A Sulfoxide Reagent for One-Pot, Three-Component Syntheses of Sulfoxides and Sulfinamides

Sulfoxides and sulfinamides represent versatile sulfur functional groups found in ligands, chiral auxiliaries, and bioactive molecules. Canonical two-component syntheses, however, rely on substrates with a preinstalled C-S bond and impede efficient and modular access to these sulfur motifs. Herein is presented the application of an easily prepared, bench-stable sulfoxide reagent for one-pot, three-component syntheses of sulfoxides and sulfinamides. The sulfoxide reagent donates the SO unit upon the reaction with a Grignard reagent (RMgX) as a sulfenate anion (RSO-). While subsequent trapping reactions of this key intermediate with carbon electrophiles provide sulfoxides, a range of tertiary, secondary, and primary sulfinamides can be prepared by substitution reactions with electrophilic amines. The syntheses of sulfinamide analogs of amide- and sulfonamide-containing drugs illustrate the utility of the method for the rapid preparation of medicinally relevant molecules

Microbial metabolisms and calcification in freshwater biofilms

In dieser Arbeit wurden Biofilme zweier CO2-entgasender Karstwasserbäche in Deutschland, welche in ihrem Verlauf flußabwärts hohe Kalziumkarbonat-Übersättigungen erreichen, bezüglich der mikrobiellen Effekte auf die CaCO3-Fällung, Wasserchemie des Mikro- und Makromilieus, Stabile Isotopenverhältnisse und Kalktuff-Gefügebildung untersucht. In situ und ex situ Mikroelektroden-Messungen an kalzifizierenden Biofilmen, welche hauptsächlich von filamentösen Cyanobakterien aufgebaut werden, zeigen, daß unter Belichtung eine CaCO3-Fällung durch Photosynthese induziert, unter Dunkelheit dagegen eine Fällung verhindert wird. Eine Photosynthese-induzierte CaCO3-Fällung wurde ebenso bestätigt durch 45Ca-Tracer-Experimente und Massenbilanzrechnungen. Die in den Kalktuff-Stromatolithen aufgezeichneten stabilen Sauerstoff- und Kohlenstoff-Isotopenwerte ließen keinen Photosynthese-Effekt erkennen, trotz der offensichtlichen Photosynthese-induzierten Fällung. Entsprechend kann das Fehlen einer 13C-Anreichungen in Karbonatmineralen nicht als Indikator für ein Fehlen eines Photosynthese-Effektes auf eine Karbonatfällung gewertet werden Ebenso kann das Verkalkungsmuster von Cyanobakterien nicht zur Unterscheidung von Photosynthese-induzierter und physikochemisch induzierter CaCO3-Fällung herangezogen werden. Insbesondere tritt in den photosynthetisch verkalkten Kalktuff-Biofilmen anstatt Polysaccharidscheiden-Imprägnation eine -Inkrustation auf, sprich ein Verkalkungsmuster, welches vormals als Indikator für physikochemisch-erzwungene Fällung angesehen wurde. Auch wenn Kalktuff-Stromatolithen durch Photosynthese-induzierte Kalzitfällung gebildet werden, so zeigen doch Massenbilanzrechnungen, daß die Biofilmverkalkung für nur etwa 10-20% des Ca2+-Entzuges im Bachwasser verantwortlich ist, während der verbliebene Ca2+-Entzug mit physikochemischer Fällung auf Ästen und Blättern sowie in Form feinkörnige Kalzitpartikel erklärt werden muß. Entsprechend sind die Effekte einer Photosynthese-induzierten Fällung verdünnt, und damit mit herkömmlichen Wasseranalysen kaum nachweisbar, außer bei Gewässern mit geringen Fließgeschwindigkeiten. Auf der anderen Seite können endolithische Cyanobakterien-Biofilme wie auch Moose aufgrund ihrer geringeren Photosynthese-Leistung keine Kalkfällung induzieren, wie ex situ Mikroelektroden-Messungen belegen. Biofilm-freie Kalksubstrate führen trotz hoher Übersättigungen des Umgebungsmilieus zu keiner spontanen Kalkfällung, wohingegen Kalktuffbiofilme unter denselben Bedingungen eine Fällung induzieren. Dies zeigt, daß Photosynthese ein entscheidender Mechanismus zur Überwindung kinetischer Barrieren der CaCO3-Fällung ist, sogar in hochgradig übersättigten Milieus. Modellrechnungen des Photosynthese-Effekts unter verschiedenen pH, DIC und Ca2+-Konzentrationen zeigen, daß die Voraussetzungen einer Photosynthese-induzierten Karbonatfällung (1) optimale pH-DIC-Bedingungen mit niedrigem DIC-Puffereffekt, (2) ausreichende initiale Mineralsättigungen, und (3) nicht extrem niedrige Ca2+-Konzentrationen sind. Außerdem können hohe Ionenstärken eine Photosynthese-induzierte Fällung beeinträchtigen oder verhindern. Sicherlich muß auch die Photosynthese-Aktivität der Biofilme für eine Verschiebung des Karbonatgleichgewichtes auf oder in den Biofilmen hoch genug sein. Die meisten dieser Voraussetzungen lassen sich auch auf Karbonatfällungen übertragen, welche durch andere Arten mikrobieller Stoffwechselaktivität wie Sulphatreduktion induziert werden. Die Schlußfolgerung ist daher, daß die oben genannten Voraussetzungen wichtige Schlüssel für das Verständnis der Bildung und generelle Verteilung karbonatischer Mikrobialithe durch die Erdgeschichte hindurch sind

Information-transfer characteristics in network motifs

ネットワークの三角構造が担う情報伝達の役割を解明 --数理モデルから生物の情報処理メカニズムに迫る--. 京都大学プレスリリース. 2023-01-30.Information processing in biological systems is realized by the appropriate transmission of information flows over complex networks, such as gene regulatory, signal transduction, and neural networks. These information flows are affected by the input-signal characteristics and structural properties of network systems, such as the network topology, regulation rules, and intrinsic and environmental noise. Many biological networks frequently include several typical patterns called network motifs, which are considered to play important roles in biological functions. However, their information-theoretic properties, particularly the dependence of the information flows in each network on the input signal, remain poorly understood. In our previous study [Mori and Okada, Phys. Rev. Res. 2, 043432 (2020)], we developed a graphical expansion method to describe transfer entropy (TE), a measure of information flow, in Boolean networks in terms of multiple information pathways. There, the input signal was limited to a simple case, and the effect of the input-signal characteristics on TE was not clarified. In this paper, we improve our method to render it applicable to Boolean networks that receive input signals with arbitrary stochastic characteristics. Our formula expresses how TE is determined by the input-signal characteristics, the assignment of Boolean functions, and the noise magnitude. We find that, in both positive and negative feedback loops, TE hardly depends on the signal timescale. In contrast, coherent and incoherent feedforward loops show low- and high-pass filtering properties, respectively, for a time-varying signal, which is consistent with previous reports. The emergence of either low- or high-pass filtering is determined by the Fourier components of the Boolean functions on specific pathways transmitting information flows. Thus our formula reveals the mechanism of information transfer in network motifs and provides insights into the origin of information processing in biological networks

Kinetics of motile solitons in fluid nematics

Solitary waves, dubbed "solitons", are special types of waves that propagate for an infinite distance under ideal conditions. These waves are ubiquitously found in nature such as typhoon or neuron signals. Yet, their artificial generation and the control of their propagation remain outstanding challenges in materials science owing to an insufficient understanding of the experimental conditions and theoretical aspects. Herein, a generic strategy for forming particle-like solitons and controlling their kinetics in nematic fluid media is reported. The key to the realisation of the generation of solitons and the control of their kinetics is the coupling between the fluid elasticity and the background flow flux, as evidenced by experimental observations and theoretical approaches. The findings of this study enable the exploration of solitons in a wide range of materials and have technological ramifications for the lossless transport of energy or structures.Comment: Manuscript 25 pages, 6 figures, Supplementary Information 23 pages, 13 figure

静的・動的環境における通信なしマルチエージェント強化学習の協調行動を導く合理的目的設定

電気通信大学201

Semantical-coordinate Terms Detection from Hierarchical Knowledge Using Web Snippets

AbstractIn this paper, we describe a method to detect semantical-coordinate terms. We often use semantical-coordinate terms as objects of comparative validation and examples for the given term, and then linguistic expressions and knowledge processing are enriched. Semantical-coordinate terms should be hyponyms of a same hypernym, and their usage and concepts should be similar. However hierarchical knowledge is useful to view concepts, hierarchically coordinate terms are sometimes inappropriate as semantical-coordinate terms for our suppositions, because some of them might have multiple hypernyms and general perceptions of the terms are not taken in the consideration. On the other hand, using only Web context to detect semantical-coordinate terms, concepts of the terms are not taken in the consideration while public perceptions and their usages might be incorporated. Therefore we propose hybrid method using both hierarchical knowledge and Web snippets. We conducted bench scale tests to detect semantical-coordinate terms of some terms and discuss about the results in this paper. Through the tests and discussions, we confirmed that the semantical-coordinate terms detected by our proposed method were not only hierarchically but also semantically and intuitively appropriate

セイヤク サンギョウ ニオケル ゲンカイ シホン セイサンセイ ノ ケイソク ト ブンセキ

In　some　economic　analyses，　productivity　ls　estimated　by　input　data　defined　by tangible　resources　such　as　labor　and　capital　stocks．　For　industrial　growth， however，　firms　need　not　only　tangible　resources　but　also　intangible　ones． 　　In　the　pharmaceutical　industry，　research　and　development（R＆D）investment　is acritical　expenditure　affecting　future　productivity．　The　future　return　to　R＆D investment　is　generated　by　future　inventions；in　other　words，　present　R＆D investment　provides　the　source　of　new　technology　and　new　products．　In　addition， new　products　and　new　technologies　require　accumulation　of　the　results　of　R＆D investment．　That　is　the　intangible　asset　called　knowledge　capital　stock． 　　In　this　paper，　I　estimate　marginal　capital　productivity　from　the　view　of　intan・ gible　capital　stocks．　I　found　that　the　marginal　capital　productivity　of　both tangible　capital　and　knowledge　capital　have　been　falling　steadily　over　a　number of　years．研究ノート(Note