hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
体幹部組織群の配置転換現象におけるファイブロネクチンダイナミクスの役割

ファイブロネクチン繊維束がVEGFシグナルの伝播に直接的に関わるかどうかを明らかにするため、(1)背側大動脈が移動を開始する時期に発現するVEGFアイソフォームを同定する。(2)VEGF164の発現を抑制するshRNAコンストラクトを脊索へエレクトロポレーションし、背側大動脈・体節・内胚葉細胞の挙動に及ぼす影響をタイムラプス観察解析する。(3)胞外基質群に依存せず自由拡散するVEGF120は、背側大動脈の細胞挙動にどのような変化を及ぼすのかを検証する。VEGF120発現ベクターと、VEGF164発現を特異的に阻害するshRNAベクターとを脊索へ共導入した胚をタイムラプス観察し、細胞挙動への影響を正常胚と定量的に比較する。(4)以上の結果を、ファイブロネクチン繊維形成を阻害した場合の細胞の挙動と比較し、VEGFシグナル伝播におけるファイブロネクチン繊維の役割を考察する。初年度と同様に、上記実験計画の遂行に必要な試薬類およびガラス・プラスチック器具の購入を行う。
結婚・出産タイミングの社会経済的要因とキャッチアップ効果に関する国際比較分析

今年度も研究目的ならびに研究実施計画に記載の通り、出生や結婚に関する社会経済的要因ならびにイベントヒストリー分析によるタイミングの研究については、論文「1970年代以降わが国のコーホート別出生関数の測定および就業上の地位にみる要因分析」としてまとめ、わが国における研究としても数少ない「出生関数」の推定まで試みました。さらに前半期はとくにコーホート・コンポーネント法による将来人口推計を独自に実施し、国内唯一の公的な国立社会保障・人口問題研究所推計との比較研究から、出生率がキャッチアップ(反転上昇)するメカニズムも明らかとなり、それに伴う政策的に設定した出生率によっては総人口の静止状態へ移行するプロセスについてもシミュレーションしました。この成果については大淵・兼清編『少子化の社会経済学』第1章「21世紀の少子化と人口動向」として公表しました。後半期にはこのような人口動向に対応したマクロ経済指標との関係に関する解析ならびに政策的な含意を導くための研究に費やしました。とくに計量的な世代重複モデル分析のひとつである世代会計分析の手法によって年金などの社会保障の政策シミュレーション分析をするとともに、流動化する労働市場への影響についても分析しました。さらにフランスやスウェーデンなどの出生率を回復させた先進諸国における出生・結婚動向を踏まえて、とくに育児支援政策を中心とした家族政策を参考にしながら、わが国の人口政策のあり方について研究しました。またこれは本研究計画には直接関連しないことですが、今回の研究を通じて、イベントヒストリー分析を用いてコーホートの動向とマクロ消費や投資との関係を計量的に明らかにするための理論的な着想を得たので、今後はこの分野の研究に今回の研究実績を活かしたいと考えています。今年度は、研究目的ならびに研究実施計画に記載の通り、少子化の進行している先進諸国の結婚や出生に関するデータ収集とコーディング作業を進めています。本格的な分析はこのような準備作業を経て次年度に予定していますが、コーディング作業の参考のためにパイロットケースとして、我が国の個票データを用いて初婚行動と第1子出生のタイミングの社会経済要因に関するプロビット分析とパラメトリック・モデルのサバイバル分析を試みました。その結果、異なる調査データをプーリングする場合、説明変数のもつ概念のわずかな違いによって統計的な有意性の確保が困難になるという問題点、コーホート分析の必要性、それぞれの経済変数間に想定される理論仮説の再検討の必要性などが明らかとなりました。同様に研究実施計画に記載の通り、イベントヒストリー分析に関する解析手法についても研究しました。特に、時間依存性の観点から変動効果と固定効果を同時にノンパラメトリックでモデル化することには統計学的に問題のあることが判明しました。しかし本研究の目的は結婚や出生に関するタイミングとその経済的要因の説明力を推定にありますので、そのような問題を解決する統計手法の開発に検討を重ねたところ、従来のサバイバル分析にフーリエ解析を組み合わせて、ベースラインハザードの区分期間ごとに共変量パラメータを推定してそれらを接続すれば、動学的な逐次決定計画の推定にも有効ではないかという知見を得るとともに、さらに別の解析的な接近として、追跡的パネルデータを利用できるなら、ベルマン最適性原理による動的計画法とマルコフ確率過程理論を組み合わせることで最適停止問題の解析手法を結婚や出生の意思決定への応用も可能ではないかという着想を得ました。これらについてはまだ着想段階ですので、次年度以降、統計的な解析手法についてさらに検討を重ねる予定です。今年度も、研究目的ならびに研究実施計画に記載の通り、先進諸国を中心とした結婚や出生に関するデータ収集ならびに解析を進めました。解析方法としては、初婚行動と第1子出生のタイミングの社会経済要因に関するプロビット分析とパラメトリック・モデルのサバイバル分析を試みました。その結果、やはり労働時間、就業状態、学歴、職種、所得といった雇用条件が結婚や出産の要因として統計的に有意であることが確認されるとともに、親との同居(パラサイト・シングル)、親の就業状態(社会威信度)といった家族関係、あるいは居住地域の都市化率といった文化的背景もその因子であることが明らかにされました。また、今年度特に重点を置いた要因としては、年金などの社会保障制度です。若年非典型労働者による第2号被保険者への未加入の増加や、いわゆる第3号被保険者問題などが個人のライフサイクルを通じて結婚結婚や出生行動を規制しているという知見が得られました。さらに、純粋に人口統計学の範囲内で、つまり経済社会的外生因子を組み込まないシミュレーション分析を試み、出生のキャッチアップ効果について計量分析したところ、将来的にその規模は小さく、出生率が反転上昇して少子化を解消するようなことはあまり期待できないという結果も得られました。しかし換言すれば、要因分析によって特的できた因子を政策的にコントロールすることができれば、誘導的に出生率を少しでも改善することも不可能ではないでしょう。なお、昨年度、ベルマン最適性原理による動的計画法とマルコフ確率過程理論を組み合わせた手法は理論的あるいは質的にはモデル化することはできたのですが、実証段階へ応用するにあたり、データ資料の限界があり、これの応用については今年度はまだ計量分析に至っておりません。

さらに前半期はとくにコーホート・コンポーネント法による将来人口推計を独自に実施し、国内唯一の公的な国立社会保障・人口問題研究所推計との比較研究から、出生率がキャッチアップ(反転上昇)するメカニズムも明らかとなり、それに伴う政策的に設定した出生率によっては総人口の静止状態へ移行するプロセスについてもシミュレーションしました。この成果については大淵・兼清編『少子化の社会経済学』第1章「21世紀の少子化と人口動向」として公表しました。後半期にはこのような人口動向に対応したマクロ経済指標との関係に関する解析ならびに政策的な含意を導くための研究に費やしました。とくに計量的な世代重複モデル分析のひとつである世代会計分析の手法によって年金などの社会保障の政策シミュレーション分析をするとともに、流動化する労働市場への影響についても分析しました。さらにフランスやスウェーデンなどの出生率を回復させた先進諸国における出生・結婚動向を踏まえて、とくに育児支援政策を中心とした家族政策を参考にしながら、わが国の人口政策のあり方について研究しました。またこれは本研究計画には直接関連しないことですが、今回の研究を通じて、イベントヒストリー分析を用いてコーホートの動向とマクロ消費や投資との関係を計量的に明らかにするための理論的な着想を得たので、今後はこの分野の研究に今回の研究実績を活かしたいと考えています。
質量分析計を基盤技術とした高感度スフィンゴ脂質分析法の開発と組織分布解析への応用

本研究の目的は、LC-MS/MS及びIMSを用い、微量組織切片中スフィンゴ脂質の含有量、細胞間濃度勾配及び分布局在を分子マッピングにて解析し、脂質メディエーターとしての作用を明らかにすることである。初めに、LC-MS/MS測定及びIMS測定に用いる組織の前処理において、ヒートスタビライザーによる組織萎縮無しにスフィンゴ脂質を安定して測定する条件を最適化し、赤脾髄及び白脾髄に含有されるスフィンゴ脂質分布の違いを明らかにした。さらに、LC-MS/MSを用いる微量がん組織におけるスフィンゴ脂質解析から、がん部におけるスフィンゴ脂質定量値とSPHKあるいはSPL発現量の相関を明らかにした。本研究の目的は、LC-MS/MS及びIMSを分析基盤技術として用いる一細胞スフィンゴ脂質評価系を開発し、微量組織切片中スフィンゴ脂質の含有量、細胞間濃度勾配及び分布局在を明らかにすることである。また、スフィンゴ脂質代謝関連分子の発現量との分布相関を分子マッピングにて解析し、脂質メディエーターとしての作用を明らかにすることである。平成27年度は、LC-MS/MSによる精密定量分析法の超高感度化を実施し、レーザーマイクロダイセクション(LMD)により切り出された組織切片に含有されるスフィンゴ脂質をヒートスタビライザーの条件を最適化することにより高い再現性で測定可能にすることに加え、IMSによるスフィンゴ脂質の相関分布解析法を構築することが目的であった。現在までに、LMDで切り出された微量組織切片中に含まれるスフィンゴ脂質を高い再現性で安定して定量することに成功した。また、IMSを用いるスフィンゴ脂質測定では、MALDIに用いるマトリックスの選択と塗布方法の検討により、一部のスフィンゴ脂質を除き、脾臓のイメージング画像を取得することに成功した。さらに、脾臓の連続切片による、H&E染色、LMD切片のLC-MS/MS測定及びIMS測定を実施したところ、赤脾髄及び白脾髄に含有されるスフィンゴ脂質分布の違いを明らかにすることに成功した。平成28年度は、より高感度且つ高精度なスフィンゴ脂質のイメージング画像を得ると共に、組織切片におけるSK、S1PR、Spns及びApoMの発現量を測定し、スフィンゴ脂質含有量の濃度勾配、分布局在との相関解析を実施する。また、これら分子の阻害剤投与若しくは発現遺伝子欠損マウスを用い、スフィンゴ脂質代謝系の変化を解析し、脂質メディエーター機能を明らかにする予定である。初めに、組織切片に含まれるスフィンゴ脂質を、高い再現性にて安定して測定することを目的とし、ヒートスタビライザーを用いた。ヒートスタビライザーは、通常95°C、1分間の加熱処理により酵素を失活させることで、代謝物の分解を抑制するが、高温で処理されるため、組織に萎縮がみられ、LMDによる正確な定量や、イメージングMSによる分布解析に適さない状態になる。そこで、初めに脾臓におけるヒートスタビライザーの温度及び時間の最適化を実施した結果、65°Cで30秒間処理した時に、組織の萎縮なく且つスフィンゴ脂質の分解を抑制することが示された。また、最適化した条件を用い、マウスの脾臓組織から連続切片を作成し、染色、LC-MS/MS及びIMS解析を実施したところ、一部のスフィンゴ脂質(スフィンゴシン等)は、赤脾髄及び白脾髄における定量値とイメージング画像の相関が観察された。以上の点は、概ね順調に進捗していると考えられる。一方、本研究に用いたIMSは、質量分解能及び感度が低いことから、組織含有濃度が低いと想定された一部のスフィンゴ脂質は、明確なイメージ画像が得られなかった。現在、高分解能を有するIMSを用いた脾臓におけるスフフィンゴ脂質のイメージング測定を実施している。また、10細胞程度の組織切片からのスフィンゴ脂質の定量は、現在までに成功しておらず、nanoLCを組み合わせる等、さらなるLC-MS/MSの高感度化が必要と考えられる。以上の成果から、目標とした110細胞に含まれるスフィンゴ脂質の定量に課題があると共に、IMS測定においても、より高感度な測定を実施する必要があると想定され、実際よりも研究が遅れていると判断している。平成28年度は、前年度のIMSによるスフィンゴ脂質測定を受け、MALDI-FTMSあるいはDESI-IMSを用いた高感度化を目指したが、何れも脾臓において必要な検出感度が得られなかった。そこで、IMSの専門家である大阪大学の新間博士に研究協力を依頼したところ、最終的には9-AAのスプレー法を組み合わせることで、最も高感度に検出できることが判った。以上の検討から、今までIMSで検出することが難しいと考えられてきたスフィンゴ脂質の中でも、特にS1Pの脾臓組織分布画像を得ることに成功した。本研究によって得られた成果は、現在論文投稿準備中である。また、一細胞スフィンゴ脂質分析を目指した研究は、nanoLCを用いたが感度向上が認められなかったため、超高速液体クロマトグラフィー(UHPLC)を用いる検討を実施した。その結果、昨年度までの手法と比較し、スフィンゴ脂質は10倍程度の検出感度上昇が認められた。現在、添加回収実験によるバリデーションを実施しており、今後一細胞分析に応用する予定である。

一方で、各種ノックアウトマウスによる、LC-MS/MS及びIMSを用いるスフィンゴ脂質測定に関しては、ノックアウトマウスが得ることが困難であったため、既に我々の研究からスフィンゴ脂質関連遺伝子発現量に差があることが判っている、ヒト肝がん組織を用いるスフィンゴ脂質解析を行った。LC-MS/MSを用いる微量がん組織におけるスフィンゴ脂質解析の結果、がん部におけるスフィンゴ脂質の定量値とSPHK1,2あるいはSPLの発現量に相関がみとめられた。現在、がん部と非がん部を含む組織を入手し、IMSによるスフィンゴ脂質分布解析を進めている。本研究の目的は、LC-MS/MS及びIMSを用い、微量組織切片中スフィンゴ脂質の含有量、細胞間濃度勾配及び分布局在を分子マッピングにて解析し、脂質メディエーターとしての作用を明らかにすることである。初めに、LC-MS/MS測定及びIMS測定に用いる組織の前処理において、ヒートスタビライザーによる組織萎縮無しにスフィンゴ脂質を安定して測定する条件を最適化し、赤脾髄及び白脾髄に含有されるスフィンゴ脂質分布の違いを明らかにした。さらに、LC-MS/MSを用いる微量がん組織におけるスフィンゴ脂質解析から、がん部におけるスフィンゴ脂質定量値とSPHKあるいはSPL発現量の相関を明らかにした。平成28年度は、初めにイメージングMS測定の高感度化を目的とし、MALDIにFourier transform (FT) MSを組み合わせた装置もしくはdesorption electrospray ionization mass spectrometry, DESI-MSにイオンモビリティを搭載した装置を用いた組織切片に含有されるスフィンゴ脂質の解析を実施する。また、イメージングMSの感度向上は、現在最も課題になっていることから、専門家の指導を積極的に受けて研究を進める。また、LC-MS/MSの超高感度化測定法の構築は、初めにnanoLCを使用した測定手法を構築し、微量組織切片(10細胞程度)に含有されるスフィンゴ脂質の定量を試みる。また同時に、原子間力顕微鏡(AFM)を用い、分析カラムの球状シリカへのスフィンゴ脂質の結合状態をリアルタイム分析し、ODSへの保持及び抽出条件を最適化することで、多方面からスフィンゴ脂質の高感度測定条件を検討する予定である。次に、マウス組織切片を用い、SK、S1PR、Spns及びApoMを、組織免疫染色抗体を用いて染色し、同時に作成した連続組織切片を、平成27年度に開発したLC-MS/MS及びIMSによる分析法で測定する。得られたMS測定の結果は、染色画像と重ね合わせ、スフィンゴ脂質の分布局在の相関性を解析する。また、SK、S1PR、Spns及びApoMの阻害剤投与若しくは発現遺伝子欠損マウスを用い、スフィンゴ脂質代謝系の変化を解析し、脂質メディエーター機能を明らかにする予定である。分析化学
D-paracompact spacesの研究

D-paracompact spacesの研究を次の二つの観点から研究した。すなわち1,D-Paracompact spaceのmapping propertiesであり2,D-paracompact spaceとdevelopable spaceとの関係についてである。1については次の定理を証明することができた定理:f:X→Yが完全写像とする。この時もしXがD-paracompact Σ-spaceならば、Yも同じである。この定理はこれまで知られている結果を一般化したものであり、二方向の結果を一本化したものである。2についてはDevelopable spaceの閉写像によるイメージを総合的に研究した。その結果クラスCなる空間族を得ることができた。すなわちFrechet空間で次の性質をもつσ-hereditarily closure-preserving pair-nerwork Pをもつものの全体である。もしPEUEΥx,Z→Pならば、P=(P_1,P_2)EPでPEP_1CP_2CUかつZを等終的に含むPが存在する。クラスCについてLas^^Vner spaceと対応する性質が多々あることを証明し、今後発展性あるクラスであることを示した。
ビタミンD及びリトコール酸の受容体であるビタミンD受容体のリガンド選択的作用機構

リガンド依存性転写因子ビタミンD受容体(VDR)のリガンド選択的作用機構解明を目的とし、細胞及び動物での研究を進めた。1、細胞レベルでの研究:先行研究では腸管由来細胞株において、VDR標的遺伝子transient receptor potential vanilloid 6(TRPV6)の転写誘導パターンが活性型ビタミンD_3と胆汁酸lithocholic acid(LCA)誘導体において異なることを見出した。昨年度までに、p38阻害剤はTRPV6遺伝子選択的に転写誘導を阻害すること、リガンド依存性のTRPV6プロモーター活性に対してp38阻害剤の効果が軽微であること、タンパク質合成阻害剤シクロヘキシミド処理によってTRPv6転写が顕著に抑制されることを明らかにした。本年度は、p38αのsiRNA導入実験を検討した。活性型ビタミンD_3依存性のTRPV6転写は、p38αsiRNAによって抑制された。一方、代表的なVDR標的遺伝子Cytochrome P450 24a1(CYP24A1)は抑制されなかった。さらにTRPV6転写誘導に必要な新規合成タンパク質候補として、growtharrest and DNA damage-inducible gene 45A(GADD45A)を同定した。GADD45Aは活性型ビタミンD_3処理1時間から3時間の間に発現誘導した。GADD45A siRNAの導入は、活性型ビタミンD_3によるTRPV6転写誘導を抑制した。CYP24A1転写誘導はGSAD45A siRNAに影響を受けなかった。以上の結果より、活性型ビタミンD_3によるTRPV6選択的な転写誘導メカニズムにp38とGADD45Aが関与することを明らかにした。2、動物での研究:先行研究では、マウスにおいて1αヒドロキシビタミンD_3と同程度に、LCA誘導体はCyp24a1を誘導したが、Trpv6の転写誘導と血中カルシウム濃度上昇は見られなかった。昨年度は、マウスCyp24a1のVDR標的臓器における転写誘導を評価し、活性型ビタミンD_3の効果が十二指腸及び空腸で強く、LCAの効果は回腸で最も強いことを示した。さらにVdrヘテロ及びホモ欠損マウスを用い、回腸での網羅的遺伝子解析を行い、LCA選択的なVDR標的遺伝子の候補遺伝子について、野生型マウスとVdr欠損マウスに活性型ビタミンD_3又はLCAを投与し、リガンド依存性発現変化と、VDR依存性発現変化を評価した。本年度は、腸管部位別の胆汁酸トランスポーター、胆汁酸結合タンパク質発現レベル、リガンド依存性発現変化を比較し、LCAの腸管部位選択的なCyp24a1転写誘導メカニズムを解析した。LCAがCyp24a1を効果的に転写誘導する回腸では、他の腸管部位に比べて胆汁酸トランスポーター、胆汁酸結合タンパク質の発現が顕著に高く、LCAを組織内に多く取り込みやすいことが示唆された。以上の結果は胆汁酸代謝関連の病態機構解明に有用である。リガンド依存性転写因子ビタミンD受容体のリガンド選択的作用機構解明を目的とし、細胞及び動物での研究を進めた。(1)細胞での研究:先行研究では腸管由来細胞株を用い、VDR標的遺伝子でありカルシウムチャネルであるtransient receptor potential vanilloid 6(TRPV6)の転写誘導パターンは2種類のVDRリガンド活性型ビタミンD_3と胆汁酸lithocholic acid(LCA)誘導体において異なることを見出した。リガンド選択的な転写誘導機構の解明のため、各種mitogen activated protein kinase(MAPK)阻害剤の効果を検討したところ、活性型ビタミンD_3依存性TRPV6転写誘導はp38阻害剤によって阻害された。活性型ビタミンD_3と同程度にTRPV6を転写誘導するLCA誘導体濃度では、p38阻害剤による阻害はみられなかった。(2)動物での研究:マウスでの先行研究では、1αヒドロキシビタミンD_3とLCA誘導体は、VDR標的遺伝子Cytochrome P450 24al(Cyp24al)を同程度誘導するが、1αヒドロキシビタミンD_3で見られるTrpv6の転写誘導と血中カルシウム濃度上昇は、LCA誘導体では見られなかった。胆汁酸反応性VDR標的遺伝子の探索のため、野生型マウスに活性型ビタミンD_3又はLCAを投与し、VDR標的臓器(十二指腸、空腸、回腸、大腸、腎臓)でのCyp24a1転写誘導を評価した。活性型ビタミンD_3はすべての組織でCyp24alを転写誘導したが、LCAは腸管でのみCyp24alを転写誘導した。腸管における活性型ビタミンD_3の効果は、十二指腸及び空腸で強かったが、LCAの効果は回腸で最も強かった。VDRヘテロ型マウスとVDR欠損マウスにLCAを投与し、回腸での網羅的遺伝子解析を行い、VDR依存性に発現変化する遺伝子解析を行っている。本研究成果は、胆汁酸代謝関連の病態機構解明に有用である。(1)細胞での研究:先行研究では腸管由来細胞株において、VDR標的遺伝子transient receptor potential vanilloid 6 (TRPV6)の転写誘導パターンが活性型ビタミンD_3と胆汁酸lithocholic acid (LCA)誘導体において異なることを見出した。昨年度までに、p38阻害剤はTRPV6遺伝子選択的に転写誘導を阻害することを明らかにした。

本年度はTRPV6プロモーター活性に対するp38阻害剤の効果を検討した。活性型ビタミンD_3依存性プロモーター活性に対してp38阻害剤の効果は軽微であった。TRPV6転写に対するタンパク質合成の関与を検討するため、シクロヘキシミド処理を行ったところ、TRPV6転写は顕著に抑制された。(2)動物での研究:先行研究では、マウスにおいて1αヒドロキシビタミンD_3と同程度に、LCA誘導体はVDR標的遺伝子Cytochrome P450 24al (Cyp24al)を誘導したが、Trpv6の転写誘導と血中カルシウム濃度上昇は見られなかった。昨年度は、マウスCyp24alのVDR標的臓器における転写誘導を評価し、活性型ビタミンD_3の効果が十二指腸及び空腸で強く、LCAの効果は回腸で最も強いことを示した。本年度は、Vdrヘテロ及びホモ欠損マウスを用い、回腸での網羅的遺伝子解析を行った。LCA選択的なVDR標的遺伝子の候補遺伝子について、野生型マウスとVdr欠損マウスに活性型ビタミンD_3又はLCAを投与し、リガンド依存性発現変化と、VDR依存性発現変化を評価した。本研究成果は、胆汁酸代謝関連の病態機構解明に有用である。リガンド依存性転写因子ビタミンD受容体(VDR)のリガンド選択的作用機構解明を目的とし、細胞及び動物での研究を進めた。1、細胞レベルでの研究:先行研究では腸管由来細胞株において、VDR標的遺伝子transient receptor potential vanilloid 6(TRPV6)の転写誘導パターンが活性型ビタミンD_3と胆汁酸lithocholic acid(LCA)誘導体において異なることを見出した。昨年度までに、p38阻害剤はTRPV6遺伝子選択的に転写誘導を阻害すること、リガンド依存性のTRPV6プロモーター活性に対してp38阻害剤の効果が軽微であること、タンパク質合成阻害剤シクロヘキシミド処理によってTRPv6転写が顕著に抑制されることを明らかにした。本年度は、p38αのsiRNA導入実験を検討した。活性型ビタミンD_3依存性のTRPV6転写は、p38αsiRNAによって抑制された。一方、代表的なVDR標的遺伝子Cytochrome P450 24a1(CYP24A1)は抑制されなかった。さらにTRPV6転写誘導に必要な新規合成タンパク質候補として、growtharrest and DNA damage-inducible gene 45A(GADD45A)を同定した。GADD45Aは活性型ビタミンD_3処理1時間から3時間の間に発現誘導した。GADD45A siRNAの導入は、活性型ビタミンD_3によるTRPV6転写誘導を抑制した。CYP24A1転写誘導はGSAD45A siRNAに影響を受けなかった。以上の結果より、活性型ビタミンD_3によるTRPV6選択的な転写誘導メカニズムにp38とGADD45Aが関与することを明らかにした。
マシニングセンター加工の自動CAM技術

マシニングセンター加工に用いるためのNCプログラムを作成する作業を、工程設計と作業設計により、できるだけ自動的に処理するようなCAM(計算機援用製造)ソフトウェアシステムの技術を確立することを目的として、加工特徴入力という新しい原理を用いる方法を研究した。工作物を小寸法角物(ブロックと呼ぶ)、板物及び大寸法角物(板物と呼ぶ)及び溶接・鋳鍛造品(成形素材)の三つに大別し、ブロック加工に対応する自動CAM処理ソフトウェアは、エンジニアリングワークステーション(EWS)を用いてすでに可能となっていた。本研究は、経済性の高いパーソナルコンピュータ(PC)上で、ウィンドウズ対応の、使いやすいソフトウェアにする方法を研究し、ブロック加工については、これを実現して、ブロック加工パイロットショップにおける試用に供している。またEWS上のソフトウェアについては、作業設計の機能の中で、加工条件を自動決定する方法の高度化を行った。板物加工に対応する自動CAM処理ソフトウェアは、EWS上で、ブロック加工に対応するものに工程設計の機能を付加し、新たに研究した切取り加工も行え、また部分的には、成形素材の加工も行えるシステムを作成し、学内のマシニングセンターショップにおける実用に供している。また成形素材に対応する自動CAM処理は、EWSを用いて、加工特徴入力による本研究の方法が可能なことを加工実験まで行って確認した。一方、将来の実用に供するには、全てのソフトウェアを経済性の高いPCによって行うことが必要であるため、現在はブロック加工のみに対応しているPC上のソフトウェアを拡張して、板物加工も行えるようにする研究を開始した。これらの研究実績を2件の欧文論文により発表した。
遺伝性自己免疫疾患のエピジェネティックス

胸腺上皮細胞で強く発現しているAIREは、自己抗原の発現に関与していることが知られているがそのメカニズムは未だ明らかにされていない。そこで、我々は胸腺上皮細胞においてAireがエピジェネティックな制御機構を介して、自己抗原の発現に関与しているのではないかと考え、Ins2遺伝子座におけるDNAのメチル化やヒストン修飾について解析を行った。その結果、少なくとも解析した3つの領域においてDNAのメチル化レベルの違いは見られなかった。胸腺上皮細胞で強く発現しているAIREは,その変異によって自己,非自己の識別機構に傷害を受け自己免疫疾患を発症させる。このように,AIREは胸腺上皮細胞における自己抗原の発現に関与していることが知られているがそのメカニズムは未だ明らかにされていない。平成19年度,我々は胸腺上皮細胞におけるAireの発現がエピジェネティックな制御,つまりDNAのメチル化によって制御されているかについて検討を行った。そこで,我々はAireがあまり発現していない脾臓や脳を含めた各種臓器からDNAを抽出した。また,胸腺上皮細胞は胸腺からMACSカラムを用いてCD45(-),MHC ClassII (+)のフラクションを分離し,DNAを抽出した。DNAのメチル化解析は,Bisulfite Sequencing法を用いてAireの上流に位置するCpGアイランド領域を解析した。その結果,解析したすべての臓器においてAireのCpGアイランドが非メチル化状態であることがわかった。つまり,少なくともマウスにおいてAire遺伝子は,メチル化によって制御されていないことがわかった。逆に,Hela細胞などを含めたヒトの細胞では,AIREの上流領域がメチル化されていた。つまり,今回の研究からAIRE/Aire遺伝子の制御がヒトとマウスで異なっている可能性が示唆された。つぎに,我々はAireによる染色体ドメインレベルの遺伝子発現制御機構を解析するため,Igf2, Ins2遺伝子座に着目し解析を行った。この領域は,ゲノム刷り込みをうける遺伝子がクラスターを形成している領域であると同時にAire依存的な自己抗原遺伝子Ins2が位置する領域でもあります。先に別の研究グループから胸腺上皮細胞においてIgf2遺伝子が両アレル発現をすることが示されていたのでこのことも含め,Aireがどのようなエピジェネティックな制御を介して自己抗原の転写に関与しているか検討した。そこで,B6マウスとBALB/cマウスから生まれたF1マウスを用いてアレルを識別し胸腺上皮細胞においてIgf2遺伝子の刷り込み状態を検討した。しかしながら,先に報告された結果と異なりIgf2遺伝子は父方からのみ発現を示していた。今後,AireKOマウスなどを用いることでこの領域のゲノム刷り込み遺伝子の発現様式を詳細に解析する必要があると思われる。このように, AIREは胸腺上皮細胞における自己抗原の発現に関与していることが知られているがそのメカニズムは未だ明らかにされていない。そこで,我々は胸腺上皮細胞においてAireがエピジェネティックな制御機構を介して,自己抗原の発現に関与しているのではないかと考え, Ins2遺伝子座におけるDNAのメチル化やピストン修飾について解析を行った。Igf2, Ins2遺伝子座はゲノム刷り込みを受ける遺伝子がクラスターを形成している領域であり,染色体ドメインレベルの発現制御機構が知られる。我々はこの領域におけるエピジェネティックな修飾がAire依存的であるかどうか解析するため,(1)HeLa細胞,(2)Aireを強制発現させたHeLa細胞,(3)RNAiでAireをノックダウンさせたHeLa細胞の3つの細胞株を用いて, Igf2, Ins2遺伝子座のDNAメチル化状態およびヒストン修飾を解析した。DNAのメチル化解析は, Bisulfite Sequencing法を用いてIns2およびIgf2, H19遺伝子の上流に位置するCpGリッチな領域を解析した。その結果,少なくとも解析した3つの領域においてDNAのメチル化レベルの違いは見られなかった。その上,各々のプロモーター領域のヒストン修飾の状態は,アセチルH3,アセチルH4,ジメチルH3-K4,ジメチルH3-K9,トリメチルH3-K27のピストン修飾を認識する抗体を用いて, DNA免疫沈降法(ChIPアッセイ)を行ったが明確な違いは見受けられなかった。今後,より高次なクロマチン構造であるクロマチンループ構造の変異がないか検討する。
H^+,K^+‐ATPaseファミリーの構造-機能相関についての分子生物学的研究

胃H^+,K^+-ATPaseは胃酸の分泌に携わるプロトンポンプである。これまで、このポンプについてはcDNAを機能的に発現することができなかったため、ポンプの構造と機能との関連についての研究が進んでいなかった。私は、ウサギの胃H^+,K^+-ATPaseのα、βサブユニットのcDNAに修飾を施したのち、ヒト腎臓由来の培養細胞、HEK-293に導入することによってこのATPaseを機能的に発現させることに成功した。前項に述べた機能的な発現系を用いて、H^+,K^+-ATPaseの触媒中心やイオン認識部位に変異を導入し、その機能的な変化を観察した。触媒中心にリン酸化部位(Asp-387)に変異を導入すると、変異体はすべて活性を失った。Asp→Gluという形でカルボキシル基を保持して側鎖の大きさを変えただけでも失活がおこった。このことから、リン酸化部位には厳格な一定の構造が要求されるものと考えられた。また、αサブユニットの4番目の膜貫通領域(M4)に存在するグルタミン酸残基(Glu-345)に変異を導入すると、多くの変異体は活性を完全に失ったが、グルタミン変異体(E345Q)は、野生型の約40%の活性を保持した。この変異体は、K^+に対する親和性が低下するとともに、ATPに対する親和性が上昇していた。このことから、Glu-345がK^+の認識に関与していること、またGlu-345と原形質側のリン酸化部位Asp387、ATP結合部位Lys-519をつなぐM4セグメントがATPの加水分解とイオンの認識、輸送とを結びつけるエネルギー伝達に重要な役割を果たすものと考えられた。
シリコン基板上の選択再成長による窒化ガリウム系ノーマリオフ型デバイスに関する研究

有機金属気相成長(MOCVD)法を用いてシリコン基板上AlGaN (5nm) /GaNヘテロエピタキシャル層上に、選択的にAlGaN層(15nm)を再成長し、ノーマリオフ特性(しきい値電圧が正)を目的にしたエピ構造を作製した。選択再成長のマスクはSiO2を用い、リソグフィーとバッファードフッ酸によるエッチングを行うことで再成長領域を形成した。MOCVDにより、AlGaN層(15nm)を再成長し、アクセス領域への2DEGの形成を行った。選択再成長技術を用いて作製したトランジスタは、最大ドレイン電流160 mA/mm、しきい値電圧+0.4 Vのノーマリオフ特性を示した。有機金属気相成長(MOCVD)法を用いてサファイア基板上に成長したGaN(2.0μm)を用いて、選択再成長した時の成長速度及び表面平坦性の成長圧力(100torr、300torr、500torr、760torr)依存性を調べた。選択再成長用にマスクとしては、SiO_2を用いた。また、カソードルミネッセンス(CL)法を用いて暗点欠陥の数を測定することにより、暗点欠陥密度の選択再成長面積依存性を調べた。設計値の成長膜厚を100nmとした場合の選択再成長領域の端部及び中心部での膜厚は、100torrでは263nm、159nm、300torrでは511nm、228nm、500torrでは407nm、152nm、760torrでは346nm、148nmとなった。選択再成長領域の端部において、成長膜厚が大きくなっていることから、成長速度が大きい結果が得られた。これが、マスクとして使用したSiO_2上をGaがマイグレーションし選択再成長領域の端部に到達したためと考えられる。また、100torrの成長圧力では、成長速度の場所依存性が小さかった。また、原子間力顕微鏡を用いた中心部の表面平坦性の測定(RMS)では、100torrでは0.138nm、300tofrでは0.124nm、500torrでは0.094nm、760torrでは0.165nmとなり、大きな依存性は見られなかった。EBIC法を用いた暗点欠陥密度の選択再成長面積依存性では、選択再成長させる面積が小さいほど、暗点欠陥密度が減少する傾向にあった。本研究の目的は、Si基板上にノーマリオフ特性(しきい値電圧:正)を有するAlGaN/GaN HEMTを選択再成長法により作製することである。結晶成長は、有機金属気相成長(MOCVD)法を用いて、Si基板上にAlN/AlGaN層を高温成長させ、その後、歪超格子、GaN層、AlNスペーサ層、AlGaNバリア層(5 nm)を成長させる。そして、選択再成長用のマスクとしてSiO2を用い、リソグラフィーとバッファードフッ酸によるエッチングを行うことで再成長領域を形成した。その後、MOCVD法により、選択的にAlGaN層(15nm)を再成長し、ノーマリオフAlGaN/GaN HEMTの試作を行った。選択成長(AlGaN 15nm)を行った後のTLM測定から、シート抵抗260Ω/□であった。この値はAlGaN層を連続成長させたときに得られるシート抵抗(330400Ω/□)とほぼ同等の値であった。従って、再成長を行うことでAlGaN下に2次元電子ガス層の形成されていることが示唆された。デバイス作製のプロセスは、RIEを用いた素子間分離、SiO2表面保護膜の形成、ソース、ドレインとなるオーミック電極の形成、ゲートとなるショットキー電極の形成の順に行った。再成長AlGaNをゲート近傍まで再成長した構造を持つHEMTは、最大ドレイン電流160 mA/mm,相互コンダクタンス120 mS/mm,しきい値電圧+0.4Vの特性が得られ、ノーマリオフ特性を確認した。地球温暖化問題の主要因とされるCO2の排出削減のために種々の分野で省エネルギー化が取り上げられている。従来のSiを用いたMOSFETやIGBT等のSiデバイスでは、Siの物性限界に直面し大幅な性能向上はもはや困難な状況にある。本研究では、コスト、サイズ、放熱性、生産性・量産性を考慮して選択再成長技術を用いて大口径Si基板上にノーマリオフ型AlGaN/GaN HEMTを実現することを目的とする。有機金属気相成長法を用いて、成長速度及び表面平坦性の選択成長時のIII/V比依存性及び成長圧力依存性(100 Torr-760 Torr)を調べるとともに、ノーマリオフ型のAlGaN/GaN HEMTの試作に関する研究を行った。

サファイア基板及びSi基板上に選択再成長技術を用いてAlGaN/GaN HEMT構造を成長させた。この構造では、しきい値電圧が正のノーマリオフ型のデバイス特性を得るために、最初の成長ではAlが低く、かつ薄いAlGaN層を成長させた。その後、SiO2を選択再成長用のマスクとして、Al組成の高いAlGaN層を成長させた。成長圧力が高い場合、SiO2の上にも成長され、選択的な成長が行われなかった。成長圧力が低いほど、選択再成長させる領域に成長できたが、周辺部分での成長層の膜厚増加が観察された。これは、Gaのマイグレーションによる効果で周辺部分の成長速度が増加したためと考えられる。選択再成長させる領域の面積とその領域に成長させた結晶のカソードルミネッセンス(CL)法による結晶性の評価を行った。成長させる面積が小さいほど、結晶性が改善される傾向にあった。有機金属気相成長(MOCVD)法を用いて成長したGaNを用いて、選択再成長した時の成長速度及び表面平坦性の成長圧力依存性、暗点欠陥密度の選択再成長面積依存性を調べ、基本的な成長条件が明らかになった。25年度が最終年度であるため、記入しない。有機金属気相成長法を用いて、サファイア基板及びSi基板上にAlGaN/GaN HEMT構造を選択再成長させ、成長速度及び表面平坦性の選択成長時のIII/V比依存性及び成長圧力依存性(100 Torr-760 Torr)を調べた。以上の結果から、AlGaN層を選択再成長した時の成長速度及び表面平坦性の成長条件依存性、選択再成長面積依存性を調べ、基本的な成長条件が明らかになった。選択再成長した時の成長速度、表面平坦性、暗点欠陥密度のIII/V比依存性を調べることにより、選択再成長条件の最適化を行い、これを用いたデバイス(ショットキーダイオード、AIGaN/GaN HEMT)特性評価を行う。ノーマリオフ型AlGaN/GaN HEMTの試作を中心とした研究開発を行う。有機金属気相成長法により、4インチSi基板上に選択再成長技術を用いてHEMT構造を成長する。この構造では、しきい値電圧が正のノーマリオフ型のデバイス特性を得るために、最初の成長ではAl組成が比較的低く、かつ薄いAlGaN層を成長する。但し、このままの状態では、ソース及びドレインとなるオーミック電極を形成してもコンタクト抵抗が高くなり、良好な電流ー電圧特性を得ることが困難であるため、ソース及びドレイン領域にAl0.25Ga0.75N層を選択的に再成長させる。デバイスは、反応性イオンエッチング(RIE)を用いた素子間分離、SiO2表面保護膜の形成、ソース、ドレインとなるオーミック電極の形成、ゲートとなるショットキー電極の形成の順に行う。
骨形成タンパク質(BMP)レセプターと細胞内シグナル伝達

骨形成タンパク質(BMP)はTGF-βスーパーファミリーに属するタンパク質で、骨芽細胞の分化に強く関与していることが示唆されている。本研究ではBMPレセプターをクローニングすると共に、それらのレセプターを持っている、骨芽細胞様株細胞を用い、細胞内シグナル伝達の機構解析を行った。実験に用いたBMPは主にBMP-7(OP-1)で細胞はMC3T3-E1およびST-2細胞で方法としはDifferential Display法を用いBMPによって発現する遺伝子の解析をおこなった。主な結果は以下のごとくである。1) BMP-7でアルカリホスファターゼ活性が増加した。2)アルカリホスファターゼの活性上昇に続いてオステオカルシン遺伝子の発現を確認した。4)単離した遺伝子の多くは既知のものであった。5) BMPにより誘導される遺伝子、発現が抑制される遺伝子についてさらに詳細に検討した。これらの他に、TGF-βスーパーファミリーの細胞内シグナル伝達に関与しているsmad遺伝子の発現についても検討した。骨タンパク質(BMP)はTGF-βスパーファミリー属するタンパク質でこのファミリーは細胞の分化誘導に関与していることが数多く報告されている。BMPを中心にこのファミリーの分化誘導の細胞内シグナル伝達の経路を解明するために、バキュロウイルスのタンパク質発現系を用い、まずBMP大量生産し精製するシステムを確立した。またBMPによる骨形成能に影響を与える可能性があるいくつかのタンパク質を大腸菌のタンパク質発現系で大量に調製した。これらのリコンビナントタンパク質に反応性の高い培養株細胞(特に骨芽細胞に分化誘導されるもの)を用いシグナル伝達の経路を解析中である。シグナルに関与している分子としてBMPタイプIおよびII型レセプターをラットよりクローニングし、さらに細胞内シグナル伝達に関与している可能性のある遺伝子としてSmadファミリーをクローニングし、これらのこのファミリーのBMPの細胞分化誘導のための細胞内シグナル伝達経路への関与を検討中である。骨形成タンパク質(BMP)の作用機構を解明するために、遺伝子工学的にBMPを作製し数十mgの活性タンパク質得ることができた。この生理活性物質は市販されておらず、かりに市販されても非常に高価であることが予想される(この類似タンパク質TGF-βは1μg約2万円で市販されている)。この十分なBMPを用い骨形成細胞への作用機構を研究した。作用機構の解明のためそのレセプター及び細胞内シグナル伝達タンパク質(smad)をクローニングし細胞内での発現させるための実験用ベクターを構築した。これらを用い骨形成細胞でのシグナル伝達の詳細な解明を進めている。また、クローニングしたBMP及びそのファミリータンパク質、それらのレセプター、シグナル伝達タンパク質、BMPの作用に影響を与えるタンパク質の遺伝子発現について、歯の発生及び歯槽骨の修復過程でも検索し、数多くの成果をえた(論文として発表)。骨形成に関与するこれらのタンパク質は歯の形成、歯槽骨の修復にも深く関与していることが示唆された。
自己増殖型ニューラルネットワークによる知識獲得に関する研究

(1)SOINNの拡張としての、安定して動作し大きくオーバーラップするクラスタも分離可能な教師なし学習法"Enhanced-SOINN"の研究開発:SOINNは教師なし学習法であるが、大きくオーバーラップするクラスタを自律的に分離・抽出することは難しい。またSOINNは原理的に若干動作が不安定といつた問題もある。そこで本研究ではこれらの問題の解決を図り、新たに"Enhanced SOINN(E-SOINN)"法として提案した。(2)SOINNの教師あり学習の枠組みへの拡張とそのパターン認識への応用:パターン認識の問題では各クラスのパターンに教師ラベルが与えられる場合があるが、本研究ではSOINNをそうした教師あり学習問題にも適用可能なように拡張する。本研究によれば、ノイズに強く、計算が軽く、多クラスに対応可能で高精度な上、追加学習も可能、といった教師あり学習器が実現できる。こうした学習器は世界的に見ても他に例がなく、学術的に興味深いだけでなく実利用性も極めて高い。(3)SOINNの発展としてのオンライン準教師あり能動学習手法の構築とその認知発達ロボティクスへの応用:SOINNは教師なし学習法であるが、SOINNが形成するクラスタのトポロジに「重み」の概念を導入することにより、SOINNを発展させたオンラインの準教師あり能動学習手法を構築する。この手法は計算が軽いほか、耐ノイズ性や追加学習可能性といったSOINNの有用な性質を全て受け継いでおり、世界的に見て他に類を見ない。また性能的にも、予備実験の結果、2005年のニューラルネットワーク研究分野では最高レベルの国際会議、Neural Information Processing Systems(NIPS)にて報告された従来型(学習に膨大な時間がかかり追加学習が不可能)の準教師あり能動学習手法に匹敵する認識精度が得られることが分かっている。一般に既存の機械学習手法は学習過程と認識過程が明確に分かれていて新規データの追加学習が困難であるほか、ノイズに対する耐性に乏しい。本研究では、耐ノイズ性を有し、教師なしの追加的クラスタリング・位相学習が可能な独自の自己増殖型ニューラルネットワーク(SOINN : Self-organizing Incremental Neural Network)を提案する。提案するネットワークでは、ローカルの累積誤差により新しいノードを挿入すると、追加学習が実現できる。またノードの挿入が必要かを判断するメカニズムを入れることにより、ノード数の過度の増加を抑制できる。さらに、提案手法には類似性しきい値を導入し、その入力信号と最も近いノードの間の距離がしきい値より大きい場合、入力信号は新しいクラスタを形成させる。これが新奇な知識の学習の基盤となる。入力信号の低密度領域にあるノードを削除することにより、重複したクラスタを分けることもできる。2次元人工データを用いた実験を通じ、SOINNと従来手法の性能比較を行っている。比較の結果、提案手法は、(1)追加学習の可能性、(2)ノイズに対する耐性、(3)クラスタリング性能、(4)位相学習における柔軟性、のいずれにおいても、従来手法に優れるとしている。SOINNを顔画像の認識に適用した実験では、10人分の顔画像を教師なしに適切にクラスタリングできたことを示している。SOINNを手書き文字画像データベースOptdigitsに適用した実験では、SOINNがOptdigitsの各クラスの位相を適切に表現し、それらを他の代表的なパターン識別手法であるSupport Vector Machine(SVM)よりも高精度に識別できたことを示している。
オンライン同位体分離器用多価イオン源の開発

この研究の目的は、安定元素の高効率多価イオン源として実績のあるECRイオン源をオンライン同位体分離器(ISOL)用のイオン源として適用し、不安定原子核の多価イオンの大量生成を目指そうとするものである。当初我々は電磁石を用いてミラ-磁場をつくり出す方針で設計を進めていたが、昨年度、電磁石を用いず永久磁石のみを用いてミラ-磁場をつくり出す事に方針を変更した。その特徴、有用性は昨年度の実績報告書で報告しているので省略するが、永久磁石のみ使用する事により、ISOL用イオン源として必要不可欠な条件である。コンパクト化、省パワ-、メンテナンスの容易化が実現された設計となった。我々の設計したイオン源は強磁性体を有効につかい、小さな永久磁石により十分なミラ-磁場をつくり出すもので、この方法は安定元素用のECRイオン源でもはじめての試みであり(大きな永久磁石での例は数件最近報告されている)、もちろんISOL用イオン源でも例がない。そのため未知の部分、開発すべき要素が大きく、今年度は永久磁石及び強磁性体を強い磁場の力の中で容易に取りかえられるようにし、容易に様々な種類の試験を可能にするなどのイオン源の構造の細部の変更、及びイオン源の基礎デ-タ(ミラ-磁場の分布、マイクロ波のパワ-の吸収高率、等)の収集及び改良を行ない、目標とする性能に達するべく努力した。現在、問題点の解明及びその解決がかなり進んできた。基礎デ-タで満足すべき性能に達ししだい、当初の予定通り安定元素(Ar,Ne,O等ガス)を用いてオフ・ラインテストを行ない、その後、東京大学原子核研究所SFサイクロトロン施設に既存のISOLにとりつけてSFサイクロトロンからのビ-ムを用いてオン・ビ-ムテストを行なう予定である。この研究の目的は、安定元素の多価イオン源として実績のあるECRイオン源をオンライン同位体分離器(ISOL)用のイオン源として適用し、不安定原子核の多価イオンの大量生成を目指そうとするものである。昭和63年度はISOL用として適合するECRイオン源の設計及びミラー磁場の計算を行ない、平成元年度にこのイオン源のオフライン及びオンラインテストを行なうという、当初の予定通り進めている。今年度は、このECRイオン源の基本設計を検討し、最終仕様まで進めた。我々のイオン源の基本設計の特徴と、その理由は以下の通りである。(1)ECR共鳴の周波数を2.45GHzとする安定元素のイオン源において、1価2価用大強度イオン源で2.45GHz、多価イオン源では6.4GHz以上のマイクロ波が主流である。我々のイオン源は、従来のISOL用イオン源が2価イオンの生成量が通常極めて小さく、1価イオンも特定の元素を除き大量生成が難しい事と考慮し、まず2価イオンの生成、及び1価イオンの大量生成を目指す事とし、2.45GHzを用いる事とした。取り扱いも2.45GHzの方が手軽であり、当初のテストに用いるのにふさわしい。(2)ミラー磁場を永久磁石のみを用いてつくる。当初我々はソレノイドコイルを用いてミラー磁場をつくるつもりで検討を進めていた。しかし、最近、永久磁石のみを用いて、省パワー、コンパクト化をはかったイオン源が発達してきた。これはISOL用イオン源として重要な要素である。ソレノイドと永久磁石の両方を並行して検討し、永久磁石と磁性体の使用によりミラー磁場をつくる事にした。このイオン源は予定通り平成元年度にまずオフラインテストでガスに対するイオン化効率をテストし、その後ISOLに取付け、不安定核のイオン化効率をオンラインテストで調べる予定である。
モデル理論における単純性と融合可能性に関する研究

PAのモデルに関する研究:自然数の上の乗法は加法だけからdefinableではない.この現象をより詳しく解析をした.そのためには自然数の超準モデルが必要になる.MをPAの超準モデルとする.I⊆MをMの始切片とする.すなわち,ω⊂Iであり,a<b∈Iならば常にa∈Iとなる部分集合とする.このとき,Mの加法構造へのreduct M|{+}の拡張M'であって,I上だけで乗法構造が一致するものが存在することを示した.本研究は村上雅彦氏との共同研究である.有限性を持つ理論に関する研究:関係記号だけからなる有限言語Lの構造Mにおいて,2点間の距離(自然数値)が定義される.またこの距離をもとに近傍概念が定義される.一般に近傍の状況を完全に記述することは不可能であるが,ここに局所有限性を仮定すると可能になる.その局所有限性とは各点a∈Mの各n∈ω近傍B_n(a)が有限になることである.また,さらに強い条件としてa∈Mの取り方によらずB_n(a)の大きさが一様に制限されるとき,一様局所有限性を持つといわれる.タイル理論に関連して(F. Ogerが定義したものとして)局所同型性がある.この研究では,これら二つの概念をモデル理論的に考察して,既存の概念を使った同値な表現を得ることに成功した.PAのモデルに関する研究:自然数の上の乗法は加法だけからdefinableではない.この現象をより詳しく解析をした.そのためには自然数の超準モデルが必要になる.MをPAの超準モデルとする.I⊆MをMの始切片とする.すなわち,ω⊂Iであり,a<b∈Iならば常にa∈Iとなる部分集合とする.このとき,Mの加法構造へのreduct M|{+}の拡張M'であって,I上だけで乗法構造が一致するものが存在することを示した.本研究は村上雅彦氏との共同研究である.有限性を持つ理論に関する研究:関係記号だけからなる有限言語Lの構造Mにおいて,2点間の距離(自然数値)が定義される.またこの距離をもとに近傍概念が定義される.一般に近傍の状況を完全に記述することは不可能であるが,ここに局所有限性を仮定すると可能になる.その局所有限性とは各点a∈Mの各n∈ω近傍B_n(a)が有限になることである.また,さらに強い条件としてa∈Mの取り方によらずB_n(a)の大きさが一様に制限されるとき,一様局所有限性を持つといわれる.タイル理論に関連して(F. Ogerが定義したものとして)局所同型性がある.この研究では,これら二つの概念をモデル理論的に考察して,既存の概念を使った同値な表現を得ることに成功した.(A)可算言語Lに対する非可算L-構造Mがquasi-minimalとは次の条件が成立することである.●任意のL(M)-formulaφ(x)に対して,その解集合φ^Mが可算またはその補集合-φ^Mが可算になる.strongly minimalな構造は必ず,quasi-minimalになる.また,ω_1-categoricalな構造がquasi-minimalになるのは,strongly minimalであるときに限る.しかし,unstableな構造であっても,quasi-minimalになるものは数多く存在することがわかる.我々の研究では,quasi-minimalな構造に対して,ある種の構造定理を構築したのをはじめ,次のような結果を得た:1.Tがω-stableの場合に次の二つの条件は同値になる:●Tはquasi-minimalなモデルを持つ:●Tはquasi-minimalなω-saturatedな構造を持つ.(B)また,ペアノ公理系(PA)のモデルに関する研究を行った.この研究では,PAのnonstandard modelの加法部分から乗法部分がどの程度決定されるかを考察した.その結果,我々は次を得た:2.PAのnonstandard modelに対して,そのreduct M_o=M|{+}を考える.M_oのPA言語への拡張M'でM≠M'(構造として)となるものがある.さらにこのM'はMと同型なものがとれる.融合とは二つの理論または構造の共通拡大である.その共通拡大がある条件を満たすように拡大できるか否かを研究した.genericな同型写像の存在問題は重要な問題であるが,これにはPAPAが関係している.PAPAはモデル上の同型写像に対する融合条件である.安定な(model complete)理論のモデルはPAPAを自動的に持つ.そこで問題となるのは非安定な場合である.Qの拡張についてはPAPAのないものが知られていたが,我々の研究では(*)independence propertyを持つランダムグラフ,ランダム2部グラフなどがPAPAを持たないことを示したこの結果はフランスでのSimpleton 2002研究集会数学会(秋季)などで発表した.また,Peano公理系は加法と乗法(および順序<)に関する理論で加法と乗法の融合と考えることができる.Peano公理系に関する研究を行い次のような結果を得た.(**)MをPeano公理系の超準モデルとしてIを切片とする.Iが乗法について閉じていればIの上の加法,乗法を保存するMの加法同型でIより上の乗法を保存しないものが存在する.