hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
戦略的細胞死とCAD1機能に着目した植物免疫機構の全容解明

免疫機構の解明には、恒常的な防御応答が誘導されるcad1変異体の単離と解析が有効である。CAD1と相互作用する候補タンパク質として、老化関連遺伝子、オートファジー関連因子を単離した。これまでの解析により、CAD1は、オートファジー関連因子のATG8と酵母核内、そして、ベンサミアナ葉細胞中で相互作用することが示された。ATG8は、シロイヌナズナでは、機能重複した遺伝子ファミリーを形成していることが知られている。そこで、これらATG8遺伝子についての相互作用を酵母Two-Hybridによって調べたところ、これら遺伝子群のうち、特にATG8iと強い相互作用を示すことがわかった。また、ドメインごとの解析により、ATG8iは、MACPFドメイシとは異なるCAD1のN末領域で相互作用することが、示された。また、ベンサミアナ葉細胞中では、ATG8iは、CADlと核内で相互作用し、ドット状の構造をとることが示された。しかし、これらの相互作用は、サリチル酸処理によって変化を受けることは無かった。これらの結果は、CAD1が関わる植物免疫機構の活性化にオートファジーが何らかの関わりを持つことを示しており、ATG8との結合は、MACPFタンパク質群間の相互作用とは、全く異なる分子間相互作用の機構が働いていると考えられる。NSL1とオートファジー因子の相互作用についても同時に確認しており、植物のMACPFタンパク質複合体が、細胞死とオートファジーを制御する可能性が示唆された。近年、オートファジーと植物免疫機構の関連性が頻繁に議論されるようになった。ATG8とCAD1が相互作用した際の、核内に観察されるドット状構造の機能解明を中心とした細胞生物学的研究がCAD1機能解明に大きく貢献すると期待できるが、このドット状構造は、既知のオートファジー関連タンパク質複合体とは全く異なる可能性が大きく、その機能について現在も検討中である。植物の免疫機構の特徴は、個々の細胞で病原体の侵入を感知し、全身的防御応答の活性化が誘導される点にある。科敏感細胞死(プログラム細胞死)に代表される局所的防御応答は、感染部位での病原体の侵入と増殖をおさえ全身感染を免れようとする植物特有の免疫戦略である。この様な免疫機構の解明は、病原体の感染に関わらず恒常的な防御応答が誘導される変異体の解析が有効である。これまでに、シロイヌナズナの恒常的に植物免疫機構が活性化したcad1(constitutively activated cell death1)とその原因遺伝子の単離に成功している。本年度は、この変異体の原因遺伝子の単離と遺伝学的解析を中心とした結果を論文として発表した。また、これまでの解析結果を統合すると、CAD1遺伝子が、過敏感細胞死をはじめとする植物免疫機構を誘導するトリガー分子である可能性が考えたれた。そこで、CAD1タンパク質と相互作用する新規タンパク質を、酵母Two-Hybridスクリーニング法を用いて網羅的に単離した。現在までに、いくつかの有力な候補タンパク質が単離されており、今後は、これらのタンパク質とCAD1の相互作用について更に詳しく調べると共に、それらタンパク質のCAD1を介した植物免疫機構活性化メカニズムにおける役割について、生理学的な観点からの解析を早急に進める方針である。過敏感細胞死(プログラム細胞死)に代表される局所的防御応答は、感染部位での病原体の侵入と増殖をおさえ全身感染を免れようとする植物特有の免疫戦略である。この様な免疫機構の解明は、病原体の感染に関わらず恒常的な防御応答が誘導される変異体の単離と解析が有効である。これまでに、シロイヌナズナの恒常的に植物免疫機構が活性化したcad1(constitutively activated cell death1)とその原因遺伝子の単離に成功しCAD1を中心とした過敏感細胞死発動機構の解明を研究の目的としてきた。CAD1蛋白質は、MACPFドメインを持つ。動物では、MACPFドメインが蛋白質間相互作用に寄与し、ホモダイマーあるいはヘテロダイマーを形成することで、機能する例が知られている。シロイヌナズナにも、MACPFドメインを持つ3つのCAD1ホモログが存在し、(1)それらの遺伝子は、植物免疫活性化と連動して発現が上昇すること(2)CAD1発現量の変動が他のホモログ遺伝子の発現量に影響を与えること等から、CAD1とこれらホモログとの複合体形成が直接的に過敏感細胞死等の植物免疫活性化に関与する可能性がある。そこで、ベンサミアナ葉におけるこれらホモログ間の相互作用について、アグロバクテリウムを用いた一過的発現系を用いて検討したところ、CAD1とCAD1パラログのNSL1が相互作用することを確認した。今後は、これら蛋白質の相互作用と植物免疫誘導機構の関わりについて検討する予定である。昨年度、CAD1タンパク質と相互作用する新規タンパク質を、酵母Two-Hybridスクリーニング法を用いて網羅的に行ったところ、CAD1と相互作用する候補蛋白質として、老化関連遺伝子、オートファジー関連因子を単離した。そこで、現在は、それら候補因子とCAD1との植物細胞中での相互作用についても検討を行っている。

ATG8は、シロイヌナズナでは、機能重複した遺伝子ファミリーを形成していることが知られている。そこで、これらATG8遺伝子についての相互作用を酵母Two-Hybridによって調べたところ、これら遺伝子群のうち、特にATG8iと強い相互作用を示すことがわかった。また、ドメインごとの解析により、ATG8iは、MACPFドメイシとは異なるCAD1のN末領域で相互作用することが、示された。また、ベンサミアナ葉細胞中では、ATG8iは、CADlと核内で相互作用し、ドット状の構造をとることが示された。しかし、これらの相互作用は、サリチル酸処理によって変化を受けることは無かった。これらの結果は、CAD1が関わる植物免疫機構の活性化にオートファジーが何らかの関わりを持つことを示しており、ATG8との結合は、MACPFタンパク質群間の相互作用とは、全く異なる分子間相互作用の機構が働いていると考えられる。NSL1とオートファジー因子の相互作用についても同時に確認しており、植物のMACPFタンパク質複合体が、細胞死とオートファジーを制御する可能性が示唆された。近年、オートファジーと植物免疫機構の関連性が頻繁に議論されるようになった。ATG8とCAD1が相互作用した際の、核内に観察されるドット状構造の機能解明を中心とした細胞生物学的研究がCAD1機能解明に大きく貢献すると期待できるが、このドット状構造は、既知のオートファジー関連タンパク質複合体とは全く異なる可能性が大きく、その機能について現在も検討中である。
可塑的に再編された運動野興奮性・抑制性ネットワークの描出

大脳皮質は興奮性の錐体細胞と抑制性の非錐体細胞とが複雑な回路を形成し、運動や感覚といった多様な機能を司る。この神経回路は可塑的変化をみせ、学習によるリモデリングの結果、錐体細胞では棘突起の新生・消失といった形態変化が観察される。第一次運動野(primary motor cortex, M1)は大脳皮質からの最終的な運動指令の出力を担う領域である。運動学習はM1において神経回路の再編を引き起こすことが先行研究により示唆されている。この再編された興奮性・抑制性神経回路を描出するため、運動学習により変化したM1のニューロン上の棘突起を取り巻く線維連絡を詳細に観察している。運動野第5層錐体細胞が蛍光標識された遺伝子改変マウスに前肢を用いた運動学習課題を課し、2光子励起顕微鏡下で棘突起の動態を観察した。それにより、学習前後で棘突起の新生・消失が観察された。この学習に伴い新生した棘突起へシナプス入力する軸索線維の由来を辿るため、同じ脳標本を薄切し、免疫組織化学を施した。これを共焦点レーザー顕微鏡下で観察し、新生棘突起に存在するシナプス構造の持つ組織化学的特性を調べている。まずは興奮性入力の観察を行うと、学習に伴い新生した棘突起には早期からシナプス後構造にみられる蛋白質の免疫活性が確認された。今後は抑制性シナプスの出現を確認していく予定である。また、連続超薄切片自動テープ回収装置(ATUM)により回収された連続超薄切標本を走査型電子顕微鏡(SEM)で3次元的に観察を行うことで、この新生曲突起に対称性シナプスが存在するかを確認している。光学顕微鏡解析は順調に進められている。電子顕微鏡での観察が非常に時間がかかり、また機器トラブル等のためしばしば撮影を中断せざるを得ない状況があるが、現在その効率化を進めている。興奮性・抑制性シナプスの可塑的変化を捉えるため、サンプル数を増やしていく予定である。また、鮮明な電子顕微鏡像の取得のため、組織処理条件の検討を進め、また超薄切切片の厚み削減のための超音波ダイヤモンドナイフの試用などを行っていく。電子顕微鏡画像から3次元構造を再構築し、新生シナプスを形成する軸索の動態について検証する。当初の計画案を進めるにあたり、電子顕微鏡解析を付け加えることでより詳細な解析を加えることが可能であると思い至った。ただし、電子顕微鏡観察は1標本の撮影のみで数ヶ月かかることが判明し、機器のトラブル等もあって解析に至るまでの時間が膨大となっている。撮影にかかりきりになるため学会発表への参加も見送った。次年度は電子顕微鏡観察の効率化に取り組み、学会発表、論文発表も行いたいと考えている。
慢性肺疾患におけるトロンボモジュリンの関与

【目的】近年、超未熟児の生存率の向上に伴い、慢性肺疾患の発生・管理が問題となっている。現在も慢性肺疾患の代表である気管支肺異形成(BPD)のステージ分類はX線所見が中心となっており、臨床的に病態の進行の指標とはタイムラグが生じている。そこで今回、昨年報告したBPDの発生と尿中トロンボモジュリン(TM)の関与をもとに気管支液中のTMとBPDの関連について検討を行った。【対象・方法】対象は、出生体重595g830g、在胎週数23週24週で出生した超未熟児で、人工呼吸管理を20日以上(最高48日)施行している者とした。気管支液中のTMの抗原量はELISA法で測定し、アルブミン(Alb)濃度で除した値で表現した。【結果・考案】気管支液中にもTMは逸脱している症例があり、FiO2が高濃度のものほどTMが高値をとる傾向だったことから、BPDにおける肺損傷マーカーである可能性が示唆された。しかし、超未熟児では、気管支液の採取が困難で、しかも得られた検体量が少なくTMとAlbの両方とも測定できた症例が少なかったため、採取法の再検討および同一症例における経時的な変化を含めた検討が必要と思われた。
近代社会における部落問題と人種主義に関する他のマイノリティとの比較史的研究

本研究では、近代国民国家の成立から、日本の敗戦を経て現在までを対象時期にすえ、それらを時期区分して、部落問題をめぐる被差別部落内外の認識のあり方を、在日朝鮮人、アイヌ、沖縄、女性、ハンセン病者と比較しながら、各時期の特徴を明らかにした。法制的には「日本人」の境界内部に位置しながら、しばしば非「日本人」とのぎりぎりのところに置かれ、ときには外部にも位置づけられた被差別部落の人びとに対して社会の側が与えてきた徴表は、種姓、血筋、「人種」、「民族」であった。それゆえ、抵抗の側も、その道具を使うことを避けて通れなかった。したがって、人種論、民族論(それらは近代の概念だが、近世からの種姓、血筋とどこか変わったのかを区別する必要がある)を軸に据えることが必要である。それゆえまず第1に、被差別部落の人びとが「人種が違う」という徴表を付与されてきたがゆえに、上述のような観点から日本人種論のなかでそのありようの変遷を明らかにした。第2に、その一方で被差別部落、在日朝鮮人、アイヌの人びとたちに対する排除、差別は、しばしば「野蛮」という徴表を伴ったことから、「文明化」すなわち環境要因によって第1の徴表が改変可能と考えられてきたのか否か、「人種」と「文明化」、ひいては遺伝と環境、の両者の相克を追った。第3に、そうした差別の受け皿となっている要素に「世間」の存在があり、とりわけ戦後については、その要因を絡めながら分析を行った。当該年度は、部落問題を中心に据えながら、さらに他のマイノリティに対象を広げて関連資料を収集することに努めた。とくに、マイノリティの自他による表象を明らかにする上で重要と思われる自伝、伝記類の収集に力を注ぎ、その成果の一端を『続・人物でつづる被差別民の歴史』として世に問うた。瞽女、被差別部落出身の「からゆきさん」などの文献も収集でき、新たな領域に着手する第一歩が開けたと考えている。さらに、当該年度は戦時下非常時における疎開・配給という局面に着目してマイノリティのありようと、ひいてはその観点からの地域秩序に関する研究に力点を注いだ。疎開残留を強いられた人びとや、沖縄、植民地、障害者の人びとなどの語りが、今日多く世に出るようになり、それらを読み解くことで、もはや既存の<都市と農村>という枠組みでは戦時における地域秩序のありようをとらえきれなくなってきていることが明らかである。アジア・太平洋戦争は総力戦ゆえにそうしたマイノリティをも動員して展開されたのであり、そこでも現実には差別が存在しながらも「国民一体」の範疇におかれた被差別部落の人びと、戦争の足手まといになるがゆえに遅ればせながら疎開の対象とされた障害者、などマイノリティごとに位置づけの違いが鮮明に浮かび上がる。さらには、本土に向かう疎開船が遭難事故に遭った沖縄、済州島、そして疎開の対象とならなかった島嶼の分析なども行った。それらは、都市と農村の位置関係の逆転、都市住民の被害性の強調に拘泥している研究のありようの見直しを突きつけるものにほなからない。本研究の成果は次年度公刊予定であるが、同様に新たな局面に着目して、分析を進めていく予定である。当該年度は、明治期の人類学者たちの日本人種論、日本人起源論を明らかにしながら、そのなかで被差別部落民がどのように位置づけられていたのかを、アイヌ、琉球の人びとと比較対象しながら明らかにするすることに努めた。『人類学雑誌』をはじめとする雑誌類の調査を行い、とりわけ鳥居龍蔵の主張に着目した。そうして鳥居は「日本人」のなかに被差別部落民を取りこもうと意図しながらも、モンゴロイド系ではないと断じることによって、被差別部落を「特殊」な集団として浮かび上がらせる結果をもたらしたことを明らかにした。

さらには、内務省にあって日露戦争後の部落改善政策を指導した留岡幸助や、在野の香川豊彦・柳田国男らの言説が、それらを継承しっつも新たに「異種」性を共闘していったことの意味を、当該時期の国民統合政策などとの関連から明らかにした。他方、しばしば起源において同一と見なされた朝鮮人をめぐる認識はどのようなものであったかについて、明治・大正期の資料から読み解く作業を行った。また女性や障害者、沖縄等のマイノリティについても、明治から昭和戦前までを考察し、その成果を発表してきた。本研究では,近代国民国家の成立から,日本の敗戦を経て現在までを対象時期にすえ,それらを時期区分して,部落問題をめぐる被差別部落内外の認識のあり方を,在日朝鮮人,アイヌ,沖縄,女性,ハンセン病者と比較しながら,各時期の特徴を明らかにした。法制的には「日本人」の境界内部に位置しながら,しばしば非「日本人」とのぎりぎりのところに置かれ,ときには外部にも位置づけられた被差別部落の人びとに対して社会の側が与えてきた徴表は,種姓,血筋,「人種」,民族」であった。それゆえ,抵抗の側も,その道具を使うことを避けて通れなかった。したがって,人種論,民族論(それらは近代の概念だが,近世からの種姓,血筋とどこか変わったのかを区別する必要がある)を軸に据えることが必要である。それゆえまず第1に,被差別部落の人びとが「人種が違う」という徴表を付与されてきたがゆえに,上述のような観点から日本人種論のなかでそのありようの変遷を明らかにした。第2に,その一方で被差別部落,在日朝鮮人,アイヌの人びとたちに対する排除,差別は,しばしば「野蛮」という徴表を伴ったことから,「文明化」すなわち環境要因によって第1の徴表が改変可能と考えられてきたのか否か,「人種」と「文明化」,ひいては遺伝と環境,の両者の相克を追った。第3に,そうした差別の受け皿となっている要素に「世間」の存在があり,とりわけ戦後については,その要因を絡めながら分析を行った。
微小ギャップ半導体量子ドット中のホットキャリヤーによる蛍光の時間・空間分解分光

バンドギャップエネルギーの小さいIII-V族半導体、InAsとInSbにおけるホットキャリヤーの挙動を探るため、フェムト秒Tiサファイヤーレーザを用いて、時間分解、空間分解の分光を行った。InAsの結晶サンプルからはStokesのみならずAnti-Stokesサイドからの非線形性の強い蛍光が観測された。これより、ホットルミネッセンスは単に高密度な一光子による電子の励起だけによるものだけではなく、二光子プロセスが大きく関わっていると考えられる。特に、Anti-Stokesサイドの蛍光強度にエネルギーの幅が一定な周期的なパターンが観測された。そのエネルギーの間隔はちょうどInAsのLOフォノンのエネルギーの2倍にあたり、二光子プロセスで励起されたホットエレクトロンがちょうど正反対の運動量を保つ二つのLOフォノンをはき出しながら、低エネルギー状態にカスケードしたとの結論に至った。また、光学顕微鏡の使用により、蛍光の空間的分布も観測できた。実際の蛍光が発せられる場所はレーザスポットから10μmにも及び、伝導帯電子の平均自由行程300nmに比べて非常に大きいことが判明した。これは、ホットエレクトロンが通常の伝導電子に比べ速度が非常に大きく、拡散的ではなく、弾道的にInAs結晶内を移動しているということを示唆すると考えられる重要な実験結果と言える。また、レーザ強度に対し、蛍光強度は非線形的に大幅に増大し、さらに、蛍光の発する空間的範囲が増大することが観測された。さらに、真空の石英管内で気相法を用いて比較的簡単にInAsやInSbの量子ドットやナノ細線を作成できることを見いだした。InAsやInSbの量子ドット・ナノ細線を形成し、量子化されたホットエレクトロンからの蛍光分光も行うことは、基礎学問的にも応用の面からも興味深く、今後の課題としたい。2002年9月に和田は米国プリンストンにあるNEC Research Instituteに赴き、Dr.Stuart A.Solinと共にフェムト秒Tiサーファイヤーレーザ、光学顕微鏡を用いた蛍光分光の実験を行った。InAs、InSbの結晶サンプルからStokesのみならずAnti-Stokesサイドからの蛍光が観測された。Anti-Stokesの蛍光観測の報告は我々の知る限りこれまでに一報あるが、それは時間分解蛍光分光によるもので、実際の蛍光スペクトルは報告されていない。我々は、そのスペクトルを400nmにおよぶ高エネルギー領域(励起レーザ光は780nm)にわたるところまで観測した。この結果より、ホットルミネッセンスは単に高密度な一光子による電子の励起だけによるものだけではなく、二光子プロセスが大きく関わっていると結論できる。実際の蛍光が発せられる場所はレーザスポットから1020ミクロンにも及び、伝導帯電子の平均自由行程300nmに比べて非常に大きいことが判明した。これは、ホットエレクトロンが通常の伝導電子に比べ速度が非常に大きく、拡散的ではなく、弾道的に結晶内を移動しているということを示唆すると考えられる重要な実験結果と言える。また、レーザ強度に対し、蛍光強度は非線形的に大幅に増大し、また、蛍光の発する空間的範囲が増大することが観測された。その他に、東洋大学バイオ・ナノエレクトロセンターにある収束イオンビーム装置を使い、SiとGaAs基盤上にパターンを構成し、InSbの量子ドットを作成する実験を始めた。高価なMBE装置を用いず、石英管内の基盤上に50nmから100nm程度の量子ドットを自己形成により作成する新方法を確立しつつある。現存のラマン装置と原子間力顕微鏡を利用した近接場光学ナノフォトニクス装置の作成を進めている。

バンドギャップエネルギーの小さいIII-V族半導体、InAsとInSbにおけるホットキャリヤーの挙動を探るため、フェムト秒Tiサーファイヤーレーザ(波長780nmで約300フェムト秒のパルス幅)を用いて、時間分解、空間分解の分光を行った。InAsの結晶サンプルからはStokesのみならずAnti-Stokesサイドからの非線形性の強い蛍光が観測され。Anti-Stokesのスペクトルにおいて、干渉と思われる蛍光の周期的な強度変化を観測したが、これは4ミクロン程度の"bleached"層が形成されたことを示唆している。また、光学顕微鏡の使用により、蛍光の空間的分布も観測できた。実際の蛍光が発せられる場所はレーザスポットから10ミクロンにも及ぶことが判明した。これは、ホットエレクトロンが通常の伝導電子に比べ速度が非常に大きく、拡散的ではなく、弾道的にInAs結晶内を移動しているということを示唆すると考えられる重要な実験結果と言える。また、レーザ強度に対し、蛍光強度は非線形的に大幅に増大し、また、蛍光の発する空間的範囲が増大することが観測された。InSbにおいても同様にStokes、Anti-Stokes蛍光が観測された。蛍光の空間的分布は、InAsより長く、レーザスポットから約20ミクロン程度までにわたる領域からの発光が認められた。東洋大学バイオ・ナノエレクトロセンターにある収束イオンビーム装置を使い、SiとGaAs基盤上にパターンを構成し、InSbの量子ドットを作成した。高価なMBE装置を用いず、石英管内の基盤上に50nmから100nm程度の量子ドットを自己形成により作成する新方法を確立した。また、直径1050nm長さ数ミクロンの細線が生成できることを発見した(特許出願中)。これはGaイオンが照射されて基盤上のみに観測され、その発生機構が興味深い。(論文2篇執筆中)。バンドギャップエネルギーの小さいIII-V族半導体、InAsとInSbにおけるホットキャリヤーの挙動を探るため、フェムト秒Tiサファイヤーレーザを用いて、時間分解、空間分解の分光を行った。InAsの結晶サンプルからはStokesのみならずAnti-Stokesサイドからの非線形性の強い蛍光が観測された。これより、ホットルミネッセンスは単に高密度な-光子による電子の励起だけによるものだけではなく、二光子プロセスが大きく関わっていると考えられる。特に、Anti-Stokesサイドの蛍光強度にエネルギーの幅が一定な周期的なパターンが観測された。そのエネルギーの間隔はちょうどInAsのLOフォノンのエネルギーの2倍にあたり、二光子プロセスで励起されたホットエレクトロンがちょうど正反対の運動量を保つ二つのLOフォノンをはき出しながら、低エネルギー状態にカスケードしたとの結論に至った。実際の蛍光が発せられる場所はレーザスポットから10μmにも及び、伝導帯電子の平均自由行程300nmに比べて非常に大きいことが判明した。
生体高分子が化学反応ネットワークに与える微小空間効果の解明

本年度はX線小角散乱を用いて水和初期過程の測定を行い、微小空間にDNAが取り込まれるダイナミクスを明らかにする事を試みた。初年度において、脂質膜堆積フィルムからの再水和の際にDNAドメインを核としてリポソームの成長が起きる事を明らかにした。ここでは、高濃度高分子の知見を生かして封入効率を劇的に高める事が出来きたが、水和直後の数秒十数秒は対象の揺動が激しく、水和の初期段階の動態を明らかにする事が出来ていなかった。これを解決する為に、X線小角散乱を用いて水和初期過程のアンサンブル測定を行った。散乱測定であるため、空間平均ではあるものの、ナノメータースケールでミリ秒というダイナミクスに迫れる十分な空間解像度と時間解像度で水和初期過程のダイナミクスを明らかにすることが出来た。以上の結果をまとめ、詳細な議論を加えた論文を準備中である。この知見を活かすことで、封入分子の種類に応じてより効率的に封入する条件の提案や設計が行えるようになると考えている。一方で、微小空間が持つ特異性に着目し、運動タンパク質を用いて動態を解析する実験も行った。初年度の研究で、液滴の内部にアクチンとミオシンからなる運動タンパク質を液滴に封入したとき、膜界面との相互作用によって、自発的な変形運動が顕れる事を発見した。本年度は、この実験系の再現性を高めて系統的な実験結果を取得した。アクチン繊維とミオシン束が自発的に作るネットワーク構造が膜界面に力を伝達することや、液滴サイズ依存的な応答が明らかになった。これらの挙動を数理的に解析、その性質を議論して2報の論文として報告した。以上の様に、生体高分子を細胞サイズの微小空間に閉じ込めた時に起きる特異的な動態を明らかにすることが出来た。27年度が最終年度であるため、記入しない。本課題は、生物を構成する最小単位である細胞における、その微空間が生化学反応や化学物理現象に与える特異な役割を研究している。最近、細胞サイズのリポソーム(膜小胞)や油中水滴、マイクロ流路などを利用した微小反応場において、生化学反応が試験管サイズのバルク溶液条件と異なっているという報告がなされている。反応の種類も条件も様々である事から、そのメカニズムを統一的に断じる事は容易ではないが、マイクロサイズの容器で相対的に広くなる表面の効果や、溶液を封入する時の分子の少数性が関わっている事を強く示唆する結果が多い。本研究では、我々のこれまでの研究で予備的な現象が見られた、微小空間特異的に形成される構造と、それが化学反応に与える物理的効果とDNA分子が微小空間に取り込まれる時の特異性の2つの課題にフォーカスして研究を進めている。本年度は、DNA分子が脂質膜小胞の内部に高濃度に封入される系の1つとして、再水和の際にDNAドメインを核としてリポソームの成長が起きる事を明らかにした。手法の開発としては、静置水和法の改良であるTsumoto methodと、dehydration-rehydration法の良いとこどりに相当するものとなっている。この形成メカニズムを、絡まり合う高分子のダイナミクスや粘弾性相分離といったソフトマター物理の知見を生かして解析する事で、特に長いDNAの封入効率を劇的に高める事が出来きた。微小空間への少数分子取り込み促進という観点で言えば、細胞内部のような高濃度の生体高分子が自然な条件設定で自発的に封入されうる事を示した点で、興味深い結果となっている。研究計画において、メインの課題として挙げていた、1)DNA分子が微小空間に取り込まれる時の特異性、2)微小空間

特異的に形成される構造が化学反応に与える物理的効果、の内、1番目の課題に関する論文を出版し、その内容も概ね予想通りに達成した。2番目の課題も結果を得て論文としてまとめている最中である。研究計画としては概ね順調に進み、目的に対しても当初想定通りの結果が得られており、1年目の進捗としては概ね順調であると考えている。27年度が最終年度であるため、記入しない。引き続き研究計画を遂行すると共に、領域との連携や、存外の結果に着目するなどして、研究を発展させる。
分布停滞および拡大に関わる進化的要因：チョウ類を用いての検証

地球温暖化による気温の上昇とともに多くの種が分布北限を北上させていることが報告されているが、北上せず停滞していたり、逆に縮小している種も多く存在する。本研究では東北地方に分布北限があるチョウのうち、この数十年分布を大きく北上させている4種と、分布が停滞している3種を用い、遺伝的集団構造をゲノムワイドなSNPを用いて解明した。その結果、停滞している3種は地域集団間での分化を伴う遺伝的集団構造がみられたが、拡大している4種ではみられなかった。分布域の拡大が停滞している種は温度以外の要因に局所適応しているために、北上させることが困難であると示唆された。停滞している種(チャバネセセリ、コジャノメ、日影)、分布を拡大している種(ウラギンシジミ、ツマグロヒョウモン、キタキチョウ、ヤマトシジミ、モンキアゲハ)について、さらに、境界領域と関東地方でのサンプリングを行った。また、過去にサンプルした標本を持ち、AFLP断片多型の再解析を行い、遺伝的集団構造の解析を実施した。また、さらに、3つの異なる方法(BayeScan, DFIST, SAM)によって、自然選択を受けている座位の検出を行った。停滞しているコジャノメで、集団間の遺伝的構造がみられ、集団間の遺伝子流動が少ないことが示されたが、他の種では、集団間の顕著な構造はみられなかった。また、DFISTによって、8から70の座位が、BayeScanによって、0-20座位の自然選択を受けている座位が検出された。両者の方法で共通に推定された座位は0-12座位で、特に拡大種であるヤマトシジミで多く検出された。また、SAMにより、気温などと相関する遺伝子座の検出を試みた。特に、キタキチョウで、暖かさ指数と相関する座位が2座位検出された。24年度に採集した標本をもとに、RAD-seqによるSNP変異検出の方法確立を試みた。そのために。キタキチョウ,コジャノメ、ヒカゲチョウ、ヤマトシジミの複数集団のサンプル180個体を用い、ゲノム抽出、DNAの断片化を行い、次世代シークエンサーによりpared-endで断片の解読を行った。3月に解読が終了し、SNP解析に取りかかった。分布を北上させている種(キタキチョウ、ヤマトシジミ、ウラギンシジミ、ツマグロヒョウモン)、分布を停滞させている種(コジャノメ、ヒカゲチョウ、ホシミスジ)について、北限集団および中心部4-5集団の採集を行った。北上種については、ほぼサンプリングが完了した。停滞種の北限集団については、充分なサンプリングができず、26年度に実施する予定である。充分なサンプルのある4種、キチョウ、コジャノメ、ヤマトシジミ、ヒカゲチョウについてRAD-seqを行った。180個体について、ゲノムDNAを抽出し、断片化、タグ付け後、Illumina HighSeqによって断片末端のDNA配列を決定した。その後、ソフトウエア(Stacks)を用い、アセンブルを行いSNPの検出を行った。キチョウで約400000,ヤマトシジミで約100000,コジャノメで約250000,ヒカゲチョウで、220000のリード数を得ることができた。ただし、個体間で共通のリード数が少なく、特にSNPに関しては5個体以上で検出可能なものが下100以下になり、有効な数のSNPを得ることができなかった。その後、再度、Illumina MiSeqにより、再解析を行ったが同様に上手くSNPを検出できなかった。DNAの質が悪く、同じ断片が読まれていないことが原因であると思われた。今後の対応について、検討し、マイクロサテライト領域で挟まれた断片を増幅後、次世代シークエンサーで解読するという方法の検討を始め、他の生物で上手くいくことが確かめられ、26年度は、その方法(MIG-seq)を用いることとした。本研究では、東北を北限とし、分布を北上させず停滞している3種と、北上している4種を用い、ゲノムワイドなSNPを検出するMIG-seqにより、分布境界集団と分布内集団での遺伝的変異の変化と遺伝的集団構造を調べることを目的とした。対象種として日本産チョウ類(拡大4種停滞3種)を用いた。各種で分布全域をカバーできるように516地点、各地点10個体以上採取した。ゲノムを抽出し、次世代シーケンサーでMIG-seqを行った。MIG-seqは、マイクロサテライトで挟まれた領域を増幅し、その端の配列を次世代シークエンサーで網羅的に解読する手法である。遺伝的多様性の指標としてヘテロ接合度、対立遺伝子数、塩基多様度を算出し、集団の遺伝的構造の解析として、FSTの推定と、ADMIXUTUREを用いたアサイメントテストを行った。

種全体の遺伝構造を把握するためにアサイメントテストを行った結果、停滞種では分布境界付近で異なる遺伝的構造がみられるが、拡大種では均一な集団構造あるいは不規則な遺伝構造を示した。また、ヘテロ接合頻度、平均遺伝子多様性はは拡大種で境界集団への多様性の減少傾向が見られたが、停滞種ではみられなかった。これらのことから、停滞傾向種は、温度以外の要因に局所適応しているために分布境界をより北上させることが困難であるのないし、主に温度が制限要因のため、分散能力に応じて分布境界を北上させることができると考えられた26年度が最終年度であるため、記入しない。進化生態学26年度が最終年度であるため、記入しない。AFLPの断片の配列解析は、できなかったが、新たな方法により自然選択の検出を行い、候補座位を検出することができた。また,RAD-seqの準備を開始し、実施した。チョウのサンプリング、DNA解析(RAD-seq)などは、予定どおり実施した。しかし、RAD-seqによるSNPの検出を幾つか異なる方法で試みたが、充分に必要なSNP数が確保できなかった。検出されたSNPをつかって、局所適応遺伝子の検出を行う予定であったが、その段階まで到達しなかった。26年度が最終年度であるため、記入しない。キタキチョウ以外の種についても、RAD-seqを進め、SNPマーカーを作成し、自然選択を受けている遺伝領域探索をすすめる。イクロサテライト領域で挟まれた断片を増幅後、次世代シークエンサーで解読するという方法(MIG-seq)の検討を始め、他の昆虫で上手くいくことが確かめられた。この方法は、ゲノムの断片化が進行していても、増幅するため充分に同一のコンティグを得ることが可能である。この方法による解析は、すぐに実施することが可能で、研究の遅れを取り戻すことが可能である。RAD-seq解析には、時間とバイオインフォの知識が必要であり、本年度集中的に解析するための研究補助員雇用の費用として用いる計画である。次世代シークエンサーにかかる費用を計上していたが、解析の条件の検討に時間を要したため、次年度に繰り越した。また、実験および解析にかかる人件費を繰り越した。前年度できなかった次世代シークエンサー解析に使用する。また、実験支援員を一年間雇用する。
細胞運動に伴う細胞骨格の調節機構

非筋細胞の運動には、著しい形態の変化と細胞自身の移動を伴うことが多い。従って運動を担う細胞骨格は常時、構築ー解体ー運搬ー再構築をくり返す。本研究はそれらの調節機構の解明を目的とする。粘菌変形体小片システムを用いて、周期的張力発生装置としてのアクトミオシン繊維の構造的ダイナミックスを解明し(石上)、また収縮弛緩に伴う1本1本の繊維の消長を画像処理装置を用いて解析した(泰野)。腎尿細管上皮細胞のアクチン・ストレス繊維の微細構造および蛋白質構成を明らかにした(石川)。テトラヒメナのアクチン結合蛋白質の精製と性状をしらべ、生体内でのアクチンの働きを解明した(渡辺)。細胞分裂を調節するいくつかのアクチン調節蛋白質の生化学的生質を明らかにし、また分裂溝を単離してその収縮の分子構造をしらべた(馬淵)。染色体運動を紡錘体微小管の構築動態から解明することを試み(佐藤)、培養哺乳動物細胞の分裂装置におけるダイニンの存在とその役割を抗体を用いて追求した(伊豆津)。哺乳動物精子鞭毛運動の超活性化機構及びウニ精子外腕ダイニンのメカノケミカル系を追求した(毛利)。ウニ卵発生時の細胞内カルシウムの動態をカルシウム電極を用いて測定し(黒田英)、一方エクオリンを注射して変形体アメ-バの運動、ゾ-リムシの反転運動、細胞分裂に伴うカルシウムの分布の変化を映像化することに成功した(吉本)。遠心顕微鏡を用いて、ゾ-リムシ1匹の出す推進力を計算し(黒田清)、また車軸藻subcortical fibril近傍の粘度を考察した(上坪)。また車軸藻原形質流動を流体力学的に数式化することを試みた(米田)。ユリ花粉管内原形質流動の分子機構を再編成モデル系を用いて明らかにした(新免)。チョウチンミドロの葉緑体移動運動の光による制御の機構を追求した(永井)。非筋細胞の運動には,著しい形態の変化と細胞自身の移動を伴うことが多い.その運動を担う細胞骨格は常に構築ー解体ー運搬ー再構築をくり返す.その調節機構の解明に努めた.ウニ卵では精子侵入部でアクチンの重合が始まり表層部全域に波動状に重合が伝わる.アクチン繊維を架橋する225K蛋白質を単離し性質を明らかにした(馬渕).ウニ卵受精時の表層胞の開口分泌へのアクチンの関与を光顕で(黒田),腎・肝細胞内のアクチン繊維束の分布配列を電顕的に(石川)示した.ヒトデ卵の成熟時の微小管の分布の変化と,チューブリン修飾へのCa^<2+>の関与を明らかにした(毛利).ウニ卵の雄性発生のタイミングから,微小管の構造に係わるものが核分裂のトリガーであることを示唆した(米田).渦鞭毛虫の紡錘体微小管の消長と染色体運動の特異的な関係を明らかにした(佐藤).ダイニン抗体の細胞内顕微注射による核分裂期Bおよび紡錘体形成へのダイニンの役割を示した(伊豆津).粘菌変形体では収縮弛緩に伴って,アクトミオシンからなる複屈折繊維が現われたり消失したりする.複折繊維は収縮毎に少しづつ位置を変えることを明らかにした(秦野).

免疫電顕で検討した結果この収縮性繊維の中には収縮弛緩時共にミオシンのシックフィラメントは見出されなかった(石上).粘菌カフェインドロップ内のCa^<2+>の動態をエクオリンで調べると原形質のゾル化がおきているところでCa^<2+>濃度が高い(吉本).アメーバでも原形質のゾル化に高濃度のCa^<2+>が関与していると考えられる(黒田).車軸藻の原形質流動に関しては,動因座近傍の粘度の変化を検討し(上坪),流動に対するアデニンヌクオチドと無機燐酸の効果を定量的に測定した(新免).チョウチンミドロの光転位運動と微小管の動態を調べた(永井).テトラヒメナのアクチンの一次構造を遺伝子解析から明らかにし,既知のアクチンとの比較からその性質機能を追求し,この特殊なアクチンも細胞運動に係っていることを示した(渡辺).筋細胞と異なり非筋細胞の運動には、著しい形態の変化と細胞自身の移動を伴うことが多い。従って運動を担う細胞骨格は常に構築-解体-移動-再構築をくり返す。その調節機構の解明につとめた。粘菌変形体の複屈折性繊維の消長を収縮弛緩の位相と関連して定量的に測定し(秦野)更に収縮弛緩の位相と往復原形質流動の方向との相関を明らかにした(石上)。粘菌カフェイソドロップ内でのCa^<2+>の動態をエクオリンの発光で測定し、Ca^<2+>濃度上昇によるゾル化を示し、Ca^<2+>による運動の調節を時間的空間的に明らかにした(吉本)。ウニ卵内のCa^<2+>濃度の測定に努力し、更に卵内膜小胞を単離し、in vitroでのIP_3によるCa^<2+>の変動をFura-2を用いて測定した(黒田)。米田はウニ卵第1分裂開始のタイミングと細胞骨格の消長との関係をしらべ、佐藤は分裂時の紡錘体微小管構築の動態を定量的に可能にするため、超高性能の万能顕微鏡の開発に努力し、金コロイド粒子の細胞内動態の追跡記録を可能にした。また紡錘体内のダイニンの分布がMAP1C抗体を用いて明らかにされ(伊豆津)、馬渕は単離した分裂溝の構造、構成成分、収縮条件を追求した。胃および肝細胞のアクチン線維束の免疫細胞化学的分析及びその単離と生化学的分析をも試みた(石川)。一方テトラヒメナのアクチンを遺伝子のレベルから追求し、精製したアクチンは骨格筋のアクチンと共通する性質をもつ反面、非常に異なる性質をもつことを明らかにした(渡辺)。ウニ精子Bバンド蛋白質の分布および機能を解明した(毛利)。光刺激による細胞質の移動運動と微小管と相関をしらべた(永井)。車軸藻の原形質流動に関しては、新型遠心顕微鏡を用いて流動の動因座近傍の粘度を測定し(上坪)、またin vitroに単離した原形質滴内での流動の発生の機構を明らかにした(黒田)。液胞膜除去細胞を用いて、細胞内イオン強度およびATP濃度と流動との関係を明らかにし骨格筋の収縮機構と比較した(新免)。非筋細胞の運動には、著しい形態の変化と細胞自身の移動を伴うことが多い。従って運動を担う細胞骨格は常時、構築-解体-運搬-再構築をくり返す。本研究はそれらの調節機能の解明を目的とする。粘菌変形体小片システムを用いて、周期的張力発生装置としてのアクトミオシン繊維の構造的ダイナミックスを解明し(石上)、また収縮弛緩に伴う1本1本の繊維の消長を画像処理装置を用いて解析した(秦野)。腎尿細管上皮細胞のアクチン・ストレス繊維の微細構造および蛋白質構成を明らかにした(石川)。テトラヒメナのアクチン結合蛋白質の精製と性状をしらべ、生体内でのアクチンの働きを解明した(渡辺)。細胞分裂を調節するいくつかのアクチン調節蛋白質の生化学的性質を明らかにし、また分裂溝を単離してその収縮の分子機構をしらべた(馬淵)。
多価イオンのプラズマ対向壁衝撃による2次電子放出に関する研究

核融合装置内において、プラズマと壁材料の境界プラズマ中での粒子(中性粒子、イオン、電子)の運動とプラズマ粒子衝撃中の壁材料の組成変化が2次電子放出特性に大きな影響を及ぼすことから、本年度は(1)多価イオン衝撃による2次電子のポテンシャル放出とカイネテイック放出に関する計算により得られた2次電子放出の諸特性(電子放出比、放出エネルギー分布・放出角度分布、放出統計分布等)と実験結果の比較、(2)境界プラズマ中の粒子の運動、プラズマ粒子衝撃中の壁材料の組成変化を含むプラズマ表面相互作用(後方散乱、スパッタリング、電子放出)に関する計算と実験結果の比較を行った。プラズマ対向壁材料のベリリウム、カーボン(低Z材)、タングステン(高Z材)をターゲット材料に選んだ。(1)多価イオン衝撃による2次電子放出については、カイネテイック放出に加えてポテンシャル放出を考慮したことにより2次電子放出比、放出エネルギー分布、放出統計分布は実験結果をほぼ再現でき、2次電子放出機構の定性的な説明が可能になった。2次電子放出特性の価数依存性や材料表面で生じている仕事関数の変化による効果も実験結果を定性的に説明し、詳細な情報も得られた。(2)境界プラズマ付近でのプラズマ表面相互作用については、粒子の境界プラズマ中での運動や中性粒子、イオンが多価イオンに変化する過程の詳細が分かると共に、プラズマ中の粒子の運動、プラズマ粒子衝撃中のターゲット材料の組成変化を含むプラズマ表面相互作用(後方散乱、スパッタリング、電子放出)に関して新しい情報が数多く得られ、実験結果を説明する事ができた。この計算は世界でもあまり行われておらず(特に日本)、関心を集めている。現在、(1)と(2)については独立したプログラムであり、充分利用価値は有るが、更に有効利用するために組み合わせる事を検討中である。また、個々の内容についてもプログラムを更に改良中である。
クイア理論によるヘミングウェイのマニュスクリプト研究

本研究は、ヘミングウェイのマニュスクリプト研究であるため、マニュスクリプトを入手することが本研究にとって不可欠かつ前提条件であった。それゆえ、米国ボストンにあるケネディ図書館において、ヘミングウェイの未発表原稿を閲覧し、ラップトップコンピュータに入力する作業を行った。今回入力したものは、主に、The Garden of EdenとThe Sea Changeの原稿である。入力した原稿をもとに、本研究では作品解釈を行った。解釈のために必要な二次資料は、主に、カリフォルニア大学バークレー校付属図書館で入手した。研究書の複写に加え、端末を使って、The Garden of Eden発表時の新聞に掲載された書評をプリントアウトすることができた。また、古文書を扱うカリフォルニア大学のバンクロフト図書館では、Mr.and Mrs.Elliotの読解に重要と思われる資料を閲覧することができた。The Garden of Edenは、原稿において特に、「アフリカ」が主題であると思われたので、ケニアに赴き、アフリカの部族の風習や野生動物の生態などを、ナイロビ大学、国立博物館、国立公文書館で調査した。ここでの調査は、The Garden of Edenの研究にとどまらず、アフリカを題材にしたヘミングウェイのその他の作品、Green Hills of Africa、True at the First Light、The Snows of Kilimanjaro、The Short Happy Life of Francis Macomberなどの読解に役立てる予定である。True at the First Lightの未発表原稿は、ケネディ図書館で閲覧したが、まだ入力は行っていない。それを今後の課題としたい。マニュスクリプト研究と同時にすすめていたジェンダー研究の成果は、『ジェンダーを科学する』、『クィア批評』にそれぞれ発表した。本研究の目的は、ヘミングウェイの作品および未発表原稿における同性愛者に注目し、クイア理論を用いながら、性的アイデンティティがどのように確立されていくか、同性愛者の身体がどのように可視化されていくか、そのメカニズムを探っていくことであった。そのため今年度はヘミングウェイの短編作品の中から同性愛を主題にしたものを数編選び、その解釈にあたった。それらの作品群では、同性愛的身体は、他者の視線にさらされることによって出現していることが確認された。つまり同性愛的身体は、それを知覚する他者の知の対象として出現し、他者の知への意志を満足させるために、パフォームされ、ドラマ化される。同性愛的身体にはトランスジェンダーが押印され、その印が他者から認知されることによりはじめて身体は同性愛者のそれとして可視化される。そめため同性愛者の身体は客体としてのみ存在することになり、主体性が否定されてしまうのである。セクシュアリティとジェンダーに関わるこうした構図は、作品の視点がどこに置かれているかを考察することで明らかになっていったものである。今後の研究では、今年度の研究成果を踏まえ、作品におかれた視点が、異性愛体制とどのような関係にあるかを探りながら、ヘミングウェイ作品における同性愛者の身体についてさらに研究をすすめていく予定である。
人とロボットの音楽インタラクションのための非線形モデルに基づく同期演奏技術の開発

本研究では、人の演奏を予測しながら、同期して演奏するロボットのための同期演奏技術の開発を目的とする。平成24年度は、(1)多人数合奏における主導権推定と(2)ニホンアマガエルの合唱の同期状態の計測と解析を行った。1.多人数合奏における主導権推定昨年度までは2人合奏を対象として、結合振動子モデルによる予測手法や、視聴覚統合ビートトラッキング手法を開発してきた。また、それらをロボットへ実装し、1人の共演者の演奏を予測する同期演奏を実現した。平成24年度はこの技術を、多人数との合奏へ拡張した。多人数合奏を実現する上では、「そもそも誰を予測すべきか」が問題となる。本問題を解決するため、合奏中における各共演者の主導権を表す定量化指標リーダー度を設計し、その推定手法を開発した。そして、リーダー度を2人合奏のモデルを統合することで多人数合奏の非線形な状態空間モデルを設計した。本モデルにunscentedカルマンフィルタを適用し、多人数合奏中の主導権の動的変化とオンセット時刻を予測する手法を開発した。被験者実験の結果、本手法のオンセット予測精度が人と同程度であることを明らかにした。この内容は、IROS2012に採録された。2.ニホンアマガエルの合唱の同期状態の計測と解析昨年度までに、音声視覚化デバイス「カエルホタル」と動画解析技術を開発し、ニホンアマガエルを対象として野外におけるカエル合唱の時空間構造可視化を実現した。平成24年度は、(1)デバイスの解析と、(2)オーストラリアでのフィールド実験を行った。(1)では、デバイスの音量輝度特性などのハードウェア特性を計測した。また、可視化システムのシミュレーション実験によってカエルの間距離ごとに可視化可能なデバイス配置密度を明らかにした。また、多数のカエルの合唱の同期状態のストロボスコープ法による統計的な検定手法によって、近接個体のみが有意に同期している例を発見した。(2)では、ニホンアマガエル以外の種で本手法を評価するため、オーストラリアのアカメアメガエルを用いた可視化実験を行った。本研究では,ロボットが人の演奏を予測し同期して合奏するための同期演奏技術の開発を目的とする.平成23年度は、共演者ロボットとして開発しているテルミン演奏ロボットの機能向上、マルチモーダルな情報を用いた同期と多人数合奏への応用、そしてニホンアマガエルの集団発声行動における同期状態の調査を行った。1.テルミン演奏ロボットシステム:従来の楽器演奏ロボットはハードウェア依存であったが、本システムは異なる身体性をもつ複数のロボットへ移植可能である。ただし、テルミンは周囲の環境に敏感に影響を受けてして特性が変化する問題があった。そこで、特性のパラメトリックなモデルと演奏音の誤差を用いて、unscentedカルマンフィルタによる実時間で特性変化を追従する手法を開発した。この内容はIEA-AIE2012に採録された。2.同期演奏:人の演奏に合わせて自然な合奏を行うためには、合奏中のビートの同期と、リズムの存在しない合奏の開始・終了タイミングの同期が必要となる。そこで、合奏中にギター演奏の演奏音と腕振り動作の視聴覚統合によるビートトラッキングによって同期する手法と、合奏の開始・終了タイミングをフルートのジェスチャによって同期する手法を開発した。そして、ギター奏者とフルート奏者の2人の人間と、2体のロボットによる四人の合奏を実現した。この内容はEURASIP Special Issue,情報処理学会論文誌などに採録された。3.集団発声行動計測:ニホンアマガエルなどの集団で発声行動を行う生物の多くは、人同士の合奏と同様に周囲の発声行動を聞きながらで同期することが知られている。生物の生息地は雑音が多数存在するため通常のマイクアレイ処理では定位・分離が困難なので、光を音に変換するデバイスを開発して野外での集団発声の時空間構造を可視化した。その結果、同期パターンの計測に成功した。この内容はJournal of Comparative Physiology Aに採録された。

(1)では、デバイスの音量輝度特性などのハードウェア特性を計測した。また、可視化システムのシミュレーション実験によってカエルの間距離ごとに可視化可能なデバイス配置密度を明らかにした。また、多数のカエルの合唱の同期状態のストロボスコープ法による統計的な検定手法によって、近接個体のみが有意に同期している例を発見した。(2)では、ニホンアマガエル以外の種で本手法を評価するため、オーストラリアのアカメアメガエルを用いた可視化実験を行った。本研究は、人に合わせて同期演奏する技術の開発だけでなく、実際に人と合奏する共演者ロボットに実装することも目的としている。本年度は目的どおり合奏前後と合奏中の同期演奏を開発し、実際に人間2人とロボット2体の合奏までを達成した。また、発声行動の調査も計画通り行い、野外の行動が可視化に成功した。したがって、当初の計画通りおおむね順調に進展しているといえる。共演者ロボットの能力向上と同期演奏技術の開発が進展したので、今後はそれらを統合することで合奏システムの洗練化を行う。また、多人数での合奏におけるLeader/Followerは本研究の目的の(3)の演奏表現が合う高次同期に重要なので、その推定も行う。
双曲系の初期値問題の適切性及び近似解法に関する研究

1.保存則系の初期値問題の弱解の一意性の問題に関する研究:2×2の保存則系の初期値問題に対する時間局所的な古典解が満たす,単独方程式の場合によく知られたKruzhkovのエントロピー条件に相当する不等式を導出した。この不等式をもとに,Templeタイプと呼ばれる2×2の保存則系の初期値問題について,一意性が成立する弱解のクラスを導入することに成功した。2.局所リプシッツ作用素半群の理論の構築に関する研究:局所リプシッツ作用素半群の無限小生成作用素が連続の場合に,その特徴づけ理論を展開した。解の増大度を測る汎関数を用いた『非負なリプシッツ連続汎関数により表現される局所的な準消散条件』と『接線条件』により局所リプシッツ作用素の半群の無限小生成作用素を特徴付けることに成功した。この理論を,real analytic initialdataに対するKirchhoff方程式の初期値問題の適切性の問題へ応用した。4.抽象的準線形発展方程式の初期値問題に対するHadamardの意味の適切性の研究:退化準線形双曲型方程式の初期値境界値問題の適切性を,解の初期値に関する連続依存性の条件に着目して,抽象準線形発展方程式のHadamardの意味での適切性の概念として定式化した。この問題を差分近似理論の立場から考察するために,差分近似解の収束を論ずるために必要な安定性の条件を新たに提案した。得られた結果を,非線形摂動を持つ退化Kirchhoff方程式の初期値境界値問題の適切性へ応用した。1.保存則系の初期値問題の弱解の一意性の問題に関する研究:この問題は,長い間未解決であった。近年,リプシッツ作用素半群が本質的な役割を演じ,1つの答えが与えられた。それとは違った次のような方向性で,この問題を考察した。2×2の保存則系の初期値問題に対する時間局所的な古典解が満たす,単独1方程式の場合によく知られたKruzhkovのエントロピー条件に相当する不等式を導出した。この不等式を{もとに,2×2の保存則系の初期値問題に対する弱解の意性の問題に取り組んだ。その結果,Templeタイプと呼ばれる2×2の保存則系の初期値問題について,意性が成立する弱解のクラスを導入することができ,そのクラスの弱解の存在と一意性定理を導出することに成功した。2.局所リプシッツ作用素半群の理論の構築に関する研究:二乗可積分な空間を基礎空間とするとき,Kirchhoff方程式を支配している微分作用素は,real analyticな集合から基礎空間への作用素と考えて,局所的に連続となる。この事実をもとに,無限小生成作用素が局所的に連続であるようなリプシッツ作用素半群の理論を構築することを試みた。ここでは,局所的に連続な作用素が,局所的な意味で「非負なリプシッツ連続汎関数を用いて表現される消散条件」と「接線条件」を満たすならば,局所リプシッツ作用素半群を生成するという事実を示した。3.双曲系の初期値問題の近似解法に関する研究:時間に依存する退化双曲型方程式の初期値問題の解を,数値解析的に求めようとするときに生じる問題を,regularized evolution operatorの近似の問題へと位相解析的に定式化した。近似の問題を考察するときに重要となる概念に,「安定性」の概念がある。'ここでは,よく知られた加藤による安定性を改良し,regularized evolution operatorの近似理論を展開した。

2.局所リプシッツ作用素半群の理論の構築に関する研究:局所リプシッツ作用素半群の無限小生成作用素が連続の場合に,その特徴づけ理論を展開した。解の増大度を測る汎関数を用いた『非負なリプシッツ連続汎関数により表現される局所的な準消散条件』と『接線条件』により局所リプシッツ作用素の半群の無限小生成作用素を特徴付けることに成功した。この理論を,real analytic initialdataに対するKirchhoff方程式の初期値問題の適切性の問題へ応用した。4.抽象的準線形発展方程式の初期値問題に対するHadamardの意味の適切性の研究:退化準線形双曲型方程式の初期値境界値問題の適切性を,解の初期値に関する連続依存性の条件に着目して,抽象準線形発展方程式のHadamardの意味での適切性の概念として定式化した。この問題を差分近似理論の立場から考察するために,差分近似解の収束を論ずるために必要な安定性の条件を新たに提案した。得られた結果を,非線形摂動を持つ退化Kirchhoff方程式の初期値境界値問題の適切性へ応用した。