hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
リバースジェネティクスによるパラミクソウイルスのRNA-editing機構の解析

本研究においては、ネガティブストランドRNAウイルスにおけるリバースジェネティクスの確立とともに、PIV-2の転写及びRNA-editing機構の解析を、ポリメラーゼの供給源として、ヘルパーウイルス系と組み換え体ワクシニアウイルスT7発現系の2つの方法を用いて行った。(1)ヘルパーウイスル系-T7ポリメラーゼを用いてin vitroで合成したPIV-2ゲノム様のミニゲノムRNAを各種細胞(HeLa,Vero,MDCK,Cop5)に種々の方法(リポフェクチン法、リン酸カルシウム法、DEAEデキストラン法)を用いてトランスフェクトして、そのミニゲノムからの転写産物である蛋白を抗MuV-NP抗体で蛍光抗体法により同定しようと試みたが、このいずれの組み合わせでも高効率での発現及び再現性はなかった。また、トランスフェクトするミニゲノムRNA濃度等の条件検討、さらに、R.R.lysateを使ったRNP複合体の再構成産物による実験も行ったが結果は変わらなかった。このヘルパーウイスル系での実験では、細胞約5万個に1個制度ミニゲノム転写産物の発現が認められた。この要因はRNAのトランスフェクト効率の悪さに起因しているものと思われる。(2)組み換え体ワクシニアウイルスT7発現系-種々の条件検討により、ワクシニアウイルスのm.o.i.を2とし、PIV-2ポリメラーゼ複合体を形成するNP,P,L蛋白のcDNA量をそれぞれ2,2,1μgとして、Earlで切断したミニゲノムcDNA(2μg)とともにワクシニアウイルス感染細胞にリポフェクチンを用いてトランスフェクトした。その結果、ミニゲノムからの本来の転写産物とともにRNA-editingによりできたと考えられる蛋白がウエスタンブロットで検出された。
制御理論の基礎数理的視点からの研究

工学に現われる多くの数理について、その工学基礎教育への導入と、代数学的研究の2本を柱として本研究は計画された。前者は特に線形代数の教材を作成することを目的とし、後者は従来ある研究を詳しく検討することにより、新しい代数的取扱いを目指したわけであるが、結論からいえば、前者は達成、後者は未達成である。しかしながら、後者の研究も前者の教材作成には多く生かされた。文章は従来の研究の延長線上において制御に関する新しい結果を得た。(研究発表欄参照)前者の教材作成にあたって具体的には、線形代数の講義及び、特別に設置した数学演習クラスにおいて使用しながら、学生のアンケート等を併用して改善していったわけであるが、その中で制御理論という。より上の学年で習う教材の中で線形代数と関わるものを如何に無理なく基礎教育にとりこんでいくかについてのノウハウを得ることができた。又これにより学生の多くが、必修だから線形代数を学ぶのではなく、将来必要だから学ぶという方向に変化したこともアンケート結果からたしかめられた。しかしながら、電子・機械系の学生にくらべ情報系の学生は制御理論の教材への興味が少ないことも明確になり、1つの教材で教えることの限界も明らかになった。以上のノウハウを基に作成した教材は日本評論社より2000年秋に発行できることになった。本年度は数学教育への工学的視点の導入を中心に研究を進めた。具体的には、「数理科学序論としての線形代数」という教科書を作成し、又教務課の了解を得て、数学演習に特別クラスを作り、上記教科書をもとに作成したプリントを用いて演習を実施した。得られた知見としては、(1)工学的題材を用いた演習問題を学生が自力で解けるためには、たとえ易しい穴埋め式の問題であっても従来通りの解析学・線形代数の授業では限界があること、特に工学系において強調されるべき数学的アイデアが従来の授業では強調されておらず、学生が演習問題を解くのに困難を感じる場面がしばしば見られたこと。(2)学生へのアンケートを実施したところ、このような工学的視点を導入した授業のねらいについては、成功しているとの評価が9割以上を占めたこと、しかし又従来通りの授業に対しても否定的とはいえないこと。があげられる。その他本学大学院生による研究授業を実施し、当該学生自身の提出したレポートと受講学生からのアンケート結果を総合して考察したところ、本学の学生は学部・大学院を通じて、知識は定着しないが、予習すれば思い出せるレベルにあり、これで研究やTAとしての業務に従事するのに十分であると思われること、がわかった。次年度はこの認識に基づいて教科書を完成させることとなる。もう1つの研究計画の柱である制御理論の代数学的視点からの研究については、本年度は準備段階であり、有木・中村はワイマン・ブロッホ・マースデンの論文を中心に考察を進め、章は従来の研究の延長線上で研究を進めた。工学に現われる多くの数理について、その工学基礎教育への導入と、代数学的研究の2本を柱として、本研究は計画された。前者は特に線形代数の教材を作成することを目的とし、後者は従来ある研究を詳しく検討することにより、新しい代数的取り扱いを目指したわけであるが、結論からいえば、前者は達成、後者は未達成である。又、章は従来の研究の延長線上において制御に関する新しい結果を得た。(研究発表欄参照)前者の教材作成にあたって具体的には、線形代数の講義及び、特別に設置した数学演習クラスにおいて使用しながら、学生のアンケート等を併用して改善していったわけであるが、その中で制御理論という、より上の学年で習う教材の中で線形代数に関わるものを如何に無理なく基礎教育にとりこんでいくかについてのノウハウを得ることができた。又、これにより学生の多くが、必修だから線形代数を学ぶのではなく、将来必要だから学ぶという方向に変化したこともアンケート結果からたしかめられた。しかしながら、電子機械系の学生にくらべ情報系の学生は制御理論の教材への興味が少ないことも明確になり.1つの教材で教えることの限界も明らかになった。
モンゴルの地下資源開発、特に金採掘に伴う水銀汚染の実態とその影響評価

モンゴル国(外モンゴル)における地下資源開発は、大規模な開発と小規模なものがある。主な水銀による環境汚染場として、1大規模鉱山開発地域、2小規模金採掘地域、3金採掘現場の再生地域、4ウランバートルの大気汚染がある。その媒体は、大気、水、植物、土壌に広がっている。一方、内モンゴルでは、5地下水および表層水等を調査した。最終年度の2018年度は、過去4年間に得たデータのうち、解析が十分でなかった部分について、解析を行い、学会発表を行うとともに、論文投稿の準備を行っている。過去4年間に遂行した上記1から5について行った課題の具体的な観測は、以下のとおりである。1タバントルゴイ(石炭露天掘り)、オユトルゴイ(銅、金鉱山)の大気、周辺地下水調査、2ザーマル地域にあるニンジャ村での大気、水質調査、3ザーマル地域の鉱山再生地域の地下水および土壌調査、4ウランバートルのPM2.5、大気中水銀調査、5M村全域での地下水調査である。これらのデータをもとに、環境リスク解析を行い、解決策を提示する方法を検討した。さらに無機フッ素の羊骨炭処理方法について検討した。この羊骨炭については、M村の副村長は、非常に興味を示し、簡易処理装置も村に持ち帰ったが、現時点では、村人が家族同然の羊の骨を使うことに抵抗を示し、実用化されてない。さらに、フィールド活動として、2018年度は、2017年に改良したモバイル型水銀計を用いて、モンゴルを含む東アジア大陸からの我が国への水銀の越境輸送について旧コロナ天文台(2,876m)で観測を行い、解析結果は、現在、論文投稿中である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。2014年8月9月にかけて2週間、モンゴル国内の小規模な鉱山についてモンゴル科学アカデミーと協働で調査を行った。調査地はボロー鉱山および周辺、ガチョールティーン・ショローン鉱山周辺、ザーマル鉱山および周辺、オヤンガ鉱山および周辺において大気および河川水、地下水を採取し、大気中水銀濃度、河川中水銀濃度、イオン濃度および金属濃度を測定した。現在、鋭意解析中である。これら小規模金採掘鉱山においては、規模が小さいほど水系の水銀濃度が高いことが明らかになった。これは、ニンジャと呼ばれる個人で非合法に金採掘を行い、ニンジャたちのの集落で精錬を行っているからであり、したがって、そこでの水系の水銀濃度が非常に高い。また、大気中濃度も水銀を使用していると推測される装置の近傍で高濃度になっていた。ボロー鉱山周辺の河川水でヒ素濃度の高い箇所を見出したが、人為由来によるか自然由来によるかは、今後の解析を待たねばならない。ウランバートル市内の石炭燃焼に由来する水銀濃度については、モバイル型の水銀計測器により、モンゴル科学アカディミーサイドで鋭意計測中である。南ゴビの大規模地下資源開発地域(タバントルゴイ(石炭)、オユトルゴイ(銅、金))の地下水の汚染状況を解析し、Journal of Inner Asia誌に掲載された。また、同地域の地下水調査を拡大し、地下水飲用によるリスク評価を行い、International Journalに投稿中である。2015年9月に内モンゴルにおいて地下水汚染調査を行った。調査地域は内モンゴルの東ウジュムチン旗周辺である。調査はオーストラリア国立大学で研究員、および環境NGOと共同で実施した。本研究期間内に大きく2箇所で調査を行った。東ウジュムチン旗E村とM町であり、井戸水、河川水、水道水、および大気中水銀濃度の測定を実施した。井戸水中のでNO3-NとF-、河川水中のF-が高濃度で検出された。調査開始以前に牧民らを日本に招聘し、水試料の採取方法、簡易水質分析キットによる水質測定法等の技術移転を行った。今回の調査では一部は牧民に調査を依頼し、より広範囲に試料採取することが可能となった。本研究の当初の目的5について、Ecotoxicology and environmental safetyに論文が掲載となったこと、4について、で調査を実施した。また、1、2に関連して我が国の山岳部において大気中水銀を測定した結果の解析を行い、東アジア地域の大気中水銀の発生源寄与率の検討を実施し、現在International journalに投稿中である。以上のことから、本研究はおおむね順調に進展していると自己評価を行っている。2016年8月に内モンゴルにおいて地下水調査と大気調査を行った。調査は、オーストラリア国立大学の研究員、内モンゴル農業大学の講師および学生と共同で行った。調査地域は、東ウジュムチン旗E村のすべての井戸であり、さらに河川水、水道水であり、冬季の積雪はオーストラリア国立大学の研究員とE村の副村長に採取していただいた。各戸の家族構成、体重、飲料水の1日当たりの摂取量等の情報も取得した。また、オーストラリア国立大学の研究者、内モンゴル農業大学の研究者もそれぞれ文化人類学・民俗学的なアプローチを用いて、人々の生活状況について聞き取りを行った。今後これらの調査結果を合わせて検討を行っていく。その結果、E村の多くの井戸でフッ素イオン(F-)濃度が中国の環境基準レベルを超過することが明らかになった。その解決策の一つとして、骨炭の利用がある。E村の主食は羊肉であり、多くの羊骨を得ることができる。

そこで富山県立大学の研究者と、羊の骨を使った骨炭を作成し、飲料水中のFーの除去試験を行った。羊骨炭をつかった簡易な浄水器をつくればF-除去システムを構築できる可能性が示唆された。の今後、これらの結果を基にリスク解析を実施するとともに、その結果をE村の副村長にフィードバックを行う予定である。そのなかで、F-に由来するヒトへの健康影響の懸念を小さくするための、複数のシナリオを作成し、提示し、それが実行可能かどうか等議論を進めE村における飲料水利用の在り方についても検討する。F-処理の一つして羊骨炭の製造が可能になった。研究目的4の人文科学的分野の聞き取り調査が、一つの村全体で行うことができ、研究目的5のリスク評価に持ち込むことができた。2017年7月外モンゴルにおいて調査を行った。調査地域は外モンゴルの大規模金採掘現場および、環境保全活動を精力的に行うウランバートル近郊の村である。調査は、オーストラリア国立大学の研究員、モンゴル科学アカデミーの研究員と共同で行った。大気および地下水、ため池の水銀濃度の観測を行った。ここで得られた水質の測定結果は次年度以降、現地の住民にフィードバック予定である。また、昨年度までに内モンゴルで調査を行った村の副村長および内蒙古農業大学の研究者、オーストラリア国立大学の研究者を招き、内モンゴルの地下水を考えるというトピックでワークショップを実施した。飲料水中にフッ素が含まれることと、それを避ける方策として、羊骨炭の利用や、雪水の利用を提案した。ASGM周辺では精錬過程で、大気中に水銀が大量に放出される。しかし、多くの水銀計は商用電源が必要となるなど、任意の場所でその濃度を観測することが困難であった。そこで、モバイル型水銀計と金吸着装置を合体させた低濃度も計測できるモバイル型水銀計の電源部を改良し、移動しながら長時間観測できる装置にした。元の合体した装置はリチウム電池で駆動させるが、長時間は電源が持たない。また、海外へのリチウム電池の持ち出しができないため、本研究では使えなかった。そこで、車用バッテリー、車のシガーライターあるいは商用電源を利用して駆動できるように改造した。これにより、ASGM周辺の水銀濃度の水平分布を観測できるようになった。モンゴルにおいて、いわゆるNinjaと呼ばれる小規模金採掘を個人的に実施しているグループの村における調査結果をInternational Journalに投稿する準備を行っている。モンゴル国(外モンゴル)における地下資源開発は、大規模な開発と小規模なものがある。主な水銀による環境汚染場として、1大規模鉱山開発地域、2小規模金採掘地域、3金採掘現場の再生地域、4ウランバートルの大気汚染がある。その媒体は、大気、水、植物、土壌に広がっている。一方、内モンゴルでは、5地下水および表層水等を調査した。最終年度の2018年度は、過去4年間に得たデータのうち、解析が十分でなかった部分について、解析を行い、学会発表を行うとともに、論文投稿の準備を行っている。過去4年間に遂行した上記1から5について行った課題の具体的な観測は、以下のとおりである。
宇宙線及び自然放射能による鉱物の熱ルミネッセンス特性の研究と隕石への応用

アルカリ長石およびウイットロックカイト(βーCa_3(PO_4)_2)の熱ルミネッセンス(TLと以下、略記)特性を調べた。naturalのアルカリ長石において、200°Cから300°CにかけてTLグロ-ピ-クが観測された。特にマイクロクリン、アマゾナイト、オルソクレイスはにおいて、250°Cから275°Cにかけて特徴的なTLグロ-ピ-クが観測された。一方、X線照射したアルカリ長石においては、80°Cから200°CにかけてTLグロ-ピ-クが観測され、naturalのTLグロ-曲線において観測されたTLグロ-ピ-クは非常に小さく、観測されなかった。また、thermal cleaningによって80°Cから350°Cにかけて、80°C、110°C、170°C、230°C、300°CにTLグロ-ピ-クのあることが分かった。このように多くのTLが重なっていることが、anomalous fadingの原因となっているとも考えられる。アルカリ長石に特徴的な400nmから425nm付近にピ-クをもつ幅広い蛍光帯は、長石の構造からくるAlーO^ーAl中心、AlO_4^<5ー>中心などによるものと考えられる。マイクロクリン、アマゾナイト、アルバイトにおいて観測される275nmピ-クをもつ蛍光帯は、長石に含まれているPb^<2+>イオンによるものではないかと考えられる。CeO_2添加Ca_3(PO_4)_2で観測される350nmにピ-クをもつ蛍光帯は、Ce^<3+>イオンによるものであり、反応式Ce^<4+>+electron→Ce^<3+・>→Ce^<3+>+hυ(350nm)によるものであろう。CeO_2とTm_2O_3をともに添加するとイオン間の相互作用により、TLグロ-ピ-ク強度が大きく変化することが分かった。1.熱ルミネッセンスの空間分布の一様性について,アルバイト,マイクロクリン,アマゾナイト,正長石の2次元のパタ-ンを調べた。温度50°Cより400°Cの範囲で,発光強度の空間分布は自然放射能照射によるものも,人工照射によるものも,ほとんど一様である。2.熱ルミネッセンス強度の温度依存性については,自然放射能照射によるものはいずれも220°Cから280°Cの間にピ-クをもち,200°Cから300°Cまで拡がるパタ-ンをもつ。20.9KradのX線照射によるものはより低温側で,110°Cから160°Cの間にピ-クをもつパタ-ンを示す。このピ-クは鉱物の種類によって多少の違いがあり,マイクロクリン及びアマゾナイトのピ-クはアルバイト及び正長石のそれより50°C程度低温側にある。3.ピ-クの減衰とスペクトルについてはアルバイトをくわしく測定した。(1)温度依存性。X線1.5KR照射直後には,80°C及び140°Cに構造をもつ巾の広いパタ-ンがあらわれる。低温側の構造は速に減少し,照射後49時間ではピ-クを示さない。高温側の構造は減衰がおそく,330時間後もあまり減らない。その結果この構造は時間とともに減少するとともに,極大の位置は高温側にずれる。他方,自然放射能照射によるパタ-ンは約200°Cから出現し,220°C付近及び300°C付近にわずかな極大をもつ巾の広い構造を示している。(2)スペクトル。

X線1.5KR照射後46時間では,温度110°C及び145°Cにおいて、275nm及び410nmの2つの構造をもつ。強度は前者が約1桁強く,相対強度は2つの温度でほとんどかわらない。アルカリ長石およびウイットロックカイト(βーCa_3(PO_4)_2)の熱ルミネッセンス(TLと以下、略記)特性を調べた。naturalのアルカル長石において、200°Cから300°CにかけてTLグロ-ピ-クが観測された。特にマイクロクリン、アマゾナイト、オルソクレイスはにおいて、250°Cから275°Cにかけて特徴的なTLグロ-ピ-クが観測された。一方、X線照射したアルカル長石においては、80°Cから200°CにかけてTLグロ-ピ-クが観測され、naturalのTLグロ-曲線において観測されたTLグロ-ピ-クは非常に小さく、観測されなかった。また、thermal cleaningによって80°Cから350°Cにかけて、80°C、110°C、170°C、230°C、300°CにTLグロ-ピ-クのあることが分かった。このように多くのTLが重なっていることが、anomalous fadingの原因となっているとも考えられる。アルカリ長石に特徴的な400nmから425nm付近にピ-クをもつ幅広い蛍光帯は、長石の構造からくるAlーO^ーAl中心、AlO_4^<5ー>中心などによるものと考えられる。マイクロクリン、アマゾナイト、アルバイトにおいて観測される275nmにピ-クをもつ蛍光帯は、長石に含まれているPb^<2+>イオンによるものではないかと考えられる。CeO_2添加Ca_3(PO_4)_2で観測される350nmにピ-クをもつ蛍光帯は、Ce^<3+>イオンによるものであり、反応式Ce^<4+'>+electron→Ce^<3+・>→Ce^<3+>+h_υ(350nm)によるものであろう。CeO_2とTm_2O_3をともに添加するとイオン間の相互作用により、TLグロ-ピ-ク強度が大きく変化することが分かった。
鉱物および隕石の赤外反射スペクトルの研究

本研究の目的は、主要造岩鉱物や隕石の拡散反射スペクトルを赤外の波長領域(2.5-25μm)で測定し、小惑星の表面物質同定のための基礎的研究を行なうことである。フーリエ変換型赤外分光光度計(日本分光(株)製FT1IR-3型)を購入し、DR-81型拡散反射付属装置を用いて、主な鉱物や隕石の赤外拡散反射スペクトルを測定した。スペクトル・データをパソコン(NEC(株)製PC9801)に集録するためのプログラムや、スペクトルをCRT上やXYプロッターに種々の形式で作図するためのプログラムも開発した。試料の粒度によるスペクトルの変化を調べた結果、細粒のものが含まれていれば、大きく変化しない事が判った。細粒のものが含まれていない場合や、磨かれた表面の場合は、1020μmの範囲で反射スペクトルの上昇が見られ、これは吸収係数の大きい事による正反射の寄与が大きくなるためと考えられる。小惑星表面は細粒の物質を含むレゴリスでおおわれていると考えられているので、この変化はそれ程重大な問題とはならないだろう。C2(炭素質)コンドライトとC3(炭素質)コンドライトは、可視・近赤外の反射スペクトルが類似しており、Cタイプのスペクトルを示す小惑星の物質決定を困難にしている。赤外ではC2は3μmと6μm付近に含水ケイ酸塩に依る吸収帯を示すが、C3は示さないので容易に区別が出来る。同様に、エンスタタイト(E)・コンドライトと鉄隕石の可視・近赤外スペクトルは似ているが、赤外ではEコンドライトは1025μmで多くの吸収帯を示すが、鉄隕石は示さない。これは、Mタイプの小惑星の化学組成の決定に重要である。以上の様に、可視・近赤外のスペクトルと赤外のそれとを組み合せると、表面鉱物同定にきわめて有効である。今後、スペース・テレスコープ等による、赤外反射スペクトルの精度の良い観測が望まれる。
インフルエンザビロソームの構築とワクチン開発への展開

インフルエンザはインフルエンザウイルスによって引き起こされる身近な感染症の1つである。ワクチンは感染症と戦う最も有効な武器であり、リポソームは有効な免疫アジュバントであることが知られている。ここでは、リポソームワクチン(ビロソーム)を調製する新しい方法として膜タンパク質の膜間移行を検討し、この方法が有効であると結論した。調製したビロソームは高い免疫活性を示した。とくにMDP誘導体を組み込んだときその効果は大であった。膜タンパク質の膜間移行を利用して、インフルエンザビロソームを調製した。まず、サル腎由来のCV-1細胞にインフルエンザウイルスを感染させた。CV-1細胞では表面にウイルス抗原タンパク質(HA、NA)を突出させるが、出芽しないことが知られている。HA、NAを突出させたCV-1細胞にリポソームを加えインキュベーションすることにより、リポソームにHA、NAを移行させた。このとき、37°C、1時間のインキュウベーションが適切であることを確認した。リポソームを回収して、洗浄後、SDS PAGE、Western blottingにより移行を確認するとともに移行量の定量を試みた。また、蛍光2次抗体を用い、蛍光顕微鏡観察よりリポソーム表面へのHAの集積を認めた。フリーズ・フラクチャー電子顕微鏡観察より、リポソーム表面にHA、NAと思われるスパイクが観察され、形態的にウイルス表面に酷似し、ビロソームの構築を確認した。次に、BALB/cマウスにインフルエンザビロソーム(人工膜ワクチン)を投与し、ELISA法および、中和活性試験により免疫能を評価した。いずれの試験法においても抗体誘導効果が認められたが、特に中和活性試験においては、高い免疫活性を認めた。試験法による違いは、ELISA法では、ウイルス全ての抗体が検出されるのに対して、中和活性試験では、感染防御に関係する中和抗体のみを検出するためと解釈した。アジュバントとして2本鎖を有するMDP誘導体を人工膜ワクチンとともに投与した。高いアジュバント効果が得られ、ポジティブコントロールとして用いた死活化ウイルスに匹敵する抗体産生能を示した。さらにMDP誘導体を導入したリポソームへのHA,NAの移行の検討を開始した。膜蛋白質の膜間移行を利用してビロソームを調製した。ビロソームを人工膜ワクチンとして、マウスの皮下または、経鼻投与した。投与1週間後及び4週間後にインフルエンザウイルメに対する中和抗体を測定したところ、1週間後では、皮下投与においては中和抗体はほとんど認められなかったが、経鼻投与の群では著しい上昇が認められた。4週間後では、皮下投与で著しい上昇が認められた。経鼻投与の群では、1週間後に比べで4週間後では減少したが、アジュバント(Lys-MDP)とともに投与した経鼻投与群では、4週間後さらに著しい上昇が認められた。一方比較として、抗原のみを経鼻投与した群では、1週間後、4週間後いずれも抗体の生成は認められなかったが、皮下投与では、投与後4週間に抗体の生成が認められた。人工膜ワクチン投与1週間後にインフルエンザウイルスを経鼻接種したところ、BALF(気管支肺胞洗浄液)のIgA抗体が上昇し、またウイルズが観測されないことから粘膜免疫が誘導され、予防効果のあることがわかった。次に、膜蛋白質の膜間移行の促進を期待して、膜に侵入容易なオレイン酸の効果を調べる目的で、オレイン酸またはオレイン酸・リン脂質混合ベシクルの性質を検討した。オレイシ酸・リン脂質混合ベシクルは中性付近で安定なベシクルを形成することがわかり、これをベースとしたビロソームの作成が可能であることを見出し、目下ビロソームの構築を検討している。膜蛋白質の膜間移行を利用して、インフルエンザビロソームを調製した。インフルエンザウイルスを感染させたサル腎由来CV-1細胞からリポソームへのインフルエンザ抗原蛋白質HA,NAの移行効率を高める目的で2種の試みを行った。移行の機構は完全に解明されていないが、リポソームの構成脂質の一部が膜に移行して膜を揺さぶることが一因といわれているので、先ず、膜への移行が容易である脂肪酸(オレイン酸)ベシクルおよびオレイン酸/リン脂質混合ベシクルを調製して、移行量を追跡した。もう1つは、インフルエンザ抗原蛋白質は膜上のラフトに集まるといわれているので、スフィンゴミエリン、コレステロールを含む、ラフト構造をもつリポソームを調製して移行の増強効果が得られるか検討した。結果はいずれにおいても実験条件の範囲では有意な増強効果は認められなかった。さらに蛋白質の膜間移行について、細胞の脱落ベシクル(shed-vesicles)の混入の可能性が指摘されているので、密度勾配遠心により厳密にベシクルと脱落ベシクルを分離した。(実際我々の実験条件では脱落ベシクルは無視できる量であった)。巨大リポソームを用いた蛍光抗体による可視化及び電子顕微鏡によりリポソーム上を囲むHAタンパク質のスパイクを観察した。

これによりインフルエンザビロソーム調製に残されていた問題点を解決できたと考えている。このようにして調製したビロソームをインフルエンザ人工膜ワクチンとしてマウスに接種し、死活化ウイルスと同程度以上の高い免疫活性を認めた。
ピロプラズマ症に対する新規コンビネーション治療法の開発

平成28年度に得られた主な研究成果は以下の通りである。1)バベシア病に対する原虫由来の共通ワクチン候補抗原(profilin)を同定し、その生物学的性状を明らかにした。3)ヒトバベシア原虫(Babesia microti)に対するワクチン候補抗原としての原虫由来のmethionine aminopeptidaseの免疫学的効果について明らかにした。28年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、副作用が少なく効果的な薬剤と免疫賦活剤を併用し、治療と予防を同時に可能にするピロプラズマ症に対する新規の制圧戦略の構築を目的としている。そこで、最初に、培養原虫を用いて新たなピロプラズマに対する薬剤候補とアリシンの併用効果について検討を行なった。既にバベシアに対する増殖抑制効果が報告されているヒストン脱アセチル化酵素阻害剤のアピシジンと免疫賦活剤のアリシンを併用して培養原虫に添加した結果、単独で添加した場合より高い増殖抑制効果が得られた。次に、より多数の副作用が少なく効果的な薬剤の探索を目的として、ヒートショック蛋白質90阻害剤である17-DMAG、植物アルカロイドであるセファランチンの培養バベシア原虫に対する増殖抑制効果についてSYBR greenを用いた薬剤評価系を用いて検討を行なった。その結果、17-DMAGのB. bovis, B. bigemina, B. caballi及びT. equiに対するIC50は、それぞれ125,69,104,413 nMであった。また、セファランチンのB. bovis, B. bigemina, B. caballi及びT. equiに対するIC50は、それぞれ271,250,281,204 nMであった。これらの値は、現在抗バベシア剤として使用されているジミナゼンと同等の増殖抑制濃度である。そこで、マウス感染実験モデルを用いて17-DMAGの治療効果の検討を行なった。B. microtiをマウスに感染後3日より4日間、17-DMAGを30mg/kg体重の用量を感染マウスに投与した結果、非投与群に比較して低い原虫寄生率が認められた。また、貧血の度合いも極めて軽微であった。本研究は、副作用が少なくより効果的な新規薬剤と免疫賦活剤・ワクチンを併用し、治療と予防を同時に可能にするピロプラズマ症に対する新規の制圧戦略の構築を目的としている。27年度は、種々の疾病の薬剤標的として注目されているメチオニン・アミノペプチダーゼ(MAP)の牛バベシア(B. bovis)における探索を行った。最初に、B. bovis MAPの遺伝子解析を行い、その遺伝子情報に基づき組換えMAPを作製し、その生化学的性状、局在について検討を行った。その結果、MAPはB. bovisの細胞質に存在し、pH7.5で最大の酵素活性を示した。アマスタチンとベスタチンはMAPの活性を阻害し、更にB. bovisの増殖を抑制する事が明らかにされた。また、B. microti感染マウスにアマスタチンとベスタチンを投与すると原虫の赤血球寄生率が抑制され、高濃度のサイトカインと免疫グロブリンの産生が認められた。次に3種類のバベシア(B. bovis, B. bigemina、B. microti)に共通な抗原であるプロフィリン(PROF)について、それぞれの組換えPROFを作製し、その局在、交差免疫性について検討した。その結果、PROFは原虫の細胞質に存在し、これらのPROFでマウスを免疫すると高力価のサイトカインと免疫グロブリンの産生が認められた。更に、免疫マウスにB. microtiを攻撃感染させると、対照群に比べて高い免疫効果が認められた。最後に、ハンセン病の治療薬であるクロファジミンのバベシア原虫に対する増殖抑制効果について検討を行った。その結果、クロファジミンは培養牛および馬プロプラズマ原虫に対して現在使用されているジミナゼンと同程度の低いIC50が認められた。更に、バベシア感染マウスを用いた経口投与の治療実験により、ジミナゼンと同等の優れた高い治療効果が示された。種々の疾病の薬剤標的として最近注目されているメチオニン・アミノペプチダーゼ(MAP)の牛バベシア(B. bovis)における探索を行った。その結果、MAPはB. bovisにも存在し、酵素活性を有する事が確認された。更にMAPの阻害剤であるアマスタチンとベスタチンはB. bovisの増殖を抑制し、B. microti感染マウスにおいてその治療効果が認められ、新たな抗バベシア薬として可能性を示した。また、3種類のバベシア(B. bovis, B. bigemina、B. microti)に共通な抗原であるプロフィリン(PROF)は、マウスを免疫すると高力価のサイトカインと免疫グロブリンを産生し、B. microtiのPROFで免疫したマウスで高い防御免疫効果が認められた。更に、クロファジミンは培養牛および馬プロプラズマ原虫に対して現在使用されているジミナゼンと同程度の増殖予定効果を示し、バベシア感染マウスにおいてもジミナゼンと同等の優れた高い治療効果を示した。特にクロファジミンは既に人のハンセン病の治療薬として安全性も確認され、かつ経口投与が可能であり、人バベシア症の新たな治療法として可能性が高い。以上の結果は、副作用が少なく効果的な薬剤と免疫賦活剤を併用し、治療と予防を同時に可能にするピロプラズマ症に対する新規の制圧戦略の構築を更に推進するための新たな選択肢を提供した。

以上のことから、おおむね順調に進展していると考える。平成28年度に得られた主な研究成果は以下の通りである。1)バベシア病に対する原虫由来の共通ワクチン候補抗原(profilin)を同定し、その生物学的性状を明らかにした。3)ヒトバベシア原虫(Babesia microti)に対するワクチン候補抗原としての原虫由来のmethionine aminopeptidaseの免疫学的効果について明らかにした。当初の計画に基づき、培養原虫(Babesia bovis, B. bigemina, B. caballi, Theileria equi)を用い、新たなピロプラズマに対する薬剤候補であるアピシジンと17-DMAGの増殖抑制効果を検討した結果、現在使用されている抗バベシア剤であるジミナゼンと同等の増殖抑制効果を示す事が明らかとなった。特に、B. microtiを用いたマウス感染モデルを用いた治療実験において、17-DMAGは現在市販されているジミナゼン製剤より優れた治療効果を示した。また、既にバベシアに対する増殖抑制効果が報告されているアピシジンと免疫賦活剤のアリシンの併用により、4種類の培養原虫に対して、単独添加よりも高い増殖抑制効果が認められた。この結果は、副作用が少なく効果的な薬剤と免疫賦活剤を併用し、治療と予防を同時に可能にするピロプラズマ症に対する新規の制圧戦略の構築を更に推進するための基礎的なデータを更に補強し、今後アリシンと他の薬剤との併用を更に検討する価値のある事を示唆している。よって、概ね順調に進んでいると考える。治療と予防を同時に可能にするピロプラズマ症に対する新規のより効果的な制圧戦略の構築を推進するために、下記の項目について検討を進める。1.新規薬剤と免疫賦活剤・ワクチン併用効果の検討:現在使用されているジミナゼン製剤と同等の増殖抑制効果を示したクロファジミン、アピシジン、アマスタチン、ベスタチンとジミナゼンとの併用効果について、Babesia bovis, B. bigemina, B. caballi, Theileria equiの培養システム用いて検討する。2.マウスバベシアに対する防御・治療効果の検討:上記1の検討により、最も優れた増殖抑制効果を示した組み合わせ薬剤についてB. microti感染マウス系を用いて治療効果の検討を行う。赤血球の原虫寄生率、心臓、腎臓、脾臓等の主要臓器中の原虫の有無について、PCRや血液移入により検討する。また、感染防御を示したプロフィリン(PROF)とクロファジミン、アピシジン、ジミナゼンを併用し、B. microti感染マウス系を用いて防御・治療効果の検討を行う。28年度が最終年度であるため、記入しない。1.薬剤候補とアリシンの併用効果の検討:現在市販されているジミナゼン製剤より優れた増殖抑制効果を示した17-DMAGとアリシンとの併用効果について、B. microtiを用いたマウス感染モデルを用いた治療実験を用いて検討する。併用する17-DMAGとアリシンの濃度、投与経路(経口、皮下、腹腔、筋肉)、投与期間について検討する。
電子スピニング法による複合金属アノード基板の作成と高出力固体酸化物燃料電池

近年、エネルギー枯渇と環境汚染の問題から、多様なエネルギーに関する関心が高まっている。その中で、SOFCはエネルギー効率が高く、様々な燃料を使用できることから注目されている。しかし、作動温度が1000°C程度と高いため使用が制限されているのが現状である。従来の研究で、金属基板上にPLDを利用して製造した薄膜電解質を使ったSOFCが、低温でも高い電池性能を示すことを見出した。しかし、温度耐久性が低く、低温での電池性能の向上が必要とされるため、SOFCの性能向上と耐久性向上のための研究を行った。今年度は、これらの問題を解決するために粗い表面のSm(Sr)CoO_3カソード薄膜中間層を導入した。その中間層の導入によるカソードの接触性向上と反応面積の増加によって耐熱履歴と低温(500°C)での性能が大きく向上した。特に500nmのSSC薄膜を導入した電池は性能が2倍に向上した。だが、中間層の厚さが500nmより厚くなると性能は低下した。このような性能変化はカソードの抵抗と関係があり、中間層の厚さが増加することによってIR増は増加したが過電圧は減少した後、一定となった。このような過電圧の変化はカソードの活性面積の変化と関係していると考えられる。また、Ni-Fe金属基板の酸化耐久性について研究した。高温で再酸化すると金属基板の急速な還元による体積変化により酸化-還元後のOCVが初期値まで回復しなかった。一方、400°Cでは金属基板の体積変化は小さく、酸化-還元反応後も初期値と同等のOCVが観測された。また、酸素イオンによる電気化学的酸化の検討からNi-Fe金属基板の電気化学的酸化が支配的であることを見出した。固体酸化物燃料電池の性能の改善のために、低温でも作動可能なSOFCの開発は重要な課題となっている。従来の研究で,高い酸素イオンの伝導を示すLaGaO_3系酸化物を電解質としたSOFCについて検討してきたが、内部抵抗はLaGaO3の抵抗が主であった。パルスレーザーデポジション法(PLD法)はターゲットに強力なレーザーを照射し、酸化物として蒸発させて堆積させる成膜法であり、LaGaO_3のように多成分の酸化物薄膜の作成法として有用である。本研究では、様々なNi-金属合金のアノード基板に数μmオーダのLSGM薄膜をPLD法で成膜した。また、多孔性のアノード基板を製造するために焼成温度と還元温度を最適化した。さらに、Sr_<0.5>Sm_<0.5>CoO_3(SSC)をカソードとして用い的中温域でのセルの験電特性を評価した。1.8W/cm^2を700°Cで示すなど良好な発電特性を示すことがわかった。SOFCの耐熱履歴特性向上のためにSSC中間層をPLD法を用いて成膜した。SSC中間層の導入によって、熱劣化後の燃料電池の出力低下が抑制できることがわかった。
窒素吸蔵性金属間化合物の表面状態と窒素分子の反応ダイナミックス

本研究では、Ln_2Fe_<17>(Ln=希土類)を始めとする金属間化合物について、その窒化前後の表面状態とN_2分子解離活性とを金属間化合物の窒素吸蔵性と関連して検討し、化合物上に形成されると考えられる特殊反応場を特定することを目的としている。また窒素原子が吸着した状態を想定したエネルギー計算を分子軌道法に基づくクラスター計算の手法を用いて行い、N_2分子活性化の発現機構を明らかにすることも併せて行う。本年度に得られた成果は以下の通りである。1.Ln_2Fe_<17>化合物の窒素吸蔵性Ln_2Fe_<17>化合物をアンモニア気流中で一旦窒化し、得られた窒化物Ln_2Fe_<17>N_xHを_2気流中で処理することで、吸蔵された窒素の利用率を算出したところ、窒素はLn_2Fe_<17>一式量当り、すなわち×=7まで吸蔵され、また再びx=3まで可逆的に放出されることが明らかとなった。ここで、この際の窒素の利用率は、化合物の単位容量当り、標準状態での窒素ガスの体積として換算するとおよそ190km^3/m^3となり、通常の高圧容器のそれ(150km^3/m^3)を上回るものであった。また、吸蔵された窒素は再び水素と反応してアンモニアとして放出されることが明らかとなり、窒素の新しい有効利用サイクルとして大いに注目されるものであった。2.α-FeおよびFe_4N上へのN_2分子の吸着特性鉄はアンモニア合成触媒の主要成分であり、N_2分子の解離に対し高い活性を示す。しかし、鉄単独では触媒活性に持続性がなく、これは反応時に生成するFe_4Nが原因であると考えられる。そこで、α-FeとFe_4Nからクラスターを抽出し、これらが形成する表面モデルにN_2分子を吸着させ分子軌道計算を行ったところ、N_2分子はα-Fe表面により容易に吸着し、分子も解離し易くなることが明らかとなった。
ソーシャル・キャピタル蓄積のための情報システムと社会システムの連携モデルの構築

ソーシャル・キャピタル(社会関係資本)の失われた地域社会では、情報システムが導入されたからといって地域を越えたバーチャル・コミュニティが形成されることはない。本研究は、過去に実施された地域ICT活用の状況分析を踏まえて開発された情報システムを用いて、過疎地域を含む現実の地域社会における社会実験を繰り返す。これにより脱地域性と地域社会の信頼性の両立を可能とする情報システムと社会システムの連携モデルを提示することを目的として研究が進められた。その方法として(1)全国で展開された地域ICT利活用モデル構築事業などの社会実験の企画書、報告書の内容分析を実施した。(2)社会実験のフィールドとして予定している神奈川県山北町の山間の過疎3地区と駅周辺の1地区で組織されている地域まちづくり組織の協力を得て住民や行政による社会組織の構成とその関係についての調査を進めた。(3)神奈川県山北町における社会実験の実施調整を進めその体制を整備した。(4)地域ICT利活用事例の分析で明らかになった脱地域性と信頼性を獲得するための課題を克服するための情報システムを開発して社会実験を実施した。地域ICT利活用関係の報告書の内容分析や社会実験からは、情報システムの地域性、脱地域性という2つの役割とそれぞれの役割に対する組織性と受動参加性、選択性と能動参加性という4つの機能が地域の継続性に機能する概念モデルが提示された。今後は社会実験結果の分析によりこのモデルの修正を試みる予定である。
魚類卵子の凍結保存 -マウスからメダカへ-

メダカのGV期卵子とMII期卵子を、種々のシュクロース液に浸し、相対的体積を測定することによって、卵子の固形分含量と水透過性を算定した。その結果、GV期卵子は、MII期卵子に比べて、固形分含量は低く(42%)、水透過性は高かった。また、エチレングリコール、プロピレングリコール、DMSOなどの耐凍剤に対する透過性もGV期卵子の方が高かった。さらに、GV期卵子に、耐凍剤を過させるタイプのアクアポリンのcRNAを注入することにより、耐凍剤透過性をさらに高めることができた。MII期まで成熟卵子は、排卵後淡水に適応するために、低浸透圧に反応しないメカニズムを備えるのではないかと推測される。以上のことから、成熟したMII期卵子より未成熟なGV期卵子の方が、凍結保存に適していると考えられた。メダカの卵子や胚を凍結保存するにあたって、適するステージを知ることを目的に、低温に対する感受性をしらべた。GV期の卵子は、0°Cで20分間処理しても、ほとんどすべてがMII期まで成熟したことから、低温感受性はほとんど有していないと推測された。これに対して、受精後まもない24細胞期胚は低温に対する感受性が高かった。しかし、低温処理胚の孵化率は、処理時間や処理温度とともに、徐々に低下したことから、メダカ胚の低温感受性は、同じ小型魚類のゼブラフィッシュ胚の感受性より弱いと考えられる。胚の低温感受性は、その後8細胞期から胞胚期へと進むにつれて低下した。さらに、初期嚢胚期では、低温感受性はほとんど見られず、一部の胚は、0°Cでは5日間、5°Cでは10日間保存したのちにも孵化することができた。本研究では、卵子や胚の凍結保存に成功するには至らなかったが、少なくとも短期間の低温保存が可能なことが明らかとなった。
低酸素性虚血性脳障害の修復におけるMn-SOD遺伝子発現に関する研究

1.ラット脳内におけるMn-SODの発現に関する検討胎齢18,20日及び生後1,3,7,14日目のラットを用い、Northem Blotting法によってMn-SOD mRNAの発現を検討した。Mn-SOD mRNAは胎児期より発現し、新生児期を通じて増加傾向を示した。ラット脳を4%パラホルムアルデヒドによって潅流固定し、免疫組織染色を用いて局在部位を検討したところ、生後早期には、海馬CA3領域にMn-SOD陽性細胞の豊富な出現が見られた。2.低酸素負荷、虚血負荷がMn-SODの発現に与える影響生後7日目のラットの左頸動脈を結紮し、その後8%酸素下にて2時間飼育して新生児仮死モデルを作成した。負荷後24時間の時点より神経細胞が壊死に陥った周辺領域のグリア細胞にMn-SODの豊富な出現が見られた。3.デキサメサゾン予防投与がMn-SODの発現に及ぼす影響とその臨床的効果新生仔ラットにデキサメサゾンを投与したところ、Mn-SOD陽性細胞の出現は抑制された。また、脳の成熟に伴うグリア関連蛋白の発現も抑制され、形態学的に幼弱な神経細胞の出現が観察された。低酸素虚血負荷前にデキサメサゾンを前投与したところ、ラット大脳における神経障害の発生頻度は有意に低下し、Mn-SODの発現も抑制されていた。これらの結果から、デキサメサゾンの低酸素性虚血性脳障害に対する予防効果は、Mn-SODの誘導によるものではなく、むしろ、大脳の成熟を遅延させることと関係すると推測された。仮死児における細胞毒性の発生機序としてsuperoxideなどのフリーラジカルの関与が報告されている。これらのフリーラジカルからの防御機構としてMn-SODは重要な働きを持つと推測される。平成6年度は、1.胎児期から新生児期のラット脳内におけるMn-SODの発現時期と部位.2.低酸素負荷、虚血負荷がこれらの発現に与える影響.について研究してきた。ラット脳内におけるMn-SODの発現に関する検討(1)胎齢18,20日及び生後1,3,7,14日目のラットから大脳及び小脳を摘出して、Northern Blotting法によってMn-SODmRNAの発現を検討した。Mn-SODmRNAは胎児期より発現し、新生児期を通じて増加傾向を示した。(2)所定の日齢のラット脳を4%パラホルムアルデヒドによって灌流固定し免疫組織染色を用いてMn-SODの発現の局在部位を検討した。生後早期には、海馬CA3領域にMn-SOD陽性細胞の豊富な出現が見られた。この部位は虚血に対する感受性が高い領域であり、その意義が注目された。新生児仮死がMn-SODの発現に与える影響についての検討生後7日目のラットの左頸動脈を結紮し、その後8%酸素下にて2時間飼育して新生児仮死モデルを作成した。負荷後、ラット脳におけるMn-SODの発現を経時的に測定したが、仮死モデルにおける脳障害の程度が必ずしも一様とならず、平成7年度も引き続き検討することとした。前年度の研究より(1)Mn-SOD mRNAは胎児期より発現し、新生児期を通じて増加傾向を示すこと.(2)生後早期には、海馬CA3領域にMn-SOD陽性細胞の豊富な出現が見られることが明らかとなった。平成7年度は、(1)低酸素負荷、虚血負荷がMn-SODの発現に与える影響.(2)デキサメサゾン予防投与がMn-SODの発現に及ぼす影響とその臨床的効果について研究した。1,低酸素負荷、虚血負荷がMn-SODの発現に与える影響.生後7日目のラットの左頸動脈を結紮し、その後8%酸素下にて2時間飼育して新生児仮死モデルを作成した。

負荷後、ラット脳におけるMn-SODの発現を経時的に測定したところ、負荷後24時間の時点より神経細胞が壊死に陥った周辺領域のグリア細胞にMn-SODの豊富な出現が見られた。2,デキサメサゾン予防投与がMn-SODの発現に及ぼす影響とその臨床的効果.新生仔ラットに0.01から0.05mg/kgのデキサメサゾンを投与したところ、海馬CA3領域におけるMn-SOD陽性細胞の出現は抑制された。また、脳の成熟に伴うグリア関連蛋白の発現も抑制され、形態学的に幼弱な神経細胞の出現が観察された。低酸素虚血負荷前にデキサメサゾンを前投与したところ、ラット大脳における神経障害の発生頻度は有意に低下し、Mn-SODの発現も抑制されていた。これらの結果から、デキサメサゾンの低酸素性虚血性脳障害に対する予防効果は、Mn-SODの誘導によるものではなく、むしろ、大脳の成熟を遅延させることと関係すると推測された。
低原子価FeMo硫黄架橋二核錯体の創出を基盤とする新規窒素固定法の開発

P2S2型四座配位子mepppによって支持された様々な金属を有する硫黄架橋二核錯体を系統的に合成した。これらの錯体と水素等価体と反応させた結果、対応するヒドリド錯体が系統的に得られた。得られたヒドリド錯体の反応性が中心金属のルイス酸性度とイオン半径によって変化することを明らかにするとともに、二つの硫黄原子と二つの金属原子から成るバタフライ骨格が非常に柔軟な骨格であり様々な不安定基質を安定化することができることを見出した。本研究の目的は、ホスフィン配位子を2つおよびチオラト配位子を2つ有するP2S2型四座配位子を有するモリブデン単核錯体を合成し、これを基盤としてチオラト架橋二核錯体を合成するとともに、それらの水素および窒素との反応性を解明することである。そのための第一段階として、平成26年度は支持配位子であるP2S2型四座配位子の合成法を確立するとともに、それらの様々な金属イオンへの錯形成能を検討した。さらに、得られた単核錯体をビルディングブロックとして二核錯体への骨格拡張および水素に対する反応性に関して検討を行った。具体的には、P2S2型四座配位子H2mepppをmesoおよびracの混合物として二段階で高収率に合成し、塩化ニッケル六水和物、および四塩化パラジウム酸ナトリウム、PtCl2(cod)と反応させた結果、対応する単核錯体[M(meppp)] (M = Ni, Pd, Pt)が得られた。さらにこれらの単核錯体に対してロジウムおよびイリジウム単核錯体[M'(C5Me5)(NO3)2]を反応させると、チオラト架橋異種金属二核錯体[M(mu-meppp)M'(C5Me5)(NO3)]NO3が系統的に高収率で得られた。これらの二核錯体は水素やギ酸イオンを活性化して、対応するヒドリド架橋錯体[M(mu-meppp)(mu-H)M'(C5Me5)]NO3が得られることを見出した。これらヒドリド錯体の構造および反応性は中心金属のルイス酸性度およびイオン半径に依存することを明らかにした。以上の結果より、P2S2型四座配位子を有するチオラト架橋異種金属二核錯体を合成し、その反応性を検討するための基盤が完成した。本研究の目的は、ホスフィン配位子を2つおよびチオラト配位子を2つ有するP2S2型配位子を有する単核錯体を合成し、これを基盤としてチオラト架橋二核錯体を合成するとともに、それらの水素および窒素との反応性を解明することである。平成27年度は前年度に合成方を確立したP2S2型四座配位子を有するニッケル単核錯体をビルディングブロックとして二核錯体への骨格拡張および水素と等価体であるヒドロシランに対する反応性について検討を行った。具体的には、P2S2型四座配位子H2mepppを有するニッケル単核錯体[Ni(meppp)]に対して低原子価ロジウム[Rh(cod)(OH2)2]NO3およびイリジウム単核錯体[Ir(cod)(py)2]PF6を反応させると、チオラト架橋二核錯体[Ni(meppp)M(cod)]PF6 (M = Rh, Ir)が高収率で得られた。これらの錯体は配位子交換反応を経ることで[Ni(meppp)ML2]PF6 (M = Rh, Ir; L = CO, XylNC, P(OPh)3)が系統的に得られた。これらの二核錯体のうち[Ni(meppp)Ir(XylNC)2]PF6のみが種々の置換基を有するヒドロシランを活性化し、対応するシリルヒドリド錯体[Ni(meppp)(H)M(SiR3)L2]PF6 (SiR3 = SiEt3, SiMePh2, SiMe2Ph, SiPh3)が得られることが分かった。これらシリルヒドリド錯体がカルボニル化合物のヒドロシリル化反応の触媒として有効に機能することを見出した。以上の結果より、P2S2型四座配位子を有するチオラト架橋異種金属二核錯体を合成し、その反応性を検討した。平成27年度はP2S2型四座配位子を有するチオラト架橋異種金属二核錯体を合成し、その反応性を検討することを目指し、(1)P2S2型四座配位子を有する単核錯体をビルディングブロックとするチオラト架橋異種金属二核錯体の合成、(2)得られた二核錯体のヒドロシランとの反応性の解明、(3)触媒反応への応用を行った。これらの研究結果から、次年度以降の研究の発展が見込めるため、おおむね順調に進展していると考えられる。本研究の目的は、ホスフィン配位子を2つおよびチオラト配位子を2つ有するP2S2型配位子を有するたん核錯体を合成し、これを基盤としてチオラト架橋二核錯体を合成するとともに、それらの水素および窒素との反応生を解明することである。平成28年度は前年度に合成方法を確立したニッケル・ロジウムおよびニッケル・イリジウム二核錯体を用いてこれらを水素と等価体であるヒドロシランと反応させ、その反応中間体であるヒドリド錯体を単離し、メカニズムの解明を行った。

具体的には、チオラト架橋二核錯体[Ni(meppp)ML2]PF6 (M = Rh, Ir; L = 1/2cod, CO, XylNC, P(OPh)3)を系統的に合成し、これらとヒドロシランの反応生を検討した結果、配位子としてXylNCを有するニッケル・イリジウム錯体のみがヒドロシランを活性化し、対応するシリル架橋ヒドリド錯体[Ni(meppp)(H)M(SiR3)L2]PF6 (SiR3 = SiEt3, SiMePh2, SiMe2Ph, SiPh3)が得られることを見出した。さらに、このヒドリド錯体が生成する反応中間体としてヒドリドがニッケルに対して反対側に配位したシリル末端ヒドリド錯体[Ni(meppp)(H)M(SiPh3)L2]PF6を単離し、その構造を明らかにした。以上の結果より、P2S2型四座配位子を有するチオラト架橋異種金属二角錯体を合成し、その水素等価体であるヒドロシランとの反応生を明らかにした。P2S2型四座配位子mepppによって支持された様々な金属を有する硫黄架橋二核錯体を系統的に合成した。これらの錯体と水素等価体と反応させた結果、対応するヒドリド錯体が系統的に得られた。得られたヒドリド錯体の反応性が中心金属のルイス酸性度とイオン半径によって変化することを明らかにするとともに、二つの硫黄原子と二つの金属原子から成るバタフライ骨格が非常に柔軟な骨格であり様々な不安定基質を安定化することができることを見出した。平成26年度はP2S2型四座配位子を有するチオラト架橋異種金属二核錯体を合成し、その反応性を検討することを目指し、(1)支持配位子であるP2S2型四座配位子の合成法の確立、(2)P2S2型四座配位子を有する単核錯体の合成、(3)単核錯体ビルディングブロックとするチオラト架橋異種金属二核錯体の合成、(4)得られた二核錯体の水素に対する反応性の検討を行った。これらの研究結果から、次年度以降の研究の発展が見込まれるため、おおむね順調に進展していると考えられる。平成28年度は、前年度に得られた研究基盤やノウハウをもとに、さらなるチオラト架橋異種金属二核錯体を合成する。中心金属には鉄やモリブデンを中心に、様々なものを検討する。さらにそれらの錯体と水素および窒素に対する反応性を検討し、触媒的な水素を用いた窒素の還元反応へと発展させることを試みる。無機化学平成27年度は、前年度に得られた研究基盤やノウハウをもとに、チオラト架橋異種金属二核錯体のラインアップを完成させる。中心金属には鉄およびモリブデンを中心に、様々なものを検討する。さらにそれらの錯体を用いて、水素および窒素に対する反応性を検討する。その際の反応性の違いは、中心金属のルイス酸性度やイオン半径の大きさに大きく依存することが予想される。このような反応性の精密な制御は極めて重要な課題であると考えており、さらには水素をを用いた窒素の触媒的な還元反応へと展開することに取り組む。