hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
低温菌由来酵素の低温高活性構造の解明と安定な酵素への改良

酵素の低温適応の分子機構を明らかにするため、低温菌Shewanella frigidimarina K14-2のトリプトファン合成酵素αサブユニットを結晶化して立体構造を調べ、物理化学的性質も調べて常温菌E. coliの同酵素と比較した。低温菌酵素の方が熱や変性剤に不安定なのは変性速度が速くて再生速度が遅いためであった。変性は二状態転移で共同性が高かった。他種の同酵素と比べて、分子内空洞が大きく、イオン対が少なかった。触媒残基を含むループ近傍の水素結合が欠けていた。これらの特徴によって配座柔軟性が与えられ、低温で高い活性がもたらせれると考えられる。低温菌Shewanella frigidimarina由来トリプトファン合成酵素αサブユニット(以下、低温菌酵素)の特徴を、低温高活性であることだけでなく変性しやすさ等も含めたタンパク質化学的全体像で大腸菌αサブユニット(以下、中温菌酵素)と比較することを中心に実施した。変性挙動については油谷克英(理研)らの協力を得て、グアニジン塩酸存在下での低温菌酵素と中温菌酵素の変性速度等を測定した。その結果を結晶構造や熱測定の結果と合わせて検討し、低温菌酵素の変性しやすさが変性と復元の速度の違いによること、大腸菌酵素が多段階変性を示すのと対照的に低温菌酵素は単純な二状態変性を示すことによることが分かった。この結果は、第13回極限環境生物学会年会(平成24年12月東京)で発表した。また、広い温度範囲で活性を比較するために、従来法では共存酵素GADHの熱変性で無理があったので、インドール定量という別法によって555°Cまで広範囲の活性を測定した。その結果、低温菌酵素は、低温域のみならず測定した全温度範囲で中温菌酵素より高い活性を示した。最大活性は、低温菌酵素が40数°Cで、中温菌酵素の45°Cと僅かな違いしかなく、両酵素の熱安定性が大差ないために高温側温度域でも低温菌酵素の活性の方が高いと考えられた。この結果を含めて本低温菌酵素の特徴を中温菌酵素のそれと比較し、まとめた投稿論文を現在、作成中である。熱安定化に関しては、計画している低温菌プロテアーゼで進化工学のランダム変異を行う範囲を短縮できるか、前駆体プロ領域の欠失を行った。その結果、プロ領域を欠失させた組換え体ではプロセッシングされず、25°Cでも30°Cでも成熟酵素が生産されないことが分かった。前駆体全体の遺伝子では25°Cで成熟酵素が生産される。この結果は、平成24年度日本水産学会秋季大会(平成24年9月下関)で発表した。低温菌Shewanella frigidimarina由来トリプトファン合成酵素αサブユニットの結晶構造、活性や安定性などの性質についてまとめ、J. Biochem.(2014)155, 73-82に公表した。この中で、中温菌酵素に比べて低温菌酵素がどの様な特性の違いを有しているか考察し、こうした違いをもたらす構造の特徴との相関を議論した。結晶構造比較から低温菌酵素トリプトファン合成酵素αサブユニットの低温高活性に寄与すると推定したアミノ酸残基Leu211を中温菌型酵素型のGlnに置換した変異酵素について、インドール測定法を用いて555°Cの広範囲で酵素活性を測定し、低温菌酵素、中温菌酵素と比較した。その結果、常温での活性に対する低温での活性の相対値を比べると、変異酵素は低温菌酵素と中温菌酵素の中間で、低温高活性さが低下した。しかし、変異酵素の比活性は全温度範囲で低温菌酵素の1/3程度に低下していた。これらの結果は、Leu211アミノ酸残基が低温高活性に寄与しているだけでなく、低温菌酵素の比活性の高さにも関係していることを示している。低温菌トリプトファン合成酵素α2β2複合体は解析できる結晶に成長しなかったため、低温高活性構造の考察はαサブユニットでまとめることにした。低温菌Vibrioプロテアーゼの進化工学については、昨年度の成果を基に、酵素前駆体の遺伝子を材料として変異誘発実験を行った。が、アゾコール基質では予想よりバラツキが大きくて変異体の検出が困難だったため、基質特異性を検討した。その結果、天然コラーゲンでは本酵素は構造が緩んだ架橋部を切断し、三重らせん部分は切断しにくいことが分かり、平成25年度秋季日本水産学会大会(平成25年9月津市)で発表した。さらに蛍光標識合成ペプチドも本酵素が分解することが分かり、進化工学に適した安定な測定が可能なことを確認できた。結晶構造解析に成功し、立体構造が明らかになった低温菌Shewanella frigidimarina K14-2由来トリプトファン合成酵素αサブユニットの立体構造についての研究成果は、酵素の内部構造の詳細な比較等を行い、投稿準備中である。

平成23年度の主要な研究目的であった低温菌酵素の低温高活性構造の解析については成果が得られた。即ち、上記の結晶解析に基づいて、低温高活性に影響する部位を4箇所推定した。それらの部位の各々について、タンパク質工学によって中温菌由来対照酵素の同部位のアミノ酸に置換した変異酵素を作製した。4箇所の部位とは、同酵素のloop-Aを支える3箇所とloop-Bを支える1箇所である。結果として、loop-Bを支えるLeu210を対照中温菌型のGlnに置換したところ、低温での活性が低下した。loop-Aを支えるSer72とThr77については中温菌型に置換しても活性の温度依存性は大きくは変わらなかった。また、loop-Aを支えるPhe53を中温菌型のIleやValに置換した場合は全体に活性が低下し、構造安定性に影響する部位であると推定された。これらの成果は極限環境生物学会年会(平成23年11月長崎)で発表した。また、重要性が示されたLue210での変異結果を明確にするため、同部位に限定して同属アミノ酸Ileや性質の異なるGlu等に置換した変異酵素を作製して、精製し、比較した。その結果、同部位が疎水性アミノ酸の場合のみ低温での活性が高いことが確認された。この成果は日本水産学会春季大会(平成24年3月東京)で発表した。平成23年度の2番目の目的であった、低温菌トリプトファン合成酵素α2β2複合体の結晶解析については、初期の結晶生成はできたが、結晶が構造解析に必要な大きさに成長せず、観察を続けながら成長条件を探しているところである。平成23年度までの低温菌酵素と中温菌酵素の活性の比較は低温域が中心で、高温域での挙動や安定性の分析が不十分であった。本年度は低温菌酵素の変性挙動や広範囲の温度域での活性を測定して、酵素のタンパク質化学的な特徴の全体像を明らかにした。これによって、低温菌酵素というものが、中温菌酵素に比して安定性をある程度犠牲にして高活性を得るという特徴が明確になった。この結果を昨年度までの結果に加えて、総合的に低温菌酵素の特徴をまとめた投稿論文を現在、作成中である。低温菌酵素の進化工学による熱安定化については、トリプトファン合成酵素と共に計画しているもう一つの研究試料である低温菌Vibrioプロテアーゼで進んだ。進化工学による変異酵素の分析・解釈をスムーズにするために、酵素前駆体のプロ領域の欠失が可能か調べた。その結果、組換え体中ではプロセッシングが阻害されることが分かり、現在、前駆体酵素の遺伝子を実験材料として進化工学を開始している。低温菌トリプトファン合成酵素のβサブユニットおよびα2β2複合体の結晶化については、24年度中には結晶成長が認められなかった。本研究課題の目的である低温菌酵素の低温高活性構造の解明については、詳細な分析まで進行しているαサブユニットの結果を中心に解析結果を整理することで説明できると判断している。低温菌S. frigidimarina K14-2由来トリプトファン合成酵素αサブユニットの結晶構造解析結果については、投稿原稿がほぼ完成して平成24年前半の論文発表を目指している。低温菌の同酵素αサブユニットの低温高活性をもたらす部位を特定することが出来たのは本年度の大きな成果であった。
消化器癌における癌細胞-間葉細胞間の相互作用機構の解明と新規抗腫瘍療法の開発

膵臓癌における癌-間質細胞の相互作用に注目した。膵癌細胞がFibroblastgrowthfacto-Receptor(FGFR)2を、周囲問質細胞がFGF10を発現していた。FGFR2を強発現する膵癌では予後が不良であった。また、FGF10はFGFR2発現膵癌細胞株の細胞遊走、浸潤能を誘導した。このことから、間質細胞がFGF10-FGFR2を介し、膵癌の悪性化の一助をになっていると考えられた。近年,癌細胞の増殖,浸潤には周囲の間質細胞からのシグナルが重要な役割を果たしていることが注目されている。本研究の目的は,消化器癌における癌細胞と周囲の間質細胞間の相互作用の分子機構を解明することである。そして,これらの知識を応用して,新規の抗腫瘍作用を持つ薬剤を開発する。本研究のモデルとして,我々はその予後が依然不良である膵臓癌を用いた。特に,膵臓の初期発生段階において重要な役割を果たすとされるfibroblast growth factor-10(FGF10)とその受容体であるFGF-receptor-2(FGFR-2)に注目した。膵癌摘出標本の免疫染色では,FGF10は癌細胞周囲の間質細胞にその発現が認められ,FGFR-2は癌細胞自身に発現していた。興味深いことに,癌細胞におけるFGFR-2発現が強く認められる症例はその発現が弱い症例に比して有意に予後不良であった。このことから,問質細胞由来のFGF-10が癌細胞に何らかの作用をおこし,癌の悪性度を高めている可能性が示された。膵癌細胞株でのFGFR-2の発現を検討すると,その発現を認めるものと認めないものに分かれた。そこで,FGF10によるこれらの細胞への増殖,浸潤能への影響を検討した。FGF10はこれらの細胞の増殖能には特に変化を起こさなかったが,FGFR-2を発現している細胞に対しては細胞遊走能,浸潤能を誘導した。これらのことから,間質細胞はFGF10-FGFR-2シグナルを介し,癌細胞の遊走浸潤能を誘導していると考えられ,これらのシグナルを阻害することで癌の進展を抑制できる可能性が示唆された。本研究の目的は、癌細胞と間葉系細胞の間の相互作用が癌の進展にどのように関わっているか、分子生物学的手法を用いて検討し、新しい治療法の開発に役立てることである。本研究にては、特に膵臓癌における癌細胞と間葉系細胞の相互作用に注目した。その中でも、特にFibroblast growthfactor(FGF)-10とその受容体であるFGF-Receptor(FGFR)2に注目した。FGF10は膵臓の初期発生段階で原腸細胞から膵芽細胞が分化する際に、原腸細胞周囲の間質細胞が発現しており、このシグナルを受けてFGFR2を発現する膵芽細胞が増殖することが知られている。このような現象が癌組織においても認められるのではないかと考え、膵癌組織における両分子の発現を免疫染色により検討した。すると、膵癌細胞はFGFR2を発現しており、また、その周囲間質に散在性にFGF10を発現する間葉系細胞が存在することを解明した。加えて、膵癌細胞のFGFR2の発現が強度の症例ではその予後が不良であることを見出した。そこで、膵癌細胞株を用い、その分子メカニズムの解明を目指した。FGF10を、FGFR2発現膵癌細胞株培養液中に添加すると、細胞増殖能には変化を認めなかったが、細胞遊走能、浸潤能が誘導された。加えて、FGF10の添加により、膵癌細胞株はTranforming growth factor(TGF)-βの分泌が亢進していることが判明した。このことから、間質細胞が発現するFGF10が膵癌細胞株にparacrineに作用し、TGF-βの発現を介して細胞の遊走、浸潤能を誘導し、これが膵癌の悪性化の一助をになっていると考えられた。このような機構を阻害することで、新しい膵癌の治療法が開発される可能性があると考えられた。
2003年水稲冷害に関する作物学的緊急調査研究

2003年度の北日本太平洋岸を中心とした冷害の実態把握と,その異常気象下での水稲において観察された事象を整理し,今後,作物学的な解明が必要とされる点を抽出した.初めに,被害の大きかった北海道と青森県,岩手県,宮城県の気象を,イネの生育に関連させて解析した.特に,今回以上の大冷害となった1993年の気象と比較すると,2003年では7月下旬から低温が回復したことが大きな違いであった。したがって,2003年では,8月上旬も低温が続いた1993年に比べて被害が軽く済んだものと考えられた.このことから,1993年以降の10年間における栽培技術や品種の進歩が被害を軽減させたのではないことを示しており,今後,さらなる冷害対策技術の進歩の必要性が明らかとなった.そのような中で,水稲の低温感受性が強い時期を7月中下旬から外すために各県で指導され始めた「遅植栽培」が評価できた.さらに,北日本以外の日本各地で,2003年の異常気象が稲作に与えた影響も解析した結果,北陸地方では例年より低い気温が良質米生産に結びついた例も挙げられた.岩手県と宮城県で,冷害色が濃くなってきた頃から実施していた研究の中で,急遽,冷害を意識しての調査が行われ,その解析も本研究に取り込み,今後の,水稲冷害の作物学的な研究の方向性を論議した.そこで取り上げたものは,1圃場内での位置や生育状態などが関係する低温の影響の解析,花粉数と登熟の関係,出穂から開花までの日数と登熟との関係,低温下で登熟に至らなかった米の構造的解析などがある.これらの研究の中で,冷害に対抗する栽培技術としての深水栽培法も解析した結果,本栽培法が有望な技術として作物学的な研究を発展させる必要性が明らかになった.2003年度の北日本太平洋岸を中心とした冷害の実態把握と,その異常気象下での水稲において観察された事象を整理し,今後,作物学的な解明が必要とされる点を抽出した.初めに,被害の大きかった北海道と青森県,岩手県,宮城県の気象を,イネの生育に関連させて解析した.特に,今回以上の大冷害となった1993年の気象と比較すると,2003年では7月下旬から低温が回復したことが大きな違いであった。したがって,2003年では,8月上旬も低温が続いた1993年に比べて被害が軽く済んだものと考えられた.このことから,1993年以降の10年間における栽培技術や品種の進歩が被害を軽減させたのではないことを示しており,今後,さらなる冷害対策技術の進歩の必要性が明らかとなった.そのような中で,水稲の低温感受性が強い時期を7月中下旬から外すために各県で指導され始めた「遅植栽培」が評価できた.さらに,北日本以外の日本各地で,2003年の異常気象が稲作に与えた影響も解析した結果,北陸地方では例年より低い気温が良質米生産に結びついた例も挙げられた.岩手県と宮城県で,冷害色が濃くなってきた頃から実施していた研究の中で,急遽,冷害を意識しての調査が行われ,その解析も本研究に取り込み,今後の,水稲冷害の作物学的な研究の方向性を論議した.そこで取り上げたものは,1圃場内での位置や生育状態などが関係する低温の影響の解析,花粉数と登熟の関係,出穂から開花までの日数と登熟との関係,低温下で登熟に至らなかった米の構造的解析などがある.これらの研究の中で,冷害に対抗する栽培技術としての深水栽培法も解析した結果,本栽培法が有望な技術として作物学的な研究を発展させる必要性が明らかになった.2003年度の北日本太平洋岸を中心とした冷害の実態把握と,その異常気象下での水稲において観察された事象を整理し,今後,作物学的な解明が必要とされる点を抽出した.初めに,被害の大きかった北海道と青森県,岩手県,宮城県の気象を,イネの生育に関連させて解析した.特に,今回以上の大冷害となった1993年の気象と比較すると,2003年では7月下旬から低温が回復し,それが8月上旬も低温が続いた1993年より被害が軽く済んだことの最大の要因と考えられた.このことは,10年間での栽培技術や品種の進歩だけで被害を軽減させたのではなく,今後,さらなる冷害対策技術の進歩の必要性が明らかとなった.そのような中で,水稲の低温感受性が強い時期を7月中下旬から外すために各県で指導され始めた「遅植栽培」が評価できた.また,北日本以外の日本各地で,2003年の異常気象が稲作に与えた影響も解析した.北陸地方では例年より低い気温が良質米生産に結びついた例も挙げられた.岩手県と宮城県で,冷害色が濃くなってきた頃から実施していた研究の中で,急遽,冷害を意識しての調査が行われ,その解析も本研究に取り込み,今後の,水稲冷害の作物学的な研究の方向性を論議した.

そこで取り上げたものは,1圃場内での位置や生育状態などが関係する低温の影響の解析,花粉数と登熟の関係,出穂から開花までの日数と登熟との関係,低温下で登熟に至らなかった米の構造的解析などがある.また,冷害に対抗する栽培技術としての深水栽培法も解析し,有望な技術として作物学的な研究を発展させる必要性を示した.
UHRF1が関わる新規ヒストン修飾についての機能解析

私達はヌクレオソーム近傍で機能するUHRF1タンパク質複合体に水酸化酵素JMJD6が含まれている事を発見し、試験管内でJMJD6がヒストンタンパク質中のリジン残基を水酸化することを見出した。さらにJmjd6野生型マウス胚から精製したヒストンに水酸化リジンが含まれ、ノックアウトマウス胚からのヒストンには含まれないことから、生体内でJmjd6がヒストンのリジン残基水酸化の責任酵素であることを明らかにした。我々は発癌と深い関わりを持つUHRF1が水酸化酵素JMJD6と相互作用する事を試験管内で免疫沈降法を用いて発見した。UHRF1はDNAメチル化状態の母親細胞から娘細胞への継承に寄与し、またピストンのメチル化やアセチル化等に関与する非常に重要なタンパク質である。UHRF1はヌクレオソーム近傍で機能しているため、UHRF1と結合したJMJD6がヒストンの水酸化を行っている可能性を検討した。JMJD6の細胞内局在を調べたところ、JMJD6はUHRF1と共局在する事が分かり、ピストンがJMJD6の基質となり得る事が示唆された。ピストンのリジン残基の水酸化は未だ報告がなく、ピストンのアセチル化やメチル化修飾と拮抗もしくは協調して遺伝子の転写調節に関与する新規の重要な修飾である可能性がある。我々はJMJD6がヒストンH3とH4のリジン残基を試験管内で非常に効率よく水酸化する事を実験的に証明した。我々はアミノ酸組成解析と核磁気共鳴(NMR)解析でJMJD6がリジン残基の5位の炭素に水酸基を付加する事も見いだした。この部位は、アセチル基やメチル基が付加される場所と異なるため、水酸化はアセチル化やメチル化に影響しない可能性が考えられた。そこで水酸化リジンをアセチル化酵素やメチル化酵素が修飾できるかどうかについて試験管内で検討したところ、水酸基がついたリジンはこれらの酵素によるアセチル化やメチル化を非常に受けにくくなっている事が分かり、水酸化はアセチル化やメチル化修飾と拮抗する可能性が示唆された。現在、我々は細胞内でも同様にJMJD6がヒストンリジンを修飾するのか、またアセチル化やメチル化といった修飾と拮抗して転写を制御しているのか、およびその転写制御が癌化にどう結びつくのかについて検討している。我々は発癌と深い関わりを持つUHRF1のタンパク質複合体に水酸化酵素JMJD6が含まれている事を発見した。UHRF1はDNAメチル化の継承およびヒストン修飾の認識・付加に関与するタンパク質である。そこで、ヒストンがJMJD6の基質になるかを検討したところ、JMJD6は試験管内でヒストンのリジン残基を水酸化した。ヒストンの水酸化はこれまでに報告がなかったため、まず生体内のヒストンに水酸化リジンが含まれているかを検討した。我々はマウスの精巣およびES細胞、14.5日胚から精製したヒストン中に水酸化リジンが含まれていることをアミノ酸組成解析で明らかにした(理研・堂前直先生との共同研究)。次にJMJD6ノックアウト14.5日胚からヒストンを精製し、JMJD6非存在下では、ヒストンに水酸化リジンが含まれないことを明らかにした(九大生医所・福井宣規先生、理研・堂前直先生との共同研究)。我々はリジン残基の水酸化される炭素原子とアセチル化/メチル化される炭素原子が異なることをMRとアミノ酸組成解析で明らかにした(京大・白川昌宏先生、理研・堂前直先生との共同研究)。水酸化とアセチル化/メチル化される炭素原子は異なるものの、試験管内で永酸基がついたリジン残基はアセチル化酵素・メチル化酵素によってアセチル化・メチル化を非常に受けにくくなっている事を明らかにした。この結果は、生体内でのヒストン水酸化の生理的意義を推察する上で重要な知見である。これらの結果より、我々はヒストンの「水酸化」という新規ヒストン修飾を発見し、その責任酵素を同定することに成功した。今後はヒストン水酸化の生理的意義の解明に取り組む。
咀嚼機能の成長発育とその評価法(咀嚼の偏好性について)

本研究の目的は,各種習慣性咀嚼側の評価法において,それぞれに特色を生かした最も適切な評価法を確立することである.また,それを規準とし,青年期の咀嚼機能の成長変化を評価し,実際の歯科補綴臨床の場に生かすことである.被験者は機能的にも形態的にも正常な咬合を有する2223歳の男女20名である.習慣性咀嚼側は,以下の各咀嚼機能因子より算出された側性係数を用いて,主成分分析を応用することにより総合評価された.各咀嚼機能因子は,左右それぞれの(14)ガム咀嚼10ストロークによるサイクルタイム,開口,閉口,咬合時間の変動係数, (5)30ストローク自由咀嚼中のストローク数,最大クレンチング時, 10%クレンチング時における(6,7)咬合力(8,9)咬合接触面積と(10,11)咬筋筋電位,そして,(12)アンケートによる咀嚼側の調査結果である.ガム咀嚼分析にはサホンビジトレーナー(佐藤医療電子製作所),咬合力,咬合接触面積分析にはデンタルプレスケールおよびオクルーザー(フジフィルム),筋電位分析には,マッスルバランスモニター(GC),が用いられた.そして,個性係数が以下の式により算出され,主成分分析が統計ソフトNAP(医学書院)により行われた.Lateralquotient(LQ)=(Right-Left)/(Right+Left+Both)×100(%)主成分分析の結果より,1,累積寄与率71. 5%で12の咀嚼機能因子を4つの因子(咬合,初期接触,咀嚼,咬筋)を以て総合評価できた.2,アンケート調査による習慣性咀嚼側に対する意識が,咀嚼リズムの安定性(CV)と自由咀嚼中の偏咀嚼率と同様の傾向を示した.3,2の結果より咀嚼リズムの安定性の中でも特に開口時間における安定度の影響が大きく,習慣性咀嚼側の意識との関連が示唆された.本研究の目的は,各種習慣性咀嚼側の評価法において,それぞれに特色を生かした最も適切な評価法を確立することである.また,それを基準とし,青年期の咀嚼機能の成長変化を評価し,実際の歯科補綴臨床の場に生かすことである.被験者は機能的にも形態的にも正常な咬合を有する2223歳の男女20名である.習慣性咀嚼側は,以下の各咀嚼機能因子より算出された側性係数を用いて,主成分分析を応用することにより総合評価された.各咀嚼機能因子は,左右それぞれの,ガム咀嚼10ストロークによるサイクルタイムの変動係数,30ストローク自由咀嚼中のストローク数,最大クレンチング時の,50%クレンチング時,10%クレンチング時における,咬合力、咬合接触面積と咬筋筋電位,そして,アンケートによる咀嚼側の調査結果である.主成分分析の結果,習慣性咀嚼側は4つの因子,クレンチング時咬合因子,弱クレンチング因子クレンチング時筋因子咀嚼因子を用いて評価できることが確認された.また,主成分得点を算出することにより,個々の被験者の習慣性咀嚼側の総合評価が可能となった.本研究の目的は,各種習慣性咀嚼側の評価法において,それぞれに特色を生かした最も適切な評価法を確立することである.また,それを規準とし,青年期の咀嚼機能の成長変化を評価し,実際の歯科補綴臨床の場に生かすことである.被験者は機能的にも形態的にも正常な咬合を有する2223歳の男女20名である.習慣性咀嚼側は,以下の各咀嚼機能因子より算出された側性係数を用いて,主成分分析を応用することにより総合評価された.各咀嚼機能因子は,左右それぞれの(14)ガム咀嚼10ストロークによるサイクルタイム,開口,閉口,咬合時間の変動係数, (5)30ストローク自由咀嚼中のストローク数,最大クレンチング時, 10%クレンチング時における(6,7)咬合力(8,9)咬合接触面積と(10,11)咬筋筋電位,そして,(12)アンケートによる咀嚼側の調査結果である.ガム咀嚼分析にはサホンビジトレーナー(佐藤医療電子製作所),咬合力,咬合接触面積分析にはデンタルプレスケールおよびオクルーザー(フジフィルム),筋電位分析には,マッスルバランスモニター(GC),が用いられた.そして,個性係数が以下の式により算出され,主成分分析が統計ソフトNAP(医学書院)により行われた.Lateralquotient(LQ)=(Right-Left)/(Right+Left+Both)×100(%)主成分分析の結果より,1,累積寄与率71. 5%で12の咀嚼機能因子を4つの因子(咬合,初期接触,咀嚼,咬筋)を以て総合評価できた.2,アンケート調査による習慣

性咀嚼側に対する意識が,咀嚼リズムの安定性(CV)と自由咀嚼中の偏咀嚼率と同様の傾向を示した.3,2の結果より咀嚼リズムの安定性の中でも特に開口時間における安定度の影響が大きく,習慣性咀嚼側の意識との関連が示唆された.
上皮間葉転換誘導因子を標的とする卵巣癌の抗癌剤感受性増強と転移抑制治療法の開発

卵巣癌の転移浸潤における上皮間葉転換(EMT)の意義、特にEMT誘導転写因子TWISTが腹膜播種形成や抗癌剤耐性に促進的な影響を及ぼしていることを明らかにした。さらに、抗癌剤に耐性化した再発・再燃卵巣癌におけるEMT発現と局所環境における転移・浸潤能亢進とのリンクが示された。EMT誘導転写因子を分子標的とすることによって再発あるいは薬剤耐性卵巣癌に対する治療に応用できる可能性が示唆された。癌細胞が転移浸潤するときには上皮・間葉形態転換現象(Epithelial-Mesenchymal Transition:EMT)が関与する。今年度はEMT誘導転写因子であるTWISTに注目した。卵巣がんの腹膜播種は1)原発巣から腹腔内への腫瘍細胞の離脱、2)臓側あるいは腹側に広がる腹膜中皮細胞との接着、3)腹膜中皮間隙の遊走浸潤と局所増殖という3つの過程から成る。2)および3)に関して、TWISTの発現抑制が腹膜中皮と腫瘍細胞の接着に与える影響を検討した。卵巣がん細胞株HEYにおいて、RNA-iによるTWIST抑制がMET (Mesenchymal-epithelial transition)を誘導し、運動能と浸潤能を低下させ、単層培養した腹膜中皮細胞との接着を抑制した。このTWISTをノックダウンした細胞ではCD29やCD44などの接着分子とともにマトリックスプロテアーゼ2 (MMP2)や膜型MMPなどの発現が抑制され、TWISTと細胞接着・転移浸潤関連分子とのリンクが明らかとなった。我々は高濃度のRNA-iで高転移性卵巣癌細胞のTWIST発現を抑制すると一部の細胞は浮遊し、細胞内には泡沫を伴い小型円形化というアポトーシス様の形態変化を確認した。核の断片化を示す2n以下の分画増加を認めアポトーシスであることが判明した。ノックダウンにより、p53のユビキチン化を抑制するARFおよびp53の増加と、p53のユビキチン化を促進するMDM2の減少が認められ、タキソールの併用下でも相乗効果的に腫瘍発育が抑制されるという結果を得た。蛋白レベルでp53がコードしているPUMAおよびcleaved PARPの増加が確認できた。以上から、卵巣癌細胞の腹膜転移にはEMTが重要でありEMT誘導転写因子、特にTWISTのブロックにより卵巣癌の転移抑制と抗癌剤感受性増強が同時に期待された。本年は抗癌剤耐性とEMTの関連性を明確にし、EMT阻害による卵巣癌の薬剤耐性からのリカバーを目指した。さらに、臨床でも摘除困難な再発腫瘍に放射線照射を行うと多少の縮小を認めるものの、まもなく二次性転移を起こすことがある。従って放射線照射に伴うEMTの生じる機序に関しても研究を行った。本年の研究成果は以下の3点である。1)種々の卵巣癌細胞株からcontinuousexposure法にてchronic paclitaxel耐性株(CP細胞株)を樹立し、それら耐性株におけるEMT誘導性およびマウス腹腔内播種形成の亢進が認められたこと、2)CP耐性株で発現が亢進していたEMT誘導転写因子をin vitro-,及びin vivo-siRNAでノックダウンすることによって腹膜中皮細胞や細胞外マトリックスとの接着親和性の減少、およびマウスでの遠隔転移性の低下、さらにはpaclitaxel耐性の解除などが観察されたこと、3)上皮細胞形態をとるHEC1A細胞に対する2.08.0GyのX線照射を行うと、アポトーシスを免れた細胞集団においてEMTが生じることを示した。また、この時にTWISTの発現亢進が観察され、この発現をsiRNAで抑制することによって、EMT誘導性の"metastatic potential"が減弱することを明らかにした。転移抑制と薬剤耐性の克服は卵巣癌の予後改善に関して最も重要な課題であり,多くの研究者によって探求されている分野でもある。しかし、EMT誘導因子を腫瘍側のターゲットとする研究はこれまでも散見されるものの,EMT/chemo-, radio-resistanceという流れを双方向から検討したものはほとんど皆無である。特に本年はEMT誘導転写因子の観点から、卵巣癌における二次性転移の生じる機序と耐性克服を目指した新たな分子標的治療の可能性を示唆することができた。本年度は年度初頭の研究計画に掲げた「再発再燃卵巣癌において局所転移能亢進とEMTの関与」に対して重点的に検討を行った。研究成果を簡潔に示す。TGF-βをメインとした液性因子がEMTのトリガーとなることは既に明らかとなっているが、本年度は再発再燃卵巣癌においてEMTが生じる一因についても検討した。すなわち、かつてpaclitaxelへの"chronicexposure"によってEMTが誘導された耐性株群を樹立したが、それらを用いてin vitro再発卵巣癌モデルとした。結果としては耐性卵巣癌細胞では野生株に比較してexogeneousなTGF-β産生能は増強しており、そのレセプターやシグナル伝達系のSMAD3の発現が亢進していた。

さらに、二次的にmatrix metalloproteinases(MMPs)の発現も亢進していたことから、転移に有利な細胞環境となっていることを示唆する結果を得た。従って、耐性化によってEMTを促進因子であるTGF-βの発現増強を伴った"stress-resistance"が誘導される構図が考えられた。また、それら耐性株群をヌードマウスに皮下あるいは腹腔内移植することによってin vivo抗癌剤耐性再発腫瘍モデルを作成した。切除腫瘍組織のタンパク解析から、in vitroで得られた結果とほぼ同様な結果が得られた。さらに、既に作成したadriamycin, vincristine, carboplatin,及びcisplatinの薬剤耐性株におけるEMT関連分子発現を検討した。結果的にこれらの耐性細胞群においてもEMT関連分子やMMPs等の転移関連分子の発現は亢進していた。すなわち、paclitaxelにかかわらず薬剤に対する"chronicexposure"によって"silent resistance"が生じている再発再燃卵巣癌の場合には程度の差こそあれ普遍的なEMT化が起こっている可能性が示唆された。
大環状π共役系分子二量体を有する光合成モデルの構築と光ダイナミクスの解明

ポルフィリンに代表される環状□共役系分子の分子間相互作用は、生体システムや有機半導体素子などにおいて光物理過程、酸化還元反応、立体構造を精密に制御する上で、非常に重要な役割を果たしている。これまで、電子移動状態における二つのポルフィリン間の電子的π-π相互作用に着目し、光電子移動ダイナミクスに与える効果や、電子ドナー・アクセプター複合体の構築を行ってきた。本年度はまず、新規な三葉状ポルフィリン三量体を設計、合成し、その電子移動特性について詳細に検討を行った。ポルフィリン三量体を三電子酸化すると、三つのポルフィリンがそれぞれ一電子酸化され、三つのポルフィリンラジカルカチオンが分子間π結合を形成することで二量化する。三つのπ結合を形成することで、ポルフィリン三量体三電子酸化体の二量化生成平衡定数は、単量体一電子酸化体の二量化の場合に比べ、相乗的に増大することがわかった。次に、三脚型ポルフィリン三量体をホスト、ピリジル基を有するポルフィリンをゲストとして、多点の配位結合による非常に安定な複合体の構築を行った。ゲスト分子としてフリーベースポルフィリンを用いた場合、三量体からフリーベースポルフィリンへのエネルギー移動が観測された。一方、金ポルフィリンを用いた場合には、光誘起電子移動が観測され、これらの光ダイナミクスを詳細に明らかにした。これらの知見は、光合成の初期過程に類似した高次複合体や、優れた電子伝達機能を有する超分子複合体を精密に設計する上で有用であると考えられる。得られた成果は、権威ある学術雑誌(Chem.-Eur J.など)に掲載され、現在も複数の論文を投稿中である。また、複数の国内学会および国際学会での口頭発表や、フランス・アメリカ・ドイツなど海外の第一線の研究者との交流を通じて、非常に高い評価を得ることができた。光合成初期課程ではエネルギー移動や電子移動反応を組み合わせることで、光エネルギーを化学エネルギーへと効率よく変換している。これら一連のプロセスの解明は、生化学的な重要性だけではなく、優れた人工光合成モデルの構築という点からも非常に重要な課題である。しかし、それら各プロセスの分子レベルでの解明や相補的な理解は不十分である。本研究では、エネルギー移動プロセスの終点であり、電子移動プロセスの始点である光合成反応中心の"スペシャルペア"と呼ばれるバクテリオクロロフィルダイマー(二量体)に着目し、スペシャルペア機能モデルとしてのポルフィリン二量体の電子移動特性および光ダイナミクスの解明を行った。電気化学測定や可視・近赤外吸収スペクトルなどの結果から、ポルフィリン二量体を一電子移動酸化すると、ポルフィリン間距離が近いほど、そのπ-π相互作用が大きくなることがわかった。さらにナノ秒時間分解分光法の結果から、ポルフィリン二量体三重項からアクセプター(キノン・ニトロベンゼン誘導体)への光誘起電子移動は、対応するポルフィリン単量体と比較して顕著に加速されることがわかった。また逆電子移動反応については、単量体よりも減速されることがわかった。得られた光電子移動速度を電子移動理論に従って解析した結果、ポルフィリン二量体のポルフィリン間π-π相互作用によって、再配列エネルギーが減少し、また光誘起電子移動反応のドライビングフォースが増大することを、初めて定量的に明らかにした。これはスペシャルペアに見られる二量体構造が、光合成反応中心において高効率で電荷分離状態を得るために重要な役割を果たしていることを示唆する、意義深い結果である。以上の研究成果は国内外の学会(ICPP-5や阪大フォーラム2008など)、および学術雑誌(Chem.-Eur.J.)で発表した。ポルフィリン多量体は、天然の光合成において重要な役割を果たしているだけではなく、優れた電子ドナー・アクセプター複合体を構築するためのビルディングブロックとしての利用も注目されている。本年度は、昨年度行ったポルフィリン二量体を用いた研究をさらに拡張し、新規なポルフィリン三量体の合成、電子移動特性、および電子アクセプターであるフラーレン誘導体との複合体の形成について、詳細に検討を行った。ポルフィリン三量体の合成は、ブルゴーニュ大学(Dijon,FRANCE)にて行った。その結果、ポルフィリン三量体を電子移動酸化すると、近傍に存在するポルフィリン間で強く相互作用していることがわかった。さらにポルフィリン三量体はフラーレン誘導体と、ポルフィリン単量体に比べて非常に強く錯形成し、その錯体内で効率良く光誘起電子移動反応が進行することがわかった。これは、ポルフィリン間およびポルフィリンとフラーレンの間の非共有結合性相互作用(π-π相互作用)によって、光誘起電子移動反応の量子収率が向上したことを示している。以上のことから、このような非共有結合性相互作用は光合成系を模倣した電子ドナー・アクセプター複合体を構築する上で重要な役割を果たしていることがわかった。これらの成果は、アメリカ化学会誌(J.Am.Chem.Soc.)のに掲載された。またブルゴーニュ大学への留学の他、アメリカやドイツなど海外の研究者とも積極的に交流を行っている。複数の国内学会および国際学会で口頭発表も行い、発表論文及び投稿中の論文を含め、今後のさらなる展開が期待される。

これまで、電子移動状態における二つのポルフィリン間の電子的π-π相互作用に着目し、光電子移動ダイナミクスに与える効果や、電子ドナー・アクセプター複合体の構築を行ってきた。本年度はまず、新規な三葉状ポルフィリン三量体を設計、合成し、その電子移動特性について詳細に検討を行った。ポルフィリン三量体を三電子酸化すると、三つのポルフィリンがそれぞれ一電子酸化され、三つのポルフィリンラジカルカチオンが分子間π結合を形成することで二量化する。三つのπ結合を形成することで、ポルフィリン三量体三電子酸化体の二量化生成平衡定数は、単量体一電子酸化体の二量化の場合に比べ、相乗的に増大することがわかった。次に、三脚型ポルフィリン三量体をホスト、ピリジル基を有するポルフィリンをゲストとして、多点の配位結合による非常に安定な複合体の構築を行った。ゲスト分子としてフリーベースポルフィリンを用いた場合、三量体からフリーベースポルフィリンへのエネルギー移動が観測された。一方、金ポルフィリンを用いた場合には、光誘起電子移動が観測され、これらの光ダイナミクスを詳細に明らかにした。これらの知見は、光合成の初期過程に類似した高次複合体や、優れた電子伝達機能を有する超分子複合体を精密に設計する上で有用であると考えられる。得られた成果は、権威ある学術雑誌(Chem.-Eur J.など)に掲載され、現在も複数の論文を投稿中である。また、複数の国内学会および国際学会での口頭発表や、フランス・アメリカ・ドイツなど海外の第一線の研究者との交流を通じて、非常に高い評価を得ることができた。
柔軟な境界条件を組み入れたスパースモデリング手法の開発

本研究は,柔軟な境界条件を組み入れたスパースモデリング手法の開発を目指すものであった.そこで,獲得されたデータの境界特性および,複雑な境界を持つデータを表現し得る基底から,重要基底を推定する理論の構築について現在研究を行っている.30年度においては,非周期的なデータに対してLASSOによる重要基底抽出の研究に取り組み,周期性を仮定した従来法と比較して精度が改善されることを明らかにした.これまでの研究で獲得された自由端基底系を用いてLASSOにより基底抽出する解析手法を提案した.その結果,従来法(Fourier LASSO)と比較して,より少数の基底で精度よくデータを再現する基底を抽出することに成功した.また,複雑な境界を持つデータに対してモデルを作成し,モデルパラメータをベイズ推論する手法により,少数のモデルパラメータを有するモデルを選択する手法の開発に取り組んだ.ベイズ自由エネルギーを比較することで,データを表現するモデルを選択できることを明らかにした.その結果,人工的に生成した観測データに対して,モデルを適切に推定できることが示された.さらに,サンプリング手法であるレプリカ交換モンテカルロ法を用いて統計的にベイズ自由エネルギーを計算する手法を用いた解析に取り組んだ.そして,Isingモデルにおけるベイズ自由エネルギーを推定精度まで評価することが可能であることを示した.ベイズ自由エネルギーは,状態数が指数関数的に増大することから数値計算も困難である.そこで,Isingモデルに対してレプリカ交換モンテカルロ法によりベイズ自由エネルギーを計算する手法を提案した.その結果,ベイズ自由エネルギーの最適値は従来法と一致し,さらにIsingモデルで見られる相転移の影響もベイズ自由エネルギーの分布形状に表れ,推定精度までを議論することが可能となった.本研究は,柔軟な境界条件を組み入れたスパースモデリング手法の開発を目指すものであった.30年度における研究実績の概要に示したように,力学系のバネモード分解から導出した自由端基底を用いて,非周期的なデータに対してLASSOによる重要基底抽出に取り組み,よりスパースなモデル推定を実現した.そして,周期性を仮定した従来法と比較して精度が改善されることを明らかにした.本研究の成果は,非周期的なデータに対するスパースな基底抽出に対する重要な成果である.また,パラメータが疎なモデルを決定するためには,観測データの対象となる物理系を再現し得るモデルを推定することが必須となる.一般には,物理モデルは特定不能であるが,ベイズ推論によるモデルの尤もらしさと解釈できるベイズ自由エネルギーを指標とすることで比較検討可能な枠組みを提案した.そして,人工的に生成した観測データに対して,モデルを適切に推定できることを示した.本研究の成果は,モデル選択により重要なパラメータの基底系を選択することが可能となり,スパースモデリングに対して重要な示唆を与える.さらに,ベイズ自由エネルギーは一般的には状態数が指数関数的に増大し解析的に計算することは不可能であることから,サンプリング手法であるレプリカ交換モンテカルロ法を用いて統計的にベイズ自由エネルギーを計算する手法を用いた解析に取り組んだ.そして,Ising系において有効に機能することを確認した.研究で得られた結果は論文として査読付き英文誌Journal of the Physical Society of Japanに投稿され,査読の上採択された.本研究の成果により,モデル選択に必要となるベイズ自由エネルギーが解析計算困難なモデルに対しても議論できることが示され,今後のスパースモデリング手法の開発に対して重要な成果であると言える.本研究は,柔軟な境界条件を組み入れたスパースモデリング手法の開発を目指すものであった.そこで,獲得されたデータの境界特性および,複雑な境界を持つデータを表現し得る基底から,重要基底を推定する理論の構築について現在研究を行っている.前年度において,境界条件を持たないスペクトルデータの基底表現解析に対するスパースモデリング手法提案の研究に取り組み,スペクトルデータの基底としてガウス分布やローレンツ分布などの分布関数を基底とするモデルが有効であることを確認した.今後の研究においては,前年度から取り組んだ境界条件を持たないスペクトルデータの解析を進め,分布関数基底をスパース計測に対する境界条件拡張,計算機シミュレーションモデルに対するスパースかつ柔軟な基底の利用,の研究に発展させる.ベイズ自由エネルギーを比較することで,モデル選択が可能となるため,スペクトルデータ解析に対してスパースモデリング手法を用いる上で,ベイズ自由エネルギー計算が必要となる.複雑な相関がある高次パラメータを持つ非線形モデルにおいて,ベイズ自由エネルギーを計算することは,一般的には計算困難である.そこで,レプリカ交換モンテカルロ(REMCMC)法を用いたサンプリングで,ベイズ自由エネルギーを期待値として数値的に求めることにする.REMCMC法の計算コストは高いが並列計算により計算速度を改善することができる.スパース計測に対する境界条件拡張として分布関数基底モデルのスパースモデリングの有効性を確認する.また,計算機シミュレーションモデルに対するスパースかつ柔軟な基底の利用として材料科学の課題に沿った観測データからモデル選択,モデルパラメータ推定に取り組む.本研究は,柔軟な境界条件を組み入れたスパースモデリング手法の開発を目指すものであった.そこで,獲得されたデータの境界特性および,複雑な境界を持つデータを表現し得る基底から,重要基底を推定する理論の構築について現在研究を行っている.30年度においては,非周期的なデータに対してLASSOによる重要基底抽出の研究に取り組み,周期性を仮定した従来法と比較して精度が改善されることを明らかにした.これまでの研究で獲得された自由端基底系を用いてLASSOにより基底抽出する解析手法を提案した.その結果,従来法(Fourier LASSO)と比較して,より少数の基底で精度よくデータを再現する基底を抽出することに成功した.

また,複雑な境界を持つデータに対してモデルを作成し,モデルパラメータをベイズ推論する手法により,少数のモデルパラメータを有するモデルを選択する手法の開発に取り組んだ.ベイズ自由エネルギーを比較することで,データを表現するモデルを選択できることを明らかにした.その結果,人工的に生成した観測データに対して,モデルを適切に推定できることが示された.さらに,サンプリング手法であるレプリカ交換モンテカルロ法を用いて統計的にベイズ自由エネルギーを計算する手法を用いた解析に取り組んだ.そして,Isingモデルにおけるベイズ自由エネルギーを推定精度まで評価することが可能であることを示した.ベイズ自由エネルギーは,状態数が指数関数的に増大することから数値計算も困難である.そこで,Isingモデルに対してレプリカ交換モンテカルロ法によりベイズ自由エネルギーを計算する手法を提案した.その結果,ベイズ自由エネルギーの最適値は従来法と一致し,さらにIsingモデルで見られる相転移の影響もベイズ自由エネルギーの分布形状に表れ,推定精度までを議論することが可能となった.本研究は,柔軟な境界条件を組み入れたスパースモデリング手法の開発を目指すものであった.30年度における研究実績の概要に示したように,力学系のバネモード分解から導出した自由端基底を用いて,非周期的なデータに対してLASSOによる重要基底抽出に取り組み,よりスパースなモデル推定を実現した.そして,周期性を仮定した従来法と比較して精度が改善されることを明らかにした.本研究の成果は,非周期的なデータに対するスパースな基底抽出に対する重要な成果である.また,パラメータが疎なモデルを決定するためには,観測データの対象となる物理系を再現し得るモデルを推定することが必須となる.一般には,物理モデルは特定不能であるが,ベイズ推論によるモデルの尤もらしさと解釈できるベイズ自由エネルギーを指標とすることで比較検討可能な枠組みを提案した.そして,人工的に生成した観測データに対して,モデルを適切に推定できることを示した.本研究の成果は,モデル選択により重要なパラメータの基底系を選択することが可能となり,スパースモデリングに対して重要な示唆を与える.さらに,ベイズ自由エネルギーは一般的には状態数が指数関数的に増大し解析的に計算することは不可能であることから,サンプリング手法であるレプリカ交換モンテカルロ法を用いて統計的にベイズ自由エネルギーを計算する手法を用いた解析に取り組んだ.
代数多様体の基本群

開代数多様体の基本群に関するZariski-van Kampenの定理を一般化して多くの応用を得た.グラスマニアン多様体の超曲面の補集合の基本群に対してZariski超平面切断定理を示し,Chow形式と基本群の間に興味深い関係のあることを突き止めた.また,コンパクトRiemann面上の十分次数の高い直線束に付随した判別式超曲面の補集合の基本群を求めることに成功した.一般Hodge予想を特別な多様体に対して確かめようという目的のもとに,代数的サイクルの族に付随したシリンダー写像を研究した.シリンダー写像の像が消失サイクルの加群を含むための十分条件をひとつ与えた.グレブナー基底を用いてこの条件を確かめることにより,いくつかのFano完全交叉に対して一般Hodge予想を証明した.計算機をつかって超特異K3曲面上に存在しうる総ミルナー数21の有理2重点の組合わせの完全なリストを作成した.また,超特異K3曲面上のextremalな(準)楕円曲面の構造の完全なリストも作成した.系として,標数2の体上の超特異K3曲面は必ず射影平面の純非分離2重被覆で21個の単純有理2重点をもつものと双有理同値になることを示し,その21個の単純有理2重点の位置関係をある種の性質をもつ長さ21の誤り訂正符号の言葉で記述した.さらに,同様の方法により,標数が奇数の体上の超特異K3曲面も射影平面の2重被覆と双有理同値になることを示した.開代数多様体の基本群に関するZariski-van Kampenの定理を一般化して多くの応用を得た.グラスマニアン多様体の超曲面の補集合の基本群に対してZariski超平面切断定理を示し,Chow形式と基本群の間に興味深い関係のあることを突き止めた.また,コンパクトRiemann面上の十分次数の高い直線束に付随した判別式超曲面の補集合の基本群を求めることに成功した.一般Hodge予想を特別な多様体に対して確かめようという目的のもとに,代数的サイクルの族に付随したシリンダー写像を研究した.シリンダー写像の像が消失サイクルの加群を含むための十分条件をひとつ与えた.グレブナー基底を用いてこの条件を確かめることにより,いくつかのFano完全交叉に対して一般Hodge予想を証明した.計算機をつかって超特異K3曲面上に存在しうる総ミルナー数21の有理2重点の組合わせの完全なリストを作成した.また,超特異K3曲面上のextremalな(準)楕円曲面の構造の完全なリストも作成した.系として,標数2の体上の超特異K3曲面は必ず射影平面の純非分離2重被覆で21個の単純有理2重点をもつものと双有理同値になることを示し,その21個の単純有理2重点の位置関係をある種の性質をもつ長さ21の誤り訂正符号の言葉で記述した.さらに,同様の方法により,標数が奇数の体上の超特異K3曲面も射影平面の2重被覆と双有理同値になることを示した.ザリスキーファンカンペンの定理は代数多様体の基本群を計算する中心的な手法のひとつである。しかし,いままではこの定理は限られた状況においてしか使うことができなかった.われわれはこの定理を証明の基礎にまでさかのぼって一般化し、適用範囲を拡大して様々な応用を得た.特異ファイパーが弱い特異点しかもたない代数的ファイバー空間に対し,底空間の2次のホモトピー群からファイバーの基本群への境界準同型が定義されることを示し,ホモトピー完全系列が低次の部分において成立していることを証明した.この結果を用いて,射影曲線の双対超曲面の補集合の基本群がリーマン面の組み紐群のある部分群と同型であることを示した.大域的な切断をもたない代数的ファイバー空間に対しても,底空間がアファイン空間で,局所的な切断が底空間の各点の近傍において存在し,かつファイバーの基本群への局所的なモノドロミーがすべて自明なら,ザリスキーファンカンペンの定理が成立すること,つまりファイバーの基本群が全空間の基本群の部分群となることを証明した.6次曲線は代数多様体の基本群の研究にとって格好の実験場である.6次曲線の研究にK3曲面の理論を用いるということは,きわめて自然な発想であるが,そのためには格子理論に関する高速のプログラムを必要とする.我々は,定符号の格子が与えられた時,この格子のなかで与えられたノルムをもつベクトルの個数を求めるアルゴリズムをC言語で書いた.このプログラムを使い,のべ500時間近くにおよぶ計算時間を費やして,超特異K3曲面上に現れる可能性のある総ミルナー数21の有理2重点の粗み合わせをすべて求めた.また,正標数の6次曲線で,有理2重点しかもたず,かつ総ミルナー数が20となるものをいくつか発見した.射影空間内のFano完全交叉上の代数的サイクルの族に付随するシリンダー写像の像が消失サイクルを含むかどうかを,グレブナー基底を用いて判定する方法を求めた.この判定法を計算機の上で走らせて,いくつかのFano完全交叉に対し一般Hodge予想を証明した.代数的サイクルに関する一連の標準予想に計算機を用いてアプローチし自明でない結果を得るということは,世界的にみてもこの仕事以外には知られていないようである.射影空間内のFano完全交叉以外の代数多様体に対する一般化を孝察した.標数2の任意の超特異K3曲面は射影平面の純非分離な2重被覆として構成される.超特異K3曲面のネロン-

セヴェリ群と射影平面の純非分離2重被覆に現れる特異点の位置を関係づけることにより,標数2の超特異K3曲面のモヂュライ空間上のArtin不変量によるstratificationの構造を解明した.すくなくとも191個のstrataがあり,各strataには長さ21の線形符号で重み多項式がある性質を満たすものが対応する.さらに有限体上定義された超特異K3曲面が射影平面の純非分離な2重被覆としてあたえられたとき,この超特異K3曲面がどの線形符号に対応するかを調べるプログラムを書いた.このプログラムにより,与えられた超特異K3曲面のネロン-セヴェリ群の生成元を具体的に求めることが可能になる.我々は昨年度,定符号の格子のなかで与えられたノルムをもつベクトルの個数を求めるC言語のプログラムを書いた.今年度は,文字式も扱えるようにこのプログラムのMaple versionを書き,その応用として標数が奇素数の体の上の任意の超特異K3曲面は射影平面の分離2重被覆として表せることを示した.10個の通常尖点をもつ超特異K3曲面を調べた.このような超特異K3曲面は標数3においてのみ存在し,Artin不変量は常に6以下になることを示した.逆に標数3のArtin不変量が6以下の超特異K3曲面は必ず10個の通常尖点をもつ双有理モデルをもつことも証明した.標数2の体上定義されたArtin不変量2の超特異K3曲面で射影平面の2次の純非分離拡大となる偏極をもつもののモジュライ空間を明示的に構成した.このモジュライ空間は3個の連結成分をもつ.各連結成分はアファイン直線からArtin不変量1の超特異K3曲面に対応する1点をとりのぞいたものと同型であり,その閉包はとりのぞかれた点において交わる.さらに,このモジュライ曲線のある有限被覆空間上に超特異K3曲面の普遍族を構成した.また,連結成分の間に射影平面のクレモナ変換から得られる対応を構成した.この対応の固定点をみることにより,Artin不変量が変化しない超特異K3曲面の族で,そのメンバーの自己同型群がある点において突然大きくなるという現象を発見した.標数0においては,代数多様体の線型系に対するディスクリミナント超曲面の平面による切断として得られる曲線は,一般的な状況においては通常2重点と通常尖点のみをもつ.標数3においては3個の通常尖点が1個のE_6型特異点につぶれることを示した.