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精子幹細胞の発がんの分子機構の解明

研究代表者らは生後の精子幹細胞の長期培養系(Germline Stem ; GS細胞)を確立し、この培養中にEmbryonic stem(ES)細胞と同様な奇形腫形成能と多分化能を持つ細胞が出現することを見いだした。本研究では奇形腫とseminomaの発症の分子メカニズムを明らかにすることを目的として行った。申請者らはGS細胞の腫瘍化の誘因の違いが、奇形腫とseminomaの違いを生むのではないかと考え、GS細胞の試験管内での形質転換を試み、多能性獲得につながる腫瘍化シグナルの検索を行った。精子幹細胞株GS細胞ヘレンチウイルスによる発現ベクターを導入し、精子幹細胞からの奇形腫誘導に関わる遺伝子のスクリーニングを行った。Ras, Myc, Srcなど旧知のoncogeneや、Oct-4とNanog, Sox-2など多能性制御の関連遺伝子群、細胞周期調節因子のcyclinやCDK Inhibitorなどについて強制発現やDominant negative体を導入し、試験管内における増殖や形態変化、移植後の精巣における精子形成・腫瘍形成の有無を調べた。奇形腫の形成や試験管内にて形質転換を示すものは無かったが、cyclinのうち、Cyclin D2を高発現させた細胞は自己複製因子GDNF欠損下でも自己複製増殖し、移植後in vivoにてseminomaを作り、継代移植によりさらに腫瘍形成することから、Cyclin D2の発現は精子幹細胞の自己複製増殖に関わること、またその過度な活性化は癌幹細胞の発生を促すことが分かった。研究代表者らは2004年にマウスの新生児の精巣から、奇形腫形成能を持つ多能性幹細胞(mGS細胞)の樹立を報告した。本年度の研究では第一に、精子幹細胞株GS細胞ヘレンチウイルスによる発現ベクターを導入し、精子幹細胞からの奇形腫誘導に関わる遺伝子のスクリーニングを行った。Ras, Myc, Srcなど旧知のoncogeneや、Oct-4とNanog, Sox-2など多能性制御の関連遺伝子群などを調べたところ、Rasの関与を見出した。Rasのdominant negative体をGS細胞に導入したところ、GS細胞の自己複製増殖は著しく阻害された。またRasの強制発現によりGS細胞はGDNF非依存性に長期に増殖した。4ヶ月以上培養した細胞は野生型GS細胞と同様精子幹細胞マーカーの発現を維持し、精巣内に移植すると精子形成像が見られたことから、精子幹細胞としての活性維持が示唆された。さらに、試験管内では4ヶ月の培養期間中特にGS細胞の形態等に変化は見られなかったが、移植後の精巣においては精子形成像の他に、一部でseminomaの形成が認められた。また、研究代表者らはエピジェネティック調節機構の破綻が奇形腫への変化を誘導するのではないかと考え、DNA methyltransferase(DNMT)のGS細胞における遺伝子操作を行った。GS細胞においてDNMT1をノックダウンするとアポトーシスが認められた一方、DNMT3a/DNMT3bを阻害するとSineB 1反復配列に低メチル化が認められ、DNMT3Lを過剰発現するとmajor/minorsatellite sequenceに高メチル化が認められた。しかしDNMT3a/DNMT3b阻害細胞とDNMT3L過剰発現細胞はともに正常と変わらず試験管内で増殖し、精巣内に移植すると奇形腫の形成など多能性の獲得を示唆する像は認められなかった。
ムチン資化性菌由来スルフォグリコシダーゼの機能解明と酵素の応用的展開

腸内細菌とヒトの健康との関連はすでに広く知られるところである。腸内細菌は食物由来食物繊維や宿主から分泌されるムチン分子からエネルギーを得るとともに、様々な二次代謝物を産生し宿主の免疫や代謝に影響を及ぼす。本研究は、腸内細菌がムチン分子を分解する際の、スルフォグリコシダーゼを介した新規のメカニズムについて明らかにするとともに、その酵素を改変して有効に利用しようとするものである。
HIV-1感染症のタイ、バングラディシュにおける特殊性の疫学的解析

我々は、(a)HIV-1感染に使われる新しいコレセプターを同定した。(b)これらを含む20種余りのHIV-1のコレセプターを発現したNP-2細胞のパネルを樹立し、タイなど世界で流行しているprimary HIV-1のコレセプター利用性(細胞指向性)を解析した。また、(c)抗酸化剤(緑茶抽出物green tea extract [GTE]とアスタキサンチン)のHIV-1感染(CD4細胞数、HIV-1量など)に対する影響を、タイのチェンマイ大学を共同研究の拠点として解析を行なった。HIVに感染している人がタイには既に60万人位いる。しかし多くの人が経済的な理由から標準的な医療を受けられていない。医療面での大きな制約がアジアにはある。本研究ではエイズ発症を遅らせる簡便な方法を探索する。またバングラデシュでは、不思議なことにまだHIV感染の大きな流行が起きていない。感染拡大の実態を解明することにより有効な感染防止対策を提案する。1)HIV感染の特徴のウイルス学的解析バングラデシュでHIV感染状況をモニタリングし、HIVの遺伝子解析を行う。HIV感染のウイルス学的解析により、今後の流行の予知やウイルスの病原性を解析する。バングラデシュ人のリンパ球がHIV抵抗性であれば、その抵抗性の理由を明らかにする。2)抗酸化剤の培養系での性質の解析酸化ストレス下では、TNFαなど因子が産生され、TNFはHIV増殖を促進する。そこで、抗酸化剤(緑茶抽出物、アスタキサンチン)について以下の検討を行う。a.抗酸化剤のTNF産生抑制作用について。b.TNFによる細胞死に対する抗酸化剤の影響について。c.HIVによる細胞死の抗酸化剤の阻止効果について。d.HIV感染者における酸化状態の特徴・病原性について。登録したHIV感染者のうち、同意の得られた人45人(15人に緑茶抽出物、15人にアスタキサンチン、15人を対照群)に薬剤を投与する。投与前、1月後、2月後,3月後に、HIVウイルス量、CD4リンパ球、血中TNFα量などのデータを測定し、その影響を解析する。タイのチェンマイ大学およびランパン病院で,疫学的介入研究を実施する準備を整えることができた。すなわち,本研究では抗酸化作用を持つ緑茶抽出物(Green Tea Extract:GTE)およびastaxanthine(AX)を無症候性HIV-1感染者に投与し,血中のHIV-1量や血中のCD4陽性T細胞数への影響の検討を予定している。平成19年度にチェンマイ大学医学部の倫理委員会に本プロジェクトを申請し,平成20年3月許可された。本プロジェクトでは,チェンマイ大学の24名のHIV-1感染者,ランパン病院の36名のHIV-1感染者,計60名(GTE投与群,AX投与群,プラセボ投与群各20名)について,薬剤投与前,投与一ケ月後,三ケ月後に採血し,HIV-1量,CD4陽性細胞数,その他生化学的酸化状態のマーカーを測定する予定である。それに伴い,必要量のGTE錠およびAXカプセルを購入し,チェンマイ大学およびランパン病院に運搬した。バングラデシュのHIV-1陽性率は1%以下で,隣の国々に比べ極端にHIV-1陽性率が低い。首都ダッカのHIV-1感染のhigh-risk groupとされる薬物乱用者(IDU)やCommercial sex worker(CSW)でもHIV-1陽性率は5%以下である。一方タイ,ミャンマー,マレーシア,インドなどのIDUやCSWのHIV-1陽性率は70%-80%である。この理由のひとつとして,バングラデシュにHIV-1抵抗性のヒトが多い可能性が高いので,そのことを培養細胞系で調べる準備を進めている。バングラデシュより2名の研究者を平成20年2月に招聘し,共同研究の打合せ,研究技術の指導を行った。抗酸化剤として、緑茶抽出物(green tea extract:GTE)錠剤(狭山茶業研究所製)、アスタキサンチン(ヤマハライ7サイエンス事業)、およびGTEの抗酸化作用の主成分(一)-epigallocatechin gatlate(EGCG)について、ヒトへの投与と培養系での活性の検討を行った。まず、EGCGについて、(1)TNFαによる細胞毒性への影響、および(2)MT-2細胞の培養上清の細胞毒性活性の産生への影響について検討した。TNFαは、ネコ腎臓由来の8C細胞に細胞毒性を示す。EGCG存在下で8C細胞を培養し、ヒト型レコンビナントTNFαを加えた所、その細胞毒性(MTT法で検討)を軽減した。また、MT-2細胞をEGCG存在下で培養し、その培養上清を8C細胞に加え培養し、細胞毒性を検討した。EGCGを添加するとMT-2細胞の上清の細胞毒性活性が弱められた。MT-2細胞の上清中の細胞毒性活性は、主にTNFaに由来すると考えられているので、EGCG存在下では、MT-2細胞からのTNFαの産生が抑制される可能性が示唆された。

抗酸化剤は、HIV-1のLTRに働き、そのNFκBサイトからのウイルスRNAの転写を抑制L.HIV-1感染者でのHIV-1の産生を抑制する可能性が考えられる。この可能性をタイのチェンマイ大学との共同研究で検討している。まず、本研究について群馬大学およびチェンマイ大学の倫理審査委員会に申請した。GTEは、お茶の成分であり、古くから飲用に用いられてきたこと、また、アスタキサンチンについても天然物は健康食品として既に用いられており大きな副作用は知られていない。このような状況から、GTE(6錠/日:1日に緑茶6杯相当)あるいはアスタキサンチンカプセル(16mg/日)の無症候性HIV-1感染者(asymptomatic carrier:AC)への投与は、健康上問題ないと判定され、倫理委員会の承認の承認得られた。両薬剤のどちらか、あるいはplaceboのカプセルを、チェンマイ大学に登録しているAC、あるいはチェンマイの隣のランパン県の国立Lampang病院に登録しているACのヒト計60名(各群20名ずつ)に投与し、投与前、1月後、2月後、3月後に採血し、プラズマ中のHIV-1量(viral load)、CD4細胞数、抗酸化状態の生化学的検査を行っている。現在までに、少数のデータが得られたが、なお例数を増やすように検討している。本研究の目的のためには、多様なHIV-1株を分離する必要がある。HIV-1感染者の末梢血リンパ球(PBL)からのHIV-1の分離は、非感染のPBLsとの混合培養によって行われることが通例であるが、その場合、CCR5やCXCR4をコレセプターとして使用するHIV-1が分離されやすいので、最初からFPRL1あるいはGPR1などの20種類のコレセプターを発現したNP-2/CD4細胞を、HIV-1感染者のPBLと混合培養した。出来る限り多くのHIV-1臨床材料を得るために、群馬大学医学部付属病院血液内科とタイ国チェンマイ大学医学部との間に検体提供体制を確立した。両機関を受診するHIV-1感染者のうちで合意が得られた方から末梢血液の提供を受け、PBLを分離し、用いた。CCR5を発現したNP-2/CD4細胞で最も効率よくHIV-1が分離できた。CXCR4発現細胞でもある程度分離できた。その他では、GPR1およびFPRL1を発現した細胞で低頻度ながら分離できた。HIV-1のコレセプター使用性を含めたウイルス学的性質の多くは外被糖蛋白質Envのアミノ酸配列と密接に関連するので、HIV-1の感染が検出されたNP-2/CD4/FPRL1およびNP-2/CD4/GPR1細胞からPCR法でenv遺伝子DNAを増幅し、塩基配列とアミノ酸配列を決定して、コレセプター使用責任配列を解析した。21年度においては、以上のようにHIV-1臨床株を集中的に分離収集するとともに、その分離効率、臨床検査情報、Env蛋白質アミノ酸配列などのデータを蓄積できた。今後は、FPRL1やGPR1をコレセプターとして使用するHIV-1株について、そのウイルス学的性質(増殖性、細胞障害性、抗原性、細胞指向性など)を解析することで、それらの臨床的な役割を推測する。
レーダーリモートセンシングによる熱帯泥炭林の特性把握と環境修復に関する研究

東マレーシア・サラワク州シブのナマン泥炭地自然保護林内において土壌調査,森林植生調査を行った。アッサン川岸から森林内部に入るに従い地下水位は低まり,泥炭に埋没している木質量は表層で減少していた。泥炭湿地林は周辺部から中心部に向けて同心円状に変化し,川に近い周辺部は混合湿地林であるが,3kmより奥はフタバガキ(アラン)の純林となっている。泥炭湿地林の林床は局所的に凹凸を示すため,微地形の定量化と凹地と凸地での落葉分解速度,土壌動物の生息密度を測定した。凹地と凸地の高低差は最大1mであった。凸地は大きな木の周りの根の盛り上がった場所であり,若木は凸地にしか見られない。木の存在が微地形の形成に関与し,さらに微地形が樹木の実生の定着に影響していることが明らかとなった。リターバッグ法で測定した落葉の分解速度は凸地で高く,他の熱帯林と同様の値を示した。凹地ではリターバッグ中のリターはほとんど形態変化しておらず,重量変化はリーチングによるものである。また,凹地には土壌動物はほとんど生息していないことが明らかとなった。泥炭湿地林ではシロアリが比較的少なく,ミミズも採取されていない。一方,小型節足動物であるササラダニは凸地で極めて高い密度を示した。リターフォール量の測定と養分分析を行った結果,リターフォールの季節変化は認められず,年間を通してほぼ一定量のリターが林床に供給されており,その量は8.35トン/年であった。この量は他の熱帯林で報告されている値の範囲内にある。また,養分還元量も他の熱帯林にほぼ匹敵する値を示し,特にリンの還元量は比較的多かった。熱帯湿地林は貧栄養な条件下で有機物分解が抑制されながら成立していると考えられているが,泥炭地の周辺部に位置する混合湿地林では,リターフォール量,養分還元量から考えると,栄養塩類が特に不足しているとは考えられない。養分元素の循環量を評価するため,地下30cm,80cmの土壌間隙水を毎月採水して日本に送付し,無機成分分析を行った。泥炭地周辺部では土壌間隙水中の窒素,リンの濃度は決して低くなく,日本の都市河川水に匹敵する値を示した。しかし,湿地林の奥地のアラン林下では下層のリン濃度が低いことを認めた。森林の自己施肥機能による養分循環量が高いことを示唆する。ムカのタウラ泥炭試験場において,地中探査機を用いてレーダー探査を行ない,20×10mの開墾地を幅1mおきに走査した。探査地点で長さ10m深さ1mのトレンチを掘り,断面を精査しレーダー探査結果と比較した結果,よく一致しており,泥炭土壌における埋没大径木の分布状態の図化が可能となった。泥炭地における持続的開発のための最重点作目としてサゴヤシをとりあげ,タウラ泥炭地試験場サゴ圃場,周辺サゴ栽培農家圃場で、土壌調査,サゴヤシの伐倒調査を行った。サゴヤシの生育測定を行なった結果,泥炭層の厚い圃場では泥炭層の薄い圃場に比べて成長が遅く,幹にデンプンを蓄積するまで時間がかかることを認めた。また,厚い泥炭で生育したサゴヤシ中の銅濃度はきわめて低く,亜鉛濃度は鉱質土壌の場合の2分の1であった。泥炭地のサゴヤシ栽培生態系における微量元素の循環量を,雨水による付加量,排水による流出量,サゴヤシの収穫による搬出量から計算した。銅は系内に蓄積される傾向が見られたが,亜鉛は系外に失われていく傾向にあることが明らかとなった。泥炭地から発生しているメタンをチャンバー法により測定し、湛水下層土から多量のメタン放出を認めた。メタン発生活性は表層付近で高かったが,好気条件での潜在的メタン酸化活性は全層で検出された。泥炭土壌中の微生物バイオマス量は表層で最も高く,下層ほど低下する傾向を示した。タイ国ソンクラ湖南湖で水質分析,プランクトン,クロロフィル測定等を行った。懸濁物質濃度は雨期に高く,乾期に低い傾向が認められた。クロロフィルaを指標とする植物プランクトン量は比較的低レベルであり,顕著な季節変動は認められなかった。さらに,湖底堆積物の性質は,内陸と外洋に接する部分で全く異なり,外洋側底泥土は酸性硫酸土壌であるため,酸化状態で著しい酸性を示すが,内陸側底泥土は陸地還元が可能であることを明らかにした。

木の存在が微地形の形成に関与し,さらに微地形が樹木の実生の定着に影響していることが明らかとなった。リターバッグ法で測定した落葉の分解速度は凸地で高く,他の熱帯林と同様の値を示した。凹地ではリターバッグ中のリターはほとんど形態変化しておらず,重量変化はリーチングによるものである。また,凹地には土壌動物はほとんど生息していないことが明らかとなった。泥炭湿地林ではシロアリが比較的少なく,ミミズも採取されていない。一方,小型節足動物であるササラダニは凸地で極めて高い密度を示した。リターフォール量の測定と養分分析を行った結果,リターフォールの季節変化は認められず,年間を通してほぼ一定量のリターが林床に供給されており,その量は8.35トン/年であった。この量は他の熱帯林で報告されている値の範囲内にある。また,養分還元量も他の熱帯林にほぼ匹敵する値を示し,特にリンの還元量は比較的多かった。熱帯湿地林は貧栄養な条件下で有機物分解が抑制されながら成立していると考えられているが,泥炭地の周辺部に位置する混合湿地林では,リターフォール量,養分還元量から考えると,栄養塩類が特に不足しているとは考えられない。養分元素の循環量を評価するため,地下30cm,80cmの土壌間隙水を毎月採水して日本に送付し,無機成分分析を行った。泥炭地周辺部では土壌間隙水中の窒素,リンの濃度は決して低くなく,日本の都市河川水に匹敵する値を示した。しかし,湿地林の奥地のアラン林下では下層のリン濃度が低いことを認めた。森林の自己施肥機能による養分循環量が高いことを示唆する。ムカのタウラ泥炭試験場において,地中探査機を用いてレーダー探査を行ない,20×10mの開墾地を幅1mおきに走査した。探査地点で長さ10m深さ1mのトレンチを掘り,断面を精査しレーダー探査結果と比較した結果,よく一致しており,泥炭土壌における埋没大径木の分布状態の図化が可能となった。泥炭地における持続的開発のための最重点作目としてサゴヤシをとりあげ,タウラ泥炭地試験場サゴ圃場,周辺サゴ栽培農家圃場で、土壌調査,サゴヤシの伐倒調査を行った。サゴヤシの生育測定を行なった結果,泥炭層の厚い圃場では泥炭層の薄い圃場に比べて成長が遅く,幹にデンプンを蓄積するまで時間がかかることを認めた。また,厚い泥炭で生育したサゴヤシ中の銅濃度はきわめて低く,亜鉛濃度は鉱質土壌の場合の2分の1であった。泥炭地のサゴヤシ栽培生態系における微量元素の循環量を,雨水による付加量,排水による流出量,サゴヤシの収穫による搬出量から計算した。銅は系内に蓄積される傾向が見られたが,亜鉛は系外に失われていく傾向にあることが明らかとなった。泥炭地から発生しているメタンをチャンバー法により測定し、湛水下層土から多量のメタン放出を認めた。メタン発生活性は表層付近で高かったが,好気条件での潜在的メタン酸化活性は全層で検出された。泥炭土壌中の微生物バイオマス量は表層で最も高く,下層ほど低下する傾向を示した。タイ国ソンクラ湖南湖で水質分析,プランクトン,クロロフィル測定等を行った。懸濁物質濃度は雨期に高く,乾期に低い傾向が認められた。クロロフィルaを指標とする植物プランクトン量は比較的低レベルであり,顕著な季節変動は認められなかった。さらに,湖底堆積物の性質は,内陸と外洋に接する部分で全く異なり,外洋側底泥土は酸性硫酸土壌であるため,酸化状態で著しい酸性を示すが,内陸側底泥土は陸地還元が可能であることを明らかにした。
リアルタイム定量PCRを利用したプラーク内の齲蝕関連菌の層別分布に関する研究

同時に、プラークの層別構造と関連した細菌叢に関する情報の有用性を検証するため、この方法を用いて歯垢内の齲蝕関連菌の層別分布に及ぼすフッ化第1スズ(SnF_2)の影響を検討し、(抗菌および歯垢抑制作用を有するといわれSnF_2ゲル応用後の歯垢中で、両菌種とも生息域が有意に拡大することを明らかにした。16S rDNA領域のユニバーサルなプライマーと蛍光プローブを組み合わせた定量PCRにより、SnF_2ゲル応用前後の歯垢内細菌の層別密度分布を比較検討した。その結果、(1)歯垢内の細菌密度分布には、著しい個人差と、歯垢表層から中層にかけてピークが存在し内層に向けて減少する傾向が認められ、(2)SnF_2ゲル応用後に形成した歯垢では、歯垢内部を中心に有意な細菌密度の上昇がみられ、齲蝕関連菌の生息域の拡大する現象との関連が示唆された。ABI社製primer expressを用い、16S rDNA領域のユニバーサルプライマーに適合する蛍光プローブを設計した後、GeneBankのデータベースを利用したBLASTによる相同性検索で特異性を検討することにより齲蝕関連菌に対する蛍光プローブを作製した。このプローブを、2.におけるユニバーサルな蛍光プローブと置き換えることにより、齲蝕関連菌の歯垢内分布を明らかにすることが可能となった。この研究目的は、切片の作製を利用した歯垢の層別採取技術とリアルタイム定量PCRによる齲蝕関連菌(S.mutansとS.sobrinus)の検出法を組み合わせ、新たな齲蝕リスクの評価指標となりうる歯垢内の細菌密度分布を解析する方法を開発することであった。今年度は、試料分画からの齲蝕関連菌の検出方法と、歯垢の層別構造と関連した細菌叢に関する情報の有用性を、従来の定性的なPCR分析から検討した。主な知見を以下に示す(1)PCR分析用試料分画の調整方法の確立歯垢採取装置に堆積させた試料を、直ちに凍結乾燥、methacrylateで包埋した後、ウルトラミクロトームで表面から内部に向かって切片化し層別分画に分離した。クロロホルム処理により、methacrylateを除去したものは、市販の核酸精製試薬(インスタジーンマトリックスキット,BioRad)でPCR分析用のgenomic DNAが抽出できることを確認した。(2)歯垢の層別試料とPCR分析法のマッチングの検討試料分画から、菌種特異的なプライマーで齲蝕関連菌を直接検出すると、歯垢のもつ多様な不純物がノイズとなって検出感度が低下した。検出感度を高めるために、2段階で増幅を計るnested PCRを用いたところ良好な結果が得られたため、リアルタイム定量PCRに進むための予備的検討に用いた。(3)8名の被験者による歯垢内の齲蝕関連菌を層別分布歯垢を810層に分離しS.mutansとS.sobrinusの分布を比較したところ、S.mutansはS.sobrinusより広範に検出された。同時に、菌の検出は歯垢の表中層で多く、その検出範囲やパターンには大きな個人差が認められた。このような歯垢の層別構造と関連した細菌叢に関する情報は、これまで報告がなく、個人の微生物因子における齲蝕リスクの評価や、殺菌剤の効果判定などに有用と考えられた。今年度の研究成果を以下に示す。1.歯垢内の齲蝕関連菌の層別分布に及ぼすフッ化第1スズ(SnF_2)の影響前年度に開発した16S ribosomal RNA遺伝子(16S rDNA)領域のユニバーサル・プライマーと両菌種に特異的なプライマーによるnested PCRを用いた定性的分析により、10名の被験者のSnF_2ゲル応用前後で歯垢内のS.mutansとS.sobrinusの層別分布パターンを比較し、この方法の有用性を検討した。その結果、(1)両菌種の検出パターンに個人差と菌種の違いの存在すること、(2)抗菌および歯垢抑制作用を有するといわれSnF_

2ゲル応用後の歯垢中で、両菌種とも生息域が有意に拡大することを明らかにした。16S rDNA領域のユニバーサルなプライマーと蛍光プローブを組み合わせた定量PCRにより、SnF_2ゲル応用前後の歯垢内細菌の層別密度分布を比較検討した。その結果、(1)歯垢内の細菌密度分布には、著しい個人差と、歯垢表層から中層にかけてピークが存在し内層に向けて減少する傾向が認められ、(2)SnF_2ゲル応用後に形成した歯垢では、歯垢内部を中心に有意な細菌密度の上昇がみられ、齲蝕関連菌の生息域の拡大する現象との関連が示唆された。ABI社製primer expressを用い、16S rDNA領域のユニバーサルプライマーに適合する蛍光プローブを設計した後、GeneBankのデータベースを利用したBLASTによる相同性検索で特異性を検討することにより齲蝕関連菌に対する蛍光プローブを作製した。このプローブを、2.におけるユニバーサルな蛍光プローブと置き換えることにより、齲蝕関連菌の歯垢内分布を明らかにすることが可能となった。
ベンチマ-キングのための不自然でないランダム論理回路の高速大量生成

SISなどの論理最適化システムの性能をランダム例題を入力として評価する際,「ランダム例題は人工的過ぎて現実の世界を反映していない」との批判が多い.本研究では,完全ランダム生成ではなく,論理回路の各種属性を制御できるランダム例題生成系の開発を目的として研究を行なった.平成8年度は,簡単な初期回路から回路の等価性を保存する基本変換をランダムに繰り返し適用することにより,回路を複雑化していくという手法を用いた例題集合生成システムの第1版を開発した.平成9年度は,前記のシステムに対して様々な改良を行なった.まず,第1版のシステムでは制御できなかった,回路素子のファンイン数を制限できるようにした.従って,以前は非常に大きな入力数の素子を有する回路の生成を阻止できなかったが,新しいシステムでは現実的な値,例えば4に制限して生成することができる.さらに,新しい生成システムでは以前のシステムでは不可能であった初期回路も自動生成する.以前は初期回路として,適当なベンチマーク回路等を選択してそれを入力する必要があった.しかし,新しいシステムではその必要がなくなり使い勝手が大幅に上昇した.また,その初期回路のパラメータ値を制御できるようにした.それは,オンセットの大きさや関数の「複雑さ」である.初期回路生成はCNF式の形で行なう.前者の制御はその充足割当の個数を数える必要があり,一般には膨大な時間を要する.ここでは,以前に我々が独自に開発した方包除原理を利用した手法を利用して高速化を図った.また,複雑さの制御ではリテラル数の多い節をどの程度加えるかによって行なった.有名なSISやトランスダクション法の評価を行ない,両者の性質の違いをある程度際だたせることに成功した.SISなどの論理最適化システムの性能をランダム例題を入力として評価する際,「ランダム例題は人工的過ぎて現実の世界を反映していない」との批判が多い.本研究では,完全ランダム生成ではなく,論理回路の各種属性を制御できるランダム例題生成系の開発を目的として研究を行なった.平成8年度は,簡単な初期回路から回路の等価性を保存する基本変換をランダムに繰り返し適用することにより,回路を複雑化していくという手法を用いた例題集合生成システムの第1版を開発した.平成9年度は,前記のシステムに対して様々な改良を行なった.まず,第1版のシステムでは制御できなかった,回路素子のファンイン数を制限できるようにした.従って,以前は非常に大きな入力数の素子を有する回路の生成を阻止できなかったが,新しいシステムでは現実的な値,例えば4に制限して生成することができる.さらに,新しい生成システムでは以前のシステムでは不可能であった初期回路も自動生成する.以前は初期回路として,適当なベンチマーク回路等を選択してそれを入力する必要があった.しかし,新しいシステムではその必要がなくなり使い勝手が大幅に上昇した.また,その初期回路のパラメータ値を制御できるようにした.それは,オンセットの大きさや関数の「複雑さ」である.初期回路生成はCNF式の形で行なう.前者の制御はその充足割当の個数を数える必要があり,一般には膨大な時間を要する.ここでは,以前に我々が独自に開発した方包除原理を利用した手法を利用して高速化を図った.また,複雑さの制御ではリテラル数の多い節をどの程度加えるかによって行なった.有名なSISやトランスダクション法の評価を行ない,両者の性質の違いをある程度際だたせることに成功した.論理回路最適化システムの性能評価のため,簡単な初期回路から回路の等価性を保存する基本変換をランダムに繰り返すことにより複雑なテスト回路を生成するという手法を用いたランダムベンチマーク集合生成システムの開発を行った.8年度は以下のような成果を得た.2.論理回路が実現する論理関数は初期回路によって定まる.我々は,素項をランダムに生成する手法を採用することによりランダム初期回路の生成システムを実現した.これにより,オンセットのサイズ(関数値が真になる割合)や関数の回路理論的複雑さを制御可能であるようなランダム初期回路生成システムを得ることができた.3.実働化を行い代表的な論理最適化システムであるSISとトランスダクションの評価作業を行った.実働化に際しては,上記ランダム初期回路生成システムの評価及び制御すべき属性のさらなる充実のため,初期回路をMCNC標準ベンチマークとした回路との比較を行った.これにより,SISおよびトランスダクションにとって,ランダム初期回路より生成された回路の方がMCNCベンチマークを用いたそれと比べてより最適化が難しいとの感触を得た.上記の結果は1997年のEuropean Design & Test Conference会議で発表予定である.生成システムの開発はまだ第一段階であり,システムの完成と最適化システムの本格的な評価作業は9年度の課題としたい.各種属性が制御できるランダム論理回路の生成システムの基本バ-ジョンを完成させ,それを利用して各種最適化システムの評価を試みた.まず,以前のシステムでは制御できなかった,回路素子のファンイン数を制限できるようにした.従って,以前は非常に大きな入力数の素子を有する回路の生成を阻止できなかったが,新しいシステムでは現実的な値,例えば4に制限して生成することができる.新しい生成システムでは以前のシステムでは不可能であった初期回路も自動生成する.以前は初期回路として,適当なベンチマーク回路等を選択してそれを入力する必要があった.しかし,新しいシステムではその必要がなくなり使い勝手が大幅に上昇した.更に,その初期回路のパラメータ値を制御できるようにした.それは,オンセットの大きさや関数の「複雑さ」である.初期回路生成はCNF式の形で行なう.前者の制御はその充足割当の個数を数える必要があり,一般には膨大な時間を要する.

ここでは,以前に我々が独自に開発した包除原理を利用した手法を利用して高速化を図った.また,複雑さの制御ではリタラル数の多い節をどの程度加えるかよって行なった.有名なSISやトランスダクション法の評価を行ない,両者の性質の違いをある程度際だたせることに成功した.
魚類白血球における病原真菌受容体とシグナル伝達物質の探策

真菌感染に対する魚類の生体防御は、白血球を中心とする宿主細胞による侵入菌糸の包囲化がその主体をなす。しかしながら、そのメカニズムについては明らかになっていない。本研究では、コイおよびニジマスを対象に、魚類白血球による病原真菌の認識とシグナル伝達系を含んだ活性化機構について研究を進めた。魚病真菌の一種であるAphanomyces piscicidaの産生するガラクトース結合性タンパク(GBP)がコイ白血球の活性化を誘導することを明らかにした。GBPで刺激された白血球では一部のタンパクにチロシンリン酸化の上昇が観察され、本タンパクがコイ白血球膜表面のGBPレセプタータンパクである可能性を示唆した。一方、ニジマスの病原真菌であるIchthyophonus hoferiとニジマス腎臓白血球を混合培養すると、生体内で認められる異物包囲化と類似の細胞反応が観察された。本反応は、顆粒球、マクロファージそしてリンパ球の多くの細胞種によって担われていることが明らかになった。包囲形成のプロセスは、顆粒球およびマクロファージのI. hoferiへの接着から始まり、その後、I. hoferiを中心にリンパ球を含んだ全ての白血球による細胞凝集が生じ、包囲化に至った。包囲形成過程におけるサイトカインの発現を調べたところ、炎症性サイトカインであるIL-1βおよびTNFαの発現上昇が包囲形成初期(顆粒球およびマクロファージの接着時)に認められ、I. hoferiとの接着により活性化された顆粒球およびマクロファージがこれらサイトカインを産生し、包囲形成に重要な役割を果している可能性を示唆した。包囲形成誘導に関与する病原体認識メカニズムについて調べたところ、多糖であるフコイダンおよびヘパリンがニジマス白血球によるI. hoferiの包囲化を阻害した。さらに、これら多糖は、I. hoferiに結合性を示す数種の白血球膜タンパクのI. hoferiへの結合も阻害し、本膜タンパクが包囲形成誘導レセプターである可能性を示唆した。本研究を通じ、糖鎖を介した認識機構が病原真菌に対する魚類生体防御の根幹をなしていることが確認できた。多くの温水性淡水魚類がAphanomyces piscicidaに起因する真菌性肉芽腫症の宿主となる中で、コイは抵抗性を示す魚種として知られている。我々は、コイの持つ抵抗性に着眼し、本菌に対するコイの生体防御機構を明らかにすることで、病原真菌に対する魚類免疫能を解明しようと研究を進めている。これまでに、A.piscicidaが産生するガラクトース結合性タンパク(GBP)を見出し、本タンパクがコイ白血球の活性化を誘導することを明らかにした。GBPによる白血球の活性化に伴うシグナル伝達機構を明らかにすることを目指し、本研究では、GBP刺激白血球におけるタンパク質のリン酸化について解析した。その結果、GBPで刺激された白血球は、無刺激の白血球に比べ、一部のタンパクにチロシンリン酸化の上昇が観察された。一方、セリンおよびレオニンのリン酸化に顕著な変化は認められなかった。次に、GBP刺激によりチロシンリン酸化を受けたタンパクが、白血球膜タンパクであるかを確認した。白血球膜タンパクにビオチン標識を行い、ビオチン-膜タンパク白血球を作成した。この標識白血球に対しGBP刺激を行い、タンパクのチロシンリン酸化を誘導したチロシンリン酸化タンパクを抗リン酸化チロシン抗体を用いた免疫沈降法により回収し、回収タンパクにおけるビオチン標識の有無を確認した。その結果、GBP刺激によりチロシンリン酸化を受けたビオチン陽性タンパクが認められた。このことから、GBPにより誘導されるチロシンリン酸化はある種の膜タンパクで起きていることが分かった。以上のことから、GBP刺激によるチロシンリン酸化タンパクを介したシグナル伝達機構がコイ白血球に存在することを示唆し、チロシンリン酸化タンパクはコイ白血球膜表面のGBPレセプタータンパクである可能性が示された。

包囲形成過程におけるサイトカインの発現を調べたところ、炎症性サイトカインであるIL-1βおよびTNFαの発現上昇が包囲形成初期(顆粒球およびマクロファージの接着時)に認められ、I. hoferiとの接着により活性化された顆粒球およびマクロファージがこれらサイトカインを産生し、包囲形成に重要な役割を果している可能性を示唆した。包囲形成誘導に関与する病原体認識メカニズムについて調べたところ、多糖であるフコイダンおよびヘパリンがニジマス白血球によるI. hoferiの包囲化を阻害した。さらに、これら多糖は、I. hoferiに結合性を示す数種の白血球膜タンパクのI. hoferiへの結合も阻害し、本膜タンパクが包囲形成誘導レセプターである可能性を示唆した。本研究を通じ、糖鎖を介した認識機構が病原真菌に対する魚類生体防御の根幹をなしていることが確認できた。
造血因子の情報伝達系の解析とその制御機構に関する研究

ヒト急性巨核球性白血病細胞より樹立されたM07細胞は、GMーCSFやILー3依存性に増殖する細胞株である。GMーCSFあるいはILー3でM07細胞を刺激すると、細胞質内蛋白(pー93やp70等)のチロシンリン酸化が認められた。チロシンフォスファタ-ゼ阻害剤は、これらの分子のチロシンリン酸化を増強し、しかもM07細胞の増殖も増強した。一方、プロテインキナ-ゼC活性化剤であるフォルボ-ルエステル(PMA)は、細胞内基質であるp93のチロシンリン酸化を抑制しM07細胞のGMーCSFによる増殖も抑制した。GMーCSFやILー3は上記チロシンキナ-ゼを活性化するばかりでなく、セリン・スレオニンキナ-ゼの一種であるRafー1癌原遺伝子産物のリン酸化ならびに活性化を引き起こした。一方、マウス線維芽細胞(Balb/3T3)はM07細胞の増殖を促したが、この増殖刺激活性は線維芽細胞の培養上清中(FCM)にも検出された。このFCMによるM07細胞の増殖は、チロシンキナ-ゼ阻害剤ゼニスチンにより完全に阻害され、FCMによる増殖にはチロシンキナ-ゼの関与が示唆された。抗リン酸化チロシン抗体ならびに抗cーkit抗体を用いた解析により、FCMによるM07細胞の増殖にはcーkit蛋白のチロシンリン酸化と活性化が重要な役割を担っている事が明かとなった。FCMの代わりにcーkitリガンドであるstemcell factor(SCF)を用いても同様の知見が得られた。さらに、各種AML細胞を用いてcーkitの発現を検討した。AML25例(80%)にcーkitのmRNAと蛋白の発現が認められた。しかし、cーkitの発現とFAB分類あるいは病像の間に有意の相関は認められなかった。cーkit蛋白を発現している11例のAML中6例でSCFはAML細胞の増殖を促し、しかもGMーCSFとの相乗効果が認められた。また、SCF刺激前より12例中7例に軽度ではあるがcーkit蛋白のチロシンリン酸化が認められた。以上のように、血球の増殖には造血因子によるチロシンキナ-ゼ・チロシンフォスファタ-ゼの活性化が極めて重要であると考えられる。
肝炎ウイルスと肝発がん

わが国における肝がん死亡者数は年々増加しており、疫学的には肝がん患者の9割以上にB型肝炎ウイルス(HBV)およびC型肝炎ウイルス(HCV)の感染が見られ、肝炎ウイルスの感染と肝炎、肝がんの発症が密接に関係している。HBV持続感染者では、肝炎が単にがん化の原因になっているのではなく、HBV自身がん原因子をもっていると考え、X遺伝子のがん化における関与を検討している。本年度の研究から、X遺伝子の転写にはエンハンサーによる肝特異的な調節機構があり、それをX蛋白質がコントロールしていることがわかった。さらに、X蛋白質について、セリンプロテアーゼインヒビター様の構造をもつことを指摘し、実際にセリンプロテアーゼの一つと特異的に結合し、阻害することを明らかにした。以上、X遺伝子の働きは、宿主側に逐次変化を誘発することによりがん化を起こす、一種の多段階発がんと考えられ、詳細についてさらに研究している。他方、HCVについては、HBV感染のない肝がん患者の90%以上にその感染が見られ、遺伝子の構造と発現の研究がスタートし急速に展開している。本年度の研究では、無細胞翻訳系および培養細胞を用いた遺伝子の一過性の発現実験からウイルス蛋白質を明らかにした。ゲノムのほぼ全体を占めるORF領域から前駆体蛋白質が合成され、それがプロセスされて個々の機能蛋白質になること、またこのプロセシングに宿主およびウイルスのプロテアーゼが関与することを示した。また、とくにウイルスのエンベロープ糖蛋白質をコードする領域に変異しやすい超可変領域が存在することを明らかにし、これと持続感染との関連を示唆した。以上の結果にもとづいて、HCV遺伝子のがん化での働きについて検討を始めた。
超臨界流体中の溶解度の推算とエントレーナーの役割

超臨界抽出を行うにあたり,抽出物の溶解度の温度・圧力・分子種依存性を明らかにすることを目的とした.そのために二つの異なった方法をとることにより,モデル化された系と,より現実的な系についての,理論的な考察を行った.混合溶媒,とりわけエントレーナーの効果について,一般的な知見を得ると同時に,現実の系との対応についても検討した.前者のためには,分子間相互作用の非常に簡単な組合わせについて,種々の温度と圧力範囲の超臨界状態の溶媒中での,第三の分子種である溶質の溶解度を,自由エネルギーを評価することにより求めた.後者のより現実的な系に対しては,二酸化炭素中でのメタノールのクラスター形成の温度・圧力依存性を調べ,二酸化炭素がクラスター形成にどのような影響を与えているかを計算機シミュレーションにより検討した.この結果、溶解度の密度依存性に関しても,引力相互作用の重要性と関連させて考察することが可能となった.超臨界抽出を行うにあたり,抽出物の溶解度の温度・圧力・分子種依存性を明らかにすることを目的とした.そのために二つの異なった方法をとることにより,モデル化された系と,より現実的な系についての,理論的な考察を行った.混合溶媒,とりわけエントレーナーの効果について,一般的な知見を得ると同時に,現実の系との対応についても検討した.前者のためには,分子間相互作用の非常に簡単な組合わせについて,種々の温度と圧力範囲の超臨界状態の溶媒中での,第三の分子種である溶質の溶解度を,自由エネルギーを評価することにより求めた.後者のより現実的な系に対しては,二酸化炭素中でのメタノールのクラスター形成の温度・圧力依存性を調べ,二酸化炭素がクラスター形成にどのような影響を与えているかを計算機シミュレーションにより検討した.この結果、溶解度の密度依存性に関しても,引力相互作用の重要性と関連させて考察することが可能となった.
反強磁性スピンゼーベック効果

本年度は磁性絶縁体と金属の界面における遷移金属と希土類のスピンと電荷の結合を解析した。遷移金属と希土類を理解することで、実験でよく使われている希土類・鉄・ガーネット(RE3Fe5O12)のスピンと電荷の結合を説明できる。また、この理論的解析はFe以外に遷移金属に適用することでガーネット以外に、新しい物質の可能性を探ることができる。遷移金属と希土類の磁性はそれぞれ3d電子と4f電子で定められた。3dと4f電子はそれぞれ、結晶場とスピン軌道相互作用に強く影響されて、それによって、局在電子の量子的分布が異方性を持っている。局在電子の異方性は伝導電子にどのように影響を与えるかを解析することで、スピンと電荷の結合を求めた。3d電子の結晶場は磁性絶縁体と金属の界面において、スピンゼーベックやスピンポンプで発生されたスピン竜に異方性を持たせる。この結果はPhysical Review B雑誌で「Crystal field effects on spin pumping」のタイトルで投稿されました。この理論はFeをベースにしたガーネットだけでなく、CoFe2O4など遷移金属をベースにした様々な新しい物質のスピン流発生現象に適用できた。4f電子のスピン軌道相互作用は磁性絶縁体と金属の界面において、磁化と電荷を結合させて、それによって電圧で磁化を制御することができることを証明した。また、これを利用して磁性記録装置のプロセスを数値的にモデルした。この結果はPhysical Review Letter雑誌で「Voltage control of rare-earth magnetic moments at the magnetic-insulatorーmetal interface」のタイトルで投稿された。本理論もRE3Fe5O12の磁性絶縁体と金属の界面におけるスピンゼーベック効果に適応できる。29年度が最終年度であるため、記入しない。スピンカロリトロニクスはスピン・熱・電流の理解や制御を対象とする分野である。近年発見された温度差によるスピン流の発生現象であるスピンゼーベック効果はこのスピンカロリトロニクス分野の代表として、現在世界中の研究者に注目されている。熱電変換の理論から、スピン流の制御による熱電変換効率の増加を含めた近年のスピンゼーベック効果の研究進行のレビューをAdvances of the IEEE Transactions on Magneticsに27年9月に投稿した。これまでのスピンゼーベック効果の実験でよく扱っているイットリウム・鉄・ガーネット(Y 3 Fe 5 O 12 , YIG)は複数の異なる磁化を持っている格子からできている。これまでのスピンゼーベック効果の実験でよく扱っているイットリウム・鉄・ガーネット(Y3Fe5O12,YIG)は複数の異なる磁化を持っている格子からできている。YIGの磁化は反強磁性的にふるまっている2種類の鉄イオン(Fe3+)の磁化からできている。スピンゼーベック効果によって発生したスピン流の大きさはスピンミキシング伝導度に比例している。スピンミキシング伝導度は局在スピンの磁化と伝導電子の相互作用によって定まれている。本研究は局在スピンに周辺の自由電子からどのようなスピントルクを与えるか、局在スピンがどのようなスピン流を発生するかを理論的に解析した。局在スピンを源に自由電子へ注入され、広がったスピン流を求めることができた。スピンミキシング伝導度は強磁性絶縁体と常磁性金属の界面の性質であり、(0次元)局在スピンの理論をこのような(2次元)界面に適用して、強磁性絶縁体から常磁性金属にポンプされたスピン流を求めるができた。平成27年10月、局在スピンのダンピング増加解析を行ったところ、当初の予想に反し、2次元局在スピン近似の結果が予想したものと異なることが判明したため、2次元局在スピン近似で解析モデル再検討を行い、計算対象を1次元、2次元に拡大した上でスピン間の相互作用を考慮する必要が生じた。また、スピン流理論解析にスピン間相互作用を入れなければならい。その理由により、局在スピンによるスピン流の分析に時間を要した。本年度の研究目的は希土類元素の磁化の源であるf電子のスピン注入現象を理解する。YIG内のイットリウムがf電子を持つ希土類元素に置き換えることで磁化が大きくなり、発生されたスピン流も大きくなる。f電子と同様にd電子も異方性を持つ。反強磁性的にふるまっている2種類の鉄イオン(Fe3+)の磁化もYIGの磁化を構成している。スピン流の大きさはスピンミキシング伝導度に比例している。強磁性絶縁体と常磁性金属の界面に存在する局在スピンと伝導電子の相互作用には、結晶方向が重要な様子の一つである。鉄は遷移金属の一つであり、結晶場相互作用に大きく影響されている。多くの物質では、遷移金属は正八面体や正四面体結晶状にある。結晶場による遷移金属の電子の波動関数の縮退がなくなり、磁化を作る3d起動波動関数は異方性を持つ。本研究は局在した遷移金属による磁化が周辺の自由電子にどのように影響するかを解析した。結晶場の影響で遷移金属を源に自由電子へ注入されたスピン流が異方性を持つことがわかりました。

この理論は遷移金属によって構成された強磁性絶縁体によるスピン流発生現象が、強磁性絶縁体と常磁性金属の界面の結晶方向に依存する。この理論解析も希土類元素によるスピン流発生現象にも適用できる。本年度の研究目的は希土類元素の磁化の源であるf電子のスピン注入現象を理解する。f電子はスピン角運動量と起動角運動量相互作用によって電子波動関数が異方性を持つ。YIG内のイットリウムがf電子を持つ希土類元素に置き換えることで磁化が大きくなり、発生されたスピン流も大きくなる。f電子と同様にd電子も異方性を持つ。本年度でこのような異方性によって局在磁化と伝導電子のダイナミックを解析して、発生されたスピン流も異方性を持つことがわかる。この結果を持ち、異方性のあるスピンポンプをタイトルに、カナダで2017年2月20-25日に開催されたSpin Mechanics4学会に発表する予定でしたが、カナダのビザが拒否されて、発表できなかった。現在、結果を論文にまとめている。本年度は磁性絶縁体と金属の界面における遷移金属と希土類のスピンと電荷の結合を解析した。遷移金属と希土類を理解することで、実験でよく使われている希土類・鉄・ガーネット(RE3Fe5O12)のスピンと電荷の結合を説明できる。また、この理論的解析はFe以外に遷移金属に適用することでガーネット以外に、新しい物質の可能性を探ることができる。遷移金属と希土類の磁性はそれぞれ3d電子と4f電子で定められた。3dと4f電子はそれぞれ、結晶場とスピン軌道相互作用に強く影響されて、それによって、局在電子の量子的分布が異方性を持っている。局在電子の異方性は伝導電子にどのように影響を与えるかを解析することで、スピンと電荷の結合を求めた。3d電子の結晶場は磁性絶縁体と金属の界面において、スピンゼーベックやスピンポンプで発生されたスピン竜に異方性を持たせる。この結果はPhysical Review B雑誌で「Crystal field effects on spin pumping」のタイトルで投稿されました。この理論はFeをベースにしたガーネットだけでなく、CoFe2O4など遷移金属をベースにした様々な新しい物質のスピン流発生現象に適用できた。4f電子のスピン軌道相互作用は磁性絶縁体と金属の界面において、磁化と電荷を結合させて、それによって電圧で磁化を制御することができることを証明した。また、これを利用して磁性記録装置のプロセスを数値的にモデルした。この結果はPhysical Review Letter雑誌で「Voltage control of rare-earth magnetic moments at the magnetic-insulatorーmetal interface」のタイトルで投稿された。本理論もRE3Fe5O12の磁性絶縁体と金属の界面におけるスピンゼーベック効果に適応できる。YIGの磁化は反強磁性的にふるまっている2種類の鉄イオン(Fe3+)の磁化からできている。鉄は遷移金属の一つであり、結晶場相互作用に大きく影響されている。
正則函数のクラスに於ける擬微分方程式系の代数解析的研究

本年度の科学研究費による研究では、申請書に書いた二つの主題:[1]無限階擬微分方程式系の正則函数のクラスにおける初期値問題の研究。[2]無限階微分方程式系の可解性及び解の接続性の研究。のうち、[1]については、柏原正樹およびP.Schapiraにならい、正則函数に作用する擬微分作用素のクラスとその作用を適切に表現するカテゴリーを構成することができた。そのカテゴリーは、層の超局所台の概念を用いて定義されるもので、擬微分作用素に対しそのカテゴリーにおける正則函数の層の自己準局型を定義することで作用を定式化している。これは積分核を用いて具体的に作用を考えるのと同じことになるが、より関手的な取り扱いが可能となる分だけ優れていると言える。そこで次に、実際に初期値問題を関手的に記述し、解いてゆくことが問題となるが、それについては現在研究中であり、来年度の継続主題となった。次に、主題[2]については、現在、昨年度までの研究で得られた主に柱状領域での畳込み方程式に関する結果を複素領域の結果に拡張すべく研究中であり、特に目覚ましい成果は本年度はまだ得られていないが、昨年度までの結果を中心とした内容の講演を、ブルガリアにおける国際研究集会で行った。分担者日野は、積分方程式の研究を行い、作用の具体的な構成の考察に役立った。また、岡田は畳込み作用素の超局所台の考察に寄与をなした。筒井は、複素領域の偏微分方程式の特異性を研究することで、無限階の場合の特異性の研究の方向性を示した。
離散幾何とその応用

離散幾何およびその応用に関して以下の研究結果を得た。1.R^n内のn次元単体Tに対して、Tの1つの面の決定する超平面に関してTと対称な単体をとることを`Tを面に関して折り返す'と言う。ある単体Tから出発して、`面に関して折り返す'操作を次々行って得られる単体達の頂点の集合をΩ(T)で表す。このとき(1)n>2でTがn次元の正則単体ならΩ(T)はR^nで到るところ稠密である。(2)平面上の三角形Tについては、3つの角が(60°,60°,60°),(30°,30°,120°),(45°,45°,90°)(30°,60°,90°)となる4つの場合を除いてΩ(T)は平面上到るところ稠密である。(平面の場合については、P.フランクル(仏)、I.バラニ-(ハンガリ-)の協力による。)2.n次元ユ-クリッド空間内の辺長1の等辺フレ-ムワ-クに関して、(1)どんな等辺フレ-ムワ-クFもrigidな等辺フレ-ムワ-クに拡大できる。(2)Fがその形を変えずにrigidな等辺フレ-ムワ-クに拡張できるための必要十分条件は、Fの頂点間の距離がすべて代数的数であることである。(3)任意の代数的数r>0はR^n内のrigidな等辺フレ-ムワ-クの2頂点間の距離として実現される。3.平面上の等辺フレ-ムワ-クでrigidでしかも三角形を持たないものが存在するかという問題に対して、2部グラフとなる平面上のrigidな等辺フレ-ムワ-クを構成してみせた。そのほか、研究課題と周辺領域に入る多くの結果を得たが、それらについては割愛する。
負の圧力下の水・エタノール・ベンゼンの熱膨張率・圧縮率の測定

1.液体を密封したベルセロ系の温度と液体の圧力は(dp/dT)=(βe-βs)/(Ke+Ks)に従って変化する(β、Kはそれぞれ熱膨張率、圧縮率、添字lは液体Sは容器固体)。この式を用いて以下の手順で負圧下の液体のβ、Kを求める。(1)液体の圧力Pを正圧から負圧域にわたって測定する。この圧力は、密封条件にも依存しP(T;To)と書ける。ToはP=Oとなる温度。(2)水の場合、状態方程式を用いると、正圧域でのβ、Kには精度良く計算できる。これ等と(1)で測定したP(T;To)から求めた(dp/dT)より、正圧域でのβs、Ksの温度、圧力依存性を定める。(3)個体のβ、Kの温度圧力依存性は、充分の近似精度で線形である。したがって負圧域でのβKは、(2)で定めたβs、Ksを外挿し、これに(1)の測定計算より求めた負在域のdp/dT)から、負圧域でのβe、Keを非線形最小2乗法により決定する。2.これまでに実行できたのは、水を用いてのベルセロ容器の装置定数の決定、すなわち1.(2)までである。この遅れは、液体のβ10^<-4>、K10^<-5>と小さい量であるため、温度は0.01°C、圧力は0.1barまで測定する必要があり、容器の再設計、温調回路の作り直しに時間をとられたからである。3.水、エタノール・ベンゼンについてP(T;To)は、これまでのところ075°C、-160bar+300barの範囲で測定できた。しかし、より高負圧においては、温度平衝が達成される前にキャビテーションが起きるため末だ測定できない。又、データの再現性になを改善の余地を残している。したがって、これ等の液体について、P(T;To)を、種々のToについて測定し、P-T平面で充分多数のこれ等ベルセロ線を測定し、精度を向上することが残された課題である。