hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
可積分セルオートマトンの数理構造の研究

主に(1)有限体上の離散可積分方程式と(2)エレメンタリーセルオートマトンの分類について研究を行った.(1) [i]パラメータを不定元として利用することによって,(一般化された)離散KdV方程式の時間発展とNソリトン解を有限体上で得た.[ii]特異点閉じ込めテストと代数的に同様なalmost good reductionを定義することにより,離散パンルヴェII方程式などの時間発展と解を有限体上で得た.(2)特異値間隔分布を用いて,エレメンタリーセルオートマトンの分類を行った.ウルフラムの分類によるクラス3とクラス4は形的には似ているが,これらを分類する指標を提案した.昨年度より行っている離散可積分方程式を有限体上で考えるという課題において,ある程度の成果が得られている.具体的には,離散KdV方程式やパンルベ方程式において,Almost Good Reductionという概念を導入し,時間発展を上手く定義することが出来た.このAlmost Good Reductionは,有限体上での可積分性を特徴づける概念だと考えている.時間発展の他にも,離散KdV方程式の解について有限体上での考察を行い,いくつかの性質が分かっている.特に,離散系や超離散系で見られるようなソリトン解の性質も観測できている.また,相関関数については,解析が複雑である箱玉系ではなく,より単純なセルオートマトンであるエレメンタリーセルオートマトンを対象にして解析を行った.具体的には,相互相関行列を用いた解析を行い,結果として,これまでウルフラムにより与えられていたエレメンタリーセルオートマトンの分類方法よりも,より詳細な分類が行列の固有値分布を見ることによって行うことが出来た.離散可積分方程式を有限体上で考えるという課題において,ある程度の成果が得られた.具体的には,離散KdV方程式やパンルベ方程式において,Almost Good Reduction (AGR)という概念を導入し,時間発展を上手く定義することができ,最終年度では,AGRが既によく知られている特異点閉じ込め(Singularity Confinement)の数論的類似物であることを示した.AGRは有限体上の可積分性を特徴づける一つの指標であると考えられるので,今後の課題の1つとして継続して取り組みたい.時間発展の他にも,離散KdV方程式の解について有限体上での考察を行い,いくつかの性質が得られた.特に離散系や超離散系で見られるようなソリトン解の性質も観測できた.これらのことを離散戸田方程式で議論するための準備を最終年度に整えたので,より具体的な考察を引き続き行っていく.また,相関関数については,解析が複雑である箱玉系を扱うための準備として,より単純なセルオートマトンであるエレメンタリーセルオートマトンを対象にして解析を行った.具体的には,相互相関行列を用いた解析を行い,結果として,これまでウルフラムにより与えられていたエレメンタリーセルオートマトンの分類方法よりも,より詳細な分類が行列の特異値分布を見ることによって行うことができた.今後は,ここで得られた知識を箱玉系の相関関数の解析に活かしていく.主に(1)有限体上の離散可積分方程式と(2)エレメンタリーセルオートマトンの分類について研究を行った.(1) [i]パラメータを不定元として利用することによって,(一般化された)離散KdV方程式の時間発展とNソリトン解を有限体上で得た.[ii]特異点閉じ込めテストと代数的に同様なalmost good reductionを定義することにより,離散パンルヴェII方程式などの時間発展と解を有限体上で得た.(2)特異値間隔分布を用いて,エレメンタリーセルオートマトンの分類を行った.ウルフラムの分類によるクラス3とクラス4は形的には似ているが,これらを分類する指標を提案した.「周期箱玉系の相関関数」について研究を行った.研究計画ではフーリエ級数を用いた母関数の導出を考えていたが,その前にこれまで行ってきた組合せ論的手法の改善を試みた.これは,これまでの手法が単純で簡易であり,得られる結果の複雑さや扱いづらささえ改善できれば,難しい知識を使わず相関関数が理解できるからである.周期箱玉系は2状態をとる1次元セルオートマトンであり,保存量が存在する.そして,ある手続きにより時間発展させなくても同じ保存量をもつ状態が作り出せる.ただし,この手続きを用いて相関関数を求めると,得られる結果は複雑で扱いづらいものとなる.そこで,この手続きを行列によって表し,行列を用いて解析的に相関関数を求めることを考えた.これにより,これまでの手法よりも扱いやすく,また,研究計画で述べたフーリエ級数を用いた母関数よりも簡単な結果が得られると考える.同じ保存量をもつ状態を作り出す手続きを行列によって表すことはできているので,この行列を用いて相関関数を求め,すでに得ている簡単な場合の結果と一致することを確認し,さらに一般的な結果を得ていく.さらに,フーリエ級数を用いた母関数の導出も行い,行列を用いて得た結果と比較し,母関数についての考察を行う.また,セルオートマトンが1セルにおいて有限種類の状態しかとらないことから,行列を用いてセルオートマトンを考察する際には,modによって得られた結果を対象のセルオートマトン上の値に制限することになる(例えば,周期箱玉系はmod 2によって値を制限する).周期箱玉系は超離散化と呼ばれるある種の極限操作を用い離散方程式の従属変数を離散化することにより得られるが,大元の離散方程式自体をmodつまり有限体上で考えることにすれば,超離散化とは異なるセルオートマトンが得られる.この着想から有限体上の離散方程式についても研究を行ってみた.

研究の方針が変わったことにより,当初の目的の達成には遅れが出ている.ただし,変更により,副産物的に多くの結果が得られているので,その結果も合わせて,当初の目的達成にいかせるのではないかと考える.新たな興味として有限体上の離散方程式について考察し始めたことと,震災により学内業務が想定以上に増えてしまい当初の予定より研究に費やせる時間が減ったことなどによって,計画よりも遅れてしまっている.有限体上の離散方程式の解析は,始まったばかりであり,未だ考察を行っていない方程式についても有限体上での考察を行う.また,既に考察している方程式においても,解についての考察が未完であるので,今後も継続して解析を進めていく.エレメンタリーセルオートマトンの研究を通して分かったことを,箱玉系の相関関数の考察にいかし,当初の目的達成を目指す.「研究実績の概要」にも記載したように,行列を用いて周期箱玉系の相関関数を求めることを考え,その後,フーリエ級数を用いた母関数の導出を行い,両者を比較することにより,相関関数の理解を深めていく.並行して有限体上の離散方程式についても考察を続けていき,超離散化とは異なる新たな視点をセルオートマトンにおいて見いだしていく.行列を用いた数値計算,有限体上での数値計算が必要であり,現在使用しているパソコンだけでは不十分であるので,ハイスペックなパソコンの購入が必要である.また,国内外の学会,研究会への参加のため,旅費として使用したいと考えている.行列を用いた数値計算,有限体上での数値計算が必要であり,現在使用しているパソコンをハイスペックなものにリプレースする必要がある.また,本年度は震災の影響で国外の学会,研究会への参加が難しかったので,次年度は国外への旅費として使用したいと考えている.
癌の診断と治療を目指した新規SPECT用EGFRチロシンキナーゼ活性診断薬剤の開発

チロシンキナーゼは細胞の分化と増殖のシグナル伝達開始に重要な役割を果たしており、特に癌において、その活性上昇が認められている。チロシンキナーゼは受容体型と非受容体型に分けられ、その阻害剤に抗癌剤としての期待が持たれている。受容体型チロシンキナーゼ(Epidenal growth factor receptor-tyrosin kinase,EGFR-TK)は多くの癌においてその発現が上昇しており、近年、その阻害剤が抗癌剤として開発されつつある。申請者は、EGFR-TKに親和性を有する選択的阻害剤に着目し、その放射性ヨウ素誘導体が癌イメージングならびに治療を目的とした低分子の放射性薬剤になりうると考えた。構造活性相関に基づき、EGFR-TK阻害剤のヨウ素誘導体(以下m-IPQ)のドラッグデザインと合成を行い、目的とする非放射性ヨウ素誘導体m-IPQを効率良く合成できた。また、同放射性ヨウ素誘導体[^<125>I]m-IPQは短時間かつ簡単な操作で無担体かつ収率良く得られた。m-IPQは、EGFR-TK多量発現細胞であるA-431細胞に対してEGFR-TK阻害作用を介した細胞成長抑制作用を有し、新世代のEGFR-TK阻害剤であるPD153035と同等の成長抑制作用が認められた。癌細胞膜成分を用いたインビトロ実験の結果、[^<125>I]m-IPQはEGFR-TKに対する極めて有意な結合特異性を有し、また、本標識体のEGFR-TKへの結合量が癌細胞のEGFR-TK発現量と相関していることが確認できた。m-IPQはインビトロにおいて、EGFR-TK発現性癌細胞の膜画分に対する結合特異性や、チロシンキナーゼ活性阻害を介した成長抑制作用が認められ、EGFR-TK活性診断可能なEGFR-TK選択的放射性薬剤としての基本的性質を有することが確認できた。チロシンキナーゼは細胞の分化と増殖のシグナル伝達開始に重要な役割を果たしており、癌においても発現の上昇が認めらるいる。申請者は、上皮細胞の受容体型チロシンキナーゼ(Epidemal growth factor receptor-tyrosin kinase,EGFR-TK)に着目した。本研究は、EGFR-TKに対して特異的な放射性薬痢を新たに開発し、SPECTを用いた癌の診断ならびに治療の可能性について検討を行ったものである。まず、構造活性相関に基づく、ドッラグデザインとその合成についてEGFR-TK阻害剤である4-[(3-bromophenyl)amino-6,7-dimethoxyquinazalineの構造を基にして数種の新規ヨウ素誘導体をドラッグデザインし、合成した。次いで、インビトロにおけるEGFR-TK阻害活性の測定を既報の方法に従い、EGFR発現性癌であるA-431の細胞膜を試料、^<32>P-ATPを基質として測定した。その結果、4-[(3-Iodophenyl)amino-6,7-diethoxyquinzolineに高いEGFk-TK阻害活性が認められた。続いて4-[(3-Iodophenyl)amino-6,7-diethoxyquinazolineの放射性ヨウ素標識化合物は、ヨウ素導入位置に対応する位置にトリブチルスズ基を導入した前駆体を合成し、前駆体と^<125>IのIododestnnylation反応を行った後、HPLCで分取、精製することで、放射化学的収率9095%、放射化学的純度、99%以上で得ることができた。さらに、マウスに用いて本標識体の体内分布を調べた結果、各臓器に集積量は少なかった。この結果は正常状態においてはEGFR-TKの発現量が少ないためと考えられた。m-IPQはインビトロにおいて、EGFR-TK発現性癌細胞の膜画分に対する結合特異性や、チロシンキナーゼ活性阻害を介した成長抑制作用が認められ、EGFR-TK活性診断
銀河の角運動量、宇宙論的質量関数と暗黒物質の性質

宇宙のありとあらゆる天体形成の種となる暗黒物質ハローに対して、数年前から普遍的密度プロファイルという概念が提唱され、銀河の回転曲線、銀河団の光度・温度関数、重カレンズ統計、銀河の2点・3点相関など宇宙論の幅広い分野に大きなインパクトを与えている。しかしながら、従来のモデルは球対称を仮定しており、さらに精度の高い研究をする上での障害となっていた。これに対して我々は、3軸不等楕円体暗黒物質ハローのつくる重力ポテンシャルのもとで静水圧平衡にあるガスの密度分布を摂動輪によって解析的に導くことに成功した。またさらにこれを発展させて、より一般的な解析的近似公式を得た。この結果は、X線観測および電波領域でのスニャーエフゼルドビッチ効果の観測から銀河団の性質を探る上で重要な理論的指針をあたえる。またさらにこのモデルを銀河団重カレンズによる銀河アーク統計に応用することで、観測されているアークの確率が理論予言よりも一桁程度大きい、という事実は、冷たい暗黒物質モデルの問題点ではなく、むしろ単純な球対称近似の限界によるものであることを明らかにした。また、暗黒物質ハロー内は、暗黒物質が一様に分布しているのではなく、さらに小さいスケールで非一様な塊となっていることが予想されており、サブストラクチャーとよばれている。このサブストラクチャーの質量分布関数のモデルを提唱した。さらに、その関数の銀河団ハロー中心からの動径座標依存性についてもあらたなモデルを構築することに成功した。近年のコンピュータシミュレーションによると、ダークマターハローの角運動量は、対数正規分布に従うことが知られており、その平均値と分散の値は、ハロー周辺の環境にはほとんど依存しない。この数値実験結果は、銀河の書く運動量の起源と進化を議論するうえで極めて重要な手がかりであるにもかかわらず、理論的にはほとんど理解されていなかった。今回は、角運動量の起源のモデルとして標準的なタイダルトルク説に立脚し、この対数正規分布が、初期のシアの効果として自然に理解できることを示した。銀河団の質量関数は宇宙論パラメータを制限する有力な方法論の一つである。この目的のために、間接的ではあるが実用的な方法として広く用いられているのは、銀河団のX線光度を観測し、ある理論モデルの下にそれを質量関数に変換するものである。近年、もう一つの観測手法として注目されているのが、銀河団内の高温電子と宇宙マイクロ波背景輻射の光子とのコンプトン散乱を通じて銀河団が電波領域で観測されるスニャーエフ・ゼルドビッチ効果である。この効果を観測する上では、さまざまな雑音源が存在するが、今回、それらを効果的に取り除くフイルターを提案し、スニャーエフ・ゼルドビッチ効果を銀河団の光度関数決定に用いる精度を向上させた。また、銀河団の光度から質量を推定する上では、従来、単純な理論的モデルが使われてきた。特に、ほとんどの場合球対称の仮定が用いられている。我々は、この球対称の仮定をはずし、ダークハローの形状としてより一般的な3軸楕円体モデルを用いた場合、静水圧平衡にあるガスの密度および温度分布を解析的に導くことに成功した。
老年期うつ病に関する国際比較疫学調査

今年度は中山町にける疫学調査において、痴呆性疾患の呈するうつ状態について検討した。地域在住の高齢者を対象とした痴呆の精神症状の検討はたいへん少ないが、国際的な診断基準を用いた多数例での検討はLyketososら(2000)のものがある。彼らは、国際的な精神症状の評価尺度であるNPIを用いてアルツハイマー病(AD)と脳血管性痴呆(VaD)の精神症状を検討しており、何らかの精神症状は全痴呆例の56.2%、ADの53.3%、VaDの59.7%に認めている。そして、ADにおいて妄想を、VDにおいて抑うつ(32.3%)を有意に多く認めている。われわれの中山町高齢者健康調査では、Lyketososらと同様にNPIを使用し、何らかの精神症状を全痴呆例の88.3%、ADの90.5%、VaDの92.9%に認めた(Ikeda et al.,JNNP,2004)。本研究では、ADで妄想、異常行動が有意に高頻度に認められた。精神症状の内容については、いずれの研究においても無為・無関心がもっとも高頻度に認められるなど類似の傾向を示しているものの、われわれの中山町研究では全般的に精神症状の頻度が高い。一方、VDの抑うつに関しては21.4%と、Lyketososらの研究と比べて頻度が低い。これらの違いは、LyketososらがNPIを対象住民に直接実施しているのに対し、われわれは原法に忠実に主たる介護者に実施したことなど、方法の違いによると考えられる。すなわち、われわれの検討では、NPIを介護者に実施し、老年精神医学の専門医が直接本人を診察することにより、厳密に抑うつと自発性の低下を区別したためと思われる。今回の中山町にける疫学調査では、痴呆性疾患の他に前回の調査で研究対象としなかった老年期のうつ病を中心とした気分障害の有病率を明らかにし、早期発見、治療に結びつけることを目的とした。国際比較可能なスクリーニングとして、Geriatric Mental State(GMS)とコンピュータによる診断システムAGECATを用いて、65歳以上の住民に構造化面接を実施した。GMSはうつ病および痴呆を中心とした高齢者の精神疾患の疫学調査のために開発された半構造化面接である。

これらの違いは、LyketososらがNPIを対象住民に直接実施しているのに対し、われわれは原法に忠実に主たる介護者に実施したことなど、方法の違いによると考えられる。すなわち、われわれの検討では、NPIを介護者に実施し、老年精神医学の専門医が直接本人を診察することにより、厳密に抑うつと自発性の低下を区別したためと思われる。
ＤＮＡ　ＩＤタグを利用したＧＭ植物の一斉検知新技術の開発

遺伝子組換え(GM; Genetically Modified)農産物の種類は増加を続けており、その全てを網羅的に検知することは事実上不可能となっている。本研究では、GM品種の系統名や開発企業の名称等の情報を塩基配列に置き換えた“一種のIDタグ"を導入したい遺伝子と共に植物のゲノムDNAに導入することによって、簡便かつ正確に、組換え植物の検出、同定を可能とする新技術の開発を試みた。DNA IDタグを導入したGMイネを三種類作出し、抽出ゲノムDNAを解析した結果、本システムが有効に機能することが確認された。本研究では、近い将来、あらゆるGM作物を検査することが事実上不可能となり、GM検査の実効性が破綻してしまう可能性が危惧されていることから、検知に適した領域を後から探索するのではなく、GM品種の情報等が塩基配列の状態で書き込まれた暗号領域を共通プライマー(以下、Commonプライマーと記述)で挟んだ塩基配列を予めGM植物に導入し、一種のIDタグとして利用するものである。今年度は、昨年度までに作出したDNA IDタグ導入イネ5系統からゲノムDNAを抽出し、ゲノミックサザン解析により、ゲノム中に単一コピーで導入された系統を複数選抜した。また、これらのゲノムDNAを用いて、Commonプライマーの特異性を確認した。また、暗号領域にDNAプローブをデザインし、各系統に特異的なプローブの設計を行い、系統特異性を確認した。DNA IDタグ配列は、あくまでも検出・同定を簡便かつ正確に行うことを目的として導入するものであり、遺伝子として機能することを想定していない。DNA IDタグ配列の近傍にはプロモーター等が存在しないことから転写されるとは考えにくいが、念のため、暗号領域の上流に、全てのフレームに終始コドンが現れるようなスペーサー配列を導入している。このスペーサー配列上に、共通プローブを設計し、全ての系統から共通プローブによる増幅が見られることも確認した。以上のような検討から、DNA IDタグシステムが実際に利用可能であることが示された。わが国では、遺伝子組換え(GM)食品及び農産物の表示義務があり、そのための検査が行われているが、GM作物の数が増え続けていることから、近い将来、流通する全てのGM作物を検査することが事実上不可能となり、遺伝子組換え表示の実効性が破綻してしまう可能性が危惧されている。そこで、本研究では、検知に適した領域を後から探索するのではなく、GM品種の情報等が塩基配列の状態で書き込まれた領域を、共通プライマー(以下、Commonプライマーと記述)で挟んだ塩基配列をGM植物に導入し、一種のIDタグとして利用するシステムを開発し、その有用性を検証するためのモデル実験を行った。本技術を利用することにより、簡便かつ正確なGM農産物の検出・同定さらに定量までが可能になるものと考えられる。また、GM品種の種類や数に影響されずに検出ができ、さらに、GM作物品種固有の塩基配列を認識するDNAプローブ(Commonプローブ)を利用することによって、同定も同時に行うことが可能か検証した。初年度は、DNA IDタグのグランドデザインおよびイネにDNA IDタグを導入したGM植物の作出を行った。次年度では、作出したDNA IDタグ導入イネ5系統からゲノムDNAを抽出し、ゲノミックサザン解析により、ゲノム中に単一コピーで導入された系統を複数選抜した。また、これらIDタグ導入イネのゲノムDNAを用いて、Commonプライマー及びCommonプローブの特異性等を確認した。これらの結果から、本技術は想定通りに機能することが確認された。最終年度では、得られた種子を継代培養し、次世代での導入配列の安定性を確認した。さらに、論文執筆等に向けて研究成果の取り纏めを行った。今年度は、DNA IDタグのグランドデザインおよびDNA IDタグ導入植物の作出を行った。(1)DNA IDタグおよびそのCommonプライマー塩基配列の検討DNA IDタグに関しては、文字情報・数字情報および特殊記号を塩基配列によって表現する必要があることから、AZまでのアルファベット、09までの数字、さらに、ハイフン(-)やピリオド(.)、カンマ(,)といったものを3塩基連鎖を1情報として対応させた暗号表を作成した。アルファベットは、コドン表におけるアミノ酸の一文字表記をそのまま踏襲して使用した。アミノ酸の一文字表記に使用されていないアルファベット(J, O, U等)には、適当な3塩基連鎖を対応させた。それ以外の数字および特殊記号に関しても同様に、3塩基連鎖を1情報として対応させた。増幅用Commonプライマー配列に関しては、ニワトリのコラーゲン遺伝子とナットウキナーゼ遺伝子から、それぞれ2種類ずつ特異的プライマーを設計した。設計の際には、非特異的な増幅をできるだけ抑えるために、既知の植物ゲノム中に類似した配列が無いようデータベース等を参照し、また、プライマーダイマーが形成されないように、GC含量やTm値を考慮した。(2)(1)で合成したDNA IDタグ配列を植物形質転換用ベクターに組込み、アグロバクテリウム法により、イネ(日本晴)に遺伝子導入を行った。

(3)(2)の形質転換植物から、複数の形質転換体ラインを選抜し、PCR法により、DNAタグ配列が導入されていることを確認した。さらに、インバースPCR法により、組換えDNAの周辺配列を読むことによって、染色体番号を含む、イネゲノム中での挿入位置を決定した。現在までのところ、DNA IDタグのグランドデザイン、DNA IDタグ導入モデル植物の作出、さらに、Commonプライマー特異性の確認、系統特異的プローブの設計および特性の確認、Commonプローブ特異性の確認まで、ほぼ全て予定通り順調に進んでいる。現在までのところ、「DNA IDタグのグランドデザイン」および「DNA IDタグ導入モデル植物の作出」共に、ほぼ予定通り順調に進んでいる。本研究では、DNA IDタグシステムの有効性を検証するために、導入した形質転換イネと非形質転換イネを様々な重量比で混合した疑似混入試料を調製・分析し、定量法の妥当性確認までを最終目的としている。定量分析では、疑似混入試料からゲノムDNAを抽出し、real-time PCR法によってDNAのコピー数を測定する予定であるが、real-time PCR定量法は、相対定量であることから、組換え配列のコピー数と比較するためのイネの内在性配列の存在が不可欠である。我が国の遺伝子組換え体検知に関する標準分析法では、ダイズやトウモロコシの内在性配列が規定されているが、内在性配列として必要な条件としては、その作物に固有であり、かつゲノム内に1コピーのみ存在する、といったことが挙げられている。イネは、極めて多用な品種が世界中で栽培されており、さらに、インディカ、ジャポニカという亜種まで存在する。加えて、コムギ、オオムギ、トウモロコシ等、イネ科の穀物も数多く存在することから、このような、イネの種特異的内在性配列の検討には、予想外の困難を強いられる可能性がある。次年度は、選抜されたDNA IDタグ導入イネより、純系ホモ化させた種子を単離する。さらに、これら種子を用いて、DNA IDタグ検知システムの定量分析法における精度や定量限界といった性能指標の評価を試みる。定量分析法の開発のためには、標準プラスミドの開発が不可欠であるが、DNA IDタグ共通領域とイネの種特異的な内在性配列が共に組み込まれた標準プラスミドを作製する。特に、次年度は最終年度であることから、学会発表や論文発表といった成果の公表を重視する。次年度以降は、得られた形質転換イネより、ゲノムに単一コピーで導入された系統を選抜し、純系ホモ化させた種子を単離する。また、形質転換イネのゲノムDNAを用いて、プライマー及びプローブの特異性等を確認する。最終的には、形質転換イネと非形質転換イネを様々な重量混合比で混合した疑似混入試料を調製し、デザインされたCommonプライマーおよびDNAプローブを用いて定量分析を行い、DNA IDタグが予想通りに機能するか確認する。
HIV母子感染ならびにエイズ発症に影響を及ぼす因子の解明

(A).ケニアにおけるHIV母子感染と感染児の病態進行速度に影響を及ぼす因子の検討:HIV母子感染例の大半を占めるアフリカにおいて、宿主因子がHIV母子感染に与える影響を調査した報告は少なく、その評価は確立していない。ケニア西部の逆転写酵素阻害剤ジドブジン(ZDV)短期投与によるHIV母子感染予防のコホート研究において、(1)CCR5プロモーター領域内の-2132T/T及び-2554T/TがHIV母子感染の危険を増大し、RANTES-403A/Aが抑制的に働く可能性が示唆され、(2)病態進行速度に影響を与える有意な宿主因子は認められなかった。また、感染児のウイルスにはZDV耐性をひきおこすとされる既知のアミノ酸置換はみられなかったこと、ならびに短期ZDV投与前後の母親のウイルスクローンの一部にZDV耐性をひきおこすとされる既知のアミノ酸置換がいくつかみられたが、いずれも2次変異のみであったことより、短期ZDV投与にもかかわらず母子感染が起こった原因は、ZDV耐性ウイルスが誘導され児へ感染したことによるものではないことが示唆された。1996年から2001年にかけて、東アフリカのケニアで、逆転写酵素阻害剤であるジドブジシ(Zdv)の短期投与によるHIV母子感染予防のコホート研究を行った。家庭での出産が主であるケニア西部の農村地帯においても、HIVに感染している妊婦を対象にZdvを分娩前1ヶ月間投与することによりHIV母子感染を約1/3に減少させ得ること、そして、Zdvを投与された母親からの児は投与されなかった母親からの児に比べ、その死亡率が有意に減少することを明らかにした(J Infect Dis183:1540-1541,2001、Am J Trop Med Hyg(in press))。このコホートのHIV母子感染例を対象にして、HIV母子感染ならびに小児エイズ発症に及ぼす宿主因子(ケモカインレセプター遺伝子の多型等)ならびにウイルス側因子の影響を検討している。ケニア西部においてはHIV感染の有無に関わらずケモカインレセプターの一つであるCCR2遺伝子の1塩基多型(V64I)を持つ児は持たない児に比べ生存率が低いこと、CCR2遺伝子の1塩基多型(V64I)はHIV母子感染には有意な影響を与えないこと、また、HIV母子感染を予防するための分娩前短期Zdv投与では薬剤耐性ウイルスが誘導されないこと、そして分娩前短期Zdv投与にかかわらずHIV母子感染が成立した原因は薬剤耐性ウイルスの感染によるものではないことが明らかになってきている。HIV(human immunodeficiency virus)感染症では、HIV感受性及び感染後の病態進行速度に個人差があることが知られている。近年、これらの原因となる宿主因子が明らかになりつつある。しかしながら、HIV母子感染例の大半を占めるアフリカにおいて、宿主因子がHIV母子感染に与える影響を調査した報告は少なく、その評価は確立していない。本研究ではHIVコレセプター遺伝子多型に着目し、HIV母子感染及び感染後の病態進行速度との関係を明らかにすることを目的とした。1996年から2001年にかけてケニア西部で行われた「短期ジドブジン(ZDV)投与によるHIV母子感染予防のコホート研究」に参加した妊婦から生まれた小児147名(母親が短期ZDV投与を受けた小児114名、受けていない小児33名)を対象とした。末梢血リンパ球からゲノムDNAを抽出し、PCR法を用いて増幅し、RFLP法とダイレクトシークエンス法を用いて遺伝子多型(SNP)を決定した。HIVコレセプターの1つであるCCR5プロモーター領域内の7ヶ所(-2733A/G、-2554G/T、-2459G/A、-2135T/C、-2132C/T、-2086A/G、-1835C/T)、CCR5翻訳領域内のA335V、CCR2翻訳領域内のV641、RANTES遺伝子(In 1.1T/C)について検討を行った。種々のSNPとHIV母子感染及び出生後2年間の生存率の推移との相関について検討を行った結果、ZDV投与群では、CCR5プロモーター領域内の-2554がT/Tである児はG/Gである児に比べて、また-2132がT/Tである児はC/Cである児に比べて母子感染の危険が増大する傾向がみられた。よって、-2132T/T及び-2554T/TがHIV母子感染の危険を増大する可能性が示唆された。

HIV(human immunodeficiency virus)コレセプター遺伝子多型を始めとする種々の宿主因子とHIV母子感染ならびに児の病態進行速度との関係を明らかにすることを目的として、ケニア・ナイロビ市内のNyumbani孤児院に入所しているHIV感染孤児85名から採血、末梢血単核球よりゲノムDNAを抽出し、種々のケモカインレセプター関連遺伝子変異の有無の解析を行っている。また、これらの孤児の抗HIV薬の服薬履歴、過去の検体保存リストを作成した。昨年までに、HIVコレセプター(CCR5、CCR2)及びCCR5の生理的リガンドであるRANTES内の遺伝子多型(SNP)のうち10ヶ所について、ケニアの田舎で抗HIV抗体陽性の妊婦から生まれた小児147名を対象としHIV母子感染率及び感染児の予後との関係を検討し、CCR5プロモーター領域内の-2132T/T及び-2554T/Tがアフリカ(ケニア)人においてHIV母子感染の危険を増大する可能性を報告した。今回、さらにHIVコレセプターCXCR4の生理的リガンドであるSDF1遺伝子の3'UTR、CCR5の生理的リガンドであるRANTESのプロモーター領域及びIL-4のプロモーター領域内のSNPに着目し、HIV母子感染との関係を検討した。これらのSNPとHIV母子感染との相関について検討を行った結果、ZDV非投与群で、RANTESプロモーター領域内の-403がA/Aである児はG/Aである児に比べて母子感染の危険が減少する傾向がみられたが、有意ではなかった(OR:0.14,[0.018,1.161]。他のSNPとの間には特に関連は認められなかった。今後、これらのSNPの出生後の生存率推移への影響も併せて検討する予定である。
脱ホ-ムレス後の生活に関する実証的研究-「再路上化」防止のプロセスを中心に-

本研究では、路上生活と居宅生活を繰り返してしまう「再路上化」の問題に焦点を当て、生活の再建に向けた状況把握と課題を整理することを試みた。その結果、居住歴の変遷の中で「居候状態」に着目する必要があること、脱路上後の人間関係の広がりをサポートする必要があることが明らかとなった。また、脱路上後の支援には継続性が重要なポイントとなるが、そのためには支援団体の安定した運営が課題となっていることがわかった。本研究の目的は「脱路上」を果たした元ホームレス者の生活状況を把握すること、そして必要となる支援について主に「再路上化」の防止に焦点を当てて検討することである。最終年度となった本年度は、まず前年度の積み残しとなっていた二つの聞き取り調査を実施した。すなわち「再路上化」したホームレス者及び「脱路上」を果たした元ホームレス者への聞き取りである。前者の調査からは居住歴の中でも「居候」をしていた期間に注目する必要があることが示唆された。それはいわゆる売春宿に「囲われた」状況であったり、元路上仲間のアパートを探し出し、半ば「脅して」寝泊まりさせてもらっているといった状況であることなど、再路上に至る過程には多様で複雑な事情があり、支援の入り込む隙間をつくること自体が難しい。本人が居候先とどのような関係にあるのか、その過程を含めた実態を明らかにする必要がある。また、後者については、調査対象者の選定が難航したため、当初のねらいである生活状況の把握には課題が残ったが、脱路上後に本人が取り結ぶ人間関係の脆弱さが再路上の危機と関係していることが示唆された。ただし、調査を通じた状況の把握が期間として短いこともあり、今後さらに継続したパネル調査的な手法で状況を見ていく必要があると考えている。また、本年度は脱路上後の支援をしている民間団体への参与観察を通じた支援の現状と課題を探ることとしていたが、経済的な面についての取り組み(就労や年金・生保の申請等)だけでなく、本人の人間関係の広がりについての取り組みが必要であると思われた。これらの調査から明らかになったことは、個別的な事例をより長期的なスパンで明らかにして実態とらえる研究の必要性である。それは近年議論されているパーソナルサポートサービス(PSS)の有効性を検証することにもつながると思われる。本研究は「脱路上」を果たした元ホームレス者の生活実態と彼らに対する支援の現状及び課題について特に「再路上化」の問題と関わらせて検討することを目的としている。平成23年度は調査期間と位置づけて以下のように状況の把握に努めた。(1)札幌市内におけるホームレス支援団体に呼び掛けて意見交換会を開催し、情報共有のネットワークを構築した。このネットワークでは、例えば就労をしている人や生活保護受給者より(低額の)年金受給者の方が生活状況の把握がより困難であるといった報告がなされるなど、現在も研究を進める上で貴重な情報を得る場となっている。(2)行政から委託を受けた札幌市内のホームレス(路上生活者)の聞き取り調査に参加し、全国に比較した札幌の状況をある程度把握できた。それは(1)テントや小屋などを設営したいわゆる定住型の生活形態は確認されていない(2)特に冬期は収入のある仕事をしている人が少ない(3)建設関係に従事した経験を持つ人が少ない(4)札幌市出身者が多い(居住地の移動がない)(5)健康面の不調を訴える人が多い、といった点である。こうした特徴が脱路上あるいは再路上と相関があるかは今後の検討課題であるが、札幌市のホームレス事情が全国的に見てかなり特徴的であることは指摘できる。(3)計画では脱路上を果たした元ホームレス者への聞き取り調査も行う予定であったが、時間の調整がつかず次年度へ持ち越すこととなった。ただ調査の実施に先立って広島県生活と健康を守る会連合会(以下、生健会)の会員調査への参加と生健会役員との交流をすることができ、次年度につながる有意義な示唆を受けた。すなわちそれは貧困・低所得状態にある人が、自分の状況を客観的に捉えて主体的に反貧困などの運動に参加する動機づけを解明すること、そうした機運をいかにして生み出すかという試みを検討することである。それは再路上化の防止にもつながる論点であろう。予定していた聞き取り調査を実施できずに年度を終えているが、その要因は担当になった校務に予想以上に時間を割く必要があったためである。ただし、この間調査対象者となるであろう方々とは丁寧に信頼関係を構築してきた。したがって調査自体の実施は早急に始めることができるため遅れていた分を取り戻すことは難しくないと考えている。平成23年度に実施できなかった聞き取り調査を早急に実施して脱路上後の生活実態の解明に取り組みたい。また、当初の計画にあった、支援団体が行っている具体的な支援の内容などについて主に参与観察を通じて整理、分析し、再路上化防止に向けた支援の現状と課題を明らかにしていきたいと考えている。

研究計画の段階で聞き取り調査が遅れることは予想される困難として挙げており、平成24年度の計画ではそれを見越して比較的余裕をもった計画を立てている。本研究で得られた知見は、関連する学会で報告して研究の方法や成果についての妥当性を再度検討する。さらにこれらの作業を通じた後に、本研究の成果について論文等を執筆し公開する予定である。この他、これまでの研究活動でつながることのできた支援団体等との良好な関係を継続させて、実践に根差したより精緻な研究を進めるための土壌を涵養するとともに、研究活動を通じて支援団体等のさらなる飛躍(その延長としてのホームレス状態に苦しむ人がいなくなること)に寄与したい。当初の計画通り、研究に関連する図書費及び調査活動にかかる旅費や消耗品費、学会等への参加のための旅費として使用する予定である。
ナノ磁性空間を利用した磁場特異的反応の開拓

金属錯体の配位空間内部の磁場を利用した新しい反応場を構築することを目的として有機化合物を包接する分子性磁性体を合成し、その構造と磁気的性質を明らかにした。有機ラジカルを架橋配位子とする一連の2次元層状磁性体は反応性の低い有機物を包接した結品のみ得られたが、コバルト錯体において非常に高い磁気転移温度65K, 53Kを示した。また水熱合成法を用いることにより、初めてD,L-及びD,L-アミノ酸を包接した強磁性体・反強磁性体・弱強磁性体の合成に成功した。強磁性体の内部磁場は非常に大きいため、磁場効果・磁気効果を検討する場として強磁性体内部は非常に魅力的な反応場といえる。本研究の目的は、「構造設計可能な分子性磁性体を用いたナノ磁性空間を構築し、孤立微小空間における新しい磁場特異的反応の探索とその現象解明を行うこと」である。ナノ磁性構造の構築には構造設計生に優れた金属錯体を用いることとし、特に三次元ホストに比べ構造に自由度があり層構造を保ったまま様々なゲストを包接可能な二次元層状化合物を目的化合物とした。また目的とする磁性体内部における反応として、アミノ酸の光分解反応を用いることを当初の目的とした。合成手法として水熱合成法を用い、ゲスト分子として12種類のL-アミノ酸(L-Glu,L-Asp,L-Lys,L-Arg,L-Prp,L-HydroxyPro,L-Ala,L-Val,L-Leu,L-Phe,L-Cys,L-Ser)及び3種類のDL-アミノ酸(DL-Glu, DL-Ser, DL-Ala)を用いてコバルト層状水酸化物の合成を行った。種々の条件検討の結果L-Glu錯体ではTC=9.8K、保持力1400Oeの、DL-Glu錯体ではTC=11.0K、保持力1400Oeの強磁性錯体が得られた。L-Glu錯体とDL-Glu錯体で磁気挙動が異なることから、今回の水熱合成条件下ではアミノ酸のらせ美香はおこってないと考えられる。その他8種類のアミノ酸を用いたときにも粉末状の錯体が得られた。アミノ酸を包接した相関距離の異なる一連の層状磁性錯体、特に強磁性体の報告は非常に少なく、また、水熱合成法を用いたアミノ酸をゲストとする錯体の構築方法を確立できたことは大きな成果である。本年度の目標は反応基質を包接した転移温度10K以上の強磁性またはフェリ磁性超分子体を構築することであり達成できたと考える強磁性体の内部磁場は非常に大きいため、磁場効果・磁気効果を検討する場として強磁性体内部は非常に魅力的な反応場といえる。本研究の目的は、「構造設計可能な分子性磁性体を用いたナノ磁性空間を構築し、孤立微小空間における新しい磁場特異的反応を探索し、その現象解明を行うこと」である。ナノ磁性構造体の構築には構造設計性に優れた金属錯体を用いることとし、特に三次元ホストに比べ構造に自由度があり、層構造を保ったまま様々なゲストを包接可能な二次元層状化合物をホスト化合物として用いることとした。現在までに、合成手法として水熱合成法を用い、ゲスト分子として12種類のL-アミノ酸及び3種類のDL-アミノ酸を用いたコバルト層状水酸化物の合成に成功しており、L-Glu及びDL-Gluをゲストとするコバルト層状水酸化物は転移温度それぞれ9.8K, 11.0Kの強磁性体であった。本年度はさらに水熱合成法を用いた転移温度10K以上の強磁性またはフェリ磁性超分子体の探索を行うとともに前述のL-Glu及びDL-Gluコバルト水酸化物の構造及び物性について検討し、単結晶作成を試みた。L-Gluコバルト水酸化物は粉末X線回折の結果期待される層構造を有し、CD及びMCD共に活性であることが示された。単結晶が作成できればMChDの観測も期待できるため有望であり、引き続き単結晶作成・光反応と続けて行く予定である。また本年度は新たな磁性ホスト化合物として、有機ラジカルを架橋配位子とする二次元層状磁性体も用いることとした。一般に有機ラジカルを架橋配位子とする分子性磁性体は転移温度が低く、本研究に必要な転移温度以下での化学反応の実行・観察には困難が伴うと考えられる。しかしながら研究代表者が本年度報告した有機層状磁性体は転移温度65-72Kと非常に高く、脂肪族および芳香族炭化水素化合物を包接しており、さらに単結晶作成も比較的容易であることから本研究目的達成に非常に有望である。今後、この有機層状磁性体反応活性のあるゲスト分子を包接させることを検討していく。

本研究の目的は、「構造設計可能な分子性磁性体を用いたナノ磁性空間を構築し、孤立微小空間における新しい磁場特異的反応の探索とその現象解明を行りこと」である。ナノ磁性構造の構築には構造設計生に優れた金属錯体を用いることとし、特に三次元ホストに比べ構造に自由度があり層構造を保ったまま様々なゲストを包接可能な二次元層状化合物を目的化合物とした。磁性体内部における反応として、アミノ酸の光分解反応を用いることを当初の目的とし、現在までにゲスト分子として12種類のL-アミノ酸及び3種類のDL-アミノ酸を用いたコバルト層状水酸化物の合成に成功しており、転移温度約10Kの強磁性体2種、反強磁性体1種、弱強磁性体1種を得ている。これらアミノ酸包接コバルト層状磁性体は粉末X線回折の結果期待される層構造を有し、CD及びMCD共に活性であることが示された。しかしながら単結晶作成が困難であるため本年度はさらにアミノ酸包接コバルト層状磁性体の単結晶作成法の検討を行うとともに、磁性体内部における反応として金属錯体の光異性化を視野に入れ、新規ホスト磁性体として遷移金属リン酸塩、遷移金属硫酸塩の合成を行った。鉄-リン酸塩磁性体では包接能を有する転位温度46Kの3次元弱強磁性体及び転位温度5Kの反強磁性体を単結晶として得、その磁気挙動を明らかにした。アミノ酸を包接した相間距離の異なる一連の層状磁性錯体、特に強磁性体の報告は非常に少なく、本研究において水熱合成法を用いたアミノ酸をゲストとする錯体の構築方法を確立できたことは大きな成果である。また本年度報告した遷移金属リン酸塩ホスト磁性体は構造と磁性に非常にバリエーションがあり、光学測定に不可欠な単結晶作成も比較的容易であり、本研究目的達成に有効な成果を得たと考える。
lncRNA-転写因子複合体がもたらす大腸癌の腫瘍形成能維持機構

大腸がんは、Wnt/β-catenin経路の恒常的活性化によって生じると考えられている。また、長鎖ncRNAが癌化において重要な役割を果たしていることが明らかになってきた。本研究課題では、大腸がんにおいて長鎖ncRNAであるASBEL及び転写制御因子であるTCF3タンパク質がβ-cateninによって同時に発現を誘導されていることを発見した。さらに、ASBELがTCF3と複合体を形成してATF3の発現を制御することが、大腸がんの腫瘍形成能に重要であることを明らかにした。ASBEL -TCF3経路を標的とした薬剤を創製することにより、大腸がんの治療に貢献することが期待される。多くのタンパクコード領域からアンチセンスRNAが転写され、センスRNAと複合体を形成して様々な生物学的過程に関与していることが明らかとなってきた。しかし、癌形成能維持におけるアンチセンスRNAの役割、及びその分子機構については十分に明らかになっていない。我々は、卵巣癌において癌抑制遺伝子ANA/BTG3のアンチセンスRNAであるASBEL (antisense ncRNA in the ANA/BTG3 (three) locus)が、腫瘍形成能を制御していることを見出した。続いて我々は、大腸癌細胞においてβ-cateninによって転写制御されていること、及び転写因子であるTCF3と複合体を形成してATF3の発現を抑制することによって大腸癌の腫瘍形成能を獲得していることを見出した。本研究では、β-cateninがASBEL及びTCF3の発現を制御している生理的意義、及びASBEL-TCF3複合体が大腸癌の腫瘍形成能を維持する新規の分子機構を明らかにすることを目的として研究を進めてきた。予備実験により、ATF3がASBELの発現を負に制御することを見出した。そこで、ATF3がASBELの発現を制御する分子機構を調べた。まず、大腸がん細胞に対してATF3抗体を用いたChIPアッセイを行い、ATF3がASBELのプロモーター上に結合していることを明らかにした。また、ATF3の発現を抑制すると、ASBELのプロモーター活性が上昇することが明らかとなった。ASBEL-TCF3複合体のターゲット遺伝子であるATF3の発現を抑制しておくと、ASBEL, TCF3の発現抑制によって引き起こされる腫瘍形成の抑制が緩和されることが明らかとなった。そこでASBEL-TCF3複合体によるATF3の発現制御機構を明らかにするために、ASBELによるTCF3の制御を確認した。結果、ASBELはTCF3量に影響しないことが明らかとなった。続いてChIP assayを行い、ASBELの消失によって、TCF3がATF3 locus上から離脱することを明らかにした。そこで、我々はTCF3のATF3 locusの結合領域にATF3のenhancer活性があると考え、TCF3結合領域を用いたレポーターアッセイを行った。ASBEL及びTCF3の発現を抑制すると、TCF3結合領域のレポーター活性が強く上昇することが明らかとなった。続いてIn vitroで合成したbiotin化ASBELをがん細胞にトランスフェクションし、pulldownアッセイを行った。結果、ASBELはATF3 locus上のTCF3結合領域に強く結合していることが明らかとなった。これらの結果より、大腸がん細胞において、ASBELはTCF3と結合することによってTCF3をATF3のゲノム上にリクルートし、ATF3の発現を抑制することによって、大腸がんの腫瘍形成能を維持していることが示唆された。続いて我々は、ASBELが大腸癌細胞においてβ-cateninによって転写制御されていること、及び転写因子であるTCF3と複合体を形成してATF3の発現を抑制することによって大腸癌の腫瘍形成能を獲得していることを見出した。現在までに、ASBEL-ATF3経路にネガティブフィードバック機構が存在すること、及びTCF3による標的遺伝子座の認識をASBELが制御していることを明らかにした。また、大腸がんにおいてASBELはANA/BTG3 mRNAには影響を及ぼさないが、ANA/BTG3タンパク質の発現を負に制御していることを明らかにした。しかし卵巣がん細胞と異なり、ASBELによる大腸がん細胞の増殖制御にANA/BTGタンパク質は影響を及ぼさないことを明らかにした。今後は、更なるASBEL-TCF3制御因子の同定を行い、lncRNAによる転写因子の機能制御が大腸がんの腫瘍形成能維持に関与する機構を俯瞰的に明らかにしていく。我々は、ATF3がASBELの発現を負に制御することを見出した。さらに、ATF3抗体を用いたChIPアッセイによってATF3がASBELのプロモーター上に結合していること、またATF3の発現を抑制するとASBELのプロモーター活性が上昇することを明らかにした。

ASBEL-TCF3複合体のターゲット遺伝子であるATF3の発現を抑制しておくと、ASBEL, TCF3の発現抑制によって引き起こされる腫瘍形成の抑制が緩和されることが明らかとなった。そこでASBEL-TCF3複合体によるATF3の発現制御機構を明らかにするために、ASBELによるTCF3の制御を確認した。結果、ASBELはTCF3量及びTCF3のダイマー化に影響しないが、ASBELの消失によって、TCF3がATF3 locus上から離れることを明らかにした。また、TCF3結合領域を用いたレポーターアッセイにより、TCF3のATF3 locusの結合領域にATF3のenhancer活性があることを明らかにした。さらに、ASBELはATF3 locus上のTCF3結合領域に強く結合していることが明らかとなった。これらの結果より、大腸がん細胞において、ASBELはTCF3と結合することによってTCF3をATF3のゲノム上にリクルートし、ATF3の発現を抑制することによって、大腸がんの腫瘍形成能を維持していることが示唆された。また、大腸がんにおいてASBELはANA/BTG3 mRNAには影響を及ぼさないが、ANA/BTG3タンパク質の発現を負に制御していることを明らかにした。しかし卵巣がん細胞と異なり、ASBELによる大腸がん細胞の増殖制御にANA/BTGタンパク質は影響を及ぼさないことを明らかにした。多くのタンパクコード領域からアンチセンスRNAが転写され、様々な生物学的過程に関与していることが知られているが、癌形成能維持における役割及びその分子機構については十分に明らかになっていない。我々は、卵巣癌において癌抑制遺伝子ANA/BTG3のアンチセンスRNAであるASBEL (antisense ncRNA in the ANA/BTG3 (three) locus)が、腫瘍形成能を制御していることを見出した。続いて、ASBELが大腸癌細胞においてβ-cateninによって転写制御されていること、及び転写因子であるTCF3と複合体を形成してATF3の発現を抑制することによって大腸癌の腫瘍形成能を獲得していることを見出した。本研究では、β-cateninがASBEL及びTCF3の発現を制御している生理的意義、及びASBEL-TCF3複合体が大腸癌の腫瘍形成能を維持する新規の分子機構を明らかにすることを目的として研究を進めてきた。現在までに、ASBEL-ATF3経路にネガティブフィードバック機構が存在すること、及びTCF3による標的遺伝子座の認識をASBELが制御していることを明らかにした。また、大腸癌においてもASBELがANA/BTG3タンパク質の発現を負に制御していることを明らかにしたが、卵巣癌と異なり、ASBELによる大腸癌の増殖制御にANA/BTGタンパク質は影響しないことを明らかにした。本研究結果により、Wnt/β-catenin経路によって直接発現の制御を受け、さらに腫瘍形成能に関わる長鎖ncRNA-転写制御因子複合体が存在していることが明らかになった。
統計と計算を戦略とする可換代数と凸多面体論の現代的潮流の誕生

以下、研究面における顕著な成果を列挙する。(凸多面体)格子凸多面体のδ列に着目し、体積が4以下の格子凸多面体を分類することに成功した。格子凸多面体の分類理論の完成への挑戦は、凸多面体論の現代的潮流の根幹である。それゆえ、研究代表者らの研究成果は、本基盤研究(S)が掲げる、現代的潮流の誕生を著しく促すものである。他方、順序凸多面体に関する従来の研究を踏襲し、グレブナー基底のテクニックを経由し、順序凸多面体と安定集合多面体から、整分割性を持つ反射的凸多面体を量産する斬新な方法を提唱した。(可換代数)単項式イデアルの正則度とh多項式の次数の関係に着目し、正の整数rとsが任意に与えられたとき、正則度がrと、h多項式の次数がsとなる単項式イデアルを構成することに成功した。更に、黎明期にある、有限単純グラフのedge ringの正則度の計算を遂行し、特に、3-linear resolutionを持つedge ringはhypersurfaceに限ることを証明した。他方、additivenumbertheoryにおける組合せ論の結果であるFreimanの定理を、可換代数の枠組で解釈し、Freimanイデアルの概念を提唱し、その諸性質を探究した。国際研究集会「グレブナー基底の50年」(平成27年度)が成功裏に終わったこと、及び、京都大学数理解析研究所のプロジェクト研究「グレブナー基底の展望」(平成28年度)に欧米諸国のグレブナー基底の権威者が参集したことは、我が国におけるグレブナー基底に関する研究水準が欧米諸国を著しく凌ぐことの証であり、両者とも、我が国における盤石な組織的研究の展開を欧米諸国に披露する絶好の機会となった。更に、国際会議「The Prospects for Commutative Algebra」(平成29年度)も、当初予期を遥かに越える盛会であり、招待講演の研究成果の発表は卓越しており、可換代数の国際会議としては際立った成功を収めることができ、欧米諸国の研究者からも称賛を受けた。これを契機とし、我が国における可換代数の世代交代が促進されるとともに、欧米諸国との共同研究も、一層、活性化される。凸多面体と可換代数の研究面でも、格子凸多面体の分類理論への挑戦を開始したことなどから、格子凸多面体の研究の斬新な潮流を誘い、他方、単項式イデアルの極小自由分解の卓越した結果も得られており、今後の展開への布陣となる。計算代数統計の研究では、Box--Behnken計画と呼ばれる3水準の一部実施計画に関する研究成果を、薬学などの応用分野に使う準備も整えられつつある。以上の結果、本基盤研究(S)の現在までの進捗状況は「おおむね順調に進展している。」と判断される。なお、平成29年度科学研究費助成事業(基盤研究(S))の研究進捗評価における本基盤研究(S)の評価は「A」(当初目標に向けて順調に研究が進展しており、期待どおりの成果が見込まれる)であった。今後の研究の展開の戦略となる研究課題を列挙する。(2)長方形から単純なポリオミノを除去することから得られる非単純なポリオミノのポリオミノイデアルが素イデアルとなることを証明する。その際、そのポリオミノイデアルがトーリックイデアルとなることを示すことが鍵であるから、まず、その非単純なポリオミノに付随する自然なトーリック環の候補を探し、グレブナー基底の非アルゴリズム的な代数計算を経由し、そのトーリック環のトーリックイデアルがポリオミノイデアルと一致することを示す。(3)反射的凸多面体の面の理論を展開する。一般論から、任意の格子凸多面体が或る反射的凸多面体の面となることが既知である。しかしながら、反射的凸多面体の極大面となる格子凸多面体を分類する理論の研究は、未開拓であり、それゆえ、魅惑的な未解決問題である。その未解決問題に挑戦する礎を築く。(4)順序凸多面体、鎖凸多面体、理想グラフの安定集合多面体などは中心的対称な反射的凸多面体の極大面である。その結果を踏まえ、中心的対称な反射的凸多面体の分類問題を探究する。(5)更に、若手研究者育成の一環とし、平成30年7月23日から8月10日までの3週間、欧米諸国から32人のポスドクを大阪大学大学院情報科学研究科に招聘し、凸多面体のサマースクールを開催する。科学技術振興機構の戦略的創造研究推進事業の数学領域の研究課題「現代の産業社会とグレブナー基底の調和」(通称、日比プロジェクト)は、平成26年3月、成功裏に完了した。本基盤研究は日比プロジェクトの成功を踏まえ、代数、統計、計算の盤石な研究組織を堅持し、大規模な国際会議、国際共同研究集会を組織し、グレブナー基底の国際研究組織を築く。研究面からは、統計モデルと実験計画から、可換代数の研究対象となる秘宝を発掘し、可換代数の新天地を開拓する。更に、0次元イデアルのパフィアン系の計算という視点から、伝統的な凸多面体の代数的組合せ論の研究に大胆な変革の嵐を誘う。以下、平成26年度の主な研究成果を列挙する。(1)局所化のテクニックを駆使し、長方形の内部から単純なポリオミノを除去することから得られる非単純なポリオミノに付随するポリオミノイデアルが素イデアルであることの証明に成功した。