hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
放射線誘導性タンパク質DdrA及びそのパラログDdrAPの構造機能解析

放射線誘導性タンパク質DdrA及びそのパラログDdrAPの構造機能解析の一環として、D. radiodurans ddrA ddrAP二重遺伝子欠失株を作製し、PCRによって標的領域の完全欠失を確認した。野生株及びこれまでに作製した3種類の欠失変異株(ΔddrA、ΔddrAP、ΔddrA ΔddrAP)を用いて、薬剤感受性試験を行った結果、ddrAP遺伝子欠失株と二重欠失株はブレオマイシンとノボビオシンに耐性を示した。また、ddrA欠失株は紫外線とナリジクス酸に僅かに感受性を示した。ddrAP遺伝破壊株は紫外線感受性を示さなかったが、二重欠失株はddrA欠失株以上の紫外線感受性を示した。さらに、3種類の遺伝子欠失株のメタンスルホン酸メチル、メタンスルホン酸エチル及び過酸化水素に対する耐性は野生株と同程度であった。これらの結果から、DdrAはDNAジャイレースのサブユニットA、DdrAPはDNAジャイレースのサブユニットBとそれぞれ相互作用することが示唆された。タンパク質の精製については、D. geothermalis ddrA構造遺伝子領域をPCR増幅したものをpET16a及びpET23bベクターにクローニングし、5'領域にHisタグを付けたddrA遺伝子、3'領域にHisタグを付けたddrA遺伝子を作製し、それぞれについてpET9aを用いてベクター交換を行い、カナマイシン耐性マーカーを持つ発現プラスミドを作製した。これらのプラスミドを用いて大腸菌BL21(DE3)をpLysSプラスミドと共に形質転換することで、発現系を構築した。IPTG誘導でタンパク質誘導した結果、N末端のHisタグを付加したDdrAタンパク質は不溶性の沈殿を形成し大量生成が困難であったが、C末端のHisタグを付加したDdrAタンパク質は易溶性で、TALONカラムを用いて大量精製することに成功した。D. radiodurans ddrA遺伝子及びddrAP遺伝子に関する3種類の欠失変異株の作製が完了し、各種薬剤に対する感受性試験も完了した。また、タンパク質の発現及び精製についても一定の目処が付いたことから、当初の計画どおり研究が進んでいる。現在、C末端のHisタグを付加したDdrAタンパク質を抗原として、抗DdrAタンパク質ポリクローナル抗体を作製中である。今後、この抗体を用いてウエスタンブロット解析を行い、細胞中におけるDdrAタンパク質の誘導について調べる予定である。また、DdrAタンパク質、DdrAPタンパク質がともにDNAジャイレースと相互作用することを示唆するデータが得られたため、2019年度にはDdrAタンパク質とDdrAPタンパク質同士の相互作用、さらにはDNAジャイレースと相互作用することが知られているDNA修復促進タンパク質PprAとの関係についても調べる予定である。放射線誘導性タンパク質DdrA及びそのパラログDdrAPの構造機能解析の一環として、D. radiodurans ddrA遺伝子及びddrAP遺伝子の欠失株を作製した。具体的には、ddrAプロモーター上流750 bp、カナマイシン耐性マーカー1,065 bp、D. radiodurans ddrA遺伝子下流領域750 bpを、4種類の異なる制限酵素切断部位タグ付きプライマーでそれぞれPCR増幅後、制限酵素処理とライゲーションでタンデムに連結したDNA断片を用いて、D. radiodurans野生株(ATCC13939)を形質転換し、ddrA欠失株を作製した。また、D. radiodurans ddrAP遺伝子についても同様にして、ハイグロマイシン耐性マーカーとすげ替えた形のddrAP欠失株を作製した。作製したddrA遺伝子欠失株はマイトマイシンCに対して中程度の感受性を示したのに対して、ddrAP遺伝子欠失株はマイトマイシンCに対して僅かな感受性を示した。パルスフィールドゲル電気泳動によるゲノム2本鎖切断修復過程の解析については、供試する細胞濃度、アガロースゲルプラグの調製、プロテイナーゼK処理及び制限酵素NotI処理の条件検討を行い、最適条件を決定した。タンパク質の精製については、D. radiodurans ddrA構造遺伝子領域をPCR増幅したものをpET9aベクターのNdeI-BamHI部位にクローニングし、大腸菌BL21(DE3)をpLysSプラスミドと共に形質転換することで、発現系を構築した。IPTG誘導でnative formのDdrAタンパク質が可溶性画分に大量に生産されていることを確認した。さらに、真核生物のDNA修復タンパク質Rad52との相同性が見られるDdrAタンパク質のアミノ酸末端から157番目の残基までからなる欠失変異型タンパク質DdrA157についても同様に、大腸菌BL21(DE3) pLysSの発現系で可溶性画分に大量に生産させることに成功した。ddrAとddrAPの二重遺伝子欠失株がまだ作製できていない。二重遺伝子欠失が細胞にとって致死的であることも考えられるが、平成29年度の実験で明らかになったマイトマイシンCに対する感受性の程度を勘案すると、二重遺伝子欠失株の取得は可能であると考えられる。

また、ddrA欠失株は紫外線とナリジクス酸に僅かに感受性を示した。ddrAP遺伝破壊株は紫外線感受性を示さなかったが、二重欠失株はddrA欠失株以上の紫外線感受性を示した。さらに、3種類の遺伝子欠失株のメタンスルホン酸メチル、メタンスルホン酸エチル及び過酸化水素に対する耐性は野生株と同程度であった。これらの結果から、DdrAはDNAジャイレースのサブユニットA、DdrAPはDNAジャイレースのサブユニットBとそれぞれ相互作用することが示唆された。タンパク質の精製については、D. geothermalis ddrA構造遺伝子領域をPCR増幅したものをpET16a及びpET23bベクターにクローニングし、5'領域にHisタグを付けたddrA遺伝子、3'領域にHisタグを付けたddrA遺伝子を作製し、それぞれについてpET9aを用いてベクター交換を行い、カナマイシン耐性マーカーを持つ発現プラスミドを作製した。これらのプラスミドを用いて大腸菌BL21(DE3)をpLysSプラスミドと共に形質転換することで、発現系を構築した。IPTG誘導でタンパク質誘導した結果、N末端のHisタグを付加したDdrAタンパク質は不溶性の沈殿を形成し大量生成が困難であったが、C末端のHisタグを付加したDdrAタンパク質は易溶性で、TALONカラムを用いて大量精製することに成功した。D. radiodurans ddrA遺伝子及びddrAP遺伝子に関する3種類の欠失変異株の作製が完了し、各種薬剤に対する感受性試験も完了した。また、タンパク質の発現及び精製についても一定の目処が付いたことから、当初の計画どおり研究が進んでいる。D. radioduransは多倍体ゲノムを持つので、二重遺伝子の完全欠失が細胞にとって致死的である場合でも、複数コピーの遺伝子の一部のみが欠失した形のHemi欠失株であれば取得できる可能性が高いため、選択マーカーの濃度等を勘案しながら、ddrAとddrAPの二重遺伝子欠失株の取得を急ぐ。現在、C末端のHisタグを付加したDdrAタンパク質を抗原として、抗DdrAタンパク質ポリクローナル抗体を作製中である。今後、この抗体を用いてウエスタンブロット解析を行い、細胞中におけるDdrAタンパク質の誘導について調べる予定である。また、DdrAタンパク質、DdrAPタンパク質がともにDNAジャイレースと相互作用することを示唆するデータが得られたため、2019年度にはDdrAタンパク質とDdrAPタンパク質同士の相互作用、さらにはDNAジャイレースと相互作用することが知られているDNA修復促進タンパク質PprAとの関係についても調べる予定である。ddrAとddrAPの二重遺伝子欠失株がまだ取得できていないため、変異原感受性試験に要する消耗品費を次年度に使用する必要が生じた。当該二重遺伝子欠失株を平成30年度に取得した後に、変異原感受性試験に要する消耗品費を使用する計画である。抗DdrAタンパク質ポリクローナル抗体がまだ取得できていないため、ウエスタンブロット解析に要する物品費を次年度に使用する必要が生じた。
一酸化窒素(NO)は植物の細胞内情報伝達物質として機能しているか?

植物における細胞内伝達物質としてのNOの機能を検討するため、特に光シグナル伝達との関連に焦点を当て以下の研究を行った。暗所適応したダイズの光独立栄養培養細胞(SB-P細胞)の培養液中にNO発生剤(sodium nitroprusside,SNP)を添加し、光やcGMPによって発現誘導されるカルコン合成酵素(chs)遺伝子のSNPによる発現誘導をノーザン分析によって調べた。その結果、chsの発現は光やcGMPによる誘導と同様のキネティクスでSNPによっても誘導され、その誘導は光やcGMPによる誘導と同様にチロシンキナーゼ阻害剤(genistein)で阻害された。また、chs以外の3種類のアントシアニン合成酵素遺伝子の発現が、光やcGMPと同様にSNPによって誘導された。従って、NOはcGMPをセカンドメッセンジャーとする光シグナル伝達経路の仲介物質として機能していることが明らかになった。NOの主要な作用点はグアニル酸シクラーゼの活性化とそれに続く細胞内cGMP濃度の上昇と考えられた。NO濃度の光照射による変動の検出は困難であるため、細胞内cGMPの濃度の変動をELISAで測定した。その結果、暗所適応させたSB-P細胞に光照射後、約10分後にcGMP濃度の一過的上昇を認めた。このことから光によるNO濃度の変化はcGMP濃度の増加に先立ち10分以内に起こることを推測した。さらに、植物からNOSをクローニングするため、動物のNOSの塩基配列の保存領域から作製したオリゴヌクレオチドをプライマーとして、数種の植物のゲノムDNAに対してPCRを行ったが、未だNOS遺伝子の単離には至っていない。以上の結果、NOが植物細胞において細胞内情報伝達物質として機能していることが推察されたが、引き続きNOSのクローニングと生化学的同定を行う計画である。
コンクリート構造物の製作過程に生じる初期応力に関する研究

コンクリート構造物の製作過程に生じる初期欠陥、特に温度応力に関する実験的研究、および理論的研究から、その初期欠陥量を明らかにする事、また初期欠陥が構造物の終局耐力に及ぼす影響を明らかにする事を目差した。成果として以下の結果が得られた。〔初期欠陥(温度応力)の発生機構に関する研究〕マスコンクリートの大型実験(長さ15m×高さ2m×巾0.3m)から、軸方向の温度変形ばかりでなく、上下方向の温度曲げ変形の存在、および、その発生メカニズムが明らかとなった。新コンクリートと拘束体の間には、理論解析から指摘されていたようにすべりのある事も確認された。初期欠陥量を推定する理論解析手法として、(a)3次元、(b)2次元アイソパラメトリックFEMプログラム、(c)有限プリズムFEMプログラムの精解法、また(d)コンペンセーションライン法、(e)コンペンセーションプレイン法の簡易法を開発した。(a)、(e)の方法は、土木学会RC示方書の中へ取り入れられた。〔温度応力によるひびわれの巾を抑制する方法に関する研究〕任意の鉄筋配置、誘発目地などにより発生するひびわれの巾がどの程度になるか推定するプログラムを、有限プリズム法により開発した。〔初期欠陥(温度応力)そのものの抑制方法に関する研究〕パイプクーリングによる熱応力低減効果を解析しうる解析コードを、任意のパイプレイアウト・冷却水流速、冷却水入口温度に対して開発した。〔初期欠陥が構造物の終局耐荷力に及ぼす影響に関する研究〕終局状態のコンクリート、および鉄筋の非線形性を考慮し、かつ初期欠陥の影響を考慮しうる弾塑性解析から、初期温度応力が20%以上の耐荷力低減をもたらす場合のある事が判明した。
大腸菌のゲノム全構造の解明

大腸菌は遺伝学的に最も詳細に解析されてきた生物であり、現在その全ゲノムの約25%の塩基配列が決定されている。しかし、これまでに塩基配列決定のなされたほとんどの部位は遺伝子およびその近傍の領域であり、遺伝子間の構造的特徴やゲノムの最小構成などについてはまだ不明の点が多い。そこで本研究は昭和62年度に発表されたKohara,Akiyama&Isono(Cell 50,495ー508,1987)の大腸菌の「整列クロ-ンバンク」を活用し、大腸菌の全ゲノム構造を解明することを究極の目標として企画された。本研究ではこの目標を達成するための種々の方法や技術を検討し、同時にそれらを使って実際にゲノム構造の解明に向けての解析を行ない、さらにこの目標を達成するためには不可欠とえられる共同研究体制のあり方を検討した。また、「大腸菌のデ-タベ-ス」を作成し、国内外の研究者およびそれらの研究者の研究動向を把握すること、およびより高効率なDNAの塩基配列決定方を確立すること、などに的を絞って検討を加えた。本年度から重点領域研究「大腸菌のゲノム全構造の解析」が発足したため、本研究はこの重点研究と重複する形となったが、重点領域研究の総括班と協力して上述した諸点の実現を図った。本研究および上述の重点領域研究により、遺伝子の存在の有無とは無関係に構造解析が行われつつあるので、今後、(1)そのような領域にも遺伝子が存在するのか、(2)存在するとすればどのような遺伝子なのか、(3)大腸菌のDNA機能をもたない「無意味な」領域があるのか、(4)ゲノムの構造を特徴づけるものは何か、などの「ゲノム解析」を行なっていくことが可能となるであろう。本年度は当初予定したように、大腸菌の「整列クローンライブラリー」をミニセットライブラリーとして整理し、それぞれのクローンのファージを個別に純化した上で5-10mlずつ調整して保存する作業を行った。さらにこれらのファージの制限酵素地図のデータを整理してデータベースとして統合すると共に、全班員の協力を得て、GenBankおよびEMBLの2大データベースに収録された大腸菌の遺伝子の塩基配列データを取捨選択し、さらにこれらのデータベースに未収録のデータについては、多くの関連する学術雑誌から文献検索を行って収集し、全体を「大腸菌の遺伝情報データベース」としてまとめる作業を行った。一方、来年度から発足する重点領域研究に向けて班員の研究を活発にするために、研究班会議を開催して情報交換と相互批判を行った。その結果、特にtRNAの遺伝子の同定および挿入配列因子の遺伝子図上の分布について重要な成果が得られた。さらに、大腸菌のゲノムの構造解析法についても多くの知見が得られ、これらをもとにして来年度以降年間数百キロベース程度の塩基配列決定が行える見通しが得られた。大腸菌は遺伝学的に最も詳細に解明されてきた生物であり、現在その全ゲノムの約25%の塩基配列が決定されている。そこで本研究は昭和62年度に発表されたKohara,Akiyama&Isono(Cell 50,495-508,1987)の大腸菌の「整列クロ-ンバンク」を活用し、大腸菌の全ゲノム構造を解明することを究極の目的として企画された。

また、「大腸菌のデ-タベ-ス」を作成し、国内外の研究者およびそれらの研究者の研究動向を把握すること、およびより高効率なDNAの塩基配列決定法を確立すること、などに的を絞って検討を加えた。本年度から重点領域研究「大腸菌のゲノム全構造の解析」が発足したため、本研究はこの重点研究と重複する形となったが、重点領域研究の総括班と協力して上述した諸点の実現を図った。本研究および上述の重点領域研究により、遺伝子の存在の有無とは無関係に構造解析が行われつつあるので、今後、(1)そのような領域にも遺伝子が存在するのか、(2)存在するとすればどのような遺伝子なのか、(3)大腸菌のDNA中に機能をもたない「無意味な」領域があるのか、(4)ゲノムの構造を特徴づけるものは何か、などの「ゲノム解析」を行なっていくことが可能となるであろう。
アメリカの「表現の自由」論の普遍性を、フェミニズムとフランスを参照して探る

アメリカの表現の自由論に関して、主に、フェミニズムとの関係や人種差別的言論についての文献を参照してきた。また、フランスの表現の自由論との関係も探り、関係する研究会にも出席した。後者については、より文献を参照し、思考をまとめる必要があるが、前者に関しては、論文の形でのアウトプットを3つ試みた。そのうち、特に以下の2つが、研究課題の予備的考察、直接的な考察に位置づけられる。1つは、日本の表現の自由に関して(インターネットにおける表現の自由と法規制の関係)論じたものである。もう1つは現在、取り組んでいるが、アメリカの表現の自由に関してであり、研究課題である特殊性について、放送に関する判決を題材として論じたいと考えている。本年度は、アメリカの「表現の自由」理論の普遍性について、第一の比較視座であるフェミニズムの観点から検証をした。具体的には、フェミニズムの議論のうち、「女性」という属性にこだわることをどのように理解するか、それが憲法解釈に如何なる影響を及ぼすか、というテーマで研究を進めた。いわゆる本質主義と呼ばれるものをどのように理解し、それを憲法解釈との関係でどのように捉えることかできるか、というのが本年度の問題設定であった。その問題設定に答えるため、ガヤトリスピヴァク(Gayatri Chakravorty Spivak)の議論を主に参照した。彼女は、「本質にまつわりリスクを引き受けること」、すなわち「本質主義を戦略的に利用すること」について論じている。彼女の議論を理解すること自体が難解な作業で、これをどのように憲法解釈との関係で取り人れるか、という点までに研究は達しなかった。そのため、論文という形でまとめることはできなかったか、貴重な研究上の蓄積を積むことはできた。また、憲法解釈にフェミニズムをどのように取り入れるかという点で、示唆的だったのが、ジェーン・ウォン(Jane Wong)であった。彼女の議論は、フェミニズムの本質主義に関する議論を、フェミニズム法学応用するもので、同時にフェミニズム法学が成立する困難さを指摘するものであった。周辺の議論をより参照し、考えを深めた上で、成果として公表したい。本年度は、上記のように、アメリカの「表現の自由」に関する議論、フェミニズムに関する議論を多く参照したが、同時に、フランス憲法に関する研究会にも参加させていただき、次年度の研究計画である、アメリカ「表現の自由」理論の普偏性を検証する第二の視座、フランスの「表現の自由」理論の研究への足がかりを整えた。次年度は、この第二の視座に取り組むとともに、本年度にやり残したアメリカの議論も同時に進めていきたいと考えている。本研究の目的は、アメリカ憲法学の「表現の自由」論における普遍性を、フェミニズムの議論とフランスの議論を参照して検討することにあるが、当該年度は、スタートラインであるアメリカの「表現の自由」論について検討することに多くの時間を割いた。それは、アメリカ連邦最高裁の判決(FCC v. FOX Television Stations, 129S. Ct. 1800(2009)をきっかけとするが、表現の内容について政府が規制をする場面で「表現の自由」という権利の性質、重要性が議論されており、そこからその普遍性にも議論の延長を見出すことができたからである。この判例について整理をすることに時間がかかり、一時は、本研究に関係がないのではとも考えたが、軌道修正し現在に至っている。具体的にいえば、この判例は放送において品位に書ける発言、言葉(いわゆるFワード)を使用することの是非が問われるものである。FCCはテレビ局に対してこうした放送を規制することが許されるのか否かが問われている。日本の放送制度とアメリカの放送制度は異なるが、日本においてもFCCのような機関を設けることが近年も議論されていたし、品位に書ける言葉も表現の自由の範疇で保護すべきなのか、引いて言えば表現の価値が低いと考えられるような表現物に対して、どのようなアプローチが憲法上妥当なのか、という問題は日米に共通して存在する。まさに、表現の自由という憲法上の権利の範疇を確定する作業であり、そこから「表現の自由」論の中身、普遍性の検討ができるのではないかと考えている。この検討は現在も進行中だが、論文にまとめる予定である。昨年度は、同時に、フェミニズムの議論を参照したが、いまのところ、この議論を本研究課題に引きつけて検討するまでには至っていない。今年度の研究に引き継ぎたいと考えている。後者については、より文献を参照し、思考をまとめる必要があるが、前者に関しては、論文の形でのアウトプットを2つ試みている。1つは、日本の表現の自由に関して(インターネットにおける表現の自由と法規制の関係)

論じたものである(近刊)。もう1つは現在、取り組んでいるが、アメリカの表現の自由に関してである。この論文は、アメリカの表現の自由について、研究課題である特殊性を放送に関する判決を題材として論じたいと考えている。この論文の後に、より研究課題に直接的にアプローチするアウトプットを計画している。研究課題は、アメリカとフランスの議論を対象とするが、後者のフランスの議論について資料の読解が遅れており、研究に十分な材料が揃っているとはいえない状況である。語学力が原因だが、地道に進めていくつもりでいる。24年度が最終年度であるため、記入しない。11で記載した、フランスの議論についての資料の読解、検討に力を入れる。これを進めるうえでの問題に、フランス語能力が挙げられるが、語学の学習も並行することで対応していきたいと考えている。このほか、9で記載したアメリカのフェミニズムの議論を当該研究課題に引きつけて検討することにも力をいれる。現在、準備している論文に引き続き取り組みながら、上記のことを行うのが、今後の推進方策である。
ヒト病態類似モデルマウス作成を介した妊娠高血圧症候群の予知・予防・治療戦略開発

妊娠高血圧症候群は、全妊婦の510%に発症し、母児の生命を脅かす。未だに原因は分からず、唯一の治療方法は妊娠の終了、つまり分娩のみである。これは早産児を生み出すことにもつながる。今回の研究資金を用いて、我々は3つの仕事を行った。一つは予知因子の探索で、モデルマウスを用いて二つの予知因子を見つけることができた。二つ目は重症化モデルマウスの新しい作製法を発見し、その解析を行った。三つ目は治療の鍵となるPlGF産生を血管内皮に対して促す薬剤を既存ライブラリーを用いて選出することができた。これらは将来、妊娠高血圧症候群の予知、予防、治療につながるものである。妊娠高血圧症候群および子癇は全妊娠の57%に発生し、日本を含む先進国ではしばしば重篤な母体、胎児への罹患と集中管理を必要とする。低医療資源国では重症化により未だに最大の母体死亡の原因である。平成25年度は、下記の2つを主に行った。1)妊娠初期発症予測因子の探索:前年度に引き続き、ヒトの検体集めを症例継続している。さらに、妊娠高血圧症候群の重症化マウスを作製しえたので、これをもとに、このマウスをもとに、早期発症の原因因子、重症化因子の探索を行った。2)既存薬ライブラリーのスクリーニング:前年度より検討したPIGF産生能の優れた薬剤を一つにまで選別を行い、それに対し、様々な面から検討を行い、現在論文報告を行っている段階である。平成24年度は、下記の3つを主たる目標とした。1)胎盤形成関連物質の強制発現系を用いて妊娠高血圧症候群の表現型を有するマウスモデルを確立し、さらにその重症化の契機となるイベントは何かを明らかにする。さらに、今まで試行していた、preliminaryな患者血清を用いた結果を踏まえて、2)妊娠初期の患者血清を大規模に集積し、この物質の測定値をブラインドで得ておき、妊娠経過を観察、妊娠高血圧症候群、子癇の発生を無介入で観察し、この物質の妊娠初期における予測能力を統計学的に明らかにする。さらに3)既存薬ライブラリーを用い、細胞を用いた実験において、PlGF産生を指標として妊娠高血圧症候群予防薬を探索、明らかにする。1)に関しては、胎盤形成に関連するある一つの因子(FactorX)に関し、モデルマウス候補の作製を行った。この表現系の解析及を行った。2)に関しては、妊娠初期の患者血清は約200ほど集積することができた。妊娠初期における予測能力の高いものの検索中である。3)に関しては、既存薬ライブラリーの中で、PlGF産生能を認める群の中をまず抽出し、その中でより産生効率の高いものを選出した。さらにその中で妊婦への投薬としてより適切と考えられる1つの薬剤の様々な角度からの解析を施行した。また、24年度分の残高分は25年度に全額を試薬、検査キット購入に使用した。平成26年度は、下記の2つを主に行った。1)妊娠初期発症予測因子の探索:妊娠高血圧症候群の重症化マウスを用いて、このマウスの血液中の血管新生因子及び、抗血管新生因子の濃度、胎児の大きさ、尿蛋白など血圧上昇以外のの評価を行った。さらに候補治療薬を投与し、その効果、副作用を評価した上で、今後学会発表、論文投稿などを行う予定である。2)既存薬ライブラリーのスクリーニング:前年度より検討したPIGF産生能の優れた26年度が最終年度であるため、記入しない。産科26年度が最終年度であるため、記入しない。研究解析をするなかで、当初予想していたものと近いデータとなり、派生する実験等で実験内容の修正、改良は行ったものの、妊娠高血圧症候群の解明という面からは概ね、順調に進んでいると考えられる。研究解析をするなかで、当初予想していたものと近いデータとなり、派生する実験等で時間の遅れは多少あるものの、おおむね、予想通りには進めることができている。25年度の実験結果を踏まえ、さらに当初予定していた実験及び、新たに派生した実験をより適切に取捨選択しながら行っていく予定である。24年度の実験結果を踏まえ、さらに当初予定していた実験及び、新たに派生した実験をより適切に取捨選択しながら行っていく予定である。
イオン誘起微小電荷による炭化ケイ素半導体デバイスの破壊機構解明

炭化ケイ素(SiC)は、その優れた物性から耐放射線性デバイスとしての応用が期待されており、そのためには、SiCデバイスのイオン照射効果を明らかにする必要がある。本研究では、SiCデバイスのイオン誘起破壊メカニズムの解明に向け、n型六方晶(4H)SiC-SBDのエピタキシャル層厚とSBD内でのイオンの飛程の関係に注目し、イオン誘起電荷量測定と数値計算を行った。その結果、予想通りイオン飛程がエピタキシャル層厚と同等の場合に、イオン誘起電荷のインパクトイオン化が促進されることを明らかにし、イオン誘起破壊現象のメカニズムの一端を解明することに成功した。パワーデバイスに放射線が入射することで誘起される微小電荷の流れが原因となる破壊現象が問題となっている。その微小電荷の流れ、つまり破壊に至るまでのダイナミクスについて実験とシミュレーションの両面から明らかにし、パワーデバイスの放射線誘起破壊現象対策への指針を示すことが本研究の目的であるる。25年度の研究計画では、半導体材料上に金属電極を設けた最も基本的な構造、且つ、パワーデバイスに多く用いられているショットキーダイオードについて、1V1kVまでの逆方向電圧を印加し、各電圧における(増幅された)イオン誘起電荷量を測定する。この収集量と印加電圧の関係より、イオン誘起電荷の増幅過程を観測する事を挙げた。そして、これらの現象を実際に観測する事に成功した。その現象は、国際会議で発表し、投稿論文としても出版された。加えて、エネルギーの異なるイオンを用いて、初期にデバイス内に生成される電荷量とその増幅率の関係も測定済みであるが、後述する測定系の制限から物理的解釈には至っていない。現状の測定系の電荷敏感型アンプの最大印加可能電圧が1kVであるために破壊現象の前兆現象は確認出来ているが、実際破壊現象は観測できていない。そこで25年度は、最大3kVまで印加可能な電荷敏感型アンプを有する測定系の開発を行う予定であった。しかし、入射イオンの種類やエネルギーを変化させることで、イオン誘起破壊の前兆現象と考えられる電荷増幅に対して支配的なパラメータを検討・抽出した結果、デバイスのエピタキシャル層の厚さと、イオンのデバイス内での飛程の関係が最も支配的で重要であると推察された。研究の効率化を考え、25年度は3kV級アンプの作製を行わず、破壊現象の観察より前述のパラメータを考慮した前兆現象のシミュレーションと確認実験を推進することとした。本結果を基に、アンプの作製を再度検討する。これまで入射イオンがSiCショットキーダイオード(SBD)内に理論的に誘起する電荷量を越えた過剰な電荷収集を観測しており,エピタキシャル層厚とイオン飛程の関係が電荷の増幅・過剰収集を左右するパラメータであるとしていたが,実験的な実証は行えていなかった.本研究では,SiCデバイスのイオン誘起破壊メカニズムの解明に向け,n型六方晶4H-SiC SBDのエピタキシャル層厚とSBD内でのイオンの飛程の関係に注目し,イオン誘起電荷量測定を行った.実験に用いたSBDは,二つのn型4H-SiC基板上にCVD(Chemical Vapor Deposition)法によってそれぞれ成長させた25 umと69 umのn型エピタキシャル層の上に作製した.イオンは,サイクロトロンからのKr 322 MeVを照射した.イオンのSiC中での飛程は27 umである.照射時SBDは逆バイアス状態に保たれており,カソードに収集される電荷量を測定した.加えて,印加バイアスを変えた測定を行うことで電荷収集量の印加バイアスによる推移も観察した.どちらのSBDの場合も400 V印加時には,理論値(約6 pC)を越えた過剰な電荷収集が観測されており,イオン誘起電荷が増幅されていると言える.このときの,SBD内の電界強度は,25 umと69 umどちらのエピタキシャル層においてほぼ同じであるが,収集電荷量の増幅率を比較すると,25 umのエピタキシャル層内に誘起される電荷は,69 umのエピタキシャル層内に誘起される電荷より大きく増幅されることがわかった.これは,エピタキシャル層厚とイオン飛程の関係が電荷の増幅・過剰収集を左右するパラメータであることを実験的示す結果と言える.炭化ケイ素(SiC)は,その優れた物性から耐放射線性デバイスとしての応用が期待されており,そのためには,SiCデバイスのイオン照射効果を明らかにする必要がある.我々は,これまで入射イオンがSiCショットキーダイオード(SBD)内に理論的に誘起する電荷量を越えた,過剰な電荷収集を観測していたが,その原因についてはよくわかっていなかった.本研究では,SiCデバイスのイオン誘起破壊メカニズムの解明に向け,n型六方晶(4H)SiC-SBDのエピタキシャル層厚とSBD内でのイオンの飛程の関係に注目し,イオン誘起電荷量測定と数値計算を行った.電荷量測定では,異なるエピタキシャル層厚(25ミクロンと69ミクロン)を持つ基板それぞれの上に作製したSBDに,加速器を用いて322 MeVのKrイオンを照射し,SBD内に誘起される電荷量の測定を行った.イオンのSBD中での飛程は27ミクロンである.照射時SBDは逆バイアス状態に保たれており,カソードに収集される電荷量を測定した.どちらのSBDの場合も400 V印加時には,理論値を越えた過剰な電荷収集が観測されており,イオン誘起電荷が増幅されていた.

このときの,SBD内の電界強度は,どちらのエピタキシャル層においてほぼ同じ(約0.18 MV/cm)であるが,収集電荷量の増幅率を比較すると,25ミクロンのエピタキシャル層内に誘起される電荷は,69ミクロンのエピタキシャル層内に誘起される電荷より大きく増幅されることがわかった.このことより,エピタキシャル層厚とイオン飛程の関係が電荷の増幅・過剰収集を左右するパラメータであると推察し,数値計算を行った.その結果,予想通りイオン飛程がエピタキシャル層厚と同等の場合に,イオン誘起電荷のインパクトイオン化が促進されることを明らかにし,イオン誘起破壊現象のメカニズムの一端を解明することに成功した.炭化ケイ素(SiC)は、その優れた物性から耐放射線性デバイスとしての応用が期待されており、そのためには、SiCデバイスのイオン照射効果を明らかにする必要がある。本研究では、SiCデバイスのイオン誘起破壊メカニズムの解明に向け、n型六方晶(4H)SiC-SBDのエピタキシャル層厚とSBD内でのイオンの飛程の関係に注目し、イオン誘起電荷量測定と数値計算を行った。その結果、予想通りイオン飛程がエピタキシャル層厚と同等の場合に、イオン誘起電荷のインパクトイオン化が促進されることを明らかにし、イオン誘起破壊現象のメカニズムの一端を解明することに成功した。当初の計画では、SBDにおけるイオン誘起電荷量の印加電圧依存性を詳細に追跡することで、破壊過程の解明を目指していたが、エピタキシャル層厚の異なる基板を用いることで、前述の電圧依存性に加えてイオンの飛程と空乏層厚の関係を直接的に知ることを可能とした.得られた情報、結果は当初の計画を超えるものであるが、計画通りの詳細な電圧依存性を取得していないなどの点から、達成度を「おおむね順調」とした.放射線工学エピタキシャル層厚の異なる基板を用いることで、前述の電圧依存性に加えてイオンの飛程と空乏層厚の関係を直接的に知ることができた.これらの情報をもとに、数値計算を用いてより詳細な物理現象の解明を進める.当初計画の通り数値計算を進めるが、実験データから、重要なパラメータを抽出できているため想定していた以上に計算効率の向上が図れる.最終的には当初の予定を超える成果が期待できる.25年度の研究計画として、半導体材料上に金属電極を設けた最も基本的な構造のショットキーダイオードについて、1V1kVまでの逆方向電圧を印加し、各電圧における(増幅された)イオン誘起電荷量を測定する。この収集量と印加電圧の関係より、イオン誘起電荷の増幅過程を観測する事を挙げた。そして、これらの現象を実際に観測する事に成功した。その現象を、国際会議で発表し、投稿論文としても出版された。測定系の制限から物理的解釈には至っていないが、エネルギーの異なるイオンを用いて、初期にデバイス内に生成される電荷量とその増幅率の関係も測定済みであり、現象の観察という観点ではほぼ達成出来たと言っていいと考えている。現状の測定系の電荷敏感型アンプの最大印加可能電圧が1kVであるために破壊現象の前兆現象は確認出来ているが、実際破壊現象は観測できていない。そこで25年度は、最大3kVまで印加可能な電荷敏感型アンプを有する測定系の開発を行う予定であった。しかし、入射イオンの種類やエネルギーを変化させることで、イオン誘起破壊の前兆現象と考えられる電荷増幅に対して支配的なパラメータを検討・抽出した結果、デバイスのエピタキシャル層の厚さと、イオンのデバイス内での飛程の関係が最も支配的で重要であると推察された。
日本環境思想史史料の基礎的研究

1いまだ未確立である日本環境思想史を構想していくために、相対的に進んでいる欧米の環境思想史研究を概観し、アルド・レオポルド、レイチェル・カーソン、リン・ホワイト・ジュニア、エルンスト・シューマッハー、アルネ・ネス、キース・トマス、キャロリン・マーチャント、ハンス・イムラー等の研究の環境思想史研究上の意義を明確にした。また、宇井純、中野孝次に始まる日本環境思想史研究の模索状況を整理するとともに、日本環境思想史研究の課題を明確にした。2日本環境思想史の基軸としての南方熊楠の環境思想の意義を明らかにし、熊楠も言及している17世紀の熊沢蕃山から近代日本の歩みとその生涯が重なる南方熊楠に至る日本環境思想史を構想し、下記の思想を取り上げその具体的記述を試みた。環境保全論の嚆矢としての熊沢蕃山、列島の実態に見合った集約的な農業生産を主張する『農業全書』及びその影響を受けた陶山訥庵の農政論、有限の資仮の身分的消費を説く荻生徂徠、消費の抑制とホリスティックな世界像を示す石田梅岩、自然と米の根源性を主張する安藤昌益、列島の開発と交易による富国の道を示し近代日本の進路を先取りしていた海保青陵と本多利明、農村復興に尽力し自然と労働に関する思索を深めていった二宮尊徳と大原幽学、人権意織に基づく公害反対運動の先駆者である田中正造、環境思想を包括的な形で示し日本環境思想史の基軸と言ってよい南方熊楠。3日本環境思想史研究のケース・スタディとして石田梅岩の思想を取り上げ、「心性ノ沙汰」、「倹約」と「正直」、「道」と「職分」、「商人ノ道」をめぐる従来の研究の不十分性を指摘するとともに、新たな解釈を示した。その中で、消費の抑制とホリスティックな世界像を示す梅岩の思想の日本環境思想史上の意義を明確にした。(1)日本環境思想史の課題を明確にするため、邦訳された文献を中心に1960年代以降の欧米の環境思想史研究の整理を行った。例えばシューマッハー『スモールイズビューティフル』(1973=76、86)、パスモア『自然に対する人間の責任』(1974=79)、ナッシュ『自然の権利』(1989=93)等が言及しているような、環境共生的な非ユダヤ・キリスト教的、非近代的諸思想への期待に、肯定的にせよ否定的にせよ日本環境思想史研究は応えなければならないのである。(2)日本環境思想史を構成する諸思想に関連する資料収集及び調査を行った。主なものは次の通りである。陶山訥庵関係-観音の里歴史資料館(滋賀県高月町)、海保青陵関係-山口県立文書館(山口市)、大原幽学関係-大原幽学記念館(千葉県干潟町)、南方熊楠関係-南方熊楠記念館(和歌山県白浜町)。(3)日本思想史資料の精査・研究を進め、日本環境思想史の具体像を描きつつそれにふさわしい資料を選択・抽出した。現時点では次のように日本環境思想史を構想している。開発が反省されるようになり、農業生産力の拡大を耕地面積のいたずらな拡大ではなく単位面積あたりの収穫量の増大に求めるようになる17世紀を起点をして(思想家としては例えば熊沢蕃山)昭和戦前期を一応の終点として(思想家としては南方熊楠)考え、さらに荻生徂徠、石田梅岩、安藤昌益、大原幽学、田中正造等の思想に注目している。

1いまだ未確立である日本環境思想史を構想していくために、相対的に進んでいる欧米の環境思想史研究を概観し、アルド・レオポルド、レイチェル・カーソン、リン・ホワイト・ジュニア、エルンスト・シューマッハー、アルネ・ネス、キース・トマス、キャロリン・マーチャント、ハンス・イムラー等の研究の環境思想史研究上の意義を明確にした。また、宇井純、中野孝次に始まる日本環境思想史研究の模索状況を整理するとともに、日本環境思想史研究の課題を明確にした。2日本環境思想史の基軸としての南方熊楠の環境思想の意義を明らかにし、熊楠も言及している17世紀の熊沢蕃山から近代日本の歩みとその生涯が重なる南方熊楠に至る日本環境思想史を構想し、下記の思想を取り上げその具体的記述を試みた。環境保全論の嚆矢としての熊沢蕃山、列島の実態に見合った集約的な農業生産を主張する『農業全書』及びその影響を受けた陶山訥庵の農政論、有限の資源の身分的消費を説く荻生徂徠、消費の抑制とホリスティックな世界像を示す石田梅岩、自然と米の根源性を主張する安藤昌益、列島の開発と交易による富国の道を示し近代日本の進路を先取りしていた海保青陵と本多利明、農村復興に尽力し自然と労働に関する思索を深めていった二宮尊徳と大原幽学、人権意識に基づく公害反対運動の先駆者である田中正造、環境思想を包括的な形で示し日本環境思想史の基軸と言ってよい南方熊楠。3日本環境思想史研究のケース・スタディとして石田梅岩の思想を取り上げ、「心性ノ沙汰」、「倹約」と「正直」、「道」と「職分」、「商人ノ道」をめぐる従来の研究の不十分性を指摘するとともに、新たな解釈を示した。その中で、消費の抑制とホリスティックな世界像を示す梅岩の思想の日本環境思想史上の意義を明確にした。
消化管癌治療に対するMR内視鏡システムを用いた新たな治療支援技術の開発

本研究では、従来の診断modalityを超えるような新たな技術としてMRIと軟性内視鏡を融合させた「MR内視鏡システム」の開発を進め、それを治療支援技術として臨床応用することを目的とした。そのため、小型の管腔内コイルを作製し、ミニブタの切除臓器および生体を用いて撮像実験を行ったところ、消化管壁の層構造のみならず、血管分布も描出でき、volume rendering imagingにより周囲臓器とともに3D画像化も可能であった。画質や、コイルの小型化とそのデリバリー方法には多くの課題を残すが、新たな治療支援技術として有用であることが示唆された。近年、食道・胃・大腸癌といった消化管癌は検診制度の普及、診断技術の向上等により、早期に発見・治療される機会が増えてきたが、内視鏡治療や腹腔鏡治療、さらにはNOTESのように可能な限り低侵襲に治療することが要求される時代となってきた。安全確実に治療を行うためには、正確な術前診断および治療支援技術が重要であるが、本研究では、CTやEUSといった従来の診断modalityを超えるような新たな技術としてMRIと軟性内視鏡を融合させた「MR内視鏡システム」の開発を進め、それを治療支援技術として臨床応用することを目的とした。具体的には、計測量の多様性、空間領域の任意選択性、軟部組織の高コントラストや無被曝性などといったMRIの優れた特徴を消化管診断に応用するために、小型の管腔内RFコイルを作製し、ミニブタの切除臓器および生体を用いて撮像実験を行った。切除胃を用いた実験では、T1強調画像において胃壁の層構造および胃壁内を漿膜層から固有筋層へと貫く貫通血管を鮮明に描出でき、生体を用いた実験においても同様の画像を描出することに成功し、volume rendering imagingにより周囲臓器とともに3D画像化も可能であった。また、食道、大腸(直腸)においては現在、筒状のコイルを作製し、撮像実験中である。画質や、コイルの小型化とそのデリバリー方法には多くの課題を残すが、消化管壁の層構造のみならず、血管分布も描出できたことは今後の研究に大きな意味があるものと考えられる。具体的には、計測量の多様性、空間領域の任意選択性、軟部組織の高コントラストや無被曝性などといったMRIの優れた特徴を消化管診断に応用するために、小型の管腔内RFコイルを作製し、ミニブタ生体を用いて撮像実験を行った。T1強調画像において胃壁の層構造を、また、造影剤の投与により、胃壁内を漿膜層から固有筋層へと貫く貫通血管を鮮明に描出することに成功し、volume rendering imagingにより周囲臓器とともに3D画像化も可能であった。食道、大腸(直腸)においても筒状のコイルを作製し、撮像実験を行っているが、コイルの感度特性に問題を残し、引き続き研究中である。今後、コイルの小型化とそのデリバリー方法などの課題を残すが、消化管壁の層構造のみならず、血管分布も描出できたことは今後の研究に大きな意味があるものと考えられる。
T細胞機能の酸化還元的制御に関わるアミノ酸トランスポーターの同定

腫瘍細胞に発現の亢進するアミノ酸トランスポーターを同定し、その機能抑制により腫瘍増殖を制御することが可能かどうかを追及することを目的として、腫瘍細胞株を用いたアミノ酸トランスポーターのcDNAクローニングを行った。ヒトテラトカルシノーマ細胞PA-1のcDNAライブラリーを作製し、マウス精巣由来のNa^+依存性中性アミノ酸トランスポーターASCT2をプローブとして240,000個のプラークをスクリーニングすることにより、25個のASCT2と、1個のASCT1を単離した。ヒトpoly(A)^+RNAを用いてノーザンブロットを行ったところ、PA-1においては、ASCT2が、比較的発現の強い腎と比して、極めて強く発現していることが明らかになり、ASCT2が腫瘍細胞に発現の亢進するアミノ酸トランスポータの候補の一つとして位置付けられた。さらに、PA-1からクローニングしたASCT1とASCT2をプローブとしてヒト腫瘍細胞株から抽出したpoly(A)^+RNAを用いてノーザンプロットを行ったところ、肺腺癌RERF-LC-OK、肺小細胞癌RERF-LC-MA、胃指環細胞癌KATOIIIは、ASCT1、ASCT2ともに発現が高く、神経芽細胞腫GOTOにはASCT2の弱い発現が見られ、ASCT1は発現せず、グリオーマKG-1-Cにはともに発現が見られず、メラノーマG-361には、弱いASCT2の発現と極めて強いASCT1の発現が見られた。また同一組織由来で分化度の異なる腫瘍細胞の比較では、ラット肝細胞3'-mRLh-2にはASCT1、ASCT2ともに発現が認められなかったが、肝細胞腫dRLh-84、肝細胞癌FAA-HTC1では、ASCT1のみ強く発現していた。以上の結果より、どのASC型中性アミノ酸トランスポーターが発現するかは腫瘍細胞により異なること、また確かに細胞の腫瘍化とともにASCトランスポーターの発現が亢進することが示された。
高品質エピタキシャル多層膜を用いた電子スピンの熱および電圧による制御

現在までにスピントロニクスの研究分野では、ナノ磁性体の磁化配置が電気伝導に影響を及ぼすことにより生じる巨大磁気抵抗効果(GMR)およびトンネル磁気抵抗効果(TMR)が発見されるとともに、その逆効果であるスピン偏極電流による磁化配置の制御が可能となり、これ用いて電流注入により記録の書き込みを行う「スピンRAM」の開発が進んでいる。これらの現象ではスピン偏極電流に伴う「スピン流」が利用されている。しかし、素子を電流で駆動するため消費エネルギーが大きいという問題がある。そごて、本研究では電流を用いないスピン流の生成に着目する。その一つは電界によるスピン流の生成である。電位勾配があるときに生じるスピン依存現象の制御と理解を目的として、H23年度はFePd薄膜における電圧効果の研究のまとめを中心に行った。H22年度にすでに、PdとFeの同時蒸着を異なる温度で行い、FePd規則合金が成長する条件を高速電子線回折強度振動のその場観察により見出した。このことにより超薄膜でありながら大きな垂直磁気異方性をもつFePd規則合金の製膜に成功した。そこで、H23年度は、これらの膜を素子へと加工することにより電圧が磁気異方性に与える効果を詳細に研究した。その結果、FePd規則合金では電界が磁気異方性に与える効果がFe超薄膜の10倍程度ととても大きく、その大きさが磁気異方性そのものと強い相関をもつことを見出した。H23はこの結果を論文にまとめてApplied Physics Lettersに掲載した。また、電圧により磁気光学効果が影響を受けることを見出した。これは電圧により表面原子層の軌道角運動量が変化した結果と考えられる。現在までにスピントロニクスの研究分野では、ナノ磁性体の磁化配置が電気伝導に影響を及ぼすことにより生じる巨大磁気抵抗効果(GMR)およびトンネル磁気抵抗効果(TMR)が発見されるとともに、その逆効果であるスピン偏極電流による磁化配置の制御が可能となり、これ用いて電流注入により記録の書き込みを行う「スピン剛」の開発が進んでいる。その一つは温度差によるスピン流の生成である。また、もう一つは電界によるスピン流の生成である。これら、温度勾配や電位勾配があるときに生じるスピン依存現象の制御と理解を目的として、H22年度はFePd薄膜における電圧効果の研究を中心に行った。具体的には、まず、PdとFeの同時蒸着を異なる温度で行い、FePd規則合金が成長する条件を高速電子線回折強度振動のその場観察により見出した。さらに、これらの膜を素子へと加工することにより電圧が磁気異方性に与える効果がこれまでのFe超薄膜の10倍程度ととても大きいことを見出した。また、熱のスピンに対する効果を研究するための熱・電位効果測定装置の設計を行った。
ワーキングメモリ容量に配慮した日本語読解指導のための基礎研究

本研究は、日本語学習者のワーキングメモリに配慮した読解指導を行うための基礎研究として、主に漢字圏・非漢字圏日本語学習者のワーキングメモリと日本語読解能力の関係を明らかにしようと試みたものである。漢字圏学習者については、香港在住の大学生を対象に、非漢字圏学習者は日本の大学に留学中のマレーシア人留学生を対象にとり、調査を行った。調査では、まず、学習者のワーキングメモリを測定するためのツールとして、香港人・マレーシア人の母語版のリーディングスパンテストと双方に共通するものとして日本語学習者版のリーディングスパンテストを作成した。同時に日本語読解能力を多角的に測定するために、3種類の読解テストを作成した。さらに、日本語学習者の日本語習熟度によってワーキングメモリと読解能力の関係性が変わるのか調べるために、日本語習熟度を簡易的に測定するためのツールであるSPOTを調査に使用した。これら6種のテストを対象者に実施し、相関を中心とした関係性を分析した。最終年度においては、漢字圏・非漢字圏学習者への調査を継続し、終了した調査の結果分析を行った。調査の結果、漢字圏日本語学習者においては、日本語習熟度が上がるにつれてワーキングメモリとまとまった文章の内容を捉える読解能力の間に相関関係が見られた。特に習熟度上位においては、その傾向が強く現れた。一方、非漢字圏日本語学習者においては、日本語習熟度が非常に高いにもかかわらず、漢字圏学習者で見られたような、ワーキングメモリとまとまった文章の内容を捉える読解能力の間に相関関係は見られなかった。両者で異なる傾向が現れ、非漢字圏学習者においてはワーキングメモリが文の認知処理により多く消費されていることが明らかとなった。これらの結果は、日本語教育学会等関連学会で発表した。本事業では大きく二つの課題を設けている。課題1.ワーキングメモリの個人差が反映される日本語読解テストがどのようなものか、明らかにする。課題2.ワーキングメモリが言語を超えて有効に働き出す日本語能力レベルを明らかにする。この二つの課題を明らかにするため、マレーシアと香港の研究協力者と共に平成28年度は以下のことを行った。実績1.「3種類の日本語読解テストの作成」1「一般テスト形式」テスト:大規模試験でも用いられている形式のテスト。決められた時間内にある程度の分量を読まなければならず、質問によって読み方が限定されるためスキミング能力を測定する。2「即時理解」テスト:ある程度まとまった分量の文を読んで内容を答えるテスト。テストスキルを排し、内容理解に集中させるため、時間制限を設けず、選択肢を本文と同時に示さない。このテストでは、まとまった分量の文章を読んで内容を理解する能力を測定する。3「連文予測」テスト:完結した一文+未完成の文が提示され続きを予測するテスト。文の続きを正しく選択するためには提示された文を正確に読む必要があり、ごく短い文章を理解する能力を測定する。実績2.「ワーキングメモリ測定のためのリーディングスパンテストの作成」調査対象となる漢字圏と非漢字圏日本語学習者のワーキングメモリを母語で測定するための中国語版リーディングスパンテストとマレー語版リーディングスパンテストを作成した。マレー語版は既に開発していたものを改訂した。また、日本語でもリーディングスパンテストを実施できるよう、日本語学習者版リーディングスパンテストも作成した。実績4.「本調査の開始」予備調査の結果を踏まえ、一部本調査を開始した。当初の計画では、28年度は調査のための各種テストを作成する予定であったが、実際は予備調査を行い、さらに一部本調査も開始することができた。良好な進捗状況であるので、今後も調査を継続し、本調査の調査対象を拡大していく。本調査は、日本国内及び香港で行う予定である。また、調査が終わったものから結果分析に入る。
天然有機化合物をモチーフとした神経細胞の分化・生長制御物質の開発

コンプラナジン類は神経細胞分化を促進する物質として単離、構造決定された。特にコンプラナジンAとDはヒト星状細胞腫細胞1321Nからの神経成長因子の分泌を促進しPC-12細胞の神経分化を促進する点で注目されている。コンプラナジン類を全合成し、構造活性相関研究を行って、生物活性発現機構を解明する端緒を得ることを目的として研究を開始した。その結果、全合成経路を利用した類縁体合成を視野に入れて、ピリジン環の縮環したビシクロ[3.3.1]ノナン骨格を短段階で大量合成可能な合成経路を確立した。そして、これを利用して光学活性なリコジンの全合成を達成し、コンプラナジンAの全合成への道筋をつけた。今回開発した手法はコンプラナジン類の全合成にとどまらず、他の含窒素天然物の合成に応用可能であろう。本年度はコンプラナジン類の全合成を達成する」二で必要な単量体の合成を詳細に検討した。Delta-バレロラクタムより合成したジエンとヒドロキシヒコリン酸より調製したジエノファイルのDiels-Alder反応を行い、望みの立体化学を有するオクタヒドロキノリンを主生成物として得た。さらに、添加物・溶媒等について検討して反応の選択性を改善した。続いてトリフラート化した後、Heck反応の条件検討を行い、収率を改善して四環性化合物を73%収率で得るこができた。これにより重要中間体である四環性化合物を大量に供給することを可能とした。この結果、我々はリコジンへと誘導可能なビシクロ[3.3.1]ノナン骨格を含む四環性化合物の構築を反応の選択性・収率の面から見てより効率的なものとした。さらに、コンプラナジン類の全合成をふまえ、四環性化合物の誘導化について検討した。ケトンのメチレンへの還元や立体選択的なメチル基の導入、脱保護の条件を確立した。この知見を活かしてリコジンのラセミ全合成を達成した。さらに、コンプラナジンの全合成に向けて光学活性な四環性化合物の合成経路の確立をする必要がある。それをふまえて、Diels-Alder反応生成物を光学活性体として合成することを試みた。本Diels-Alder反応は塩基により加速されるという興味深い知見が得られていたので、キニジンやシンコナジンなどの光学活性な塩基を用いた不斉Diels-Alder反応について検討した、Diels-Alder反応は進行するものの光学活性な反応生成物を得ることはできなかった。一方で光学活性なジエノファイルを用いた場合にはジアステレオ選択的Diels-Alder反応進行し、目的の立体化学を有するオクタヒドロキノリンを与えることを見出し、不斉合成への道筋を付けることができた。本年度はコンプラナジン類の全合成を達成する上で必要な単量体リコジンの不斉合成を達成した。Delta-バレロラクタムより合成したジエンとヒドロキシピコリン酸より調製した不斉補助基を有するジエノファイルのDiels-Alder反応を行い、望みの立体化学を有するオクタヒドロキノリンを主生成物として得た。続いてトリフラート化、Heck反応により光学活性な四環性化合物を得た。また、昨年度、確立したラセミ合成経路により同じ四環性化合物大量に合成し、二段階(加水分解、エステル化)での速度論的光学分割を試みた。種々検討した結果光学活性なメントールとの縮合により、ジアステレオ選択的Diels-Alder反応を用いた経路で得たものと同じ不斉中心を有する四環性化合物の合成に成功した。続いて、ケトンの還元、立体選択的なメチル基の導入、脱保護によりリコジンの不斉全合成を達成した。さらに、コンプラナジンの全合成に向けて光学活性な四環性化合物の連結について検討した。コンプラナジン類は二量体構造を有しているが各単量体は酸化度がそれぞれ異なる。コンプラナジンBおよびDや構造類縁体の調製を視野に入れて、モデル化合物を用いてピリジン環の段階的還元について検討した。その結果、アシルピリジニウム塩を経由して還元することで1,2および1,4-還元体を選択的合成する条件を見出した。特に、1,4-還元は高収率で反応が進行することを明らかにし、コンプラナジン類の全合成のみならず、他の生物活性を有する天然物の合成にも応用可能であることを示した。また、本還元条件は構造活性相関研究に必要な生合成で得ることのできない種々の単量体の調製を容易にする有用な方法である。