルの最適化を行い,電極電位の高速掃引時に備えたその場ラマンスペクトルの測定を試みている。上記のその場ラマン分光装置を用い、銀電極界面における水分子の動的挙動を表面増強ラマン分光法を用いて解明している。電極ー電解液界面の電気2重層領域に存在する水分子に関する動的挙動を電極電位規制下であるその場で観測している。電極ー電解液界面に存在する吸着水分子のラマン散乱強度は電極電位に依存して変化することが観測され、また、吸着水分子のラマン散乱強度はアルカリ水溶液のアルカリ金属種にも依存することが判明した。これらの結果は、これまで観測している吸着水分子の変角振動、対称伸縮振動、逆対称伸縮振動と同様の傾向を示している。分子の酸化還元反応は、電子の授受と同時に、局所的な分子内の電子状態の変化や分子の構造変化を伴う。これは電気化学計測ぬ加えた新たな研究手法の発展により明らかにされてきている。本研究課題は、分子内の電子移動過程を電気化学的・振動分光敵な両側面より検討しようとする萌芽的研究課題である。昨年度までに構築してきたその場ラマン分光装置を用い、銀電極界面に存在する水分子のダイナミックスについて検討を行った。この水分子は、電気二重層内に存在する数層程度の水分子であると考えており、この水分子の電極電位依存性について詳細な解析を行った。電極電位の変化に伴い、電極界面に存在する水分子のラマンスペクトルの変化が観測された。特に、卑な電位領域において水分子のラマン強度が大きく観測された。本研究課題では、水分子のライブレーションに焦点をあてて研究を遂行し、電極界面における水分子のライブレーション振動モードは卑な電位ほど散乱強度が大きく観測されている。この散乱強度の増大は、これまで報告している変角振動、対称伸縮振動、逆対称伸縮振動などの水分子と同様の傾向を示していることが判明している。さらに、アルカリカチオンの影響についても検討を行った。Li、Na、K、Rb、Csと質量数が大きいアルカリカチオンを電解質として用いると、ライブレーションの散乱強度が減少した。この結果は、電極界面に存在する水分子は、アルカリカチオンの影響を大きく受け、アルカリカチオンに水和している水分子をラマン測定にて観測していると想像できる。電気化学電極ー電解液界面を探索する手法としてのその場ラマン分光法の確立に大きな目途が立っており、単分子層程度の分子の酸化還元反応にも応用可能な状況となっている。次年度以降の研究に大きな指針を与えることができており、刻々と変化する電極界面を分光学的側面より解析を行うことができている。電気化学反応を逐次追跡するその場ラマン分光については、基本的な段階において概ね目途が立っているので、更に高度な手法へと展開する。特に、電極界面スペクトルの励起波長依存性については、近赤外光を励起原としたFTラマン分光法についても検討を行い、結合電極界面における電気化学反応の統一的な現象解明に挑む。本研究開発課題の遂行に置いて、現有の試薬、実験材料、実験装置等の消耗品を研究を効率的に使用したことに伴い未使用額が発生した。平成26年度に25年に購入予定であった試薬、実験材料、実験装置等の消耗品等を購入する。よって平成25年度の未使用額と平成26年度請求額とを併せて平成26年度の研究遂行に使用する予定である。
プロテインキナーゼによる血小板機能の分子制御

凝集、放出及び血餅収縮反応などの血小板の生物機能は細胞の収縮力という形で発現する。その中心的調節機序は収縮蛋白質ミオシンのカルシウム・カルモデュリン依存性ミオシン軽鎖キナーゼによるリン酸化反応である可能性が報告されている。最近、我々はミオシン軽鎖キナーゼ以外にCキナーゼによってもミオシン軽鎖がリン酸化されること及びそのミオシン軽鎖リン酸化反応がミオシン分子に与える効果はミオシン軽鎖キナーゼによる場合と異ること(実際にはTPA刺激血小板の場合)を報告した。そこで申請書はこの分子量2万のミオシン軽鎖のリン酸化反応に注目して研究した結果以下のことが明らかとなった。まず、トロンビン刺激血小板のミオシン軽鎖はリン酸化の程度で3つの状態が存在することが判明した。つまり、リン酸化されていない型、1分子のミオシン軽鎖に1分子のリン酸が転移した型と2分子転移した型の三種類のタイプを2種類の電気泳動(ウレアゲル電気泳動法、二次元電気泳動法)により検出した。更にこの1分子リン酸化されたミオシン軽鎖と2分子リン酸化されたミオシン軽鎖について、トリプシンにて限定分解した後、二次元薄層クロマトグラフィーによるペプチドマップを作成し、検討したところ、そのリン酸化反応はミオシン軽鎖キナーゼとCキナーゼの両方によってミオシン軽鎖の異なる部位がリン酸化されていることが判明した。細胞内Cキナーゼの活性化とカルシウムイオンの動員が各々TPA刺激とカルシウムイオノフォア刺激によって起すことが出来る。申請者はTPAやカルシウムイオノファアによる刺激によっても2分子リン酸化反応がおこるかどうか検討したところ、TPA刺激血小板ではCキナーゼとミオシン軽鎖キナーゼの両者によって、又カルシウムイオノフォア刺激血小板ではミオシン軽鎖キナーゼのみによって触媒されていることが明らかとなりミオシン軽鎖リン酸化反応の分子レベルでの解析が進んだ。収縮蛋白質ミオシンは筋肉のみではなく血小板にも多量存在し,凝集反応及び放出反応などの血小板の機能発現に重要な役割を果していると考えられている.非筋細胞ミオシンは平滑筋ミオシンと同様,ミオシン軽鎖がリン酸化されたときのみアクチンとの相互作用が生じることが判明している.このリン酸化反応はカルシウム・カルモデュリン依存性のミオシン軽鎖キナーゼのみによって触媒されていると考えられていたが,最近,申請者及び日高らは,試験管内における平滑筋ミオシンを用いた実験においてもう一つのカルシウム依存性蛋白質リン酸化酵素, cキナーゼによって触媒されること及びそのリン酸化がミオシン分子に与える効果はミオシン軽鎖キナーゼによる場合と異り,むしろ,阻害的に作用することを明らかにしている.しかし,非筋細胞である血小板ミオシンのリン酸化の意義は必ずしも確定していない.そこで本研究は,非筋細胞のひとつの例として血小板を用いミオシン軽鎖のリン酸化がいかなる蛋白質リン酸化酵素により触媒されているか,又そのリン酸化反応と血小板の凝集,放出反応などの機能との関係を明らかにすることを目的として詳細な検討を行った結果,以下のことが明らかとなった.すなわち伸-正リン酸を負荷した血小板を用いてトロンビンコラーゲンなどの生理的刺激物質により発現する蛋白質リン酸化反応について刺激物質の濃度,反応時間などの条件を変えて詳細に検討したところ,コラーゲンの場合はいかなる条件においてもミオシン軽鎖はミオシン軽鎖キナーゼのみによってリン酸化されていることが判明したがトロンビン刺激血小板の場合トロンビンの高濃度又は30秒以上の刺激時間においてミオシン

軽鎖はミオシン軽鎖キナーゼ以外にcキナーゼによってもリン酸化されること及びミオシン軽鎖キナーゼによってはセリン残基のみ, cキナーゼによってはセリン残基とトレオニン残基がリン酸化されることが明らかになった.前年度の研究により生理的刺激物質トロンビン刺激血小板において生じるミオシン軽鎖リン酸化反応はミオシン軽鎖キナーゼ以外にCキナーゼによっても触媒されることが明らかになったので、本年度は、更に多種の血小板刺激物質を血小板に作用させ検討した。カルシウムイオンを増加させるものではミオシン軽鎖キナーゼにより、又Cキナーゼを活性化させるものではミオシン軽鎖キナーゼとCキナーゼの両方により触媒されていることが明らかになった。更にそのリン酸化反応が1分子のミオシンに2分子入っているのか、別個のミオシンにそれぞれ入っているのか検討するため等電点電気泳動及びウレアゲル電気泳動にてその変化を調べた。その結果、トロンビンでは高濃度、長時間反応させると1分子のミオシンに2分子入るが低濃度、短時間では1分子のミオシンに1分子のみリン酸が転移し、それは必ずミオシン軽鎖キナーゼによるものであった。更に血小板と同様の作用材序を持つ平滑筋ミオシンおよびヒト血小板ミオシンを精製し、ミオシン軽鎖キナーゼ及びCキナーゼによるミオシン軽鎖のリン酸化がミオシン分子に与える影響について検討した。その結果、ミオシン軽鎖キナーゼによるリン酸化はミオシン分子活性化に関与するのみでなく、ミオシン分子の状態が次のミオシン軽鎖キナーゼのリン酸化速度、脱リン酸化速度にも影響していることが判明した。つまり同じ分子に2個リン酸が転移する場合2ヶ目のリン酸化は1ヶ目のリン酸化に影響されることが明らかとなった。Cキナーゼによるリン酸化は単独ではミオシンに影響を与えないが1分子にCキナーゼとミオシン軽鎖キナーゼで異なる部位がリン酸化された場合ミオシン軽鎖キナーゼの効果を減弱させることから、2分子リン酸化された場合、ミオシン軽鎖キナーゼのみならずCキナーゼも生理的に作用している可能性が示唆された。
ミオシンの細胞内への導入とその動的構築の解析

1.エレクトロポレーション法による高分子導入法の確立。細胞性粘菌細胞に高分子を導入する条件を検討した。細胞内に導入された蛍光標識高分子の量は、細胞を可溶化後、蛍光分光光度計で定量した。その結果、細胞外の高分子濃度、電気量、電圧の調節により、高分子を希望の量だけ導入する条件を決定できた。2.蛍光ラベルしたミオシンの細胞内導入の検討。細胞性粘菌よりミオシンを単離し、蛍光ラベルした。この蛍光ラベルミオシンのATPase活性、繊維形成能などをラベルしていないミオシンと比較し、蛍光ラベルにより活性のあまり変化のないラベル条件を決定した。1.で得られた高分子導入の条件に従い、蛍光ラベルミオシンを細胞内に導入することができた。3.蛍光ラベルミオシンの細胞内での挙動の観察。蛍光ラベルミオシンを細胞内に導入後、超高感度カメラでモニターし、画像解析処理して観察した。細胞運動時には、ミオシンは細胞の尾部に多く観察された。細胞が方向転換する時、ミオシンは細胞の一時的な停止に伴って、細胞の先端に集まり、方向転換後、新しい尾部に集積した。このことは、ミオシンが細胞の運動方向を制限する役割を担ってることを示唆するものである。細胞分裂時には、分裂溝へのミオシンの集積が見られた。ミオシン繊維の動的構築の観察。繊維の重合、脱重合を行っている様子を生きた細胞内で観察するために、細胞の厚さを薄くして、個々の繊維を観察しやすい方法を検討した。その結果、恒常的ではないが、繊維像の観察に成功した。しかし、まだ、繊維の重合、脱重合過程は捕えられていない。低温処理して、ミオシンの運動性を下げることで観察が可能になると考えており、今後、研究を継続する予定である。細胞性粘菌細胞に導入を検討するため、分子量の異なる高分子(ミオシン、BSA、アクチン、デキストラン等)を蛍光ラベルして用いた。詳細な導入条件は主に、BSAとデキストランで行った。細胞内に導入された高分子の量は、細胞を可溶化後、蛍光分光光度計で定量した。導入条件としては、印加する電圧、電気量、電気パルスの波形、チャンバーの形状、細胞濃度、細胞を懸濁する液の組成などについて検討した。また、導入する分子の大きさを限定して導入するというような一般的な高分子導入の条件についても検討した。この蛍光ラベルミオシンのATPase活性、繊維形成能などをラベルしていないミオシンと比較し、蛍光ラベルにより活性のあまり変化のないラベル条件を調べた。蛍光色素としては、5-iodoacetoamido tetramethylrhodamineほかいくつかで試みた。導入された蛍光ラベルミオシンの挙動を超高感度カメラでモニターした。ミオシンは、細胞の運動にともなって、すみやかに細胞内の分布を変えていることがわかってきた。

細胞性粘菌よりミオシンを単離し、蛍光ラベルした。この蛍光ラベルミオシンのATPase活性、繊維形成能などをラベルしていないミオシンと比較し、蛍光ラベルにより活性のあまり変化のないラベル条件を決定した。1.で得られた高分子導入の条件に従い、蛍光ラベルミオシンを細胞内に導入することができた。3.蛍光ラベルミオシンの細胞内での挙動の観察。蛍光ラベルミオシンを細胞内に導入後、超高感度カメラでモニターし、画像解析処理して観察した。細胞運動時には、ミオシンは細胞の尾部に多く観察された。細胞が方向転換する時、ミオシンは細胞の一時的な停止に伴って、細胞の先端に集まり、方向転換後、新しい尾部に集積した。このことは、ミオシンが細胞の運動方向を制限する役割を担っていることを示唆するものである。細胞分裂時には、分裂溝へのミオシンの集積が見られた。4.ミオシン繊維の動的構築の観察。繊維の重合、脱重合を行っている様子を生きた細胞内で観察するために、細胞の厚さを薄くして、個々の繊維を観察しやすい方法を検討した。その結果、恒常的ではないが、繊維像の観察に成功した。しかし、まだ、繊維の重合、脱重合過程は捕えられていない。低温処理して、ミオシンの運動性を下げることで観察が可能になると考えており、今後、研究を継続する予定である。
血管壁の脂質代謝と脂質活性物質の作用

従来,抗動脈硬化作用を有すると考えられてきたHDLの役割として, HDLが組織のコレステロールを取り込み,肝臓に転送する機構が脂質蓄積を病因とする動脈硬化などの防御に最も重要であるとの認識がある.しかし, HDLが高値を示しながら,動脈硬化性疾患や角膜混濁などの脂質蓄積を来す症例が発見されたことから, HDLから大粒子LDLやVLDLへコレステロールを転送する反応を媒介する蛋白質の重要性が示唆された.また,動脈組織内には,血清中の約1/10の濃度のLDL,約1/50の濃度のHDLが存在していることが明らかにされ,さらに, HDL-レセプターのリポ蛋白質結合後の動態が末梢組織の細胞と肝細胞で異なることが指摘されたことにより,今後, HDLの異なる組織における作用機作の解析が重要性を増すと思われる.高コレステロール食で飼育したラットより得られたVLDL, LDLは肺胞マクロファージの泡沫化を著名に促進し,培養液中へのリポ蛋白質リパーゼの分泌も亢進するが,この作用によりリポ蛋白質の取り込みと細胞内の脂質蓄積が重要との指摘が成され,虚血性心疾患患者のリスクファクターの1つとして明らかにされているアポE変異との関連も指摘された.この知見は,粥状動脈硬化発症時に内皮直下に出現する泡沫細胞形成過程に重要であると思われる.泡沫細胞の由来はマクロファージであることが班員によって明らかにされているところであるが,家族性高コレステロール血症のモデル動物WHHLウサギを用い,血中に上昇したVLDL, LDLがマクロファージに取り込まれる際の機構の一部が明らかにされた. VLDLはマクロファージのβ-VLDL受容体を介して取り込まれ, LDLは受容体介在エンドサイトーシスによるスキャベンジャー経路で取り込まれる.注目すべき知見は, LDLはそのままではマクロファージによって認識されないが,酸化されると取り込まれるという発見である.すなわち, LDLの酸化は泡沫化を律速することを意味している.従来,抗動脈硬化作用を有すると考えられてきたHDLの役割として, HDLが組織のコレステロールを取り込み,肝臓に転送する機構が脂質蓄積を病因とする動脈硬化などの防御に最も重要であるとの認識がある.しかし, HDLが高値を示しながら,動脈硬化性疾患や角膜混濁などの脂質蓄積を来す症例が発見されたことから, HDLから大粒子LDLやVLDLへコレステロールを転送する反応を媒介する蛋白質の重要性が示唆された.また,動脈組織内には,血清中の約1/10の濃度のLDL,約1/50の濃度のHDLが存在していることが明らかにされ,さらに, HDL-レセプターのリポ蛋白質結合後の動態が末梢組織の細胞と肝細胞で異なることが指摘されたことにより,今後, HDLの異なる組織における作用機作の解析が重要性を増すと思われる.高コレステロール食で飼育したラットより得られたVLDL, LDLは肺胞マクロファージの泡沫化を著名に促進し,培養液中へのリポ蛋白質リパーゼの分泌も亢進するが,この作用によりリポ蛋白質の取り込みと細胞内の脂質蓄積が重要との指摘が成され,虚血性心疾患患者のリスクファクターの1つとして明らかにされているアポE変異との関連も指摘された.この知見は,粥状動脈硬化発症時に内皮直下に出現する泡沫細胞形成過程に重要であると思われる.泡沫細胞の由来はマクロファージであることが班員によって明らかにされているところであるが,家族性高コレステロール血症のモデル動物WHHLウサギを用い,血中に上昇したVLDL, LDLがマクロファージに取り込まれる際の機構の一部が明らかにされた. VLDLはマクロファージのβ-VLDL受容体を介して取り込まれ, LDLは受容体介在エンドサイトーシスによるスキャベンジャー経路で取り込まれる.注目すべき知見は, LDLはそのままではマクロファージによって認識されないが,酸化されると取り込まれるという発見である.すなわち, LDLの酸化は泡沫化を律速することを意味している.
遺伝資源としての稀少動物「口之島野生化牛」の保護と活用に関する研究

稀少動物遺伝資源としての口之島野生化牛(以下、野生化牛)の保護と活用を図るため、行動・生態、形態・解剖、疾病、遺伝・育種、繁殖・産肉能力などの特性を明らかにした。得られた結果は以下のとおりである。1.野生化牛の生息確認頭数は3255頭であり、生息域内には35の群れが存在し、1群当たり312頭で構成されていることが明らかとなった。野生化牛は路肩のイネ科草本やリュウキュウチクを飼料資源として利用しているが、そこには多数のキチマダニとフタトゲチマダニが生息しているのが観察された。2.野生化牛の頭蓋と四肢骨について形態計測学的に解析したところ、野生化牛の雄は見島牛雄ならびに黒毛和種雌と、また雌は見島牛雌と各々ほほ同じ大きさで最も小さいことが示された。また、野生化牛の全身の主な筋肉の組織構造を検索すると、筋線維が細くて密度が高いこと、筋線維型の割合はII型線維が多いことが明らかとなった。3.野生化牛と放牧牛の寄生虫調査と附属牧場で飼育されていた野生化牛の死亡原因について病理学的検査を行ったところ、それらの寄生虫相はほほ同様であったが、両者に病原性の強いとされる膵蛭の寄生がみられ、この蔓延が危倶された。また、死亡牛の死因は、老衰、外傷、早産など様々であり、特異的な疾病は観察されなかった。4.野生化牛の糞便および血清を材料として病原性微生物の検索を実施した結果、下痢便からロタウイルスおよび毒素原性大腸菌は検出されなかった。一方、血清の抗体価検査では、牛アデノウイルス7型感染症、牛ウイルス性下痢粘膜症は陰性であったが、牛パラインフルエンザ3型感染症、コロナウイルス感染症は陽性であった。5.野生化牛の遺伝的特性を明らかにするため、とくに蛋白質多型、カルパイン遺伝子及びAFLPについて解析を行なったところ、野生化牛集団は他の和牛種に比べ、ヘテロ接合体率が低くボトルネックエフェクトにより遺伝子に偏りが生じたことによるものと推察された。6.ウシ体細胞クローン技術が初期発生過程のリプログラミングやリモデリングに有効であることが遺伝子レベルから初めて明らかとなるとともに、人工授精・胚移植・体外受精等の人工繁殖技術により、野生化牛由来の精子の凍結保存、移植可能胚の作出、子牛の作出に成功した。7.黒毛和種慣行肥育方式に準じて去勢牛2頭の肥育試験を行った結果、枝肉の歩留りと肉質は中程度であった。本研究は貴重な遺伝資源としての口之島野生化牛(以下,野生化牛)の生態,外部形態,遺伝育種,繁殖,疾病および産肉能力などの特性を解明することにより適切な保護と産業における積極的な活用を図るために実施したものであり,本年度に得られた結果は以下のとおりである。1.口之島において野生化牛の生息頭数および環境調査を行った結果,最近3ヵ年(主に春秋季)に確認できた頭数は4966頭であり,年々減少する傾向にあった。また,野生化牛は春秋季には島内一周道路沿いのイネ科草本を中心に採食し,冬季には低温下でも枯死しないリュウキュウチクを飼料資源としていることが観察された。さらに,生息地においては場所による違いがあるものの,夥しい数のダニ(主にキチマダニ)が確認された。2.これまでに収集された野生化牛の骨格雄10例,雌29例の全身晒骨標本を用い,とくに頭蓋と四肢骨について,肉眼的観察ならびにDrieschの方法に従って236部位の計測を開始した。今後は得られたデータの統計処理や黒毛和種および日本在来牛の1つである見島牛との比較を行い,野生化牛の骨格の特徴を形態計測学的に解明する予定である。3.野生化牛の内部寄生虫相の調査を行い,鹿児島県内各地(肝属郡,曽於郡,伊佐郡)の飼育牛(黒毛和種)との感染状況を比較検討した結果,線虫類,コクシジウム類はほぼ同様の寄生虫相を示したが,野生化牛の線虫類に高い感染率が見られ,吸虫類については飼育牛で双口吸虫,肝蛭が見られたが,野生化牛では膵蛭の感染率が高く,吸虫類に関しては野生化牛に特有の寄生虫相が存在することが明らかとなった。したがって,野生化牛の保護対策を講じるに当たってはこれらの寄生虫駆除も必要不可欠である。4.野生化牛の血液検査と血清抗体価を調査した結果,野生化牛では低蛋白血症と貧血が見られ,これは栄養不足と小型ピロプラズマ感染によるものであった。また,本土ですでに広範囲に感染が見られる牛アデノウィルス7型,牛パラインフルエンザ3型,牛ウィルス性下痢粘膜症に対する血清抗体価は陰性であり,野生化牛はこれらのウィルスに汚染されていなかった。5.野生化牛の血液蛋白質とDNA多型の解析を行った結果,蛋白質については4遺伝子座のうち,トランスフェリン座において多型が検出され,蛋白質多型およびDNAカルパイン遺伝子のRFLP解析がら,野生化牛は東南アジアの在来牛よりもモンゴル在来牛などに近いことが示唆された。6.体外受精卵の胚盤胞形成率は性成熟個体由来卵子で高く,テロメラーゼとテロメラーゼ逆転写酵素の遺伝子発現活性は発生初期過程で増加し,性成熟個体由来卵子を用いた体外受精胚やクローン胚で未成熟個体のものよりも高かった。

また,野生化牛の精巣上体尾部精子を凍結保存し、融解した精子を用いて雌に人工授精して子牛を生産できること、さらに体外受精により移植可能胚を生産できることが明らかとなり、胚の一部は凍結保存した。稀少動物遺伝資源としての口之島野生化牛(以下、野生化牛)の保護と活用を図るため、行動・生態、形態・解剖、疾病、遺伝・育種、繁殖・産肉能力などの特性を明らかにした。得られた結果は以下のとおりである。1.野生化牛の生息確認頭数は3255頭であり、生息域内には35の群れが存在し、1群当たり312頭で構成されていることが明らかとなった。野生化牛は路肩のイネ科草本やリュウキュウチクを飼料資源として利用しているが、そこには多数のキチマダニとフタトゲチマダニが生息しているのが観察された。2.野生化牛の頭蓋と四肢骨について形態計測学的に解析したところ、野生化牛の雄は見島牛雄ならびに黒毛和種雌と、また雌は見島牛雌と各々ほほ同じ大きさで最も小さいことが示された。また、野生化牛の全身の主な筋肉の組織構造を検索すると、筋線維が細くて密度が高いこと、筋線維型の割合はII型線維が多いことが明らかとなった。3.野生化牛と放牧牛の寄生虫調査と附属牧場で飼育されていた野生化牛の死亡原因について病理学的検査を行ったところ、それらの寄生虫相はほほ同様であったが、両者に病原性の強いとされる膵蛭の寄生がみられ、この蔓延が危倶された。また、死亡牛の死因は、老衰、外傷、早産など様々であり、特異的な疾病は観察されなかった。4.野生化牛の糞便および血清を材料として病原性微生物の検索を実施した結果、下痢便からロタウイルスおよび毒素原性大腸菌は検出されなかった。一方、血清の抗体価検査では、牛アデノウイルス7型感染症、牛ウイルス性下痢粘膜症は陰性であったが、牛パラインフルエンザ3型感染症、コロナウイルス感染症は陽性であった。5.野生化牛の遺伝的特性を明らかにするため、とくに蛋白質多型、カルパイン遺伝子及びAFLPについて解析を行なったところ、野生化牛集団は他の和牛種に比べ、ヘテロ接合体率が低くボトルネックエフェクトにより遺伝子に偏りが生じたことによるものと推察された。6.ウシ体細胞クローン技術が初期発生過程のリプログラミングやリモデリングに有効であることが遺伝子レベルから初めて明らかとなるとともに、人工授精・胚移植・体外受精等の人工繁殖技術により、野生化牛由来の精子の凍結保存、移植可能胚の作出、子牛の作出に成功した。7.黒毛和種慣行肥育方式に準じて去勢牛2頭の肥育試験を行った結果、枝肉の歩留りと肉質は中程度であった。稀少動物遺伝資源としての口之島野生化牛(以下、野生化牛)の保護と活用を図るため,生態,形態・解剖,疾病,遺伝・育種,繁殖および産肉能力などの特性を明らかにした。本年度得られた結果は以下のとおりである。1.2001年における野生化牛の生息確認頭数は夏季に13頭および秋季に24頭(うち5頭が重複個体)であり,前年までと比べ減少していることが明らかとなった。また,島内一周道路沿いの草地にはキチマダニとフタトゲチマダニが生息しているのが観察された。さらに,数頭の野生化牛の遺骸が確認され,外部および内部寄生虫による感染症や水場の枯渇による飲用水の供給不足がその一因と推察された。2.野生化牛の骨格雄10例,雌29例の全身晒骨標本のうち,とくに頭蓋と四肢骨について形態計測学的に解析して,黒毛和種および日本在来牛の1つである見島牛との比較も行ったところ,野生化牛雄は見島牛雄と黒毛和種雌とほぼ同じ大きさであり,野生化牛雌は見島牛雌とほぼ同じ大きさで最も小さかった。
オルタナティブ・ジャスティス研究の手法によるケニア農耕民社会の民族誌的研究

研究代表者(石田慎一郎)は、連携研究者(松園万亀雄・国立民族学博物館名誉教授)とともに、ケニア・イゲンベ県におけるフィールドワークならびに研究協力者(ジュグナ・ギチェレ・ケニア国立博物館主任研究員ら)との共同研究の成果取りまとめをおこなった。イゲンベ県の調査では、とくに農村での殺人賠償の支払いをめぐる当事者集団(クラン)間及び集団内での交渉プロセスについて観察し、これまでに観察した別の3件と比較する資料を得たことが最大の収穫である(現在英文論文を投稿中)。ナイロビ大学出版会からの論文集刊行、アメリカ人類学会年次大会での口頭報告、欧文和文の論文・著書により、当初の計画通り成果を順次開示している。ケニア・イゲンベ県における調査研究(フィールドワーク)ならびにケニア国立博物館主任研究員のジュグナ・ギチェレほかとの研究打ち合わせをおこなった。イゲンベ県では農村における紛争管理の実態について聞き取り調査を実施した。2015年5月にケニア国立博物館から刊行した論文集Culture in peace and conflict resolution within communities of central Kenya、300部をケニア国内研究教育機関、図書館などに配布したほか、調査許可発行局(NACOSTI)に提出し、これまでの研究成果の現地報告と今後の課題検討をおこなった。ケニア国立博物館では、ジュグナ・ギチェレならびにムガンビ・ムイズィンブ(ケニアッタ大学講師)とともに地域博物館部長(Director Museums, Sites and Monuments)を訪問し、本研究課題についての研究協力について打ち合わせをおこなった。ナイロビ大学出版会では、論文集The indigenous knowledge of the Ameru of Kenyaの刊行にむけた打ち合わせをおこなった。日本学術振興会ナイロビ研究連絡センターでは、センター長および副センター長と面会し、情報交換をおこなった。上記出張は、研究協力者の松園万亀雄・国立民族学博物館名誉教授が全日程同行し、共同研究をおこなった。研究成果の一部を、African Study Monographs誌( Supplementary Issue 50)掲載の英文論文などで開示した。研究代表者(石田慎一郎)は、連携研究者(松園万亀雄・国立民族学博物館名誉教授)とともに、ケニア・イゲンベ県における調査研究(フィールドワーク)ならびに研究協力者(ケニア国立博物館主任研究員のジュグナ・ギチェレほか)との研究打ち合わせをおこった。とくに調査実施地域における殺人賠償の支払をめぐる当事者集団(クラン)間及び集団内での交渉プロセスについて参与観察をおこない、これまでに観察した別の3件と比較する資料を得た。研究成果を取りまとめた英文論文を、平成28年度中に開示する予定である。また、2年間の研究の成果を取りまとめ、京都大学学術出版会刊行の論文集(松田素二・平野美佐編『紛争をおさめる文化:不完全性とブリコラージュの実践』)に寄稿した。また、平成27年度中に、関西大学研究拠点形成支援経費による共同研究「アフリカの経済発展と法ーサブサハラにおける法文化、環境保全、技術移転をめぐる総合的研究」との連携に着手し、ワークショップ「ケニアにおける伝統的知識と環境保全・イノベーション」を平成28年1月30日に関西大学において開催した。上記ワークショップには本研究の研究協力者であるジュグナ・ギチェレを招聘し、共同研究の成果の一部を報告した。報告の内容を翻訳し、平成28年度中に開示する予定である。交付申請書の「研究の目的」および「研究実施計画」で述べた英文論文の刊行や英文論文集のケニア国内での配布が、当初の計画通り順調に進展しつつある。平成27年度に計画している研究代表者の総括的民族誌の刊行にむけて、イゲンベ県でのデータ収集も順調に進展し、現在さらなる英文論文を学術雑誌に投稿中である。ケニアの治安状況に懸念材料があるが、現地研究協力者および日本学術振興会ナイロビ研究連絡センターと緊密に連絡をとることで、ケニア国内での調査研究実施中の安全確保をこころがけている。社会人類学現在まで順調に進展しているので、今後の研究計画について変更は予定していない。平成27年度は、英文論文2本を平成27年度に国際的な学術雑誌上で発表することを計画している。そのうち1本はすでに投稿し、現在査読中である。もう1本については平成27年度上半期に投稿する。加えて、8月から9月にかけてイゲンベ県での追跡調査を実施し、年度末までに研究代表者のこれまでの研究成果を英文の総括的民族誌としてとりまとめる。
20世紀ドイツにおけるヨーロッパ統合運動の研究-戦前・戦後の連続性と断絶を中心に

本研究は、20世紀ドイツにおけるヨーロッパ統合運動につき、戦間期からの人的・思想的な連続性という観点に注目し、「ドイツ・ヨーロッパ連盟」という団体(及びその創設者ヴィルヘルム・ハイレ)を中心に検討することによって、積極的にヨーロッパ統合に関与し続ける現代ドイツ政治の思想的・歴史的・社会的基盤の一端を明らかにしたものである。本研究は、20世紀ドイツにおけるヨーロッパ統合運動を、戦間期からの人的・思想的な連続性と断絶という観点に着目しつつ、実証的に研究することによって、積極的にヨーロッパ統合に関与する現代ドイツ政治の思想的・歴史的・社会的基盤を明らかにしようとするものである。本年度の研究実績は、大別して以下の六点である。1、本テーマに関する先行研究の中で最も重要なコンツェの研究を批判的に検討し、「ドイツ現代史における「ヨーロッパ」理念の諸相-ヴァネッサ・コンツェめ研究によせて」という書評論文を執筆し、『北大法学論集』第59巻第5号に発表した。2、国内外の図書館活用、さらにドイツ出張を通じて、本研究の中心的な検討対象である、「ドイツ・ヨーロッパ連盟」関連の基礎的な資料を収集した。3、本研究の中で重要な位置を占めるヴィルヘルム・ハイレの戦間期の思想を総括し、「『中欧』から『ヨーロッパ合衆国』へ? -ヴァイマル期におけるヴィルヘルム・ハイレの欧州統合思想」という論文にまとめ、ドイツ現代史研究会編『ゲシヒテ』第2号に発表した。4、また、本研究の問題関心の底流をなす近現代ドイツにおける「中欧」概念について、博士論文をもとに北大政治研究会で報告を行った。5、ヨーロッパ統合史研究に関しては、共同執筆で参加した遠藤乾編『原典ヨーロッパ統合史-史料と解説』(名古屋大学出版会)が公表された。6、さらに戦後ヨーロッパ史について、ジャット『ヨーロッパ戦後史』の書評を『論座』に執筆した。本年度の研究実績は、大別して以下の5点である。1、前年度に引き続き、国内外の図書館の活用などを通じて、本研究の中心的な検討対象である「ドイツ・ヨーロッパ連盟」関連資料を収集・分析した。2、本研究のなかで重要な位置を占めるヴィルヘルム・ハイレの戦間期から戦後の思想・活動を再検討した。この成果は、「『中欧』と『ヨーロッパ』のあいだ」という小論として『創文』2010年5月号に発表予定である。3、また、戦後の保守派のヨーロッパ像にも甚大な影響を与えた国法学者カール・シュミットの「広域秩序」構想について検討し、「第三帝国下の「中欧」の運命-カール・シュミット『国際法的広域秩序』を読む」という論文にまとめ、『新世代法政策学研究』(北海道大学情報法政策学研究センター)第2号に公表した。4、本年度の最も大きな研究成果として、近現代ドイツにおける「中欧」概念についてドイツ・ナショナリズム研究の視角から討究した著作『中欧の模索-ドイツ・ナショナリズムの一系譜』を創文社から公刊した。5、さらに、戦後西ドイツのカトリック保守派のヨーロッパ統合運動である「アーベントラント」運動を、戦間期からの人的・思想的な連続性という観点から研究した。これは本年度に新たに着手した研究対象であるが、この研究の成果については、近々公刊される予定のヨーロッパ統合史に関する論文集に収録予定である。
miRNA-33を標的とした新規抗HCV作用の検討

Micro RNAの1つであるmiRNA-33b(miR-33b)は膜結合型転写因子SREBP1と協同して脂質代謝を調節し細胞内コレステロールの恒常性を維持している。C型肝炎ウイルス(HCV)複製増殖細胞にmiR-33b阻害剤を投与しHCV複製への阻害効果を検討した。HCV複製や粒子産生に有利な脂質豊富な環境を作るためmiR-33bの発現亢進を予想したが、HCV蛋白発現細胞及びC型肝炎患者の肝生検検体で、miR-33b発現量はコントロールと比較し有意差を認めなかった。miR-33b阻害剤の投与でHCV蛋白発現及びRNA複製レベルに変化は認めず、新規抗ウイルス薬としての有用性は否定的であった。C型肝炎ウイルス(HCV)複製増殖細胞にmicroRNA-33b(miR-33b)阻害剤を投与しウイルス複製への阻害効果を検討した。遺伝子型1bのHCV-O株から開発され、全長HCV-RNAの複製を培養細胞内で再現できるレプリコンシステム、OR6を用いた。またOR6からインターフェロンによりHCVを除去したOR6cをコントロールとした。OR6、OR6cにはレポーター遺伝子としてルシフェラーゼ遺伝子が含まれ、HCV-RNA量とレポーター遺伝子産物であるルシフェラーゼ活性がよく相関するため、HCV-RNAの複製レベルをルシフェラーゼ活性の測定により簡便に測定できる。OR6にmiR-33b阻害剤(miR-33bと結合し拮抗阻害する核酸:miR-33binhibitor)とコントロール核酸(miR-33b control)をリポフェクション法で遺伝子導入し、導入から72時間後、それぞれのHCV複製効率をルシフェラーゼアッセイ、リアルタイムPCR、ウエスタンブロットで検討した。OR6にmiR-33b inhibitorを導入するとmiR-33b controlを導入した場合よりルシフェラーゼ活性は顕著に低下し、リアルタイムPCRでも確認を行ったがHCV-RNA複製レベルは有意に低下した。一方OR6cではmiR-33b inhibitor及びmiR-33b controlを導入してもルシフェラーゼ活性は低値で両者に有意差は認めなかった。ウエスタンブロットではOR6にmiR-33b inhibitorを導入するとHCV構造蛋白(core)及び非構造蛋白(NS3)とも発現が低下した。今回の検討でmiR-33b阻害剤の投与により培養細胞内でのHCV-RNA複製レベルの顕著な低下を認め、これはmiR-33b阻害剤がC型肝炎治療の新たな治療選択肢となる可能性を示す重要な結果であると考えられた。C型肝炎ウイルス(HCV)複製増殖細胞にmicroRNA-33b(miR-33b)阻害剤を投与しウイルス複製への阻害効果を検討した.遺伝子型1bのHCV-O株から開発され,全長HCV-RNA複製を培養細胞内で再現できるレプリコンシステム,OR6を用いた.OR6からインターフェロンによりHCVを除去したOR6cをコントロールとした.1OR6とOR6cとの間でmiR-33bの発現量を比較したが有意差を認めず,また生体内での脂質が豊富に利用できる状況を再現するためオレイン酸100μMを培地に添加し検討したがやはりmiR-33bの発現量に有意差を認めなかった.肝生検検体ではC型肝炎患者2名は肝移植ドナーに比較しmiR-33bの発現量が一定の傾向を示さなかった.2OR6にmiR-33b mimic(内在性miR-33bと同じ配列の核酸)を遺伝子導入するとHCV構造蛋白(Core),及び非構造蛋白(NS3)は発現が低下し,培養細胞内のHCV複製レベルは顕著に低下した.オレイン酸添加の有無に関わらず同様の傾向であった.一方,miR-33b inhibitor(miR-33bと結合し拮抗阻害する核酸)を導入した場合は,コントロール核酸を導入した場合と比較し大きな変化は認めなかった.miR-33bはSREBP1と協同し脂質代謝を調節して細胞内がコレステロール不足になることを防ぐと考えられている.SREBP1はHCVにより発現が亢進することが報告され,HCVの複製や粒子産生に有利な脂質豊富な環境を作るためmiR-33bはSREBP1と共に発現が亢進していることを研究開始前は予想した.

しかし今回の検討でHCV蛋白発現細胞(OR6),及びC型肝炎患者の肝生検検体において,miR-33bはコントロールと比較し発現量に有意差は認めなかった.miR-33b mimicの投与でHCV蛋白発現及びRNA複製レベルが低下したことは当初の予想とは異なるものの興味深い結果であったが,miR-33b inhibitorの投与ではHCV蛋白発現およびRNA複製レベルに変化はみられず,miR-33b阻害剤の新規抗ウイルス薬としての有用性は否定的であった.ウイルス性肝炎HCV複製増殖細胞においてmiR-33b阻害剤の投与により培養細胞内でのHCV-RNA複製レベルの顕著な低下を認めることを確認した。これはmiR-33b阻害剤がC型肝炎治療の新たな治療選択肢となる可能性を示す重要な結果であると考えられ、この点は順調に進展している。HCV感染肝におけるSREBP1を始めとした脂質代謝関連遺伝子の発現の程度、miR-33b阻害剤投与による脂質代謝関連遺伝子の発現変化を確認し、miR-33b阻害剤の作用機序についても検討を行った(下記推進方策の項に詳述)がこれについては再検討が必要である。また交付申請の段階ではHCV感染増殖モデル(HCVcc)を用いてmiR-33b阻害剤のHCV感染効率や粒子放出への影響も平成25年度に検討する予定であったが、この点は現在まだ検討できておらず次年度の検討課題とするため、おおむね順調に進展している、とした。miR-33bは膜結合型転写因子SREBPと協同して脂質代謝を調節し細胞内コレステロールの恒常性を維持する。SREBP1は脂肪酸合成酵素(FAS)やACCなど脂肪酸合成に関わる遺伝子を制御する。SREBP2はHMG-CoA還元酵素(HMGCR)等コレステロール合成に関わる酵素やコレステロールの取り込み関わるLDL受容体(LDLR)を制御する。細胞内コレステロールが低下するとSREBP2の発現が亢進しHMGCRやLDLRの発現を上昇させ細胞内コレステロールを上昇させる。逆にコレステロール過剰な状態では転写因子LXRを通してSREBP1を活性化し脂肪酸の合成が促されコレステロールは脂肪酸とエステル化される。正常肝ではこの様にSREBP1とSREBP2が連携し細胞内コレステロールを一定に維持する。miR-33b前駆体配列はSREBP1遺伝子の一部にあり、様々な切断過程を経て成熟型miR-33bが産生される。miR-33bはコレステロールの細胞外排出を促すABCA1の抑制、脂肪酸β酸化に関わるCPT1AやHADHB等の抑制に働きSREBP1と協同しコレステロールの恒常性維持に貢献する。今までの報告ではHCV感染肝でSREBP1は発現亢進、FAS、ACC等脂肪酸合成の酵素は発現亢進するのに関わらず、コレステロール合成に関わるHMGCR等も発現増加し、コレステロール、脂肪酸とも蓄える方向に働くという、HCVに有利である脂質豊富な環境を作り出している。HCV感染肝でのこれら脂質代謝関連遺伝子の発現、miR-33b阻害剤投与による脂質代謝関連遺伝子の発現変化を確認し、miR-33b阻害剤の作用機序の検討を目的とし、OR6、OR6cにmiR-33b inhibitor、miR-33b controlを導入してそれぞれ遺伝子発現の変化を検討したが、上述の今まで報告にあるHCV感染肝の遺伝子発現の変化について培養肝細胞での再現困難な部分がありmiR-33b阻害剤の機序検討に至らなかった。培養細胞が脂質を豊富に利用できる環境を再現するため、培養細胞に脂肪酸(オレイン酸)を添加し再検討する予定である。
次世代ケイ素系負極を活かすためのイオン液体電解液との界面構築

イオン液体は,従来の有機溶媒には無い優れた難燃性を示すため,高いエネルギー密度を有する次世代蓄電池に相応しい安全な電解液となり得る.そこで,本研究では脱溶媒和しやすいアニオンと,Li+の界面移動を促すカチオンからなるイオン液体をリチウムイオン電池の電解液に適用した.負極には,研究代表者が開発した高速Li拡散が可能なルチル型TiO2を,Si粒子上に被覆した活物質からなる電極を用いた.その結果,実用に耐え得る電流密度において,従来の有機電解液の結果をしのぐ高速充放電性能を達成した.この負極は,300サイクル後においても黒鉛の2倍以上の可逆容量を維持できることがわかった.次世代Li二次電池用の高容量負極であるSiはLiの吸蔵ー放出の際に大きな体積変化を示しこれが活物質層の崩壊を引き起こすため,充放電サイクル寿命に乏しいという欠点を持つ.これを解決するには,適切な電極ー電解液界面を構築する工夫が求められる.本研究では,イオン液体の構造中に種々の官能基を導入することでLiイオンがスムーズに移動できる界面を構築できると考え,イオン液体電解液の適用によるSi系負極の性能向上に取り組んだ.Li塩としてこれまで検討してきたlithium bis(trifluoromethanesulfonyl) amide(LiTFSA)に加え,lithium bis(fluorosulfonyl)amide(LiFSA)を用いたイオン液体電解液を,バインダーフリー電極であるSiガスデポジション負極に適用し,これらのアニオンの違いがその負極性能に与える影響を調査した.LiFSA塩を用いた場合において,LiTFSA塩を用いた系や従来の有機溶媒電解液と比較して高い放電(Li脱離)容量が得られた.LiFSAが溶解した電解液では,Liイオンに対しTFSAアニオンだけでなくFSAアニオンも溶媒和していると考えられる.FSAはTFSAに比べ,Liイオンとの相互作用が弱く脱溶媒和しやすいアニオンであるため,これが電極ー電解液界面でのLiイオン移動をよりスムーズにさせることで充放電容量が増加したものと推測した.また,有機溶媒電解液では100サイクルまでに急激な容量衰退が見られたのに対し,イオン液体電解液ではいずれの場合もこの容量衰退が改善されることがわかった.これは,イオン液体の分解により負極表面に形成される被膜は有機溶媒の分解で生じるものよりも均一で薄いため,活物質層へのLi挿入ー脱離が負極表面の全体で均一に起こることでその崩壊が抑制されたためであると考えられる.ケイ素(Si)は次世代リチウムイオン電池負極用の高容量活物質として期待されているが,Liの吸蔵ー放出の際に大きな体積変化を示しこれが活物質層の崩壊を引き起こすため,充放電サイクル寿命に乏しい.これを解決する手段の一つとして,イオン液体電解液の適用による適切な電極ー電解液界面の構築を行った.本研究では,特にイオン液体のカチオン構造に着目し,Si系負極の性能に与える影響を調べた.いずれのイオン液体電解液を用いた場合も,100サイクル後において現行の黒鉛電極の理論容量の約3倍に匹敵する約1100 mA h g-1の高い放電容量を維持し,有機電解液の性能を大幅に凌ぐ結果が得られた.さらにPP1MEM-TFSAを用いたものはPP16-TFSAよりも900 mA h g-1高い2670 mA h g-1の高い初回容量を示した.これらの結果は,局所的な負電荷を有するエーテル基の存在が,Liイオンの脱溶媒和を促進しスムーズな電荷移動を可能にしたことによるものと考えられる.電気自動車において特に重視される性能は,高容量(高エネルギー密度)と安全性である.高容量化に関しては,従来の黒鉛(Graphite)に替わり,これの約10倍もの高い理論容量を有するシリコン(Si)の利用が切望されている.しかしながら、SiのLi+拡散係数は10-1410-12 cm2 s-1と極めて低く,これがSi負極の容量低下を招く一因となっている.そこで,研究代表者は独自の湿式合成技術を活用し,結晶形状の制御により異方的なLi+拡散能を克服したルチル型TiO2をSi粒子上に均一被覆することで,新規複合負極材をこれまでに開発してきた.TiO2との複合化によるLi+拡散性の向上が功を奏し,工業化に適した安価な材料でありながら,従来の黒鉛負極の理論容量の2倍以上もの高容量を1000サイクル(車載電池寿命の10年に相当)にわたり維持することに成功している.電池の高容量化(高エネルギー密度化)はその発火の危険性を高めるため,従来の可燃性カーボネート系有機電解液に替わり,超難燃性のイオン液体電解液の使用が期待されている.ただし,その高い粘性のため高速充放電性能が犠牲となってしまう.そこで研究代表者は,これまで得た知見の集大成として,(i)脱溶媒和しやすいアニオンと,(ii) Li+の界面移動を促すカチオンからなるイオン液体を,(iii)高速でのLi+拡散が可能なTiO2/Si複合負極に適用した.その結果,実用に耐え得る電流密度(1.6C)において,従来の有機電解液の結果をしのぐ高速充放電性能を達成した.この複合負極は,300サイクル後においても黒鉛の2倍以上の可逆容量を維持できることがわかった.イオン液体は,従来の有機溶媒には無い優れた難燃性を示すため,高いエネルギー密度を有する次世代蓄電池に相応しい安全な電解液となり得る.

そこで,本研究では脱溶媒和しやすいアニオンと,Li+の界面移動を促すカチオンからなるイオン液体をリチウムイオン電池の電解液に適用した.負極には,研究代表者が開発した高速Li拡散が可能なルチル型TiO2を,Si粒子上に被覆した活物質からなる電極を用いた.その結果,実用に耐え得る電流密度において,従来の有機電解液の結果をしのぐ高速充放電性能を達成した.この負極は,300サイクル後においても黒鉛の2倍以上の可逆容量を維持できることがわかった.初年度は,導電助剤や結着剤を含まないSi負極の性能に対して,イオン液体電解液のアニオン構造が与える効果を系統的に調査してきた.この知見に加え,本研究ではカチオンに1-((2-methoxyethoxy)methyl)-1-methylpiperidinium(PP1MEM)と,1-hexyl-1-methylpiperidinium(PP16),アニオンにbis(trifluoromethanesulfonyl)amide(TFSA)を用いたイオン液体を選び,これらの結果を比較することでカチオン構造が負極性能に与える影響を解明することができた.したがって,今回の結果は,純粋にSi活物質層とイオン液体電解液のみの相互作用を吟味できる系となっており,カチオン・アニオン構造が電極反応のメカニズムに与える影響を直接評価できたと言える.さらに,従来の有機溶媒系電解液での性能を大幅に上回る性能が得られたことは,イオン液体が実用の蓄電池電解液にも有用であることを示す貴重な成果である.これらの結果より,イオン液体の構造をデザインし,電極ー電解液界面の構造を最適化することでSiの有する高い理論容量を効果的に引き出すための非常に重要な知見を得ることができた.電気化学イオン液体は難燃性を有するため,安全性を重視した高エネルギー密度の蓄電池には適した電解液となり得る.また,その構造を自由にデザインできるため,電極ー電解液界面でのLiイオンの挙動を自由に操れる電解液として機能し得る.本研究では,イオン液体こそが次世代負極材料であるSiに適した電解液になると期待し,その高容量をより一層活かせる界面の構築を取組む予定である.これまでの研究で,エーテル基をその構造中に導入した1-((2-methoxyethoxy)methyl)-1-methylpiperidinium(PP1MEM)を用いた場合には電荷移動抵抗や脱溶媒和に要するエネルギーが下がるという結果が得られており,これは高速充放電性能が向上する可能性を示している.したがって,今後は電解液のみならず電極側についてもLiイオンの高速移動な可能な活物質を適用し,高速充放電性能の改善を検討したい.さらに,リチウムイオン電池だけでなくナトリウムイオン電池に関しても,イオン液体電解液を適用し,得られる知見をたがいに反映させながら両者の電池開発を進めたいと考えている.これまで導電助剤や結着剤を含まないSi負極の性能に対して,イオン液体電解液のアニオンが与える効果は系統的に調査されていなかったが,本研究では電解液に用いるLi塩をlithium bis(trifluoromethanesulfonyl) amide(LiTFSA)からlithium bis(fluorosulfonyl)amide(LiFSA)に替えることで,負極性能が大きく改善することを明らかにできた.本研究では,従来法とは異なり導電助剤や結着剤等を用いずにSiのみからなる電極を作製できるところに大きな特長を有する.
高原子価金属イミド錯体の生成を鍵とするアルケンのシンジアミノ化反応の構築

生体模倣型高原子価オキソ-金属錯体を合成し、種々のアミン試薬との反応により高原子価イミド錯体へと誘導する。生成したイミド錯体の結晶構造や分光学的性質、電気化学的性質を明らかにすると共に、高難易度反応の一つであるアルケンのシン選択的なジアミノ化反応をおこなう。ジアミノ化やジアミン化合物の金属からの解離によるオキソ錯体の再生を補助配位子の電子的・立体的効果により制御し、触媒化を図る。ジアミノ化活性種となるイミド錯体の生成機構やジアミノ化活性錯体とアルケンとの直接反応の速度論を検討して、触媒サイクルの反応機構を解明し、基礎的学理を確立する。