hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
Ｃ－Ｈ結合の位置選択的活性化機構の解明と新触媒系のデザイン、開発

茶谷らはRu3(CO)12触媒を用いる(pivaloylaminomethyl)pyridineのメチル基CーH結合の活性化によるエチレンおよび水存在下でのレジオ選択的カルボニル化反応を最近報告した。我々は反応機構に興味を持ち、触媒の初期構造としてRuにピリジン窒素、1分子のCO、1分子のエチレンの配位した錯体Aを用いて分子軌道計算による反応の解析を行った(B3LYP/6-31G*(Ru:lanl2dz))。近傍にあるアミドN-H結合へのRuの酸化的付加、エチレンのRu-H結合への挿入の後、近傍にあるC-H結合のRuへの酸化的付加、還元的脱離によるエタンの生成と2つのCOの配位、COのRu-C結合への挿入と空いた配位座へのCOの配位、還元的脱離によるサクシンイミドの生成により生成物が得られると説明される。C-H結合の酸化的付加の活性化エネルギーは24.6 kcalであり、この段階が律速である。茶谷らはD化された基質を用いて同位体効果を調べ(KIE: 3.8)、C-H結合の開裂が律速段階であると結論しており、我々の計算結果と一致する。また、ピバロイル部分のメチル基を1つエチル基に換えた基質でもメチル部分で反応が進行すると報告されているため、律速段階の遷移状態計算を行った所、6個の構造が得られメチルで反応する最も安定な構造はエチルで反応するものより160 °C、17気圧下2.84 kcal/mol安定で、ボルツマン分布も考えると99.5:0.5の選択性となり実験結果とよく一致した。立体障害が主な要因であると考えられる。なお、反応系中生成する不活性錯体Bは水との反応でCO配位子がCOOHに変わり、同時にアミドのNがプロトン化されルテニウムから脱離することによって活性錯体Aに変化することが分かった。活性化エネルギーは34 kcal/molで、このために160°Cの加熱が必要となる。24年度が最終年度であるため、記入しない。フェニル酢酸誘導体の酢酸パラジウム触媒を用いるオルト位CーH活性化とオレフィン化反応の反応機構を調べるために、分子軌道計算を行った。計算のモデルとしてフェニル酢酸アニオン(1)、メチルアクリレート(2)およびPd(OAc)2を用いてB3LYP/6-31G*,Pd:SDDレベルで解析した。Pd(OAc)2と1から錯体生成後、フェニル基とのπ-complex生成は容易に起こり、CーH活性化による酸化的付加によりAr-Pd-H(OAc)(OCOAr)が生成する(Int3)。この過程の活性化エネルギーは24.6 kcal/molであった。還元的脱離による酢酸の脱離は容易に起こり(6.2 kcal/mol)Int4を生成、酢酸のプロトンがカルボキシル酸素に移ってフェニル酢酸のカルボキシル基がPdから離れ、かわりにメチルアクリレートが配位にしてInt5となる。アルケン二重結合のPd-Ar結合への挿入反応は10.4 kcal/molのエネルギー障壁で起こり、CーC結合の回転の後、β水素が脱離してArCH=CHCO2Meが生成する。生成したオレフィンがパラジウムから離れてから、酸素酸化により触媒が再生されて反応のサイクルが回ると考えられる。反応の律速段階はCーH活性化段階であった。触媒サイクルは通常0価と2価で説明されることが多いが、本反応では2価と4価での触媒サイクルを計算した。反応は85°Cで48時間行われており、律速段階の活性化エネルギー24.6 kcal/molとよく一致しており、2価と4価での触媒サイクルは実験をよく説明していると言える。

立体障害が主な要因であると考えられる。なお、反応系中生成する不活性錯体Bは水との反応でCO配位子がCOOHに変わり、同時にアミドのNがプロトン化されルテニウムから脱離することによって活性錯体Aに変化することが分かった。活性化エネルギーは34 kcal/molで、このために160°Cの加熱が必要となる。24年度が最終年度であるため、記入しない。理論計算による反応機構の解析と合わせて、実験による解析も行った。しかし、論文記載の通りに実験を行っても、文献では96%の収率が報告されているが(Yu, J.-Q. et al., Science, 2010, 327, 315)、我々が実験を行うと5ー8%の収率しか得られなかった。種々実験条件の検討を行なった所、アミノ酸誘導体をリガンドとして加えた場合に50%の収率で生成物が得られることが分かった。論文記載の実験方法について疑義を禁じ得ない。実験的に信頼できる反応におけるCーH活性化反応の機構について研究を行うこととした。実験的に再現できない反応では、理論計算で得られた結果の確認や、新しい触媒のデザインなどへの発展的な研究は不可能であるためである。
オートファジーによる肝再生制御の分子機序解明に関する研究

各実験系より以下の結果が得られた。(1)マウス再生肝においてオートファジー(AP)の発現は術後12時間後より高値となり以降漸減した。AP抑制によってcyclin D1の発現低下及び細胞周期S期の減少した。(3)オートファジーKOマウスでは、肝組織ATPの低下を認めるとともに、BrdU取込率の低下、血清ALT及びアポトーシス増加、ユビキチン化蛋白質の蓄積を認めた。ミトコンドリア(Mt)の障害を認めるとともにβ酸化関連酵素の低発現を認めた。以上より、APは再生時の肝細胞で活性化し、肝再生に重要な役割を果たしていた。この機序としてはMtにおけるβ酸化を介したエネルギー産生が重要であると考えられた。これまで我々は、肝再生におけるオートファジーの重要な生物学的意義(細胞内エネルギー維持、細胞内蛋白質のリモデリング)を解読してきたほか、オートファジー不能状態に陥ることで細胞老化が進行することを解明してきた。つまり、肝特異的オートファジーノックアウトマウス(Atg5遺伝子)において、肝切除後の肝再生は有意に遅延し、肝細胞内のミトコンドリア機能障害に起因するβ酸化及びATP産生の低下を認めた。これらは、p21発現の亢進による細胞老化が進行した結果であることが解明された。つまり、オートファジーをノックアウトした肝細胞においては、エネルギー不足に起因する核の増殖遅延だけでなく、p21の発現亢進、SA-βgalの高発現、p21蛋白及びポリユビキチン化した蛋白質が蓄積していることから、細胞内蛋白質のリモデリングが不能に陥っていることが確認された。臨床的には、オートファジーを肝再生時に亢進させることで肝硬変症例に対する肝切除治療の断念やドナー肝不足のレシピエントに対する肝移植断念といった問諸題の改善が期待されることが伺われた。我々は、オートファジーの制御を利用した肝再生治療実用化を目的として、まずは正常肝における再生肝のオートファジーの役割を明らかにした。具体的には、Cre-loxPの系を用いて、肝特異的にオートファジー関連遺伝子(Atg5)のノックアウト(KO)マウスを作成した。さらに、70%肝切除時の再生肝を経時的に採取し、肝重量体重比、BrdU取り込み率、細胞周期調節タンパク質Cyclin D1の活性、細胞周期S期への移行、血清ALT値などを比較検討することで、オートファジーの役割を明らかにすることができた。結果としてはまず、電子顕微鏡及びウエスタンブロットによる検討によって、正常肝においてオートファジーは術後1日目をピークに高発現していることが判明した。さらに、オートファジーKOマウスにおいて核の増殖能の低下(BrdU取り込み率の低下)、障害蛋白質の蓄積(p62蛋白質の蓄積)、肝機能の低下(AST/ALT値の上昇、血清アルブミン値の低下)を術後早期に認めた。その一因としては、p21蛋白質に起因する細胞周期の遅延(細胞周期G2やS期の減少、cyclin Dの低発現)や、肝組織中ATPの低下、細胞老化(cell senescence)の促進が考えられた。この結果は、病的肝(特に、大量肝切除後、脂質代謝異常に基づく脂肪肝・非アルコール性脂肪肝炎・糖尿病など)における再生時のオートファジーの役割解明につながるとともに、病的肝における再生率回復を図るための重要な基礎実験となると確信している。これまでの検討において、上記の通り正常肝における再生肝のオートファジーの役割を明らかにすることができた。具体的には、肝特異的にオートファジー関連遺伝子(Atg5)のノックアウト(KO)マウスをもちいることで、肝再生時にオートファジーが核の増殖能(BrdU取り込み率)、障害蛋白質の除去(p62蛋白質)、肝機能の維持(AST/ALT値、血清アルブミン値)に強く関わることが示された。予想外にも、それらの原因として、p21蛋白質に起因する細胞周期の遅延(細胞周期G2やS期の減少、cyclin Dの低発現)や、肝組織中ATPの低下、細胞老化(cell senescence)の促進が考えられたことが、本研究による新規発見であるとともに、病的肝における再生遅延の機序解明に深くつながると考えられた。これらの結果をふまえ、今後は正常肝のみにあらず病的肝(特に、大量肝切除後、脂質代謝異常に基づく脂肪肝・非アルコール性脂肪肝炎・糖尿病など)における再生時のオートファジーの役割解明を深く研究するとともに、病的肝における再生率回復を図るための重要な基礎研究を継続していく予定である。肝再生は古くから組織再生モデルとして様々な面から研究されてきたが、いずれも単独もしくは数種類の遺伝子・蛋白の制御に終始しており、高度に組織化された生命現象である肝再生を十分にコントロールし、臨床応用に至った研究実績はこれまで認めない。

一方、オートファジーは細胞内のタンパク質を分解するための仕組みの一つであり、細胞内蛋白質の分解と合成(再構成)に重要な働きを担っており、細胞のストレスに応じて遺伝子・蛋白を大規模に調節する生命現象として機能している。本研究により、オートファジーという細胞内現象が肝再生という組織のいち現象に深く関わっていることは明らかであり、術後の肝再生制御という命題、つまり肝癌及び末期肝硬変にとって残された最大の関門に対して、行政機関含めた、肝切除・肝移植実施施設が総力を挙げて優先的に取り組むべき課題と考えられる。当面は、当科において総力的に実験系をすすめていく所存である。該当なし
遺伝子にコードされた蛋白質を用いた細胞内シグナル伝達の光制御技術の開発

細胞内シグナル伝達を「光」を用いて、望みのタイミングや望みの場所で活性化あるいは不活性化するための技術は、細胞生物学や細胞工学における強力な研究ツールとなりうる。特に、キナーゼ群によるリン酸化カスケードは多彩な細胞機能の中枢を担っており、細胞内キナーゼの活性状態を光で人為的にオン-オフ制御するための方法論の確立は極めて重要であると考えられる。そのための化学的アプローチとして、光分解性保護基を利用したケージド蛋白質が使用されてきた。しかし、そのケージド蛋白質の合成は決して容易ではなく、またそれを細胞内で応用するためには、マイクロインジェクションなどの熟練した技術が必要になる。そこで本研究では、遺伝子にコードされた蛋白質を用いて、生細胞内キナーゼの活性を時空間的に光制御するための基礎技術の開発を試みる。具体的には、植物シロイヌナズナ由来の光受容蛋白質PhyBおよびその相互作用パートナーPIF3の赤色光依存的な二量体形成を基本原理として利用する。そこで本年度はまず、1)PhyBとPIF3が動物細胞内で発現されるか?、そして2)赤色光によって二量体を形成するか?の二点について確認を行うことを目標に実験を進めた。PhyBおよびPIF3のさまざまな改変体および緑色蛍光蛋白質(GFP)との融合体の発現プラスミドを作成し、いくつかの細胞株を用いて遺伝子発現を行った。GFP由来の蛍光観察やウエスタンブロッティングなどの実験の結果、これまでに、PIF3の発現は確認できているが、PhyBの発現が全く確認できていない。もともとこれらの蛋白質は植物由来であるため、転写後のスプライシング、コドンの使用頻度、発現後の細胞内安定性の問題などが考えられる。そこで、今後はこれらの可能性について一つずつ検証を進めて行く予定である。
光干渉断層法を用いた先天性心疾患患者の狭窄性病変に対する組織学的診断法の確立

本研究は先天性心疾患における狭窄性病変に対して光干渉断層法(Optical Coherence Tomography; OCT)を用いて、血管組織の画像的評価を行う研究である。OCTは成人冠動脈領域では普及しているが、先天性心疾患を有する小児に対しては、その使用報告報告はほとんど見られない。本研究では、先天性心疾患患者の肺動脈病変に焦点をあてて研究を行う。狭窄性病変ではどのような血管変化が起こっているのかをOCTを用いて観察する。先天性心疾患においても血管狭窄病変は多く見られる病態であり、その組織的評価を行うことは、狭窄が起こる機序の解明のみならず、今後の予後を予想する上でも重要性が高い。研究計画として、先天性心疾患患者の肺動脈病変に焦点をあてて研究を行う。狭窄性病変での血管変化、肺高血圧患者の血管変化を既知の病理所見との比較等を通して評価する。昨年度は、院内の倫理委員会の審査を経て、研究開始を開始した。1例の患者に対して、本研究を行った。肺血管の病変はある程度まで観察することが可能であったが、十分に観察出来たとはいえなかった。これはOCTが通常観察対象としている冠動脈と本研究で観察対象としている肺動脈の解剖学的な相違に原因があると考えられた。具体的には肺動脈において、冠動脈と異なり血管カテーテルを楔入し赤血球を除去することが困難であった。今後はその点に関して、方法面での調整を加えながら、研究を進めていく必要がある。数名の候補患者を抽出していたが、いずれも患者都合(感冒など)により検査自体が延期されたため、現時点では1例の検査のみが終了した状態である。なお、本研究で使用するOCTは冠動脈における使用以外は保険適応外であるため、特定臨床研究の対象である。そのため、特定臨床研究の申請を行い、審査を通過した。1例の患者に対して本研究を試行したが、詳細な観察を行うことができなかった。原因は肺動脈と冠動脈が解剖学的、機能的な差異にあると思われた。OCTでは対象血管における赤血球除去が重要であるが、肺動脈においては通常の冠動脈で行う方法では不十分であった。方法の調整を行う必要があり、そのため患者をより綿密に抽出する必要が生じた。また数名の患者に同意を得ることができたが、いずれも感冒などでカテーテル検査自体が延期されたため、研究施行に至らなかった点が研究の遅れを生じた原因と考えられる。今年度は4-6例の患者に対して研究を計画している。患者候補の抽出については、各主治医の協力も得ており、同意に関しては概ね問題なくすすむものと考えている。現時点では3名の候補患者がおり、あと1-2名の新たな患者を見込んでいる。また、カテーテル検査時に内科医の同席を依頼しており、OCT検査がスムーズに施行出来るような環境を準備する。患者の状態変化(感冒、病態悪化)が生じた際は研究をすすめることは困難であり、この点に関してはやむを得ないものと考えている。先天性心疾患においても血管の狭窄病変は多く見られる病態であり、その組織的評価を行うことは、狭窄が起こる機序の解明のみならず、今後の予後を予想する上でも重要性が高い。またカテーテル検査を用いた検査であり、負担が少なく、複数回施行可能であり、経時的変化も観察可能である点が優れている。これらの患者における狭窄病変の病理学的知見は少ないため、まずは病変部の画像がどのように見えるのかを検討する。対照患者を設定することは困難であるため、同一患者の正常部位を対照とする。また、成人における知見も参考にする。狭窄性病変ではどのような血管変化が起こっているのか、肺高血圧患者の血管変化はどのようなものか、既知の病理所見との比較、カテーテルもしくは外科治療前後の血管内組織片か、特に前2者を中心にとして、特に正常部位との所見の比較、既知の知見との比較を行う。本年度は、本研究を施行するにあたって院内の倫理委員会に諮り、研究の施行についての許可を得た。また、同時に対象患者の抽出を行った。2名の患者が対象患者として候補に挙がったが、いずれもカテーテル検査自体が延期となり、本研究自体は未施行である。現在、前述の2例の患者に加えて数名の候補患者がおり、それらの患者に対して研究協力を依頼中である。初年度の計画では、倫理委員会に諮った後、患者を抽出、数例の患者に対して実際に研究を施行する予定であった。本研究はカテーテル検査の際に同時に行うものであるが、対象とした患者がいずれも感冒などによって検査自体が延期された。そのため、OCTを用いた検査も未施行となっている。

狭窄性病変ではどのような血管変化が起こっているのかをOCTを用いて観察する。先天性心疾患においても血管狭窄病変は多く見られる病態であり、その組織的評価を行うことは、狭窄が起こる機序の解明のみならず、今後の予後を予想する上でも重要性が高い。研究計画として、先天性心疾患患者の肺動脈病変に焦点をあてて研究を行う。狭窄性病変での血管変化、肺高血圧患者の血管変化を既知の病理所見との比較等を通して評価する。昨年度は、院内の倫理委員会の審査を経て、研究開始を開始した。1例の患者に対して、本研究を行った。肺血管の病変はある程度まで観察することが可能であったが、十分に観察出来たとはいえなかった。これはOCTが通常観察対象としている冠動脈と本研究で観察対象としている肺動脈の解剖学的な相違に原因があると考えられた。具体的には肺動脈において、冠動脈と異なり血管カテーテルを楔入し赤血球を除去することが困難であった。今後はその点に関して、方法面での調整を加えながら、研究を進めていく必要がある。数名の候補患者を抽出していたが、いずれも患者都合(感冒など)により検査自体が延期されたため、現時点では1例の検査のみが終了した状態である。なお、本研究で使用するOCTは冠動脈における使用以外は保険適応外であるため、特定臨床研究の対象である。そのため、特定臨床研究の申請を行い、審査を通過した。1例の患者に対して本研究を試行したが、詳細な観察を行うことができなかった。原因は肺動脈と冠動脈が解剖学的、機能的な差異にあると思われた。OCTでは対象血管における赤血球除去が重要であるが、肺動脈においては通常の冠動脈で行う方法では不十分であった。方法の調整を行う必要があり、そのため患者をより綿密に抽出する必要が生じた。また数名の患者に同意を得ることができたが、いずれも感冒などでカテーテル検査自体が延期されたため、研究施行に至らなかった点が研究の遅れを生じた原因と考えられる。本年度は6ー8例程度の検査施行を目指す。年間を通したカテーテル検査予定計画から対象となるであろう患者を抽出する予定である。同時に、翌年度の初旬の検査計画も立てて、検査がよりスムーズに進むような計画案を作成する。また、各患者の主治医に対しても協力を依頼することにより、同意を得られる環境を促進する。今年度は4-6例の患者に対して研究を計画している。患者候補の抽出については、各主治医の協力も得ており、同意に関しては概ね問題なくすすむものと考えている。現時点では3名の候補患者がおり、あと1-2名の新たな患者を見込んでいる。また、カテーテル検査時に内科医の同席を依頼しており、OCT検査がスムーズに施行出来るような環境を準備する。患者の状態変化(感冒、病態悪化)が生じた際は研究をすすめることは困難であり、この点に関してはやむを得ないものと考えている。本研究ではカテーテル検査の材料費が大部分を占めている。初年度の計画で施行する予定であった検査が未施行となったため、カテーテル材料費も未使用となった。そのため、それらの材料費は次年度のカテーテル検査の際の材料費として組み込んだ。当初の計画では3-4例程度の患者を見込んでおり、OCTカテーテルの使用に多くの予算を充てる予定であった。
肝細胞より胆汁中への物質膜輸送の研究

1、正常SDラット、先天黄疸ラット(エーザイ・ビリルビン尿ラット・EHBR)を用いて、細胆管側肝細胞膜ベジクル(CMV)を分離精製した。CMVは、細胆管側肝細胞膜に存在するMg-ATPase、alkaline phoshataseの活性が高く保持され、高純度であった。〔^3H〕標識ビリルビンジクルクロニド(BDG)は標識ΔALAを投与したラット胆汁より精製した。2、SDラット、EHBRのCMVを用いて〔^3H〕BDGと、〔^3H〕タウロコール酸(TC)の摂取観察を行い比較した。SDラットでは、〔^3H〕TCのATP依存性輸送が観察され、これは、EHBRのCMVでも正常に保持されていた。一方、〔^3H〕BDGの輸送は、他の有機陰イオンの輸送とは異なり、ATP依存性は明らかでなく、重炭酸イオンに依存して輸送が亢進した。この〔^3H〕BDG輸送は、EHBRのCMVでも正常に観察された。3、有機陰イオンのモデルである〔^<14>C〕プラバスタチン(PS)がSDラットの胆汁中には排泄されるが、EHBR胆汁中には排泄がきわめて遅延することを我々は見出した。このプラバスタチン(PS)を用いてSDラット、EHBRのCMVへの摂取を観察し比較した。〔^<14>C〕PSはSDラットの細胆管側肝細胞膜をATP依存性に一次性能動輸送される事が証明された。EHBRのCMVを用いた観察でも、このATP依存性のPS輸送は認められSDラットCMVと差を認めなかった。4、以上から、黄疸ラットにおいて、細胆管膜における欠損が指摘されているATP依存性の有機陰イオン移送機構の存在は確認できず、黄疸発症要因について、更に検討が必要となる事が明らかとなった。特にEHBRにおいて観察されたATP依存性の細胆管膜輸送は、従来の世界における報告と対立しており、新種の輸送機構の発見である可能性がある。正常SDラットにおいて標識bilirubin diglucuronide(BDG)の胆管側肝細胞膜ベジクル(CMV)への摂取を観察し、標識タウロ胆汁酸輸送と比較してBDGの肝細胞から胆汁中への輸送機序を明らかにした。BDG輸送は、ATP依存性のタウロコール酸の輸送とは異なり明らかなATP依存性輸送は示さず、HCO_3^-存在下で著明に促進された。これは既報のATP依存性の有機陰イオン輸送キャリアーとは別のキャリアーの存在を示している。Dubin-Johnson症侯群のモデルとされている先天黄疸ラットのEisaihyperbilirubinuria rats(EHBR)においては、上記のBDGの細胆管側肝細胞膜の輸送は維持されてた。最近、有機陰イオンであるプラバスタチンがATP依存性に輸送されることを見出し、EHBRにおける動態をin vivo,in vitroに観察中であるが、in vivoでは著明に胆汁中排泄が遅延しているのにかかわらず、CMVではATP依存性の輸送機構が保たれている事を見出した。これは上記のCMVではBDG輸送が正常である事と良く合致しており、他の二、三施設で発表されている肝細

胆管側の細胞膜のATP依存性有機陰イオン輸送機構がEHBRや他の黄疸モデルラットで欠損しているとの報告とは対立するものである。In vitroでの輸送観察には、水溶性に富む物質を選ぶ必要があり、その意味で我々の成績では、疎水性のかなり強い物質の輸送を報告している他施設と比較して、信頼性が大である。なお、標識タウロコール酸の細胆管側肝細胞膜の輸送は正常ラット、EHBR共にATP依存性輸送が存在しており、これは黄疸モデルラットにおいて胆汁酸代謝が正常である事実を支持している。現在、標識酸化型グルタチオンを作製して、上記の輸送研究を行うべく、準備中である。1.正常SDラット、先天黄疸ラット(エ-ザイ・ビリルビン尿ラット、FHBR)を用いて、細胆管側肝細胞膜ベジクツ(CMV)を分離精製した。CMVは、細胆管側肝細胞膜に存在するMg-ATPase,alkaline phosphataseの活性が高く保持され、高純度であった。2.有機陰イオンのモデルである[^<14>C]PSがSDらっとの胆汁中には排泄されるが、EHBR胆汁中には排泄が極めて遅延することを見出だした。3.[^<14>C]PSのCMVへの摂取は、SDラットのCMVへ、ATP依存性に摂取され、ATP、PSのどちらに対しても、濃度依存性に増加し飽和した。ATP以外のヌクレオチドは摂取に影響しなかった。従って、PSは細胆管側肝細胞膜をATP依存性一次性能動輸送される事が証明された。ATP依存性PS輸送は、ICでは抑制されず、非胆汁酸有機陰イオンのglutathione disulfide、glutathione、セフピラミドによる抑制は少なかった。EHBRのCMVを用いた観察でも、このATP依存性のPS輸送は認められSDラットCMVと差を認めなかった。4.以上から、黄疸ラットにおいて、細胆管膜において欠損が指摘されているATP依存性の有機陰イオン移送機構の存在は、確認できず、黄疸発症要因について、更に検討が必要となる事が明らかとなった。特にEHBRにおいて観察されたATP依存性の細胆管膜輸送は、従来の世界における報告と対立しており、新種の輸送機構の発見である可能性がある。
光感応性大環状へテラスマネンの創製と高効率光電荷移動システムの開発

本研究では,光合成反応中心の分子の立体配置に見立てた大環状アンテナ分子を創製し,高効率な電荷分離システムを構築することを目的とした.今年度の研究成果として,以下の2つを挙げる.一つ目として,ヘテラスマネンを光吸収のためのクロモフォアとして選定し,これを共有結合性有機構造体(COF)のビルディングブロックとすることで,連続的な大環状構造体を構築することに成功した.本構造体は電子アクセプターの添加により,極めて長寿命の電荷分離状態を形成することを明らかにした.二つ目として,本研究から派生した予想外の結果を挙げる.ヘテラスマネンの効率的合成手法として,トリフェニレンのヘキサリチオ化という独自の反応を利用した.この鍵反応を応用することで,3つのホスフィンスルフィドユニットを導入した新規分子を合成することに成功した.本分子は,π共役平面に直交した面外双極子モーメント(12.0 D)を有し,従来までの一般的な面外異方性分子の値と比較して極めて大きな値であることが分かった.また,本分子の面外異方性は,分子のπ共役平面に表・裏の二面性を与え,それぞれの分子面と金属表面との相互作用に関する考察も行った.28年度が最終年度であるため、記入しない。28年度が最終年度であるため、記入しない。光合成の反応中心では,タンパク・発色団・アクセプタといったそれぞれの役割を担ったユニットが巧みに空間配置されることにより,極めて高効率な光電荷分離システムを構築している.その中でも,発色団であるクロロフィルは,太陽光を効率的に吸収するために大環状様に配置され光アンテナを形成し,この光アンテナから電子を受け取るためのアクセプタ分子は,大環状構造内部に空間配置されている.この自然が織りなす特異な空間配置は,高効率光電荷分離システムを構築するうえで,極めて興味深い研究対象である.しかしながら,従来までの有機合成化学的アプローチでは,光合成反応中心の電子移動系を単純化したドナー・アクセプタ連結型分子が主たる研究対象であり,光電子移動に関わる各構成ユニットの空間配置の影響に関しては,未だ明らかになっていない.そこで本研究では,光合成反応中心の空間配置効果を浮き彫りにできる大環状モデル分子群の新規な構築法を確立し,光合成を凌駕する高効率光電荷移動システムを指向した新学理の構築を目指している.大環状分子の構成ユニットとなるクロモフォアとしてヘテラスマネンを選定し,段階的な連結法を採用することで,大環状分子の合成を目指した.今年度の検討において,その段階的連結法の根幹部分を成すスピロ型二量体の合成法を確立することに成功した.本年度の検討では,大環状分子の合成に欠かせない根幹反応を確立することに成功した.目標となる大環状分子の合成は,本手法を繰り返すことで達成可能である考えられる.本結果は,研究計画に示した幾つかの克服すべき課題のうち,第一関門を突破したことになり,おおむね順調に進展している.また,今回合成に成功した大環状分子の部分構成ユニットにあたる二量体は,π骨格が拡張したスピロ連結型ヘテラスマネンであり,新規な次元性拡張型パイ共役分子として興味深い.本分子のX線結晶構造解析による構造および光吸収特性も明らかにした.本研究では,光合成反応中心の分子の立体配置に見立てた大環状アンテナ分子を創製し,高効率な電荷分離システムを構築することを目的とした.今年度の研究成果として,以下の2つを挙げる.一つ目として,ヘテラスマネンを光吸収のためのクロモフォアとして選定し,これを共有結合性有機構造体(COF)のビルディングブロックとすることで,連続的な大環状構造体を構築することに成功した.本構造体は電子アクセプターの添加により,極めて長寿命の電荷分離状態を形成することを明らかにした.二つ目として,本研究から派生した予想外の結果を挙げる.ヘテラスマネンの効率的合成手法として,トリフェニレンのヘキサリチオ化という独自の反応を利用した.この鍵反応を応用することで,3つのホスフィンスルフィドユニットを導入した新規分子を合成することに成功した.本分子は,π共役平面に直交した面外双極子モーメント(12.0 D)を有し,従来までの一般的な面外異方性分子の値と比較して極めて大きな値であることが分かった.また,本分子の面外異方性は,分子のπ共役平面に表・裏の二面性を与え,それぞれの分子面と金属表面との相互作用に関する考察も行った.今年度の検討で確立した根幹反応を基に,大環状分子の合成を目指す.即ち,既に合成に成功している二量体を基質として用い,同様の手法と適用することで四量体とする.これを繰り返すことでモノマーユニットを8つ有する大環状分子とする.大環状分子を得た後,その光アンテナ機能,および電子ドナーとしての性質を評価するべく,電気化学測定による電子準位の算出及び,吸収・発光スペクトルにより分子の励起状態に関する物性測定を行う.電子ドナーとして要求される電子準位は,適切なアクセプタ分子を選択することである程度可変であるが,望ましい物性が得られない場合は,架橋する典型元素や周縁部置換基を変更することで物性のチューニングを図る.大環状ドナー分子にアクセプターユニットを導入することで光電子移動系を構築し,その光電子移動効率の評価を行う.アクセプターユニットの導入位置は,大環状分子の環内,環状,環外とし,光電子移動の空間配置の重要性について評価を行う.28年度が最終年度であるため、記入しない。
リッチ流の関わる幾何学の研究

本研究では主に、半径の小さいCAT(1)-空間上の確率測度のp重心に関する結果が得られた。CAT(1)-空間とは、曲率が1以下であることを意味する不等式が成り立つ距離空間である。特に、確率測度のp重心の一意存在と、その性質が得られた。これらは非正曲率空間であるCAT(0)-空間上で知られていた事実の拡張である。また半径の小さいCAT(1)-空間に値を取る確率変数に対して、確率測度のp重心を用いて定式化される大数の法則が証明できた。本年度は当初の計画通り、主にリッチ流に関する研究を行った。特に、曲率が有界とは限らない非コンパクト多様体上の完備なリッチ流について調べた。一般に、曲率が一様に有界でないリッチ流は、最大値原理が成り立たないため扱いが難しく、残された未解決問題も多い。一般次元の閉多様体上のリッチ流の下で保たれる非負曲率条件が曲率が有界とは限らない非コンパクト多様体上の完備なリッチ流の下でも保たれることの証明や、一般次元でのリッチ流の強一意性定理の証明などを試みた。並行して、昨年度までの研究を発展させる形で、半径の小さいCAT(1)-空間上の確率測度の重心に関する研究も行った。昨年度までに、半径の小さいCAT(1)-空間上の確率測度の重心の一意存在を証明していた。これはCAT(0)-空間で良く知られた事実のCAT(1)-空間への自然な拡張であるが、CAT(1)-空間ではCAT(0)-空間のときのように距離関数の凸性が成り立たないため非自明となる。今年度は、CAT(1)-空間上で重心がその確率測度の全測度を持つ部分集合の閉凸包に含まれること等を証明した。これもCAT(0)-空間上の確率測度に対してよく知られた事実であるが、CAT(1)-空間ではCAT(0)-空間のときのように明らかではなかった。また、この事実を用いて、半径の小さいCAT(1)-空間上の確率測度と凸関数に対してJensenの不等式を証明した。これらの結果は昨年までに書き上げていた論文に追加し、その論文を再投稿した。以前の完備CAT(1)-空間内の半径の小さい距離球上に集中した確率測度の重心に関する研究を拡張し、同じ状況で、1以上の実数pに対してp重心の存在と、2以上の実数pに対してp重心の一意性を証明した。CAT(1)-空間とはAlexandrovの意味で1以下の曲率を持つ距離空間のことである。完備CAT(0)-空間上では距離関数の凸性により確率測度のp重心の存在と一意性は簡単に示されるが、CAT(1)-空間上では距離関数が大域的に凸関数でないため確率測度のp重心の存在と一意性は非自明であった。CAT(1)-空間の特別な場合として有限次元とは限らないヒルベルト空間の単位球面があるが、この特別な場合でも、このp重心の存在と一意性は新しい結果であると思われる。このp重心の存在と一意性は、重心の場合よりも更に非自明であったが、議論を存在と一意性を分けて考えることで証明出来た。実際、pが1に十分近いときにはp重心の一意性に対する反例が知られている。また、p重心が持つべき性質の一つとして、任意のp重心がその確率測度が集中している集合の閉凸包に常に含まれることも証明した。これらを合わせると、完備リーマン多様体上の確率測度のp重心に関するB. Afsariの定理が一般のCAT(1)-空間に拡張される。さらに、バナッハ空間のBanach-Saks性の類似の性質をp重心を用いてCAT(1)-空間に対して定式化し、それが任意の完備CAT(1)-空間に対して成り立つことを証明した。これらの結果は論文としてまとめ、雑誌への投稿に向けて準備中である。当初計画していなかったCAT(1)-空間上の確率測度のp重心の研究が進んだ代わりに、当初計画していたリッチ流の研究がほとんど進まなかった。昨年度に存在と一意性を証明していた完備CAT(1)-空間内の半径の小さい距離球上に集中した確率測度のp重心について、その性質をより詳しく調べた。CAT(1)-空間はAlexandrovの意味で曲率が1以下となる距離空間である。特に、確率測度を動かした際のp重心の連続性などを証明することが出来た。こららはCAT(0)-空間の場合に知られていた事実のCAT(1)-空間への拡張である。それらを論文としてまとめ雑誌に投稿し、受理された。また、K.-T. Sturm氏が確率測度の重心を用いて定式化し証明したCAT(0)-空間への写像に関する大数の法則を、確率測度のp重心を用いて半径の小さいCAT(1)-空間への写像に関する大数の法則に拡張することを考えた。有限次元とは限らないヒルベルト空間の単位球面やリーマン多様体など特別な場合には証明することが出来た。一般に、CAT(1)-空間の距離関数は凸関数ではないため、CAT(0)-空間の場合の証明とは全く別の議論が必要となる。証明には、p重心の一意存在の証明と同様に、W. S. Kendall氏が発見した球面上の凸関数を用いた。

更に、CAT(0)-空間の場合も仮定を弱めて定理を拡張することが出来た。この結果は現在、論文として雑誌への投稿に向けて準備中である。当初計画していなかったCAT(1)-空間上の確率測度のp重心の研究が進んだ代わりに、当初計画していたリッチ流の研究が進まなかった。昨年度までの半径の小さいCAT(1)-空間上の確率測度のp重心に関する研究で進展があった。CAT(1)-空間は、その断面曲率がAlexandrovの意味で1以下であることを意味する不等式が成り立つ距離空間である。CAT(1)-空間に値を取る確率変数に対して確率測度のp重心を用いて定式化される大数の法則を証明した。これはCAT(0)-空間や直径の小さいCAT(1)-空間に値を取る確率変数に対して知られていた結果の拡張でもある。一般にCAT(1)-空間では距離関数が凸関数でないため、W. S. Kendall氏が発見した球面上の凸関数を用いて証明した。この結果は論文として出版された。また、小澤龍之介氏(大阪大学)との共同研究で、全測度が1である測度距離空間の列がオブザーバブル距離に関して収束したときに、リーマン的曲率次元条件と呼ばれる曲率条件が保たれることを証明した。曲率次元条件は、その空間上のボレル確率測度全体の空間であるWasserstein空間上のエントロピー汎関数の凸性に関する条件であり、測度距離空間のリッチ曲率が下に有界であることを意味する曲率条件である。オブザーバブル距離に関する収束は測度付きGromovーHausdorff収束よりも弱い収束であり、全測度が1である場合には他の知られていた結果の拡張でもある。この結果は論文として雑誌への投稿に向けて準備中である。本研究では主に、半径の小さいCAT(1)-空間上の確率測度のp重心に関する結果が得られた。CAT(1)-空間とは、曲率が1以下であることを意味する不等式が成り立つ距離空間である。特に、確率測度のp重心の一意存在と、その性質が得られた。これらは非正曲率空間であるCAT(0)-空間上で知られていた事実の拡張である。また半径の小さいCAT(1)-空間に値を取る確率変数に対して、確率測度のp重心を用いて定式化される大数の法則が証明できた。計画していたリッチ流に関する研究の他に並行してCAT(1)-空間の幾何学についての研究を行ったため、当初の計画よりはやや遅れている。その代わりに半径の小さいCAT(1)-空間上の確率測度の重心に関する研究において進展があった。今後は当初の計画通りリッチ流の研究に力を入れていきたい。距離空間の幾何学今後も当初の計画通り、リッチ流についての研究を行う。特に、閉多様体上のリッチ流の有限時間特異点の解析に関して、リッチ曲率が下に有界な空間の幾何学における最近の研究結果を用いて、何らかのアプローチを試みる。またそれと並行して、曲率が下に有界なAlexandrov空間やCAT(1)-空間の幾何学の研究も行う。平成27年度は当初予定していたよりも研究発表や研究打ち合わせのための旅費支出が少なかった。注文していた書籍が年度内に納品されなかった。平成28年度は国際研究集会を含むプロジェクトに携わるため、その講演者や参加者の旅費援助等にも使用する。今後は計画して注文する。
7族遷移金属触媒による不活性結合の切断を経由する新規化学変換法の開発

研究代表者らは、従来有機合成にあまり用いられてこなかった7族遷移金属であるレニウムやマンガンの化合物に着目し、それらを触媒として用いることにより種々の新規かつ高効率な反応の開発を目指して研究を遂行した。その結果、一般的には不活性で変換の難しい炭素-水素や炭素-炭素結合の切断を伴う分子変換反応の開発に成功した。また、同じく高効率な反応である位置選択的な付加環化反応を開発できた。有機化合物は、主として炭素-水素や炭素-炭素結合のように反応不活性な結合から構成されている。それらの結合を直接化学修飾できれば、従来行なわれてきた合成法、例えば炭素-ハロゲン結合を足掛かりとする化学変換法と比較して、目的生成物を得るのに少ない反応段階ですむことや、金属ハロゲン化物のような副生成物を生じないという利点がある。本研究では、従来困難とされてきた不活性結合の切断に焦点をあて、7族遷移金属であるレニウムやマンガン錯体を触媒として用いる、炭素-水素もしくは炭素-炭素結合の切断を基盤とする高効率かつ新規な反応の開発を行なった。オレフィン性C-H結合への不飽和分子の挿入例は、芳香族C-H結合の反応ほどは多くなく、分極した不飽和分子の挿入例はほとんどなかった。レニウム触媒を用いることにより、オレフィン性C-H結合に分極した分子であるアルデヒドを挿入させることができた。また、レニウム触媒を用いることにより、これまで困難とされてきたフェノール誘導体のオルト位もしくはパラ位の位置選択的なモノアルキル化にも成功した。我々はすでに、レニウム触媒を用いることにより、ひずみのないC-C単結合へのアルキンの挿入を報告している。同様の反応がマンガン触媒を用いても進行することを明らかにした。また、この反応を利用することで、ビシクロ環化合物の簡便な合成法を開発した。その他にも、炭素-水素もしくは炭素-炭素結合の切断を基盤とする反応の探索過程で、レニウム触媒による、末端アルキンの位置選択的な二量化および三量化反応による(E)-エンインや1,3,5-三置換芳香族化合物の合成や、β-エナミノエステルの不活性アレンへの位置選択的な付加反応に成功した。レニウムおよびアミド触媒を用いることにより、C-H結合活性化を経る新しい形式のアルデヒドの脱水を伴う環化三量化が進行することを見いだした。また、従来用いてきたレニウム触媒に替えレニウムヒドリドカルボニル触媒を用いることにより、これまでほとんど報告例のなかった、C-H結合へのアレンの挿入反応やC-H結合へのアルケンの挿入に引き続く分子内での水素移動反応に成功した。アレンの挿入反応では、アミノインダン誘導体が高ジアステレオ選択的に生成した。イリジウム触媒によるアルコールの脱水素反応によるアルデヒドの合成反応とレニウムもしくはマンガン触媒によるC-H結合へのアルデヒドの挿入反応を組み合わせることにより、従来困難とされてきたC(sp2)-HおよびC(sp3)-H結合間でのクロスカップリング反応に形式的に成功した。我々が既に報告しているレニウム触媒によるC-H結合活性化を経るイソベンゾフランの合成反応を利用することにより、有機材料として近年注目されているペンタセン誘導体の合成に展開することができた。また、レニウム触媒存在下、1,3-ジエステルと末端アルキンを反応させることにより、フェノール誘導体を位置選択的に合成することにも成功した。その他にも、炭素-水素もしくは炭素-炭素結合の切断を基盤とする反応の探索過程で、イリジウム触媒によるアルカンの脱水素反応とSchwartz反応剤によるヒドロジルコニウム化を連続的に行うことによるアルカンの末端選択的な化学変換、ロジウム触媒によるSi-HおよびC-H結合の連続的な切断を伴うシラフルオレン誘導体の合成、インジウム触媒によるC-C結合の切断を伴うケトエステルの合成、鉄触媒によるC-N結合の切断を伴うグリシン誘導体の合成に成功した。また、レニウムカルボニル錯体を用いる触媒反応についての総説を、Chemical Reviews誌に執筆した。7族遷移金属であるレニウム触媒を用いることにより、β-ケトスルホンの炭素-炭素単結合が切断され、その結果生じた2つの炭素ユニットがアルキンに形式的に付加する反応を見いだした。本反応は位置および立体選択的に進行し、不飽和δ-ケトスルホンが単一の生成物として得られた。β-ケトスルホンのかわりにβ-ケトエステルを用いた時には生成物が異性体の混合物として得られるため、β-ケトスルホンの反応性とは対照的である。また、マンガン触媒存在下、α位に水素原子を有するケトンとカルボジイミド(もしくはイソシアナート)との反応により、結合エネルギーが高く通常は切断が困難なケトンの炭素-炭素単結合の切断を伴うアミド化反応を見いだすことができた。安息香酸アリル誘導体にレニウム触媒を作用させることにより、安息香酸エステルのオルト位選択的なアリル化にも成功した。従来、アリル基のオレフィン部位の異性化を伴わないC-H結合のアリル化は難しかった。

従来我々は、N(sp^2)を配向基として利用することにより、高効率かつ位置選択的なC-H結合の変換反応に成功したが、今回は酸素原子を配向基として利用した新しい形式の反応を見いだすことができた。応用展開として、レニウム触媒によるC-H結合の変換反応によりナフタレン誘導体を合成し、アルキンリンカーによりナフタレンとポルフィリン骨格を結合させることで、新しいタイプのπ-共役系分子を合成することにも成功した。7族遷移金属化合物を触媒として用いる反応以外にも、パラジウム触媒によるリンー水素および炭素-水素結合の切断を伴うジベンゾホスホールオキシドの合成にも成功した。また、インジウム触媒をLewis酸として用いる、脱水を伴う多環式芳香族化合物の合成法や、2度のアルドール縮合と引き続くNazarov環化反応によるシクロペンテノン誘導体の合成法も開発した。シクロペンテノンは引き続く有機リチウム反応剤との反応および酸性条件下での脱水反応により、遷移金属への配位子前駆体として重要な多置換シクロペンタジエンへの誘導が可能である。
鳥類の生物多様性の維持機構と景観構造との関連に関する研究

野生生物との共生を含めた生物多様性の保全を実現するための社会的枠組みにおいて、生物多様性を質的・面的に評価することが重要である。そこで本研究では、北海道江別市を対象として、森林を利用する鳥類の生物多様性の維持機構を解明するために、ICレコーダーを用いた音声解析により鳥類の種組成を把握し、生物多様性の階層性、生物多様性と景観との関連性を評価した。その結果、32箇所のパッチ(120調査地点)で47種の鳥類が確認された。生物多様性の階層性や景観との関連を分析した結果から、江別市における鳥類の生物多様性は景観の不均質性より野幌森林公園という大きな面積の森林により支えられていることが明らかになった。また、ある地域における生物多様性の保全対策には1ヶ所の生物多様性を保全するだけではなく、地域全体の生物多様性の維持機構を解明し、地域全体の生物多様性を保全することが重要である。本研究では、北海道江別市における多様な景観構造を持つ森林パッチを対象として鳥類の多様性を調査し、生物多様性の階層性や景観との関連性を把握することで森林を利用する鳥類の生物多様性の維持機構を解明することを目的としている。具体的には3年間で1森林パッチの景観構造の定量化、2鳥類の多様性の把握、3生物多様性の階層性と景観との関連性の分析を行うことを計画した。平成26年度は、まず江別市における基盤情報に関してGISデータベースの構築を行った。同時に、衛星画像(ALOS2)を用いた画像分析を行い、森林パッチのGISデータを作成した。作成したGISデータを基に、調査地の選定(82箇所)を行い、森林の分布や空間配置などの基本的な景観構造を定量化した。また、選定した82箇所の調査地においてICレコーダーを用いた鳥類相の調査を行い、各調査地点における鳥類相を把握した。得られた鳥類相のデータを用いて、地域スケール・景観スケールで鳥類の生物多様性の維持機構を評価した結果、地域スケールでは景観の非代替性は低い結果を示した。また景観スケールでは構造の不均質性により種の多様性を維持している傾向を示した。この成果は野生生物と社会学会において発表した。本研究は、北海道江別市の森林パッチにおいて、指標生物である鳥類を対象として、1生物多様性の階層性や関連性、2生物多様性と景観との関連性を評価することで、森林を利用する鳥類の生物多様性の維持機構を解明することを目的とした。その結果、江別市全体(地域スケール)と景観スケール(森林・農地・市街地)ごとにα・γ・β多様度を算出した。地域全体では22科50種の鳥類が記録され、景観別では森林景観においてパッチ別の平均種数であるα多様性が最も高く、農地景観と市街地景観では同様の値を示した。続いて、Diversity Partitioningを用いて景観と鳥類の多様性の関係を分析した。地域スケールにおける多様性の維持機構では、広大な面積と多様な構造を持つ野幌森林公園のような森林景観では農地・市街地景観と比較して多様な種が生息している、つまり地域のβ多様性は大きくなると予測していたが、γ多様性へのα多様性の寄与が大きい傾向を示した。これより、北海道江別市の森林パッチを利用する鳥類の多様性は、野幌森林公園のような特定の森林景観により維持されているのではなく、景観の非代替性(Irreplaceability)は低いと考えられた。景観スケールにおける多様性の維持機構では、比較的均質な構造の森林パッチが多い農地・市街地景観では、多様な構造を持つ野幌森林公園のような森林景観と比較してβ多様性は低くなると予測していたが、全ての景観においてγ多様性へのβ多様性の寄与が比較的大きい傾向を示した。これより、北海道江別市の森林パッチを利用する鳥類はすべての景観において構造の不均質性(Heterogeneity)により種の多様性を維持していると考えられた。本研究では、1森林パッチの景観構造の定量化、2鳥類の多様性の把握、3生物多様性の階層性と景観との関連性の分析を実施することを予定している。森林パッチの景観構造の定量化については、衛星画像や空中写真から分析を進めている。また、鳥類の多様性の把握については、67地点の森林パッチにおける鳥類の種組成情報が着実に蓄積できているが、ICレコーダーにより得られたデータの一部については、鳥類の種組成データの作成には至っていない。生物多様性の階層性と景観との関連性の分析については、現在得られている鳥類の多様性情報から階層性に関する解析が終了し、来年度は森林パッチの景観構造との関係を分析する予定であり、順調に研究は実行されている。一方、得られた成果の学会発表を特段な事情により急遽キャンセルした。以上より、研究全体として「おおむね順調に進展している」と評価した。そこで本研究では、森林における指標生物である鳥類を対象として、1生物多様性の階層性や関連性、2生物多様性と景観との関連性を評価することで、森林を利用する鳥類の生物多様性の維持機構を解明することを目的とした。調査は北海道江別市において景観(森林・農地・市街地)の異なる緑地・森林パッチにおいて設定した計32か所のパッチ内の120地点で実施した。

鳥類相の把握は、森林性の鳥類に関して有用な調査手法とされているICレコーダーを用いた音声解析により行った。多様性の維持機構を推定するために、異なる2つのスケール(パッチ・サイト)でα多様性、β多様性を算出し比較した。さらに、鳥の種数と景観に関する環境要因との関係を2つのスケール(パッチ・サイト)でGLMMを用いて分析した。その結果、江別市全体で47種の森林や緑地を利用する鳥類が確認され、江別市における鳥類の生物多様性は景観の不均質性より野幌森林公園という大きな面積の森林により支えられていることが明らかになった。一方、江別市の鳥類の多様性を支えている野幌森林公園内においても場所により鳥類の多様性は異なることが明らかになったが、野幌森林公園内の種数の違いに影響している要因は明らかにすることができなかった。そのため、森林内における多様な構造を評価できる要因を検討し、種数だけでなく形質などの機能的多様性の評価も考慮した分析が今後必要であると考えられた。野生生物との共生を含めた生物多様性の保全を実現するための社会的枠組みにおいて、生物多様性を質的・面的に評価することが重要である。そこで本研究では、北海道江別市を対象として、森林を利用する鳥類の生物多様性の維持機構を解明するために、ICレコーダーを用いた音声解析により鳥類の種組成を把握し、生物多様性の階層性、生物多様性と景観との関連性を評価した。その結果、32箇所のパッチ(120調査地点)で47種の鳥類が確認された。生物多様性の階層性や景観との関連を分析した結果から、江別市における鳥類の生物多様性は景観の不均質性より野幌森林公園という大きな面積の森林により支えられていることが明らかになった。平成26年度は、基盤情報に関してGISデータベースの構築、衛星画像を用いた画像分析、森林の分布や空間配置などの基本的な景観構造を定量化、鳥類相の調査を行うことを計画した。GISデータベースの構築と衛星画像の画像分析により得られた成果から、計画通りに江別市における基本的な景観構造を定量化を行った。また鳥類相の調査はICレコーダーを82箇所に調査地に設置し、音声データを収集した。多くの調査地(約60箇所)については音声データを分析し、鳥類相を把握することができた。しかし、一部の調査地(約20箇所)については、研究補助員を十分に確保できなかったことから音声データのみの記録にとどまった。以上より、現在までの達成度は、おおむね順調に進展していると考えられる。鳥類の多様性情報の蓄積、森林パッチの景観構造の定量化は予定通り進んでいるため、生物多様性の階層性と景観との関連性の分析を取りまとめ、学会発表・論文化を推進していく。そのため、ICレコーダーにより得られた鳥類の多様性情報に関して、研究補助員の協力を得ながら早急に分析して鳥類の種組成データを完成させる。また、生物多様性の階層性については現時点のデータを用いた分析が終了しているため、全ての鳥類の種組成データの完成後、再度解析を行い論文化していく。また、景観との関連性の分析についても、続いて分析を実行し、学会発表・論文化を進めていく予定である。保全生物学・景観生態学鳥類相の調査に関しては引き続き調査を継続し、音声データを引き続き収集する。