hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
メタロチオネインによる発現制御を受ける遺伝子群の検索とその発現調節機構の解明

メタロチオネイン(MT)欠損により発現変動を示す遺伝子のDNAマイクロアレイ法による検索及び解析を昨年度に引き続き行った。その結果、対照マウスに比べMT欠損マウスの肝臓では19遺伝子の発現量が上昇しており、また10遺伝子では発現量が減少していた。各遺伝子産物の有する特徴から、エネルギー代謝(脂肪酸代謝、糖代謝等)、酸化ストレス、及び免疫系に関連する遺伝子の発現が変動していると考えられ、中でもエネルギー代謝関連遺伝子の増減が多く認められた。従ってエネルギー代謝に大きな変動が生じている可能性があり、その増減パターンからエネルギー産生が亢進しているもののその消費が抑えられ、体内に保持する方向に変動しているものと思われる。さらに腎臓についても同様のマイクロアレイ解析を行ったところ、28遺伝子で発現量の上昇が認められ、また15遺伝子で発現量が減少していた。これら遺伝子産物の機能的分類も試みた結果、肝臓よりも細分化されたもののエネルギー代謝関連遺伝子が主要カテゴリーであると考えられた。従って腎臓においても肝臓と同様な変動が生じているものと思われる。なお両臓器で共通して変動が認められた遺伝子は、発現量上昇遺伝子で6個、発現量減少遺伝子で1個であったが、エネルギー代謝関連遺伝子のうち両臓器で共通していたものは僅か2個であった。このことはMTによる遺伝子発現の影響がエネルギー代謝系においては肝臓と腎臓では異なるものと思われる。MT欠損による肥満しやすさを示唆する報告や、MTのエネルギー代謝への関与を強く示す報告もあることから、MTはエネルギー代謝関連遺伝子群の発現に影響を与え、MTの欠損により代謝系統が変動し、エネルギーを体内に保持する方向に変動している可能性が考えられる。以上得られた結果について現在投稿準備中である。研究代表者は、メタロチオネイン(MT)が欠損することにより発現量が低下する遺伝子(NM31)を見出し、NM31の発現がMT欠損細胞にMT遺伝子を再導入することにより再び認められるようになることから、MTによる遺伝子発現調節という本蛋白質の新しい生理機能を示唆する知見を得ている(FEBS Letter,479,146,2000)。しかしNM31は正常細胞中での転写量が低いため、このことがMTによる転写調節機構を解明するための妨げとなっている。従ってMTによる遺伝子発現調節機構を解明するためには通常の発現量がNM31よりも多い標的遺伝子を同定することが必要である。そこで本年度は、最近多く利用され始めているDNAマイクロアレイ法を用い、MT欠損により発現量の変動する遺伝子群を網羅的に検索した。検討にはMT欠損マウス及びその対照マウス(共に4週齢♂)の肝臓から抽出したRNAを用い、Cy3-dCTP及びCy5-dCTPを含む逆転写反応によりラベル化cDNA probeを作製した。マイクロアレイにはAgilent社のmouse arrayを用い、本アレイ上にスポットされた約8,500種の遺伝子群の発現量を比較した。その結果、MT欠損により数種類のリン酸化酵素、及び転写因子(transcription activater factor-1)をコードする遺伝子の発現量が大きく減少しているという興味深い知見を得た。この結果が真実だとすれば、MTが遺伝子発現調節に関わっている可能性を強く示唆できる可能性もある。現在、アレイの結果について、発現量の変動する遺伝子群のクラスター解析を行っており、どの様な遺伝子が変動するのか体系的に分類できるものと思われる。また得られた結果を基に、次年度はreal time PCR法を用いた定量的な検討を行うと共に、確実に発現量が変動する遺伝子について、その転写調節機構を解明していく予定であるメタロチオネイン(MT)欠損により発現変動を示す遺伝子のDNAマイクロアレイ法による検索及び解析を昨年度に引き続き行った。
人口減少を想定した公共インフラ整備と自治体財政の持続可能性の研究

本研究は、人口減少下において、老朽化の進む公共インフラの更新投資額を試算し、自治体財政への影響を分析・検証することを主たる目的としている。ケーススタディとして兵庫県西脇市の水道インフラの更新投資額を試算し,地方公営企業として運営されている水道事業財政の持続可能性を探った。今後50年間を視野に試算したところ、現状インフラ水準を維持していくには、現在の3倍規模の投資が毎年必要であり、現行水道料金では数年先にも財源が不足することが予測された。同様の状況は全国の地方都市に当てはまる。サービス水準と料金の見直し、施設統廃合の可能性など、早急な対策の必要性が示唆される。初年度は,公共インフラの整備および維持・更新の費用とその自治体財政への影響について,人口減少を想定した上での試算および検証を行うという,本研究の関心と目的を持ちながら,一つは,先行研究のサーベイを行った。そして二つ目として,阪神間自治体の公共インフラ整備と維持・更新が財政に与えている影響について,そしてまた復旧事業が本格化しつつある東北被災地において,人口減少と財政の持続可能性を踏まえたインフラ整備が行われているかについて,ヒアリング調査とデータ収集を行った。いずれも有益な情報の蓄積を行うことはできたが,論文等の研究成果としてまとめるには至らなかった。これらの研究を進める過程で,被災地では公共インフラの一つである海岸堤防(防潮堤)が,産業復興や景観を阻害するとして,住民から反対の意見が強まるという状況に遭遇した。これはインフラ整備計画を策定するという合意形成の段階で問題が噴出したということであった。あるいはまた,公立病院や災害公営住宅といったインフラ整備では,公共工事の入札の不成立や工事費用の上昇という,やはり入口時点での問題が発生した。インフラの維持管理・更新の問題へ行く前に,被災地ではインフラの計画を立てる段階から問題が発生していたのである。そのため初年度の当研究も,住民と行政による復興まちづくりとその手段としてインフラ整備のあり方へと,否応が無く関心が向くことになり,この点での研究成果が学会発表と論文執筆につながった(13.研究発表の項を参照)。以上のような合意形成や事業着工における問題・課題を認識しながら,インフラ整備に向けての情報・知見を蓄積することができたが,これを2年目の研究において,本来のテーマである人口減少と財政持続性を踏まえたインフラ整備と維持更新のあり方へと展開させていくことを目指す。本研究は,公共インフラの更新費用を推計し,人口減少下の自治体財政へ与える影響について分析・検証することを目的としている。さらにその分析を震災で被災した自治体へと広げ,震災後の復旧事業でインフラ投資が集中したことと,その後の人口減少が自治体財政にどのような影響が及んでいるかを分析することである。東日本大震災の被災地では,街のコンパクト化を前提に復興事業を進めることに失敗していると言え,それに対する政策含意を得ることも目指す。初年度には,インフラ更新に関する先行研究のサーベイ,東北被災地(とくに気仙沼市)の復興事業とインフラ整備に関するヒアリング調査から,海岸堤防(防潮堤)や土地区画整理事業等,復興まちづくりのインフラ整備に問題があることを把握し,2年目にかけて復興政策のあり方について,一部の成果をまとめ公表した。並行して,本研究の本来のテーマであるインフラ更新投資の財政シミュレーション分析を,被災地自治体を対象に行うとしてきたが,過去のデータが十分に整備されていないことから,兵庫県西脇市の水道インフラを対象に財政シミュレーション分析を行うことにした。人口減少の進む典型的な地域であり,被災地を含めて全国の地方都市に共通する実態の把握と,インフラ事業の持続可能性を検討することが可能となった。以上から,これまで水道インフラの更新投資の実証分析を中心に行ってきたが,これに留まるのではなく,他の自治体や被災自治体へ,また水道から他の公共インフラへと分析を拡張していくことを考えている。引き続き当初計画していた中越市と奥尻町への調査を視野に入れ,研究期間を1年間延長した。本研究は、老朽化の進む公共インフラの更新投資額を推計し、人口減少の進む自治体財政への影響を分析・検証することを第1の目的としている。そして第2に、その分析の方法や結果を東北の被災地に応用し、震災後の復旧・復興事業で急拡大するインフラ投資が将来の自治体財政にどのように影響してくるかを分析し、政策的示唆を得ることを目的としている。しかしながら、東北被災地ではインフラの更新投資額を試算するうえで必要なデータを十分に確保できないこと、水道や下水道の復旧・復興事業が未だ完了していない状態にあること等から、今回の研究では被災地を対象としたインフラの復旧・更新投資額の具体的な分析までは断念し、兵庫県西脇市の水道インフラを対象としたケーススタディという形で、精緻な推計・分析を行うことに研究内容を絞ってきた。ケーススタディ(実証分析)の結果は、複数の学会発表および論文として成果を出すに至り、また分析結果は全国の地方都市が共通して抱える老朽化インフラの問題に重要な政策的示唆を与えるものとなった。また被災地のインフラ復旧・更新の問題に関しては、震災後の人口減少とコンパクト化、自治体復興計画と合意形成のあり方、そして復興まちづくりの将来像という観点から、海岸堤防や土地区画整理事業を中心に復興インフラ事業の問題点として整理・検証し、政策論の研究としてまとめた。これに関しても複数の学会報告および論文としての成果を得るに至った。

今後、今回の研究を延長させ、水道インフラから下水道インフラへと更新投資額の分析対象を広げ、また震災後データの蓄積がある阪神間の自治体・奥尻島・中越地方の自治体等を対象に、当時から現在そして将来に至るインフラ投資と地方財政の関係について、東北の被災自治体と比較する形で分析・検討を進めていくことを計画している。本研究は、人口減少下において、老朽化の進む公共インフラの更新投資額を試算し、自治体財政への影響を分析・検証することを主たる目的としている。ケーススタディとして兵庫県西脇市の水道インフラの更新投資額を試算し,地方公営企業として運営されている水道事業財政の持続可能性を探った。今後50年間を視野に試算したところ、現状インフラ水準を維持していくには、現在の3倍規模の投資が毎年必要であり、現行水道料金では数年先にも財源が不足することが予測された。同様の状況は全国の地方都市に当てはまる。サービス水準と料金の見直し、施設統廃合の可能性など、早急な対策の必要性が示唆される。本研究は,公共インフラや公共施設を対象に実証分析をすることを意図してきたが,具体的な成果をまとめるためには,データが整理されていることが前提になる。しかし,被災地ではデータを整理し提供してもらう状況になく,人口減少が進む地方都市のモデルとして兵庫県西脇市の水道インフラ事業を対象にケーススタディを行ってきた。その結果については,2015年度前半中に学会報告を行い,論文を完成させる予定である。また本研究を進めながら,被災地の復興事業とりわけ復興まちづくりに関わるインフラ整備については,現地調査を重ねる中で実態の把握と問題点の認識を深めることができ,その中から海岸堤防(防潮堤)をめぐる住民と行政が対立する問題について,本研究の主要テーマからやや外れるが,インフラ整備の必要性という本質的な問題であることから,研究を進め,学会報告や数本の論文・評論にまとめてきた。以上,やや遠回りをしながら研究対象を絞ってきたことから,研究成果を出すまでに予定よりも時間がかかってしまったと言える。しかし西脇市の実証分析は具体的なものであり,それを足掛かりに被災地自治体の水道インフラや他のインフラへと分析対象を広げていく余地が期待される。財政・公共経済研究期間を延長したことで,残りの期間には,一つには,阪神間自治体,気仙沼市,中越市,奥尻町といった被災経験のある自治体の水道インフラへと分析対象を広げ,更新投資のシミュレーション分析を行うことが考えられる。もう一つには,公共インフラの対象を水道事業から下水道事業といった他のインフラへと広げていく可能性もありうる。1年間という期間の中でアウトプットを出すには,それらの中で分析対象をどれかに絞らざるを得ないだろうが,当面,被災自治体の水道インフラの維持・更新に関心を絞っていく予定である。実証分析が可能になれば,西脇市の財政シミュレーションの分析方法を踏襲しながら,かつ比較検討も行いながらケーススタディによるシミュレーション分析を効率的に進めていく計画である。本研究は,初年度において,1.先行研究・先進自治体による試算方法の検証,2.過去の被災地の公共インフラ復旧と財政への影響の検証,3.東北の被災地における公共インフラ復旧・復興事業の実態把握,の達成を計画していた。
免疫制御機構についての理論・実験の融合的研究

自己抗原に応答性する制御性T細胞が安定的に免疫寛容を維持するためには、免疫応答のどの過程を制御することが重要であるかを、T細胞免疫応答のシミュレーションと数理モデルの計算から明らかにした。その結果、制御性T細胞が単に周囲のT細胞の分裂確率を低下させるだけでは、安定な免疫寛容維持には不十分であることが分かった。T細胞と抗原提示細胞の相互作用を増強させることが、免疫寛容を安定に維持するためにも必須であった。更に、この理論予測に基づいて、免疫応答を増強することが可能であることを、糖尿病モデルマウスや同種抗原に対するT細胞増殖応答測定により示した。免疫制御の機構における地形的見取り図モデルを提唱する。免疫系は、感染症の原因となる細菌やウイルスなど非自己に対しては迅速かつ強力な応答性を示す一方で、長期間恒常的に暴露される自己に対しては応答しない状態(免疫寛容)を保つという特徴がある。免疫寛容維持を担う制御性T細胞が必須の役割を担っているが、実際にどのような制御機構があれば、結合度の高い細胞の選択的増殖と結合度の低い細胞を多数含む多様性の維持のバランスをとることが可能であるかは不明であった。本研究では、T細胞が抗原提示細胞と相互作用することで、特定のT細胞集団が増減する変化を数理モデル化することで、T細胞と抗原提示細胞に関連するどのようなパラメーターが、結合度の高い細胞の増殖の有無に影響するかを定量的に明らかにすることに成功した。その結果は、結合の親和性が高いことや増殖応答性が高いことがT細胞増殖を促進するという、予測可能で既知の事実に加えて、複数の条件が増殖応答性・不応答性に影響することを理論的に示していた。実際に、制御性T細胞を抗原提示細胞と共培養し、T細胞増殖応答を抑制している場を顕微鏡下で観察し、またその際の抗原提示細胞の特徴を検証したところ、制御性T細胞が、単に増殖応答性を下げるだけでなく、他のパラメーターも変化させる新規機構を有していることが明らかとなった。さらに、この機構を標的にすることで、マウスに自己免疫病を誘発することにも成功しつつあり、個体レベルの免疫応答を操作できる可能性が示された。免疫応答を単純化し数理モデル化することで、応答性に関与する因子を予測し、免疫応答を制御することは、前例のない成果である。免疫応答を表現する理論モデルを作製し、その成果から免疫学的に新規性のある発見を導きだし、実験的に検証するという当初の目的は、順調に達成されつつある。理論モデルについては、予定から若干の修正を加えることで、予定以上ものを作製した。当初シミュレーションを前提としたT細胞増殖応答のモデルを構築していたが、この場合には実測不可能な不明なパラメーターが残るという問題があり、個々のパラメーターの重要性についても網羅的に検証するには限界があった。そこで、抗原提示細胞に結合するT細胞数の変化を微分方程式で表現するという数理的モデルを新たな連携研究者(寺口)と共同で作製した。微分方程式を解くことで、免疫応答に影響を与える因子を網羅的、定量的に検証することが可能となり、実際、前記シミュレーションモデルでは認識していなかった因子の重要性を新たに認識することができた。実験での検証については、概ね予定通り進捗している。制御性T細胞が単にT細胞の増殖応答性を下げているだけでなく、T-APC間の結合強度を増強させることで、免疫抑制を安定化させていることを示す結果が得られている。さらに、理論研究が示唆した介入手法を応用することで、1型糖尿病モデルマウスであるNODマウスを用いて、その自己免疫性糖尿病の発症率を増加させることが可能であることを示す結果が得られつつある。理論計算に明示される数値と実験との対応関係を定量的に保証することは難しいが、介入手法の定性的な影響を再現することに関しては成功している。免疫系の本質的な特徴は、選択的増殖と多様性の維持という2つの背反する状態のバランスを保つことが可能な点にある。病原性微生物に感染した場合には、微生物の増殖速度を上回るほど迅速かつ強力な応答を発揮する。一方で、自己抗原や花粉・食物などの無害な抗原に対しては長期間暴露され続けるにも関わらず応答しない状態を維持する。免疫寛容と呼ばれる免疫系の不応答性には、制御性T細胞と呼ばれる免疫抑制活性を有するリンパ球分画が必須の役割を担っている。制御性T細胞は他の通常のT細胞に比べて、自己抗原に対して高い親和性を持つT細胞受容体を有する率が高い。しかし、通常のT細胞中にも自己反応性T細胞受容体を持つ細胞も存在しており、その受容体の種類は重なりあっている。本研究では、制御性T細胞と通常のT細胞の抗原に対する応答確率が、自己の場合と非自己の場合で数倍異なると仮定した場合に、非自己に対する応答性を温存し、自己に対する不応答性を維持することが可能であるか、また、その際に必要な条件は何かについて、理論モデルとシミュレーションにより検証した。抗原提示細胞と相互作用する制御性T細胞が、局所でT細胞活性化を抑制するだけでなく、系全体の応答性を抑制できる場合に、確実に応答性をコントロールできることが理論的に示された。この機構を標的にすることで、自己抗原に対する免疫寛容を打破し、マウスに自己免疫性糖尿病を早期発症させることに成功した。制御性T細胞を含む免疫調節機構をモデル化し、シミュレーションすることで、抑制機構に重要な要素を明らかにする研究は、真の免疫チェックポイントを明らかにする研究であり、新規治療法開発につながる可能性を持つ重要な成果をもたらしつつある。

免疫応答を表現する多階層性数理モデルを作成し、その結果に基づいて自己免疫病をマウスに発症させる新たな手法を開発することに成功した。この理論モデルをより単純化し、実測不能なパラメーターによる影響を減らすことで、免疫応答性を決定する因子を網羅的に検証する研究を続けている。抗原提示細胞とT細胞の相互作用の変化やリンパ節内での特定の種類の特定のT細胞受容体を持つT細胞の数の変化を微分方程式の形で表現する多階層性を持つ数式モデルを作成した。これらの理論研究から導き出せる結果を実験で検証する研究も進捗している。平成29年4月に研究施設の移動があったため、動物実験の一時的な中断を余儀なくされたが、T細胞数を操作する薬剤を投与することによって、I型糖尿病モデルマウスであるNODマウスにおいて、その自己免疫性糖尿病の早期発症を0%から約50%へ増加させることができた。免疫系の本質的な特徴は、選択的増殖と多様性の維持という2つの状態のバランスを保つという点にある。病原性微生物に感染した場合には、微生物の増殖速度を上回るほど迅速かつ強力な応答を発揮する。一方で、自己抗原や花粉・食物などの無害な抗原に対しては長期間暴露され続けるにも関わらず応答しない状態を維持する。免疫寛容と呼ばれる免疫系の不応答性には、制御性T細胞と呼ばれる免疫抑制活性を有するリンパ球分画が必須の役割を担っている。制御性T細胞による免疫抑制機構は、癌治療における免疫チェックポイント阻害剤の標的となりうることから、近年益々注目されている。本研究では、自己抗原に応答性する制御性T細胞が安定的に免疫寛容を維持するためには、免疫応答におけるどのような過程に影響することが重要であるかを、T細胞免疫応答のシミュレーションと数理モデルの計算から明らかにした。その結果は、制御性T細胞が単に周囲のT細胞の分裂確率を低下させるだけでは、安定な免疫寛容維持には不十分であることを示していた。T細胞と抗原提示細胞の相互作用を増強させることが、状態を安定化させるためには重要であり、免疫寛容を安定に維持するためにも必須であることが理論研究から明らかとなった。更に、この理論予測に基づいて、免疫応答を増強することが可能であることを、糖尿病モデルマウスや同種抗原に対するT細胞増殖応答測定により示すことができた。状態の変化と安定性に着目した生命現象の理解は、Waddigtonの地形的見取り図モデルに象徴されるように細胞分化の分野では注目されている。本研究は、免疫制御の機構における地形的見取り図モデルを提唱するものであり、免疫チェックポイントの理解にも直結している。高額な免疫チェックポイント阻害薬が有効性を発揮する機構を理解することは、有効な新薬・併用療法を予測し開発する上でも有用であると期待される。自己抗原に応答性する制御性T細胞が安定的に免疫寛容を維持するためには、免疫応答のどの過程を制御することが重要であるかを、T細胞免疫応答のシミュレーションと数理モデルの計算から明らかにした。その結果、制御性T細胞が単に周囲のT細胞の分裂確率を低下させるだけでは、安定な免疫寛容維持には不十分であることが分かった。T細胞と抗原提示細胞の相互作用を増強させることが、免疫寛容を安定に維持するためにも必須であった。
腸前駆細胞の膵腺房細胞化による新しい膵外分泌機能不全に対する治療法の開発

研究の目的膵消化酵素の転写因子であるp48/ptf-1aのknockout miceは、その発生段階において内分泌組織は存在するが、膵外分泌腺が完全に欠落することから、p48/ptf-1aは、外分泌腺の分化には必須の転写因子と考えられる。種々の成熟臓器においても臓器幹細胞の存在が示唆されており、発生学的にも膵と近い腸の陰窩にも前駆細胞が存在している。低下した膵機能を腸前駆細胞から膵外分泌細胞に分化誘導することによって代償することが可能となれば、画期的な治療法になると考え、膵外分泌分化に必須の転写因子であるp48/ptf-1aを腸前駆細胞に遺伝子導入し、種々の条件下に培養することにより膵細胞へと分化誘導することを考えた。本年度の研究実績ラット胎生期の腸陰窩細胞のCell lineであるIEC-6を用いた。昨年作成したp48/prf-1aのPCR産物をCMV Promotor、Zeocin耐性遺伝子を含んだVectorにサブクローニングしたPlasmidを用い、IEC-6にLipofection法にて遺伝子導入し、Zeocin存在下に培養し、現在まで約50個のクローンを分離し、た導入が確認できず、Vectorの種類を変更しSelectionする薬剤をNeomycinに変更し、導入方法導入効率の良い薬剤に変更し、更に同時にElectroporator(CUY21(BEX. CO.,LTD))を用いてたElectroporation法による導入も現在試みたが、いずれの方法でもp48/prf-1aの発現は確認できなかった。異常より、技術的な問題なのかもしくはmp48/prf-1aそのものがapoptosisなどのdeath signalとして働き、導入されたクローン自体が生存しないのか何れかが考えられた。本年度の研究実績ラット胎生期の腸陰窩細胞のcell lineであるIEC-6を用いた。p48/ptf-1aのOpen ReadingFrameを含む975bpのPCR産物を作成し、CMV promoter, Zeocin耐性遺伝子を含んだvectorにサブクローニングした。作成したplasmidをIEC-6にlipofection法にて遺伝子導入し、Zeocin存在下に培養し、現在IEC-6/p48/ptf-1a安定発現株のクローニングを現在施行している。現在まで約50このクローンを分離し、p48/ptf-1aの発現を確認している。同時に、IEC-6にマトリゲルをコートしたシャーレをもちいて、種々の分化誘導因子を用いて膵外分泌細胞に分化誘導できないが、エラスターゼ11を膵外分泌のマーカーとしてreal time PCRを用いて検討をおこなっている。昨年作成したp48/ptf-1aのPCR産物をCMV promoter, Zeocin耐性遺伝子を含んだvectorにサブクローニングしたp1asmidを用い、IEC-6にlipofection法にて遺伝子導入し、Zeocin存在下に培養し、現在まで約50このクローンを分離し、p48/ptf-1aの発現を確認した。しかしながら、いずれのクローンも、サブクローニングした際のprimerを用いてPCRを確認したが、導入が確認できず、蛋白レベルでの発現の確認もできなかった。従って再度、vectorの種類を変更しselectionする薬剤をNeomycinに変え、再度サブクローニングを施行している。更に、導入方法も導入効率のよい薬剤に変更し、同時にElectroporator(CUY21 (BEXCo.,LTD))を用いてElectroporation法による導入も現在試みているところである。

種々の成熟臓器においても臓器幹細胞の存在が示唆されており、発生学的にも膵と近い腸の陰窩にも前駆細胞が存在している。低下した膵機能を腸前駆細胞から膵外分泌細胞に分化誘導することによって代償することが可能となれば、画期的な治療法になると考え、膵外分泌分化に必須の転写因子であるp48/ptf-1aを腸前駆細胞に遺伝子導入し、種々の条件下に培養することにより膵細胞へと分化誘導することを考えた。本年度の研究実績ラット胎生期の腸陰窩細胞のCell lineであるIEC-6を用いた。昨年作成したp48/prf-1aのPCR産物をCMV Promotor、Zeocin耐性遺伝子を含んだVectorにサブクローニングしたPlasmidを用い、IEC-6にLipofection法にて遺伝子導入し、Zeocin存在下に培養し、現在まで約50個のクローンを分離し、た導入が確認できず、Vectorの種類を変更しSelectionする薬剤をNeomycinに変更し、導入方法導入効率の良い薬剤に変更し、更に同時にElectroporator(CUY21(BEX. CO.,LTD))を用いてたElectroporation法による導入も現在試みたが、いずれの方法でもp48/prf-1aの発現は確認できなかった。異常より、技術的な問題なのかもしくはmp48/prf-1aそのものがapoptosisなどのdeath signalとして働き、導入されたクローン自体が生存しないのか何れかが考えられた。
レーザプローブ法に基づくGHz帯弾性表面波伝搬の可視化

現在の移動体通信では、限られた周波数資源を有効利用するため、高い周波数選択性を持ち、しかも小型で低損失であるGHz帯フィルタが必須であり、現在、この要求を満足し得る唯一のものとして弾性表面波(Surface-Acoustic-Wave : SAW)デバイスが多用されている。本研究では、レーザプローブ法を用いてGHz帯におけるSAW伝搬特性の可視化を試み、SAWデバイス解析用ツールとしての可能性を探索することを目的とした。まず、観測の高速化と位相情報を得るために、ナイフエッジ法をベースとしたレーザプローブ観測法の確立を目指した。通常利用されているナイフエッジや分割フォトダイオードではなく、プリズムミラーと高速フォトダイオードを組み合わせたものを用いた。また、低雑音アンプを利用すると共に入力信号との同期検波により信号を検出することによって、広帯域にわたって非常に高感度なシステムが実現でき、60dB以上のダイナミックレンジが得られている。また、振幅分布ばかりでなく、位相特性も精度良く観測されており、振動にも格段に強い等、マイケルソン干渉計に基づくものに比べて多くの点で優れていることが明らかになった。また、得られた画像によるSAW伝搬特性の定量評価も試みた。本システムの場合、位相特性も精度良く観測できることから、空間座標に関するフーリエ変換により波数スペクトラムで表現することができる。これにより、共振モードの同定や分離、さらには電極の有無による反射率変動を補正したSAW応答の包絡線の抽出等の豊富な情報の抽出が可能である。また、それらの情報によりSAWの局所的な伝搬特性を詳細に定量評価でき、また、動画像として表現することにより波動の振る舞いを理解しやすい形に表現できることを示した。以上の様に、レーザプローブ法がSAWデバイス解析用ツールとして極めて有効であることを明らかにした。現在の移動体通信では、限られた周波数資源を有効利用するため、高い周波数選択性を持ち、しかも小型で低損失であるGHz帯フィルタが必須であり、現在、この要求を満足し得る唯一のものとして弾性表面波(Surface-Acoustic-Wave:SAW)デバイスが多用されている。本研究では、レーザプローブ法を用いてGHz帯におけるSAW伝搬特性の可視化を試み、SAWデバイス解析用ツールとしての可能性を探索することを目的としている。本年度は、観測の高速化と位相情報を得るために、ナイフエッジ法をベースとしたレーザプローブ観測法の確立を目指した。通常利用されているやナイフエッジや分割フォトダイオードではなく、プリズムミラーと高速フォトダイオードを組み合わせたものを用いた。さらに、基板表面での反射率変動によるSAW応答の変化を補正する手法についても検討した。まず、レーザ光に対して比較的低周波で振幅変調を加え、フォトダイオード出力からその周波数成分を抽出することにより試料表面における反射率変動をモニターすることができた。そこで、これによりSAW応答を規格化することにより、反射率変動の影響が低減できることが判った。現在、この補正を自動で行なうためのハードウェアとソフトウェアを開発している。また、現在、モータ駆動の微動ステージを高速に2次元移動させながら測定を行うと共に、その結果をコンピュータに収納し、さらには画像表示するソフトウェアを構築している。

現在の移動体通信では、限られた周波数資源を有効利用するため、高い周波数選択性を持ち、しかも小型で低損失であるGHz帯フィルタが必須であり、現在、この要求を満足し得る唯一のものとして弾性表面波(Surface-Acoustic-Wave : SAW)デバイスが多用されている。本研究では、レーザプローブ法を用いてGHz帯におけるSAW伝搬特性の可視化を試み、SAWデバイス解析用ツールとしての可能性を探索することを目的とした。本年度は、観測の高速化と位相情報を得るために、ナイフエッジ法をベースとしたレーザプローブ観測法の確立を目指した。通常利用されているやナイフエッジや分割フォトダイオードではなく、プリズムミラーと高速フォトダイオードを組み合わせたものを用いた。また、低雑音アンプを利用すると共に入力信号との同期検波により信号を検出することによって、広帯域にわたって非常に高感度なシステムが実現でき、60dB以上のダイナミックレンジが得られている。また、振幅分布ばかりでなく、位相特性も精度良く観測されており、振動にも格段に強い等、マイケルソン干渉計に基づくものに比べて多くの点で優れていることが明らかになった。また、得られた画像によるSAW伝搬特性の定量評価も試みた。本システムの場合、位相特性も精度良く観測できることから、空間座標に関するフーリエ変換により波数スペクトラムで表現することができる。これにより、共振モードの同定や分離、さらには電極の有無による反射率変動を補正したSAW応答の包絡線の抽出等の豊富な情報の抽出が可能である。また、それらの情報によりSAWの局所的な伝搬特性を詳細に定量評価でき、また、動画像として表現することにより波動の振る舞いを理解しやすい形に表現できることを示した。以上の様に、レーザプローブ法がSAWデバイス解析用ツールとして極めて有効であることを明らかにした。
木炭の微細構造の解析と機能性発現機構の解明

昨年度までは、1000°C以下の炭素化初期過程における木質炭素化物の微細構造の解析とその形成機構に関する研究を中心に遂行してきた。本年度は、昨年度までの研究結果を踏まえて、1000°C以上の高温熱処理過程で調製した木質炭素化物の微細構造の解析を中心に行い、低温から高温度熱処理温度域までの木質炭素化物の微細構造の形成機構について検討を行った。その結果、以下に記すような木質炭素化物の微細構造の形成機構に関する重要な知見だけでなく他の炭素材料の微細構造とも関連した新しい知見が得られた。10001800°Cの高温熱処理した木質炭素化物を顕微ラマン分光法、X線光電子分光法および透過型電子顕微鏡で分析および観察を行った結果、12001400°Cの間で炭素構造が著しく発達することが明らかになった。1600°C以上の熱処理温度域では、木質炭素化物の細胞壁の表層部の炭素構造は、細胞壁の断面部と比べて発達することが観察された。木質炭素化物の分類される難黒鉛化性炭素は、高温熱処理過程において不均一黒鉛化と呼ばれる不均一な炭素構造の形成過程を示すとされる。本研究で得られた細胞壁の表層と断面部の炭素構造の差異に関する知見は、難黒鉛化性炭素の不均一黒鉛化の形成過程と密接に関係した、重要な知見であると考えられる。現在、これらの結果は、「Structural analysis of wood carbonized at high heat treatment temperatures.」として炭素学会誌に投稿準備中である。高温熱処理木質炭素化物を顕微ラマン分光法で詳細に検討した結果、木質炭素化物の微細構造には、ダイヤモンド構造に代表されるsp^3結合炭素が存在することが明らかになった。現在、この結果は「sp^3 bonded carbon in cabonized wood.」としてCarbon誌に投稿準備中である。炭素材料の物性・機能は、微細構造および表面化学構造に起因する。しかしながら、木炭の微細構造の形成と密接に関係する炭素化過程初期過程における炭素六角網面の発達および含酸素官能基の遊離挙動は明確に示されてない。近年、HTT1000°C以下の炭素化初期段階で利用される木質系炭素化物や二次電池の負極に用いる低炭素化炭素材料の需要が増加するに従って、低炭素化炭素構造の評価を行うことが必要とされている。そこで、平成14年度は1)木質系炭素化物の表面化学構造をX線光電子分光法(XPS)により解析する際の手法を確立すること、2)原料樹種、炭素化条件の異なる木質系炭素化物を解析し、キャラクタリゼーションを行うこと、3)炭素化初期過程における微細構造の変化を可視化すること、の3つを目的として研究を遂行した。XPS解析、特にピーク分離の手法においては、木質系炭素化物において適切であると考えられる手法を確立し、木質系炭素化物の炭素六角網面の発達および含酸素官能基の遊離挙動は、原料樹種によって異なることを見出した。構造のキャラクタリゼーションにおいては、パラメーターとしてFWHM(C1s)とO1s/C1s ratioの二つを用いることで炭素六角網面と含酸素官能基の両方の状態を踏まえた表面化学構造のキャラクタリゼーションが可能であることを示した。XPS解析の結果から最も微細構造が劇的に変化していることが明らかになったHTT600800°Cで調製したスギ炭素化物についてTEM観察を行った。その結果、微細構造の構造変化は、HTT600700°Cの間で顕著に観察され、スギ炭素化物の微細構造は、アモルファス構造、リボン積層構造からなるポーラスシェル構造、高配向性積層構造の三つの微細組織からなる不均一構造であること明らかになった。また、HTT600、700°Cの試料において、チューブ状ナノ炭素構造、およびオニオン状炭素粒体のようなナノ炭素構造がそれぞれ見出された。炭素材料の諸特性を決定するナノメートルオーダーの炭素六角網面の集合様式(微細構造)および表面化学構造は、出発物質の組成および分子構造と密接に関係している。木炭は、セルロース・ヘミセルロース・リグニンの三つの主要構成成分からなる木材を原料とする。木材は、細胞壁が層状構造をなし、その中で主要構成成分が不均一に分布している。昨年度までに行った透過型電子顕微鏡(TEM)観察の結果から、木炭の微細構造が原料木材の持つ成分および組織構造の不均一性と関係している可能性が示唆された。そこで本年度は、木炭の微細構造および表面化学構造と木材の組織構造および成分との関係を明らかにすることを目的として研究を遂行した。細胞壁内部に形成される微細構造の状態および分布を可視化することを目的としてTEM観察を行った。TEM試料の調製方法は試料の任意の部位における観察が可能な超薄切片法とした。超薄切片は、エポキシ樹脂で包埋したスギ炭素化物をウルトラミクロトームで厚さ約40nmにスライスすることで調製した。400、500、700°Cで炭素化したスギの超薄切片試料をTEMで観察した結果、細胞壁内部では炭素六角網面の微結晶が無秩序に分布しており、木材細胞壁の壁層構造および構成成分の不均一性に起因する炭素構造の差異は認められなかった。

しかしながら、細胞壁の表層部において炭素六角網面の微結晶が配向している様子が観察され、木炭の微細構造は細胞壁の表層部と内部では異なることが明らかになった。表面化学構造と構成成分との関わり検討するために、スギ・セルロース・リグニン炭素化物をXPS、ラマン分光法、FT-IRから多面的に検討した。その結果、スギ炭素化物の表面化学構造は構成成分の影響を強く受けており、熱処理温度によってそれぞれの成分が表面化学構造に及ぼす影響が異なることが明らかになった。昨年度までは、1000°C以下の炭素化初期過程における木質炭素化物の微細構造の解析とその形成機構に関する研究を中心に遂行してきた。本年度は、昨年度までの研究結果を踏まえて、1000°C以上の高温熱処理過程で調製した木質炭素化物の微細構造の解析を中心に行い、低温から高温度熱処理温度域までの木質炭素化物の微細構造の形成機構について検討を行った。その結果、以下に記すような木質炭素化物の微細構造の形成機構に関する重要な知見だけでなく他の炭素材料の微細構造とも関連した新しい知見が得られた。10001800°Cの高温熱処理した木質炭素化物を顕微ラマン分光法、X線光電子分光法および透過型電子顕微鏡で分析および観察を行った結果、12001400°Cの間で炭素構造が著しく発達することが明らかになった。1600°C以上の熱処理温度域では、木質炭素化物の細胞壁の表層部の炭素構造は、細胞壁の断面部と比べて発達することが観察された。木質炭素化物の分類される難黒鉛化性炭素は、高温熱処理過程において不均一黒鉛化と呼ばれる不均一な炭素構造の形成過程を示すとされる。本研究で得られた細胞壁の表層と断面部の炭素構造の差異に関する知見は、難黒鉛化性炭素の不均一黒鉛化の形成過程と密接に関係した、重要な知見であると考えられる。現在、これらの結果は、「Structural analysis of wood carbonized at high heat treatment temperatures.」として炭素学会誌に投稿準備中である。高温熱処理木質炭素化物を顕微ラマン分光法で詳細に検討した結果、木質炭素化物の微細構造には、ダイヤモンド構造に代表されるsp^3結合炭素が存在することが明らかになった。現在、この結果は「sp^3 bonded carbon in cabonized wood.」としてCarbon誌に投稿準備中である。
イオン交換樹脂中でのイオンの溶媒和の解明と分離の選択性の解釈

イオン交換樹脂のイオン分離に関する選択性を解明するために、おもに2つの観点から検討を行った。一つは、イオン交換樹脂中でのイオンの溶媒和状態を評価するアプローチであり、他はイオン交換現象を物理的により確かなモデルによって記述するアプローチである。前者の主要な点は、平成8年度末の実績報告書に報告したので、おもに平成9年度に行われた後者の結果について詳述する。イオン交換樹脂表面を一定の荷電密度を持つ荷電表面であるとみなすと、イオン交換樹脂表面から溶液内部に向かう連続的な静電ポテンシャルを仮定することができる。イオン交換樹脂を平面とみなした場合と、円筒形の細孔を持つと仮定した場合について種々の計算を行った。また、計算と実験結果の整合性について検討を行った。単純なイオン交換の場合、静電ポテンシャルによる効果だけではイオン交換の選択性を説明できないので、表面での化学的な相互作用を仮定した。この結果、単純は化学量論から推定される関係が破綻することが認められ、実験からもこれを確認した。また、イオン交換機、あるいは対イオンがポリエーテルと相互作用する系についても同様なモデル化を行った。これらの系では、化学量論からは全く予想できない異常な挙動が実験から得られた。この以上を本研究で提案したモデルにより説明できることがわかった。このほかにも、分離系と音場の相互作用に関する検討を行い、音場によって運ばれたエネルギーが熱の形で分離系に伝わり、その結果保持を変化させ得ることを認めた。イオン交換系では、イオンの溶媒和半径によって音場による保持変化が異なり、音場が分離の新たな外部パランーターにとして使用可能であることと、保持機構の解明に音場を用い得ることが示唆された。イオン交換樹脂中での溶媒和を評価し、イオン交換の選択性とイオン溶媒和の関係を明らかにするために非水溶媒陰イオン交換について検討した。トリエチルベンジルアンモニウムイオンをイオン交換基とするものと一級のベンジルアンモニウムイオンを陰イオン交換基とするものを合成し、陰イオン交換選択性を、水、メタノール(MeOH)、アセトニトリル(AN)、N,N-ジメチルフォルムアミド(DMF)及びこれらの混合溶媒を用いてクロマトグラフ的に評価した。その結果、局在した電荷をもつイオン交換基(一級アンモニウムイオン)をもつものでは、陰イオンの脱溶媒和が強く促され、その結果電荷の局在せず脱溶媒効果の小さな四級アンモニウムイオンを用いたときに比べて、小さい(溶媒和の大きな)イオンに対する相対的選択性が高まること、溶媒のアクセプター性が小さくなるにしたがい小さなイオンに対する相対的選択性が高まること、陰イオン交換では陰イオンに対する溶媒和が選択性を支配するのに対してイオン交換基に対する溶媒和は重要ではないことなどが明らかになった。また、メタノール系で一級アンモニウムイオン型のイオン交換樹脂の選択性は、クラウンエーテルをイオン交換基に錯形成させることによって変化させることが可能であることがわかった。これは、一級アンモニウムイオンの静電場強さがクラウンエーテルとの錯形成で小さくなる、あるいは水素結合性が小さくなると考えることで説明できた。このほか、キャピラリー電気泳動法によって非水溶媒中でのヘテロ共役イオン生成定数を求められることを示し、従来不活性であると考えられている過塩素酸イオンがフェノール類などとAN中でヘテロ共役すること、ヘテロ共役にはフェノールの水酸基酸素上の電荷密度が重要であることなどを定量的に示した。

イオン交換樹脂表面を、一定の荷電密度を持つ荷電表面であるとみなすと、イオン交換樹脂の表面からバルク溶液相に向かう連続的な静電ポテンシャルを仮定することができる。イオン交換樹脂を、平面と仮定した場合と、円筒形の細孔を持つと仮定した場合について、種々の計算を行った。また、計算と実験結果の整合性について検討を行った。単純なイオン交換の場合、静電ポテンシャルによる効果だけではイオン交換の選択性を説明できないので、表面での化学的な相互作用を仮定した。その結果、単純な化学量論から推定される関係が破綻することが認められ、実験からもこれを確認した。また、イオン交換基、あるいは対イオンがポリエーテルと相互作用する系についても同様なモデル化を行った。これらの系では、化学量論からは全く予想できない異常な挙動が実験から得られた。この異常を本研究で提案したモデルにより説明できることがわかった。このほかにも、分離系と音場の相互作用に関する検討を行い、音場によって運ばれたエネルギーが熱の形で分離系に伝わり、その結果保持を変化させ得ることを認めた。イオン交換系では、イオンの溶媒和半径によって音場による保持変化がことなり、音場が分離の新たな外部パラメーターとして使用可能であることと保持機構の解明に音場を用い得ることが示唆された。
演習状況を把握し任意の状態からやり直しができるシステムの開発と評価

本研究の目的はパソコンやタブレットを用いて授業を行う講師を支援することであり、具体的には次の3点である。(1)受講者の操作ミスや間違いのきっかけとなった操作を即時に確認できるようにする(2)操作ミスを受講者と共に振り返りができるようにする(3)操作ミスの前の状態に受講者のパソコンの状態を戻しやり直しができるようにする。本年度は、上記の目的の中で未解決であった目的(2)に着手し、計画以上の成果をあげるとことができた。着手するにあたり課題と解決方法を述べる。課題は、数多くの操作履歴の中から振り返りに必要な情報をどのようにして抽出するかと、その情報を講師と学生間でどのように共有するかである。情報の抽出に関しては、アプリケーションとオペレーティングシステム間のメッセージの詳細な解析を行った。その方法として、2016年度の成果に加えメニューセレクトメッセージを新たに解析対象として取得することに成功し、ある操作を行う途中と最後の操作の区別を行うことができた。その結果、振り返りに必要のない操作の取得を、操作によっては約80%削減することに成功した。情報の共有に関しては、取得した操作履歴をサムネイルとスライドショウで確認できるWebインターフェースを開発することにより実現した。本研究の目的は,パソコンやタブレットを用いて授業を行う講師を支援することであり,具体的には、次の3点である。(1)受講者の操作ミスや間違いのきっかけとなった操作を即時に確認できるようにする(2)操作ミスなどの操作を受講者と共に振り返ることができるようにする(3)操作ミスの前の状態に受講者のパソコンの状態を戻しやり直しができるようにする本年度は,上記目的の(1)に着手をし,計画通りに遂行できた。着手するにあたりあげられ課題とその解決方法を述べる。1点目:従来のシステムでは,ある特定のソフトウエアの操作しか操作の課程を取得できなかった問題点に関して:本研究で開発したシステムは,キーボードやマウス操作と画面の遷移を関連し記録することで,すべてのソフトウエアの操作課程を蓄積するようにした。その際,画面の変更点を講師が確認しやすくなるように,画面の変更する箇所をハイライトした画像をキャプチャ画面群に挿入した。2点目:キーボード操作やマウス操作の度に操作の履歴を残すと履歴が多くなりすぎて振り返りが困難となった問題点に関して:プログラミングや文章作成中など,1回の操作あたりの画面の変更点が少ない場合には,操作の履歴を取得しないようにした。これにより,ログの蓄積量が従来の1/5程度に削減することができた。3点目:大量の操作ログの中から振り返りに必要な箇所を探しにくかった問題点に関して:ある操作をひとまとまりのものとし,それらごとに講師が振り返られるようにした。これにより,該当の操作を探すまでの時間を短縮することができた。おおむね順調に進展しており,計画通りに研究に着手していきたい本研究の目的は,パソコンを用いて授業を行う講師を支援することである。具体的には,次の3点である。(1)受講者の操作ミスや間違いのきっかけとなった操作を即時に確認できるようにすること(2)操作ミスなどの操作を受講者と共に振り返ることができるようにすること(3)パソコンの状態を操作ミスの前の状態にもどしやり直しができるようにすること本年度は,上記目的の(3)に着手し計画通りに遂行できた。本手法では,これらの実現するために,パソコン(ホストOS)上でパソコン(ゲストOS)を起動することができる仮想化技術を利用した。この技術のスナップショット機能を用いることにより,ゲストOSの任意の状態の保存と,その状態の復元が可能となる。しかし,このスナップショット機能を利用する為にはホストOSにて複雑な操作をする必要があり,この作業は授業にて演習を行う以外の操作が必要となる。本研究では,受講者の演習の負担とならないようゲストOSにて1クリックだけで状態を復元できるモジュールを開発した。さらに,講師用パソコンのスナップショットを受講者のパソコンで利用可能にするモジュールを開発した。具体的には,4つのモジュールであり,講師用または受講者用のホストOS上で動作するモジュールと,講師用または受講者用のゲストOS上で動作するモジュールであり,互いにモジュール間がデータや制御信号を送受し合うことにより,最適な学習環境を受講者に提供する。おおむね順調に進展しており,計画通りに研究に着手していきたい本研究の目的はパソコンやタブレットを用いて授業を行う講師を支援することであり、具体的には次の3点である。

本研究の目的は,パソコンやタブレットを用いて授業を行う講師を支援することであり,具体的には、受講者の操作ミスを即時に発見できるようにし,操作ミスの直前の状態にパソコンの状態を戻すことである。受講者に質問され、操作ミスやつまずきのきっかけを発見したばあい、その直前の状態にパソコンの状態を戻すことができれば、効率良く演習を行うことができる。これらに関しては、パソコン上(ホストOS)で擬似的なパソコン(ゲストOS)を利用する仮想化技術を用いる。これは、ホストOSにてゲストOSのスナップショット(パソコンの状態)を保存しておけば、ホストOSにて復元したいスナップショットを選択するだけでゲストOSのパソコンの状態を戻すことができる。この技術を演習やり直しに利用する為には、3つの課題を解決する必要がある。(1)演習を行うゲストOSとその制御を行うホストOSの両OSを使いこなす必要があり、演習以外の操作を必要とるすこと(2)スナップショットの作成、復元に時間がかかり演習の操作が中断してしまうこと(3)スナップショットを作成しないと、復元することができないことこれらの問題点を解決するために、ゲストOSからホストOSの仮想化を制御するモジュールを開発する。そのモジュールは、28年度に開発をした操作履歴取得のモジュールと連携をすることにより、ある操作ごとにスナップショットを自動で小単位で保存することにより、演習の操作を中断することなく復元可能状態を準備することを目指す。また、操作ミスの直前のスナップショットをゲストOSからの制御で復元できるようにすることを目指す。これにより受講者は、通常の演習を行うだけで任意の演習の状態に戻ることができる。これらのアイデアを実装し,有効性の検証を行い,その研究成果を学会を通じて公開することを目標とする。本研究の目的は,パソコンを用いて授業を行う講師を支援することである。研究実績の概要で記述のとおり,パソコンの状態を授業を受ける為の最適な状態することは可能となった。今後の課題として,有効性の検証があげられる。人を対象とした研究は,状況に応じて有効であるか否かが別れる。そのため対策として,複数のシチュエーションで実験をおこなうことがあげられる。理由:研究成果を発表した国際会議の開催が年度末であり帰国が新年度となったため,0以下にならないように自費にて補填したため使用計画:年度末ぎりぎりの使用を控える
結び目空間の構造と不変量の研究

結び目の構造と不変量を局所変形を通じて明らかにし,その発展として,結び目空間の構造を不変量と局所変形の観点からを究明することを目的としている。局所変形である交叉交換とAlexander多項式に関する結び目空間の構造を研究した。また,# move 1回で自明になるような合成結び目の構成方法を与えた。「研究の目的」にあるように、本研究では、結び目の構造と不変量を局所変形を通じて明らかにし、その発展として、結び目空間の構造を不変量と局所変形の観点から究明することを研究目的としている。「研究計画」にもとづいて研究を実施したところ、この研究により得られた本年度の成果は以下の通りである。Wendtが導入した局所変形である「交叉交換」と結び目不変量であるAlexander多項式に関する結び目空間の構造を研究した。結び目のAlexander多項式についてはSeifertによる特徴付けが知られている。また、自明な結び目に交叉交換1回でうつる結び目のAlexander多項式にはそれ以上の制限がないことがKondoおよびSakaiにより知られている。非自明な結び目について研究した。具体的には、三葉結び目および8の字結び目に交叉交換1回でうつる結び目のAlexander多項式の特徴付けを与えることに成功した。また、岡田雄希氏との共同研究により、この方法は、Alexander多項式がmonicである場合には適用できることがわかり、同じAlexander多項式をもつ結び目5_1,10_<132>について、特徴付けを与えることにより、交叉交換1回でうつる結び目のAlexander多項式の集合が一致せず、互いに包含関係がないことを示した。以上の結果は学術雑誌に投稿準備中である。村上斉氏が導入した#変形について、中村拓司氏との共同研究により、次のような事実を発見した。まず#変形1回で生成される局所変形をいくつか発見し、このことにより、#変形1回で自明になるような結び目のConway多項式の例をいくつかの系列で計算した。また、#変形1回で自明になるような合成結び目の系列を構成した。これらは、坂井佐久子氏の20年前の結果を一般化したものである。また、#変形によるGordian複体がConway多項式に関して均質ではないことを示した。#変形と似て非なるpass変形についても、pass変形1回で自明になるような合成結び目の系列を構成した。「研究目的」にもとづいて研究を実施したところ、この研究により得られた本年度の成果は以下の通りである。Wendtが導入した局所変形である「交叉交換」と結び目不変量であるAlexander多項式に関する構造の研究をした。同じAlexander多項式をもつ結び目5_1,10_<132>について、交叉交換1回でうつる結び目のAlexander多項式の特徴付けを、岡田雄希との共同研究で与えた。Habiro, Gusarovらが導入したCnmoveの特別な場合であるnonself Cn moveがもたらす絡み目の同値関係を、渋谷哲夫、塚本達也、安原晃との共同研究で与えた。Murakamiが導入した# moveに関する特性について、中村拓司との共同研究で与えた。以上の成果は学術雑誌に掲載、または、掲載予定である結び目図式から自然に上下交点列が得られるが、どのような列が結び目図式に対応するのかについて研究した。比嘉隆二、佐藤進、山本拓人との共同研究により、結び目図式に対応するための特徴付け、及び、三葉結び目の図式に対応するための特徴付けを与えた。結び目射影図を平面グラフと見なすとき、交点数を十分に増やすとHamiltonグラフになることがDiao-Ernst-Yuにより知られている。比嘉隆二、仲西遼との共同研究により、この交点数をどのくらい増やせばよいのかについての評価を良くした。以上の成果は学術雑誌に投稿準備中である。