hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
神経可塑性に伴うNMDA受容体複合体の再編成と活性化に関与する機能分子の探索

本研究では神経因性疼痛モデル-脊髄における神経可塑性のモデル-を作製し、神経因性疼痛における脊髄後角における神経型一酸化窒素合成酵素(nNOS)の活性化機構、NMDA受容体複合体を中心にシナプス後肥厚(PSD)を構成するタンパクをプロテオミクス解析し、神経因性疼痛に伴う可塑性変化に関与する生体分子群を探索しそれらの機能を解明することを目的とする。これまで、末梢神経においてプロテオミクス解析を行い、末梢神経に特異的に発現するCRMP-2を高解像度2次元電気泳動で同定し、periCRMP-2と名づけた。また、さまざまなノックアウトマウスに神経因性疼痛モデルを作製し、神経因性疼痛の発症・維持にGluRε2サブユニットの1472番目のTyr残基(Y1472)のリン酸化とnNOSの活性化による一酸化窒素(NO)産生が必須であることを明らかにしてきた。さらに、NOの順行性・逆行性メディエーターが脊髄における神経可塑性に重要な役割をすることを示してきた。今年度はPACAP(pituitary adenylate cyclase-activating polypeptide)によるnNOSのPSDへのトランスケーションにNMDA受容体の活性化が必要であること、nNOSのN末端のPDZドメインでトランスロケーションに関与する部位β-fingerを同定した。NOの作用点としてグアニル酸シクラーゼ依存性プロテインキナーゼGの活性化以外に、炎症性疼痛に伴ってタンパクがS-ニトロシル化されることを明らかにした。現在、S-ニトロシル化が神経伝達物質の遊離にどのように関与するか検討している。プロテオミクス解析を行うために、野生型マウスとGluRε2サブユニットY1472Fのノックインマウスにさまざまな神経因性疼痛モデルを作製し、神経因性疼痛が発生あるいは減少することを確認した。現在、このノックインマウスのリン酸化の神経因性疼痛への関与と下流の機能分子の探索と同定を詳細に検討している。さまざまなノックアウトマウスに神経因性疼痛モデルを作製し、疼痛行動を解析した結果、神経型一酸化窒素合成酵素(nNOS)の細胞質から細胞膜へのトランスロケーションがhNOSの活性化と神経因性疼痛の維持に必要であることを示した。今年度はこのモデルを確認するために脊髄摘出標本と培養細胞でhNOSの活性化機構について検討し、以下の知見を得た。1)脊髄摘出標本による大塚(正徳先生)モデルを用いて生化学的なnNOS活性をNADPHジアホラーゼ(NADPH-d)組織染色で評価する系を確立した。このex vivo系はrNOS活性をNO産生ではなく、NADPH-dによる組織染色で評価することから、NOが逆行性メッセンジャーとして作用するかどうか、NO放出剤を用いて検討することが可能である。NO放出剤(NOR3)がグルタミン酸NMDA受容体-NO-cGMP/PKG系を介してNADPH-dの活性化に関与することを示した。2)我々は以前に第4のオピオイド受容体NOPのアゴニストN/OFQが神経因性疼痛に関与することを報告している。今回、脊髄摘出標本による大塚モデルを用いて、N/OFQがグルタミン酸NMDA受容体を介してNADPH-dの活性化に関与すること、その活性化機構について明らかにした。3)我々は、PACAP(pituitary adenylate cyclase-activating polypeptide)がnNOSのトランスロケーションと神経因性疼痛に関与することを報告している。そこで、nNOSのN末端(1-299)と蛍光タンパクYFPの融合タンパクを発現する培養細胞を用いてnNOSのトランスロケーションの機構を検討した。PACAPとNMDAの共刺激によりトランスロケーションが生じることがわかり、現在その活性化に関与するシグナルを検討している。

プロテオミクス解析を行うために、野生型マウスとGluRε2サブユニットY1472Fのノックインマウスにさまざまな神経因性疼痛モデルを作製し、神経因性疼痛が発生あるいは減少することを確認した。現在、このノックインマウスのリン酸化の神経因性疼痛への関与と下流の機能分子の探索と同定を詳細に検討している。
土地政策および土地税制のあり方に関する研究

本研究は、昭和末に顕著に現れた一方で地価が異常に高騰し、他方土地の高度利用が進まないという問題に対し、どのような土地税制および土地政策が求められ、またそれが問題の解決にどのように有効に機能するかを検討することを目的としていた。本年度は、前年度の研究をさらに展開する形で、問題の次の諸点の解明を試みた。すなわち1つは、この数年の地価下落に見られるように比較的短期間に地価の急激な変動がなぜ生じるかという問題である。2つは、地価の高騰、それに引き続く下落の中でも効率的と考えられる土地利用が進んだと言えないことである。これを、前者については、1994年春の米価高騰と同様に、供給の需要の著しい不均衡が生じる場合には市場が十分に機能しないという問題が一般に存在し、それが土地については典型的に生じうることを示した。また第2の問題については、それを解明する視点として「土地利用の固定性」および「土地利用の非分割性」に注目し、これらの性質を考慮した場合、それが土地利用にどのように影響するか、そして、それらの特徴を考慮する場合、どのような土地政策が求められるかを検討した。2年度にわたる本研究の結果は、地価高騰および土地に非効率利用の双方の問題が、現在の土地税制および土地政策・利用規制によってもたらされていると同時に、それらが市場依存によってすべて解決されるのでなく、状況によってよりきめ細かな政策が求められることを明らかにしている。本研究は、一方で地価が異常に高騰し他方土地の高度利用が進まないという問題に対し、土地税制および土地政策がそれらの問題の解決にどれほど有効に機能するかを検討するもので、年度途中にオーストラリアを訪問する機会を得て同国の土地規制、課税制度を調査するとともに、その隙に得た同国の土地政策における土地利用の外部効果を考慮した規制という視点を加えることによって、土地に関わる多様な議論の整理を試みた。各研究の概要はそれぞれ次のようである(第11項の論文参照)。第1に、土地課税が地価および土地利用に与える影響について、議論の整理・明確化のため、土地供給が固定的である世代重複型の一般均衡モデルを用い、土地収益税および土地保有税等の地価への影響、各税の生産要素および宅地としての土地利用への影響、さらに、各税の経済厚生や所得・資産分配への影響、を調べた。この議論は、土地課税の地価および土地利用への影響を一般的な形で明らかにしている。第2に、オーストラリアの土地政策および課税制度について次のような特徴を調査・確認した:i)保有税はわが国とほぼ同じ税率であるが、主たる住居がほぼ免税され、他方大規模の所有に対しては名寄せを行い軽度であるが累進的に課税される。譲渡所得税は、1985年のキャピタルゲイン税の導入以降かなり厳密かつ高率で課される。ii)土地利用規制については、土地利用が外部効果を生じる点が注目され、地域単位で土地利用計画が定められ、任意の利用が一般的に規制下に置かれている。第3に、オーストラリアの土地政策における基本的な考え方を考慮し、土地に関わる問題がどのように捉えられ、どのような点が明確にされるべきかについて議論の整理を行った。これを、前者については、1994年春の米価高騰と同様に、供給と需要の著しい不均衡が生じる場合には市場が十分に機能しないという問題が一般に存在し、それが土地については典型的に生じうることを示した。

また第2の問題については、それを解明する視点として「土地利用の固定性」および「土地利用の非分割性」に注目し、これらの性質を考慮した場合、それが土地利用にどのように影響するか、そして、それらの特徴を考慮する場合、どのような土地政策が求められるかを検討した。2年度にわたる本研究の結果は、地価高騰および土地に非効率利用の双方の問題が、現在の土地税制および土地政策・利用規制によってもたらされていると同時に、それらが市場依存によってすべて解決されるのでなく、状況によってよりきめ細かな政策が求められることを明らかにしている。
高感度チャージポンピング・スピン共鳴法の開発と電子対再結合のスピン制御

チャージポンピング(CP)とEDMR(Electrically detected magnetic resonance)を組み合わせたCP-EDMR法を立ち上げ、その高感度化を行った。これにより、シリコンMOSトランジスタのCP-EDMRの観測に世界で初めて成功した。検出スピン数の下限値は1000スピン程度であり、CPを高周波で行うことにより単一スピンの検出が可能であるとの見通しが得られた。また、CP-EDMR法で用いるゲート電圧パルスを変調することにより、エネルギー分光が可能であることを実証した。これらの結果は、同手法によりスピン相関を観測することができることを示すものである。本研究では、我々が培ってきた単一電荷転送と単一欠陥評価の独自技術をベースとして、これに電子スピン共鳴の技術を融合させることにより、新規な欠陥評価手法「高感度チャージポンピング・スピン共鳴法」を確立し、この新手法を基軸として、「電子対転送」のメカニズム解明に取り組み、「室温動作が可能な単一電荷、単一スピン制御技術」確立のための指針を示す。まず、EDMR立ち上げの前段として、電子スピン共鳴(ESR)測定系の高感度化に取り組み、同系を砒素ドープシリコンのESRに適用した。その結果、「進捗状況」の項で詳述するように、極微量の砒素のESR信号を観測するとともに、砒素原子が他のドーパント原子(リン、アンチモン、ビスマス)とは異なる特異な振る舞いを示すことを見出した。続いて、SiO2/Si界面のEDMR計測を行い、良好なEDMR信号を観測した。さらに、EDMR用サンプルホルダーの材質を変更するなどの改善により、当該年度の主たる目標であった「チャージポンピング・スピン共鳴法」による信号を検出することに成功した。さらに、実時間チャージポンピング法の精度を通常のチャージポンピング法と比較し、良好な精度が得られていることを確認した。キャビティー中の試料をさらに二重石英管の中に閉じ込めることにより大幅な感度上昇を達成し、これにより、シリコン表面近傍にのみ存在する微量(1E-11 /cm2)の検出に成功し、砒素が低温で常磁性化していない事を強く示唆する結果が得られた。同成果は、Applied Physics Letter誌に掲載された。さらに、EDMR用のサンプルホルダーの材質をプリンティングボード素材(FR4)から高純度石英に変更する等の改善により、EDMR計測に付随するゴースト信号の除去が可能となり、これによりチャージポンピングモードでのEDMR信号を「室温で」観測することに成功した。同成果は、Silicon Nanoelectronics Workshopに投稿中である。また、実時間チャージポンピング法の精度評価に関する検討を論文としてまと、IEICE Trans. Electronicsに掲載された。本研究は、我々が培ってきた単一電荷転送と単一欠陥評価の独自技術をベースとして、これに電子スピン共鳴の技術を融合させることにより、新規な欠陥評価手法「高感度チャージポンピング・スピン共鳴法」を確立し、この新手法を基軸として、「電子対転送」のメカニズム解明に取り組み、「室温動作が可能な単一電荷、単一スピン制御技術」確立を目指すものである。前年度、チャージポンピング(CP)とEDMR(Electrically detected magnetic resonance)を組み合わせたCP-EDMR法の立ち上げに成功したことを受け、今年度は、同手法の高感度化を行った。電流アンプの時定数を変調することにより低電流での観測が可能となり、これにより、シリコンMOSトランジスタを用いて、SiO2/Si界面欠陥のCP-EDMRの観測に世界で初めて成功した。現在、検出スピン数の下限値は1000スピン程度であるが、CPを高周波で行うことにより単一スピンの検出が可能であるとの見通しが得られた。また、CP-EDMR法で用いるゲート電圧パルスを変調することにより、エネルギー分光が可能であることを実証するとともに、再結合電流に同期した電子放出電流を観測した。これは同手法によりスピン相関を観測することができることを初めて示すものである。さらに、silicon-on-insulator (SOI) p-i-nダイオードに、実時間CP法を適用し、単一スピンの検出により適していると考えられるSOIデバイスにおけるCP電流の伝導メカニズムを明らかにした。EDMRの詳細計測のために、低温系を新たに立ち上げる。その後、EDMRの温度特性を取得した後に、チャージポンピングに用いるゲートパルスの立ち上がり、立下り時間を変化させることにより、界面欠陥の状態密度分布を明らかにする。また、界面欠陥エネルギーとEDMR信号から得られたg値等のスピンに関連した物理量との対応関係を明らかにする。さらに、実時間チャージポンピング法をEDMRに適用することにより、本研究の主題であるところの2電子再結合の計測にかかる。特に、2電子のスピンの状態とチャージポンピング関を明らかにすることにより、従来理論を超えた新しいチャージポンピング理論を確立する。ナノエレクトロニクス代表者の所属機関がH28年度から変更になることに伴い、基金の使用用途に変更が生じたため。消耗品(ケーブル類)の購入に充てる。
咀嚼サイクルにおける口腔機能の動的解析方法の確立

咀嚼機能の評価にあたって臨床上,最も有用と考えられる解析方法とデータ表示方法を確立することを目的として,生理機能情報をMRIを用いて測定するために,これまで,大脳皮質一次感覚野と一次運動野での習慣性咀嚼側における咬みしめ強度を変化させた時のFunctional MRIのデータ解析を行ってきた.その結果,これまでわかっていた一連の咀嚼運動で賦活領域が増加するのではなく,咬みしめ強度を上げることによって,賦活領域が増加し,さらに賦活領域における信号強度も増加することが明らかになった.また,tappingでは一次感覚野が優位に賦活している様相を示した.さらに咀嚼運動をさせることなく咀嚼状態の想像によって,どのように賦活領域に変化があるのかを検討したところ,想像だけでも一次感覚運動野が賦活する事が明らかになった.またfMRIの実験のみならず,MEGの実験においても咀嚼機能情報を得るために,機械刺激による歯根膜機械受容器からの求心性情報の測定では,加速度センサーが,S/N比の低下を招いた.そのため下口唇刺激による一次感覚野への求心性情報を検索したところ,対側の一次感覚野に反応を認めた.対側の一次感覚運動野付近の43msに信号源を推定することができた.このことから,口腔領域関連の生体機能計測としての脳機能計測は一次感覚運動野の賦活として評価することが可能になり,この評価法を用いることによって口腔機能のより客観的な状態指標の提示が可能になったことが確認できた.リアルタイムの形態計測に関しては,十分な速さで測定することが現段階で不十分であり,今後は機能情報を満足しうる形態計測を押し進めていきたい.咀嚼機能の評価にあたって臨床上,最も有用と考えられる解析方法とデータ表示方法を確立することを目的として,生理機能情報をMRIを用いて測定するために,これまで,大脳皮質一次感覚野と一次運動野での習慣性咀嚼側における咬みしめ強度を変化させた時のFunctional MRIのデータ解析を行ってきた.その結果,これまでわかっていた一連の咀嚼運動で賦活領域が増加するのではなく,咬みしめ強度を上げることによって,賦活領域が増加し,さらに賦活領域における信号強度も増加することが明らかになった.また,tappingでは一次感覚野が優位に賦活している様相を示した.さらに咀嚼運動をさせることなく咀嚼状態の想像によって,どのように賦活領域に変化があるのかを検討したところ,想像だけでも一次感覚運動野が賦活する事が明らかになった.またfMRIの実験のみならず,MEGの実験においても咀嚼機能情報を得るために,機械刺激による歯根膜機械受容器からの求心性情報の測定では,加速度センサーが,S/N比の低下を招いた.そのため下口唇刺激による一次感覚野への求心性情報を検索したところ,対側の一次感覚野に反応を認めた.対側の一次感覚運動野付近の43msに信号源を推定することができた.このことから,口腔領域関連の生体機能計測としての脳機能計測は一次感覚運動野の賦活として評価することが可能になり,この評価法を用いることによって口腔機能のより客観的な状態指標の提示が可能になったことが確認できた.リアルタイムの形態計測に関しては,十分な速さで測定することが現段階で不十分であり,今後は機能情報を満足しうる形態計測を押し進めていきたい.咀嚼の1ストロークにおける咀嚼筋筋細胞のリン化合物によるエネルギー代謝状態をNMRで解析するとともに、NMRからの生理機能情報に同期させた歯牙、歯根膜、下顎骨、咀嚼筋及び舌の形態情報をMRIを用いて咀嚼運動中に超高速撮像することによって、咀嚼の1ストロークにおける口腔領域の各構成体の3次元的な動きのベクトル及び速度と、生理機能情報であるエネルギー代謝レベルを同時測定し、さらにここで得られた動態情報から、咀嚼機能の評価にあたって臨床上、最も有用と考えられる解析方法とデータ表示方法を確立することを目的として、今年度は、習慣性咀嚼時のFunctional MRIのデータ解析を行った。Functional MRIは脳の機能情報をEPIのシーケンスを用いて、ガム咀嚼、tappingと噛み締め強度30%とtapping周波数を変化させたタスクによって、大脳皮質の感覚運動野の賦活領域の検討を行った。その結果、咬み締め強度を上げることによって、賦活領域が増加することが明らかになった。今後、MRI及びMEGで得られた形態情報と咀嚼機能情報は、咀嚼というモーションアーチファクトの影響でS/N比が低下することが予想される。そこで、S/N比を改善するためにMRI及びMEG施行時に同じ下顎位のデータを膨大に加算する必要があるために、実際のMRI装置の中にいる被験者に視覚的もしくは聴覚的にフィードバックさせて咀嚼リズムを一定に保つようにする予定である。咀嚼機能の評価にあたって臨床上,最も有用と考えられる解析方法とデータ表示方法を確立することを目的として,生理機能情報をMRIを用いて測定するために,今年度は,大脳皮質一次感覚野と一次運動野での習慣性咀嚼側における咬みしめ強度を変化させた時のFunctional MRIのデータ解析を行った.

Functional MRIは脳の機能情報をEPIのシーケンスを用いて,tappingと咬み締め強度30%とtapping周波数を変化させたタスクによって、大脳皮質の感覚運動野の賦活の検討を行った結果、これまでわかっていた一連の咀嚼運動で賦活領域が増加するのではなく,咬みしめ強度を上げることによって,賦活領域が増加し,さらに賦活領域における信号強度も増加することが明らかになった.また,tappingでは一次感覚野が優位に賦活している様相を示した.また咀嚼というモーションアーチファクトの影響でS/N比が低下することが予想されたため,視覚的フィードバックさせて咀嚼リズムを一定に保つように計画したものの,視覚的フィードバックよりも,咬筋からの筋電図を導出による聴覚的フィードバックの方が再現よく下顎位を規定できた.そのため今後は,fMRIの実験のみならず,MEGの実験においても同じ条件で咀嚼機能情報を得るために,聴覚的フィードバックを用いることとし,咀嚼機能の動的評価のためには,単に開閉口だけでなく,咬合時の歯牙及び歯根膜からの求心性の情報が,どう咀嚼運動に関与しているかを把握する必要があるためにMEGで得られるこれらの求心性情報の解明をしなければならない.咀嚼機能の評価にあたって臨床上、最も有用と考えられる解析方法とデータ表示方法を確立することを目的として、生理機能情報をMRIを用いて測定するために、これまで、大脳皮質一次感覚野と一次運動野での習慣性咀嚼側における咬みしめ強度を変化させた時のFunctional MRIのデータ解析を行ってきた。その結果、これまでわかっていた一連の咀嚼運動で賦活領域が増加するのではなく、咬みしめ強度を上げることによって、賦活領域が増加し、さらに賦活領域における信号強度も増加することが明らかになった。また、tappingでは一次感覚野が優位に賦活している様相を示した。そこで、今年度は咀嚼運動をさせることなく咀嚼状態の想像によって、どのように賦活領域に変化があるのかを検討したところ、想像だけでも一次感覚運動野が賦活する事が明らかになった。またfMRIの実験のみならず、MEGの実験においても咀嚼機能情報を得るために、機械刺激による歯根膜機械受容器からの求心性情報の測定では、加速度センサーが、S/N比の低下を招いた。咬合時の歯牙及び歯根膜からの求心性の情報が、どう咀嚼運動に関与しているかを把握するにはMEGで得られるこれらの求心性情報がどうしても必要なためセンサーの改良が求められる結果となった。咀嚼機能の評価にあたって臨床上,最も有用と考えられる解析方法とデータ表示方法を確立することを目的として,生理機能情報をMRIを用いて測定するために,これまで,大脳皮質一次感覚野と一次運動野での習慣性咀嚼側における咬みしめ強度を変化させた時のFunctional MRIのデータ解析を行ってきた.その結果,これまでわかっていた一連の咀嚼運動で賦活領域が増加するのではなく,咬みしめ強度を上げることによって,賦活領域が増加し,さらに賦活領域における信号強度も増加することが明らかになった.また,tappingでは一次感覚野が優位に賦活している様相を示した.さらに咀嚼運動をさせることなく咀嚼状態の想像によって,どのように賦活領域に変化があるのかを検討したところ,想像だけでも一次感覚運動野が賦活する事が明らかになった.またfMRIの実験のみならず,MEGの実験においても咀嚼機能情報を得るために,機械刺激による歯根膜機械受容器からの求心性情報の測定では,加速度センサーが,S/N比の低下を招いた.そのため,下口唇刺激による一次感覚野への求心性情報を検索したところ,対側の一次感覚野に反応を認めた.対側の一次感覚運動野付近の43msに信号源を推定することができた.
開代数多様体の基本群とモノドロミー表現

開K3曲面の基本群を調べた.そのために,extremalな楕円K3曲面のリストを作成した.このリストを用いて,K3曲面上の非特異有理曲線のADE型configurationでその補集合が単連結となるものの大きなクラスを見いだした.このリストは,開K3曲面の基本群のみならず,他の多くの問題にも応用できると期待している.さらに,開K3曲面の境界となっている曲線のコホモロジー類のなす格子と,基本群の中心拡大を記述するコホモロジー類とのあいだの関係について,多くの知見をえた.extremalな楕円K3曲面のリストはコンピューターにより作成した.そのために書いたプログラムは,一般の整数係数正定値2次形式の研究に使うこともできる.このプログラムを用いて,正標数の体上定義されたフェルマー多様体の代数的サイクルの交叉形式を調べ,充填密度の高い格子を発見した.代数多様体の位相的な基本群に関する古典的なザリスキの超平面切断定理を様々な状況においても使えるよう一般化を試みた.射影空間の超曲面の補集合の基本群については,超平面で切断するかわりに,任意の非特異代数多様体からの射る(ただし像の次元が2次元以上)による引き戻しを考えても同じ結論が得られることを示した.しかるに射影空間をグラスマン多様体に置き換えると,単純な一般化に対しては反例が存在する.この反例が起こる機構を詳細に調べることにより,ザリスキの超平面切断定理とグラスマン多様体のチャウ形式の間に,予想外の関係があることを突き止めた.すなわち,グラスマン多様体の超曲面及びその特異部分が,余次元2以下の一般化されたチャウ形式を既約成分として含まないならば,ザリスキの超平面切断定理が上に述べた広い意味で成立するという定理を証明した.この証明のために,一般化されたチャウ形式の局所的な特徴づけを行った.さらに,補集合の引き戻しの基本群がもとの基本群とどのような関係になるかということを,群のコホモロジーの言葉で記述した.これらの結果については,論文を執筆中である.また,代数多様体の分岐被覆によって得られる基本群の拡大の構造を群論的に記述し分類する方法を現在探索しているところである.開K3曲面の基本群を調べた.そのために,extremalな楕円K3曲面のリストを作成した.このリストを用いて,K3曲面上の非特異有理曲線のADE型configurationでその補集合が単連結となるものの大きなクラスを見いだした.このリストは,開K3曲面の基本群のみならず,他の多くの問題にも応用できると期待している.さらに,開K3曲面の境界となっている曲線のコホモロジー類のなす格子と,基本群の中心拡大を記述するコホモロジー類とのあいだの関係について,多くの知見をえた.extremalな楕円K3曲面のリストはコンピューターにより作成した.そのために書いたプログラムは,一般の整数係数正定値2次形式の研究に使うこともできる.このプログラムを用いて,正標数の体上定義されたフェルマー多様体の代数的サイクルの交叉形式を調べ,充填密度の高い格子を発見した.
DNAコンジュゲート導電性高分子による単一分子エレクトロニクス素子の作製

高度情報通信社会を将来にわたって持続的に発展させるためには、電子デバイスの微細化と高性能化を低コストでさらに進めなければならないが、これは従来の半導体デバイスの延長線上では実現が困難であり、それに代わる新しいナノデバイスの開発が不可欠である。そこで本研究では単一分子で動作する極微細ナノデバイスの作製を目標として、DNAの自己組織化と無電解メッキを応用することで単一分子デバイスを作製する手法の開発を行った。導電性高分子から単一分子デバイスを作製するために、2つの金属電極のナノメートルのギャップ間に導電性高分子1分子を挿入する必要がある。従来の手法は、間隔の決まった電極間に導電性高分子をはめ込むためには電極間隔にあわせて長さの決まった導電性高分子を必要としていた。また、導電性高分子は高分子の一種であることから、溶液中ではエントロピー的に糸まり状に固まる。2つの電極間にブリッジするためにはエントロピーに反して、高分子鎖を伸長して固定化する必要があった。そこで本申請ではこれらの問題点を解決するために、2つの電極のナノギャップに導電性高分子を橋渡しするのではなく、導電性高分子の両端にメゾスコピックな電極を作製するという手法を提案した。特にここではDNAを鋳型として選択的無電解メッキする技術を使い電極の作製を行った。長さの決まった導電性高分子の両端を選択的にナノメッキして金属を析出することで1分子の導電性高分子と電極との接合を目指した。その成果として,今年度は,モデル化合物としてオリゴエチレンオキシド-オリゴヌクレオチドを開始剤とすることでブロックコポリマー型DNAを酵素反応により合成することに成功した。次いで,得られたブロックコポリマー型DNAをラングミュアー-ブロジェット法により,固体基板上に伸長固定化することができた。さらに,基板に固定化したブロックコポリマー型DNAの選択的無電解メッキをAFMにより観察した。以上の成果より,ナノワイヤーで単一分子のオリゴエチレンオキシドを挟んだモデル構造体の作製に成功した。これにより来年度は予定通り,導電性高分子をはめ込んだ電極の作製を行う。そこで本申請ではこれらの問題点を解決するために、2つの電極のナノギャップに導電性高分子を橋渡しするのではなく、導電性高分子の両端にメゾスコピックな電極を作製することを目的とした。今年度は以下の成果が得られた。導電性高分子-オリゴヌクレオチドの合成に着手したが、導電性高分子の安定性に問題があり、最終化合物を得るまでには至らなかったので、引き続き合成を行っている。DNAの塩基選択的なナノワイヤーを作製するために、DNA合成酵素でpoly(dG)・poly(dC)-polyd(AT)2からなるブロックコポリマー型DNAを合成し、基板に伸長固定化した後にシスプラチンの選択的結合・還元反応によりpoly(dG)・poly(dC)部分のみのプラチナによるナノワイヤー化に成功した。これをAFM,TEM観察で観察し、有機-金属のナノ接合部の観察を行った。また、現有のAFMを改良することで単一分子導電性高分子の(光)導電性測定のための準備を行った。これらの成果により、電極作製の目的は達成した。今後、導電性高分子-オリゴヌクレオチドの合成が終了次第、導電性高分子から単一分子デバイスの作製を行う予定である。
B-ファクトリーで使用する測定器の共同開発

1 SDD開発(1)KEK/B-ファクトリー用シリコン・バ-テックス検出器の設計平成7年3月現在、概念設計(TDR設計)を完了した。当初の概念設計(LOIレファレンス設計)はTDR設計において大幅に変更された。変更の理由はKEK/Bファクトリー加速器の衝突点設計の大幅変更によるものであるが、TDR設計においては、両面シリコンストリップ検出器(DSSD)のz-ストリップ信号をSVD両端部に読み出す2層配線に付随する静電容量などz-ストリップの総静電容量が大きいこと等も十分に考慮した。最終設計はバックグラウンドや予期しない故障に強く、且つ初期設計の性能を維持する設計となっている。今後は詳細設計と建設を進める。(2)大型両面シリコン・ストリップ検出器(DSSD)の開発中型の各種DSSD及び大型(実機大)DSSD数種について、ストリプ静電容量の測定、パルス赤外線ビームによる信号測定試験、ビーム試験等を行ってきた。この間、両面半導体プロセスの難しさにもかかわらず、複数の製造会社においてDSSDの製造技術が進歩し、検出器としての基本的能は実用段階に到達した。現時点では;(a)2層配線を持たないDSSDについては安定した結果が得られる、(b)n面ストリイブの信号分離の2種類の方法(pストップ法および張り出し電極法)ともSVDへ応用が可能で、ストリップ静電容量の大きさも実用上違いがない、(c)2層配線に起因するストリップ静電容量が予想より大きい。これを最小限とするため、2層配線に起因する静電容量を正しく計算出来るモデルを確立すること、2層配線の構造の最適化が必要である、(d)TDR設計では広ピッチ(最大250ミクロン)n面ストリップを使用するが、電荷収集効率、位置分解能について測定で確認する必要がある、等が判明した。平成6年度には(c)のための特殊大型サンプル検出器数種を製作し、また(d)のため、ストリップ構造の異なる広ピッチnストリップ・サンプル検出器を製作し、現在試験を準備中である。これらの試験結果を含めて、SVD用2層配線付きDSSDのTDR設計に沿ったプロトタイプを製作する予定である。(3)ACF実装方の開発新たに開発した異方導電性フィルムによる両面狭ピッチ(50ミクロン)一括(600ストリップ)ボンディング(ACFボンディング)を試行し、99.9%以上の接続率を期待出来る段階に達している。新実装方の放射線耐性についても良好な結果を得ている。さらに平成6年度には50ミクロン・ピッチ、600本の薄い(数ミクロン)の金メッキ銅ストリップをもつカプトン・ケーブルを開発し、このフィルムをボンディング・ブリッジとするACFボンディングを試験し、中間結果として良好な結果を得ている。(4)高速で不感時間のない低雑音増幅器VLSIの開発極めて短いビーム衝突間隔をもつBファクトリー等での実験に対応するため、高速で不感時間のない128チャンネル低雑音増幅器VLSIの開発を進めてきた。KEKでの開発は1次試作を経て平成7年2月に2次試作のプロセスが終了した。現在までの結果では、VLSIの各部分とも正常に動作しているので、今度は雑音特性などの詳細な試験に移る。CERNの開発によるシステムは平成7年2月にKEKにおいてビーム試験が行われ、結果は現在データ解析中である。耐放射線SOIプロセスについては基本パラメーターを収集した。2 FRICHの開発CERNにおいてTAE/メタン・ガスによる実機大FRICHプロトタイプの初めてビーム試験を行い、期待された結果を得た。その後より高い粒子選別能力を有する個体ホトカソード、特にCsIホトカソードのよるFRIH開発に進み、平成6年7-10月に上記プロトタイプに大型CsIホトカソードを装備してビーム試験を行った。PWCの不安定性等の問題は克服してビーム試験は成功したが、大型CsIホソカソードの量子効率を初期の値(15%)まで向上させ長期間安定に維持することは困難であることが判明した。薄いCsIホトカソードを装備した小型FRICHのビーム試験は平成6年10月にKEKで行われ、平均7.6個の光電子を得たが、量子効率は10%程度に止まり、上記の問題は解決出来なかった。現時点では;(a)2層配線を持たないDSSDについては安定した結果が得られる、(b)n面ストリイブの信号

分離の2種類の方法(pストップ法および張り出し電極法)ともSVDへ応用が可能で、ストリップ静電容量の大きさも実用上違いがない、(c)2層配線に起因するストリップ静電容量が予想より大きい。これを最小限とするため、2層配線に起因する静電容量を正しく計算出来るモデルを確立すること、2層配線の構造の最適化が必要である、(d)TDR設計では広ピッチ(最大250ミクロン)n面ストリップを使用するが、電荷収集効率、位置分解能について測定で確認する必要がある、等が判明した。平成6年度には(c)のための特殊大型サンプル検出器数種を製作し、また(d)のため、ストリップ構造の異なる広ピッチnストリップ・サンプル検出器を製作し、現在試験を準備中である。これらの試験結果を含めて、SVD用2層配線付きDSSDのTDR設計に沿ったプロトタイプを製作する予定である。(3)ACF実装方の開発新たに開発した異方導電性フィルムによる両面狭ピッチ(50ミクロン)一括(600ストリップ)ボンディング(ACFボンディング)を試行し、99.9%以上の接続率を期待出来る段階に達している。新実装方の放射線耐性についても良好な結果を得ている。さらに平成6年度には50ミクロン・ピッチ、600本の薄い(数ミクロン)の金メッキ銅ストリップをもつカプトン・ケーブルを開発し、このフィルムをボンディング・ブリッジとするACFボンディングを試験し、中間結果として良好な結果を得ている。(4)高速で不感時間のない低雑音増幅器VLSIの開発極めて短いビーム衝突間隔をもつBファクトリー等での実験に対応するため、高速で不感時間のない128チャンネル低雑音増幅器VLSIの開発を進めてきた。KEKでの開発は1次試作を経て平成7年2月に2次試作のプロセスが終了した。現在までの結果では、VLSIの各部分とも正常に動作しているので、今度は雑音特性などの詳細な試験に移る。CERNの開発によるシステムは平成7年2月にKEKにおいてビーム試験が行われ、結果は現在データ解析中である。耐放射線SOIプロセスについては基本パラメーターを収集した。2 FRICHの開発CERNにおいてTAE/メタン・ガスによる実機大FRICHプロトタイプの初めてビーム試験を行い、期待された結果を得た。その後より高い粒子選別能力を有する個体ホトカソード、特にCsIホトカソードのよるFRIH開発に進み、平成6年7-10月に上記プロトタイプに大型CsIホトカソードを装備してビーム試験を行った。PWCの不安定性等の問題は克服してビーム試験は成功したが、大型CsIホソカソードの量子効率を初期の値(15%)まで向上させ長期間安定に維持することは困難であることが判明した。薄いCsIホトカソードを装備した小型FRICHのビーム試験は平成6年10月にKEKで行われ、平均7.6個の光電子を得たが、量子効率は10%程度に止まり、上記の問題は解決出来なかった。高エネルギー物理学研究所で平成6年度より建設が開始される予定のB-ファクトリー(TRISTAN-II)では、荷電粒子を位置分解能10ミクロン程度の精度で検出するシリコン検出器によるバ-テックス(崩壊点)
発生過程の細胞周期制御におけるCDK阻害分子の機能解明

平成21年度の研究計画では1) p57^<P27>ノックインマウスを用いた、発生過程におけるp27およびp57の機能的差異の解明2) p57コンディショナルノックアウトマウスを用いた、各組織におけるp57の機能の解明の実施を予定しており、上記計画に沿って本年度の研究を遂行した。1)について研究代表者が予備的研究で行っていたp57^<P27>ノックインマウスの解析をさらに進め、各組織における細胞周期やアポトーシス、分化状態などを検討した。その結果、大部分の組織でp57ノックアウトマウスで観察される表現型が回復する一方、一部の組織では表現型の回復が見られなかった。これらの観察結果から、p27とp57の個体内における機能的相同性と差異についての知見をまとめ、学術誌に報告した[Susaki et al. PNAS 106:5192-7, 2009 ; Susaki & Nakayama. Cell Cycle 8:2497-501, 2009]。2)について全身性のp57ノックアウトマウスで認められる生直後死を回避するため、p57コンディショナルノックアウトマウスを作製し、各臓器におけるp57の機能的重要性を検討した。本年度では、特にp57の発現量が高い神経組織における解析を優先し、神経特異的p57ノックアウトマウスを作製した。その結果、このマウスでは高度の水頭症や小脳の形成不全を認めた。さらに,p27・p53・E2F1などのノックアウトマウスと交配してダブルノックアウトマウスを作製し,CDK阻害因子同士の相補性や、下流のパスウェイなどを検討した。その結果、p57は神経発生に必須の細胞周期制御因子であり、神経発生期にp57が失われると、細胞がアポトーシスを起こし、上記のような重篤な表現型を示すことを明らかにした。本研究については、現在投稿準備を進めている。
骨内リアルタイムイメージングが明らかにする骨機械刺激受容メカニズム

骨が機械刺激を受容して骨形成を行うメカニズムを明らかにするために、全身の骨組織に存在する骨細胞ネットワークが機械刺激受容機構としてカルシウムシグナルや膜電位シグナルのような電気的なシグナルを利用しているか否か検討を行った。そのために2光子励起顕微鏡や第2次高調波等の最新の蛍光イメージングで骨の中を直接観察するとともに、機械刺激を加えた時の骨細胞ネットワーク内のカルシウムや膜電位シグナル伝達の時空間的解析を行った。具体的方法としては、まず、骨への機械刺激を加える装置の作製を九州大学の藏田耕作博士との打ち合わせのもと、行った。この際、顕微鏡下での刺激と観察が両立できるよう小型化したものを設計、作成した。次にこの装置を用いて、実際に脛骨へ繰り返し圧縮刺激を加えた。骨形成の評価はカルセイン2重ラベル法にて行ったが、従来とは異なり、カルセインラベル間の距離を2光子励起顕微鏡を用いた観察により、動物が生きたままで行うことが可能であることが分かった。骨イメージング法の確立に関しては、上記機械刺激装置へ脛骨を挟み込むことによって、体動に起因するノイズが減らせ、ほぼ同一視野を繰り返し観察することに成功した。次に、骨細胞の細胞内カルシウム濃度イメージングを行う目的で、まずは色素性のカルシウムプローブの検討を行った。赤色の色素であるRhod2はシグナルノイズ比がよく、骨細胞への取り込みが良好であったが、ダイナミックレンジが小さく、微小変化をとらえるのには不向きであると考えた。最終的には、Fluo8とFuraRedのratioイメージングを行うのがもっともダイナミックレンジが高い方法であることが分かった。最終的には機械刺激装置で、繰り返し圧迫刺激を加えながら、マウスがいきたままリアルタイムにカルシウムイメージングを行うことに成功した。
大腸菌の形質転換におけるDNA取り込みメカニズムの解明

大腸菌は細胞外のDNAを細胞内に取り込みその形質を変化させることができる。大腸菌では、この形質転換の方法は1970年代に報告されて以降、広く利用されている。しかし、どのようにして細胞内にDNAが取り込まれているのかについては未だ不明である。本研究では形質転換時のDNA取り込みが向上、または低下する大腸菌変異株を用いて、どのような遺伝子が原因でDNA取り込み能力が変化するのかを調べる。またそれらの遺伝子の機能を解析することにより、どのようなメカニズムによりDNAが細胞内へと取り込まれるのかを明らかにする。さらに、これらの結果を基にして、DNA取り込み能力の向上した高性能大腸菌株を創出する。
リソソーム膜蛋白質の局在化に関与する細胞質因子の同定およびその役割

本研究は、リソソーム膜蛋白質の細胞質領域を認識しリソソームへの移行を仲介する細胞質因子を同定し、さらに、このような細胞質因子のリソソーム膜蛋白質の選別・輸送過程における分子認識機構を解明することを目的とする。ラット肝より調製した細胞質画分を分子量85,000のリソソーム膜蛋白質(LGP85)の細胞質領域とGTSの融合蛋白質固定化カラムに流し、様々な溶出条件を検討したところ、細胞質因子は0.5M NaClで溶出されること、さらに、SDS-PAGEにより細胞質因子の分子量は90,000(CF90)と53,000(CF53)であることが判明した。このような精製過程での細胞質因子の有無は、LGP85細胞質領域の合成ペプチドを西洋ワサビパーオキシダーゼで標識したプローブを作成し、ドットブロット法により確認した。また、細胞質因子とプローブの結合は過剰量のペプチドで阻害されたことから特異的である。両細胞因子CF90とCF53のN末端アミノ酸配列を調べたところ、CF90は16個、CF53は11個のアミノ酸配列を決定することができた。ホモロジー検索の結果、CF90は熱ショック蛋白質の1つであるHSP90と、さらに、CF53は微小管の構成成分であるβ-チューブリンのN末端アミノ酸配列と一致した。このことは、HSP90とβ-チューブリンの抗体を用いたイムノブロッティングによりさらに確認した。現在、HSP90とβ-チューブリンがリソソーム膜蛋白質であるLGP85のリソソーム局在化機構のどのようなステップに関与しているのか、またLGP85のリソソームでの機能(例えば細胞質蛋白質の分解など)にどのように関与しているのかについて検討中である。本研究は、リソソーム膜蛋白質の細胞質領域を認識しリソソームへの移行を仲介する細胞質因子を同定し、さらに、このような細胞因子のリソソーム膜蛋白質の選別・輸送過程における分子認識機構を解明することを目的とする。ラット肝より調製した細胞質画分を分子量85,000のリソソーム膜蛋白質(LGP85)の細胞質領域に対する合成ペプチド固定化カラムに流し、様々な溶出条件を検討したところ、細胞質因子はpH3で溶出されること、さらに、ゲル濾過により細胞膜因子の分子量は約280,000であったが、SDS-電気泳動の結果から分子量60,000および35,000のサブユニットから成るヘテロオリゴマーを形成していることが判明した。現在、細胞質因子の特異的抗体の作製およびアミノ酸配列について検討中である。また、ラットLGP85のcDNAを真核細胞発現用ベクターに組み込み、COS細胞に発現させた結果、細胞内に大きな空胞が出現し、この空胞にLGP85が局在していた。この空胞の出現は、LGP85の細胞質領域が必要であった。さらに、この空胞には内在性リソソーム膜蛋白質に加えエンドソーム蛋白質も局在していたことから、LGP85の細胞質領域はエンドソームとリソソームの融合を促進することが示唆された。現在、上述した細胞質因子がエンドソームとリソソームの融合にどのように関与しているかについて、in vitro実験系で検討している。

本研究は、リソソーム膜蛋白質の細胞質領域を認識しリソソームへの移行を仲介する細胞質因子を同定し、さらに、このような細胞質因子のリソソーム膜蛋白質の選別・輸送過程における分子認識機構を解明することを目的とする。ラット肝より調製した細胞質画分を分子量85,000のリソソーム膜蛋白質(LGP85)の細胞質領域とGTSの融合蛋白質固定化カラムに流し、様々な溶出条件を検討したところ、細胞質因子は0.5MNaClで溶出されること、さらに、SDS-PAGEにより細胞質因子の分子量は90,000(90)と53,000(SF53)であることが判明した。このような精製過程での細胞質因子の有無は、LGP85細胞質領域の合成ペプチドを西洋ワサビパーオキシダーゼで標識したプローブを作成し、ドットブロット法により確認した。また、細胞質因子とプローブの結合は過剰量のペプチドで阻害されたことから特異的である。両細胞因子SF90とSF53のN末端アミノ酸配列を調べたところ、SF90は16個、SF53は11個のアミノ酸配列を決定することができた。ホモロジー検索の結果、SF90は熱ショック蛋白質の1つであるHSP90と、さらに、SF53は微小管の構成成分であるβ-チューブリンのN末端アミノ酸配列と一致した。このことは、HSP90とβ-チューブリンの抗体を用いたイムノブロッティングによりさらに確認した。現在、HSR90とβ-チューブリンがリソソーム膜蛋白質であるLGP85のリソソーム局在化機構のどのようなステップに関与しているか、またLGP85のリソソームでの機能(例えば細胞質蛋白質の分解など)にどのように関与しているのかについて検討中である。
プロトン伝導性酸化物における赤外光誘起水素拡散促進効果のミュオンによる直接観測

本研究では、プロトン伝導性酸化物に対して提唱されている赤外光誘起水素拡散促進効果を微視的な観点から検証するために、水素の擬似同位体であるミュオンを用いた実験を行う。酸化物試料にJ-PARCの大強度パルスミュオンビームを打ち込み、同期照射した赤外光に起因するミュオン拡散係数の変化をミュエスアール法により評価する。この「水素同位体」に対する実験を通して、水素そのものの運動に関する知見を得ることを目的とする。平成30年度は、時分割赤外分光によって赤外光誘起水素拡散促進効果が認められたとされるルチルTiO2およびSrTiO3について、J-PARC物質・生命科学実験施設においてパルスミュオン・赤外光同期照射実験を行った。測定は10ケルビンから室温までの温度範囲で行い、赤外光照射・非照射下のミュエスアールスペクトルを各温度において比較したが、実験精度の範囲内において有意な差を見出すことはできなかった。これは試料に打ち込まれたミュオンの大部分が赤外光照射の影響を受けていないことを意味している。この結果を受けて、現行光源により励起可能なミュオンの割合を光源性能の実測に基づいて試算したところ、ミュエスアールスペクトルに有意な変化を与えるには出力及び集光がまだ十分でない可能性があることが分かった。照射光子密度を飛躍的に増大させるためには光源を高強度短パルスレーザーに置き換える必要があり、比較的大規模な装置が必要となる。これを用いた当該効果の検証は今後の課題として残るが、実験の枠組み自体は本研究により確立しているため、光源のアップグレードのみで対処できると考えられる。この「水素同位体」に対する実験を通して、水素そのものの運動に関する知見を得ることを最終的な目標とする。平成28年度は、本実験のために新たに必要となる装置の開発とその性能評価を主に行った。ミュオン拡散に対し効果が期待される光の波長は、同位体効果により赤外領域から近赤外領域にシフトする。そこで、キセノンフラッシュランプと近赤外バンドパスフィルタを組み合わせたものを光源に採用し、クライオスタットの中に置かれた試料の背面から近赤外光を照射する仕組みを構築した。大強度の光照射と試料の冷却を両立させるため、近赤外光はパルス状に照射することとし、自作の高速光センサを用いてミュオンパルスとの同期を取った。この条件の下で、J-PARC物質・生命科学実験施設ミュオンD1エリアにおいて標準試料(高純度シリコン)のミュエスアール測定を行い、スペクトルに光照射の効果が明瞭にあらわれることを確認した。次年度以降、この装置を用いて近赤外光照射下におけるプロトン伝導性酸化物のミュエスアール測定を順次実施し、赤外光誘起水素拡散促進効果の検証を進めていく予定である。当初の計画通り、初年度内にミュオン・赤外光同期照射実験の準備を完了することができた。研究は順調に進んでいる。平成29年度は、時分割赤外分光によって赤外光誘起水素拡散促進効果が確認されたとされるKTaO3について、J-PARC物質・生命科学実験施設においてパルスミュエスアール測定を行った。この際、前年度に製作したパルス赤外光源を用い、ミュオンが酸化物試料に到達する瞬間に試料に照射される赤外光の強度が最大になるように動作タイミングを調整した上でデータを取得した。測定は10ケルビンから室温までの温度範囲で行い、赤外光照射・非照射下のミュエスアールスペクトルを各温度において比較した。その結果、実験精度の範囲内において有意な差を見出すことはできなかった。これは試料に打ち込まれたミュオンの大部分が赤外光照射の影響を受けていないことを意味するが、単純に赤外光強度が不足しているために本来見えるべき変化が見えていないだけの可能性も残る。最終年度は赤外光源の出力を増強した上で、他の酸化物試料も加えて再度実験を行う予定である。当初の計画に従って、酸化物試料に対し最初のパルスミュオン・赤外光同期照射実験を実施することができたが、赤外光照射効果を検出するところまでは到っていない。

平成30年度は、時分割赤外分光によって赤外光誘起水素拡散促進効果が認められたとされるルチルTiO2およびSrTiO3について、J-PARC物質・生命科学実験施設においてパルスミュオン・赤外光同期照射実験を行った。測定は10ケルビンから室温までの温度範囲で行い、赤外光照射・非照射下のミュエスアールスペクトルを各温度において比較したが、実験精度の範囲内において有意な差を見出すことはできなかった。これは試料に打ち込まれたミュオンの大部分が赤外光照射の影響を受けていないことを意味している。この結果を受けて、現行光源により励起可能なミュオンの割合を光源性能の実測に基づいて試算したところ、ミュエスアールスペクトルに有意な変化を与えるには出力及び集光がまだ十分でない可能性があることが分かった。照射光子密度を飛躍的に増大させるためには光源を高強度短パルスレーザーに置き換える必要があり、比較的大規模な装置が必要となる。これを用いた当該効果の検証は今後の課題として残るが、実験の枠組み自体は本研究により確立しているため、光源のアップグレードのみで対処できると考えられる。当初の計画に従い、酸化物試料に対してパルスミュオン・パルス赤外光の同期照射実験を行い、赤外光照射によるO-Mu振動の励起に伴うミュオン拡散係数の変化を観測する。この「水素同位体」に対する実験を通して、水素に対して提唱されているO-H振動励起に伴う拡散促進効果を検証する。赤外光源を改良して出力を増強し、プロトン伝導性酸化物における赤外光誘起水素拡散促進効果のミュエスアール法による検出を再び試みる。際立った成果が得られた場合は、研究結果を論文にまとめて発表する。購入を予定していた実験装置の一部について、購入時期を平成29年度以降に変更したため。(理由)購入を予定していた実験装置の一部について、購入時期を平成30年度に変更したため。(使用計画)繰越分は主に赤外光出力を増強するための装置の購入に充て、平成30年度に追加配賦される予算については、当初の計画通り酸化物試料の購入などのために使用する予定である。繰越分は赤外光出力を増強するための装置の購入に充て、平成29年度以降に追加配賦される予算については、計画通り酸化物試料の購入などのために使用する予定である。
正標数の高次元カラビ・ヤウ多様体の研究

本年度の研究成果は,2次元Calabi-Yau多様体であるK3曲面とそのモジュライに関するものが中心になった.M_<2d>を次数2d(p〓2d)の偏極K3曲面のモジュライ・スタック,π:X→M_<2d>を偏極K3曲面の普遍族とする.V=π_*(Ω^2_<X/M_<2d>>)とおき,その第1Chern類をυ=c_1(V)とおく.また,t_2=c_2(Ω^1_<X/M_<2d>>)とおく.任意の0以上の整数lに対しπ_*(t^<l+1>_2)を有理係数のChow群の中で,υの式として表せばa_lυ^<2l>の形となるが,有理数a_lを具体的に決定した.また,M_<2d>の接束をΘとするとき,M_<2d>のGrothendieck群に於けるΘを,H^2_<dR>とVを用いて表示し,c_1(Θ)=-19υなることを示した.これらの事実および周辺の結果を論文にまとめ海外共同研究者G.van der Geerとの共同研究としてMoscow Math.J.に発表した.また,正標数における単有理曲面の研究の成果をK3曲面の場合を中心としてCreteにおける研究集会で発表した.Calabi-Yau多様体の場合には接束の第1Chern類が消える.そのことによって,Calabi-Yau多様体は素粒子論における超限理論で重要な役割を演ずるが、Higgs束も素粒子論において重要な役割を有している。Calabi-Yau多様体の接束のように第1Chern類が消えるようなHiggs束を考える.これらのベクトル束はSimpsonの結果から安定なものはn次元射影多様体Xの基本群π_1(X)の特殊線形群SL(r,C)への線形表現から得られることが導かれる.研究分担者宮岡洋一は,第1Chern類が消えるような安定Higgs束の興味深い例をいくつか構成した.van der Geer氏とのCalabi-Yau多様体に関する共同研究が中心になった。d-1次元射影空間の中の4次元カラビ・ヤウ超曲面を考える。π:X→Bをその普遍族、Lを相対超平面切断、ν=π_*(Ω^<d-2>_<X/B>)とおく時、第1Chern類c_1(det π_*(L))=νであることがわかった。これを用いて、d=4の場合、つまり4次のK3曲面の場合には、det π_*(L^n)=(2n^3-3n^2+7n-3)ν/3が示せる。超曲面ではない一般のカラビ・ヤウ多様体の普遍族に対しても、上記のようなChern類の間の各種の関係式を作ることができたが、νを用いてそれらを表示するという目標は今後の課題となった。正標数のカラビ・ヤウ多様体のコホモロジー群の構造分析に関しては、カラビ・ヤウ超曲面のコホモロジーへのフロベニウスの作用を直接調べ、a-数の構造解析を行った。これにより、数理物理で近年盛んに研究されているミラー対称性との関係で、ミラーになるカラビ・ヤウ多様体ともとの多様体でa数が一致するという現象を何例か見い出した。また、カラビ・ヤウ多様体のミラーがカラビ・ヤウにならない場合にも、a数がもとと一数する例があることがわかった。アーベル多様体の場合は、ミラー多様体は双対アーベル多様体であるから、両者でa数は一致することがわかる。このことを考慮すれば、正標数のカラビ・ヤウ多様体については、ミラーともとの多様体でa数、h数は一致するのではないかと予想される。分担者の宮岡洋一氏には、オランダにおける数論曲面に対するYau-Miyaoka-Bogomolov型の不等式がabc予想解決につながるなどの結果に関する講演を初め、数論幾何方面からの研究を分担していただいた。本年度の研究成果は,2次元Calabi-Yau多様体であるK3曲面とそのモジュライに関するものが中心になった.M_<2d>を次数2d(p〓2d)の偏極K3曲面のモジュライ・スタック,π:X→M_<2d>を偏極K3曲面の普遍族とする.V=π_*(Ω^2_<X/M_<2d>>)とおき,その第1Chern類をυ=c_1(V)とおく.また,t_2=c_2(Ω^1_<X/M_<2d>>)とおく.任意の0以上の整数lに対しπ_*(t^<l+1>_2)を有理係数のChow群の中で,υの式として表せばa_lυ^<2l>の形となるが,有理数a_lを具体的に決定した.また,M_<2d>の接束をΘとするとき,M_<2d>のGrothendieck群に於けるΘを,H^2_<dR>とVを用いて表示し,c_1(Θ)=-19υなることを示した.これらの事実および周辺の結果を論文にまとめ海外共同研究者G.van der Geerとの共同研究としてMoscow Math.J.に発表した.また,正標数における単有理曲面の研究の成果をK3曲面の場合を中心としてCreteにおける研究集会で発表した.