hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高原子番号多価イオンを用いる高効率水の窓Ｘ線帯域放射光源の開発

光学系に組み込まれているトロイダル鏡の表面にコーティングする多層膜の反射率ピーク波長を決めることができ,実際に成膜試験も実施していることから,その点では大きく進展しているものと考えている.以上のことを鑑み,当初の計画以上の進展が見られているものと考えている.水の窓領域での高効率X線光源を実現するために,線放射ではなく帯域放射を用いることによって,レーザーから水の窓X線への変換効率0.1%以上を実現させることを目標としている.研究の目的を実現するために,研究計画に沿った内容に加えて,ビスマスプラズマ高輝度光源について二重パルス照射法による追加熱や,他の元素での光源の可能性についても研究を進めた.その結果,Zrを用いると,多層膜鏡との光学的結合も良く,最適レーザー強度も下げつつ,それなりの出力も確保できることが分かった.当初予定していた光源のスペクトル測定および変換効率の評価を行うことができ,幾つかの原著論文を発表することができた.加えて,次年度以降に予定していた顕微鏡との結合を評価する前段階(予備計算)にも着手していることから,当初の計画以上に進展しているものと考えている.光源の出力を改善するため,中赤外レーザー(ハイブリッドレーザー)の開発に着手する.既に光学設計は終わっており,幾つかの予備試験を実施している.このレーザーシステムは平成26年度に発振,増幅試験を予定しており,このレーザーが使えるようになると,軟X線光源の出力および効率を大きく改善できるものと考えている.当初計画よりも大きく進展し,平成26年度に実施予定していた反射光学系と光学設計を平成25年度に実施する必要が出てきた.このことにより,光学設計だけでなく,実際に生体顕微鏡も構築していくことにした.光源出力エネルギーおよび変換効率の最適化を図る.また,反射光学系を用いた生体顕微鏡を構築する光学設計にも着手し,生体組織や細胞のシングルショット撮影への道筋をつけ,生体顕微鏡を構築するための光学設計を行う.放射スペクトルおよび放射エネルギーを測定するための光学素子を購入する費用に充てる予定である.また,国内外での研究報告などを行うための旅費も一部計上する予定である.
原子核の虹散乱と核間相互作用・クラスター構造の研究

(1)^<16>O+^<12>Cの虹散乱・核間相互作用と^<28>Siにおける^<16>O+^<12>Cクラスター構造・超変形の関係が論じられ、クラスター構造をもつ超変形パリティ2重項の存在が指摘された。(2)^<12>C+^<12>Cにおける核間ポテンシャルをもちいて、エアリー構造のエネルギー変化、生成・発展・成長機構が遠回波を内部波・外部波に分解することで詳細に調べられた。(3)非弾性散乱における虹散乱・エアリー構造の生成・成長機構が典型核α+^<40>Ca系を中心に研究され、弾性散乱のエアリー構造と基本的に同じメカニズムで理解できることが明らかにされた。(4)^<12>Cのホイル状態がα粒子のボーズ凝縮状態であることによる大きい半径が、α粒子の虹散乱から検証できる可能性が示された。また、^3He+^<12>C非弾性散乱の実験データの分析から、α粒子のボーズ凝縮による大きい半径の検証におけるプレ虹の有効性が示された。(5)弱結合系^6Liが虹散乱やプレ虹のエアリー構造を示し、核間相互作用が決められることが示された。不安定核^6He散乱においてもエアリー構造が見られる可能性が論じられた。(6)虹散乱と核間相互作用についての総合解説論文が纏められた。1)非弾性散乱における虹散乱とエアリー構造はその存在・メカニズムともにほとんどわかっていなかった.われわれはα+^<40>Ca非弾性散乱について低いエネルギーから高いエネルギーまで系統的に広域核間ポテンシャルをもちいて研究し,エアリー構造の存在とその生成のメカニズムを明らかにした(文献1,3)基本的に弾性散乱の場合と同じメカニズムであることが明らかにされた.アルファ粒子以外での非弾性エアリー構造,核虹の可能性が指摘された.2)^<36>Arにおけるクラスター構造がα+^<32>Sクラスター模型でパウリ原理を半微視的にとりいれる直交条件模型で調べられた.エネルギー準位,B(E2)が計算され実験値をよく再現した.実験でみつかっている超変形はα+^<32>Sクラスター構造をもっているとして理解されることが示された.負パリティのクラスター構造をもつ超変形構造の存在が予言された.α分光学的因子が計算され負パリティでは多くの状態に分散していることが示された(文献2).3)^<12>Cの第2励起0^+状態における3個のα粒子がボーズ・アインシュタイン凝縮をしていれば,密度が大変希薄になっている.この希薄な状態は大きな核レンズに対応し,α粒子の非弾性虹散乱において弾性散乱にくらべエアリー振動の数がふえ,該虹角が後方に移動するボーズ・アインシュタイン凝縮をもつとする波動関数が実験データよく再現すること示された.(文献4).1)従来,虹散乱はα粒子や^<16>Oなどの魔法核のように吸収の少ない系において見られることが示されてきた。今回,弱結合系である^6Liにおいても^<12>C核からの散乱を系統的に研究し,虹散乱,エアリー構造が存在することが示された.低いエネルギーから高いエネルギーの広い範囲をよく記述する光学ポテンシャルが決定された.内部波・外部波分解法により内部波の寄与がこれまで考えられていた以上に大きいことが判明した,同じような特徴が^6Li+^<16>O,^7Li+^<12>C散乱においても見られることが示された.さらに非弾性散乱においてもエアリー構造が存在することが示された.これらのことから,^6Li,^7Liは意外にも吸収がそれほど強くないことが示された.ハロー構造をもつ^6Heの^<12>Cからの散乱が解析され,^6Liに似て内部波の寄与がかなりあり,エアリー構造の存在の可能性が議論された.2) ^<44>

Ti領域におけるクラスター構造の存在はすでに確立されたが,弱結合描像からこの周辺領域の核においてもαクラスター構造の存在が理論的に予言されていた.^<38>Arにおけるα+^<34>Sクラスター構造を実験的に明らかにするため^<34>S(^7Li,αt)相関実験と,その解析が行われた.その結果,理論的に予言された励起エネルギー領域に負パリティバンドに属すると思われるクラスター状態が発見された.1)日本におけるクラスター構造研究の歴史が包括的に概括され,クラスター構造研究が明らかにした内容がまとめられた.クラスター研究が軽い領域から重い領域へ進むときの困難が整理され,著者らがそれをどのようにのりこえることができたか,クラスター研究のパラダイムの展開が論じられた,束縛状態と散乱状態を統一的に記述するとの著者らの視点でクラスター構造が重い領域の典型核において成立することが示されたことの意味が歴史的視点から論じられた.素粒子論研究122巻6号(2006年)「学問の系譜-アインシュタインから湯川・朝永まで」で「クラスター模型の展開」という題で招待講演として発表された.2)原子核の虹散乱と核間相互作用が包括的に研究され,Journal of Physics G 50巻3号(2007年3月)に招待総合解説論文論文として発表された.原子核は散乱において吸収が強く,相互作用ポテンシャルは表面でしか決まらないと長い間考えられてきた.しかしα粒子や軽い重イオンにおいては意外と吸収が強くなく,虹現象がみられる.これらの系においては,虹散乱の研究から核間相互作用を内部領域まで一意的に決めることが可能である.これらのポテンシャルは深い.核間相互作用は密度依存性をもつ有効2体相互作用の2重畳込模型でよく記述される.すなわち虹散乱の研究から有効2体相互作用をも精度よく決めることが可能となった.このように決められた有効2体相互作用は虹散乱のみならず原子核の種々の性質を調べるのに用いることができる.非弾性散乱においても低いエネルギーから高いエネルギーまで系統的に虹散乱のエアリー構造がみえることが示された.原子核の虹散乱のメカニズムが遠回り波・近回り波分解,内部波・外部波分解により明らかにされた.不安定核の散乱における虹散乱・エアリー構造の可能性についても論じられた.炭素12の原子核のホイル状態として知られている0-状態は、炭素、酸素やより重い元素の合成においてきわめて重要な役割を果たす。このホイル状態はα粒子3個が緩やかにかすかすの結合した状態であることが原子核のクラスター模型研究で明らかになっている。最近、この3個のα粒子がエネルギーのもっとも低い0s状態に凝縮していて、ポーズ、アインシュタイン凝縮の状態にあるのではないかと議論されている。3個のα粒子がボーズ凝縮しておれば、その半径は非常に大きなものとなる。ところが、実験的には励起状態の半径を直接測るのは用意ではない。わたしたちは3個のα粒子がボース凝縮しておれば、核力によるレンズとしての屈折効果が著しく大きくなり、実験的にα粒子のホイル状態からの虹散乱で核虹(湯川虹)の見える高さ(エアリー極大値)が高くなること及び虹の縞模様(エアリー構造)がより顕著になることをα粒子の12Cからの散乱実験を分析し2004年に指摘した。今回このα凝縮による屈折効果の劇的な増大がプレレインボウ(プレ虹)において、より顕著に見られることを3He粒子の12Cからの散乱を分析し明らかにした。
現代の聖人：ロシア正教会における列聖と聖人崇拝

本研究課題では、現在のロシア社会において、大きな社会的影響力をもっている聖人について、その崇敬の在り方と列聖のプロセスを明らかにすることを目指した。具体的には、ペテルブルグの聖クセーニヤとモスクワの聖マトローナ、そしてロシア帝国最後の皇帝ニコライ二世一家について調査を行った。聖人崇敬という宗教実践は、キリスト教の教義や教会慣例についての理解をほとんど必要とせず、かつ日常的問題の解決に有効であると信じられており、これらの聖人が慈愛に満ちた賢い老女、信仰と愛にあふれた家族として現代の人々の共感を集めると同時に、古いロシア社会への懐古主義的イメージと結びついていることを明らかにした。まず、ロシア正教会における聖人の位置づけについて、通史的な予備的考察を行った。中世以降現在まで、ロシア正教会が聖人をどのように位置づけてきたのか、近代以降の列聖と聖人崇敬にどのような変化が現れたのか、ソ連時代の列聖と聖人崇敬の実態がどのようなものであったのか、といった点について俯瞰的に先行研究を整理し、20世紀の列聖と聖人崇敬について明らかにすることの意義と課題を明確にした。これらについて、国外を含む学会・研究会で報告した。また、この考察を含む論考をロシア語論文の形で発表することができた。加えて、2015年2月から一か月にわたって、ロシア連邦サンクト・ペテルブルグで、聖クセーニヤについての資料収集およびフィールドワークを集中的に行うことができた。準備段階で、聖クセーニヤについて詳細な研究を行っている人類学者のセルゲイ・シュティルコフ(ヨーロッパ大学人類学部)およびジャンナ・コルミナ(ロシア国立高等経済学院ペテルブルグ支部)両氏と連絡を取り合い、参照すべき先行研究や調査方法についての助言を受けた。サンクト・ペテルブルグでは、両氏との研究交流のためにヨーロッパ大学でセミナーを開催し、研究報告を行った。またシュティルコフ氏の協力のもと、聖クセーニヤの墓地でのフィールドワークを行うことができた。さらに、国立中央アーカイヴ、国立宗教史博物館、サンクト・ペテルブルグ府主教区アーカイヴ、ロシア国立図書館で資料収集を行い、ソ連時代のクセーニヤ崇拝の実態、および当局と教会の高位聖職者・一般信者とのやり取りについて、貴重な資料を集めることができた。また、クセーニヤやマトローナについて、大衆向けの聖者伝やイコンを収集し、さらにクセーニヤの生涯をテーマとした戯曲を観劇した。2015年2月に、ロシア連邦サンクト・ペテルブルグ行った現地調査をまとめて、日本語での研究報告を1回、英語およびロシア語での報告を3回行った。調査の結果、ペテルブルグの福者クセーニヤに対する崇敬は、組織宗教が関与しない民衆宗教として発生したにもかかわらず、組織宗教から権威を認められ、社会主義時代を生き延びたことを明らかにした。また、平成27年度は9ー10月および3月の2回に分けて、ロシア連邦モスクワ、サンクト・ペテルブルグ、エカテリンブルグの3都市でフィールドワークおよび資料収集を行った。9ー10月にかけての調査では、クセーニヤ崇敬に関する調査の補足(インタビュー)とモスクワの福者マトローナに関する資料収集、およびニコライ二世一家に関する文献収集と予備調査を行った。モスクワでは、図書館での資料収集に加えて聖チーホン人文大学教授のゲオルギー神父ほか、モスクワ総主教庁列聖委員会メンバー、ロシア人文大学のセメネンコ=バシン教授らの協力を得て、インタビューを行ったほか、参照すべき資料や人物についての助言を得た。また、エカテリンブルグでは主教区神学校の研究者や、主教区のジャーナリスト、および90年代のニコライ二世一家の崇敬に携わった複数の人物に対してインタビューを取ることができた。この調査に基づいて、日本語および英語でそれぞれ一回ずつ、研究会・学会報告を行った。さらに、モスクワとエカテリンブルグで行った3月の調査では、9ー10月の調査で得られた情報をもとに、ニコライ二世一家の崇敬について、より踏み込んだ調査を行うことができた。スヴェルドロフスク州図書館およびエカテリンブルグ府主教アーカイヴにおける資料収集に加え、郷土博物館の専門家や、ニコライ二世一家崇敬において、中心的役割を果たしている複数の人物にインタビューを行った。まず、ロシア正教会における聖人の位置づけについて、予備的考察を行った。中世から現在にいたるまで、ロシア正教会が聖人をどのように位置づけてきたのか、近代以降の列聖と聖人崇敬にどのような変化が現れたのか、ソ連時代の列聖と聖人崇敬の実態がどのようなものであったのか、といった点について通史的な考察を行った。これらについて、国外を含む学会で報告した。また、ここで得られた知見を論文の形で発表することができた。本研究課題の実施に当たっては、これらの考察を踏まえてフィールドワーク前の準備を十分に行うことができたと考える。

民衆によって崇敬される聖人について、ロシアにおける研究の第一人者ともいえるS.シュティルコフ氏およびJ.コルミナ氏と事前に連絡を取って、関連する研究についての示唆を受け、フィールドワークにおいても協力を得られたため、当初計画した以上に充実した現地調査を行うことができた。また、文書館での資料収集では、サンクト・ペテルブルグ国立中央アーカイヴのM.シカロフスキー氏の協力を得て、効率的な調査ができた。また、当初の計画にはなかった国立宗教史博物館でも資料収集を行い、新しい資料を得ることに成功した。当初の計画では、モスクワでも資料収集を行う予定であった。しかし、ソ連時代にマトローナ崇敬は事実上ほとんど行われておらず、アルヒーフ資料はおそらく存在しないというコルミナ氏の指摘を受けて、今回は見合わせた。H27年度にモスクワでのフィールドワークを予定しているので、資料収集はその際合わせて行うこととする。27年度が最終年度であるため、記入しない。地域研究H27年度以降は、聖マトローナとニコライ二世一家の列聖と崇敬を中心的な研究対象に据え、両聖人にゆかりの聖地があるモスクワとエカテリンブルグにおいてフィールドワークを行うことを予定している。どちらもソ連の歴史や社会状況と強いかかわりを持った聖人で、その大規模な崇敬が体制転換後に始まったという共通点をもつ。2つの事例の列聖の過程と崇敬の実態を明らかにすることで、1.ソ連時代の記憶、2.国家や地域アイデンティティとの相関、3.ポスト・ソヴィエトの信仰形態について考察する。さらにニコライ二世一家と聖クセーニヤに共通する特徴として、亡命教会による列聖がロシア国内の動きに先立ったという点を挙げることができる。これに関連して、古儀式派や亡命教会を含めたロシア教会の動向について博士論文を提出した、ロシア国立人文大学のセメネンコ・バシン教授と連絡を取り合っており、モスクワでのフィールドワークの際に直接助言を受ける予定である。列聖を通じた在外教会とのつながりという視点を含めて、本研究課題を展開する予定である。
微量蛋白質の末端配列決定法、特に新しいカルボキシ末端配列の決定法の確立

C末端配列決定法;蛋白質のC末端配列の決定はカルボキシペプチダーゼによる方法以外に十分な方法はなかったが、当研究で全く新しい過フッ素酸による逐次分解法を完成した。この方法では90%の過フッ素酸90°C424時間でC末端からアミノ酸の部分的に分解したペプチド群を得、FAB質量分析法で逐次分解した分子イオンとして分析される。アスパラギン酸、セリンで分解する副反応を伴う。この方法から得られた第2のより優れた方法も開発された。ここでは過フッ素酸無水物を用い-20°C、1時間でC末端の逐次分解物が得られられ、質量分析法によりC末端配列が得られる。この反応では端な低温を用いるため前法のような副反応は見られない。この反応の再現性を得るためには湿気を防ぐことに留意しなくてはならない。又FAB質量分析法で見られる主反応物に伴う-1、-18、-46イオンについてはその各々について実験的に生ずる分子を解明した。今後は四千以上の大きな蛋白質に対する方法、自動化にある。2)N末端配列決定法;エドマン法の中間産物ATZのアミノ化による高感度化法として、不均一相反応の係導入、気相-固相又は液相-固相系により微量化学反応の高収率化を見出した。N末端のブロックされている蛋白質には低温で無水ヒドラジンによる脱ブロック反応を見出し、ホルミル、ピログルタミルの脱ブロックに成功した。3)2D電気泳動;新しく標準蛋白質の導入を世界の学者に呼びかけ装置にこだわらない2D法を確立した。イネ、シロイヌナズナの2つの生物系でゲノム解析の相補的方法として各々5,000ケの蛋白質を分離し100ヶの蛋白質を分離し、各150ケ、100ケの蛋白質の部分構造の決定と相似検索により各約半数を同定した。他にフザリウム(カビ)について1,500ケの部分構造の決定と新しい相似検索の導入を含めた相似検索をした。この方法から5,000ケが分離の限度である事、その他この方法自体の有用性と今後の問題点を浮き彫りにした。1.C末端配列;(1)気相高濃度有機酸を用いる方法は完成し学術雑誌に発表した。この方法ではセリンのN末端、アスパラギン酸のC末端でペプチド鎖の切断が起こる欠点があるが数段のC末端からの逐次分解が再現性よく見られる。(2)気相有機酸酸無水物を用いる方法では-18°C10分間という非常に緩和な条件で反応が進む。この方法は(1)に比べて分解段数が1020段と多い。現在全てのアミノ酸の組み合わせのペプチド鎖に分解が有効であるが、この反応の機構は、再現性は、広く用いられるための装置化、大きな蛋白質への適用等について検討を進めている。二つの速報を発表した。これらの分析法の中心となる質量分析器にESIイオン源を導入し、試料の微量化、高分子量の測定条件について試験を繰り返している。2.N末端微量配列分析;通常のエドマン分解法の中間産物ATZアミノ酸に気相多弗化アルギルアミンで高感度化しECD検出器を備えたガスクロマトで10f迄検出可能な道を開いた。この方法は速報誌により発表した。

親水性アミノ酸の検出がガスクロマトで感度不良なことを見つけて種々工夫をこらしている。3.ブロックされたN末端のデブロック法を全く新しくヒトラジンガスを用いる事で成功した。ホルミル基は-5°Cでピログルタミル基は常温で各々数時間で行える事を見い出し、速報と詳報により発表した。4.2D電気泳動を用いた蛋白質の分離とそれに次ぐアミノ酸配列分析:2D電気泳動を標準化する努力を国内、国際共に行い、標準化のための標準蛋白質の設定、データベースフォーマットを発表し本年三月にも国際ワークショップをドイツで行う。イネの10の組織から三千ヶの蛋白スポットを取り出し、その120ヶについて配列分析した。1-(1)と3はほぼ完成し速報・詳報共に終了。1-(2)については蛋白質の少量でどうC末端配列を行うか、4の電気泳動のスポットからの抽出、SDS除去-質量分析と研究を続ける。2も研究を続けて実用化に結ぶ。1.C末端配列;(i)気相過フッ化酸法については一応終わったので(ii)気相過フッ化酸無水物法に研究を集中した。水分が反応の妨害をすることを見い出し全ての反応をグローブボックス中乾燥窒素ガス気流中で行い、十分再現性ある実験法を確立した。副生成物として-1、-18、-46分子イオンはほぼ全てを特定することが出来た。又反応機構としてオキサゾロンを中間体として経ている事を示した(2つの短報を発表し、詳報を投稿中)。大きな蛋白質への応用は、CNBr分解で断片化し、アミノプロピルグラスによりC末断片のみを取り出し、配列分析を可能とした(速報投稿中)。2.N末端配列;エドマン分解の中間体ATZアミノ酸に蛍光性アミンを反応させて高感度する方法として、蛍光長の異なるアミノフルオレセインとテトラメチルローダミンの2種の蛍光試薬を交互に用い、前段階の影響を除く方法を開発中で、配列決定の改良と高感度化を目指している。3.気相無水ヒドラジンを20°Cで16時間反応させ、AsnのC末端側とGly-Gly結合を特異的に分解する事を見い出した。この新しい限定分解反応は蛋白質の特異的断片化として新規である(詳報発表)。4.二次元電気泳動;一次元目にimmobilineを導入し、pH3から10の間で、0.1pH単位まで再現性よく等電点電気泳動を行う事を可能にした。又標準マーカー蛋白質を5種類から9種類に増加しスポットの同定を容易にした。本年度導入した画像解析装置により、イネ全蛋白質として4,892個のスポットを同定した。約150個のスポットについて、配列分析を行い、1/4については、ホモロジー検索で蛋白名を特定した(詳報印刷中)。ゲノム解析が始まり蛋白質との対応が必要なArabidopsisについても4,800個のスポットを同定し、40個を配列分析した。以上14について本年度の生化学会及び関連国際会議で発表した。今後は1(ii)を中心に反応機構、ESIの適用を含めて蛋白質への実用化の諸問題と正面から取り組みたい。1)酸無水物を用いるC末端アミノ酸配列決定法;バンタフロロプロビオン酸無水物、ヘブタフロロ酪酸無水物をべブチドに-20°C1時間反応させるとC末端から一つづつアミノ酸の外れた分解混合物を得る事を見出しだが、その際反応の再現性を空気中の湿気が阻害している事を実験的に見出し、全実験をグロープポックス中で乾燥窒素ガスを流し乍ら実験を行う事とした。又無水物のアセト二トリル溶液からの気相反応が水分の除去に貢献している事を見出した。
超冗長性を有する多自由度マニピュレータの干渉インピーダンス制御による力伝送制御

本研究課題では,冗長マニピュレータの制御において,隣接する関節間に干渉インピーダンスと呼ばれる新たな概念を導入することによって,アクチュエータ間を力が伝播する制御系を実現する.ここで,超冗長マニピュレータの最終目的動作は、筋肉組織にみられる伸縮動作である.提案手法では,このような伸縮動作を実現するための簡単なアルゴリズムでかつ制御構成が容易な手法を確立した.本アルゴリズムでは,従来のマニピュレータ制御に用いられていた幾何学的な関係式を直接適用せずに,ローカルな制御系を陽に関係づけることで冗長マニピュレータ全体の動作を考慮せずにマニピュレータ全体の動作ならびにマニピュレータ先端の動作を制御する事が可能である.制御アルゴリズムの大きな流れを以下に示す.1.冗長マニピュレータを任意の自由度システムに分割する.ここで,分割された各システムをサブシステムと呼ぶ.2.各サブシステム内でローカルにフィードバック系を構成する.3.隣接するサブシステム間でお互いの入力を決める.本アルゴリズムでは,各サブシステムを線形なバネマスインピーダンスモデルを連結している(干渉インピーダンス).4.冗長マニピュレータ全体の運動を決めるため,各サブシステムごとに評価指標を定め,その評価指標に応じてバネ-マスインピーダンスモデルのパラメータを可変とする.本アルゴリズムではマニピュレータが特異姿勢にならないための評価指標を設立した.言い換えれば,常に任意の動作を行いやすい姿勢となっている.5.先端動作は末端のサブシステムに力指令を与えて実現する.上記のアルゴリズムの有効性を実証するため,昨年度製作した6自由度平面型冗長マニピュレータを用いた実機実験を行った.本アルゴリズムは従来手法に比べ制御系の構造が簡単であり,冗長マニピュレータの自由度に関係なく先端制御,姿勢制御が容易に行えることを実機実験により確認した.本研究課題では,冗長マニピュレータの制御において,隣接する関節間に干渉インピーダンスと呼ばれる新たな概念を導入することによって,アクチュエータ間を力が伝播する制御系を実現する.ここで,超冗長マニピュレータの最終目的動作は、筋肉組織にみられる伸縮動作である.提案手法では,このような伸縮動作を実現するための簡単なアルゴリズムでかつ制御構成が容易な手法を確立した.本アルゴリズムでは,従来のマニピュレータ制御に用いられていた幾何学的な関係式を直接適用せずに,ローカルな制御系を陽に関係づけることで冗長マニピュレータ全体の動作を考慮せずにマニピュレータ全体の動作ならびにマニピュレータ先端の動作を制御する事が可能である.制御アルゴリズムの大きな流れを以下に示す.1.冗長マニピュレータを任意の自由度システムに分割する.ここで,分割された各システムをサブシステムと呼ぶ.2.各サブシステム内でローカルにフィードバック系を構成する.3.隣接するサブシステム間でお互いの入力を決める.本アルゴリズムでは,各サブシステムを線形なバネマスインピーダンスモデルを連結している(干渉インピーダンス).4.冗長マニピュレータ全体の運動を決めるため,各サブシステムごとに評価指標を定め,その評価指標に応じてバネ-マスインピーダンスモデルのパラメータを可変とする.本アルゴリズムではマニピュレータが特異姿勢にならないための評価指標を設立した.言い換えれば,常に任意の動作を行いやすい姿勢となっている.5.先端動作は末端のサブシステムに力指令を与えて実現する.上記のアルゴリズムの有効性を実証するため,昨年度製作した6自由度平面型冗長マニピュレータを用いた実機実験を行った.本アルゴリズムは従来手法に比べ制御系の構造が簡単であり,冗長マニピュレータの自由度に関係なく先端制御,姿勢制御が容易に行えることを実機実験により確認した.従来の冗長マニピュレータの制御では,各関節が独立に制御されているものが多く,自由度が増すにつれて制御系の構成が急速に複雑化する.本研究では,隣接する関節間に干渉インピーダンスという新たな概念を導入し,個々のアクチュエータを精製に制御せずとも,姿勢を含めたマニピュレータの先端位置の制御が可能となる手法を確立している.同時に,各関節に作用する外力を関節ごとにオンライン推定し,推定された外力をフィードバックすることによって設定された仮想インピーダンスに応じた外力応答を得ることを目的としている.上記研究目的を達成するため初年度の研究計画に従い検討を行った。特に,干渉インピーダンス制御による力伝送制御の理論を確立し,下記事項に関してシミュレーションにて検証を行った.-仮想インピーダンスの設定による力制御-超多自由度マニピュレータを想定したインピーダンス設定による力伝送制御-冗長性を考慮した障害物の回避経路計画第1項目に関しては,仮想インピーダンスの設定法を中心にシミュレーションを行った.特に,冗長システム全体の定常的な姿勢制御手法と冗長マニピュレータ先端の過渡的な応答特性を制御するインピーダンス設定法についての検討を行っている.第2項目に関しては,超冗長マニピュレータを考慮した上で,制御系構成のための座標設定,また設定された座標系に基づいたロバスト制御系の設計指針を明らかにした。超冗長マニピュレータ(マニピュレータの自由度が少なくとも10以上あるマニピュレータ)では,設定された座標系におけるマニピュレータのモデル化誤差がロバスト制御系の安定性に大きく影響を与える.従って,制御系の安定性を第1に考えた仮想インピーダンスの設定が必要となる.第3項目に関しては,超冗長マニピュレータのアプリケーションの一例として,障害物回避のための経路計画を取り上げ,シミュレーションによりその有効性の確認を行っている.上記シミュレーション結果を踏まえ,次年度では自由度10以上の超冗長マニピュレータの実機を製作し,実機実験によりシミュレーション結果の検討を行う予定である.

本研究課題では,冗長マニピュレータの制御において,隣接する関節間に干渉インピーダンスと呼ばれる新たな概念を導入することによって,アクチュエータ間を力が伝播する制御系を実現する.ここで,超冗長マニピュレータの最終目的動作は,筋肉組織にみられる伸縮動作である.提案手法では,このような伸縮動作を実現するための簡単なアルゴリズムでかつ制御構成が容易な手法を確立した.本アルゴリズムでは,従来のマニピュレータ制御に用いられていた幾何学的な関係式を直接適用せずに,ローカルな制御系を陽に関係づけることで冗長マニピュレータ全体の動作を考慮せずにマニピュレータ全体の動作ならびにマニピュレータ先端の動作を制御する事が可能である.制御アルゴリズムの大きな流れを以下に示す.1.冗長マニピュレータを任意の自由度システムに分割する.ここで,分割された各システムをサブシステムと呼ぶ.2.各サブシステム内でローカルにフィードバック系を構成する.3.隣接するサブシステム間でお互いの入力を決める.本アルゴリズムでは,各サブシステムを線形なバネマスインピーダンスモデルで連結している(干渉インピーダンス).4.冗長マニピュレータ全体の運動を決めるため,各サブシステムごとに評価指標を定め,その評価指標に応じてバネ-マスインピーダンスモデルのパラメータを可変とする.本アルゴリズムではマニピュレータが特異姿勢にならないための評価指標を設定した.言い換えれば,常に任意の動作を行いやすい姿勢となっている.5.先端動作は末端のサブシステムに力指令を与えて実現する.上記のアルゴリズムの有効性を実証するため,昨年度製作した6自由度平面型冗長マニピュレータを用いた実機実験を行った.本アルゴリズムは従来手法に比べ制御系の構造が簡単であり,冗長マニピュレータの自由度に関係なく先端制御,姿勢制御が容易に行えることを実機実験により確認した.
側線系が退化した継代飼育サクラマスは生残に不利になるのか

研究代表者らの近年の研究により,何世代も人の手で飼育されたサケ科サクラマスの継代飼育魚において,側線系(水流や振動を感知する感覚器)の受容器(感丘)数が,野生魚に比べて約10%減少していることが明らかになっている.そこで,「側線系の受容器数が減少した継代飼育魚は,生存や成長で不利になるのか否か」の検証を,エンクロージャー(縦×横×高さが各1mのいけす)を用いた同一環境下での野外操作実験や水槽での行動観察実験を通じて行う.研究結果の公表により,養殖・放流事業や進化生物学分野等への基礎データの提供を行うことを目的としている.研究代表者らの近年の研究により,何世代も人の手で飼育されたサケ科サクラマスの継代飼育魚において,側線系(水流や振動を感知する感覚器)の受容器(感丘)数が,野生魚に比べて約10%減少していることが明らかになっている.そこで,「側線系の受容器数が減少した継代飼育魚は,生存や成長で不利になるのか否か」の検証を,エンクロージャー(縦×横×高さが各1mのいけす)を用いた同一環境下での野外操作実験や水槽での行動観察実験を通じて行う.研究結果の公表により,養殖・放流事業や進化生物学分野等への基礎データの提供を行うことを目的としている.
各種両生類幼生の変態に伴う結合組織中の細胞構成の変動

両生類の発生過程における結合組織中の細胞構成の変化を調べるためにラテックスビ-ズ等の貧食能や細胞膜表面におけるレクチン結合性の差異から、種々の遊走性細胞の同定を行った。さらに器官形成に関与する細胞外基質の分子構成の変動を生化学的、免疫組織化学的に追求し、無尾類、有尾類の発生過程における特異性を比較することで系統進化的変遷を考える。(1)細胞外基質の生化学的検討:高速液体クロマト(HPLC)装置を購入し、無尾両生類の脊索からプロテオグリカン(PG)を抽出しグリコサミノグリカン(GAG)の組成を調べ比較検討した。脊索のPGに含まれているGAGの組成は体部と尾部で違いがあり、湿重量のあたりのGAGの量は体部の形態形成にともなって大きく変化する。また、電気泳動法とHPLCの結果から、ウシガエルの幼生の尾部脊索に含まれているPGのGAGにはコンドロイチン4硫酸(C4S)が含まれていることが確認できた。今後、PGのコアタンパクの組成を比較検討する。(2)細胞外基質の免疫組織化学的検討:コラ-ゲン分子種(コラ-ゲンI,III,IV,VII)抗体は市販のものを用いた。イモリ幼生の皮膚や筋中隔、軟骨の周囲の結合組織にコラ-ゲンIとIIIが局在するが、ニホンアカガエル幼生にはコラ-ゲンIが顕著であった。PGの抗体は、ウシガエル幼生尾部より抽出したPGをグリセロ-ル沈降速度遠心にかけ、PGーHの分画に分離精製したものを抗原とし、抗体を精製した。さらに、市販の抗C4S、抗コンドロイチン6硫酸(C6S)、および抗ケラタン硫酸(KS)を用いて各々の局在を調べた。我々が作成した抗PGーHはイモリやニホンアカガエルの筋中隔や脊索の周囲、軟骨の周囲の結合組織層に局在していた。これらPGの電顕的局在を追求中である。両生類の発生過程は、水中から陸上生活への変態と呼ばれる著しい変化を伴う。本研究は、幼生期の結合組織に主眼を置いて、細胞構成の変化、細胞外マトリックスの分子構成の変動を生化学的、免疫細胞化学的に追求し、さらに無尾類と有尾類の変態過程の差違を比較することで系統進化的変遷を考えることである。1,細胞構成の変動幼生は甲状腺ホルモンに反応して変態期に著しい組織崩壊を起こすようにプログラムされている。真皮結合組織層には種々の遊走性細胞の侵入が認められるが、次によりコラ-ゲン繊維の崩壊に関わる細胞を同定した。(1)細胞間結合構造(intermediate junction)は、真皮中の繊維芽細胞の間に存在する。(2)ラテックスビ-ズを注入しその貧食能を比較すると、マクロファ-ジは著しい貧食能を示すが繊維芽細胞は低い。(3)細胞膜表面の糖鎖の違いを認識するレクチン結合性の差異をコロイド金標識MPAとGSー1について検討した結果、マクロファ-ジと好中球に特徴的に結合するが、繊維芽細胞や色素細胞には全く結合しない。変態期にコラ-ゲン繊維を貧食中の細胞の表面膜にはこれらレクチンの結合はなく、他の崩壊した細胞片を貧食中のマクロファ-ジには顕著であることから、繊維芽細胞がコラ-ゲン繊維の貧食消化に関与していると考えられる。2,細胞外マトリックスの変動(1)コラ-ゲン分子種(コラ-ゲンII、III、IV)

無尾、有尾類幼生期変態期の変化を各々の抗体を用いて免疫組織化学的に検討中である。(2)ウシガエル幼生尾部より抽出したプロテオグリカンの構成を電気泳動法、液体クロマト法により分析し、コンドロイチン硫酸を分離精製し、免疫抗体作成中である。両生類の発生過程における結合組織中の細胞構成の変化を調べるためにラテックスビ-ズ等の貪食能や細胞膜表面におけるレクチン結合性の差異から、種々の遊走性細胞の同定を行った。さらに器官形成に関与する細胞外基質の分子構成の変動を生化学的、免疫組織化学的に追求し、無尾類、有尾類の発生過程における特異性を比較することで系統進化的変遷を考える。(1)細胞外基質の生化学的検討:高速液体クロマト(HPLC)装置を購入し、無尾両生類の脊索からプロテオグリカン(PG)を抽出しグリコサミノグリカン(GAG)の組成を調べ比較検討した。脊索のPGに含まれているGAGの組成は体部と尾部で違いがあり、湿重量あたりのGAGの量は体部の形態形成にともなって大きく変化する。また、電気泳動法とHPLCの結界から、ウシガエル幼生の尾部脊索に含まれているPGのGAGにはコンドロイチン4硫酸(C4S)が含まれていることが確認できた。今後、PGのコアタンパクの組成を比較検討する。(2)細胞外基質の免疫組織化学的検討:コラ-ゲン分子種(コラ-ゲンI,III,IV,VII)抗体は市販のものを用いた。イモリ幼生の皮膚や筋中隔、軟骨の周囲の結合組織にコラ-ゲンIとIIIが局在するが、ニホンアカガエル幼生にはコラ-ゲンIが顕著であった。PGの抗体は、ウシガエル幼生尾部より抽出したPGをグリセロ-ル沈降速度遠心にかけ、PGーHの分画に分離精製したものを抗原とし、抗体を精製した。さらに、市販の抗C4S、抗コンドロイチン6硫酸(C6S)、および抗ケラタン硫酸(KS)を用いて各々の局在を調べた。我々が作成した抗PGーHはイモリやニホンアカガエルの筋中隔や脊索の周囲、軟骨の周囲の結合組織層に局在しており、抗KSは軟骨に顕著で、抗C4SとC6Sは軟骨と脊索の周囲に局在していた。これらPGの電顕的局在を追求中である。
せっそう病菌の産生する溶血毒素サルモリジンの免疫・生化学的研究

浮製サルモリジンのエゾスイワに対する50%致死量は筋肉内および腹腔内接種でそれぞれ196,556μg/kgであった。また,ニジマスに対する50%致死量は筋肉内接種で58μg/kgであった。サルモリジンは60°C,30分の加熱処理または0.4%ホルマリン処理後,1週間の静置でトキソイド化された。サルモリジントキソイドをエゾイワナに筋肉内接種後,3週間で凝集抗体価が最高となった。さらに,エゾイワナをサルモリジントキソイドで筋肉内接種あるいは浸漬免疫後,Aere mona salmonicidaで実験的感染したところ,免疫魚の生残率は非免疫魚のそれより高くなった。したがって,サルモリジントキソイドはせっそう病に対するワクチンとして有効であると考えられる。サルモリジン抗毒素はエゾイワナ抗血清から硫酸アンモニウム沈澱アンモニウム沈澱,DEAEーセルロ-スの陰イオン交換クロマトグラフィ-およびSepharose 6Bのゲル3過法によって精製された。酵素抗体法によってA sal monicidaの培養上清中および罹病魚の病巣組織中に雇生されるサルモリジン量を測定したところ,培養上清では培養後に12,24,36時間後にそれぞれ3.9,10.3,20.5μg/ml,接種菌量6.6×10AA7BB,6.6×10AA6BBcfu/mlの実験的感染魚の接種部筋肉でそれぞれ4.437.5μg/g,85ng10.1μg/gであった。サケ料魚類(ニジマス,ギンザケ,ヤマメ,エゾイワナ,カワマス)の赤血球はサルモリジンによって特異的に溶解されたが,鳥類(ニワトリ,ガチョウ)および哺乳類(ウマ,ヒツジ,ウサギ,モルモット)の赤血球は溶解されなかった。なお,サルモリジンに対するサケ科魚類の赤血球の感受性は異なっており,サケ科魚類赤血球の表面構造が属レベルで相異していると考えられた。サルモリジンはフォスフォリパ-ゼC活性を示さず,チオ-ル化合物によって再活性化されなかった。また,サルモリジンの溶血活性はリン脂質によって影響されなかったが,アシアログリコフォリンによって促進された。1.サルモリジンのサケ科魚類に対する毒性およびトキソイド化ー精製サルモリジンを平均体重8.3gのエゾイワナと平均体重6.3gのニジマスに筋肉内接種(1m)または平均体重6.2gのエゾイワナに腹腔内接種(ip)して2週間観察したところ、50%致死量はエゾイワナで196μg/kgim、ニジマスで58μg/kgim、エゾイワナで556μg/kgip以上であった。次に、サルモリジンの加熱あるいはホルマリン処理によるトキソイド化について検討したところ、100°Cで5分間の加熱または0.4%ホルマリンを添加して37°Cで1週間静置するとトキソイド化されることが明らかとなった。

2.サルモリジントキソイドワクチンに対する魚類の免疫応答ー60μgの加熱トキソイドワクチンを平均体重120gのエゾイワナにim後、1週間おきに5週間後まで血中の凝集抗体価の消長を間接赤血球凝集反応法で、沈降抗体形成の有無をオクタロニー法で検討したところ、凝集抗体価は1、2週間後で8、3週間後で16から512、4、5週間で16から128となった。また、沈降抗体は3から5週間に検出された。3.サケ科魚類および高等脊椎動物赤血球に対するサルモリジンの溶血性ーサケ科魚類のカワマスとエゾイワナ(Salvelinns属)、ギンザケとヤマメ(Oncorhynchus属)およびニジマス(Salmo属)の赤血球に対する溶血性をミクロタイター法で調べたところ、溶血価はカワマスで512から1,024、エゾイワナで512、ギンザケで128、ヤマメで64から128、ニジマスで32から64であった。これらの結果から、サケ科魚類でも属レベルで赤血球膜の構造に差異があると推定される。さらに、ホ乳類のウマ、ヒツジ、ウサギ、モルモットおよび鳥類のニワトリ、ガチョウの赤血球の感受性をヘモグロビン吸収法で調べたところ、これらの赤血球に対する本毒素の溶血価は2以下であった。従って、本毒素はとくにサケ科魚類に対して強い溶血性を有するものと思われる。1サルモリジンの溶血活性せっそう病菌の培養上清から得られた粗毒素画分(ECP)と精製サルモリジンのギンザケリンパ球に対する溶解作用を検討したところ,ECPの作用は強いにもかかわらず、本毒素の作用は弱く、赤血球の溶解作用が特異的であった。この結果から、本菌は赤血球を溶解するサルモリジンの他に白血球溶解因子も産生することが推定される。一方、溶血毒素の作用として、先ずホスホリパ-ゼC(PLaseC)活性をレシチンを基質として、Allen法で検討したところ、本毒素はPLaseC活性を示さなかった。また、チオ-ル化合物による活性化について、システインを用いて検討したところ、本毒素は失活後のシステインの添加によってその活性は回復せず,むしろ阻害されることから、本毒素の作用はこれらの範畴に入らず、赤血球膜に存在する特異的なレセプタ-に結合する可能性が示唆された。2サルモリジントキソイの有効性サルモリジンを60°Cで30分間インキュベ-トしてトキソイドとし、そのトキソイドをエゾイワナ雑魚に1週間おきに4回浸漬法で免役し、最終免疫後1週間に浸漬感染によって攻撃した。攻撃後、2週間発症および斃死の有無を観察したところ、免疫魚で生残率が高く、浸漬免疫の効果が確認された。3サルモリジン抗毒素の精製エゾイワナにせっそう病菌の粗毒素を筋肉内接種して抗血清から、硫酸アンモニウム塩析、DEAE-セルロ-スによるイオン交換クロマトグラフィ-およびセファロ-ス6Bによるゲルろ過法によって、サルモリジン抗毒素を精製した。この精製標品はディスク電気泳動法によって均一性が確認された。1.サルモリジンの溶血作用機構(1)サルモリジンの溶血活性カイネティクスー一定温度下でエゾイワナ赤血球にサルモリジンを反応させたところ,サルモリジン濃度が高い程,短時間で溶血し,濃度と溶血反応時間との間に相関性が認められた。(2)赤血球膜成分によるサルモリジンの不活性化ー各種リン脂質とサルモリジンを混合し,溶血活性を測定した。コレステロ-ル,ホスファチジルイノシト-ル,ホスファチジルセリン,ホスファチジルコリン,リゾホスファチジルコリン,スフィンゴミエリンは溶血作用に影響しなかった。(3)赤血球膜成分の分離およびサルモリジンとの結合性ーサルモリジンの溶血作用はアシアログリコフォリンによって反応開始15分後,約2倍まで促進され,両者の協同作用によって溶血活性が増強すると推定された。2.酵素抗体法によるサルモリジンの定量および罹病魚組織中におけるサルモリジンの検出と定量
ステロイド性抗炎症薬によるMAPキナーゼ活性化抑制とサイトカイン産生抑制について

本研究では、ステロイド性抗炎症薬のサイトカイン産生抑制作用機序として、MAPキナーゼ活性化抑制作用が関与しているかどうか解析した。1.ステロイド性抗炎症薬のMAPキナーゼの活性化抑制作用ステロイド性抗炎症薬dexamethasoneがMAPキナーゼファミリーのひとつであるc-Jun N-terminal kinase(JNK)の活性化を抑制することを見出した。このとき、転写因子AP-1の構成因子であるc-Junのリン酸化も抑制された。したがって、dexamethasoneはJNKの活性化を抑制することにより転写因子の活性化を抑制することが示唆された(J.Immunol.161:4939-4943,1998)。2. MAPキナーゼ活性化阻害によるIL-4産生の抑制RBL-2H3細胞における抗原刺激によるIL-4産生は、p38MAPキナーゼ(p38)とJNKの活性化を抑制するphosphatidylinositol 3-kinaseの阻害薬wortmanninおよびLY294002で抑制された。またp38阻害薬SB203580もIL-4産生を有意に抑制した。これらの結果から、MAP kinaseの活性化を抑制するとIL-4の産生が抑制されることが明らかになった(投稿中)。一方、wortmanninおよびSB203580や、AP-1の転写活性を抑制するレチノイドは、IL-4産生を最大でも50%程度抑制するに過ぎなかった(投稿準備中)が、dexamethasoneはIL-4産生をほぼ完全に抑制した。したがって、ステロイド性抗炎症薬のサイトカインの産生抑制機序として、MAPキナーゼの活性化抑制作用およびAP-1の活性抑制作用以外の作用機序も存在すると考えられる。3.ステロイド性抗炎症薬のMAPキナーゼ活性化抑制作用の分子機序DexamethasoneのERKの活性化抑制作用の分子機序として、MAPキナーゼキナーゼキナーゼのRaf-1の膜移行ではなくその後のリン酸化を抑制することが示唆された。以上のように、ステロイド性抗炎症薬のサイトカイン産生抑制機序のひとつとしてMAPキナーゼの活性化抑制作用が明らかになった。今後、MAPキナーゼの活性化を抑制する薬物が強力な新規抗炎症薬になることが期待される。初年度である平成9年度は、ラットの肥満細胞株RBL-2H3細胞を用いて、MAP kinase阻害薬のIL-4産生に対する作用、及び、ステロイド性抗炎症薬のMAP kinaseの活性化に対する作用を検討し、以下の点を明らかにした。1.MAP kinase阻害薬のIL-4産生に対する作用3.DexamethasoneのRaf-1活性化抑制作用DexamethasoneはMAP kinaseの活性化に重要な役割を果たしているRaf-1の活性化を抑制するが、その細胞膜への移行を抑制しないことが明らかになった。したがって、dexamethasoneはRaf-1の膜移行後のリン酸化を抑制していることが示唆された。以上のように、MAP kinaseの活性化抑制はIL-4の産生抑制につながること、dexamethasoneはMAP kinaseの活性化を抑制すること、その作用機構の一つとしてRaf-1のリン酸化抑制作用があることが明らかになった。現在、Raf-1のGST融合蛋白質を作成し、その活性化機構とdexamethasoneの作用機構を解析中である。

以上のように、ステロイド性抗炎症薬のサイトカイン産生抑制機序のひとつとしてMAPキナーゼの活性化抑制作用が明らかになった。今後、MAPキナーゼの活性化を抑制する薬物が強力な新規抗炎症薬になることが期待される。平成9年度には、ステロイド性抗炎症薬dexamethasoneがMAPキナーゼファミリーのひとつであるc-Jun N-terminal kinase (JNK)の活性化を抑制し、転写因子AP-1の活性化を抑制することを明らかにした(J.Immunol.161:4939-4943,1998)。そこで最終年度である本年度は、MAPキナーゼの活性化を抑制することがサイトカイン産生抑制につながるかどうか、さらに、ステロイド性抗炎症薬のMAPキナーゼの活性化抑制作用の分子機序について解析した。1. MAPキナーゼ活性化阻害によるIL-4産生の抑制RBL-2H3細胞を抗原で刺激すると、IL-4のmRNAレベルの増加、およびIL-4蛋白質の分泌の亢進が見られる。この抗原刺激によるIL-4産生は、p38 MAPキナーゼ(p38)とJNKの活性化を抑制するphosphatidylinositol 3-kinaseの阻害薬wortmanninおよびLY294002で抑制された。また、p38阻害薬SB203580もIL-4産生を有意に抑制した。これらの結果から、MAP kinaseの活性化を抑制するとIL-4の産生が抑制されることが明らかになった(投稿中)。一方、MAPキナーゼの活性化を抑制するwortmanninおよびSB203580や、AP-1の転写活性を抑制するレチノイドは、IL-4産生を最大でも50%程度抑制するに過ぎなかった(投稿準備中)が、dexamethasoneはIL-4産生をほぼ完全に抑制した。したがって、ステロイド性抗炎症薬のサイトカインの産生抑制機序として、MAPキナーゼの活性化抑制作用およびAP-1の活性抑制作用以外の作用機序も存在すると考えられる。2.ステロイド性抗炎症薬のMAPキナーゼ活性化抑制作用の分子機序Dexamethasoneのサイトカイン産生抑制作用およびMAPキナーゼ活性化抑制作用はいずれもグルココルチコイド受容体拮抗薬により打ち消され、グルココルチコイド受容体を介して作用を発現していることが明らかになった。さらにdexamethasoneはMAPキナーゼキナーゼキナーゼRaf-1の活性化を抑制することをすでに明らかにしているので、その分子機序について解析した。Raf-1は抗原刺激により細胞膜へ移行し、そこでリン酸化されて活性化される。そこで、dexamethasoneがRaf-1の細胞膜移行を抑制するかどうか解析した。その結果、dexamethasoneはRaf-1の細胞膜移行を抑制しないことが明らかになり、dexamethasoneはRaf-1のリン酸化を抑制することが示唆された。
有機ケイ素化合物からの電子移動に基づく、含酸素有機化合物の直接的変換反応の開発

シアニドはその炭素末端と窒素末端の双方が反応点となりうる、アンビデント求核剤である。前年度までに、申請者はシアニドの窒素求核性のみを選択的に発現する新規触媒系を発見し、触媒的なアリルイソシアニド、ベンジルイソシアニドの合成反応の開発に至った。これらの反応では、比較的毒性の低いシアン化トリメチルシランを用いており、かつ、触媒量の遷移金属で実現できるため、非常に有用な合成反応であると言える。特に、アリルイソシアニドについてはその反応機構を詳細に解析し、πーアリルパラジウム中間体を経由しない求核置換反応で進行する、という決定的な証拠を得るに至った。またこれらに加え、典型金属触媒を用いたベンジル位のアリール化反応を見出すことにも成功した。申請者は、アリル位イソシアノ化反応において、Pd(CN)2のみならず(TMS)[Pd(CN)3]などのアート錯体が触媒サイクル中に含まれていることを見出した。すなわち、本反応において、必ずしもPd種がルイス酸として働いているわけではなく、TMSカチオンもまた触媒活性種として存在していることを明らかにした。またこの特徴を生かし、プロパルギル位でのイソシアノ化反応の開発にも成功した。加えて、分岐鎖型アリルイソシアニドの合成を試みたところ、ある特定の基質条件下に置いて、対応するビニルイソシアニドが得られることを明らかにした。現在本反応について詳細な検討を行っている。また、同アリル化剤を用いた一般的なTsuji-Trost型アリル位置換反応についても開発を行っている。現在のところ、2級アミンやβケトカルボニル化合物を用いることで、空気下でのアリル位置換反応が円滑に進行することを明らかにした。特に、アリル位アミノ化反応においては、基質触媒比5000の条件下、わずか15分で反応が完結することを見出した。硫黄原子は典型元素でありながら複数の酸化状態を安定に取ることができ、それぞれ異なる物性を持つことが知られている。有機硫黄化合物群の有効な活用のために、これらの異なる酸化状態を温和な条件のもとで相互変換するための方法論の開発が強く求められてきた。これまで、低原子価の有機硫黄化合物の簡便な酸化法が数多く開発されてきた一方、高原子価の有機硫黄化合物の還元については厳しい反応条件や環境負荷の大きな試薬を必要とし、さらなる改善が求められてきた。このような背景のもと、申請者はスルホキシドの穏やかな還元反応による脱酸素化反応の実現に成功した。4,4'-ビピリジルの2電子還元により合成した有機ケイ素化合物を、アセトニトリル中でスルホキシド類に作用させることで、常温で対応するスルフィド類へと円滑に変換することに成功した。本反応は、中性条件で行うことが可能であり、また、水素雰囲気を必要とせず、Boc, Cbz, TBS, Acなどで保護されたアミンやアルコール部位を有するスルホキシド類に対しても、保護基の分解を伴うことなく脱酸素化反応を進行させることが可能であった。また、これらの研究を進める過程で、申請者は触媒的なイソシアニドの新規合成法を見出すに至った。アリル位に適切な脱離基を有する求電子剤に対して、Pd触媒存在下、シアン化トリメチルシランを作用させることで、アリル位にイソニトリル基を有する化合物をほぼ定量的に得ることに成功した。これまでにも、シアン化物イオンを用いたイソシアニド化反応が複数報告されているが、その多くが毒性の強い金属シアン化物を用いる量論反応であり、実用的な有機合成法とは言い難かった。本反応は、比較的毒性の低いシアン化トリメチルシランを用いており、かつ、触媒量の遷移金属で実現できるため、非常に有用な合成反応であると言える。スルホキシドの脱酸素化反応については、当初の予定どおり順調に進捗していると言える。当該反応の基質適用範囲の拡張も含め、実用的な変換反応の実現に向けて着実に進んでいる。一方で、スルホンやホスフィンオキシドの脱酸素化については実現に至っておらず、さらなる検討が必要である。本反応の実現のためには、なんらかの工夫によりP=O結合、S=O結合の活性化を行なう必要がある。一方、これらの研究を進める過程で、Pd触媒による直接的アリル位イソシアノ化反応の実現に成功した。イソシアニドは、Ugi反応などのペプチド合成反応などに多用される極めて有用な合成素子であり、有機合成化学の分野のみならず、分子生物学等の分野からも、その効率的供給法の開発が強く求められていた。さまざまな求電子剤に対してわずかな触媒量でシアン化物イオンを窒素求核剤として反応させるイソシアニドの合成反応は、多様なイソシアニドを自在に合成できる潜在的な可能性を有しており、実用化が強く望まれている有機合成反応である。これまでにも、エポキシドの開環や、3級アルコール誘導体のC-O結合の解離など、その数は少ないながらも、カルボカチオン等価体の形成を経由する触媒的イソシアノ化反応が報告されている。しかし、このような触媒反応は上記の二例のみに限られており、より多彩な求電子剤に対する触媒系の確立が急務であった。申請者が新たに見出した触媒的アリル位イソシアノ化反応は、従来の触媒系では成しえなかった求電子剤に対する反応であり、その重要性は疑いがない。