hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
植物におけるエネルギー代謝変換に基づく活性酸素回避機構の解明と応用

酸性土壌でみられる作物の生育阻害の主要な因子は、アルミニウム(Al)イオンである。Al耐性機構とAlによる細胞死誘発機構についてタバコ培養細胞株ならびに幼植物を用いて解析した結果、(1)癌細胞でみられるWarburg効果と類似の機構がAl耐性細胞株に存在し、好気条件であってもTCA回路を抑制し発酵を促進することでミトコンドリアにおける活性酸素種の生成を抑制していること、(2)細胞膜局在のスクロース輸送体の高発現によりAl耐性度が向上すること、(3)液胞プロセシング酵素が細胞死の誘発に関わることを見出した。アルミニウム(Al)イオンは多くの植物種においてROS生成を促進することが知られている。タバコ培養細胞株SL(野生株)でも同様であり、SLより選抜したAl耐性細胞株は、ROS生成の強い抑制が特徴である。両株の代謝物の網羅的解析の結果、Al耐性株ではミトコンドリアのTCA回路が抑制され乳酸発酵が促進されている可能性が示唆されていた。これを検証するために、両株を用い、解糖系の最終産物であるピルビン酸が、乳酸発酵・エタノール発酵・TCA回路の三方向へ分かれる代謝の分岐点で各々を触媒する鍵酵素の比活性を比較した。その結果、野生株と比較して、Al耐性株では構成的に乳酸脱水素酵素の比活性が高く、逆にピルビン酸脱水素酵素の比活性は低いこと、一方、ピルビン酸脱カルボキシル酵素ならびにアルコール脱水素酵素の比活性は、ともにAlで誘導されAl耐性株でより高く誘導されることを見出した。さらに、乳酸脱水素酵素の阻害剤を培地に添加し、増殖阻害効果を調べたところ、Al耐性株でより強く阻害された。以上の結果より、糖代謝経路において、Al耐性株は、乳酸発酵やエタノール発酵への依存度を高め、一方、TCA回路を抑制することでミトコンドリアでの電子伝達に伴うROS生成を抑制している可能性が示唆された。平成24年度に予定していた両株を用いた遺伝子発現のマイクロアレイ解析は、平成25年度に繰り越した。原因は、本解析に必要な懸濁培養系を再度樹立しなければならなくなり、それに長時間を要したことにある。平成25年度の後半に入りようやく増殖状態が安定したことから、両株を用いたマイクロアレイ解析を開始した。本研究では、モデル植物細胞としてタバコ培養細胞を用い、アルミニウム(Al)による細胞死誘発機構やAl耐性機構について、特に糖代謝・エネルギー代謝に着目して解明することを目的としている。タバコ培養細胞株としては2種類(SL、BY-2)用い、さらにSL株を親株としSL株より選抜したAl耐性株との比較解析を行っている。本年度は、まず、SL細胞株(親株)とAl耐性株間の遺伝子発現の違いについて、マイクロアレイ解析を行い、現在解析中である。一方、Al耐性株で高発現の遺伝子を探索するために、以前行ったディファレンシャルハイブリダイゼーション法で見いだしていた糖代謝に関わる遺伝子について、今回、その酵素活性を両株で比較したところ、確かにAl耐性株で構成的に増加していることを見いだした。次に、糖代謝の最初のステップである糖の取り込みに関わる輸送体のうち、特にスクロース輸送体に着目しAlの影響を調べた。SL細胞株よりスクロース輸送体遺伝子NtSUT1をクローニングしてBY-2細胞株に導入し高発現株と発現抑制株を作成し、Al応答を比較した。その結果、Alはスクロース輸送体の輸送活性を直ちに抑制すること、一方、NtSUT1遺伝子の高発現によりAl処理後の増殖能が向上することから、NtSUT遺伝子はAl耐性遺伝子の一つであることを見いだした。最後に、BY-2細胞株を用いて、Alによる細胞死の誘発機構における液胞の関わりについて解析した。液胞に局在する液胞プロセシング酵素(VPE)はタバコのウイルス感染時にみられる過敏感細胞死の誘導に必須の酵素である。Al応答のタイムコースを解析したところ、VPE遺伝子の発現上昇に続いてVPE酵素活性の上昇と増殖能の低下が同時に見られた。さらに、VPE阻害剤で細胞死が抑制された。以上のことから、VPEはAlによる細胞死誘発機構に関わることが強く示唆された。本研究では、アルミニウム(Al)による細胞誘発機構やAl耐性機構について、糖代謝・エネルギー代謝に着目し解析を行っている。Al耐性機構については、タバコ培養細胞株SL(親株)とSL株から我々が単離したAl耐性株を用いた解析を行った。両株で発現している遺伝子についてマイクロアレイ解析を用いて比較したところ、通常の培養条件において、親株と比較して、糖シグナル応答遺伝子群と病原菌感染応答関連遺伝子群が高く発現していた。さらに、エネルギー代謝に関わる遺伝子群においてReal-time RTPCR法で比較した結果、ATPを消費すること無く解糖系へ糖を供給するスクロースシンターゼ、解糖系から発酵へ向かうピルビン酸脱炭酸酵素ならびに乳酸脱水素酵素、ミトコンドリアのTCA回路へ入るためのピルビン酸脱水素酵素を阻害するピルビン酸脱水素酵素キナーゼの遺伝子が、各々親株よりも高く発現していた。これらの結果より、Al耐性細胞株の解糖系の特徴として、親株よりもATPの消費が抑えられ、ミトコンドリアでの酸化的リン酸化よりも発酵系へシフトしていることが強く示唆された。これらの特徴が基盤となって、Al処理に伴うミトコンドリアの機能低下と活性酸素の誘発が、Al耐性細胞株では抑制されAl耐性を獲得していると思われる。Alによる細胞死誘発機構について、液胞プロセシング酵素(VPE)の関わりを解析している。

昨年度行ったタバコ培養細胞を用いた解析結果をもとに、本年度はタバコの根部において解析したところ、Alによる細胞死は、Al処理開始後9時間目から12時間目に見られ、それに同調してVPE遺伝子の増加がみられたことから、VPEは、タバコ培養細胞と同様に、Alによる細胞死の実行因子であることが示唆された。Al耐性機構の関連で、Al活性型リンゴ酸輸送体について、構造と機能の関係について解析した。本研究では、タバコ培養細胞株を用い、アルミニウム(Al)による細胞死誘発機構やAl耐性機構について、特に糖代謝・エネルギー代謝に着目して解明することを目的としている。研究に用いたタバコ培養細胞株は、Al耐性度の異なる同質遺伝子系統の2株(品種Samsunより樹立されたSLと、SLを親株とし当研究室でAl耐性株として選抜し維持しているALT301)とBY-2である。マイクロアレイ解析においてAl耐性株で発現上昇が示唆された遺伝子群についてReal-time RTPCR法で定量的に確認した結果、病原菌感染応答に関わるエチレン合成関連遺伝子ならびにPR遺伝子の発現や細胞壁に局在するインべルターゼ遺伝子の発現上昇が構成的にみられた。昨年度までの解析結果と合わせると、Al耐性細胞株では糖代謝・エネルギー代謝が酸化的リン酸化から発酵へ構成的にシフトし、さらにエチレン応答関連遺伝子ならびに抗酸化関連遺伝子の発現が構成的に亢進することで、Al耐性を獲得していることが強く示唆された。一方、Al応答と糖代謝・エネルギー代謝との関連から、培地のスクロースを細胞内に取り込むスクロース輸送体遺伝子NtSUT1に着目し、SL株よりクローニングしたNtSUT1遺伝子をタバコ植物体に導入して得られた高発現(OX)系統のAl応答を野生系統と比較したところ、OX系統では細胞死の誘発と根伸長阻害が軽減されており、NtSUT1遺伝子はAl耐性に貢献することが分かった。また、Alで活性化されるリンゴ酸輸送体をコードする遺伝子AlMT1はAl耐性遺伝子であり、シロイヌナズナとコムギのAlMT1遺伝子について、各々BY-2細胞株に導入し機能を比較したところ、同程度であること、両者のキメラ遺伝子の一つは親遺伝子よりAlや一部のランタノイドによって強く活性化され、キメラによる機能改善が示された。酸性土壌でみられる作物の生育阻害の主要な因子は、アルミニウム(Al)イオンである。Al耐性機構とAlによる細胞死誘発機構についてタバコ培養細胞株ならびに幼植物を用いて解析した結果、(1)癌細胞でみられるWarburg効果と類似の機構がAl耐性細胞株に存在し、好気条件であってもTCA回路を抑制し発酵を促進することでミトコンドリアにおける活性酸素種の生成を抑制していること、(2)細胞膜局在のスクロース輸送体の高発現によりAl耐性度が向上すること、(3)液胞プロセシング酵素が細胞死の誘発に関わることを見出した。当初の目的のうち、マイクロアレイ解析は順調にすすみ、予想通りの結果と予想とは異なるが興味深い結果が得られたことから、アルミニウム耐性機構をより明瞭に出来た。また、細胞死の誘発機構についても、昨年度、タバコ培養細胞を用いて得られた成果をタバコ植物体で確認することができ、順調に進んでいる。
マイクロサテライトマーカーを用いた植物分子生態学

マイクロサテライトとは、2-6塩基の短いモチーフ配列が繰り返し直列に並んだDNA領域のことを指し、真核生物のゲノム中に高頻度で含まれている。近年のPCR (polymerase chain reaction)法の発展にともない、モチーフ配列の繰り返し数は高度に多型的で、固体レベルの遺伝的変異の検出に有効なマーカーであることが明らかとなった。このような特徴から、マイクロサテライトマーカーは親子鑑定や犯罪捜査に利用される一方、有用動植物の選抜・育種などにも利用されている。アブラナ科のシロイヌナズナ(Arabidopsis thaliana)は、ゲノムサイズが小さく、突然変異固体の作出や形質転換の系が確立していることから、多くの植物科学の領域でモデル植物として利用されている。特に80年代後半からの形態形成や信号伝達の研究ではめざましい業績があげられた。その反面、野性植物としてのシロイヌナズナの生態や分化に関する研究は後退したままになっている。以上のような状況を鑑み、本研究では、日本産野性シロイヌナズナ集団のマイクロサテライト多型を解析することにより、以下に述べる2つの問題に取り組んだ。1)日本産野生シロイヌナズナ集団の類縁関係29種類のマイクロサテライトマーカーを用いて、12の野生シロイヌナズナ集団の遺伝的多様性および集団の類縁関係を解析した。結果を要約すると、i)シロイヌナズナは調査したすべての遺伝子座でホモ接合になっていることから、自殖性の高い交配様式であることが明らかとなった。ii)各マイクロサテライトの繰り返し数は集団間で異なるものの、集団内での変異は見られなかった。iii)地理的に近接した集団の遺伝的類似度が高いとは限らないことから、起源の異なる祖先集団の移入とその後の遠隔地への侵入が起こったことが示唆された。これらの結果は、すでにJpn. J. Genet. (1995)誌上で公表されている。2)シロイヌナズナの開花特性に関与する遺伝子のマッピング1)で用いた集団について、11の生活史形質を解析した結果、開花までの日数や果実数など多くの形質で集団間分化が生じていることが明らかとなった。中でも、開花までの日数は生活史形質の進化を考察する上で重要な形質であるだけでなく、突然変異株などを用いた分子発生学的な解析も進んでいる形質である。そこで、交配実験およびマイクロサテライトマーカーを用いた連鎖解析から、開花までの日数に関与する遺伝子の染色体上での位置の特定し、その遺伝学的な基礎を確立することを目指した。これまでの結果を要約すると、i)日本産野生シロイヌナズナ集団に見られた開花までの日数の変異は、2つの遺伝子座(FRIとFLC)によって制御されていた。ii)両遺伝子座の対立遺伝子の組成から2つの遺伝子型が識別された。同時に、両遺伝子型は開花までの日数の長いエコタイプと短いエコタイプのグループにそれぞれ対応した。iii)2つの遺伝子型の一方(開花までの日数の短いエコタイプ)は、これまでに発表された遺伝子型とは異なる新しい組成であった。今後は、連鎖解析の完結と両遺伝子座のクローニングを推進する予定である。

そこで、交配実験およびマイクロサテライトマーカーを用いた連鎖解析から、開花までの日数に関与する遺伝子の染色体上での位置の特定し、その遺伝学的な基礎を確立することを目指した。これまでの結果を要約すると、i)日本産野生シロイヌナズナ集団に見られた開花までの日数の変異は、2つの遺伝子座(FRIとFLC)によって制御されていた。ii)両遺伝子座の対立遺伝子の組成から2つの遺伝子型が識別された。同時に、両遺伝子型は開花までの日数の長いエコタイプと短いエコタイプのグループにそれぞれ対応した。iii)2つの遺伝子型の一方(開花までの日数の短いエコタイプ)は、これまでに発表された遺伝子型とは異なる新しい組成であった。今後は、連鎖解析の完結と両遺伝子座のクローニングを推進する予定である。材料としてもちいる植物種のうち、既にマイクロサテライトマーカーの開発に着手し成功している植物オニドコロ、フタバガキ、シロイヌナズナについては、新たに作成されたマイクロサテライトマーカーを用いて解析が行われた。フタバガキ、オニドコロの両種のマイクロサテライト多型に関しては、その成果がすでに遺伝学雑誌(Jpn.J.Genet.69:567-576,1994)、ゲノム(Genome37:794-801,1994)に発表されている。シロイヌナズナの日本国内の12集団について、既存のマイクロサテライト・マーカー29座位についてスクリーニイングを行った。その結果、日本国内の集団間に著しい変異の存在が明らかとなった。Col,WSなど実験系統を含む野性集団の近隣結合法による解析の結果、著しく変異パターンの異なる4つの集団群が識別された。その内、福井、石川、富山、広島の4集団は小型で、花弁が明瞭に裂開しない花をつけ、葉はへら形で葉柄が発達せず、ロゼット葉の枚数が多く、Colなどの実験系統に類似するのに対し、新潟、秋田、酒田、山形、徳島、京都などの集団構成個体は花弁がよく裂開する大型の花をつけ、葉柄がよく発達する独特な小型で卵形の葉をつける独特な形質を保有することが判明、少なくとも日本国内には2型の集団が存在することが明らかにされた。その成果は論文として、現在遺伝学雑誌(Jpn.J.Genet.)に投稿中である。(1)アイロザイム・マーカーを用いて解析された植物種の野外集団は、ブナ、アメリカブナ、ショウジョウバカマ、スズメノカタビラ、ウブラリアの5種である。ブナは、太平洋側集団として茨城県北部の小川のメタ個体群2箇所、アメリカブナはメリ-ランド州海岸平野のSERC forestのメタ個体群2箇所、カナダ・ケベック州モン・センチレールのメタ個体群1箇所の集団構成個体すべての遺伝子型が10遺伝子座すべてについて決定され、空間構造と時系列構造の解析が進められている。ウブラリア(Uvularia)に関しては、SERC forestのギャップ下のメタ個体群と、閉鋭林床上の3つのメタ個体群の遺伝構造の解析が7つの遺伝子座について解析された。ショウジョウバカマとスズメノカタビラに関しては、それぞれ5集団について予備的解析を終了した。
コンビナトリアル第一原理計算化学手法の開発と触媒設計への応用

著者らは、コンビナトリアルケミストリーの概念を計算化学に取り入れたコンビナトリアル計算化学という新しいコンセプトを提唱している。このコンビナトリアル計算化学では、周期表のありとあらゆる元素の機能、特性を計算化学により予測することによって、新しい材料開発を推進しようとするものである。つまり、実験的にすでに明らかにされている機能や特性を計算化学を用いることによって、原子・分子レベルでの理解を深めるのではなく、計算化学を材料探索のための高速なスクリーニング手法として活用することを目的としている。この方法論の実践には高速な計算手法の開発が必須である。そこで、従来の第一原理分子動力学法に比較し、約5000倍の高速計算を実現した粗視化第一原理分子動力学計算プログラムColorsの開発に成功した。また、上記プログラムをさらに高速化するために触媒反応を支配する重要な部分のみを粗視化第一原理分子動力学法で計算し、その他の部分を古典分子動力学法で扱うハイブリッド化によって、さらに数千倍以上の高速計算を実現した。また本プログラムを様々な触媒系に応用した。さらに、上記プログラムや従来の第一原理計算手法を活用することにより、メタノール合成触媒、Fischer-Tropsh合成触媒、燃料電池、NOx分解触媒など様々な触媒系に対して著者らの提唱するコンビナトリアル計算化学の有効性を示すことに成功した。特に、実験的には未だ明らかになっていない新触媒の提言にも成功した。本研究が目的としているコンビナトリアル第一原理計算化学手法の開発と触媒設計への応用を行なうためには、計算化学により触媒反応ダイナミクスを解明し、さらに候補となる触媒を高速にスクリーニングすることが必須である。この目的の達成には既存の第一原理量子分子動力学プログラムでは計算速度が全く不十分であり、新規プログラムの開発を行なう必要がある。そこで我々は系の電子状態を考慮しつつ原子のダイナミクスを高速に解明することが可能な粗視化第一原理分子動力学プログラムの開発に取り組み、これに成功した。我々が開発したプログラムは既存の第一原理量子動力学プログラムと比べて数千倍以上高速でり、高速なスクリーニングが求められるコンビナトリアル第一原理計算化学を大きく加速するものと期待できる。以上の成果に加えて、本研究ではコンビナトリアル第一原理計算化学を活用して、Fisher-Tropsch合成で用いられるFe触媒に対する最適添加成分の理論設計に成功した。Fe触媒へのCO吸着距離および吸着エネルギーに注目して、遷移金属を添加したときの効果をコンビナトリアル第一原理計算化学手法を用いて検討した。その結果、Mn,Mo,Zrを添加すると、触媒能向上および耐硫黄性の向上が実現できることが計算より明らかとなった。このうち、Mnについては実験によりその効果が実証され、コンビナトリアル第一原理計算化学の有効性が証明された。昨年度は、従来の第一原理分子動力学法に比較し、約5000倍の高速計算を実現した粗視化第一原理分子動力学計算プログラムColorsの開発に成功した。本年度は、上記プログラムをさらに高速化するために触媒反応を支配する重要な部分のみを粗視化第一原理分子動力学法で計算し、その他の部分を古典分子動力学法で扱うハイブリッド化によって、さらに数千倍以上の高速計算を実現した。
単一高分子鎖の非平衡ダイナミクスと粘弾性計測

本研究で検討した単一高分子鎖の粘弾性スペクトル計測方法のうち、原子間力顕微鏡(AFM)の力センサーの高次振動モードを利用した方法は、共振利得を利用するために高い感度が期待できる利点があるが、高次振動モードの等価的な弾性定数を正確に把握しないと定量性を欠く。これまでの解析では、理想化された形状の力センサーについて理論的に計算された等価弾性定数の値を使用していたが、力センサーの共振スペクトルなどから解析した結果では、理論値と大きなずれがあり、研究上で課題となっていた。これらの原因について精査した結果、力センサーに磁気力を印加するために付与された磁性粒子の質量や、液中計測の場合は液体の粘性といった要素が高次モードへ複雑に影響していることが示唆された。また、力センサーの縦横の寸法比も高次モードの挙動に影響する可能性も考えられるため、種々の質量の粒子を付与した種々の形状の力センサーについて、系統的に高次振動モードの振動伝達関数や熱振動スペクトルを詳細に解析した。振動モードの空間的な計測のデータを加えて最終結論を得たいと考えている。また、単一分子鎖を基板との間に架橋させた力センサーの熱振動スペクトルの変化を計測して、これから分子の粘弾性を算出する方法を試行したが、高周波域ではセンサーの等価弾性定数が増大して熱振動への感度が落ちるため、分子の架橋の有無によって定量的に有意な差を検出することは困難であった。本年度は、大きく分けて2種類の課題を掲げて研究を行った。1つは、単一高分子鎖の粘弾性スペクトル計測技術を用いて、外力によって分子内に誘起される構造相転移が、粘弾性スペクトルにおいてどのような影響を及ぼすかを実験的に検証できないかというものである。これは、タンパク質の構造相転移の問題をごく単純化したモデルと考えることが出来る。単純な相転移構造として、ピラノース環1種類のみを持つ分子であるデキストランの単一分子鎖に、原子間力顕微鏡(AFM)の探針で張力を加えながら引き伸ばし、粘弾性スペクトルを計測した。実験は、スペクトル計測中に分子を安定に保持するのが非常に困難であり、得られたデータの再現性向上が必要であるので、来年度以降の課題としたい。しかし、周波数による粘弾性スペクトルの形状には、ある程度理論計算と合致する傾向が見え、また、外力による構造相転移に伴って、分子鎖の弾性・粘性ともに一時的に低下する傾向が、少なくとも低周波域では有意に観測された。今後はより精度と安定性を高めるよう測定法の改良を試みる予定である。もう1つは、周波数掃引による現在の測定法と相補的な粘弾性スペクトル計測法として、ステップ応答の手法が使用できないかを検証する研究である。今年度の成果ではまだ計測法として粗いため、単一高分子に応用する段階まで至っていないが、将来の発展の可能性を見出せる段階までは漕ぎ着けることができたため、論文および国際学会で発表した。
動力学・耐衝撃力特性を考慮したロボットの知的CADに関する研究

本研究では,ロボットの機構形状変化を考慮した動力学特性・衝撃特性の評価方法・設計資料を考案,確立し,さらに以上の結果に基づきハイパーテキストを利用した知的CADシステムの構築を行うことを目的として行われた.得られた結果を以下に要約する.1.非線形力などの影響により複雑な開ループ機構の運動方程式を,コリオリ力の項を特定の条件のもとで遠心力の項に変換することにより簡便な式として定式化した.また,同式に基づき開ループ機構を用いたロボット上肢・下肢機構の動的駆動特性が作業領域全般に亘り大域的に,かつ,詳細に把握可能な動力学特性図を作成し,実際に機構設計に応用し,その有用性を確認した.2.ロボット機構の出力点を駆動することにより同位置に発生する作用力からロボットの駆動に要する動的なトルクを,簡単な計測系のみで測定する方法を考案した.また,実際に同測定法を用い開ループ機構をよび平行クランク形機構を用いたロボットアームの動的駆動特性の測定を行った.測定された結果は1.で提案した動力学特性図より得られる結果と一致し,考案した特性図の実用性が確認された.3.ロボット機構として用いることを前提とした,開ループ機構および平行クランク形機構の出力点に衝撃荷重,衝撃変位が作用する場合について解析を行い,入力点に生ずるトルクの挙動を明らかにした.4.以上の検討より得られた,特に動的駆動特性に関するを結果を,従来から構築を行ってきたハイパーテキストを利用したロボット機構総合用知的CADシステムに組み込み,機構の選択・設計を行い,その有用性を確認した.本研究では,ロボットの機構形状変化を考慮した動力学特性・衝撃特性の評価方法・設計資料を考案,確立し,さらに以上の結果に基づきハイパーテキストを利用した知的CADシステムの構築を行うことを目的として行われた.得られた結果を以下に要約する.1.非線形力などの影響により複雑な開ループ機構の運動方程式を,コリオリ力の項を特定の条件のもとで遠心力の項に変換することにより簡便な式として定式化した.また,同式に基づき開ループ機構を用いたロボット上肢・下肢機構の動的駆動特性が作業領域全般に亘り大域的に,かつ,詳細に把握可能な動力学特性図を作成し,実際に機構設計に応用し,その有用性を確認した.2.ロボット機構の出力点を駆動することにより同位置に発生する作用力からロボットの駆動に要する動的なトルクを,簡単な計測系のみで測定する方法を考案した.また,実際に同測定法を用い開ループ機構をよび平行クランク形機構を用いたロボットアームの動的駆動特性の測定を行った.測定された結果は1.で提案した動力学特性図より得られる結果と一致し,考案した特性図の実用性が確認された.3.ロボット機構として用いることを前提とした,開ループ機構および平行クランク形機構の出力点に衝撃荷重,衝撃変位が作用する場合について解析を行い,入力点に生ずるトルクの挙動を明らかにした.4.以上の検討より得られた,特に動的駆動特性に関するを結果を,従来から構築を行ってきたハイパーテキストを利用したロボット機構総合用知的CADシステムに組み込み,機構の選択・設計を行い,その有用性を確認した.
シナプス形成と可塑性を制御する新しい分泌性因子シナプトトロフィン

いったん完成したシナプスは、成熟脳においても神経活動に応じて改変される。しかし発達期におけるシナプス形成機構の解明は近年進んだものの、成熟脳における制御機構はほとんど分かっていない。この過程を解明することは、記憶の基礎過程や病変後の神経回路の再生機構の理解を深める上で必須である。私たちは、シナプトトロフィンI (Cb1nl)という新しいサイトカインが小脳顆粒細胞の軸索(平行線維)から放出され、平行線維-プルキンエ細胞シナプス形成と、機能的シナプス可塑性を制御することを報告した。本年度は、まずCblnl関連分子としてClqファミリーに属する一連のタンパク質について進化的考察を行った(Cell. Mol. Life Sci, in press)。次に、組換え型Cblnl分子を調整し、成熟Cblnl欠損マウスに投与することにより、Cblnl分子がシナプスの維持と形成を制御しうるかどうかを検討した。驚くべき事に組換え型Cblnlは成熟神経細胞においても、数時間で新規シナプスを誘導することがわかった。Cblnlを除去するとシナプスは再び失われた。さらに、小脳失調症状を示すCblnl欠損マウスの小脳に組換え型Cblnlを投与すると、2日後には電子顕微鏡的に正常シナプスが形成され運動失調が完全に回復することも分かった。これらのことから、Cblnlは成熟脳においてもシナプス形成を急速に誘導することができ、かつCblnlの存在が正常シナプスの維持に必須であることが分かった(論文準備中)。さらにCblnl欠損マウスと同様の表現型を示すことから、Cblnlと信号伝達系を共有していることが疑われているδ2型グルタミン酸受容体についての解析を進めた。δ2受容体はイオンチャネル型グルタミン酸受容体に属するものの、C末端を介した代謝型受容体して機能することが明らかとなった(Eur J Neurosci,2007; J Neurosci,2008)。シナプトトロフィンI(Cblnl)は、腫瘍壊死因子(TNFα)と同じClqファミリー一に属する新しいサイトカインであり、小脳顆粒細胞の軸索(平行線維)から放出され、平行線維-プルキンエ細胞シナプス形成・維持と、機能的シナプス可塑性である長期抑圧現象に不可欠な役割を果たす。Cbln1には少なくとも他に3種類のファミリー分子があり、小脳以外の脳部位にも発現しており、他の脳部位においてもシナプスの形成と可塑性を制御している可能性が高い。そこで本年度は、CUnファミリーに属する他の3つの分子Cbln2-Cbln4の解析を行った。面白いことに何れのCblnファミリー分子も、海馬錐体細胞や小脳プルキンエ細胞などのPrincipalneuronには発現せず、これらの神経細胞にシナプスを形成するシナプス前部の神経細胞に発現することが分かった(Eur.J.Neurosci.,24,750-60,2006;Eur.J.Neurosci.,25,1049-57,2007)。このことは、「Cblnファミリー分子はシナプス前部から1分泌され、シナプス後部の神経細胞の機能を調節する」という仮説を支持する。一方、Cblnlの大量精製法を確立した。興味深いことに、精製Cblnlは6量体を形成しプルキンエ細胞の樹状突起に特異的に結合することを見出した。またCblnl欠損マウスから作成した小脳培養神経細胞ではシナプス低形成が見られるが、6量体型精製Cblnlを加えることにより、このシナプス低形成は24時間以内に回復することを見出した(論文準備中)。これらの結果は、プルキンエ細胞樹状突起に特異的Cblnl受容体が存在することを強く示唆し、またCblnlが神経活動に基づいたシナプスのホメオスタシス制御にも関与している可能性を示唆する。

δ2受容体はイオンチャネル型グルタミン酸受容体に属するものの、C末端を介した代謝型受容体して機能することが明らかとなった(Eur J Neurosci,2007; J Neurosci,2008)。
膝痛・腰痛高齢者に対する要介護予防のための水中運動プログラムの開発と評価

本研究では、ランダム化クロスオーバーデザインにて、膝痛・腰痛を有する65歳以上の地域在住高齢女性を対象に3か月間の水中運動プログラムを実施し、その有効性、短期的および長期的な効果の持続性について検討した。その結果、水中運動プログラムは、膝痛・腰痛を有する高齢女性に対して、移動能力や下肢筋力の向上だけでなく、主観的健康度・機能状態、疼痛の改善にも有用であることが明らかになった。本年度は、膝痛・腰痛を有する地域在住高齢者に対して、3ヶ月間の水中運動プログラムを実施し、身体機能および健康関連Quality of Life(QOL)に及ぼす効果について検証を行った。ランダム化クロスオーバーデザインを採用し、水中運動プログラムへの参加を希望した膝痛・腰痛を有する65歳以上の地域在住高齢女性51名を、水中運動群(n=26)と待機群(n=25)に割り付けた。3か月の介入期間中に水中運動群は、1回あたり約60分間、週1回、計12回の水中運動プログラム(行動介入を含む)を実施した。観察群は、介入期間終了後に水中運動群と同様のプログラムに参加した。介入期間前後に、身体機能の指標としてTimed Up & Goテスト(TUG)、5m最大歩行速度、開眼片足立ち時間、5回椅子立ち上がりテスト(ss-5)、握力を測定した。また、健康関連QOLの指標としてSF-8(福原ら,2004)を用いて調査した。統計解析には、反復測定分散分析(群×時間)を用いた。反復測定分散分析の結果、TUG、ss-5、SF-8の2下位尺度である体の痛みおよび全体的健康感に、時間と群の有意な交互作用が認められた。事後比較の結果、TUG、ss-5および体の痛みに関して、待機群は介入期間前後で有意な改善はみられなかったが、水中運動群は有意に改善していた。また全体的健康感に関して、待機群はプログラム前後で有意に低下していたが、介入群は有意な向上が認められた。3ヶ月間の水中運動プログラムは、膝痛・腰痛を有する高齢女性に対して、移動能力や下肢筋力の向上だけでなく、主観的健康度・機能状態の改善にも有用であることが明らかになった。これらの結果から、本研究で採用したプログラムは、介護予防のための運動器疾患対策として安全で有効な手段となり得ることが分かった。本年度は、昨年度に膝痛・腰痛を有する地域在住高齢者を対象に実施した3ヶ月間の水中運動プログラムにおける身体機能および健康関連Quality of Life(QOL)に対する効果の持続性について検証を行った。水中運動プログラムへの参加を希望した膝痛・腰痛を有する65歳以上の地域在住高齢女性51名を対象に3か月、週1回、1回60分間の水中運動教室を実施した。プログラムにおける効果の持続性を評価するために、介入前後および介入3ヶ月後に、身体機能の指標としてTimed Up&Goテスト(TUG)、5m最大歩行速度、開眼片足立ち時間、5回椅子立ち上がりテスト(ss-5)、握力を測定した。また、健康関連QOLの指標としてSF-8TM(福原ら,2004)を用いて調査した。統計解析には、一元配置反復測定分散分析を用いた。また、効果量(偏η2)を算出した。反復測定分散分析の結果、介入後に改善が認められた身体指標のTUG、5m最大歩行速度、開眼片足立ち時間(左)、ss-5およびSF-8TMの体の痛み、全体的健康感、身体的健康サマリースコア(PCS)において介入3ヶ月後まで効果の持続が認められた。効果量については、ss-5、体の痛み、全体的健康感は大(≧0.14)、TUG、開眼片足立ち時間(左)、PCSは中(≧0.06)の値を示した。膝痛・腰痛を有する高齢女性を対象とした3ヶ月間の水中運動プログラムは、プログラム直後に改善した下肢筋力や移動能力、疼痛や主観的健康度を維持させていた。今後は、医療費、介護費用への影響を含む長期的効果の検討を行うとともに、プログラム実施における効果的な参加者募集方法、普及活動のあり方を検討する必要がある。【目的】最終年度であった今年度は、膝痛・腰痛を有する地域在住高齢者を対象に実施した水中運動プログラムに関して費用使益分析を行った。【方法】対象者は,膝痛・腰痛高齢者における痛みの緩和と生活機能の改善を目的として実施した水中運動プログラムの参加者126名であった。費用は、事業費(啓発のための講演会費、施設利用費を含む事業委託費、送迎経費など)および人件費(事業従事者の延べ人数(回)、従事者の時給(円/時間)、教室1回当たりの平均所要時間(時間/数)、報酬単価(円/回))から推定した。便益は、仮想評価法を用いた支払意思額(個々の参加者が運動プログラムへ参加するために支払ってもよいと考える全額)を指標として用いた。水中運動プログラムに対する参加者の支払意思額に影響を及ぼす要因についても検討を行った。【結果】

水中運動プログラムに対する便益として、参加者は1回2135円の価値があると回答したが(価値額)、実際に支払ってもよいと考える額(支払意思額)は1回あたり1359円であった。価値額の高さに影響を及ぼす要因は、参加年度が新しいこと、居住地域が農山村部であること、参加時点の痛み自己管理セルフ・エフィカシーが高いことであつた。一方、支払意思額の高さには、参加時点で腰痛がなく、痛み自己管理セルフ・エフィカシーが高いこと、参加後に膝の痛みが改善し、身体的健康度が改善したと感じていることが影響を及ぼしていた。プログラム参加者1人1回当たりの費用は、32183762円となり、純便益(便益-費用)は-1859-2403円であった。【考察】参加者の所得や戦略バイアスの影響を考慮していない点が課題であり、今後は水中運動プログラムに直接要した費用だけでなく、実施したことによって節約された医療費等を考慮した分析を行う必要がある。
東アジアの生態・環境美学的自然美の研究-日本を焦点として

日本を焦点とする東アジアを軸に、広義の雨(雨・霞・雪・霧等々)と陰的気候(冷気・夜分・湿気)を扱う藝術や思想を対象に、気象の美学を研究した。視覚中心主義ではない環境体験が美的伝統となっている東アジアでは、自然を花月のごとき景物中心に享受するだけでなく、夜雨や夜梅のごとく気分的に感受することを、事例の検証を通し解明した。藝術作品から輪郭の定かでない気象・天候へと研究領域を拡大することは、必然的に理論枠の変革を促す。その意味で、本研究は、芸術中心に展開してきた西欧近代美学の改革を担う環境美学や雰囲気の美学の推進であると共に、その基礎理論革新への努力でもある。この間、西欧近代美学の限界の指摘と東西の美学の対話の促進を説いてきた。具体的内容:2010年4月、日韓美学研究会・東方美学会による合同国際美学研究集会並びにシンポジウムを企画・主催した。主要テーマは「東アジアの自然と藝術」であり、50を超える論考を収載する報告書を刊行した。同年8月、北京で開催された第18回国際美学会で「日本の美学」のパネルを、西欧と中国の狭間で自覚される日本美学の独自性をコンセプトに「藝術と自然」を焦点として企画・担当した。9月末には北京の首都師範大学で王徳勝教授らと共同研究を推進した。その機会に「雨の美学」他招待講演を行った。年度後半も、山東大学で生態美学の曾繁仁教授らと共同研究を継続してきた。以上の結果、視覚を必ずしも優越契機とはしない自然の美的享受の仕方に関する理論的パラダイムを東アジアの藝術思想や藝術の伝統から取り出すことができ、所期の研究目的を相応に達成した。意義:東アジアには、自然の放つ精神性や生命性を被包越的に身心的に感受する雰囲気の美学があり、視覚の効かない夜や朧や薄明といった状況でも雨音・静寂・匂い・湿気等を契機に自然美体験が生起することが解明された。このように、自然美に関し、とりわけ雨の研究を核として従来の西欧の景観や自然美の美学とは異なる理論的又文化的な展望を開き、現代的研究動向に一つの方向性を見出すことができた。重要性:自然景槻や風景の概念が歴史的理論的な負荷を帯びていることは明かであるが、それは文化の多様性の証でもある。朧や薄明や夕暮れや雨という気象的自然に即した日本の美学伝統の解釈は、中国の生態美学や北米の環境美学やドイツの雰囲気の美学と軌を一にし呼応する。「環境美学」は、西欧の歴史的な美学を前提とし継承しているが、同時に革新でもある。自然美を考察の梃子とする美学の現代的革新に、雨を焦点に日本や東アジアの藝術や美的伝統の解釈を通して参加・寄与することで、従来の自然観に新しい光を投ずることができる。具体的内容:(1)気象・天候を風流とする感性は、環境世界を身心全体で受容する傾向を示し、視覚優位の自然経験とは異なる。気象を美的に享受する感性は、種々の次元で制度化され、時雨や吹雪の名前を有つ銘菓・銘酒が示すように絵画や俳句のみならず生活文化に及ぶ。更に、我々の日常的な自然認識に浸透している。2011年5月、上記趣旨でポーランドで開催された学会で、水と気象に関する発表を行った。(2)気象の美学と風景概念との関わりめ一部を朦朧の美学として進展させ、中国で8月の国際会議で発表した。その論考の一部「雰囲気的景色観と雨境」が『日常性の環境美学』に収載された。中国語また英語の発表原稿も学術誌掲載に向けて準備中である。(3)雨や雪は歳時記中で「天文」に分類される。気象は季節・四季と一体化して歳時記に代表される文化制度となり、文化の表現や展示の暗黙の枠組みとなり、人々の感性にも深く浸透している。その分析は、上記の国際学会で一部発表し、また他部分を2012年度の学会発表の原稿として準備中である。意義:東アジアに顕著に認められる雰囲気また気象の美学を指摘し、視覚の美学との相違を解明した。夜雨や朧や夕暮といった状況での自然美体験を具体的に解明し、理論的考察を進展させ、西欧の景観や自然美の美学とは異なる理論的又文化的な展望を開いた。重要性:気象は、環境問題に大きな影響を及ぼしている。夕暮や夜雨という気象的自然に即した日本の美学伝統には、深く倫理的問題が関与している。

「雨中の月」や「枯れ野の薄、有明の月」に示唆される自然美は、主体の教養・徳性や人格性と深く関わる。自然は倫理的に保護されるべき環境というだけでなく宗教や倫理の理想と関わる。その問題に美学は深く関わる。かくして雨や朦朧を焦点に東アジアめ美的伝統の解釈を通して、従来の環境学や自然観に新しい光を投ずることができる。具体的内容:雨や夜や寒冷の如き気象・天候・時刻の否定的条件をも風流とする自然美学を、朦朧・夜雨・浸透を軸に解明し、西欧的な自然美学の標準的パラダイムの変革を推進した。1朦朧たる花月を評価する自然美享受は、清明な状況での視覚的満喫と異なる。朦朧は、見えざる花月への憧憬の想像力と情緒の喚起の条件として問題となる。更に、視覚を疎外する天候・気象・時間の状況それ自体に魅力がある。夜雨・暗香疎影・晩鐘等が朦朧の代表的事例であり、広島芸術学会で「夜雨の美学」を発表した。2恒久的な山河・平地を核とする西欧的風景観と夜雨の如き移ろい易き陰的自然条件を享受の相関者とする瀟湘八景的景色観は異なる。夜雨・暮雪・寒冷といった自然状況に於ける美的体験では、実存的状況と連動し、五感を蔵する身心が大きな役割を果たすことを、中国の「建設的なポストモダニズムと生態美学」国際会議で発表・投稿した。3対象との透明な距離を前提に、形や均衡や色彩を認知する視覚の美学と、上記の美的体験は異なる。世界と自己の関係を融合・接触・包摂として感知する美的体験モデルは、文学的伝統と深く結びついて培われた浸透モデルであり、このモデルは視覚的体験にも及ぶ。その考察を、中国での第六回東方美学会で発表、投稿した。意義:東アジアに顕著な朦朧また浸透の美学が、雰囲気の美学と共通する全身心的な実存の美学であり、また霊性への希求であることを、豊富な事例で考察し、昼・晴・明の条件下、形を焦点に視覚優位の自然美学を展開してきた西欧の伝統的美学の革新を進めた。重要性:東アジアの広義の雨の美学は、美的経験の基準を対象の知的認知よりも主客の全身心的融合に置く。美を知性と関連させるよりも自然的霊性との和合と関連させる。東アジアの自然美学は、いわば「形なきものの形を見」ようとする点で、身心的実存を軸に霊的また生態的生命の連関へと開かれていることを示した。予定した国際学会で発表を行い、それぞれ英語と中国語で投稿した。中国での発表の一部は日本語論文となり、他も投稿中であり、概ね予定通りである。学会発表他や論考の準備を通しても、雨を中心とする気象の美学の理論的意味および文化的肉付けを進めることができた。個別的な雨を核に気象一般の問題圏域へと考察が展開し、後者の文化資料面では、古典文学等の分析と平行して浮世絵等の絵画資料や歳時記へと研究が展開した。24年度が最終年度であるため、記入しない。研究の展開方向は3点ある。それぞれの関連も含めて列挙する。(1)これまでの路線で、著書執筆を念頭に、雨や気象の美学の豊かな文化的事実の解明と併せ、理論化、言語化を一層進める。(2)主体を構成契機とする環境美学の構図は、言語・思考・文化・感性の問題と深く関わる。とくに「しみじみ」「しみる」「しめやか」「浸る」等、水・湿気に関連した語彙を検討し、美的体験の重要な一面を解明し、(1)に組み込む。(3)朦朧の美学の核にある自然美体験は、視覚を超えた身心の関与が大きい。浸る等、主体の境地が構成契機となる雰囲気や気分重視の美的体験は、入浴や瀧行などsomaestheticsの問題圏域とも重なる。新鮮な目で感性と日本文化の関わりを考察し(1)に組み込む。
冷戦終結後の内戦への国際社会による関与・介入に関するゲーム論的分析

国内における治者・被治者間の勢力分布を《国際秩序と国内秩序の共振のパラメータ》として捉えるならば、一方で、第一次大戦後の帝国解体、第二次大戦後の脱植民地化、そして冷戦後の冷戦終結といった国際秩序の変動、とりわけ国際社会における正統な構成員資格の変動は、主権国家を隔てる境界を国際的に再編するため、《共振のパラメータ》に変化が生じ、この変化こそが国内秩序を不安定化させることになるが、他方で、まさにこの《共振のパラメータ》の変化を相殺するために、国際社会は国内問題を国際問題として捉えて関与・介入を正当化する結果、主権国家間において許容される行動の変化、すなわち国際秩序の変動が生じる。本研究の目的は、まさにこの国際秩序の変動がもたらす国内秩序の変動と、国内秩序の変動がもたらす国際秩序の変動という二重の政治動学を理論的に解明することにあったのである。非協力ゲーム理論の分析手法を用いて内戦原因論と国際介入論とを論理整合的に統合する試みとしての本研究は、政治学専攻の石田と経済学専攻の石黒との間の学際的な協力の所産でもあった。石田の「国内秩序と国際秩序の《二重の再編》--政治的共存の秩序設計--」、そして石黒の「国内紛争後の政治改革への国際関与」という二本の論文は、三年間にわたる本研究の成果をまとまるものである。平成16年度は、内戦の発生と国際社会の対応を、国際秩序における暴力の抑制という観点から理論的に考察することを主眼とした。主権的な管轄の範囲を空間的に画定する国境には、国際社会を構成する諸国家に対して内政不干渉と武力不行使という共通の義務を課すことによって国際秩序を維持し、暴力を抑制することが期待されてきたものの、国際社会が境界についての理解を共有して、内政不干渉と武力不行使の規範を共有しさえすれば、武力紛争は回避されるというものではない。一次大戦、二次大戦、そして冷戦といった主要な国際紛争の終結にあたって国際社会がどのような「独立の領域的基盤」(実効統治、自決、領域的現状維持など)に基づいて新国家の独立を承認したかということが、その後の国内における武力紛争の勃発と、それに対する国際社会の対応に影響を及ぼすなど、国際政治過程と国内政治過程とが連動してきた。このように国内秩序と国際秩序とが互いに共振することに着目しつつ、国家形成と政治的暴力との関連、領域の国際的再編と国内マイノリティ問題、紛争の空間的解決の可能性、アイデンティティと武力紛争との相互規定関係、国内和平と国際和平との比較対照、(紛争原因論と整合的な)平和構築論、破綻国家と内戦などの諸論点について先行研究を概観しながら、紛争原因論と国際介入論との理論的統合の鍵を探った。この過程で、「共振する国内・国際秩序研究会」を組織し、東京大学社会科学研究所において三回の研究会を開催した(各回の報告者は、順に、篠田英朗氏、石田淳、武内進一氏)。また、石田は2005年3月に、International Studies Associationの年次大会(ホノルル)において"Civil Wars and the Spatial Organization of International Politics in Transition."と題する研究報告を行った。国境は、国家の自律的な統治の範囲を空間的に画定し、いわばグローバルな政治空間を分節化することを通じて、国内および国際の秩序維持に寄与するという側面を持つ。逆に、個人や集団の政治的権利は、領域を基盤とする政体によって保障されるものであるがゆえに、帝国の解体といった政治空間の再編は、権利をめぐる対立の発生と武力紛争へのエスカレーションをもたらす危険をはらむものだった。本研究では、平成17年度において、上記の論理を国内政治と国際政治との共振という枠組みを用いて理論的に定式化(石田淳「国際安全保障の空間的ガヴァナンス」、河野勝編『制度からガヴァナンスへ--社会科学における知の交差』東京大学出版会、2006年、所収)するとともに、アメリカ政治学会2005年度年次大会(ワシントンD.C.)において報告(Atsushi Ishida and Kaoru Ishiguro,"Designing the Internal and External Political Mechanism for Domestic Peace.")を行った。

また、「共振する国内・国際政治研究会」は四回の研究会を開催した(各回の報告者は、順に、吉川元氏、六鹿茂夫氏、納家政嗣氏、岡垣知子氏)。さらに、2005年秋に神戸大学において神戸国際政治経済研究会とワークショップを共催し、ゲーム理論の政治・経済分野への応用の可能性を探り、そのほかに、ゲーム理論モデルの構築のための研究会を石田・石黒を中心に若手研究者を交えつつ2回開催し、先行研究の批判的な検討を行った。国内における治者・被治者間の勢力分布を《国際秩序と国内秩序の共振のパラメータ》として捉え、一方で、第一次大戦後の帝国解体、第二次大戦後の脱植民地化、そして冷戦後の冷戦終結といった国際秩序の変動は、《共振のパラメータ》の変化を通じて国内秩序の安定を揺さぶるが、他方で、この《共振のパラメータ》の変化を相殺するために、国内統治の国際的再編を通じて国内秩序の安定を回復する過程において、国際秩序に変動が生じる。本研究の目的は、まさにこの国際秩序の変動がもたらす国内秩序の変動と、国内秩序の変動がもたらす国際秩序の変動という二重の政治動学を理論的に解明することにあったのである。石田の「国内秩序と国際秩序の《二重の再編》」、そして石黒の「国内紛争後の政治改革への国際関与」は、三年間にわたる本研究の成果をまとまるものである。今年度は、東京大学において「共振する国内・国際秩序研究会」を三回開催した(各回の報告者・題目は、順に臼杵陽(ゲスト・スピーカー)「内戦としてのパレスチナ/イスラエル紛争--イスラエル総選挙と分離壁をめぐるポリティクス」、石田淳「国際秩序と国内秩序の《二重の再編》」、土佐弘之「グローバルな統治性と分類・序列化する知-権力--フーコーの問題提起を受けて」)。また、平成17年度と同様に、秋に神戸大学において神戸国際政治経済研究会とワークショップを共催し、ゲーム理論の政治・経済分野への応用の可能性を探った。
アルコール共存下でのフロン類の接触分解反応の研究-実用化に向けて-

フロン類の無害化処理に関し、触媒を用いる接触分解の方法により、CH_3OH共存下で極めて穏和な分解条件(300,1atm.)で分解することを見つけたことから、その実用化を目的として、触媒の組み合わせ、共存させるCH_3OH量について検討し、中型分解装置による触媒活性の持続性について調べた。さらに自動分解装置のシステム化の構築について検討した。2.フロン類に共存させるアルコール量はフロン化合物に含まれる塩素原子(Cl)の数と化学量論的に等molの場合、触媒活性の持続性に有効である。4.ガスクロマトグラフィーを用いた原料および分解生成物の自動測定を実現したことから、分解装置の自動システム化の構築を完成した。フロン類の処理に関し、本報告の触媒を用いる接触分解の方法で得られた結果は、実用化に対し、有効なものと期待出来る。処理量に関しても、本報告では単管の反応管を用いたが、多管式の反応管を用いれば、その量を飛躍的に増大させることが可能である。その結果、流量10ml/Hの場合、CFC-113の分解率95%以上で、反応時間80時間にわたって触媒活性が持続することがわかった。しかし、反応中、一時的に分解率が低下する等問題点も生じた。触媒のBET表面積は反応時間160時間後には5-6m^2/gと反応前の1/30に低下した。現在、触媒活性の持続の要因等について検討中である。2.フロン類の分解を実用化するためにフロン類の自動分析システムの構築を試みた。システムはフロン分解装置、サンプリング装置、分析装置そしてデータ処理装置で構成し、これらの装置をタイムコントローラで制御するものである。サンプリング装置として、恒温槽内に電磁バルブ2個を装着したAV-238(ジ-エルサイエンス)、分析装置としてガスクロマトグラフィー,GC-390-DDT(ジ-エルサイエンス)、データ処理装置として、コンピューター(IBM Aptiva,V-Station 2-2SS)そしてタイムコントローラとして、RT-730(ジ-エルサイエンス)を用いた。このシステムの運用について現在、データの収集を行っている。フロン類の無害化処理に関し、触媒を用いる接触分解の方法により、CH_3OH共存下で極めて穏和な分解条件(300°C,1atm.)で分解することを見つけたことから、その実用化を目的として、触媒の組み合わせ、共存させるCH_3OH量について検討し、中型分解装置による触媒活性の持続性について調べた。さらに、自動分解装置のシステム化の構築について検討した。(2)フロン類に共存させるアルコール量はフロン化合物に含まれる塩素原子(Cl)の数と化学量論的に等molの場合、触媒活性の持続性に有効である。(4)ガスクロマトグラフィーを用いた原料および分解生成物の自動測定を実現したことから、分解装置の自動システム化の構築を完成した。
曲面，曲線と結び目の位相的性質

三次元空間(特に三次元球面)における絡まった閉曲線のことを結び目,またそれらの集まりを絡み目と呼ぶ.構成する曲線を切断せず連続変形で移り合うものを同値とみなす.絡み目を境界としてもつ有向曲(ザイフェル曲面)を用いて,絡み目の位相的性質の研究を行った.特にサイクルグラフから得られるコクセター絡み目や,特別な樹状絡み目について,アレクサンダー多項式の零点の配置に関する成果を上げた.また,与えられたアレクサンダー多項式について,その係数が直接現れるザイフェルト行列や最小種数ザイフェルト曲面を構成した.絡み目のアレキサンダー多項式は古典的な研究対象であり,様々な研究がなされているが,絡み目の個性の反映としてはその係数に注目することが多い.一方近年の計算機の発達により,様々な絡み目の多項式を,その零点までこめて計算する事が簡単になり,絡み目の個性が,係数よりもむしろ零点の配置に反映する状況に関する予想などが得られている.顕著な性質としては,零点が全て実数であったり,虚数で単位円周上に乗って状況が興味深い.絡み目のアレキサンダー多項式の零点の分布の研究の一環として,コクセター絡み目と呼ばれるクラスの絡み目に関してトロント大学の村杉邦男氏と共同研究を行った.コクセター絡み目とは,ある条件を満たすグラフによって表されているが,特にそのグラフがサイクルであるものに注目した.まず,サイクルグラフが表す絡み目の内,それがコクセター絡み目になっているものの決定から開始した.サイクルグラフ絡み目の成分数は2か3になることから,多変数のアレキサンダー多項式をます決定し,1変数アレキサンダー多項式に帰着した.さらに多項式の零点の配置を決定した.それらは全て単位円周上に乗っている事が分かった.サイクルグラフから生じるコクセター絡み目は円板に正一回捻りのバンドを次々と平坦プラミングして得られる絡み目である.一方,平坦プラミングするバンドがすべて捻り無しの場合には,こうして全ての絡み目が得られることをすでに証明済みである.捻りを一斉に正一回捻りとすることで絡み目に条件が付くが,それがアレキサンダー多項式の零点が全て単位円周上に乗るという形で反映することが興味深い結果である.結び目のアレキサンダー多項式は古典的な研究対象であり、様々な研究がなされている。これまでの既存の研究はその係数に注目したものが大多数であるが、最近では計算機によって、多項式だけでなく零点までを計算し、平面上にプロッットすることで様々な考察が進んでいる。特に零点の実部について、交代結び目においては-1以上になるといった興味深い予想が懸案の問題になっている。零点の配置としては、全て実数になるもの、全て複素数平面内の円周上にあるもの、また、その両方に渡っているものが特に興味深い。まず前年度に引き続きコクセター絡み目と呼ばれるファイバー絡み目のクラスとその一般化のクラスを調べた。特異点絡み目のファイバー曲面を与えることで興味深いディバイドの絡み目についても注目し、その安定性についての実験結果からの考察を行った。これらの考察から、まずはスラロームディバイド絡み目の一般化である樹状絡み目について零点を調べる方向を定め、研究を遂行した。ここではファイバー絡み目でない絡み目も対象としている。これによりモンテシノス絡み目についても、零点の配置に関して理解が深められ、過去に得られた結果の証明も簡略化できると期待される。結び目のアレキサンダー多項式の零点に関するこれまでの研究成果を、トポロジーシンポジウムで招待講演し、セルビアで行われたセルビア数学会、韓国で行われたICMサテライト会議において英語で発表した。結び目のアレキサンダー多項式は古典的な研究対象であり,様々な研究がなされている.これまでの研究はその係数に注目したものが大多数であるが,本研究では零点に注目し,その配置や安定性についての研究を行ってきた.零点の配置に関しては,全て実数であるもの(real stableと呼ぶ),全て単位円周上にあるもの( circular stableと呼ぶ),またはそのいずれかになっているもの(bi-stableと呼ぶ)が特に興味深い.前年度までの研究でも様々な手法を開発し,絡み目多項式の安定性を調べている.アレキサンダー多項式の実零点が実軸上に交互に並ぶとき,それらをインターレースした多項式と呼ぶ.本年度もトロント大学の村杉邦男氏と共同研究を継続し,インターレース特性の活用法を探った.成果として,ウェイトに関するある種の条件を満たすクラスの樹状絡み目について,bi-stabilityを証明した.多項式をインターレースさせるという発想がこれまでに類のない手法であり今後の発展が期待される.結び目の局所変形と零点の配置の変化について,ザイフェルト曲面の観点から研究を進めている.例えば,ザイフェルト曲面を捻る(特に,結び目に交差交換を行う)と,それに連動して零点が引きずられて動く様子である.零点ではないが,結び目の多項式の係数について,興味深い成果が得られた.それは,与えられたアレキサンダー多項式に対して,その係数が直接現れるザイフェルト行列と最小種数曲面の構成である.それにより,特定の係数を1だけずらす操作を曲面まで込めた結び目の交差交換によって簡単に実現できるようになった.三次元空間(特に三次元球面)における絡まった閉曲線のことを結び目,またそれらの集まりを絡み目と呼ぶ.構成する曲線を切断せず連続変形で移り合うものを同値とみなす.絡み目を境界としてもつ有向曲(ザイフェル曲面)を用いて,絡み目の位相的性質の研究を行った.