hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
胚乳インジェクション法を用いたイネ科胚乳組織分化の分子機構の解明

18年度に行ったイネ種子形成期に経時的に発現する遺伝子の網羅的な発現解析データ(約3万種類のmRNA)より、胚乳形成期の各ステージで発現するmRNA量を比較し、胚乳分化期に特異的な発現をする遺伝子を特定し、胚乳制御遺伝子の候補とした。その遺伝子の各組織、生育時期における発現解析をRT-PCR法を用いて実施した。穀類の胚乳形成に関する研究は、胚乳組織における貯蔵物質合成に関わる遺伝子の器官レベルの解析が行われてきた。しかし、胚乳形成を制御する分子機構は未だに明らかにされていない。これまでに、胚乳形成期の種子におけるトランスクリプトーム解析を行い、胚乳分化期に強く発現する遺伝子を多数得た。本研究では、それら候補遺伝子が胚乳分化とどのように関係するのかを明らかにするため、未分化状態の生きた胚乳組織へ「胚乳インジェクション法」を用いて合成RNAを直接導入し、「mRNA過剰」や「RNA干渉」を誘導することで、候補遺伝子の機能解析を行うことを目的として研究を進めた。しかし、合成RNA分子をインジェクションすると胚乳組織が形態異常を示し、3年間で目的を達成するのは困難であると判断した。そこで本年度は、RNAiを誘導する分子を導入した形質転換イネを用いて機能解析を行った。【胚乳組織におけるRNA干渉の誘導】胚乳組織で合成・蓄積する「プロラミシ」を候補遺伝子として、RNA干渉を誘導する分子を設計し、矮性イネ、及び日本晴を用いて遺伝子導入した。その結果、多重遺伝子として存在するプロラミン遺伝子群を抑制し、内在性プロラミン分子種の量を減少させることに成功した。更に、RNAi誘導ベクター上で、外来遺伝子を強発現すると外来性タンパク質を多量に蓄積することが明らかとなった。【分化期特異的遺伝子の発現解析】胚乳分化期である開花後5日目の胚乳組織を用い、アリューロン層となる部位、デンプン性胚乳となる部位の網羅的遺伝子発現解析をイネ44kオリゴマイクロアレイを用いて行った。その結果、それぞれの組織で特異的に発現する貯蔵物質関連遺伝子が、既に胚乳分化期から発現していることが明らかになった。それら遺伝子中には転写制御因子遺伝子が存在したので、RT-PCR法を用いて詳細な発現解析を実施した。
微少静電容量型圧力センサーの顎関節膜型への適応

本研究では,試作した圧力センサーを頭蓋模型の顎関節部に貼付し,キャリブレーションを行い,併せて咬頭嵌合位での関節に加わる圧力を測定し,以下の結果を得た.1)センサーの伸縮性について幅1mmの銅製の電極を顎関節部に貼付することを試みたが,顎関節の形態が複雑で,適応が難しかった。そのため、コイル状ワイヤーを電極として使用することによって伸縮性及び曲面への適合性が向上した.2)ヒステリシスについて電極間の介在物質として弾性材を用いているため,弾性材のもつクリープによってヒステリシスが生じるため,加圧曲線と除圧曲線に違いが認められた.しかし,それぞれの再現性は良好なことから、各曲線に対して補正式を立てることによって圧力値が換算することが可能であった.3)顎関節部の圧力分布について24点の計測点で顎関節部の圧力を測定した結果,下顎頭前壁で高い圧力値が認められ,主にこの部分で力を負担しているものと考えられた.また,部位によって圧分布が異なっていた.以上のことから,この微少静電容量型圧力センサーは曲面でも圧力分布を多点で定量的に,かつ,高精度で測定することが可能と判定した.現在、下顎に色々な方向に力を加え、顎関節部の圧力分布を測定中である.本研究では,試作した圧力センサーを頭蓋模型の顎関節部に貼付し,キャリブレーションを行い,併せて咬頭嵌合位での関節に加わる圧力を測定し,以下の結果を得た.1)センサーの伸縮性について幅1mmの銅製の電極を顎関節部に貼付することを試みたが,顎関節の形態が複雑で,適応が難しかった。そのため、コイル状ワイヤーを電極として使用することによって伸縮性及び曲面への適合性が向上した.2)ヒステリシスについて電極間の介在物質として弾性材を用いているため,弾性材のもつクリープによってヒステリシスが生じるため,加圧曲線と除圧曲線に違いが認められた.しかし,それぞれの再現性は良好なことから、各曲線に対して補正式を立てることによって圧力値が換算することが可能であった.3)顎関節部の圧力分布について24点の計測点で顎関節部の圧力を測定した結果,下顎頭前壁で高い圧力値が認められ,主にこの部分で力を負担しているものと考えられた.また,部位によって圧分布が異なっていた.以上のことから,この微少静電容量型圧力センサーは曲面でも圧力分布を多点で定量的に,かつ,高精度で測定することが可能と判定した.現在、下顎に色々な方向に力を加え、顎関節部の圧力分布を測定中である.
複合系遷移金属触媒の高次制御による有用複素環化合物合成

パラジウム0価を触媒として用いるオレフィンのカルボニル化ではオレフィンは何らかのヘテロ脱離基で活性化しておく必要がある(例えばアリルアセデ-ト,ビニルトリフラ-ト)。これに対し、パラジウムII価を触媒とした場合,その酸化能を利用すれば、オレフィンはヘテロ脱離基で活性化する必要はなく,直接、基質として用いうる点で優れている。しかし、後者は反応の1サイクル毎に生成する0価パラジウムをII価に酸化することが必要である。また、オレフィンの位置異性化を伴い易いことや、一酸化炭素が二酸化炭素およびその誘導体へと酸化されるなどの副反応が併発しやすい等の問題点がある。以上の状況を反映して,これまで、カルボニル化といえばパラジウム0価を用いたものが主体であった。本研究ではパラジウムII価を触媒として用いるホモアリルアルコ-ル,ホモプロパルギルアルコ-ルのカルボニル化を検討し,それぞれγーブチロラクトン-ス-酢酸および2ーXチレンーγーブチロラクトンが高収率、高立体選択的に得られることを見出した。更に、Nートシルカルバミン酸アリルも同様にパラジウムII価を触媒として一酸化炭素による分子内アミノカルボニル化をうけてNートシルオキサゾリジンー2ーオンー4ー酢酸を高収率で与えることも見出した、これらの反応は、いずれも室温付近で,また一酸化炭素一気圧という穏和な条件で進行する。本研究で得られた化合物はその骨格,官能基から判断すると多才面にわたる生理活性が期待される複素環化合物である。
グリオーマ幹細胞に対するNotch阻害剤の効果解析と前臨床試験

膠芽腫は予後不良な悪性脳腫瘍であり、膠芽腫幹細胞に対する治療が再発予防や根治性の向上に重要とされている。本研究では、9種類の膠芽腫患者由来膠芽腫幹細胞に対しNotch阻害剤MRK-003の有効性を評価した。MRK-003は全ての膠芽腫幹細胞に対し、細胞増殖抑制、アポトーシス促進、幹細胞形質抑制の効果を示した。使用した膠芽腫幹細胞は高感受性群と低感受性群に分けられた。IC50(50%阻害濃度)はCD44の発現量と負の相関関係、CD133の発現量と正の相関関係を認めた。MRK-003はCD44高値、CD133低値の膠芽腫幹細胞に有効であることが示唆された。提供していただいた膠芽腫患者から採取した9種類の膠芽腫幹細胞株を使用した。それぞれの膠芽腫幹細胞からのNotch受容体発現を定量的RT-PCRによる確認をした。細胞株をMRK-003(以下MRK)で処理しMTT assayにより細胞増殖能評価、Annexin Vを用いたフローサイトメトリーによりアポトーシス細胞の検出、sphere forming assayにより幹細胞形質評価を行った。また、膠芽腫の主軸シグナルかつNotchシグナル下流ともされるAktシグナルに着目し、MRK処理によるリン酸化型Aktレベルの変化をWestern blotで検証した。結果は、RNAを抽出しすべての膠芽腫幹細胞株で種々のレベルで膠芽腫にかかわるとされるNotch1、Notch2の発現を認めた。MTT assayから算出した9種類の膠芽腫幹細胞株に対するMRKのIC50は、2μM以下の比較的感受性群(n=5)、3μMから10μMの比較的低感受性群(n=4)に分けられた。すべての細胞株でMRK濃度依存性にアポトーシス細胞が増加した。比較的感受性群はMRK<3μMでSphereがほぼ消失し、比較的低感受性群はMRK>8μMでSphere個数の高度低下が認められた。MRK処理後のリン酸化型Aktレベルは比較的感受性群で高度に低下し、比較的低感受性群ではほぼ不変であった。以上の結果からMRKによる膠芽腫幹細胞の細胞増殖抑制、アポトーシス促進、幹細胞形質の喪失効果が観察された。また膠芽腫幹細胞株はMRKに対するリン酸化型Aktレベルの低下を指標として高感受性群と低感受性群に分けられると考えられた。Notch阻害剤MRK-003に対する感受性は高感受性群と低感受性群に分けられた。MRK-003処理後のリン酸化型Akt発現レベルは高感受性群で濃度依存性に低下し、低感受性群への影響はわずかであった。MRK-003の効果はリン酸化型Akt発現レベルの低下に相関する可能性が考えられたため、Aktを過剰発現させた膠芽腫幹細胞株を作成しMRK-003感受性のAkt依存度を検証した。結果、Akt過剰発現膠芽幹細胞株ではMRK-003による細胞増殖抑制,アポトーシス促進,幹細胞形質の喪失効果を完全に抑制することができなかった。次に9種類の膠芽腫幹細胞株に対しがん幹細胞マーカーであるCD44とCD133の発現量をフローサイトメトリーで測定し、MRK-003感受性との相関解析を行った。MRK-003高感受性群はCD44の発現量が高くCD133の発現量が低い、一方、MRK-003低感受性群はCD133の発現量が高い結果であった。膠芽腫幹細胞株に対するMRK-003のIC50はCD44の発現量と負の相関関係を示し、CD133の発現量とは正の相関関係を示した。以上より、膠芽腫患者由来の膠芽腫幹細胞に対するMRK-003の効果は高感受性群と低感受性群に分けられた。MRK-003の効果はAktシグナルの阻害程度に相関傾向であったが、Aktシグナルに完全に依存しているとは言えなかった。MRK-003はCD44の発現量が高く、CD133の発現量が低い膠芽腫幹細胞に有効であり、CD44およびCD133の発現量はMRK-003に対する感受性の指標になりうると示唆された。脳神経外科学計画していた全ての細胞ラインにおいてRT-PCRによるNotch受容体の発現、MRK-003に対する細胞増殖アッセイ、アポトーシスアッセイ、Sphere-formationアッセイ、MRK-003によるAktシグナルの変化を実施することができた。また再現性も確認しているため、おおむね予定通り進行している。

MRK-003処理によるリン酸化Aktの発現レベル低下によりMRK-003の薬剤感受性が異なることが示唆されたため、比較的感受性細胞株にAktの過剰発現させてMRK-003の効果がどのように変化するかを評価する実験も加える。
無機不斉結晶(水晶)を用いる高エナンチオ選択的有機合成法の開発

水晶を不斉源とした高鏡像体過剰率を持つ有機化合物の合成に成功した先年度の結果をふまえ,イオン性の不斉無機結晶である塩素酸ナトリウムを不斉源とする不斉合成反応を検討した。不斉を持たないピリミジンカルバルデヒドとジイソプロピル亜鉛を塩素酸ナトリウム存在下で反応させ,d体の塩素酸ナトリウム存在下ではS体のピリミジルアルカノールを,l体の塩素酸ナトリウム存在下R体のピリミジルアルカノールを,それぞれ高エナンチオ選択的(最高98% ee)に得ることに成功した。一般に,イオン性無機結晶と有機化合物との間の相互作用は極めて微弱であることから,本反応によって得られるピリミジルアルカノールの極めて高い鏡像体過剰率は,系中で生成する,塩素酸ナトリウムの不斉に応じた絶対配置を持つピリミジルアルカノール亜鉛アルコキシドの不斉自己触媒反応における不斉の増幅作用が強く働いた結果であると考えられる。さらに,d体およびl体の塩素酸ナトリウムを混合した試料を用いてピリミジンカルバルデヒドとジイソプロピル亜鉛の反応を行った。この結果,得られるピリミジルアルカノールの絶対配置は混合試料中の主異性体により支配されることもあわせて明らかにした。以上,イオン性無機結晶である塩素酸ナトリウムを不斉源に用いて極めて高い鏡像体過剰率を持った有機化合物の合成に成功した本結果により,種々の不斉無機結晶を不斉源として用いることが可能であることが示された。不斉な無機結晶を用いてキラルな有機化合物を不斉合成すべく研究を行い、右水晶存在下ではS体のピリミジルアルカノールを,左水晶存在下ではR体のピリミジルアルカノールを高エナンチオ選択的(最高97%ee)に得ることが出来た。その不斉誘起の機構を解明するべく,水晶の粒径とエナンチオ選択性の大きさの相関関係を調べた。まず、平均粒径が2.9-7.6nmになるように粉砕した水晶粉末を用いて実験を行い、得られるピリミジルアルカノールの鏡像体過剰率を調べた。次に粒径の異なる右水晶と左水晶を混合した試料を用い,混合比を変えて反応を行った。この結果,得られるピリミジルアルカノールの鏡像体過剰率はピリミジルアルカノールの高い不斉増幅能に依存し、水晶の粒径いかんにかかわらず常に高いことが示された。さらに、反応の極く初期の段階で反応を停止し,得られるピリミジルアルカノールの鏡像体過剰率が極めて低いことを確認した。この結果は水晶表面におけるエナンチオ面選択性(あるいはエナンチオマー選択的な吸着現象)が極めて低いにもかかわらず、高エナンチオ選択的な有機化合物を得ることが可能であることを意味している。水晶のようにヘリシティーに基づく大きな不斉構造、あるいは共有結合性による強い吸着能を持たず,水晶よりもエナンチオ選択性が期待出来ないと考えられた他の無機結晶を不斉源として用いることが可能であることが示された結果であるといえる。
熱帯マメ科早生樹植林地における亜酸化窒素排出メカニズムの解明と抑制プロセスの探索

近年、湿潤熱帯アジアでは増大するパルプ需要に答えるため大規模な植林事業が展開されており、こうした地域ではアカシア・マンギウム(以下アカシア)を代表とするマメ科早生樹が広く植栽される。しかし、アカシアは窒素固定樹種であるため成長が早い一方、土壌-植生系内を循環する窒素量が増大することで、亜酸化窒素(N2O)を通常の森林よりも多く排出することを明らかにしてきた。本課題ではN2O放出緩和オプションの提示を目的として、インドネシア南スマトラ州のる大規模産業植林地帯において、以下の研究を実施した。1)リン施用がアカシア林地からのN2O放出に及ぼす影響、2)リン施用を導入したアカシア植林施業の温暖化緩和効果の評価。その結果、リン施用は植物根のない状態ではN2O排出を促進するが、アカシア根による養分吸収がある条件下では植物の窒素吸収を促進することで土壌からの亜酸化窒素排出を抑制する効果を持つことを明らかにした。またアカシア新植時からリン施用を行えば無施用区に比べ、土壌炭素の分解が促進される一方で、N2Oの発生抑制ならびに植栽木のバイオマス生産増によって、全体としては温暖化緩和効果が強化されることを明らかにした。熱帯早生樹植林におけるN2O放出評価と緩和オプション提示を目的に、インドネシアの南スマトラ州で実施されている大規模産業植林地帯を中核フィールドとし、以下の4つのサブ課題を構成し研究を実施した。1)林内のN2O放出速度の空間変動を評価し最適観測手法を提示する。2)施業サイクル(植栽-加齢-収穫伐採)における積算N2O放出量を推定する。3)早生樹林土壌におけるN2O放出プロセスと関連メカニズムを解明する。4)早生樹植林におけるN2O排出緩和オプションを検討する。最終年に研究代表者がこれらの成果を統合し、新たなN2O放出源としての熱帯マメ科早生樹植林を包括的に評価すると共に、関連メカニズムを統一的に理解するための論理的枠組みとそれに基づく緩和オプションの提示を行なう。本年度はN2O放出の林齢に伴う変化を明らかにするため、林齢を異にするアカシア植林地(0年生、3年生、5年生)を1セットとし、3ヶ所に計9林分、ならびに比較対照のため天然性二次林に設定した固定試験地において、定期的にガスと土壌のサンプリングを行ない、N2O,CH4,CO2フラックスと土壌中の形態別窒素濃度を測定した。また、収穫直後の0年生3林分にはN2O排出緩和オプション検討のための処理試験区(4処理:ユーカリ植栽区、リン施用区)を設け同様の観測を行った。更に非窒素固定樹種であるユーカリの4-5年生3林分に試験地を設置し同様の観測を行った。3年生、5年生アカシア林分土壌からは二次林に比較して明らかにより多くのN2O排出が確認された。さらに収穫直後の0年生林分からの著量のN2O排出は林齢の進行と共に低減傾向にあることを明らかにした。また、成熟したユーカリ林からのN2O排出は同齢のアカシア林よりも明らかに少なく、リターフォールを経由した窒素の投入量の違いがその重要な原因であることを明らかにした熱帯早生樹植林におけるN20放出評価と緩和オプション提示を目的に、インドネシアの南スマトラ州で実施されている大規模産業植林地帯を中核フィールドとし、以下の3つのサブ課題を構成し研究を実施した。(1)溶存有機物(DGM:Dissolved Organicl Matter)に着目したN20発生メカニズムの解明。(2)アカシア樹皮に多量に含まれるタンニン資源の活用ならびにリン制限解除によるN20排出抑制プロセスの解明。(3)非マメ科樹種(ユーカリ)の導入による施業サイクル全体を通じたN20放出抑制効果の定量評価。最終年に研究代表者がこれらの成果を統合し、新たなN20放出源としての熱帯マメ科早生樹植林を包括的に評価すると共に、関連メカニズムを統一的に理解するための論理的枠組みとそれに基づく緩和オプションの提示を行なう。本年度は、新たに植栽・設定した、ユーカリ、アカシア林分において、定期的にガスと土壌のサンプリングを行ない、N20フラッックスと土壌中の形態別N濃度を測定した。

また、アカシア林分からのN20排出緩和オプション検討のためのリン施用区を設け同様の観測を行うと共に、リン施用がどのようなメカニズムでアカシア林土壌からのN20発生プロセス影響を及ぼすかについて検討した。アカシア収穫跡地に新たに植栽したユーカリ林分ならびにアカシア林分土壌から植栽後約2年間は著量のN20排出が観測された。前植生であるアカシア収穫残渣の分解を通じた窒素資源の多量投入がその原因ど考えられた。3年目以降、N20排出量は一貫して減少したが、両樹種間で有意な差は見られず、非マメ科早生樹種のN20抑制効果は、少なくとも植栽初期には認められなかった。新植アカシア林分にリン施用すればN20発生が抑制させること、またリン施用のN20発生抑制効暴の本質は、リン施用が土壌のリン欠乏を解除することでアカシアの窒素吸収が加速されN20の基質が土壌中で減少するためと考えられた。近年、湿潤熱帯アジアでは増大するパルプ需要に答えるため大規模な植林事業が展開されており、こうした地域ではアカシア・マンギウム(以下アカシア)を代表とするマメ科早生樹が広く植栽される。しかし、アカシアは窒素固定樹種であるため成長が早い一方、土壌ー植生系内を循環する窒素量が増大することで、亜酸化窒素(N2O)を通常の森林よりも多く排出することを明らかにしてきた。本年度はN2O放出緩和オプションの提示を目的として、インドネシア南スマトラ州のる大規模産業植林地帯において、以下の研究を実施した。1)リン施用がアカシア林地からのN2O放出に及ぼす影響、2)リン施用を導入したアカシア植林施業の温暖化緩和効果の評価、3)アカシアに代えて非マメ科樹種のユーカリ・ペリタを導入した場合のN2O削減効果。その結果、リン施用は植物根のない状態ではN2O排出を促進するが、アカシア根による養分吸収がある条件下では植物の窒素吸収を促進することで土壌からの亜酸化窒素排出を抑制する効果を持つことを明らかにした。またアカシア新植時からリン施用を行えば無施用区に比べ、土壌炭素の分解が促進される一方で、N2Oの発生抑制ならびに植栽木のバイオマス生産増によって、全体としては温暖化緩和効果が強化されることを明らかにした。更にアカシアに代えて植栽したユーカリ林では、少なくとも植栽後4年間は、明瞭なN2O発生抑制効果が確認されず、前植栽(アカシア)時に土壌中に蓄積された窒素がN2O発生を高く維持していたと推定した。現地観測、試料分析を含め特に遅滞無く進行している。24年度が最終年度であるため、記入しない。アカシア林分とユーカリ林分からのCHG発生フラックスの観測、ならびに得られたガス、土壌、リター試料の分析を完結し、非マメ科樹種による亜酸化窒素発生抑制効果について検証する。また、アカシア樹皮の亜酸化窒素発生抑制効果ならびに、リター層から表層土壌中へ溶脱供給される溶存有機物(DOM)の亜酸化発生に及ぼす影響についても検証を行う。
日英教育文化交流史研究―日本・スコットランド間の技術移転と文化交換を中心に―

本研究では,日本近代教育の発足期(幕末・明治期)における,外国教育とりわけ英国教育の発見と英国教育情報の導入経路をめぐって考察した。とくに英国教育情報の日本への導入の方途として,(1)お雇い英国人教師の招請(2)英国留学生の派遣,(3)使節団・調査団の英国視察,(4)学術文献の輸入・翻訳という4方途に注目してとりあげ,日本教育の近代化と自立化が果たされるさいの,日英間の交流と関係の諸相を分析した。日英間の交流と関係といっても多面に及ぶため,本研究では考察対象を絞って,とくに日本・スコットランド間における技術教育・美術教育の側面について分析した。近代日本の発足期には富国強兵と殖産興業が目ざされ,英国が一大モデルと目されたが,実学人材の養成の面では英国のなかでもスコットランドとの関係が緊密であった。この日本とスコットランドの間にみられた技術移転と文化交換をめぐって,具体的に考察した。すなわち,(1)ヘンリー・ダイアーおよびR.H.ブラントンのお雇い英国人の招請,(2)南清・福沢三八・夏目漱石・竹鶴政孝の英国留学,(3)岩倉遣欧使節団の英国視察,(4)「ヘンリー・ダイアー関係図書」および経済学書,(5)河鍋暁斎による来日英国人への日本美術の指導,をめぐる考察である。日英間には,このようにお雇い教師,留学生,使節団を介して緊密な人的交流がみられるが,そのうち,お雇い教師H.ダイアーは日本における技術教育体験を母国に持ち帰り,グラスゴウで新しい教育実践をなしたし,日本人絵師河鍋暁斎について日本画を学んだ来日英国人を介して日本美術が英国に紹介されたことが,とくに注目される。このような日本からの逆影響という研究視角は,英国以外の他の諸国との交流史研究にも示唆を与えることができるであろう。本年度は,日本とスコットランドとの間にみられる交流面のうち,とくに,(1)お雇い教師の招聘,および(2)岩倉使節団の英国視察をめぐって,考察した。いずれについても,英国における現地調査と国内における日本側の政府文書の検索・収集をおこなった。(1)については,とくにヘンリー・ダイアー(Henry Dyer)をめぐって考察した。第一に,ダイアー帰国後に企画された日本歓迎事業は第一次大戦の勃発で実現せず,かわって醵金をもとに工学関係図書が購入された。その「ダイアー博士記念図書」122冊のうち二十数冊を東大工学部の図書室で探索し確認をした。第二に,ダイアーが指導した工部大学校では,成績優秀者への褒賞として高価な洋書が授与された。東大総合図書館で,校長ダイアーの署名入りの賞状が付されたそうした洋書3冊を探索し,確認した。第三に,スコットランドには「ダイアー・コレクション」といって,かれが持ち帰った在英日本関係資料がある。書冊,美術品,楽器類からなり,グラスゴウおよびエディンバラの博物館と美術館に収蔵されている五つの資料群を調査し,それぞれの内容を具体的に探索した。(2)については,スコットランドにおける地元の新聞報道を数多く収集した。具体的な分析作業の成果はまだまとめるに至っていないが,ローカルな小新聞でも使節団一行の公式視察だけでなく,非公式の見学旅行についても関心が向けられ報道されていること,したがって,公式記録『特命全権大使米欧回覧実記』には記載されていない別行動もあったこと,などにかかわる情報と資料をうることができた。

また,先行研究の検討作業として,特に英国訪問から125年目にちなんで1997年に英国およびヨーロッパで開かれた記念行事,とりわけ記念シンポジウムに注目し,その報告内容を考察した。その一つであるロンドン・スクール・オブ・エコノミックスのサントリー・トヨタ国際センターで開催された記念シンポジウムの報告書『1872年英国の岩倉使節団』を分析し,そのなかの一篇を『岩倉使節団の英国視察』と題して翻訳・紹介した。本年度は,日本とスコットランドとの間にみられる交流面のうち,とくに,(1)お雇い教師の招請,(2)学術文献史料の輸出入をめぐって考察した。いずれについても,英国における現地調査と日本国内における当時の政府文書や新聞記事などの検索・収集作業にもとづいておこなった。(1)については,とくにヘンリー・ダイアー(Henry Dyer)を中心に考察し,日英交流の推進者としてのかれの活動面の分析をした。かれはスコットランドに帰国後も日本および日本人学生と交流をつづけて,種々の支援と指導を与え,日本が「東洋の英国」になるよう期待した。また,「東洋の英国」になった事情と経緯について考察をして,『大日本,東洋の英国』を1904年に創刊した。日本の近代化にはたした国家的教育制度の役割に注目して,日本の経験は英国への教訓になると結んだということを析出し,「ヘンリー・ダイアーと田辺朔郎」「明治日本躍進の研究」という論文を発表した。(2)については,スコットランドのグラスゴウとエディンバラの美術館と博物館に収蔵されている五つの日本関係資料群を調査し,それぞれの内容を具体的に把握して所蔵目録を作成した。また,美術を介した日英交流の推進者として絵師河鍋暁斎に着目し,かれは英国から来日したJ.コンダー,W.アンダソン,M.メンピスという三人の画家にけいこをつけ,種々の感化を与えたことを分析し,「絵師河鍋暁斎と英国人」と題して翻訳紹介した。また,本テーマにかかわる研究書を分析し,これを通して,日英間の多面的な関係と交流の諸相の一端を考究した。とくに人物の交流面に注目し,ジャパン・ソサエティの企画になる「日英交流史上の人物評伝」研究とでもいうべきシリーズをとりあげ,その内容と特色,日英交流研究史上の意義について考察し,「日英交流史上の人物評伝」という題目の論文を発表した。本年度は,日本とスコットランドとの間にみられる交流面のうち,とくに,(1)留学生の派遣,(2)お雇い技師の招聘,(3)学術文献の輸入をめぐって,考察した。あわせて,研究素材となる内外の史料・文献を求めて,調査・収集を積極的におこなった。(1)については,竹鶴政孝のスコットランド留学をとりあげ,竹鶴の留学はグラスゴウ大学での学修だけでなく,むしろウイスキー醸造所での実地修行をつむという,実学重視の学習スタイルであったこと,この留学体験にもとづいてウイスキー醸造技術を日本へ移転したこと,留学中にスコットランド人女性と国際結婚をしたこと,などをめぐって考察した。(2)については,R.H.ブラントンをとりあげ,かれは日本で洋式灯台建設を指導しただけでなく,英国に発注して建設資材の輸入や職人の招聘も指導したこと,日本での技術指導の体験は帰国後に英国土木技師協会で報告されたこと,お雇い技師としての職責を果たすさい種々の苦悩やトラブルに遭遇したこと,などを明らかにした。(1)(2)はいずれも,O.チェックランド論文の翻訳作業をすすめるとともに,同論文を手掛かりにして考察を深めた。(3)については,工部省お雇い教師H.ダイアーの署名入りの図書,および「ダイアー博士記念図書」を分析した。
世界シェイクスピア上演への認知学的アプローチの意義と可能性

2年目は、国内外の研究者との関係を強化し、世界シェイクスピア上演への認知的アプローチ研究を充実させることに努めた。さらに、本研究に関連して、ディジタル・ヒューマニティーズと没入型演劇を追究した。主要な研究実績は以下のとおりである。インドの学会には招聘されたのだが、2019年1月という学期末の多忙な時期であるために行くことができなかった。それ以外は、3年目に予定しているIAUPE2019学会(開催地:ポーランド)のシェイクスピア部門の2名のリーダー(ポーランド人とアメリカ人)と引き続き連絡を保ち、パネルの準備を進めたことを含めて、順調に進展している。1年目から継続して、ディジタル・ヒューマニティーズに関わり、認知的アプローチにより広く、より深く取り組めることになった意義は大きい。当初の計画どおりに進める。2019年7月22日ー26日開催のIAUPE Triennial Conferenceのシェイクスピア部門のパネルに参加し、発表を行う。英語論文を公開する準備を行う(国内外の学術誌、論文集、またはインターネット公開)。1年目は、「世界シェイクスピア上演への認知学的アプローチ」を重点的に検討するために、文献調査と国内外の上演の実地調査を集中的に行い、最新の動向を把握することに努めた。特筆すべことは、日本シェイクスピア協会から平成29年度学会2日目の特別パネル・ディスカッションのコーディネイターを依頼され、認知学的アプローチとも関わりの深いDigital Humanitiesを取り上げることにしたが、この分野から学術的に得るものが多かったことである。1.アメリカの「文学への認知学的アプローチ(Cognitive Approaches to Literature)」グループへの入会が認められた。2.平成29年8月7日22日:カナダと連合王国に出張。8月8日12日:DH2017Conference (開催校:マギル大学)参加。8月12日22日:ロンドンで上演調査及び論文執筆。3.平成29年10月8日:第56回日本シェイクスピア学会(開催校:近畿大学)、特別パネル・ディスカッション「シェイクスピア研究におけるディジタル・ヒューマニティーズの成果と可能性」のコーディネイターを務めた。4.平成30年1月3日9日:アメリカ合衆国へ出張。1月4日7日: MLA2018Convention (開催場所:New York Hilton Midtown, Sheraton New York)に参加。1月6日8:30ー11:30:DHのワークショップに参加。1月3日夜と1月7日夜にシェイクスピアの没入型パフォーマンスとして有名なSleep No Moreの上演調査を実施した。5.平成30年3月30日4月1日:上海(中国)に出張(自費)。3月30日夜と3月31日夜にシェイクスピアの没入型パフォーマンスとして有名なSleep No Moreの上海版の上演調査を実施した。カリフォルニア大学(アーバイン)のブライアン・レノルズ教授主宰Transversal Theater Company (本拠地:アムステルダム)の調査は、学期中のために実現できなかった。それ以外は、3年目に予定しているIAUPE2019学会(開催地:ポーランド)のシェイクスピア部門の2名のリーダー(ポーランド人とアメリカ人)と連絡を保ち、発表論文の準備を進めたことを含めて、順調に進展している。特に、ディジタル・ヒューマニティーズに関わることになり、認知的アプローチにより広く、より深く取り組めるようになった意義は大きい。当初の計画どおりに研究を進める。平成30年度は7月末にバーミンガム大学シェイクスピア研究所(連合王国)主催の学会に参加する。それ以外にも国内外出張を行い学会参加及び上演調査を行う機会があるかもしれないが、今後は特にシェイクスピアの実験的上演に関する認知学的アプローチをより本格的に探究する予定である。請求の手続きが煩雑であるために、海外の会社に依頼した英語論文の校正代金を請求しないで自己負担したなどのために30,495円が残り、次年度助成金として請求することになった。227,523円(主に物品費)の次年度使用額が生じた主な理由。1)英語の本の価格が高騰し購入を控えたこと、2)学内外の電子書籍、電子ジャーナル等を活用するようにしたことのために、計画よりも書籍購入代金が少なくてすみました。2019年に繰り越された額は、7月の国際学会の発表原稿(使用言語:英語)の完成、公開の準備がありますので、書籍購入、調査等に使用する計画です。
植物からの糖吸収を介した病原菌の感染メカニズムの解明

病原体は宿主から栄養を搾取しながら増殖する。吸収する栄養素のなかでも炭素は量的にも質的にも最も重要な栄養元素であり、病原体の多くは植物から糖を主な栄養素を吸収していると考えられる。実際にトウモロコシ黒穂病菌のショ糖トランスポーター遺伝子破壊株は病原性の低下を示すことも報告されている(Plos Biol., 2010)。各々の病原体は様々な生活様式を持ち、それらに適応した多様な栄養摂取メカニズムを備えていると考えられるが、報告例は非常に乏しく、それらの分子機構の全貌をつかむには程遠い状況である。そこで本研究では活物寄生相・殺生相を持つ炭疽病菌を用いて病原性発現と糖吸収の関与を検討した。炭疽病菌のなかでもゲノムが解読されており、遺伝子操作が可能なウリ類炭疽病菌を主に用いた。ウリ類炭疽病菌のゲノムから既知の糖トランスポーターに相同性のある配列を持つ遺伝子を抽出し、糖トランスポーター遺伝子候補とした。さらに、その中からマイクロアレイ解析の結果をもとに植物感染時に発現が上昇する遺伝子のリストを作成した。感染時に遺伝子発現量の高い糖トランスポーター遺伝子から優先的に遺伝子破壊株を作製し、病原性への影響を検討した。その結果、若干ではあるが病原性が低下する遺伝子破壊株が得られた。糖トランスポーターは多数の相同遺伝子による遺伝子ファミリーを形成しており、病原性の低下が弱かった要因として相同遺伝子による機能重複性が考えられる。本研究により、ウリ類炭疽病菌の感染戦略に糖トランスポーターを介した糖吸収が重要であることが示された。今後は多重遺伝子破壊株作成し解析を進める必要がある。28年度が最終年度であるため、記入しない。各々の病原体は様々な生活様式を持ち、それらに適応した多様な栄養摂取メカニズムを備えていると考えられるが、報告例は非常に乏しくそれらの分子機構の全貌をつかむには程遠い状況である。そこで本研究では活物寄生相・殺生相を持つ炭疽病菌を用いて病原性発現と糖吸収の関与を探る。炭疽病菌のなかでもゲノムが解読されており、遺伝子操作が可能なウリ類炭疽病菌を主に用いる。始めに、ウリ類炭疽病菌のゲノム配列から既知の糖トランスポーターに相同性のある配列を持つ遺伝子を抽出し、糖トランスポーター遺伝子候補とした。さらに、その中からマイクロアレイ結果をもとに植物感染時に発現が上昇する遺伝子のリストを作成した。それらトランスポーター候補遺伝子の遺伝子破壊株を作製し、病原性の確認を行っている。現在既に病原性の低下を示す遺伝子破壊株を得ている。そしてさらに多重遺伝子破壊株の作製を試みている。また、植物側の糖トランスポーターの解析にも着手している。上記のように病原体は感染時に糖を摂取するが、一方で植物が病原体の栄養吸収戦略に対抗する機構を有しているかは不明であった。免疫応答活性化時にモデル植物・シロイヌナズナが糖吸収を増大させ、病原細菌の増殖を抑えることを示唆する結果を得た。病原性の低下を示す糖トランスポーター遺伝子破壊株が得られたことよりウリ類炭疽病菌の感染時において病原性発現と糖吸収が密接な関係にあることが示された。本結果は今後研究を推進するにあたり、基盤となる重要な知見であるそしてさらに植物が糖吸収活性を増大させて病原体の糖吸収を阻害することを示唆する結果も得た。以上の結果より、植物・病原体間において糖吸収の競合が起きていることが考えられた。

そこで本研究では活物寄生相・殺生相を持つ炭疽病菌を用いて病原性発現と糖吸収の関与を検討した。炭疽病菌のなかでもゲノムが解読されており、遺伝子操作が可能なウリ類炭疽病菌を主に用いた。ウリ類炭疽病菌のゲノムから既知の糖トランスポーターに相同性のある配列を持つ遺伝子を抽出し、糖トランスポーター遺伝子候補とした。さらに、その中からマイクロアレイ解析の結果をもとに植物感染時に発現が上昇する遺伝子のリストを作成した。感染時に遺伝子発現量の高い糖トランスポーター遺伝子から優先的に遺伝子破壊株を作製し、病原性への影響を検討した。その結果、若干ではあるが病原性が低下する遺伝子破壊株が得られた。糖トランスポーターは多数の相同遺伝子による遺伝子ファミリーを形成しており、病原性の低下が弱かった要因として相同遺伝子による機能重複性が考えられる。本研究により、ウリ類炭疽病菌の感染戦略に糖トランスポーターを介した糖吸収が重要であることが示された。今後は多重遺伝子破壊株作成し解析を進める必要がある。病原性の低下を示す糖トランスポーター遺伝子破壊株が得られたことよりウリ類炭疽病菌の感染時において病原性発現と糖吸収が密接な関係にあることが示された。本結果は今後研究を推進するにあたり、基盤となる重要な知見である。糖トランスポーター遺伝子を破壊したウリ類炭疽病菌は病原性の低下は見られるが、いまだ植物に感染することは可能であり、相同遺伝子による機能重複性が考えられる。そこで多重変異体を作製することで、さらに病原性が低下する遺伝子破壊株の作出を試みる。また、病原性低下の原因となる糖トランスポーターの生化学的解析を進めることでどのような糖をウリ類炭疽病菌は感染時に植物から得ているかを探る。さらには、植物の糖吸収活性が免疫応答活性化時に増大することを示す結果を得たが、さらに糖トランスポーターが免疫応答活性化時にどのような制御を受けているかを分子生物学的解析により探る。28年度が最終年度であるため、記入しない。
非造影心電図同期肺血流MRイメージによる肺血管床血流変化の持続モニターリング

基礎実験として、犬を使用して、血中アミラーゼにより分解され時間経過とともに塞栓効果を失う澱粉粒子製剤スフェレックスを用いた可逆的肺塞栓モデルと、バルーンカテーテルによる気管支閉塞モデルを作成し、非造影心電図同期fast-spin echo MR検査を行い、Gd-DTPA静注により得られた肺動脈血流相のMR像と対比検討した。心電図同期肺血流MR像は、可逆的肺塞栓モデルではスフェレックスによる塞栓領域で認められた血流欠損が時間経過とともに消失するようすが描出され、また気管支閉塞モデルでは気管支閉塞後、次第に血流が低下して行くようすが描出された。これらの所見は、Gd-DTPA静注により得られた肺動脈血流相のMR像所見とも一致していた。これらの結果から、本法は肺血管床のダイナミックな血流変化の持続的モニターリングに有用であることが示唆された。臨床的には、非造影心電図同期肺血流MR検査を健常者9名と、肺動脈閉塞性疾患11例および閉塞性肺疾患15例に行い、肺血流SPECT像と血流分布を対比した。非造影心電図同期肺血流MR像により、健常肺では重力効果を有するが均等な肺血流分布を描出され、疾患肺では肺血流異常を鋭敏に検出された。本法が、臨床的にも、造影剤を使用せず、非侵襲的に肺血流分布を評価するのに有用であることが示唆された。さらに、これらの研究中に、MR造影剤(Gd-DTPA)エアロソルを使用した肺換気MRイメージ法を開発し、犬を使用した基礎実験により、本法がブレオマイシンによる肺障害における肺上皮透過性の評価に使用できる可能性を示した。これらの研究成果はいずれも欧文雑誌に掲載された。平成14年度は、基礎実験として、合計14頭の犬で、血中アミラーゼにより分解されるスフェリックスによる一過性肺塞栓症モデルを作成し、塞栓領域の血流欠損が時間経過とともにダイナミックに消失するようすが、造影剤を使用しない心電図同期肺血流MRイメージングにより画像化できることを証明し、欧文誌に記載した(J Appl Physiol 92:2439-2451,2002とInvestigative Radiology 37:615-625,2002)。また、エンブクリレートを使用した永久的肺塞栓症モデルと、気道にバルーンカテーテルを挿入して一過性気管支閉塞モデルも作成し、これらのモデルの肺野血流欠損が本血流MRイメージにより描出されることを示し、欧文誌に記載した(Investigative Radiology37:281-291,2002)。さらに、本研究過程で、肺換気MRイメージングとして開発したGd-DTPAエアロソルイメージングが、これらの実験モデルにおける肺局所換気障害を描出するのに有用であることを見い出し、欧文誌に掲載した(Acta Radiologica 43:282-291,2002)。また、合計8頭の犬でブレオマイシン誘発間質性肺炎モデルを追加作成し、本エアロソルイメージングにより、亢進した肺上皮透過性が評価可能であることを証明し、欧文誌に記載予定となった(Am J Respir Crit Care Medicine 2003;167:in press.)。現在は、犬6頭で、プロスタグランジンI-2静注による一過性肺動脈収縮モデルを作成し、心電図同期肺血流MRイメージングにより肺血流のダイナミックな変化が描出可能かどうかを検討中である。本年度の臨床的研究としては、健常ボランティア8名の心電図同期肺血流MRイメージを解析し、特徴を評価した。

現在は、各種肺疾患例で症例を積み重ね本血流イメージを得て、肺血流SPECT所見と対比検討中である。平成15年度には、これらの臨床治験のまとめを欧文誌に記載する予定である。平成15年度は、基礎実験として、気管支閉塞による肺局所換気低下より肺血流が時間経過とともに低下する実験モデルを作成して、心電図同期肺血流MRイメージを得るとともに、MR造影剤(Gd-DTPA)を超音波ネブライザーでエアロソル化させ吸入させ肺換気MRイメージの検討を行なった。これらの実験から、心電図同期肺血流MRイメージおよびGd-DTPAエアロソル肺換気MRイメージにより、気管支閉塞モデルにおける血流換気障害が検出できることが示され、研究成果は、欧文誌Investigative Radiology、J Applied Physiology、Acta Radiologicaに投稿し、掲載された。追加の基礎実験として合計10頭の犬を使用し、ブレオマイシン誘発間質性肺炎モデルを作成し、非造影心電図同期肺血流MRイメージを撮像して血流変化を観察するとともに、研究過程で開発したGd-DTPAエアロソルイメージにより肺上皮透過性の変化を検討した。本研究により、ブレオマイシン誘発間質性肺炎をきたした犬肺では、非造影心電図同期肺血流MRイメージにより病変部の血流が低下することが確認され、さらに、病変部におけるGd-DTPAエアロソルの洗い出しは、健常犬に比較して有意に速いことが判明した。本研究成果は、Am J Respir Crit Care Med 167;1704-1710,2003に掲載された。その後、犬7頭で、肺動脈拡張剤であるプロスタグランジンI-2静注による一過性肺動脈収縮モデルを作成し、心電図同期肺血流MRイメージングにより肺血流のダイナミックな変化が描出可能かどうかも検討した。この研究成果は、現在、欧文誌に投稿準備中で、データの整理を行なっている最中である。また、臨床研究として、種々の肺疾患において、非造影心電図同期肺血流MRイメージと肺血流SPECT像と血流分布を対比し、非造影心電図同期肺血流MRイメージにより肺血流異常が鋭敏に検出できることを確認し、雑誌Journal of Magnetic Resonance Imagingに投稿し、現在、その返事を待っているところである。
北海道の水稲生産における温暖化に伴う農業気候ポテンシャルの時空間的定量化

高温環境下における北海道水稲品種の生育特性、および収量特性を明らかにして、水稲の品種特性を考慮した将来の収量予測を行った。現在の札幌よりも生育期間の気温が約5°C高温な石垣での栽培試験を実施して解析に使用した。DVRモデルに日射量を考慮することで推定精度が向上した。さらに、収量構成要素を推定して収量を推定する手法を開発した。現在より2.5°C気温が上昇した将来では、収量は現在と同程度か減少する地域が多く、特に穂重型の品種で減少する傾向がみられた。温暖化の進行に伴い北海道では増収が予測される一方で、観測史上もっとも高温となった2010年には、高温が原因で生育期間が短縮して減収した。北海道水稲品種の高温特性を明らかにし、将来の収量予測の見直しと、気候変動に対応した理想的な栽培特性(育種目標)を提示する。2013年度は、沖縄県石垣市(JIRCAS熱帯島嶼研究拠点)での水稲栽培試験を実施して、高温条件による北海道水稲8品種の発育経過、収量にかかる栽培試験データを得た。対照とする北海道札幌市(北農研)でも同様の試験を実施した。2014年度も引き続き、データの蓄積を行う。どのような水稲の品種特性が、予測される将来の気候条件下において最適かを評価するためには、水稲の発育ステージに基づいてどの時期の気象要素が、どの収量構成要素(穂数、一穂籾数、登熟歩合、千粒重)に影響を及ぼし、最終的な収量に影響するかを評価できる必要がある。そこで、過去の栽培試験データを利用し、気象要素(気温、日射量)から、各収量構成要素を推定し、それらの掛け合わせで収量を推定するモデルの構築を試みた。その結果、決定係数0.52で収量変動を表すことができた。本年度は、水稲モデルの構築に必要な栽培試験の実施と将来評価の為に必要な気候変動予測データの収集を予定した。栽培試験については石垣・札幌において実施し、モデルを構築するためのデータを蓄積した。気候変動予測データについては、長期気候変動を調べるためのデータとして、MIROC3.2(hires)を使用できるよう整備した。また、RECCA北海道のデータ使用の許可をいただき、予測モデルの不確実性を考慮できるデータの準備が整った。将来の予測される気候条件下(現在より高温・低日照)での発育ステージ予測の精度を高めるため、文献データも含めた北海道の栽培データに加え、石垣で得られたデータを用いて、気温だけでなく日射量考慮のDVR式を検討した。早晩性や品種特性の異なる3つの主要品種(きらら397,ななつぼし、ふっくりんこ)を対象とした。RMSEの減少に加えて、生育期間が極端に短い・長い場合の精度が向上した。【概要】品種特性の異なる水稲品種(きらら397:標準、ななつぼし:穂重型、ふっくりんこ:穂数型)を対象に、現在(2000年代)に対する将来(2050年代)の収量変化について試算した。【方法】各収量構成要素を推定しその掛け合わせで収量を推定するモデル(1年目解析結果)と日射量考慮のDVRモデル(2年目解析結果)を用いて、各収量構成要素および収量の現在(2000年代)に対する将来(2050年代)の変化量を解析した。将来予測データは、1981-2010年の気象庁平年値データでバイアス補正したMIROC3.2(hires)を使用した。北海道平均では、4-10月の平均気温と日射量は、それぞれ2.5°C、+4%であった。地点解析を、水田地帯に位置する深川、美唄、北斗のアメダス3地点で行った。苗の種類は中苗、移植日を5月20日と仮定した。【結果】現在と将来の10年平均で比較すると(気温+2.5°C、日射量+4%の場合)、収量比はきらら397、ななつぼし、ふっくりんこでそれぞれ1.00、0.94、0.99であり。穂重型のななつぼしで、収量が低下する結果となった。気温上昇に伴い生育期間が短縮されることで、穂数、一穂モミ数は減少するが(それぞれ平均で、-3%、-8%)、日射量の増大が登熟歩合と千粒重は増加している(それぞれ平均で、+9%、+3%)。ななつぼしは穂数の減少が他の品種より大きく(-7%)、収量減に寄与している。一方で、日射量-4%(気温は+2.5°C)を仮定して試算した場合、上記3品種の将来の現在に対する収量比は、3品種ともに0.84と大幅な減収が予測された。【結論】2050年代に予想される現在よりも+2.5°Cの温暖化条件で、さらに日射量が増加(+4%)する場合には、穂重型のななつぼしにおいて、特に収量の低下する可能性が示唆された。

現在より2.5°C気温が上昇した将来では、収量は現在と同程度か減少する地域が多く、特に穂重型の品種で減少する傾向がみられた。H26年度に予定していた気候変動予測データ収集については、最終年度に最低限必要とするデータセットは揃えた。H27年度で予定しているモデルの構築については先行してすすめている。一方で、論文執筆はやや遅れている。農業気象予定通り、研究計画を遂行する。栽培試験は昨年度で終了。まず将来評価に必要となるモデル部分の論文化をすすめる。構築したモデルを収集した気候変動予測データと合わせて、栽培適地・適期の提示、および育種目標の提示をおこなう。予定通り、石垣での栽培試験を実施と、過去の栽培試験データの収集・解析を実施した。人件費・謝金、およびその他の支出が予定よりも少なかった。前者については、分析作業が想定したよりも順調に進み、経費が少なく済んだためである。後者については、学会誌への投稿が遅れ、その投稿料分が未使用なためである。引き続き、栽培試験を実施し、高温条件下での栽培試験データを蓄積する。現在から将来までの評価最新の気候変動予測データを収集し、H27年度で計画している将来評価に向けた準備を進める。構築した、収量構成要素から収量を予測するモデルの論文化をおこなう。計画はほぼ予定通りで、修正はない。次年度使用額分は、研究成果の発表・投稿に使用し、3年間では予定した経費配分のつじつまが合う計算である試験に必要な機器・資材の新規購入を節約したため。ただし、旅費や人件費は予定の金額より多く使用した。H25年度から繰り越した研究費は、水田試験の資材費と人件費として研究推進のために使用を予定する。それ以外はおおむね予定通りの見込み。
ケチミン類の二重活性化を鍵とする効率的四置換不斉炭素構築法の開発

近年の高機能性有機化合物:ファインケミカル・医農薬品類において、光学活性α-またはβ-アミノ酸およびその類縁体は非常に大きな役割を果たしている。特にこのような分子の中で四置換不斉炭素を有する化合物群はラセミ化の心配が無く、立体配座の安定性も高いために高機能性が期待されているが、天然には存在しない化合物群であるために、効率的な合成手法の開発が必要とされている。そこで私は、高度な不斉反応場設計による求核剤、求電子剤を同時に活性化する二重活性型の触媒を用いることにより、これまで困難であったケチミン類の普遍的な合成手法の確立を目指して研究を行ってきた。1.シンコナアルカロイド-ルイス酸触媒を用いたケチミン類に対する不斉ビニロガスマンニッヒ反応シンコナアルカロイド-銅触媒を用いることにより、ケチミン類に対するフラン誘導体による不斉ビニロガスマンニッヒ反応の開発を行い、連続する不斉炭素を有するδ-アミノ-γ-ブテノライド誘導体を、高収率・ジアステレオ選択的・高エナンチオ選択的に得ることに成功した。また、より廃棄物の少ない効率的な合成手法としてシリルエノールエーテルを用いない直載的なビニロガスマンニッヒ反応の開発を行い、ルイス酸に亜鉛を用いることで高収率・高立体選択的に生成物を得ることに成功している。2.シンコナアルカロイド-銅触媒を用いた不斉イミダゾリン形成反応また、本触媒系をケチミン類とイソシアノ酢酸エステルを用いるマンニッヒ型反応に展開し、光学活性なイミダゾリン形成反応の開発を行った。その結果、ジアステレオ選択性が中程度なものの高収率・高エナンチオ選択的に光学活性なイミダゾリンを得ることに成功した。これら生成物は、光学純度を低下させることなくα, β-ジアミノ酸へと変換が可能である。最終年度は、前年度までに開発してきたシンコナアルカロイド-ルイス酸触媒をルイス酸・ブレンステッド塩基協奏触媒として用い、ケチミン類と種々の求核剤との不斉反応へと展開を行った。さらに、得られた生成物を医薬品中間体やビルディングブロックとして重要なδ-アミノ-γ-ブテノライドやα, β-ジアミノ酸へと光学純度を低下させることなく変換が可能である。(抄録なし)近年の高機能性有機化合物:ファインケミカル・医農薬品類において、光学活性α-またはβ-アミノ酸およびその類縁体は非常に大きな役割を果たしている。そこで私は、高度な不斉反応場設計による求核剤、求電子剤を同時に活性化する二重活性型の触媒を用いることにより、これまで困難であったケチミン類の普遍的な合成手法の確立を目指して研究を行っている。1.新規不斉単核亜鉛触媒の開発とそれを用いたメソアジリジンの不斉非対称化反応今年度は当研究室のこれまでの研究を背景に、求核剤、求電子剤を同時に活性化する二重活性化型触媒として新規不斉単核亜鉛触媒の開発を行い、亜リン酸エステルによるメソアジリジンの不斉非対称化反応の開発に成功した。特にこの反応では、適切な保護基を選択し、開発した新規不斉触媒を用いないと十分の収率・選択性は得られない。本研究はアジリジンに対する初の亜リン酸エステルによる不斉非対称化反応として非常に重要であり、これまで困難であった光学活性なβ-アミノホスホン酸へ誘導することにも成功している。2.不斉単核亜鉛触媒を用いたケチミンへの不斉反応の開発開発した触媒を用いることにより、ケチミンへのアルドール反応、ニトロアルドール反応等が効率的に進行することを見出している。1.新規ルイス酸・ブレンステッド塩基協奏触媒の開発とメソアジリジンの触媒的不斉非対称化反応今年度は当研究室のこれまでの研究を背景に、求核剤、求電子剤を同時に活性化する二重活性化型触媒として新規不斉単核亜鉛触媒の開発を行い、亜リン酸エステルによるメソアジリジンの不斉非対称化反応の開発に成功した。本研究はアジリジンに対する初の亜リン酸エステルによる不斉非対称化反応として非常に重要であり、これまで困難であった光学活性なβ-アミノボスホン酸へ誘導することにも成功している。2.ルイス酸・ブレンステッド塩基協奏触媒を用いたケチミンへの不斉ビニロガスマンニッヒ反応光学活性なブテノライド化合物誘導体は、様々な生理活性物質や医農薬品合成の中間体として非常に重要なビルディングブロックである。