hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ナノ多結晶ダイヤモンド製マイクロフライス工具による難削材の精密テキスチャリング

付加価値を高めるために,表面にナノ・マイクロメータレベルのテキスチャリングのニーズが急増している.テキスチャリングにより,(a)光学レンズにおいては光の回折効果の付加・色消し効果の付加,(b)歯科用Tiインプラントでは生体細胞融合性の向上,(c)表示デバイスでは反射防止機能の付加,(d)撥水性の向上,(e)ソーラパネルでは吸収率の向上など様々な効果が得られる.多くは量産成形するため,高硬度成形型のテキスチャリングがキー技術となっている.本研究では,断続切削可能な「マイクロフライス工具」に着目し,レーザ加工を応用してナノ多結晶ダイヤモンド等のマイクロフライス工具の創成技術を開発し,硬質脆性材料のセラミックスに対して,微細で構造的な超精密形状の創成を目指し,そのメカニズムを明らかにするため,今年度は以下について研究を実施した.1.ナノ多結晶cBN製マイクロフライス工具の摩耗特性評価ナノ多結晶cBNの刃先のエッジのアールなど工具の仕様を変化させ,摩耗特性を評価した.試作した工具を超高速空気静圧スピンドルに取り付け,平面形状のTi合金を切削加工し,摩耗速度を比較評価し,従来の砥石を用いる研削加工と比較調査した.その結果,ダイヤモンドや超硬製の工具より,耐摩耗性が最も優れていることが明らかとなった.また,単結晶ダイヤモンド,ナノ多結晶cBN,超硬,SiCなどと比較し,耐摩耗特性を評価し,データベース化した.2.ナノ多結晶cBN製マイクロフライス工具によるTi合金のテキスチャリングの加工特性の評価最も優れた形状のナノ多結晶cBN製工具を用いて,Ti合金のテキスチャリング形状を超精密切削し,表面粗さ,形状精度,摩耗量の変化を評価し,従来の旋削加工の結果と比較調査した.本研究では,断続切削可能な「マイクロフライス工具」に着目し,レーザ加工を応用してナノ多結晶ダイヤモンド等のマイクロフライス工具の創成技術を開発し,硬質脆性材料のセラミックスに対して,微細で構造的な超精密形状の創成を目指し,そのメカニズムを明らかにするため,昨年度は1.ナノ多結晶cBN製マイクロフライス工具の摩耗特性評価,ナノ多結晶cBN製マイクロフライス工具によるTi合金のテキスチャリングの加工特性の評価について研究を実施した.しかし,後者の研究課題において,最も優れた形状のナノ多結晶cBN製工具を用いて,Ti合金のテキスチャリング形状を超精密切削し,表面粗さ,形状精度,摩耗量の変化を評価し,従来の旋削加工の結果と比較調査したが,生体融合性の評価(東北大学)はまだ完了していない.次年度も引き続き生体融合性の評価を行い,当初の計画の遅れを挽回する.今年度は,ナノ多結晶cBN製マイクロフライス工具によるTi合金のテキスチャリングの加工特性の評価について,様々なピッチのパターン(溝形状:矩形,円弧,溝幅:220um,深さ:15um)のTi合金試験サンプルを中部大学で作製したが,生体融合性の評価(東北大学)はまだ完了していない.次年度も引き続き生体融合性の評価を行う.さらに,ナノ多結晶ダイヤモンド製マイクロフライス工具による表示パネル反射防止テキスチャの型加工と加工性の評価を行う.ナノ多結晶PCD製工具を用いて,超硬やSiC製の微細テキスチャリング金型を超精密切削し,表面粗さ,形状精度,摩耗量の変化を評価する.具体的には以下のように行う.(1)切削加工実験装置:同時4軸(X,Y,Z,C)超精密加工装置ULG100DSH3(位置決め分解能1nm).(2)評価装置:(表面粗さ)ZYGO社製表面粗さ計NewView6200,(形状精度)三鷹光器(株)製形状測定器NH3SP.(3)従来の無電解Ni切削面の加工精度(形状精度,表面粗さ,エッジの精度)を比較する.(4)光学特性の評価:中部大で試作した金型を基に成形し,菱光社にて反射特性を光学的に評価する(光の入射角,光の波長に対する反射特性の評価).これまでの研究成果をまとめ,論文投稿を行うとともに,必要に応じて特許出願を行う.パルス・ファイバーレーザに集光光学系を付加したレーザ集光光学系を,既存の4軸制御・超精密加工機に搭載し,加工機上で工具を微細加工できるレーザビームスキャンシステムを試作した.構築したレーザビーム走査装置を用い,ナノ多結晶材料(NPCD)に対する基礎的な加工特性を評価した.(1)ナノ多結晶材料のレーザ加工の熱加工速度や表面粗さを,へき開性のある単結晶材料(SCD)と比較した.(2)一定時間,レーザビームをナノ多結晶材料に照射すると,レーザビームのエネルギー密度分布により凹面形状に加工される.これは研磨加工における「単一加工痕」に相当し,この形状が最も良好な粗さ分布が得られるレーザ照射条件を解明した.(3)このナノ多結晶材料上の単一加工痕の分布形状から,デコンボリューション理論によりレーザ走査軌跡と速度分布を計算する理論を明らかにした.(4)滞留時間制御レーザ加工システムを構築し,φ0.55mm程度のナノ多結晶材料の形状誤差分布を最小にするための形状修正手法,レーザ走査条件を明らかにした.NPCD製マイクロフライス工具の形状を設計し,CAMデータを作成し試作した.摩耗特性を比較するため,先端がシャープなものとアール加工をしたものを試作した.ナノ多結晶材料

製マイクロフライス工具の刃先のエッジのアールなど工具の仕様を変化させ,摩耗特性を評価した.工具を超高速空気静圧スピンドルに取り付け,平面形状のSiCを切削加工し,工具の摩耗速度を比較評価した.(1)カーボン板にプランジカットし,その形状を非接触形状測定装置により計測し,そのデジタルデータからPCにて摩耗量を計算し評価した.(2)単結晶ダイヤモンドと比較し,ナノ多結晶材料(NPCD)に対するセラミックスの耐摩耗特性を評価した.NPCDの摩耗速度は単結晶ダイヤモンドより極めて小さいことを確認した.パルス・ファイバーレーザに集光光学系を付加したレーザ集光光学系の試作は,当初の予定より早く構築・試作できた.また,単結晶ダイヤモンドの加工の経験から,ナノ多結晶材料(NPCD)に対する基礎的な加工特性を評価もスムーズに実施でき,φ0.55mm程度のナノ多結晶材料の形状誤差分布を最小にするための形状修正手法,レーザ走査条件を明らかにできた.NPCD製マイクロフライス工具の形状の設計,CAMデータを作製,先端がシャープなものとアール加工をしたものを試作も当初の予定より早くできた.そして,ナノ多結晶材料製マイクロフライス工具の刃先のエッジのアールなど工具の仕様を変化させ,摩耗特性を評価した.工具を超高速空気静圧スピンドルに取り付け,平面形状のSiCを切削加工し,工具の摩耗速度を比較評価まで達成できた.特に,単結晶ダイヤモンドと比較した,ナノ多結晶材料(NPCD)に対するセラミックスの耐摩耗特性を評価した結果,NPCDの摩耗速度は単結晶ダイヤモンドより極めて小さいことを確認した.ナノ多結晶ダイヤモンド工具のセラミック,特にSiCに対して,極めて優れた特性を有することを明らかにできた.最後に,SiCに対して,微細な形状のテキスチャリング実験を実施して,その有効性も明らかにできた.本研究では,断続切削可能な「マイクロフライス工具」に着目し,レーザ加工を応用してナノ多結晶ダイヤモンド等のマイクロフライス工具の創成技術を開発し,硬質脆性材料のセラミックスに対して,微細で構造的な超精密形状の創成を目指し,そのメカニズムを明らかにすることを目的に,H29年度は以下について実証試験を行った.1.ナノ多結晶材料製マイクロフライス工具の試作(1)工具の形状を設計し,CAMデータを基に工具を試作した.工具は超硬のシャンクにロウ付けしてから,レーザ加工した.(2)摩耗特性を比較するため,先端がシャープなものとアール加工をしたものを試作した.(3)刃数,すくい角,逃げ角,ランド幅(逃げ面幅)を変化させ,様々な形状の工具を試作した.2.ナノ多結晶材料製マイクロフライス工具の摩耗特性評価ナノ多結晶材料(NPCD,NPCBN)の刃先のエッジのアールなど工具の仕様を変化させ,摩耗特性を評価した.試作した工具を超高速空気静圧スピンドルに取り付け,平面形状のセラミックス(超硬合金,SiC),難削材(Ti)を切削加工し,様々な形状の工具の摩耗速度を比較評価した.(1)摩耗の評価法:工具をスピンドルに取り付けた直後と,所定の切込回数毎に,カーボン板をダミー材としてプランジカットし,その形状を非接触形状測定装置により計測し,そのデジタルデータからPCにて摩耗量を計算・評価した.(2)単結晶ダイヤモンドやcBNの各結晶方位と比較しながら,ナノ多結晶材料(NPCD,NPCBN)に対するセラミックスの耐摩耗特性を評価し,データベース化した.
パラレルメカニズムを利用した咀嚼ロボットの開発研究

6自由度運動が再現可能なパラレルメカニズムを利用して,患者の口腔内状況を示す模型を搭載し,空間内で自由に動かすことのできる簡便でコンパクトな顎運動ロボットの開発研究を行ってきた。以下にこれまでの成果を要約する。1.6自由度運動が再現可能なパラレルメカニズムを利用し顎運動ロボットの試作機を作成した。2.パラレルメカニズムの順運動学を数値解析的に解くために,非線形問題の解法に用いられるNewton-Raphson法(以下N-R法)の改良型手法を用いて,高速に計算を収束させ解を得ることができた。改良型N-R法によって,ロボットを実時間で制御するのに十分速い収束時間で計算することができた。3.パラレルメカニズムの逆運動学を用いて,顎運動測定装置によって得られた顎運動データを試作した顎運動ロボットで再現するためのアルゴリズムを作成した。これによって,ディジタル式顎運動測定器MM-JI-Eによって測定された顎運動を再現することができた。以上,顎運動を再現するための入出力システムを作成することができた。6自由度運動が再現可能なパラレルメカニズムを利用して、患者の口腔内状況を示す模型を搭載し、これを空間内で自由に動かすことのできる、簡便でコンパクトな顎運動ロボットの開発研究を行ってきた。以下に、成果を要約する。1.今回,試作した装置は,駆動装置の配置によるパラレルメカニズムの分類でみると,伸縮型と開閉型の混合方式となる。すなわちベース平面上で,互いの駆動軸が正三角形をなすように3台の電動スライダ(SPL28T2-60,オリエンタルモーター製)を配置し,開閉リンクとした。さらに各スライダの可動部より,ヒンジジョイントを介して電動シリンダ(CPL28T2-60,同)を立ち上げ,伸縮リンクとした。これら3台の伸縮リンクは,それぞれユニバーサルジョイントを経由して,最終の出力節となるプラットフォームへと連結された。総計6台の駆動装置は,制御の簡便さと精度上の利点を考慮して,すべて5相ステッピングモーターによるすべりねじ駆動方式のものを用いた。2.このロボットの制御にはパソコン(CPU:Pentium【○!R】,インテル製)を利用しており,使用したOSはWindows95(マイクロソフト製)である。6台の駆動装置を制御するため,高機能多軸モーションコントロールボード(PI-ISA8/4,日本電産シンポ製)経由で各モータードライバと連結した。3.パラレルメカニズムの順運動学を数値解析的に解くことを試み、非線形問題の解法に用いられるNewton-Raphson法の改良型手法を用いることで、高速に計算を収束させて解を得ることができた。これまで、6自由度運動が再現可能なパラレルメカニズムを利用して、患者の口腔内状況を示す模型を搭載し、これを空間内で自由に動かすことのできる、簡便でコンパクトな顎運動ロボットの開発研究を行ってきた。以下に、これまでの成果を要約する。1.試作した装置は,伸縮型と開閉型の混合方式であり、ベース平面上で,互いの駆動軸が正三角形をなすように3台の電動スライダ(SPL28T2-60,オリエンタルモーター製)を配置し,開閉リンクとした。2.このロボットの制御にはパソコン(CPU : Pentium【○!R】,インテル製)を利用しており、使用したOSはWindows 95(マイクロソフト製)およびWindows Meである。3.パラレルメカニズムの順運動学を数値解析的に解くために、非線形問題の解法に用いられるNewton-Raphson法の改良型手法を用いて、高速に計算を収束させ解を得ることができた。4.顎運動測定装置によって得られた,顎の動きに関するデータを入力し、この顎運動情報を再現する咬合器、すなわち咀嚼運動再現機械として作動することを確認した。

1.試作した装置は,伸縮型と開閉型の混合方式であり,ベース平面上で互いの駆動軸が正三角形をなすように3台の電動スライダ(SPL282T2-60,オリエンタルモーター製)を配置し,開閉リンクとした。さらに各スライダの可動部より,ヒンジジョイントを介して電動シリンダ(CPL28T2-60,同)を立ち上げ,伸縮リンクとした。これら3台の伸縮リンクは,それぞれユニバーサルジョイントを経由して,最終の出力節となるプラットフォームへと連結された。総計6台の駆動装置は,制御の簡便さと精度上の利点を考慮して,すべて5相ステッピングモーターによるすべりねじ駆動方式のものを用いた。2.パラレルメカニズムの逆運動学から,顎運動測定装置によって得られた顎の動きに関するデータを,ロボットを制御するのに必要なシリンダ及びスライダ量に変換するためのアルゴリズムを確立した。3.顎運動測定装置から得られたデータと上記のアルゴリズムによって,このロボットを用いて顎運動を再現できることを確認した。
PU.1とDNMT3sによる血液細胞の分化関連遺伝子の転写制御機構

転写因子PU.1を含む転写調節複合体は多くのメンバーからなっており、その複合体の形成因子の相違により転写調節を正または負に制御していることが我々のこれまでの研究のみならず、国内・外の他の研究者によっても明らかとなってきている。昨年度は、PU.1と他の転写因子との複合体形成におけるクロストークを解明する一端としてPU.1との複合体の構成成分の単離・同定を試み、PU.1はDNAメチル基転移酵素DNMT3s(Dnmt3a/b)と複合体を形成することでプロモーター領域のCpGアイランドをメチル化し転写抑制への寄与を示してきた。本年度はさらに、その標的遺伝子として細胞周期関連遺伝子であるp16INK4Aを同定しその転写抑制機構についてさらに詳細な解析を行った。p16遺伝子の転写調節(プロモーター)領域をLuciferase遺伝子の上流につないだレポーターベクターを用いた解析および、in vivoにおけるp16プロモーター領域のCpG配列のメチル化状態の解析により、PU.1とDNMT3s共存在下においてp16プロモーターのCpG配列の高メチル化とその結果に伴うp16遺伝子の転写レベルでの発現抑制が起こっていることを見出し報告した(Oncogene, In press)。これらの知見はPu.1による転写抑制が、従来申請者らが示してきたCBPやHDAC1といった転写共役因子群との相互作用によるヒストンのアセチル化・脱アセチル化によるクロマチン構造の変化(Oncogene 20,6039-6047,2001)だけでなく、プロモーター領域のメチル化制御というエピジェネティックな制御機構が重要な要因のひとつであることを新たに提示した。さらにこのPU.1の転写共役因子群との結合にはPU.1自身の修飾により嗜好性が存在することを見い出した(BBRC335,337-343,2005)。転写因子PU.1を含む転写調節複合体は多くのメンバーからなっており、その複合体の形成因子の相違が転写調節を正または負に制御していることが我々のこれまでの研究のみならず、国内・外の他の研究者によっても明らかとなってきた。本研究では、まずPU.1との相互作用する可能性が認められたDnmt3aおよびDnmt3b(以下、Dnmt3s)のPU.1への結合様式を確認した。GST-pulldown法によりPU.1のDnmt3sへの結合はEtsドメインを介して、またDnmt3sのPU.1との結合は中央部のPWWPドメインを介してそれぞれ相互に結合していることを明らかにした。さらにDnmt3sとPU.1の相互作用は、mSin3A-HDAC1複合体中で形成しており、両者の結合が転写抑制に寄与していることが示唆された。そこでPU.1依存的に転写活性が昂進するレポータープラスミドpTK100-PUx3-LucとDnmt3sをPU.1と共にHeLa細胞に導入しLucアッセイ法によりDnmt3SのPU.1依存性転写活性に与える影響を確認した。その結果、PU.1はDnmt3sと共存在下で著しい転写抑制能を示すことが明らかとなった。Dnmt3sはゲノム上のCpG配列を新規にメチル化する酵素として単離されたものである。PU.1とDnmt3sの共存在下での転写抑制はPU.1が結合するプロモーター領域近傍のCpG配列をメチル化し、その結果クロマチンの構造的な変化により起こるエピジェネティックな機構により働いているものと推測された。事実、メチル化阻害剤である5AZAdCを添加することで上述のLucアッセイで見られた転写抑制が解除された。クロマチン免疫沈降法によりDnmt3sはPU.1の有するDNA結合配列へPU.1共存在下で結合していることを明らかにした。さらにpTK100-PUx3-LucとPU.1,Dnmt3発現ベクターをHeLa細胞に導入するとPU.1,Dnmt3s共存在下においてPU.1結合配列下流に付加されたThimidin kinaseプロモーター中のCpG配列は高メチル化状態となっていた。これらのin vitroでの実験結果よりPU.1とDnmt3Sとの相互作用はCpG配列をメチル化することで転写を抑制していることが明らかとなった。現在更に、PU.1標的遺伝子における転写抑制制御へのDnmt3sの関与を検討中である。

これらの知見はPu.1による転写抑制が、従来申請者らが示してきたCBPやHDAC1といった転写共役因子群との相互作用によるヒストンのアセチル化・脱アセチル化によるクロマチン構造の変化(Oncogene 20,6039-6047,2001)だけでなく、プロモーター領域のメチル化制御というエピジェネティックな制御機構が重要な要因のひとつであることを新たに提示した。さらにこのPU.1の転写共役因子群との結合にはPU.1自身の修飾により嗜好性が存在することを見い出した(BBRC335,337-343,2005)。
中密度アルゴン中の化学反応

1.実験的研究(1)200MPaまでのUVー可視の光吸収実験の可能な装置を組み立てた。アルゴンの圧縮には油圧式コンプレッサ-(HydroーPac Cー30ー0.50ー2CX)を用いた。(2)アルゴン中での(1)βージケトン類のケトーエノ-ル互変異性平衡反応、(2)2ーメチルー2ーニトロソプロパンの二量化平衡反応について実験的検討を加えた。特にアセト酢酸エチルのケトーエノ-ル互変異性平衡の研究では、アルゴンととともに二酸化炭素、Rー23を溶媒としても実験を行ない、(1)溶媒による差異は低密度側で大きく、(2)アルゴンは後二者とは逆の溶媒効果を示す、ことが明らかになった。中高密度側の挙動を理解するにはより進んだ研究に持つところが大きいが、低密度側の振舞いは溶質ー溶媒の分子間力の差異として解釈された。2.理論的研究(1)一次元流体をモデル系とする化学反応の研究:一次元最近接相互作用流体モデルで、現実系の二量化平衡定数の振舞いをおおまかには再現できることが明らかになった。(2)一次元流体の物性:特に流体の負の膨張率について理解を深めることができた。流体の負の膨張率が分子間の柔らかい斥力的相互作用に起因することが明らかになった。(3)積分方程式に基づく中密度領域の化学反応の研究:レナ-ドージョ-ンズ相互作用からなる単純な三次元系について、中密度領域に注目して積分方程式に基づく計算を行なった。その結果こうした単純な系でも、与えるパラメ-タによって多種多様の振舞いを示すことが明らかになった。本研究では巣原子流体中における化学反応の挙動の解明をめざし、アルゴンの気体と液体の中間の密度領域(中密度領域)に注目して研究を行なっている。油圧式電動コンプレッサ-を用いた本格的な実験的研究の前に、油圧用のポンプを改良した装置を用いて、2-メチル-2-ニトロソプロパンの二量化平衡反応に対する予備的な実験を行なった。その結果アルゴン中でも平衡定数の密度依存性に、中低密度領域で異常が現われることがわかった。これは予定していた本格的な実験研究を励ましてくれるものとなった。しかし残念ながら、日本の電気事情に合わせた仕様の変更のため、コンプレッサ-の納入が当初の予定より大幅にずれこみ、今年度は、装置の健全性を確認したに止まっている。なおβ-ジケトン類のケト-エノ-ル互変異性平衡について予備的研究を開始しつつあり、この反応についてのアルゴン中での研究にも期待をかけているところである。理論的な取り扱いの面では、一次元流体に対する統計力学的な取扱いが意外に有効なパ-スペクティブを与えてくれ、中低密度領域において平衡定数の密度依存性が反転する挙動が、一次元流体において再現されることがわかった。この一方、数値シミュレ-ションについては、モデルの引力的相互作用の設定の上で任意性が大きく、さまざまなモデルケ-スを尽くすには大規模な計算を要するであろうことがわかった。現時点では対応すべき実験事実も十分でないため計算機シミュレ-ションは生産的ではなく、方法論の点で考慮すべき点があるように思われる。なお、一次元流体に対する検討の意外な副産物として、水・テルルなどの特異な性質として知られる、流体の負の膨張率の問題に対して、一次元流体モデルに基づいた厳密な議論が展開可能であることがわかった。1.アルゴン中での(1)βージケトン類(アセト酢酸エチル・アセチルアセトン)のケト-エノ-ル互変異性平衡反応、(2)2ーメチルー2ーニトロソプロパンの二量化平衡反応について実験的検討を加えた。この検討の結果をもっとも単純な溶媒であるアルゴン中でも、化学平衡定数の密度依存性は単純な振舞いを示さないことが明らかになった。

特にアセト酢酸エチルのケト-エノ-ル互変異性平衡の研究では、アルゴンとともに二酸化炭素、トリフルオロメタンを溶媒としても実験を行ない、(1)溶媒による差異は低密度側で大きく、(2)アルゴンは後二者とは逆の溶媒効果を示す、ことが明らかになった。低密度側の振舞いは、溶質ー溶媒の分子間力を直接的に反映したものであるが、中高密度の振舞いは多体的な相互作用の結果もたらされたものである。なお興味ある反応系のアルゴン中での振舞いを検討する際には、アルゴンへの反応物の溶解度など基本的な物性デ-タが未知であることが大きな問題となった。アルゴンを溶媒として幅広い観点から評価することが重要であることが痛感された。2.理論的な研究の面では初年度の研究を引き継ぐ形で、特に一次元流体をモデル系とする化学反応の研究に重点をおいた。従来一次元流体系はあまりにも仮想的な系であるとして、顧みられることがなかった。しかし今回の検討の結果、一次元最近接互作用流体モデルで、現実系の二量化平衡定数の振舞いをおおまかには再現できることが明らかになった。特に検討の副産物として、流体の負の膨張率について理解を深めることができたのは、大きな成果であった。またレ〓-ドージョ-ンズ相互作用からなる単純な三次元系について、中密度領域に注目して積分方程式に基づく計算を行なった。その結果こうした単純な系でも、与えるパラメ-タによって多種多様の振舞いを示し、中密度領域の化学反応の多様さと、新たな学問分野の展開の可能性を示唆するものとなった。
電解硫酸の光励起に基づく電子産業用有機フッ素化合物の分解・無害化反応システム

電解硫酸とは硫酸を電気分解して得られる新しい反応剤である。本研究では電解硫酸中の酸化種(ペルオキソ二硫酸イオン、ペルオキソ一硫酸イオン、過酸化水素)を定量すると共に、電解硫酸を光励起させて水中のトリフルオロ酢酸、ペンタフルオロプロピオン酸、ヘプタフルオロブタン酸等の分解反応を行った。比較のためペルオキソ二硫酸カリウムやペルオキソ一硫酸カリウムを用いた反応を行ったところ、電解硫酸を用いた場合の方が効果的に分解した。電解硫酸の高い反応性の原因としては、反応液が硫酸の存在により強い酸性になっているため硫酸水素イオンが高濃度に存在し、それにより活性種である硫酸イオンラジカルが再生することが考えられた。電解硫酸とは硫酸を電気分解して得られる試薬で、電子産業界においてレジストや金属等の除去工程で用いられている新しい反応剤である。電解硫酸は単一な化学物質ではなく、ペルオキソ二硫酸イオンやペルオキソ一硫酸イオン、さらには過酸化水素といった酸化性化学種から構成されていると言われているが、その組成は経時変化もあるため不明な点が多い。25年度は電解硫酸の酸化種成分を解明すると共に、昨年度に引き続き、電解硫酸を光励起させて水中のトリフルオロ酢酸(TFA、CF3COOH)をフッ化物イオンおよび二酸化炭素まで分解できるかどうか調べた。また、TFAの定量に際して妨害となる成分の除去も試みた。電解硫酸中のペルオキソ二硫酸イオン、ペルオキソ一硫酸イオンおよび過酸化水素の定量は、ATR-IR分光法、顕微レーザーラマン分光法、チタン・ポルフィリン法でそれぞれ可能であった。TFAの分解反応はTFAと電解硫酸を含む水溶液を酸素雰囲気中で撹拌しながら水銀キセノンランプから紫外・可視光を照射することで行った。その結果、TFAをフッ化物イオンと二酸化炭素まで分解させることができた。TFAの定量も前処理として硫酸イオン除去カラムを使用することで精度が向上した。電解硫酸の代わりに電解硫酸中のペルオキソ二硫酸イオンと同濃度のペルオキソ二硫酸カリウムを用いた反応や、電解硫酸中の過酸化水素と同濃度の過酸化水素水を用いた反応も行ったところ、TFAは電解硫酸を用いた場合に最も効果的に分解することが分かった。電解硫酸とは硫酸を電気分解して得られる試薬で、最近になって半導体製造のレジスト剥離工程に用いられ始めた新しい反応剤である。電解硫酸はペルオキソ二硫酸イオンやペルオキソ一硫酸イオン、過酸化水素等の酸化性化学種を含んでいると言われているが、詳細は不明である。ペルオキソ二硫酸イオンは紫外光照射により酸化力が極めて高い硫酸イオンラジカルを生成し、様々な難分解物質を分解できることが知られている。そこで今年度は環境残留性が高い有機フッ素化合物の代表であるトリフルオロ酢酸(TFA)を、電解硫酸を加えて紫外光を照射することでフッ化物イオンまで分解・無機化できるかどうか調べた。使用した電解硫酸(希釈液)中のペルオキソ二硫酸イオン濃度をATR-IR分光法で測定した。また過酸化水素の濃度もポルフィリン法で測定した。光反応はTFAと電解硫酸を含む水溶液を反応装置に入れ、酸素ガスを導入後、水銀・キセノンランプから220 nm460 nmの紫外・可視光を照射することで行った。反応後の水中のフッ化物イオンおよびトリフルオロ酢酸はそれぞれイオンクロマトグラフィーおよびイオン排除クロマトグラフィー(IEC)で、ガス相中の二酸化炭素は熱電導度検出ガスクロマトグラフィーで分析した。当初、IECにおいて、反応液をそのまま純水で希釈して測定したところ、TFAのピークが電解硫酸中に高濃度に含まれている硫酸イオン等のピークと重なり、精密な定量が困難であった。そこで反応液をNaOHでアルカリ性にした後、硫酸除去カラムを通して液中の硫酸イオンを除去した。その結果、TFAの正確な定量が可能となり、この光反応でTFAはフッ化物イオンと二酸化炭素まで分解できることが分かった。前年度までに電解硫酸中のペルオキソ二硫酸イオン、ペルオキソ一硫酸イオンおよび過酸化水素の定量をATR-IR分光法、顕微レーザーラマン分光法、チタン・ポルフィリン法で行い組成を解明すると共に、電解硫酸を光励起させて水中のトリフルオロ酢酸(TFA、CF3COOH)をフッ化物イオンおよび二酸化炭素まで分解できるかどうか調べていた。26年度は分解対象物質をTFAよりも分子量が高いペンタフルオロプロピオン酸(C2F5COOH)およびヘプタフルオロブタン酸(C3F7COOH)まで拡大し、電解硫酸の存在によりこれらの難分解性有機フッ素化合物を光分解できるかどうか調べた。その結果、これらの物質をフッ化物イオンと二酸化炭素まで分解させることができた。イオン排除クロマトグラフィーによりこれらの物質の分解はペルフルオロアルキル基が短いカルボン酸を経由して進行することが分かった。電解硫酸の代わりに電解硫酸中のペルオキソ二硫酸イオンと同濃度のペルオキソ二硫酸カリウムを用いた反応を行ったところ、電解硫酸を用いた場合よりも反応性は低かった。従ってこれらの物質は電解硫酸を用いることでより効果的に分解できることが分かった。

電解硫酸とは硫酸を電気分解して得られる試薬で、電子産業界においてレジストや金属等の除去工程で用いられている新しい反応剤である。電解硫酸は単一な化学物質ではなく、ペルオキソ二硫酸イオンやペルオキソ一硫酸イオン、さらには過酸化水素といった酸化性化学種から構成されていると言われているが、その組成は経時変化もあるため不明な点が多い。前年度までに電解硫酸中のペルオキソ二硫酸イオン、ペルオキソ一硫酸イオンおよび過酸化水素の定量をATR-IR分光法、顕微レーザーラマン分光法、チタン・ポルフィリン法で行い組成を解明すると共に、電解硫酸を光励起させて水中のトリフルオロ酢酸(TFA、CF3COOH)、ペンタフルオロプロピオン酸(C2F5COOH)、ヘプタフルオロブタン酸(C3F7COOH)をフッ化物イオンおよび二酸化炭素まで分解できるかどうか調べていた。27年度は引き続きこれらの化合物の分解実験を行うと共に、ペルフルオロエーテルカルボン酸類やスルホン酸類の分解実験も行った。ペルオキソ二硫酸カリウムやペルオキソ一硫酸カリウムを用いてこれらの化合物の分解反応を行ったところ、電解硫酸を用いた場合の方が反応速度が高かった。この理由として、反応液が硫酸の存在により強い酸性になっているため硫酸水素イオンが高濃度に存在し、それがOHラジカルと反応して硫酸イオンラジカルが再生することが考えられた。さらに電解硫酸を用いた場合にこれらのフッ素化合物がどのような化学種を経て分解するのか調べ、反応機構の解明を行った。電解硫酸とは硫酸を電気分解して得られる新しい反応剤である。本研究では電解硫酸中の酸化種(ペルオキソ二硫酸イオン、ペルオキソ一硫酸イオン、過酸化水素)を定量すると共に、電解硫酸を光励起させて水中のトリフルオロ酢酸、ペンタフルオロプロピオン酸、ヘプタフルオロブタン酸等の分解反応を行った。比較のためペルオキソ二硫酸カリウムやペルオキソ一硫酸カリウムを用いた反応を行ったところ、電解硫酸を用いた場合の方が効果的に分解した。電解硫酸の高い反応性の原因としては、反応液が硫酸の存在により強い酸性になっているため硫酸水素イオンが高濃度に存在し、それにより活性種である硫酸イオンラジカルが再生することが考えられた。当初の計画の通り電解硫酸の酸化種成分を解明し、TFAをはじめとする各種有機フッ素化合物をフッ化物イオンと二酸化炭素まで分解させることができた。関連する特許出願も行い、学会発表も行ったため順調に進展していると考えている。環境化学電解硫酸の組成と反応生成物の分布の関係を詳細に調べ、電解硫酸が有機フッ素化合物を効果的に光酸化分解する機構の詳細を明らかにした上で論文発表を行いたい。上述のように電解硫酸の酸化種成分を解明し、TFAをフッ化物イオンと二酸化炭素まで分解させることができたため、順調に進展していると考えている。電解硫酸中のペルオキソ二硫酸イオンおよび過酸化水素の定量法を確立した。さらに電解硫酸溶液を用いて環境残留性が高い有機フッ素化合物の代表であるトリフルオロ酢酸をフッ化物イオンと二酸化炭素まで完全に光分解させることに成功した。この経緯から研究はおおむね順調に進捗していると考えている。
ヒト赤血球プロテインホスファターゼ2Aの活性制御機構の研究

ヒト赤血球可溶画文よりサブユニツト構造の異なる4種のプロテインホスファターゼ2A(PP2A);α_1β_1,α′_1β_1、α_1β_1γ_1、α_1β_1δ_1を分離精製した。αとα′(34kDa)は触媒サブユニツトで、β(63kDa)、γ(53kDa)、δ(74kDa)は調節サブユニツトである。1)PP2Aの触媒サブユニツトに含まれる2価金属イオンの同定:αとα′は蛋白化学的に区別出来ない。αは2価金属イオンが無くとも活性があり、Mg^2+またはMn^2+によって活性化を受ける。α′は完全にMn^2+依存性でMg^2+のみではほとんど活性がない。αにはこれらの2価金属は含まれないが,等モルのZnと0.3モルのFeが検出された。α′にはこれらの金属は検出されなかった。2)PP2Aホロ酵素、α_1β_1δ_1の再構成によるδの機能分解:α_1β_1δ_1をヘパリン-セファローズカラムを用いてα_1β_1とδ_1に分離し、両者を食塩存在下で混和し、ホロ酵素を再構成した。各種リン酸化タンパク室を基質としたα_1β_1のホスファターゼ活性はδが結合することにより20-64%抑制された。この性質を利用してδの定量法を確立した。3)74kDaδのcDNAの単離と推定一時構造:δの部分アミノ酸配列に基づいて、ヒト大脳皮質cDNAライブラリーからδをコードするcDNAを単離した。この塩基配列からδは570個のアミノ酸からなる分子量66万の蛋白質と推定された。δの一次構造はPP2AのB′サブユニットとの類似性が認められた。δにはAキナーゼ、Cキナーゼによるリン酸化部位のコンセンサス配列が複数存在し、N末端側にはPQ繰り返し配列、C末端側に核移行シグナル、SH3との結合部位のコンセンサス配列が存在した。ノーザン・ブロットで調べた全ラット組織に約2.9kbのδのmRNAの発現を認めた。これはウエスタン・ブロットによるδの組織分布と一致した。
ステロール輸送体の活性バランスに基づく脂質吸収機構の体系的理解と疾患治療への応用

ABCG5/G8とNPC1L1はステロールの消化管吸収を制御するトランスポーターとして同定され、互いに逆方向の輸送を担う。申請者の研究から、これらトランスポーターはステロールのみならず様々な脂質・脂溶性栄養素の消化管吸収も制御し、動脈硬化症などの脂質関連疾患の発症に深く関わることが明らかとなってきたが、その全体像の解明には至っていない。そこで本研究は、ABCG5/G8とNPC1L1の生理的基質を網羅的かつ定量的に探索・同定し、両輸送体の活性バランスに基づいた脂質吸収制御メカニズムの体系的理解を目指すこととした。また、同定された新規基質が動脈硬化症の発症・進行に及ぼす影響を明らかにすることで、脂質の体内動態と生理活性を考慮した、病態生理学的に真に影響力の強い新たな治療標的脂質を見出すことも目指している。研究三年度目にあたる平成30年度は、平成29年度までにNPC1L1高発現細胞を用いたin vitro輸送実験でNPC1L1の基質となりうることが明らかとなった複数の脂質について、NPC1L1遺伝子欠損(NPC1L1 KO)マウスを用いた消化管吸収実験を実施した。その結果、in vitroの結果と一致して、NPC1L1 KOマウスで消化管吸収が低下する脂質を複数見出すことに成功し、NPC1L1の新たな生理的基質の発見に至った。また、平成29年度までに見出されたNPC1L1依存性のリポタンパク質分画について、プロテオミクス解析をはじめとした詳細な成分分析を行った結果、当該リポタンパク質を特徴付けるタンパク質成分を見出すことに成功した。そこで、NPC1L1依存性リポタンパク質が動脈硬化症に及ぼす影響を解析するために、上記タンパク質成分を遺伝子欠損したマウスの作出を開始した。NPC1L1の新規生理的基質を見出すことができたため。また、NPC1L1依存性リポタンパク質を特徴付ける構成タンパク質が明らかになるなど、更なる研究の発展に繋がる成果が得られたため。最終年度となる次年度(2019年度)は、平成30年度までに明らかとなったABCG5/G8やNPC1L1の新規生理的基質が動脈硬化症の発症・進行にどのような影響を及ぼすのか、昨年度までに作出した動脈硬化症モデルマウスを用いて解析を進める。また、ヒトにおける新規基質と生活習慣病(動脈硬化症や脂質異常症)の発症・進行との関連を解析するために、昨年度までに取得したヒト血液検体の脂質濃度解析を進める。あわせて、平成30年度に作出をはじめたNPC1L1依存性リポタンパク質中の構成因子を遺伝子欠損したマウスについて、動脈硬化症の発症・進行や脂質代謝に及ぼす影響など、表現型の解析を進める。研究開始年度にあたる平成28年度は、マウス血液サンプルを用いたメタボロミクスやプロテオミクスの解析系を構築し、Abcg5/g8遺伝子欠損マウスならびにNpc1l1遺伝子欠損マウスの血液サンプルをこれら網羅的手法により解析することで、複数の新規基質候補を見出すことに成功した。また、動脈硬化症の発症・進行におけるNPC1L1の生理的影響が解析可能な新規動脈硬化症モデルマウス(動脈硬化症モデルマウスとして汎用されているLDL受容体機能欠損マウスとNpc1l1遺伝子欠損マウスを掛け合わせたマウス)の作出を完了し、通常食や高脂肪食を摂取させた際の血中脂質プロファイルの基礎的情報を得ることができた。以上のように、本研究目的を達成するための基盤を順調に構築することができた。ABCG5/G8やNPC1L1の新規基質候補物質を複数見出すことに成功したため。また、動脈硬化症モデルマウスの作出が進み、本研究目的を達成するための基盤が順調に構築できたため。

研究二年度目にあたる平成29年度は、昨年度に実施したマウス血液サンプルを用いた網羅的解析から見出されたNPC1L1の基質候補について、NPC1L1の輸送活性をNPC1L1高発現細胞を用いたin vitro取り込み実験により検討した。その結果、複数の脂溶性物質に対してNPC1L1が輸送活性を有することが明らかとなった。また、動脈硬化症における各ステロールトランスポーターの影響について検討したところ、動脈硬化症モデルマウスとして汎用されているLDL受容体機能欠損マウスに高脂肪食を20週間与えることで、腹部大動脈に動脈硬化巣(プラーク)の形成が認められた一方で、LDL受容体機能欠損マウスとNpc1l1遺伝子欠損マウスを掛け合わせたマウスでは、プラークの形成が顕著に抑えられており、動脈硬化症の発症・進行にNPC1L1が重要な役割を担うことが明らかとなった。さらに、各マウスから採取した血液を詳細に解析した結果、NPC1L1依存性のリポタンパク質分画を見出すことに成功した。NPC1L1の新規基質を複数見出すことに成功したため。また、動脈硬化症モデルマウスの解析からNPC1L1が動脈硬化症の発症・進行に重要な役割を担うことが明らかとなったため。ABCG5/G8とNPC1L1はステロールの消化管吸収を制御するトランスポーターとして同定され、互いに逆方向の輸送を担う。申請者の研究から、これらトランスポーターはステロールのみならず様々な脂質・脂溶性栄養素の消化管吸収も制御し、動脈硬化症などの脂質関連疾患の発症に深く関わることが明らかとなってきたが、その全体像の解明には至っていない。そこで本研究は、ABCG5/G8とNPC1L1の生理的基質を網羅的かつ定量的に探索・同定し、両輸送体の活性バランスに基づいた脂質吸収制御メカニズムの体系的理解を目指すこととした。また、同定された新規基質が動脈硬化症の発症・進行に及ぼす影響を明らかにすることで、脂質の体内動態と生理活性を考慮した、病態生理学的に真に影響力の強い新たな治療標的脂質を見出すことも目指している。研究三年度目にあたる平成30年度は、平成29年度までにNPC1L1高発現細胞を用いたin vitro輸送実験でNPC1L1の基質となりうることが明らかとなった複数の脂質について、NPC1L1遺伝子欠損(NPC1L1 KO)マウスを用いた消化管吸収実験を実施した。その結果、in vitroの結果と一致して、NPC1L1 KOマウスで消化管吸収が低下する脂質を複数見出すことに成功し、NPC1L1の新たな生理的基質の発見に至った。また、平成29年度までに見出されたNPC1L1依存性のリポタンパク質分画について、プロテオミクス解析をはじめとした詳細な成分分析を行った結果、当該リポタンパク質を特徴付けるタンパク質成分を見出すことに成功した。そこで、NPC1L1依存性リポタンパク質が動脈硬化症に及ぼす影響を解析するために、上記タンパク質成分を遺伝子欠損したマウスの作出を開始した。NPC1L1の新規生理的基質を見出すことができたため。また、NPC1L1依存性リポタンパク質を特徴付ける構成タンパク質が明らかになるなど、更なる研究の発展に繋がる成果が得られたため。研究二年度目となる次年度(平成29年度)では、ABCG5/G8やNPC1L1が、一年度目に見出された新規基質候補の輸送活性を有しているのかどうか、またその輸送活性の大きさはコレステロール(対照標準)と比べてどの程度なのかを、各脂質トランスポーターのin vitro機能評価系を用いた輸送実験により定量的に評価する。
人工細胞外マトリックスを利用した安全で効率的な臍帯血由来iPS細胞の培養法の確立

本研究では、人工合成が可能な生体分子から人工細胞外マトリックスからFeeder細胞を必要としない安全な膀帯血由来iPS細胞の培養法の開発を目的とした。研究課題項目には、第1に安全な細胞ソースと安全な樹立方法を利用したiPS細胞の作製、第2にiPS細胞の周辺環境の機能解明、第3に人工細胞外マトリックスを用いたiPS細胞の培養法の開発の3項目に分類することで研究を推進した。第1に安全な細胞ソースと安全な樹立方法を利用したiPS細胞の作製には、源細胞のDNAを損傷せずにiPS細胞を樹立できる温度感受性センダイウイルス株(SeV-TS7)にSox2,0ct3/4,Klf4,c-Mycを搭載したベクターを用いた。細胞ソースとしては、すでに臍帯血バンクとして細胞品質規格が定まった臍帯血由来CD34陽性細胞を用いることでiPS細胞を樹立した。第2に作製したiPS細胞をFeeder-less環境で安定にiPSを維持培養させるためには、iPS細胞の細胞表面タンパク質の基礎的知見を得た上で、人工細胞外マトリックスの選択が必要になる。そこで、樹立したiPS細胞の表面タンパク量を評価した結果、integrinαV,β1が高発現していることが明らかとなった。その他Cell adhesion Moieculesのintegrinβ3,syndecan-1,-3,-4,lamininα1,α5,β1などの発現も確認できたものの、integrinαV,β1ほどの高い発現は見られなかった。この結果より、今回樹立したiPS細胞を培養するためには、integrinαV,β1と相互作用があるRGD sequence in FNIII domain 10 (FN10)部位を含んだ人工細胞外マトリックス(PronectinF【○!R】)を培養基材にコーティングすることで、iPS細胞をFeeder-less条件で培養することとした。その結果、PronectinF【○!R】をコーティングした基材上でiPS細胞を長期間染色体の異常もなく、安定に培養できることを確認し、さらには、PronectinF【○!R】をコーティングした基材上でiPS細胞を樹立することにも成功した。
超高速インターネット衛星によるユビキタス・ネットワークをつかった先端遠隔地教育

2008年2月に打ち上げられた超高速インターネット衛星WINDS(通称「きずな」)を活用した多地点間マルチメディア遠隔教育システムを構築した。タイ国のアジア工科大学(AIT)及びマレーシア国のマルチメディア大学(MMU)との間をメッシュ型のWINDSネットワークでつなぎ、相互にビデオ映像や音声、講義スライド等を配信し合える環境を構築し、3大学間の授業を実施した。また、eラーニングコンテンツの開発及びeラーニングシステムにおける品質の検討を行った。これらの実証実験によりWINDSによる協調型遠隔授業の実用性を実証した。「e-Japan重点計画」にある施策の1つ、「世界最高水準の高度情報通信ネットワークの形成」の課題として、「2005年までに超高速インターネット衛星きずな(WINDS)を打ち上げて実証実験を行い、2010年を目途に実用化する」とある.超高速インターネット衛星きずな(WINDS)は、オンボードATM交換機を搭載した再生中継型衛星であり、多地点間をメッシュ型トポロジで接続したネットワーク上での高度な利用が期待されている。本研究はきずな(WINDS)環境下でeラーニングを行う上での諸問題点を明確にし、WINDS衞星で必要な高度教育コンテンツ配信システムとその教材開発・実用化へつなげる研究である。本実験における実施内容の概要は以下のとおりである。国内:宇宙航空研究開発機構(JAXA)、KDDI,筑波大学海外:マレーシア・マルチメディア大学、タイ・アジア工科大学等(1)きずな(WINDS)による広域高度衛星ネットワーク・システムの構築きずな(WINDS)によって実現されるメッシュ型かつ帯域共有型の環境下でのeラーニング教材配信に対する要求条件を検証するため、本年度は,アンテナ設置の実地調査,ライセンスの再取得を目指した.(2)効率良く先端融合教材を配信できる広域実験システムの構築前項で構築した衛星ネットワーク・システム上で多地点間遠隔教育実験を実施するため、本年度は,eラーニングシステムSakai,多画面遠隔教育システムMMCの検証調査を行った(3)広域高度多地点間先端遠隔教育教材配信実験の実施準備構築した海外教育実験システムを用いて、アジア地域を対象に多地点間遠隔教育・教材配信実験を実施予定であり,そのための,授業,コンテンツ開発の打ち合わせを行った。「e-Japan重点計画」にある施策の1つ、「世界最高水準の高度情報通信ネットワークの形成」の課題として、「2005年までに超高速インターネット衛星WINDSを打ち上げて実証実験を行い、2010年を目途に実用化する」とある。2008年2月に打ち上げられたWINDS「きずな」は、オンボードATM交換機を搭載した再生中継型衛星であり多地点間をメッシュ型トポロジで接続したネットワーク上での高度な利用が期待されている。本研究は、「きずな」環境下でeラーニングを行う上での諸問題を明確にし、WINDS衛星で必要な高度教育コンテンツ配信システムとその教材開発・実用化へつなげる研究である。本年度における実施概要は以下のとおりである。(1)筑波大学は、宇宙航空研究開発機構(JAXA)、KDDIの協力を得て、アジア工科大学(タイ国)、マルチメディア大学(マレーシア国)の間で、「きずな」の通信テスト、タイ国及びマレーシア国での電波免許取得支援、リファレンス局の設置、各拠点へのアンテナの設置、「きずな」による広帯域高度衛星ネットワークシステムの構築を行った。(2)構築した「きずな」ネットワークシステムを用いて3大学問の遠隔授業(75分/限の授業を20回で2単位付与)を行い、効率よく先端学術融合教材を配信できる広域ユビキタスネットワークの実証実験を行った。(3)「きずな」ネットワークシステムにおける教育管理システム(LMS:Learning Management System)の下で運用される高度教育コンテンツとして、「日本語教育プログラム」を開発した。今後は、体験型コンテンツへとブラッシュアップし、本格的な利用を目指す。「e-Japan重点計画」施策の1つとして2008年2月に打ち上げられた超高速インターネット衛星WINDS「きずな」は、オンボードATM交換機を搭載した再生中継型衛星であり、多地点間をメッシュ型トポロジで接続したネットワーク上での高度な利用が期待されている。本年度における実施結果は以下のとおりである。1.前年度に引き続いて宇宙航空研究開発機構(JAXA)との共同研究のもとに、アジア工科大学(タイ国)、マルチメディア大学(マレーシア国)の間で、「きずな」による広帯域高度衛星ネットワークシステムの構築を行った。2.構築した「きずな」ネットワークシステムを用いて、上記3大学間での遠隔授業(75分/限の授業を20回で2単位付与)を行い、効率よく先端学術融合教材を配信できる広域ユビキタスネットワークの実証実験を行った。3.新たにチュラロンコン大学(タイ国)との間で衛星ネットークシステムを構築して特別セミナーを実施し、国際交流拠点拡大の足かがりを作った。

4.「きずな」ネットワークシステムに組み込んで運用することを目指して、Moodleをベースとする教育管理システム(LMS : Learning Management System)について検討した。5.LMSの下で運用される高度教育コンテンツとして、昨年度に引き続いて「日本語教育支援プログラム」の検討を行った。また、上記遠隔授業及び基幹的授業をビデオ収録し、eラーニングコンテンツ化の検討を進めた。6.今後は、これまでに検討してきたeラーニングコンテンツをさらに体験型コンテンツへとブラッシュアップし、本格的な利用を目指す。
有理連結多様体の多角的研究-ファノ多様体は単有理多様体か

この科学研究の目的は「有理連結多様体の多角的研究」及びそれに絡む問題を深化・発展させることであった。1.論文:・単有理性問題の研究は順調で「3次元3次超曲面の双有理変換群」と「3次元4次超曲面は単有理?」を現在考察中。2.研究集会開催:2003年1月「代数幾何学シンポジウム-高次元多様体、正標数上の話題を中心として-」を九州大学で開催し報告集を出版した。3.情報交換:京大数理研の高木寛通を招聘講演「三次元準素Q-ファノ多様体」し、単有理性等を議論、中山昇の講演「自己準同型性を持つ多様体の研究」と討論。京大の阿部拓と「ベクトル束構成」及び青木昌雄と「代数スタック」の議論。4.各分担者について高山茂晴は「多重イデアルによる飯高ファイバー」、古島幹雄は「非正規デルペッソ曲面」及び「3次元アフィン空間のコンパクト化」花村昌樹は「モジュラー多様体の相対チャウー・キュネス射影子」に関する論文をそれぞれ出版した。研究代表者佐藤栄一は以下の研究を行った。1.有理曲線族の考察については上記の問題を以下のように集約しつつある。・3次元3次超曲面は単有理だが、それを導く次数の低い有理曲線を考察し特異点をもつ3次有理曲線がそれに関与している事を見つけた。通常射影空間の特徴付け等、非特異曲線が取り扱い対象になるが、今後単有理かつ非有理性は特異有理曲線の挙動考察がその鍵を握っているらしくその対処方法を考慮すべきことを確認した。この視点で予想「3次元4次超曲面は非単有理」を現在考察中。2.2003年1月「代数幾何学シンポジウム-高次元多様体、正標数上の話題を中心として-」を九州大学で開催した。内容は三次元多様体のコニック束の有理性を含む17講演で報告集が出版される予定。3.有理性:高木寛通(京大数理研)を招聘し、三次元準素Q-ファノ多様体の構造の講演をし、その(単)有理性等を議論した。その一部の有理性を検討中。4.各分担者について高山茂晴は「多重イデアルによる飯高ファイバー」森脇淳は「安定曲線のモジュライ空間上のネフ因子」朝倉政典は「代数曲線のK_1群」の論文をそれぞれ出版した。15年度研究代表者は、以下の研究を行った。1.有理曲線族の考察について以下の視点から考察した。"アンプル因子としての非特異射影多様体の増大列"の構造は何かを調べた。この多様体は構造の対象性が強いことが想像され、アーベル、トーリック多様体及び、単有理多様体とも関連する。それは有理曲線による張られ方とその構造を具体的に記述し尽くすことが眼目であり、その意味で研究課題と深く関連する。その考察対象で無限次元化でも性質を保持する有理連結多様体を調べているといえる。今回はピカール数が2の場合について調べ、その構造を決定し、論文としてまとめている。「Tower theorem on smooth projective varieties」として投稿予定である。3.自己準同型性を持つ多様体の研究:中山昇(京大数理研)を招聘し、自己準同型性を持つ2次元解析多様体の構造に付いて情報を交換した。この性質を持つ多様体はきれいな性質を持ち射影多様体においては多くの場合有理曲線族をもつことが予想されていて、課題の別角度からの考察を提供する。1.16年度研究代表者は、以下の研究を行った。研究課題の一つのアプローチとして「非特異射影多様体Xのアンプル因子が"単線織多様体"(有理連結多様体より弱い)なら、(単)有理か」を問題に設定した。仮定が"有理"ならこれは予想でもある!。具体的には、一般ファイバーが射影直線の束構造を持つ多様体Aをアンプル因子に含む多様体Xは、その束構造がXに遺伝するかを調べた。

結果:底空間が小平次元が非負の時、自然に束構造は拡張される、更に多様体Xが完全交差の孤立特異点を持っても同様。応用として多様体Xのアンプル因子が収縮(爆縮)写像を持てば、Xも同じ写像がほぼ得られることを示した。投稿予定(タイトル名:Hyperplanesectionprinciple of Lefschetz about ${bfP}^1$-fiber space andblowing-down).以前の結果とあわせ次の系をえる:「Aが底空間が曲線、曲面の射影束。有理なAをアンプル因子にもつXは有理」。上記の(X,A)の変形X',A')、の有理性に絡む結果を得つつある。2.中山昇氏とは、自己準同型性を持つ多様体、特に2次元解析多様体に付いての情報交換を行い、正規4次曲面に関し情報を得た。後者は3次元4次超曲面の「単有理性問題」考察で、どの程度多くの有理曲面なる因子を持てるかの手掛かりを得た。3.分担者の各成果と研究課題との関連は以下のとおりである。古島幹雄の「3次元アフィン空間の解析的(代数的の仮定はせず)コンパクト化」は"有理多様体"であるかとの問題についての結果である。高山茂晴は「無限基本群を持つ多様体上の多重標準形式の存在」、花村昌樹は「混合モチーフと代数サイクル」、稲場は「非可約多様体上の安定ベクトル束のモジュライ」に関する論文をそれぞれ出版した。