hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
古典及び新古典輸送に対する異常輸送効果の研究

本研究は,プラズマ中の揺動によって生じる輸送現象を,経路積分法などの手法を用いて新しい視点から研究し,次のような結果を得た.1.直接相互作用近似(DIA)を用いた揺動磁場中の粒子輸送の研究揺動磁場中の運動論的方程式から出発し,この方程式の経路積分表示をつくり,DIAを用いると,アンサンブル平均した分布関数と応答関数とで閉じた方程式をつくることができる.これらの方程式から,揺動磁場による粒子の異常拡散係数は簡単な常微分方程式の解として得られることがわかり,揺動磁場の大きさ,相関長,衝突周波数,平均磁場のシヤーなどの関数として拡散係数を具体的に求めた.2.プラズマ電流への揺動の影響揺動が存在するときのドリフト運動論的方程式やFokker-Planck方程式に対して1で用いた手法を応用し,ブートストラップ電流密度やRF駆動電流密度に対する径方向の拡散方程式を導いた.また,揺動を特徴づけるパラメータの関数として,この拡散方程式の異常輸送係数を求めた.ブートストラップ電流においては,磁気軸近傍で揺動の影響が重要になるが,ここで求めた拡散方程式を解くことにより磁気軸上でのブートストラップ電流に対する解析的な表現を得た.3.直接相互作用近似(DIA)の拡張経路積分法を用いたDIAによるclosure理論にサブアンサンブル平均の考え方を取り入れ,粒子軌道の影響を近似的に取り入れた新しいclosure理論を定式化した.ここで定式化した理論では,DIAで求めた常微分方程式を拡張した方程式と粒子軌道に対する方程式との連立方程式を解くことにより異常拡散係数が求められることを示した.本研究は,プラズマ中の揺動によって生じる輸送現象を,経路積分法などの手法を用いて新しい視点から研究し,次のような結果を得た.1.直接相互作用近似(DIA)を用いた揺動磁場中の粒子輸送の研究揺動磁場中の運動論的方程式から出発し,この方程式の経路積分表示をつくり,DIAを用いると,アンサンブル平均した分布関数と応答関数とで閉じた方程式をつくることができる.これらの方程式から,揺動磁場による粒子の異常拡散係数は簡単な常微分方程式の解として得られることがわかり,揺動磁場の大きさ,相関長,衝突周波数,平均磁場のシヤーなどの関数として拡散係数を具体的に求めた.2.プラズマ電流への揺動の影響揺動が存在するときのドリフト運動論的方程式やFokker-Planck方程式に対して1で用いた手法を応用し,ブートストラップ電流密度やRF駆動電流密度に対する径方向の拡散方程式を導いた.また,揺動を特徴づけるパラメータの関数として,この拡散方程式の異常輸送係数を求めた.ブートストラップ電流においては,磁気軸近傍で揺動の影響が重要になるが,ここで求めた拡散方程式を解くことにより磁気軸上でのブートストラップ電流に対する解析的な表現を得た.3.直接相互作用近似(DIA)の拡張経路積分法を用いたDIAによるclosure理論にサブアンサンブル平均の考え方を取り入れ,粒子軌道の影響を近似的に取り入れた新しいclosure理論を定式化した.ここで定式化した理論では,DIAで求めた常微分方程式を拡張した方程式と粒子軌道に対する方程式との連立方程式を解くことにより異常拡散係数が求められることを示した.本研究は,経路積分法などの手法を駆使して,プラズマ中の揺動によって生じる異常輸送やこの揺動が古典輸送や新古典輸送に与える影響を調べることを目的とする.本年度は以下のような研究を行った.1.ストキャスティックな磁場中の異常輸送係数ストキャスティックな磁場中の運動論的方程式から出発し、粒子の径方向の輸送係数について調べ次の結果を得た.(1)この運動論的方程式の経路積分表示をつくり,直接相互作用近似(DIA)を用いると,アンサンブル平均した分布関数と応答関数とで閉じた方程式をつくることができる.得られたこれらの方程式から,ストキャスティックな磁場中の粒子の輸送係数が簡単な常微分方程式の解として得られることがわかり,ストキャスティックな磁場の大きさ,相関長,衝突周波数,平均磁場のシヤーなどの関数として輸送係数を求めた.(2)磁場の揺動の大きさが十分に大きな極限では輸送係数は零になることが定性的な議論により予想されている.しかし,Euler的な視点に立つclosure理論であるDIAではこれを再現できす,Lagrange的な観点に立ってclosure理論を作ることが求められている.ここでは,最近提唱されているDecorrelation trajectory methodの基本的なアイデアであるサブアンブル平均の考え方を(1)で展開された理論に適用し,粒子軌道の影響を近似的に取り込んだclosure理論(extended DIA)を導いた.2.ブートストラップ電流やrfにより駆動される電流への揺動の影響揺動があるときのFokker-Planck方程式からスタートし,経路積分表示などを用いて,ブートストラップ電流やrfにより駆動される電流の径方向分布を決める方程式を求めた.本研究は,経路積分法などの手法を用いてプラズマ中の揺動によって生じる輸送現象を調べることを目的とし,本年度は以下の研究を行った.1.プラズマ電流への揺動の影響(1)トカマク中のドリフト運動論的方程式から出発し,DIAなどを用いて,ブートストラップ電流密度に対する径方向の拡散方程式を導いた.また,拡散方程式の異常輸送係数を,揺動の振幅や相関長などの関数として求めた.揺動の影響は磁気軸近傍で重要になるが,ここで求めた拡散方程式を解くことにより,磁気軸上でのブートストラップ電流に対する解析的な表現を得た.磁気軸上の電流密度J_0は,δ^<4/3>_e>>D^^-の領域では有限バナナ幅効果が支配的となりJ_0∝δ^<1/3>_e,逆にδ^<4/3>_e<<D^^-の領域では異常輸送効果が支配的となりJ_0∝√<a/R>

D^^-^<1/4>となる.ここでD^^-=D/a^2(電流密度の異常輸送係数D,小半径a),δ_e=2q_0ρ_e/R(大半径R,電子のラーマー半径ρ_e,軸上の安全係数q_0).(2)RFにより駆動される電流密度に対する径方向の拡散方程式をFokker-Planck方程式から導き,揺動を特徴づけるパラメータの関数として拡散係数を求めた.2.直接相互作用近似(DIA)の拡張経路積分法を用いたDIAによるclosure理論にサブアンサンブル平均の考え方を取り入れ,粒子軌道の影響を近似的に取り入れた新しいclosure理論を定式化した.前年度の研究で示したように,通常のDIAによるclosure理論では,揺動による異常拡散係数は2階の微分方程式を解くことにより求められる.これに対して,ここで定式化した理論では,この微分方程式と粒子軌道に対する方程式との連立方程式を解くことにより拡散係数が求められることを示した.
分裂酵母モデル系を用いたマップキナーゼ制御機構の解明

本研究は、哺乳動物細胞に極めて近い細胞内情報伝達系を持つ分裂酵母モデル系を用いて、マップキナーゼ制御機構を分子遺伝学的に解明しようとするものである。細胞形態は,癌細胞の転移における重要な因子の一つである。研究代表者らが発見した新規マップキナーゼPmk1系は,細胞増殖とともに細胞形態形成,特に細胞質分裂において重要であり,カルシニューリンと機能的関連性をもつことがすでに明らかにされている。本年度は,さらに新たな機能的関連遺伝子を単離するために遺伝学的スクリーニングを行い,ホスファチジル・イノシトール代謝において中心的な役割を果たしているPI4P5キナーゼをコードする遺伝子と細胞膜に存在し細胞外において様々な役割を果たすGPIアンカー蛋白質の合成酵素の一つをコードする遺伝子を得た。生化学的および細胞生物学的解析を行った結果,これらの遺伝子産物はともにマップキナーゼと同様,細胞質分裂においてカルシニューリンと重要な役割をシェアしていることを明らかにした。ヒトに於いても,これらの遺伝子に非常に類似した機能的ホモログが存在しているので,これらの機能的ホモログはヒトマップキナーゼ系の制御機構に深くかかわっている事が示唆された。PI4P5キナーゼはPIP2の産生によりマップキナーゼの上流における制御因子として,一方,GPIアンカー合成酵素は下流における標的因子として,細胞質分裂にかかわっていることが示唆された。
山陰沿岸域における温暖化に伴う気象変動場と異常高潮推算に関する予測モデルの構築

海面と底面に発生する波と風および波と流れの相互作用を考慮した高潮・波浪結合モデルを用いて,山陰沿岸における台風通過後15時間後に発生する高潮のメカニズムを解明すると共に,地域防災対策の基礎になる高潮予測システムを構築するために,過去の台風,温暖化シナリオに基づく過去と将来の推算値を用いて海象と高潮を再計算した.その結果を利用してニューラルネットワークによる高潮予測システムを開発した.気象モデル(WRF)とSuWATを結合した高潮予測システムを開発するために,緯度・軽度方向に1°間隔および6時間毎(0, 6, 12, 18 GMT)である再解析値(Final Analysis: FNL)データをWRFの入力データとして取り込み,WRFとSuWATを結合した.本研究では,気象モデル(WRF)とSuWATを結合した高潮予測システムの推算精度の向上化を図るため,申請者のMPI (Message Passing Interface)を利用した並列計算や結合モデルを構築する技術を用いて,気象モデルの格子間隔やnesting計算有無,データ同期化の条件など,計算時間のコスト面も考慮して適切な条件を検討した.その結果,母格子と子格子間のtwo-way nestingや1.3km格子間隔のdownscalingが最も有効であった.さらに,中緯度におけるWRFのパラメータ(惑星境界層スキームと雲物理モデル)感度分析を行った結果,風場と台風経路に最も大きい影響を与えられ,台風気象場の再現計算には適切なパラメータの選択が重要であることを示した.過去1951-2011年度間に山陰沿岸に影響を及ぼした台風を再現計算し気象場と高潮等のデータベースを構築した.このデータベースは台風のベストトラック,中心気圧,台風移動速度等であり異常水位変動の予測システムを構築する時に基礎資料として使用される.WRFにより再現し構築したデータベースやsatellite dataを用いて地形や台風強度の変化による気象場の変形を考慮した台風モデルの改善を行った.従来台風のデータベースを作成するために,20km格子の超高解像度全球大気モデル(MRI-AGCM)による最新の温暖化予測実験結果を用いて,将来の気候条件下(20752099年)における気象場および高潮計算を行った.一般的に太平洋の沿岸での高潮は台風中心の上陸と共に最大高潮が発生する現象が現れ,これまで多くの研究が行われている.しかし,日本海の山陰沿岸における高潮は太平洋の沿岸のものとは異なる以下の特性を持っている.(1)台風中心が山陰沿岸に沿って日本海を北上し東北,北海道沖の深海に位置する時,つまり約1015時間後に最大高潮偏差が発生する.(2)太平洋沿岸に上陸する台風の場合その強度がtyphoonという強い強度を持って上陸するが,日本海の山陰沿岸の場合は台風が対馬海峡より日本海に進入する際,強度は朝鮮半島や日本列島の地形の影響により強度が低下してCycloneまたはtropical depressionに変化する.このような問題を克服するために,まず日本海沿岸に進入する台風の特性を考慮した台風モデルの開発と共に,台風モデルと気象モデルを用いた高潮予測システムの開発を目指した.本研究では,台風モデルおよび高潮予測システムの開発と異常水位変動に及ぼす温暖化評価を行うために,(1)気象モデルと開発された台風モデルを用いて風と気圧場を推算し,申請者が開発してきたSuWATモデルを用いて高潮推算を行い,日本海沿岸における高潮発生メカニズムを明らかにした.(2)気象モデルと波浪・高潮結合モデルを用いて50年間の日本海沿岸における高潮と冬季は波浪を推算した.(3)過去のデータと全求モデルによる気候変動のデータを用いてニュラルネットワークを利用して高潮予測システムを開発した.本研究で開発した高潮予測システムは,住民に高潮情報を提供でき,地域の防災対策に関しても期待されるものと考える.海面と底面に発生する波と風および波と流れの相互作用を考慮した高潮・波浪結合モデルを用いて,山陰沿岸における台風通過後15時間後に発生する高潮のメカニズムを解明すると共に,地域防災対策の基礎になる高潮予測システムを構築するために,過去の台風,温暖化シナリオに基づく過去と将来の推算値を用いて海象と高潮を再計算した.その結果を利用してニューラルネットワークによる高潮予測システムを開発した.当該年度の研究では1)台風中心が山陰沿岸に沿って日本海を北上し東北,北海道沖の深海に位置する時,つまり約1015時間後に最大高潮偏差が発生する.2)太平洋沿岸に上陸する台風の場合その強度がtyphoonという強い強度を持って上陸するが,日本海の山陰沿岸の場合は台風が対馬海峡より日本海に進入する際,強度は朝鮮半島や日本列島の地形の影響により強度が低下してcycloneまたはtropical depressionに変化する.という特性を考慮する台風モデルを開発するために,台風0314号,台風0406号,台風0416号,台風0418号,台風0705号による気象場(海面気圧,10m風)を韓国と日本の約224箇所の観測地点からデータを収集して台風モデルの開発を行った.まず,台風の進行方向を基準にして時計回りで10度,15度,30度,36度,45度,90度360度等角度を分けって角度ことの台風中心から最大風速までの距離を求める.このように求めた距離を台風モデルに用いて海面気圧と10m風を推算する.また,この距離を推算する時含む観測所の検討も行う.このような数値実験を上記の五つの台風に対して行う.さらに,気象モデルやsattellite dataを用いて各台風の気象場を再現し,台風モデルの風場と気圧場の空間補正を行う.

この進捗状況から開発した台風モデルの汎用性を確保し,山陰沿岸における高潮メカニズムについてコリオリ力の影響を明らかにした.過去60年間の台風を再現するために詳細に計算を行う必要があった.その結果,初期計画より時間が掛かったため少し遅れている.その理由で高潮予測システムの構築に必要なEmpirical orthogonal function analysisを現段階で行っている状況である.この時間遅れで,初期計画では平成25年実施予定であった従来気候変動のデータベース作成を過去および現在気候変動の再現計算と並列に行った,つまり,従来の台風計算は20km格子の超高解像度全球大気モデル(MRI-AGCM)による最新の温暖化予測実験結果を用いて,将来の気候条件下(20752099年)における台風経路,気象場,高潮等のデータベースをそれぞれ作成した.約224箇所の観測値は五つの台風について全部揃えっている.さらに,このデータを用いて台風モデルの開発を行っている.しかし,台風モデルの汎用性や空間補正に必要な気象モデルによる気象場を得るために少し遅れている.特に,高精度の気象場を得る為には細かい格子が必要であり,この研究部分で時間遅れが発生するが,山陰沿岸における高潮メカニズムを明らかにした研究等を並行して行っていることから現在までの研究進捗状況は順調である.今年度では先行研究により構築・開発されている研究より異常水位変動予測システムの完成を目指して研究を進めていく予定である.過去および従来気候変動によるデータベースを完成して確率台風モデルの開発し日本海山陰沿岸に適用する.再現期間は100年100回繰り返しsimulationを行う.さらに,将来想定台風経路に基づいた高潮推算を行い将来日本海山陰沿岸における異常水位変動の変化を評価する.台風モデルの汎用性を求めるとともに,気象モデルと高潮・波浪結合モデルのSuWATを結合したシステムを開発する.この際,SuWATを拡張および改善し,複数の地域を高精度を持つ並列計算が可能なシステムの開発を目指す.このシステムの開発と共に,過去1951年2005年までの台風や低気圧による高潮の再現計算を行いデータベースを構築する.台風来襲の時に,任意地点から次の地点に進む情報や台風て区政の変化などをEmpirical Orthogonal Function Analysisを用いて予測できる台風情報を用いて,異常水位変動の予測システムを構築する.当初24年度予算分と出張のために24年度に申請した前倒し分の中で,25年度に繰り越しした残高と25年度分の研究費は文献(本,論文)等の購入費,論文投稿費,国内・国際学会の研究成果発表の旅費等に使用する計画である.文献(本,論文)等の購入費や国内・国際学会の研究成果発表の旅費に使用する計画である.
レーザー加熱ダイヤモンドアンビルセルを用いた内核・外核物質の密度測定

本研究では、レーザー加熱ダイヤモンドアンビルセルを用いて、固体及び液体鉄合金のX線回折測定、X線非弾性散乱測定、電気伝導度測定などを行い、これらの物質の高温高圧下での構造、密度、弾性波速度、電気伝導度、熱伝導度を決定した。得られた密度、弾性波速度測定の結果によると、外核には約8%の軽元素が含まれていることが分かった。また、得られた電気伝導度および熱伝導度から、地球の核はこれまで考えられていたよりも急速に冷却していることが分かった。地震波観測により得られた核の密度分布と鉄の高圧下での密度を比較した研究によると、地球の内核および外核には鉄やニッケルのほかに軽元素と呼ばれる鉄よりも軽い元素が含まれていることが示唆されている(例えばBirch, 1964など)。常圧下では、鉄にその他の元素が固溶すると、融点・密度・結晶構造・弾性定数など様々な物性が大きく変化する事がよく知られており、高圧下においても同様に、軽元素の存在はその物性に大きな影響を与えると考えられる。核中の軽元素の候補として、水素・炭素・酸素・珪素・硫黄などが考えられているが、どの元素がどの程度含まれているかについては全く分かっていない。地震波観測により得られる内核及び外核の内部の密度分布は、弾性波速度分布と共に、核の化学組成を制約する上での数少ない情報の一つである。地震波観測から得られた内核と外核の密度分布や、内核-外核境界の密度不連続と比較し、核に含まれる軽元素の種類と量に制約を与えるうえで、核の構成物質の候補と考えられる鉄-ニッケル-軽元素合金の、核の圧力・温度条件下における密度データは必要不可欠である。そこで、本研究では、レーザー加熱ダイヤモンドアンビルセル超高圧高温実験技術を用いた放射光X線その場観察により、鉄合金の高圧かつ高温での密度の測定を行った。実験は、固体と液体の両方に関して行い、固体鉄合金としては、鉄-珪素合金に関して地球中心核条件に相当する温度圧力領域における温度-圧力-密度状態方程式を決定し、また珪素の固体鉄への固容量も決定した。液体鉄合金に関しては、純鉄や鉄-酸素合金などに関して実験を行い、これらの液体合金からのX線回折データを測定した。本研究ではレーザー加熱ダイヤモンドアンビルセルと放射光X線を用いた、鉄-軽元素合金の高圧実験を行い、固体及び液体鉄-軽元素合金の密度及び弾性波速度を決定した。まず、固体に関しては鉄-系元素合金のX線回折測定から地球中心の温度-圧力領域までの結晶構造、密度、及び結晶構造変化を決定した。この研究結果に関しては、国際誌において発表した。また液体鉄に関する実験を行った。これまで、液体の鉄合金の高圧下での実験例は非常に少ない。そこで、本研究は、まず純鉄において実験を行った。放射光施設Spring-8にてレーザー加熱ダイヤモンドアンビルセル及び放射光X線により液体純鉄のX線散乱を測定し、その密度を決定した。また、X線非弾性散乱測定も行い、音速を決定した。加えて、種々の軽元素を含む鉄-軽元素合金に関しても同種の実験を行った。これまで、地球中心核圧力条件における、液体鉄合金の実験例は非常に限られており、Fe-S合金及びFe-Si合金の限られた組成に関する研究しか現在のところ報告されていない。特に液体純鉄に関する研究例はこれまでのところない。これは、体からのX線散乱シグナルは固体に比べて非常に弱いため、解析に必要な強度のデータを取得するには十分な時間液体状態を保持することが必要であるが、純鉄の融点は合金のそれよりも高く、十分な質のデータを取得することが困難なためであった。本研究では、レーザー加熱光学系を改良するとともに、断熱材の配置などを工夫し、また短時間でデータが取得できるよう測定系も改良することにより、高圧下での液体純鉄のX線散乱シグナルの取得に成功し、また、解析手法を改良することにより、確度の高い密度決定を行った。また、これにより改良したレーザー加熱システムの仕様を非弾性散乱測定に組み込むことにより、音速の測定も可能にした。また、固体に関しては、Fe-Si合金に関して地球中心までをカバーするデータの取得に成功した。このように、当初の計画通り順調に進展している。地球の中心を構成する核に関して直接得ることのできる観測値は、地震波観測により得られた核の密度および弾性波速度分布のみである。

地球の内核および外核は、軽元素と呼ばれる水素・炭素・酸素・珪素・硫黄のうちの一つないしは複数の元素をわずかに含む固体及び液体の鉄-ニッケル合金であると考えられている。したがって、地球の核の組成を見積もり、核の形成過程や現在のダイナミクスを議論するうえで、地球の核に相当するような高圧高温下での、核を構成する候補物質である液体及び固体の鉄合金の密度および弾性波速度測定は核の物質科学にとって本質的に重要である。特に液体金属でできている外核の組成を議論するうえで、その主成分である液体純鉄の密度および弾性波速度の情報は必要不可欠であるが、これまで、その実験的困難さから、高圧での液体鉄の実験はほぼ衝撃圧縮実験によるものに限られていた。衝撃圧縮実験は静圧縮実験に比べて高圧まで実験が可能であるという利点はあるが、一方で地球の核の条件と比較するうえで重要なパラメータを温度は比熱を仮定することによって得られており、直接温度を決定することはできないという重大な問題を含んでいる。本研究では、高圧下の任意の温度での液体鉄の密度および弾性波速度を測定するためにレーザー加熱ダイヤモンドアンビルセルを用いた静圧縮実験手法を開発し、放射光におけるX線回折測定およびX線非弾性散乱測定により、高圧・高温下における密度、弾性波速度の測定に成功した。静的圧縮により液体純鉄の密度および弾性波速度を測定した例は、これまで例がなく、本研究により得られた核の組成を議論するうえでの非常に重要なリファレンスとなる。本研究では、地球中心核に含まれる軽元素の種類と量に制約を与えるうえで重要な、核の構成物質の候補と考えられる鉄-ニッケル-軽元素合金の、核の圧力・温度条件下における密度測定を目的としている。固体鉄合金に関しては、レーザー加熱ダイヤモンドアンビルセル超高圧高温実験技術を用いた放射光X線その場観察により、核に含まれる物質として有力な鉄-珪素合金に関する実験を行い、地球の中心核に相当する圧力条件までの密度データを取得した。また、放射光X線回折実験の結果から、内核条件の温度圧力条件下における固体鉄への珪素の固容量がおよそ9重量パーセントであることを決定した。また、同様にレーザー加熱ダイヤモンドアンビルセル超高圧高温実験技術を用いた放射光X線その場観察により液体鉄合金についても実験を行った。本研究では、核の密度を考える上でのもっとも基礎になる純鉄に関する実験を行うとともに、核に含まれる軽元素の候補として考えられている炭素・酸素・珪素・硫黄と鉄の合金に関しても実験を行い、また実験制度の検証のため、比較対象としてニッケルについても実験を行った。高感度の検出器を導入するとともに、加熱方法やデータの取得方法などを改良し、高圧下においても良質なX線回折データの取得に成功した。現在、データの解析方法の改良に努めているところである。以上のように、現在のところ本研究計画はおおむね順調に進展している。本年度も、昨年度同様、引き続き液体鉄合金のX線回折データの測定と非弾性散乱測定を行う。液体純鉄に関しては現在80万気圧までのデータの取得に成功している。本年度は、より高圧での実験を行い、地球の外核条件での実験を行う。また、測定データから密度を導くための手法の改良を行った。同様の研究を行っている研究者と議論を重ね、より確度の高い密度決定を行う。また、これまで測定結果の報告されていない液体純鉄の被弾線散乱測定も行う。高圧物質科学本年度は、昨年度に引き続き液体鉄合金のX線回折データの測定を行う。
骨格筋ミオシン1分子から多分子への階層化に伴うシステム機能発現の解明

生体内環境に近い多分子が共存するフィラメント上における、骨格筋ミオシン1分子の力学特性を捉える事を試みた。ミオシン1分子のスティフネスを計測し、ミオシンの硬さには異方性があることを示した。力を出す方向に引っ張ると硬くなって力を出し易く、反対方向に押すと紐のように柔らかくなり、反発力を軽減する機構があることがわかった。この計測から、筋肉の中で力を出し終えたミオシンが、他の分子の力発生の妨げになることを回避するための巧みな1分子力学特性があることが判明した。平成20年度の目的:『何分子が機能しているか?』を評価する手法を構築し、何分子のミオシンが集合した時に力発生に大きな変化が現れるか検証し、どの階層レベル(何分子の集合体)でシステムとしての機能(力発生)が向上するのか明らかにする。1.ミオシン多分子複合体(2-5分子)がアクチンと相互作用時の変位から、確率的モデルを用いて変位発生に作用している分子数を見積もることを試みた。その結果、低ATP濃度においては、その内のある1分子がアクチンと相互作用して、変位を発生させていることがわかった。2.複合体が発生したアクチン変位の前方向へ進む効率(前方向と後ろ方向に進む歩数の比)の解析により、たとえ変位発生が逐次ある1分子によってなされているとしても、その前方向へ進む効率は複合体の含む分子数が2分子から5分子へと増加すると、飛躍的に増加することがわかった。3.以上の解析結果等をまとめると、ミオシン1分子が力・変位を発生させる際、アクチンと相互作用できる分子数を2分子から4分子へと増加させると、外部からの負荷を分子間に分散させて、力を発生するミオシンが進むべき収縮方向へ、より効率的に進むことがわかった。今後は、この結果をより直接とらえるために、多分子複合体における特定の2分子を蛍光標識できるように、遺伝子組換えミオシンの発現を行い、実験を実施していく予定である。生体機能を担う組織(心臓、筋肉、血管など)は、タンパク質が集合体を形成して機能している。その機能発現は、最先端の工業技術を屈指しても模倣することのできない、各分子の巧みな機能、またその集合体による機能の拡張によって成されている。それ故、その集合体の機能発現がどの様に行われているか理解することは、生命科学の本質的な問題として、また人工生体組織の開発など工業的な発展として、非常に重要な事である。そこで本研究では、分子の機能から集合体の機能への変化を理解するのに適した組織として、規則正しい集合体を形成する筋肉に着目した。筋のタンパク質、骨格筋ミオシンに着目し、「骨格筋ミオシンが多分子化していく過程において、その集合体としての機能(力・変位)の発現がどの様に変化していくか?」に着目して、研究を遂行している。本申請研究では、多分子(3-5分子)の中での1分子の詳細なダイナミクスを理解することに重点をおいた。まずは、3-5分子のミオシンが同時にアクチンと相互作用できるミオシンフィラメントにおいて、発生する力と変位をレーザートラップにより計測した。その結果、ミオシン1分子はアクチンとの相互作用で、負荷に依存して7nmから4nmにステップ幅が減少することが判明した。またミオシン1分子の弾性計測を行い、そこから推定される弾性部位の伸びとステップ幅を足し合わせると、負荷に依存せず8nmと一定となることから、ミオシンは構造変化により元来8nmのアクチンの移動を施しているが、負荷存在下では弾性部位の伸びによって、打ち消されてステップ幅が減少することが判明した。さらに、弾性特性が非線形であることが初めて判明し、このことからミオシンは力発生後に押し縮められても、反発することなく収縮の抵抗とならない巧みな1分子力学特性を有することが判明した。このことから、筋収縮中の1分子ダイナミクスが明瞭化されてきた。
難治性前立腺癌に対するタキサン系抗癌剤とNFκB阻害剤を用いた新規治療戦略開発

本研究では、新規NFκB阻害剤をin vitroにて、ホルモン不応性前立腺癌細胞株であるDU145に作用させたところ、経時的かつ濃度依存性に殺細胞効果を認めた。さらに既存の抗がん剤であるタキサン系抗がん剤を併用することにより、前立腺癌細胞の生存率の有意な低下を認め、相乗効果を確認し得た。さらに前立腺癌細胞株DU145の10(6)個をBALB/cヌードマウス(6週雄)の背部皮下に移植し、皮下腫瘍モデルを作成し、作成したマウスをコントロール群(生理食塩水)、薬剤投与群(4mg/kg)、薬剤投与群(8mg/kg)の3群に分けてin vivoの実験を行ったところ、新規NFκB阻害剤による腫瘍の有意な発育抑制効果を認めた。NFκBの可能性のある上流因子としてFuse Binding Protein(FBP)に着目し、siRNAを用いてトランスフェクション法にてノックダウンし、Western blotting法にて発現抑制を確認し、Alamar blue assay法により細胞数を測定することにより、ノックダウンによる腫瘍増殖抑制効果を確認した。本研究では、FBPが前立腺癌の細胞増殖に重要な働きがある可能性が示され、NFκBと共に前立腺癌においても治療標的になり得る事が示され、今後の臨床応用が期待された。FBP-NFκB pathwayの存在を確認する実験、ならびにFBP-NFκB pathwayの制御による新規治療戦略の確立を引き続きin-vitro、in-vivoで継続中である。In vivoでは、アンドロゲン非依存性および悪性度の高い前立腺細胞株であるDU145を使用して、細胞数を1×106個に調整して、Castrationを施行した68週齢の雄のnude BALB/C miceの背部皮下に移植し、皮下腫瘍モデルを作成した。作成したマウスを3群に分け薬剤を腹腔内投与した。グループ1:コントロール群、グループ2:新規薬剤投与群(4mg/kg)、グループ3:新規薬剤投与群(8mg/kg)とした。薬剤は連日投与とし、腫瘍サイズの測定は3回/週行った。体重及び腫瘍体積についてプロットし、各々群間での腫瘍増大速度を比較した。その結果、薬剤投与群でコントロール群と比較して、腫瘍の有意な発育抑制効果を認めた。薬剤の投与量(4mg/kg, 8mg/kg)による腫瘍の有意な発育抑制効果の違いは有意ではなかった。In vitroではホルモン抵抗性前立腺癌細胞株DU145に対して、新規薬剤を使用した際のアポトーシス誘導の有無をFACSにて確認している際中であるが、現時点ではアポトーシス誘導の有無を確認するまでには至っておらず、種々の条件を変更しながら、FACSを繰り返し行っているところである。薬剤によるIn vitroでの殺細胞効果と、In vivoにおける腫瘍発育抑制効果は無事に証明し得たが、薬剤の機序解明の実験で難渋している。FACSによるアポトーシスの有無確認が進捗せず、種々の条件を変更してやっている際中である。また、薬剤は想定とは異なる機序があるのではないかという意見もあり、異なるシグナル伝達をターゲットにした機序解明ができるかを含めて現在、検討中である。In vitroでは、腫瘍の殺細胞効果はすでに証明し得たが、薬剤の機序解明に関して研究が難渋している。まずFACSにてのアポトーシス誘導の有無を確認できず、種々の条件を変更してやっている際中である。また、薬剤はNFκB阻害を目的として創薬されたものであったが、他の実験にて、別の機序があることが明らかになっており、作用機序のターゲット自体を変更して、切り口を変えて機序解明に臨む可能性があり、現在、模索中である。別の機序を利用した機序解明のために、siRNAを用いたトランスフェクション実験とウェスタンブロット実験を今後予定している。In vivoでは、薬剤の単独による腫瘍発育効果は無事に証明し得たので、今後、ドセタキセルなどを用いた既存の抗がん剤との併用実験を予定している。

In vitroでの新規薬剤の機序解明目的の実験が想定より遅れており、それに伴いウェスタンブロット実験や免疫染色で、使用すると予定されていた必要な試薬などの消耗品の購入までに至っておらず、支出が大幅に減少したため、次年度使用額が生じた。平成30年度にてこれら試薬の購入の費用に充てる予定である。
高分子がつくるナノ構造を利用した高レベル放射性廃液からの希少元素の再生

希少金属イオンを認識して回収することが可能なフェナントロリンアミド化合物を高分子化するため、その分子骨格内に炭素.炭素二重結合を有するモノマー化合物を合成することに成功した。このモノマーはリビングラジカル重合により高分子量化でき、その分子量と分子量分布が制御できることが明らかになった。得られたポリマーは、ランタノイドやアクチノイドに対して良好に錯形成し、金属イオンを回収できることがわかった。平成22年度は、ランタノイドやアクチノイドイオンを高効率で認識する有機配位子が導入されたモノマーの合成を行った。このモノマーはその分子骨格中にフェナントトロリンアミド(PTA)とラジカル重合性が高い炭素-炭素二重結合を併せ持つ新規な化合物であり、高い酸濃度領域でもアクチノイドと選択的に錯形成を起こす。そのためPTAモノマーは、本研究を遂行する上で重要な物質として位置付けられる。まず、P-toluidineに2-(tert-Butoxycarbonylamino)ethyl bromideを付加させてBoc保護基を有するアミン化合物(a)を得た。次に8-aminoquinolineとcrotonaldehydeをNaI下、硫酸中110°Cで一晩還流した後、反応液をヘキサン中に滴下して2-methyl-1,10-phenanthrolineを高収率で得ることに成功した。得られた物質のメチル基を硫酸中、過マンガン酸カリウムで酸化することで1,10-phenanthroline-2-carboxylic acidを単離した後、このカルボキシル基を塩化チオニルで塩素化して、はじめに合成したアミン化合物(a)とカップリングさせた。さらにトリフルオロ酢酸(TFA)を用いて保護基(Boc基)を脱保護することでPTA骨格を有するアミン化合物(b)を得ることに成功した。最後に、このアミン化合物(b)とN-acryloyl succinimideをアミド結合で縮合して最終目的物であるPTAモノマーを得ることに成功した。このモノマーは、アゾビスイソブチロニトリル、過酸化ベンゾイル等のラジカル開始剤で重合し、ポリマー化できることを明らかにしている。また、PTA-モノマーのランタノイドやアクチノイドノイドに対する錯形成挙動についての検討を始めている。フェナントロリンアミドモノマー(PTAモノマー)はその分子骨格中にフェナントトロリンアミドとラジカル重合性が高い炭素-炭素二重結合を併せ持つ新規な化合物である。PTAはランタノイドやアクチノイドイオンの分離能が高いのみならず、高い酸濃度領域でもアクチノイドと選択的に錯形成を起こすことが報告されている。そのためPTAモノマーの開発は、本研究を遂行する上で最も重要な課題として位置付けられる。平成23年度は、PTAモノマーの合成方法の確立と、そのモノマーによるイオン認識特性、ラジカル重合性能の検討を行った。具体的には、平成22年度迄に既に合成方法が確立されている1,10-phenanthroline-2-carboxylicacidを出発物質として、2種類のPTAモノマーを合成することに成功した。ひとつは(a)N-octyl-N-tolyl-1,10-phenan-throline-2-carboxaideのオクチル基末端をアクリルアミド化したモノマー、もう一つは(b)N-Methyl-N-phenyl-1,10-phenanthroline-2-carboxamideのフェニル基(パラ位)に炭素-炭素二重結合を導入したモノマーである。この2つのモノマーについて、種々のランタノイドイオンに対する吸着特性を検討したところ、これまで報告されているPTAと類似した挙動を示すことが明らかになり、期待した結果を得ることができた。さらに、このモノマーをフリーラジカル重合することに成功したが、(b)のモノマーを用いて合成されたポリマーは、各種溶媒への溶解性が低くなることがわかった。現在、(a)のモノマーを用いたブロック共重合体の合成を進めており、このブロック共重合体によるナノ配位空間の設計を進めている。
スタチンの骨修復促進薬としての可能性の検討

前骨芽細胞株であるMC3T3-E1細胞を用いて、スタチンによる分化促進効果の機序を解析したところ、スタチン(シンバスタチンなど)はBMP-2に加え、アルカリホスファターゼ、オステオカルシンおよびI型コラーゲンなどの骨形成マーカーの産生を増加させた。また、骨形成に関与する血管増殖因子であるVEGFの産生も増加させた。さらに、コラーゲン分解酵素であるMMP1およびMMP13の産生を抑制した。これらのスタチンの効果は、メバロン酸(HMG-CoA還元酵素生成物)もしくはGGPP(コレステロール生合成経路の中間代謝産物FPPからの生成物)によって阻止された。間葉系幹細胞は、骨芽細胞だけでなく脂肪細胞などへも分化するので、前脂肪細胞株である3T3L1細胞の分化におよぼすスタチンの影響を解析したところ、Oil Red染色でみた成熟脂肪細胞への分化はスタチンによって抑制され、さらに脂肪細胞の分化マーカーであるレプチンやアディポネクチンのmRNAレベルも抑制されていた。骨粗鬆症を誘発する卵巣摘出ラットにスタチン(シンバスタチン2mg/kg,週4回,12週間)を投与すると、スタチン単独では骨密度の有意な増加はみられなかったものの、PTHもしくはエストロゲンと併用投与した場合、それらの骨形成作用をさらに強く増大させる効果が認められた。以上の結果から、スタチンは骨芽細胞への分化を促進するとともに脂肪細胞への分化を抑制すること、およびこの効果はメバロン酸経路の下流のGGPP経路が抑制されることによって生じることが明らかとなった。また、投与方法によってはin vivoにおいてもスタチンによる骨形成促進がみられることが示された高コレステロール血症治療薬とし広く用いられているスタチン類(コレステロール生合成経路の律速酵素であるHMG-CoA還元酵素の阻害剤)は、近年、BMP-2産生を増加させることにより骨芽細胞の分化を促進することが示唆されている。本研究では、スタチンの骨分化促進効果が、骨の修復機能の改善に有効であるかの基礎的な検討を行った。骨芽細胞株であるMC3T3-E1を用いて、スタチンによる分化促進効果の機序を解析したところ、スタチン(10^<-7>Mシンバスタチンなど)はBMP-2に加え、アルカリホスファターゼ、オステオカルシンおよびI型コラーゲンなどの骨形成マーカーの産生を増加させた。これらのスタチシの効果は、メバロン酸(HMG-CoA還元酵素生成物)もしくはGGPP(コレステロール生合成経路の中間代謝産物FPPからの生成物)によって阻止された。PTH、エストロゲン等の骨形成作用をスタチン類がさらに強く増大させる効果があるかどうか調べるために、骨粗鬆症を誘発する卵巣摘出ラットにスタチン(シンバスタチン2mg/kg,週4回・12週間)を投与の実験を開始した。また、投与方法によってはin vivoにおいてもスタチンによる骨形成促進がみられることが示された
有機薄膜電界効果トランジスタ界面への自己組識化単分子膜による変調と静電特性

Si(111)-7x7表面にフラーレン分子(C60)を超高真空下で蒸着した表面を新型の非接触型の顕微鏡である非接触型非線形顕微鏡(NC-SNDM)で観察した。その結果、単一のフラーレン分子がSi(111)-7x7表面のどのサイト(アドアトムとの位置関係)に位置するかでNC-SNDMの位相信号(電気双極子モーメントの上下が位相の0およびπに対応)が0とπに分かれる。具体的にはC60がSi(111)-7x7表面の3回対称サイト(3つのアドアトムによって形成される三角形の中心)でSi(111)-7x7表面とは反対の位相を示すことが分かってきた。これは現在のところ界面に誘起される下向きの電気双極子モーメントとSi(111)-7x7表面で誘起される上向きの電気双極子モーメントに由来すると考えられる。また、他の位置ではC60分子上で下向きの電気双極子モーメントは誘起されないと考えられるため、このような位相の反転は起きない。このようにNC-SNDMを用いると有機分子と基板との間の界面の状態の違いを2次元マッピングで観測できる可能性がある。また、NC-SNDMは測定方法が既存の顕微鏡とことなるため、単一のフラーレン分子の様子が今までの顕微鏡とは異なって観測される。実際には複雑な内部構造を示しており、詳細な解析が必要ではあるが新たな分子の評価方法の可能性を示している。このようにこの研究ではNC-SNDMを用いることで界面の新たな評価方法や分子の新たな観測の可能性を提示しており、ナノデバイスや界面物理に貢献できる研究成果である。本研究の目的SAMsを界面に挟んだ金属・絶縁体・半導体(MIS)ダイオード構造の同一試料に対し静電容量とTFT特性の両方を測定し、界面準位と電気伝導特性との相関を明らかにすることによって上記問題点に対する回答を与えることである。1.有機半導体-絶縁体-金属(MIS)ダイオードにおける界面の解析有機MISダイオードの半導体としてp型で有名なペンタセンを真空蒸着法でSiO2および自己組織化単分子膜(SAMs)上に作製し、MISダイオードのCV測定および解析を行った。(1)CV測定SAMsで界面修飾したMISダイオードのCV特性を評価し、振る舞いに違いがあることを確認した。(2)解析(1)の結果を解析するため有機MISダイオードのにおける等価回路をMOSダイオードの場合のものから拡張し、解析方法を確立した。(3)SAMsによる界面への変調の起源を調べるため、Si-MOSの単結晶でのトラップ解析で用いられる解析式を(2)の効果と組み合わせ、界面におけるトラップ状態を定量的に調べた。その結果、SAMsの種類によって界面トラップの密度が異なることや、不純物半導体である有機半導体材料の特性が定量的に評価できた。2.自己組織化単分子膜によって界面変調されたペンタセンTFTおける両極性特性真空中でのTFT特性と大気中でのTFT特性をSAMsで界面修飾したデバイスについてTFT特性を評価した。P型TFTでも真空中およびSAMsで界面修飾されたものを用いるとソース、ドレイン電極がAuでも両極性特性が出現することが実験的に示された。起源については今後の課題であるが、比較的な簡便なプロセスのみで両極性特性を出現させられることは応用的には意味がある。また、このTFTを大気に曝すとn型特性は消滅し、真空中よりも優れたp型特性を示すことも明らかにした。これは、電子が大気の影響で打ち消され消滅したことを示唆する。今後は、新型の測定方法で静電特性を精度良く測定できる非線形誘電率顕微鏡を用い、実験精度を上げ様々な材料について界面評価を行い有機半導体が寄与する界面の定量的な評価を行う。平成18年度は、有機材料の持っている本来の誘電特性を評価すために、超高真空中で簡易に有機材料を蒸着できる簡易蒸着装置の開発・立ち上げおよび同一真空下で静電容量特性を高感度に評価できる非接触型非線形誘電率顕微鏡の開発・立ち上げを行った。この評価装置は新型の高感度静電容量評価装置で分子・原子レベルで静電容量を評価可能である。さらに分子構造による電荷の偏りの性質から有機分子の永久電気双極子モーメントの向き・大きさを同定できる。そのため単一の有機分子での静電容量特性およびさまざまな界面上に有機分子を置いたときの全体の静電容量や誘電特性の評価が出来つつある。実際に、標準的な界面状態であるsi(111)7x7上にフラーレン(C60)単一分子を付けた状態で非接触型非線形誘電率顕微鏡を用いてフラーレンが本来持っている誘電特性の評価が出来始めており有機分子の電子状態や界面状態が評価可能になると思われる。これを基礎に様々な界面で発生しうる静電容量特性も評価し始めており、実際のデバイスの有する界面の静電特性評価、デバイス特性と有機分子の持つ静電特性との関係も明らかできると思われる。また、有機半導体・絶縁体-金属ダイオードにおける静電容量の解析法の確立も行っており、いま行っており非線形誘電率顕微鏡の解釈やデバイス界面の定量的な評価も行っている。特にMOSFETにおける静電容量の評価を基に有機半導体の抵抗・静電容量の効果を取り入れて、等価回路を構築し測定に及ぼす影響を踏査中である。これを基本に界面変調した場合の静電容量も評価し、トラップなどの違いが静電容量に影響を及ぼしており可能性を明らかにしている。

Si(111)-7x7表面にフラーレン分子(C60)を超高真空下で蒸着した表面を新型の非接触型の顕微鏡である非接触型非線形顕微鏡(NC-SNDM)で観察した。その結果、単一のフラーレン分子がSi(111)-7x7表面のどのサイト(アドアトムとの位置関係)に位置するかでNC-SNDMの位相信号(電気双極子モーメントの上下が位相の0およびπに対応)が0とπに分かれる。具体的にはC60がSi(111)-7x7表面の3回対称サイト(3つのアドアトムによって形成される三角形の中心)でSi(111)-7x7表面とは反対の位相を示すことが分かってきた。これは現在のところ界面に誘起される下向きの電気双極子モーメントとSi(111)-7x7表面で誘起される上向きの電気双極子モーメントに由来すると考えられる。また、他の位置ではC60分子上で下向きの電気双極子モーメントは誘起されないと考えられるため、このような位相の反転は起きない。このようにNC-SNDMを用いると有機分子と基板との間の界面の状態の違いを2次元マッピングで観測できる可能性がある。また、NC-SNDMは測定方法が既存の顕微鏡とことなるため、単一のフラーレン分子の様子が今までの顕微鏡とは異なって観測される。実際には複雑な内部構造を示しており、詳細な解析が必要ではあるが新たな分子の評価方法の可能性を示している。このようにこの研究ではNC-SNDMを用いることで界面の新たな評価方法や分子の新たな観測の可能性を提示しており、ナノデバイスや界面物理に貢献できる研究成果である。
地下空洞のリアルタイム探査法のシステム開発

本研究は,遺跡や地下空洞などの比較的地質スケールが小さい埋没体の分布を,電気比抵抗の高比抵抗/低比抵抗の異常部として迅速かつ高精度に3次元的にイメージングすることを目的としている。このための野外調査は,まず調査地域を測線に分割して空間分解能を向上する目的で高密度の測点間隔でスキャン調査を実施する。次いで,取得した探査データは測線毎に断面解析する。そして,最後にこれらの解析結果を3次元的に画像として表現し,種々のデータベースと照合して,埋没する比抵抗異常体を総合的に診断する必要がある。本研究では,このようなデータ取得,データ処理およびデータ解析に至る手続きをパソコンを活用して現場で実施できる電気探査法のシステムを構築することを目的としている。このため平成5年度は空間的に高密度の電気探査法を高速に実施できる電気探査装置(ARM)を研究開発し,3次元任意形状物体に対する数値シミュレーションおよび九州大学の大型水槽を用いたモデル実験等により,探査対象に適する探査手法について検討し,実際に島根県の荒神谷地域において野外調査を実施した。その結果,埋没体の水平方向のイメージを得る水平探査法としては,ダイポールダイポール法が適しており,深度方向のイメージを得る垂直探査法としては,シュランベルジャー法が適することが明らかになった。しかし,野外調査を効率的に実施する観点からは,現場で調査測線の断面の情報が得られるポールダイポール法が有効であると考えられる。そこで,比較的狭い範囲の調査地域(100mx100m)の浅い深度(10-20m)に分布する種々の比抵抗異常体を短時間(2時間程度)で探査できるシステムを研究開発し,ARM(Archaeological Resistivity Meter)と命名した。
解析関数空間の構造とその上の線形作用素の研究

乗法作用素と合成作用素の積である荷重合成作用素について, Hardy-Hilbert空間上におけるToeplitz性,及び一様位相,強,弱位相での「近似的Toeplitz性」を特徴付けた.また,その特徴付けは,未解決問題である「コンパクトな荷重合成作用素の特徴付け」と関係するという結果を得た. Bloch及びlittle Bloch空間で,2つの自己解析写像が導く合成作用素のそれぞれのコンパクト性とそれら解析写像の積が導く合成作用素のコンパクト性の関係を明らかにした.これは,自己解析写像の族の代数構造と合成作用素の性質の対応を与える.我々の研究目的は,解析,調和関数空間上の作用素の関数解析学的性質を,定義域であるその関数空間に属する解析,調和関数の関数論的性質で特徴付けることである。1.研究分担者泉池敬司新潟大学フェローと「特性関数がシンボルであるToeplitz作用素と合成作用素の積のコンパクト性の特徴付け」の問題を引き続き考察した。この問題への解答が,この分野の重要な難問である「Hardy-Hilbert空間におけるコンパクトな荷重合成作用素の特徴付け」の手がかりを導くと信じられる。この問題が提出された元々の研究課題である「合成作用素のToeplitz性」のなかで,合成作用素の共役作用素と合成作用素の積について,残っていた一様位相,強,弱位相の考察を行い,合成作用素と合成作用素の共役の積のToeplitz性を特徴付けた。また,荷重合成作用素のToeplitz性及び各位相での近似的Toeplitz性を特徴付けた。2.単位円の自己解析写像とそれが導く合成作用素の関係は函数解析学と関数論を結ぶ興味深い,重要な問題である。研究分担者の細川卓也准教授(茨城大学工学部)とBlochおよびlittle Bloch空間で, 2つの自己解析写像による個々の合成作用素のコンパクト性とそれら2つのシンボルの積のコンパクト性の関係を完全に特徴付け,コンパクトな合成作用素を導く自己解析写像の具体的な例を作成した。シンボルのコンパクト性の特徴付けは,ある意味「双曲型微分」となる幾何関数論的な興味ある結果となっている。またこれらの結果は,little Bloch空間と有界解析関数空間H∞の共通部分の空間に関係している。これらの空間は,1980年代に研究されたDouglas環の理論で出てくる興味深い空間の一例であり,さらなる進展が予想される。1.研究分担者泉池敬司(新潟大学フェロー),泉池祐子と荷重合成作用素の位相構造を有界解析関数空間及び調和関数空間で研究を行ってきたが,作用素の値域を単位円周上の有界な関数空間L∞にしたときの結果「Topological properties ofpathconnectedcomponents in spaces of weightedcomposition operators into L∞」が,Rocky Mountain Journal of Mathematicsに刊行された。2.合成作用素のToeplitz性問題については,合成作用素の共役作用素と合成作用素の積について,残っていた一様位相,強,弱位相の考察を行い,合成作用素と合成作用素の共役の積のToeplitz性を特徴付けた。それらの成果をsurveyとして2015年12月の「関数環研究会」で報告。その内容を「研究集会報告集」に投稿した。また,荷重合成作用素のToeplitz性及び各位相での近似的Toeplitz性を特徴付け,論文としてまとめた。3.研究分担者の細川卓也准教授(茨城大学工学部)とBlochおよびlittle Bloch空間で,2つの自己解析写像による個々の合成作用素のコンパクト性とそれら2つのシンボルの積のコンパクト性の関係を完全に特徴付け,コンパクトな合成作用素を導く自己解析写像の具体的な例を作成した。それらの結果を論文としてまとめ,投稿の準備を始めた。1. 1982年BarriaとHalmosは, Hardy-Hilbert空間におけるToeplitz作用素に「近似的Toeplitz作用素」という拡張的な定義を付け加え,2007年以後Shapiro等が合成作用素の近似的Toeplitz作用素性を研究している。この問題は,全く性質の異なるToeplitz作用素と合成作用素が実は近似的には似通っている点を指摘する問題になっている。大野は乗法作用素と合成作用素の積である荷重合成作用素のToeplitz性及び一様位相,強,弱位相での近似的Toeplitz作用素性を特徴付けた。強,弱位相においては,乗法作用素の部分に関係なく,合成作用素の部分によって性質が決定するという知見を得た。また,この問題から生じた「特性関数がシンボルであるToeplitz作用素と合成作用素の積のコンパクト性の特徴付け」の問題も昨年度から引き続き,研究分担者泉池敬司新潟大学フェローと考察したが,解決には至らなかった。この問題への解答が,未解決問題である「Hardy空間上のコンパクトな荷重合成作用素の特徴付け」への手がかりを導くと信じられる。2.単位円板の自己解析写像とそれが導く合成作用素の関係は函数解析学と関数論を結ぶ興味深い,重要な問題である。研究分担者細川卓也准教授(茨城大学)とBlochおよびlittle Bloch空間で, 2つの自己解析写像が導く合成作用素のそれぞれのコンパクト性とそれらの積のコンパクト性の関係を,ある意味「双曲型微分」となる幾何関数論的な特徴付けを行った。引き続き,韓国高麗大学のChoe, Koo両教授も加わり,Hardy空間の場合を考え,このときの合成作用素の挙動はあるweightの荷重Bergman空間上の荷重合成作用素の挙動と同値になる,という知見を得た。この手法は,この分野でかなり有効なものとなろう。1.「荷重合成作用素のToeplitz性及び一様位相,強,弱位相での近似的Toeplitz作用素性」についての結果は,2016年度関数環研究集会(茨城大学・工学部)において口頭発表した。その論文は投稿したが,不採用になった。