京都工芸繊維大学 産学公連携推進センター

■研究・技術のプロセス／研究事例

①ガラス－金属複合材料においてはガラスと金属間の高い接合強度が要求されます。新たなガラスと金属の組み合わせに対して、高い接合強度を得るために必要なガラス組成、密着剤の選定に対する指標を与えます。
②また、この指標の妥当性を検討するために接合強度の評価法を確立します。

■研究の概要

　分子末端に種々の反応性基が導入されたポリマーならびにオリゴマーは、多分岐構造の組織構造体、表面が多数のポリマーブラシで覆われたコア－シェル型ポリマー微粒子、各種の刺激応答性ポリマーの創製に有用であるのみならず、汎用有機材料の表面改質や化学変換による高付加価値化においても重要な役割を果たす化合物です。本研究では、高次の機能発現を指向した先端有機材料のビルディングブロックとして、分子内の所定の部位に目的の反応性基や機能基を導入し、さらに分子量や分子量分布が制御されたポリマーを精密合成するとともに、機能特性評価を行うことを目的としています。

■研究の概要

　超大規模集積回路（ULSI）の高集積化及び高機能化が進む中、半導体デバイス作製に関わる微細加工・薄膜形成技術において、プラズマプロセスの高精度制御が次なるブレイクスルーを生む鍵となっています。
　次世代ULSIに登場する高誘電率ゲート絶縁材料や電極材料などをナノメートル精度で成形する微細加工技術をはじめ、超高速演算処理プロセッサ作製において重要な工程となる低誘電率薄膜形成技術など、未来社会を担う情報処理素子を実現するプラズマプロセスの研究開発を行っています。
　半導体プロセスに用いられる反応性プラズマは既存の材料加工に適用されるのみならず、これまでにない全く新しい材料を生み出す可能性をも秘めています。ちょうど宇宙空間でこの地球という天体が生まれたように、プラズマという媒質中でこれまでにない条件での物質形成が可能です。室温プラズマ中で自発的にナノダイヤモンドが形成され、ミクロな物質へと成長していくのがその一例です。プラズマという熱的非平衡環境を積極的に利用し、ナノテクノロジーの要素技術を確立することを目指しています。一方で、プラズマ中の微粒子の振る舞いは結晶物質の原子のそれと似ており、微粒子によって形成されるクーロン結晶は新しい材料として注目されています。ドイツ・ロシア研究チームとの国際協力により国際宇宙ステーションでの実験に参加し、日本のモジュールであるきぼう（JEM）での実験を目指すべく航空機での無重力実験にも取り組んでいます。
　また、プラズマを用いて殺菌をすることもできます。あらゆるプラズマを駆使し、半導体先端材料の加工から、超微粒子の形成、宇宙、バイオ・医療分野まで、あらゆる材料とプロセスに挑戦します。

■研究の概要

■背景
　〇核酸医薬品
　遺伝子の突然変異が原因でおこるがんや、ある種の重篤な疾患の原因である遺伝子の活性を、分子レベルで制御する方法が、注目されています。とくにsiRNAが発見されて以降、世界中の製薬会社やベンチャー企業が核酸医薬品の開発に力を入れています。我々の研究グループでも、これまでに特定の遺伝子の発現を特異的に、高効率に制御することのできる分子を報告しています。
■目的
　〇有機化学反応と核酸医薬の融合
　細胞中で特定のmRNAと、配列選択的に共有結合を形成することのできる核酸医薬品の開発を行います。また、開発した核酸医薬品を用いることにより、mRNAがコードする特定タンパク質の発現の制御を行います。
■内容
　〇核酸そのものの反応性を利用した戦略
　細胞内に存在するDNAやRNAは、(比較的安定な分子であるものの)様々な反応性置換基を有しているため、特有の反応性を示します。そこで、生体条件下で起きる核酸塩基の反応を利用した分子プローブの開発を行いました。
　〇2+2光環化反応の利用
　光反応性核酸塩基(Psoralen nucleoside)を合成し、DNA中のチミジン塩基と選択的に反応するプローブの開発に成功しました。
A. Kobori; K. Takaya; M. Higuchi; A. Yamayoshi; A. Murakami.
Synthesis a n d Photo-induced Cross-linking Reactions of4,5',8-Trimethylpsoralen-incorporated Oligodeoxyribonucleotide. Chemistry Letters, 2009, 38, 272-273.
　〇核酸塩基のアミノ基選択的反応の利用
　シトシンやアデニンが正面に存在するときだけ反応する光感受性アンチセンス核酸を開発し、遺伝子の発現制御に応用します。)
■応用
　〇標的たんぱくの発現制御
　mRNAの発現を時空間的に制御することにより、様々なタンパク質の発現制御を行います。
■将来展望
　〇次世代のがん治療法の開発
　光感受性の抗がん剤を開発することにより、正常細胞には影響を及ぼさず、光照射をしたがん細胞のみに効果を現す次世代のがん治療薬の開発を目指します。

■研究の概要

　高分子物質は今日の現代社会を支える基盤材料の1つとして、大変重要な役割を担っています。高分子は分子構造を的確に制御することにより、精緻で多様な特性や機能を発揮できます。そのため、IT分野、エネルギー分野、生活・環境分野等さまざまな分野で高分子の活躍が益々期待されています。そこで反応性オリゴマーの化学を中心に、新構造高分子の設計と機能化、物質表面の制御と機能化、有機－無機複合材料開発について研究しています。