hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
FGFRシグナルによる胃癌細胞のCD133およびiPS遺伝子発現制御機構の研究

本研究では、FGFRシグナルによる胃癌細胞株のCD133の発現制御についての検討を行った。胃癌細胞株にFGFRチロシンキナーゼ阻害薬を作用させCD133の発現変化を検討したところ、FGFR2増幅胃癌細胞株は薬剤暴露によりCD133の発現が著明に亢進した。FGFRチロシンキナーゼ阻害薬は、FGFR2増幅胃癌細胞に対して用量および時間依存的にCD133の発現をmRNAレベル、タンパクレベルで亢進させることを明らかにした。さらにFGFRの下流シグナルがCD133の発現に及ぼす影響ついて検討を行った。PI3K阻害薬はCD133の発現変化を認めなかったが、MEK阻害薬はCD133の発現を亢進させた。JNK阻害薬、P38MへPK阻害薬はCD133の発現を変化させなかった。次に、FGFR-MEKシグナルの下流転写因子のCD133発現制御について検討した。FGFRチロシンキナーゼ阻害薬およびMEK阻害薬はともにCD133の発現を亢進させると同時に転写因子であるFOS、FOSL1分子のmRNA発現を低下させ、c-Jun分子のmRNA発現を亢進させていた。それぞれの分子の転写活性を測定したところ、mRNAの発現と相関する結果が得られた。さらにFGFR-MEKシグナルの下流転写因子についてsiRNAを用いて検討した。FosのsiRNAの検討では、FGFRチロシンキナーゼ阻害薬の作用によるcD133の発現変化に有意な変化は認められなかったのに対して、FosL1のsiRNAでは、FGFRチロシンキナーゼ阻害薬によるCD133の発現の亢進を低下させる傾向が認められた。これらの結果より、FGFR2増幅胃癌細胞株におけるCD133の発現は、FGFR-MEKシグナルにより制御されており、胃癌幹細胞の治療標的となると考えられた。1年目の本年度は、FGFRシグナルによる胃癌細胞のCD133の発現制御について検討を行った。PI3K阻害薬ではCD133の発現変化を認めなかったが、MEK阻害薬はCD133の発現を亢進させた。JNK阻害薬、p38MAPK阻害薬はCD133の発現を変化させなかった。これらの結果より、FGFR2増幅胃癌細胞株において、CD133の発現はFGFR-MEKシグナルにより制御されていると考えられた。次にFGFR-MEKシグナルの下流転写因子のCD133発現制御について検討した。研究は胃癌細胞のがん幹細胞マーカーの発現機構の解明およびがん幹細胞形質に対する作用の解明に向けて予定通り順調に進行している。

本年度は、胃癌細胞株におけるCD133の発現制御機構について下流シグナル分子の検討を行い、来年度のがん幹細胞形質に対する作用の解明に向けて順調の進展している。次年度からの2年で、(1)FGFRシグナルによる胃癌細胞のがん幹細胞形質に対する作用の解明(2) CD133の発現変化を指標とした小分子化合物のスクリーニングを予定している。本年度と同じように基礎実験に伴う消耗品に対して使用を計画している。
中世拠点城郭および都市遺跡の分析方法に関する学融合的研究

1.目的本計画研究の目的は中世の拠点城郭と都市について、考古学、建築史、歴史地理学、歴史学、情報工学といった異なった学問分野の研究者が従来の「学際」の枠を超えた「学融合」を果たすことで、新たな分析方法を開拓し、新領域を創生していくことにある。2.学融合の模索そこで本年度は長崎県・原城跡を中心に「原城・島原の乱研究会」を開催し、地域の研究者に公開した。発掘成果から判明した原城の実像、原城内の籠城の具体的様相、キリシタン遺物、絵図との比較、乱の背景と国際情勢、出土殺傷人骨の形質人類学的研究などを視点に、考古学、文献史学、歴史地理学、形質人類学、宗教学の分野から学融合的に検討を進めた。この結果、籠城者の遺体に広く認められる異常な損壊は、死後の復活を阻止しようとしたためであって、幕府軍の虐殺行為と評価すべきではないことが判明した。またキリシタン遺体への過剰な損壊は、島原の乱後に起きた郡崩れなど、のちの幕府による遺体処理に受け継がれたことも確認できた。そうした成果は2006年11月10日の読売新聞で報道された。3.CG制作本年度も引き続き愛知県長篠城のCG制作を進めた。個別の櫓、門などをCGとして再現するところまで作業を進めた。4.調査国内の中世および織豊期城郭・都市遺跡に関わる現地調査・関連資料調査に加え、国外では韓国の民家調査、イギリスの都市地図調査、中国内蒙古地区の城郭都市調査を実施した。2.学融合の模索そこで本年度は合同研究会として大分市の大友府内遺跡を踏査し、発掘された城下遺構、絵図など複数の学問領域にまたがる物質資料群の解釈を共同で試みた。この結果、文字史料との差異や絵図と遺跡との比較検討、絵図制作の背景など、個別資料の検討だけでは浮かび上がってこない新たな分析の視覚を得ることができた。大友府内遺跡については、中世京都の都市プランとの関連性で読み解く必要も指摘され、次年度に実物の「洛中洛外図歴博甲本・乙本」を熟覧を行う研究会を開催してさらに検討を深める。3.CG制作具体的な学融合の方法を模索するプラットホームとして、また新時代にふさわしいITを利用した研究成果の公開を準備するために北海道上ノ国勝山館のCGの制作を進めた。本年度は基本的な地形および建物の描写まで作業を完了した。これをもとに次年度に学融合的な研究会を開催する予定である。4.調査イギリス・ベルギー都市遺跡・建築の比較調査(千田・玉井)、イギリスの絵図比較調査(長谷川)、岩国・新潟・延暦寺などの歴史地理学調査(藤田)などを実施した。5.成果の公開1.目的本計画研究の目的は中世の拠点城郭と都市について、考古学、建築史、歴史地理学、歴史学、情報工学といった異なった学問分野の研究者が従来の「学際」の枠を超えた「学融合」を果たすことで、新たな分析方法を開拓し、新領域を創生していくことにある。2.学融合の模索合同研究会として「歴博甲本洛中洛外図屏風」・「歴博乙本洛中洛外図屏風」の熟覧にもとづく研究会を開催した。研究分担者の安達文夫が開発した超拡大自在閲覧装置によるデジタル資料と合わせて、「洛中洛外図」の細部の検討を行った。それぞれの専門領域から多様な議論を展開した。さらに「洛中洛外図」との比較で大分市の大友府内遺跡および日欧町屋建築の研究発表を行った。3.CG制作具体的な学融合の方法を模索するプラットホームとして、また新時代にふさわしいITを利用した研究成果の公開を準備するために北海道上ノ国勝山館のCGの制作を完成させた。CGをもとに学融合的検討会を実施した。本年度は新たに愛知県の長篠城の制作に着手した。4.調査イギリス城郭都市調査(長谷川)、正保城絵図調査(藤田)、中国・韓国民家調査(玉井・千田)、石川県の地籍図調査(山村)、ポルトガルの中世都市調査(千田)などを実施した。韓国の民家調査では、韓国の研究者とともに詳細な図面を作成し、東アジア視点での比較研究を進めている。5.成果の公開千田がB02-2班公開シンポ「自然科学からみた名護屋城の環境と生活」で、藤田がA01-5班公開シンポ「中世瀬戸内の流通と交流」で報告を行うなど、特定領域研究のほかの班との研究会に参加して、積極的に学融合を推進した。2.学融合の模索そこで本年度は特定領域研究計画研究B01-1班・中世考古学のための日本中世・近世初期の文献研究と合同して6月17日・18日に奈良大学において「能登七尾城・加賀金沢城シンポジウム」を開催した。学融合研究を実現するために共通したフィールドを設定し、分野を超えた検討を行った。

主な成果は、七尾城下町の成立過程を前段階の能登府中に遡って、文献史学・歴史地理学・考古学の分野から学融合的に解明したこと、能登畠山氏の権力構造と城郭プランとの関わり、近世大名である前田氏と七尾城・七尾城下の関わりを学融合的に評価できたこと、東アジア・ヨーロッパ城郭都市や、地割り・建築プランの比較資料論研究の端緒を具体的に開いた点にまとめられる。この成果は、年度末に『能登七尾城・加賀金沢城』として新人物往来社から刊行し、学融合の意義を広く訴えかけることができた。この点も大きな成果といえる。3.CG制作本年度は愛知県長篠城のCG制作を進めた。基本的な地形作業を完了し、細かな遺構復原に着手できた。4.調査国内の調査に加え、スペイン・ハンガリー、ロシア・モンゴル、韓国などの調査を実施した。1.目的本計画研究の目的は中世の拠点城郭と都市について、考古学、建築史、歴史地理学、歴史学、情報工学といった異なった学問分野の研究者が従来の「学際」の枠を超えた「学融合」を果たすことで、新たな分析方法を開拓し、新領域を創生していくことにある。2.学融合の模索そこで本年度は長崎県・原城跡を中心に「原城・島原の乱研究会」を開催し、地域の研究者に公開した。発掘成果から判明した原城の実像、原城内の籠城の具体的様相、キリシタン遺物、絵図との比較、乱の背景と国際情勢、出土殺傷人骨の形質人類学的研究などを視点に、考古学、文献史学、歴史地理学、形質人類学、宗教学の分野から学融合的に検討を進めた。この結果、籠城者の遺体に広く認められる異常な損壊は、死後の復活を阻止しようとしたためであって、幕府軍の虐殺行為と評価すべきではないことが判明した。またキリシタン遺体への過剰な損壊は、島原の乱後に起きた郡崩れなど、のちの幕府による遺体処理に受け継がれたことも確認できた。そうした成果は2006年11月10日の読売新聞で報道された。3.CG制作本年度も引き続き愛知県長篠城のCG制作を進めた。個別の櫓、門などをCGとして再現するところまで作業を進めた。4.調査国内の中世および織豊期城郭・都市遺跡に関わる現地調査・関連資料調査に加え、国外では韓国の民家調査、イギリスの都市地図調査、中国内蒙古地区の城郭都市調査を実施した。
環状高分子の流動結晶化から探るシシ構造形成に及ぼす結び目絡み合いの役割

直鎖状ポリエチレン(L-PE)に比べ環状ポリエチレン(C-PE)はシシケバブ構造が生成しにくいことがわかった。これは、C-PEはL-PEに比べて解けやすい絡み合いが多いためであると考えられた。そこで、C-PEマトリックスにL-PEを少量添加し、C-PEに解けにくい絡み合いを導入したところ、結び目絡み合いのような解けにくい絡み合いがC-PEのシシケバブ構造形成に重要な役割を果たすことを明らかにした。直鎖状ポリオレフィン類では流動場結晶化においてシシ構造が生成することはよく知られている。しかし、一方でトポロジーの異なる環状高分子についての流動場結晶化に関する研究は全くなく、直鎖状高分子と同様なシシ構造が形成するのかは非常に興味深い。環状高分子は末端が存在しないため、直鎖状と環状で同じ長さの高分子鎖であっても、その形成する絡み合い量や絡み合い状態には非常に大きな違いがあり、絡み合いが重要な役割を担っているシシ構造形成挙動も大きく異なると予想される。本研究では、Grubbs触媒による開環メタセシス重合を経由して合成された環状ポリエチレン(C-PE)の流動場結晶化挙動を、直鎖状ポリエチレン(L-PE)のそれと比較することにより、シシ構造形成における絡み合いの果たす役割を明らかにすることを目的とした。既報に従い、環状高分子合成触媒である修飾型Grubbs触媒の合成を経て、前駆体環状ポリオクテナマーを調製し、それを水素化することによってC-PEを得た。L-PEは第二世代Grubbs触媒を用いて同様の方法で調製した。C-PEとL-PEの重量平均分子量Mwは固有粘度測定から、それぞれ115000および65600と求められた。流動場結晶化観察装置として、Linkam社製のCSS-450を使用した。サンプルを平衡融点以上のTmax(=150°C)まで加熱し、Iminアニールした後、結晶化温度Tcまで冷却して等温結晶化を行い、その様子を偏光顕微鏡で観察した。なお、Tcに到達する6秒前に、パルスずり流動(ずり速度50s-1、印加時間1s)を加えた。生成したシシの融点とシシ生成速度の測定は、偏光顕微鏡下で直接観察することによって行った。その結果、C-PEでも繊維状結晶の生成を確認できた。また、この繊維状結晶の融点を測定したところ、通常静置下で観察される球晶の融点より高い値を示したため、シシ構造であると判断した。末端が存在しないため、絡み合い量が少なく、かつ、絡み合いの種類が制限されるC-PEにおいても、高分子量体であれば、結晶化や流動の条件次第でシシ構造を形成することが分かった。'単位体積当たりのシシの個数Nの結晶化時間tに対するプロットのグラフの傾きからシシ生成速度Iを見積もった。この方法で求めたIをC-PE、L-PEについてそれぞれの過冷却度ΔT(=Tm0-Tc)に対して整理した。logI vs. 1/ΔT2のグラフは、C-PE、L-PEともに直線となり、シシ生成が核生成律速過程であることがわかった。また、直線の傾きCはほぼ等しいことがわかった。切片10について比較すると、C-PEの10に比べてL-PEの10は1桁程度大きく、C-PEはL-PEに比べてシシ形成が困難であることがわかった。融液中で絡み合った高分子鎖に流動を印加すると、絡み合い点を起点として高分子鎖が伸長された配向融液が生じる。この配向融液から、分子鎖が束状になったbundle核を生成し、伸びきり鎖結晶シシへと成長していくと考えられるが、絡み合いの量が少なく、かつ解けやすい絡み合い(非knot型)が主たる絡み合いであるC-PEは、L-PEに比べ、上述の伸長鎖からなる配向融液の形成が困難であると考えられる。このことがC-PEの10がL-PEの10に比べて小さいことの理由であると考えられる。【緒言】直鎖状ポリオレフィン類では流動場結晶化においてshish-kebab結晶が生成することはよく知られている。しかし、トポロジーの異なる環状高分子についての流動場結晶化に関する研究は全くない。環状高分子は直鎖状高分子と比べ、絡み合い量が異なるだけでなく、形成される絡み合いの種類にも大きな違いがあり、絡み合いが重要な役割を担っているshish構造形成挙動も大きく異なると予想される。これまで当研究室では、環状ポリエチレン(C-PE)のshish生成速度(I)の過冷却度(ΔT)依存性を、直鎖状ポリエチレン(L-PE)のそれと比較することによって、shish構造形成に及ぼす絡み合いの役割について検討してきた。その結果、C-PEはL-PEに比べてshish生成が困難であることがわかった。これは、環状高分子は絡み合い量が少なく、かつ解けやすい絡み合いが多いため、流動によって鎖が効果的に伸長されにくいので、直鎖状高分子に比べて配向融液が形成されにくくshish生成しにくいためであると推察された。

そこで、本研究では、shish構造形成に及ぼす絡み合い種類の効果を明確にすることを狙い、C-PEマトリックスに少量のL-PEを添加したブレンド試料を調製し、C-PEにL-PE由来の"結び目絡み合い"のような複雑で解けにくい絡み合いを導入することによって、shish構造形成に及ぼす絡み合いの種類の効果を明らかにすることを目的とした。【実験】既報に従い、C-PEおよびL-PEを調製した。合成したC-PEにL-PEを3wt%混合し、試料のブレンドを行った。流動結晶化は、試料を平衡融点以上で1分間アニールした後、結晶化温度Tcまで冷却して等温結晶化を行い、その様子を偏光顕微鏡で観察した。なお、Tcに到達する直前に、ずり流動(ずり速度50s-1、印加時間1s)を加えた。【結果と考察】C-PE単体について流動結晶化を行ったところ、局所的なshish生成は観察されたが、生成速度を測定するのに十分な量は観察できなかった。一方、ブレンド試料(Blend-PE)の流動結晶化を行ったところ、Blend PEのIはL-PEと同等な高い値を示した。このことから、解けやすい絡み合いしか持たないC-PEに、L-PEが有する結び目(knot)型などの複雑な絡み合いを導入することによって、shish生成が促進されたことがわかる。
抗癌剤感受性試験を用いた、臨床乳癌における抗癌剤治療効果予測因子の解析

研究1パクリタキセルに対する耐性発現における転写因子YB-1の関与(1)背景と目的パクリタキセルは乳癌を含む様々な癌に対し広く使われているが、それに対する耐性が問題となっている。乳癌でのパクリタキセルに対する耐性に転写因子Y-box結合蛋白1(YB-1)がどのように関与しているのかを明らかにすることを目的とした。(2)対象と方法パクリタキセルによる治療前後の乳癌組織でのYB-1とP糖タンパク(Pgp)の発現と局在を免疫染色で解析し、パクリタキセルがYB-1の局在やMDR1プロモーターに及ぼす影響を、GFP-YB-1導入細胞、EMSA法、レポーターアッセイ法で解析した。(3)結果と考察パクリタキセル投与により乳癌で、YB-1の核への移行とPgpの発現増加とに有意な相関が認められ、パクリタキセルの臨床効果は、YB-1の核移行が認められない群で有意に高く認められた。また、in vitroでの解析で、パクリタキセル処理により乳癌細胞でYB-1の局在が細胞質から核に移行し、YB-1のMDR1プロモーターのY-boxへの結合の誘導とプロモーター活性の増加が誘導された。(4)結論YB-1は乳癌におけるパクリタキセル耐性の機序に関与していることが示された。研究2免疫組織化学染色法と抗癌剤感受性試験を用いた乳癌における抗癌剤感受性予測因子の解析(1)目的抗癌剤感受性試験と免疫組織染色法によるバイオマーカー発現解析とを組み合わせて、乳癌におけるより個別化した抗癌剤選択の指標を探索することを目的とした。(2)対象と方法手術時に採取した乳癌組織で抗癌剤感受性をHDRA法にて測定し、免疫組織染色法による13種のバイオマーカーの発現との相関を解析した。(3)結果と考察エピルビシンに対する感受性は、Ki67、p53、Bc12の組み合わせで、パクリタキセルについては、Ki67とTopo II αまたはKi67とPgpとの組み合わせで、5FUに関してKi67とBc12またはHer2とBc12との組み合わせで、感受性の層別が可能であった。(4)結論それぞれの抗癌剤の感受性と関連がある幾つかのバイオマーカーの発現を評価することで、抗癌剤に対する感受性を推測できる可能性が示唆された。[目的]多くの臨床試験の結果に基づき原発性乳癌に対する標準的補助化学療法が確立しつつある。しかし、標準的化学療法施行中または終了後短期間で再発が顕性化する症例もしばしば経験され、より個別化した薬剤の選択が望まれている。より有効な薬剤選択の指標となる因子を探索することを目的に解析を行っている。[考察]まだ術後の観察期間が短いため、これまでのところ解析結果と患者の予後との関連を解析するには至っていないが、幾つかのバイオマーカーはHDRA法での抗癌剤感受性の予測因子になり得ると推測される。今後は、p53,P-glycoprotein,Topo IIα,YB-1やMRP1などの発現と感受性試験との相関について解析を行う予定である。【目的】

乳癌においては既に標準的化学療法が確立しつつあり、術後の再発予防目的だけでなく、腫瘍の縮小や消失を期待した術前化学療法も広く行われるようになっている。しかし、その治療効果は未だ充分なものではなく、個々の患者に対するより有効な薬剤の選択が望まれている。一方、乳癌の予後因子あるいは治療効果に関連したバイオマーカーとして様々な因子が報告されているが、それぞれの因子単独では化学療法の治療効果を予測できるまでには至っていない。そこで我々は、乳癌臨床検体を用いてHDRA法による抗癌剤感受性試験と免疫組織染色法によるバイオマーカー発現解析とを組み合わせて、乳癌におけるより個別化した抗癌剤選択の指標を探索することを目的に解析を行った。【結果および考察】Epirubicinに対する感受性はKi-67陽性、Bcl-2低発現乳癌で、Paclitaxelに対する感受性はKi-67陽性、P-glycoprotein低発現乳癌で、5FUに対する感受性はBcl-2低発現、Her2陽性乳癌で、CPAに対する感受性はc-Myc陰性乳癌で、それぞれ有意な増加が認められた。さらに、バイオマーカーを複数組み合わせた解析では、Epirubicinにおいては、Ki-67とP-gp、Ki-67とp53、Ki-67とBcl-2、またはHer2とBcl-2を組み合わせることで、より明瞭な感受性の層別が可能となり、Ki-67、p53、Bcl-2の3因子の組み合わせで、2群間の感受性の最も良好な層別が得られた。Paclitaxelについては、Ki-67とTopo IIα、またはKi-67とP-gpとの組み合わせで、5FUにおいてはKi-67とBcl-2、またはHer2とBcl-2とを組み合わせることで、感受性のより明瞭な層別が可能であった。今回の解析結果から、それぞれの抗癌剤の感受性と関連がある幾つかのバイオマーカーの発現を評価することで、抗癌剤に対する感受性を推測できる可能性が示唆された。個々の乳癌患者において免疫組織染色で、最適な治療薬選択の指標が得られるようになれば、より簡便にテーラーメイド医療の実現が可能となると期待される。
表面近傍に円形き裂あるいは楕円体状:介在物を有する弾性体の熱応力

原子炉,圧力容器及び配管系においては,高圧とともに熱負荷が加わり、部材内部や表面に欠陥が存在すると非常に大きな応力集中を生じ,しばしば破壊の原因となっている。これらの欠陥による応力集中を明らかにするために,円形き裂,あるいは楕円体状欠陥を表面近傍にもつ厚板,半無限体の熱応力問題を解析した。得られた結果は以下の通りである。(1)厚板材に回転楕円体状空かあるいは円形き裂が存在し,上表面の一定領域が加熱,下表面の一定領域が冷却される問題を解析した。最大引張応力は,特別の場合を除き空か面上の厚板表面に最も近い点あるいは厚板表面に生ずる。応力分布に対する形状比の影響は楕円体が偏長化している場合から球形に近づくにつれ最大圧縮応力は大きくなるが,球状が偏平化し始めると最大圧縮応力は一旦減少し,更に偏平化すると再び増加する。また加熱域が大きくなるほど最大圧縮応力は大きくなるが,加熱域が欠陥の長さ以上の大きさになると最大圧縮応力は減少する。(2)半無限体内に回転楕円体介在物あるいは円形き裂が存在し,介在物に一定のeigen歪(熱歪)を与えた場合を解析した。この問題は短繊維強化の複合材料の熱応力の問題でもある。最大引張応力は介在物ー母材境界面の自由平面に最も近い母材側の点に生じる。この最大応力は介在物の大きさが大きくなるにつれ,増大する。すべりを許した場合,完全接着の場合よりも最大引張応力は大きく,この応力集中により介在物境界面に沿って剥離が生じる傾向にある。(3)eigen歪を与えた楕円介在物を有する半無限板を解析した。さらに境界要素法により,円形介在物にすべりを許した場合および摩擦を与えた場合を解析し摩擦の影響はすべりを許した場合に比べそれほど影響しないことを明らかにした。(4)光弾性実験では楕円体状空かをもつ厚板の実験を行い良好な結果を得た。
AIDによる発癌機構の解析とAID阻害剤の探索

Tao氏は、AIDによるDNA切断部位を検出するためにAIDの強発現によって生ずる断端をterminal deoxytransferaseやT4 DNA polymeraseを用いたbiotin-dUTPで標識する方法を確立し、この断片をストレプトアビジンで回収した。さらにゲノム上の部位をtiling arrayで検索し、そのポジションの同定を行なった。さらにこのDNA塩基配列を決定する予定であったが、途中で帰国せざるを得なくなった。しかし、この研究は別の大学院学生が引き継ぎ、近い将来に発表論文としてまとめることが可能になると思われる。第二に小麦胚芽を用いた細胞系でAIDを大量に作成し、試験管内でDNA脱アミノ活性を指標に化合物ライブラリーのスクリーニングを行なう予定であった。来日以来、AIDの大量発現、DNA脱アミノ活性の構築等を完了し、スクリーニングに移る予定であったが、これも途中で停止となった。このプロジェクトは製薬企業との共同研究として今後も継続し、なんらかの成果を得たいと考えている。以上、いずれも予備実験を完了し、具体的なデータの作成に移る時点で母国より大変良いpermanent positionのofferがあり、彼は帰国した。優秀なポスドクであり大変残念であったが、やむ終えないことと考えた。Tao博士は、本年1月に着任して以来、慎重に研究プロジェクトについて議論をした結果、AIDのターゲットRNAの同定を試みるプロジェクトを開始した。このターゲットを同定することにより、AIDによる抗体遺伝子のクラススイッチ組みかえ、および発癌のしくみが一段と明らかになると思われる。その方法の概要は、野中らによって報告されたAIDとメッセンジャーRNAのUV架橋法にもとづくものである。具体的には、B細胞セルラインにHisタグAIDを発現させ、細胞内でUV架橋によりmRNAとAIDを結合させる。その後、mRNAと結合したHisタグAIDタンパクをニッケルビーズにより精製し、蛋白を消化した後結合していたmRNAを精製する。同じ操作をクラススイッチを起こさないAID変異体についても行い、両者のmRNAについてマイクロアレイ法等で比較し、AIDのターゲットRNAを同定する予定である。以前にも免疫沈降法などによりAIDのターゲットRNAを同定する試みを繰り返してきたが、AIDに非特異的に結合するRNAとクラススイッチのためのRNAターゲットを見極めることができず、成功に至らなかった。今回の方法ではAIDに結合するRNAのうち、クラススイッチ活性特異的なものを変異体との比較により選択しようと試みている。現在、このために必要なベクターの構築を終え、マイクロアレイ用のmRNAの精製にとりかかっており、研究は順調に進んでいる。
亜熱帯島嶼地域における赤土等流出防止プログラムの策定と地域環境保全システムの構築

赤土等流出防止対策を進めるためには、地域的取り組みの体制および対策の費用を支援する仕組みの形成が必要である。資金支援の方法としては、観光客などによる寄付金や募金など民間資金の活用も考えられる。赤土等流出防止に水田等を活用する方法については、水田には赤土等の土砂流出防止機能が認められるが、赤土等土壌や作物に与える影響、濁水導入の方法などの課題がある。また沖縄産米に泡盛原料米としての潜在的需要があることが分かった。石垣島及び久米島においてこれまでの赤土等流出防止対策の問題点と課題を調査した。その結果、次のことが明らかにされた。1.赤土等の流出防止は当初の土木的対策を中心とした対策から、現在は流出源対策として農地の管理や土地利用の問題を含めた検討がなされるようになっている。赤土等流出防止は個別的対策だけでなく地域農業の構造の問題として検討することが求められている。2.赤土等の流出防止に効果がありまた農家が比較的取り組みやすい対策とされていたグリーンベルトについて、その形状によっては、グリーンベルトと圃場の間にガリが生じ、圃場を破壊してしまう例があることが指摘された。3.赤土等の流出を抑制する農業の方法として、サトウキビの夏植えの裸地期間を短縮することによって赤土等の流出を抑える効果があるとされていることから、株出しへの移行が奨励されている。これは夏植えにおける裸地期間を短縮することによって赤土等の流出を抑えることができるとされている。これまで、株出しにおいてはハリガネムシ等の害があり、発芽が悪くなることが障害とされていた。しかし近年、ベイト剤の使用や適切な株出し管理によって発芽率が向上することが分かってきた。4.石垣島では珊瑚の保全に取り組んでる団体がサトウキビの株出しを行う農家に対して、株出し管理作業に要する費用を補助する取り組みを始めている。地域からの支援のひとつの方法として注目される。赤土等流出対策に対する地域社会の支援をさらに広げていくことが課題となっている。そのためには、農業が成り立ちかつ地域社会にも受け入れられる生産の仕組みが求められる。5.赤土等流出防止対策としてウォーターベルトを設置し、水稲を栽培し泡盛原料として利用し地域の活性化に結び付ける構想について、泡盛業界への聞き取りを行った。業界の意見は、地元産のコメを使うことについては関心があるが、ジャポニカ米を泡盛の原料とした場合の品質、原料の価供等が課題だとしている。今後、稲の品質、コストの問題を検討する必要がある。平成23年度は赤土等流出防止の取り組みの支援方策及び水田の堆砂機能等に関する調査を行った。1石垣島において農家を対象に赤土等流出の原因と対策、サトウキビ春植えに対する意識等について聞き取り調査を行った。その結果、赤土等流出の原因として、周辺の圃場(牧草地)や道路からの水の流入が多く指摘された。その対策については、行政による事業を除いては農家が個別に行っており、農家同士が連携して取り組む体制にはなっていない。また春植えについては、手間・費用がかからない、作業が分散できるといった利点があげられる一方、台風に弱いなどの不利な点もあげられた。2株出し転換のための直接支払いと転換面積の関係について検証するために、石垣島において40戸の農家を対象にアンケート調査を実施した。その結果、農家の認識としては、10a当たり20,000円程度の支援であればかなり株出し栽培への転換が進むが、15,000円程度であればその効果は限定的になることが明らかにされた。3「農地・水・環境保全向上対策事業」による赤土流出等防止対策の取り組みを把握するために、久米島において地域団体の活動に関する聞き取り調査を行った。その結果、沈砂池や排水溝に堆積した土砂の浚渫を行っていることが分かった。4水田の堆砂機能を調べるため、2,900mg/L濃度の赤土濁水を水田に流し、赤土濁水の流下状況、堆積状況を観察した。流入濁水濃度2,900mg/Lに対し、流入終了後20分までの流出濁水濃度の平均値は100mg/L程度であった。赤土は流入口付近で堆積し、流出口付近ではほとんど堆積しなかった。これらのことから、水田の赤土堆積機能は大きいことが確認できた。5飼料稲の1株植栽本数について、乾物生産及び収量の面から検討した。その結果、植栽本数を多くすることで耐倒伏性が高まる可能性が示唆された。本年度は、赤土等流出防止の地域的取り組み、対策に係る費用と支援、およびウォーターベルト形成の条件等について調査と考察を行った。1.地域的な取り組みについては、地域協議会の強化と農家の組織化を図るとともに、赤土等流出防止対策を地域農業マスタープランの中に位置づける必要があることを提起した。

2.赤土等流出低減のための株出栽培の促進における受託組織の課題および費用負担問題について、現在の収穫体制では株出に適したサービスが提供されない可能性があること各作業主体を赤土等流出抑制の主体と位置づけ、費用支援の必要があることを指摘した。一方、各種の赤土等流出対策における費用や労力は単価や方法によって格差があり、流出量1トンあたり5千円未満の対策もあることから、効率的な対策を実施できる可能性が示された。3.仮想評価法を用いて、石垣島に来訪する観光客による赤土等流出防止対策に対する支払意志額の推定を行った。その結果、観光客の年間1世帯当たり支払意志額は3,069円、年間総支払意志額は5.6億円と推定された。4.ウォーターベルト形成の条件について以下の調査と実験を行った。奄美大島において水田の立地と水利施設を調査した結果、水田は小河川の扇状地に小規模で分布し背後には急峻な山地がせまり、赤土等流出防止機能が活用しにくいが、水利施設は開水路が主で、上流で発生した濁水を水田に導ける状況にあることが示された。また、飼料イネの一株栽植密度について検討した結果、生長および単位面積当たり玄米収量は栽植密度の影響をほとんど受けないことがわかった。一方、水深約18cmの深水栽培では玄米収量が低下する可能性が指摘された。5.泡盛製造業者への調査の結果、ウォーターベルトが形成された場合、そこで生産された米を泡盛の原料に使用したいとの意向を示す業者が約7割あった。泡盛の原料としてそれなりの潜在的需要があるものとみられる。赤土等流出防止対策を適正農業規範の視点から検討し流出防止のプログラムを策定するために、平成22年度に、サトウキビ春植え+株出しの技術的課題とこの作型を取り入れる農家を支援する取り組みが把握できた。平成23年度は、農家における赤土等流出対策、サトウキビ春植えに対する農家の意識、農地・水・環境保全向上事業における赤土等流出防止の取り組み、水田の堆砂機能等の把握ができたことから平成24年度(最終年度)におけるとりまとめが可能である。24年度が最終年度であるため、記入しない。平成22年、平成23年の研究成果と残された課題の検討を踏まえて最終年度におけるとりまとめを行う。個別的な課題としては、作業受委託を介したサトウキビ春植上え+株出しへの支援の仕組みの構築、赤土等流出防止対策支援のための基金造成に関するCVM調査の分析がある。本研究の主課題である適正農業規範の考え方及び赤土等流出防止プログラムのうち、適正農業規範については亜熱帯島嶼地域における自然的、社会経済的条件を踏まえて検討する。また赤土等流出防止プログラムについては、地域の農業構造を踏まえ、これまでの赤土等流出防止対策の整理と組み合わせ、これらの取り組みに対する支援体制の形成(各種支援の連携または結合)を目指す。
カロジェロ・モーザー・サザランド模型の可積分な拡張に関連する特殊函数の研究

(1)微分系の量子可積分系の研究:変形Calogero-Moser-Sutherland模型に関して,超Jack多項式の直交関係式に関する昨年度の成果を,Atai, Hallnas, Langmannの共著論文として完成させ,出版することができた.今年度の主要な成果は,楕円Calogero-Moser模型の研究を推し進め,核函数の方法を用いて,固有状態を記述するアフィンJack多項式の積分表示の系統的な構成を可能にしたことである.この結果については現在論文を準備中である.また,非停留型の模型としてLame及びHeun方程式の検討を行い,級数表示および積分表示によって固有関数を構成した.(2)差分系の量子可積分系の研究:変形Macdonald-Ruijsenaars模型の研究に関して,超Macdonald多項式の直交関係式をほぼ完全な形で確立することができ,論文を準備中である.またこの模型の自由ボゾンを用いた定式化についての検討を行った.A型楕円Ruijsenaars模型に対しては,昨年度に引き続き,Macdonald函数のp変形を与える形式的固有函数の帰納的構成についての研究を行った.更にこの形式的固有函数と,最近提案された白石の非停留型Ruijsenaars函数との関係について,計算機を用いた予想の検証を行った.またBC型の楕円van Diejen模型の8パラメータ族について,形式解の構成の研究に着手した.微分版及び差分版の変形Calogero-Sutherland模型について,固有状態を記述する函数系の直交関係式の全体像を明らかにしたことは大きな成果であり,研究は順調に進展していると考える.一方で,非停留型の模型についての理解も深まり新しい方向性が見えてきたことは評価できると思う.最近の新しい動向として,非停留型の楕円Calogero-Sutherland模型の一般の固有函数をNakrasov型分配函数として明示的に構成する方法が提案されている.これを踏まえて,微分系及び差分系の楕円量子可積分系について,停留型と非停留型の両方を一体として捉え,方程式論的側面と解の特殊函数的側面の両方から全体像を明らかにすることを目指す.(1)微分系の量子可積分系の研究:本年度の最重要な成果は,変形Calogero-Moser-Sutherland模型のHilbert空間的理解に関して,超Jack多項式の直交関係式を確立したことである.この模型と共形場理論との関連についての研究を行い,現在その結果の公表を準備している.また,1変数のBC型模型を記述する非停留型Heun方程式のあるクラスの解について,級数解の構成および積分表示の構成を行った.更に,この結果をより広いクラスに拡張するための検討を行った.(2)差分系の量子可積分系の研究:van Diejen模型に対する核函数恒等式の構成に関する研究を行った.これは以前に行ったRuijsenaars系の場合の結果(Lett. Math. Phys. 2014)をBC型に拡張するものである.また,Langmann (KHT, Stockholm),白石(東京大学)との共同研究として,Koornwinder多項式及び超Macdonald多項式に対して共形場理論的な枠組みを構成する研究を開始した.これに関連して,超Macdonald多項式の直交関係式についての検討を行った.同時に,楕円函数係数の量子可積分系に関してA型のRuijsenaars模型に対する摂動的研究を開始し,Macdonald多項式のp変形を与えるような形式的固有函数系の存在を確認した,現在はその形式解の収束性の検討を行っている.Langmann,白石との共同研究を開始することにより,差分系の量子可積分系に対する新しいアプローチを展開する契機を得た.特に,超Macdonald多項式やKoornwinder多項式に対して共形場理論的枠組みの構築と,Ruijsenaars系に対する摂動的方法についての展望を得たことは,重要な成果であると判断している.(1)微分系の量子可積分系の研究:変形Calogero-Moser-Sutherland模型に関して,超Jack多項式の直交関係式に関する昨年度の成果を,Atai, Hallnas, Langmannの共著論文として完成させ,出版することができた.今年度の主要な成果は,楕円Calogero-Moser模型の研究を推し進め,核函数の方法を用いて,固有状態を記述するアフィンJack多項式の積分表示の系統的な構成を可能にしたことである.この結果については現在論文を準備中である.また,非停留型の模型としてLame及びHeun方程式の検討を行い,級数表示および積分表示によって固有関数を構成した.(2)差分系の量子可積分系の研究:変形Macdonald-Ruijsenaars模型の研究に関して,超Macdonald多項式の直交関係式をほぼ完全な形で確立することができ,論文を準備中である.またこの模型の自由ボゾンを用いた定式化についての検討を行った.A型楕円Ruijsenaars模型に対しては,昨年度に引き続き,Macdonald函数のp変形を与える形式的固有函数の帰納的構成についての研究を行った.

更にこの形式的固有函数と,最近提案された白石の非停留型Ruijsenaars函数との関係について,計算機を用いた予想の検証を行った.またBC型の楕円van Diejen模型の8パラメータ族について,形式解の構成の研究に着手した.微分版及び差分版の変形Calogero-Sutherland模型について,固有状態を記述する函数系の直交関係式の全体像を明らかにしたことは大きな成果であり,研究は順調に進展していると考える.一方で,非停留型の模型についての理解も深まり新しい方向性が見えてきたことは評価できると思う.これまでの研究を進展させ,今後は特に差分系の量子可積分系の解の構造の理解を深める.超Macdonald多項式及びKoornwinder多項式に対する共形場理論的枠組みを完成させる.またRuisenaars模型の固有函数についての解析的理解の方法を確立することが重要な目標である.最近の新しい動向として,非停留型の楕円Calogero-Sutherland模型の一般の固有函数をNakrasov型分配函数として明示的に構成する方法が提案されている.これを踏まえて,微分系及び差分系の楕円量子可積分系について,停留型と非停留型の両方を一体として捉え,方程式論的側面と解の特殊函数的側面の両方から全体像を明らかにすることを目指す.
レクチンを用いた組織染色による頭頚部癌の悪性度判定に関する研究

本研究では、生検・手術等により切除した腫瘍組織を、特定の糖鎖を認識する数種のレクチンを用いて免疫染色することにより、癌細胞の悪性度(転移能や浸潤能)を予測し、予後判定の一助となるスクリーニングシステムの確立を目標とした。用いたレクチンは、WGA、PNA、Con-A、UEA-1、DBA、PNAで、avidin-viotin-peroxidase法、またはavidin-viotin-alkalyphosphatase法により組織を染色した。検体としては、当科で切除された舌癌組織で、通法通り10%ホルマリンで固定後パラフィン包埋したもの、および切除直後に液体窒素により凍結保存したものの同一組織を用い、両者の間に染色性の差があるか否かについても比較検討した。検討した結果は次の如くであった。即ち、ホルマルン固定標本においては、WGAは上皮の基底細胞から有棘細胞の一部を染色するが、基底細胞のbasal lamina側は染色性に乏しかった。一方、異型細胞では表層の角化層を除いてほぼ全ての細胞が染色された。PNAでは有棘細胞は染色されるが基底細胞は染色されなかった。Con-Aでは有棘細胞の一部および顆粒層が染色された。UEA-1では、acanthomatousな部分では染色されるがinvasiveな部位ではその染色性が低下していた。一方、予後と染色性との関係では、治療成績の悪い(悪性度の高い)症例では、WGAおよびUEA-1の染色性が低い傾向が認められた。凍結標本を検体とした場合もホルマリン固定組織の染色性と大きな差はなかったが、PNAにおいては、後者での染色性が陽性にも拘わらず、前者で染色性が陰性の場合があり、固定操作によるartifactの可能性を含めてさらに検討する必要があると考えられた。以上より、悪性腫瘍を含めた上皮細胞間にレクチン染色性の差があることが明らかになり、今後、その染色性と治療成績との間に密接な相関関係があるか否かを検討する予定である。
エルビウムドープファイバレーザのカオス同期とその応用

エルビウムドープ光ファイバリングレーザにおいて、損失に正弦的変調を与えるモデルにより出力光のダイナミクスを解析した。レーザの励起光パワーと変調率をパラメータとした結果、カオス的波形は変調が無いときは現れないが変調率が大きすぎても現れず、励起光パワーは大きくなると現れることがわかった。マスター・スレーブ型およびスレーブ・スレーブ型のエルビウムドープ光ファイバリングレーザの同期特性を変調率と励起光パワーをパラメータとして二出力の相関係数を求めて解析した。マスター・スレーブ型では、最も相関係数の高いスレーブサブシステムのパラメータ値は、変調率に関してはマスターのそれよりも高く、励起光パワーに関してはマスターのそれよりも小さいことを明らかにした。また、同期特性はスレーブサブシステムの変調率にはあまり依存せず、励起光パワーに大きく依存する。スレーブ・スレーブ型同期特性でも、二つのサブシステムの間の変調率の差よりも励起光パワーの差に大きく依存して相関係数は変化する。メッセージモジュレーション型秘匿通信システムを構成して、二つのサブシステム間のパラメータ差がメッセージの復号特性に及ぼす影響について解析した。復号メッセージの誤差は励起光パワーの差にほぼ比例して減少するが、励起光パワー自身の値が小さく変調率の値が大きい方が誤差が小さくなることを明らかにした。まず、エルビウムドープ光ファイバレーザ及びレーザを構成する光ファイバリング共振器における出力のダイナミクスを解析した。そこで出力の安定状態から周期、準周期状態、さらにはカオスへの移行における共振器長、損失、共振器内カプラの分岐比及びカプラ損失など共振器パラメータへの依存性を明らかにした。また、変調励起入力を想定した場合の励起光パワー、変調率、減衰係数、利得の出力動特性に及ぼす影響についても明らかにした。次にこれらの動特性をもとに、マスター・スレーブ型とスレーブ・スレーブ型システムにおける同期特性を解明し、秘匿通信への応用について解析している。スレーブ・スレーブ型同期システムにおいては出力のフィードバックが無くても同期が起こることを明らかにした。また、その共振器パラメータやレーザパラメータ依存性を明らかにしている。今までのところ、入力パワー差、変調率差、利得係数差、さらには共振器パラメータ差をより小さくすることで良い同期特性が得られることがわかった。さらにこれらの良い同期特性を与えるパラメータはカオスを生じさせる領域の最低値に近いことが明らかになってきている。マスター・スレーブ型同期システムについてはスレーブの変調率がマスターより大きく、スレーブの励起光パワーがマスターより小さい領域で良い同期特性が得られることを明らかにしている。スレーブ・スレーブ型同期を利用したカオス秘匿通信においては二つのスレーブサブシステム間でパラメータ差を1%以下とすることで復号のノイズを10%以下に低減できることを明らかにしつつある。マスター・スレーブ型同期を利用したカオス秘匿通信については現在解析中である。以上、これまで得られた成果を国内の学会、国際会議等で公表している。また、原著論文としても現在2編を投稿中である。エルビウムドープ光ファイバレーザを構成する光ファイバリング共振器における出力のダイナミクスを解析した。そこで、出力の安定状態から周期、準周期状態、さらにはカオス状態への移行における共振器長、損失、共振器内カプラの分岐比及びカプラ損失などの共振器パラメータヘの依存性を明らかにした。変調励起入力を想定した場合の励起光パワー、変調率、減衰係数、利得の出力動特性に及ぼす影響についても明らかにした。次に、これらの動特性をもとに、マスター・スレーブ型及びスレーブ・スレーブ型の二つのリング共振器から成るカオスシステムにおける同期特性を解明した。スレーブ・スレーブ型同期システムにおいては出力のフィードバックがない状態での同期の発生をはじめて明らかにした。また、同期の共振器パラメータやレーザパラメータ依存性を明らかにした。入力パワー差、変調率差、利得係数差、さらには共振器パラメータ差を小さくすることによりより良い同期特性が得られることがわかった。マスター・スレーブ型同期システムについてはスレーブの変調率がマスターより大きく、スレーブの励起光パワーがマスターより小さい領域でよい同期特性が得られることを明らかにした。

スレーブ・スレーブ型同期システムを利用したカオス秘匿通信システムでは、二つのスレーブサブシステム間でパラメータ差を1%以下とすることでメッセージ復号における誤差を10%以下に低減できることを明らかにした。マスター・スレーブ型同期システムを応用したメッセージモジュレーション型秘匿通信においても同様のメッセージ復号特性を明らかにした。
転がり疲れき裂の伝播挙動の3次元的観察(スキュー角の影響に関する研究)

本研究では、転がり疲れき裂の伝播挙動を解明することを最終目的とし、転がり疲れき裂が生じた試験片を切断することにより、その物体内部への3次元的進展状況を観察した。今回は特に、スキューを人為的に与えた条件下で実験を行いその影響を調べた。また、転がり疲れ現象に関連して、脆性材料におけるき裂の伝播挙動に関する実験、介在物・空孔またはそれらとき裂の干渉に関する数値解析も行い、以下のような成果・知見を得た。1.転がり疲れき裂の進展方向は、スキューの向きに明確なる影響を受ける。即ち、スキューを与えることにより生ずる軸方向接線力の向きの影響によって、転がり疲れき裂は軸方向に対して一定の方向に進展する。また、その方向は、軸方向接線力の影響によって生ずると思われる塑性流動の向きと一致する。2.スキューを与えた場合でも、軸方向に垂直な断面内において、転がり疲れき裂は特に規則性を示さない。3.スキューを与えると、接触表面における損傷状況がスキューの向きに依存する方向を示すことがある。4.表面欠陥起点型の転がり疲れき裂(剥離)は、欠陥周辺部における盛り上がり部の影響を受ける。5.ガラスを熱して水中に沈下させる実験では、熱応力によって発生するき裂の伝播形態は4種類に分類できる。6.転がり疲れき裂が存在する場合、接触圧力分布がヘルツの理論により推定できないことがある。7.転がり疲れき裂の近傍に円形介在物が存在する場合、介在物の剛性が高いと応力拡大係数を減少させることができるが、反面、界面における応力レベルが上昇する。8.接触域近傍に円孔が存在する場合、引張応力が発生し、転がり疲れき裂の発生・伝播を早める危険がある。特に、上記1の結果は、軸方向接線力の付与により転がり疲れき裂の進展を制御できることを示唆している。
Si上のZrO_2膜へのasーgrown高温超伝導膜の形成と超伝導素子への応用

先年度において、YSZ/Si上に良質のBa_2YCu_3Ox高温超伝導膜を形成し、またそれを用いたマイクロ・ブリッヂのジョセフソン効果を観測していた。本年度は、Si上のバッファ層の改質により、高品質のBa_2YCu_3Ox膜の形成を試みた。また,マイクロ・ブリッヂを作製し、その特性が、どの程度に、バルクの内入的超伝導状態を反映するかを検討した。得られた結果は,次の様にまとめられる。1.Y_2O_3/YSZ/Si型のバツファ-層を用いて.Ba_2YCu_3Ox超伝導体のバルクの臨界電流密度が77Kで約10^6A/cm^2に達した。この値は,現在、得られているMgO基板上の最も大きい値と同等である。この高品質のBa^2YCu_3Ox膜を用いて,マイクロ・ブリッヂ型のジョセフソン素子を作成した。このジョセフソン素子のジョセフソン臨界電流密度は,77Kで約10^6A/cm^2の大きい値となった。この素子の特性は,バルク超伝導体を基礎にしたアザマロフとテルキンの理論と非常に良い一致を示す。このことは,現在のマイクロ・ブリッヂは,通常の粒界接合型ブリッヂと異り,超伝導の内在的性質で定る均一な欠陥と無関係の接合が形成されていることを示す。2.SQUIDを、この方法で製作するためには,約200A^^°のBa_2YCu_3Ox膜の形成が必要となる。現在,50K位の臨界温度をもつ、このような膜の製作に成功し、SQUIDの試作を実行中である。
有機分子触媒組込型キラル高分子の合成と不斉反応への応用

アミン型キラル有機分子触媒と各種スペーサーの重合により、高分子主鎖中にアミン型キラル有機分子触媒部位を定量的かつ規則的に導入した新規キラル高分子の合成に成功した。得られたキラル高分子を高分子固定化キラル有機分子触媒として、種々の不斉反応に用いた。反応条件や高分子構造を最適化し、低分子触媒と同等以上の高性能高分子触媒の開発に成功した。また、高分子触媒は数回の再使用が可能であった。本研究は、アミン型またはアンモニウム塩型キラル有機分子触媒二量体と二官能性リンカーの分子間反応による重合により、高分子主鎖中にアミン型またはアンモニウム塩型キラル有機分子触媒部位を定量的かつ規則的に導入した新規キラル高分子である『有機分子触媒組込型キラル高分子(CPC)』を開発することを目的とした。本年度はアミン型またはアンモニウム塩型キラル有機分子触媒二量体と二官能性リンカーの分子間エーテル化反応、エステル化反応、thiol-ene反応反応、溝呂木ーHeck反応による重合を用いた、CPCの合成を行った。アミン型キラル有機分子触媒にはO-エーテル化シンコナアルカロイド、スルホンアミド化シンコナアルカロイドやキラルイミダゾリジノンを、またアンモニウム塩型キラル有機分子触媒にはシンコナアルカロイド四級塩を用い、各種重合条件を検討した。thiol-ene反応による重合は速度がやや小さく、重合反応には適さなかったが、その他の重合は円滑に進行した。得られた高分子の構造はNMR、IR、SECや元素分析で確認でき、目的とするCPCの合成に成功したことが明らかとなった。本合成法の確立により、種々のアミン型またはアンモニウム塩型キラル有機分子触媒を高分子主鎖に組み込んだキラル高分子が合成できるようになった。上記の分子間反応に加え、一分子内に二重結合とハライドを有するアミン型またはアンモニウム塩型キラル有機分子触媒の溝呂木ーHeck反応による自己重縮合型CPCの合成も可能であった。シンコナアルカロイドの第2級水酸基とジハライドのWilliamson反応により得られる2重結合を有するシンコナアルカロイド2量体とジヨージドのMizoroki-Heck重合により、高分子主鎖中にアミン型キラル有機分子触媒部位を規則的に導入した「有機分子触媒組込型キラル高分子」の合成に成功した。シンコナアルカロイドやスペーサーの種類の異なる有機分子触媒組込型キラル高分子を合成し、ニトロスチレンとマロン酸ジメチルの不斉Michael付加反応の不斉有機分子触媒として用いたところ、構造を最適化することで、高い触媒活性ならびに再使用性を有する高分子固定化キラル有機分子触媒の開発に成功した。申請時の平成27年度計画では有機分子触媒組込型キラル高分子を用いた触媒的不斉反応の実施を予定しており、その実施内容を計画通り実施できたことから、研究課題の進捗状況はおおむね順調と判断できる。【平成28年度の研究成果】有機分子触媒組込型キラル高分子(CPC)を用いた不斉反応を行い、CPCの触媒性能を評価した。エーテル結合を介して2量化したシンコナアルカロイドとジヨード化合物のMizoriki-Heck重合により合成したCPCをbeta-ニトロスチレンとマロン酸ジメチルのMichael付加反応に用いた結果、80%程度のエナンチオ過剰率(ee)で目的とする光学活性付加体を得ることに成功した。また、スルホアミド構造を有するシンコナアルカロイド二量体とジヨード化合物のMizoriki-Heck重合により合成したCPCを酸無水物の非対称化反応に用い、反応溶媒を詳細に検討した結果、95% eeでキラルエステルを得ることに成功した。CPCはデカンテーションやろ過により、容易に回収でき、その触媒性能を損なうことなく、少なくとも数回の再使用が可能であった。【研究期間全体の研究成果】アミン型またはアンモニウム塩型キラル有機分子触媒二量体と二官能性リンカーの分子間エーテル化反応、エステル化反応、thiol-ene反応反応、溝呂木ーHeck反応による重合を用いたCPCの合成方法を確立し、種々のアミン型またはアンモニウム塩型キラル有機分子触媒を高分子主鎖に組み込んだキラル高分子の合成が可能となった。CPCを用い、不斉Michael付加反応や不斉非対称化反応を行い、その触媒活性を調べた。反応溶媒、触媒構造、高分子構造や反応温度のみならず、CPCの合成方法が触媒性能に大きな影響を与えることを明らかにした。これらの条件を最適化した結果、低分子触媒と同等以上の触媒性能を有するCPCの開発に成功した。また、CPCは高い回収・再使用性を有していた。平成26年度計画では、有機分子触媒組込型キラル高分子(CPC)の分子設計および自己重付加型CPCの合成を計画しており、thiol-ene反応以外の重合法による各種CPCの合成および自己重付加型CPCの合成には成功している。また、平成27年度に実施予定のCPCを用いた不斉反応にも既に着手していることから、研究はおおむね順調に進展している。