hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
旗多様体上のシューベルトカルキュラスとその応用

(1) E_8を階数8の例外型コンパクト単連結単純Lie群, Tをその極大トーラスとするとき,旗多様体E_8/Tの整数係数コホモロジー環を決定した.さらに,差分商作用素を用いて,この環を生成するSchubert類を特定した.この結果を用いて,対応する複素代数群E_8のChow環を決定することができた.(2)局所化の手法および等質空間のトーラス同変コホモロジー環のGKM表示を利用して,旗多様体G_2/B(G_2はG_2型の複素Lie群, BはそのBorel部分群)および複素2次超局面Q_nのトーラス同変コホモロジー環を具体的に計算した.(3)河野-小島の結果を拡張して,無限シンプレクティック群Spおよび無限直交群SOの基点付きループ空間のなすPontrjagin環が,それぞれSchur P-関数,Q-関数のなす環と同型であることを示した(1) E_8を階数8の例外型コンパクト単連結単純Lie群, Tをその極大トーラスとするとき,旗多様体E_8/Tの整数係数コホモロジー環を決定した.さらに,差分商作用素を用いて,この環を生成するSchubert類を特定した.この結果を用いて,対応する複素代数群E_8のChow環を決定することができた.(2)局所化の手法および等質空間のトーラス同変コホモロジー環のGKM表示を利用して,旗多様体G_2/B(G_2はG_2型の複素Lie群, BはそのBorel部分群)および複素2次超局面Q_nのトーラス同変コホモロジー環を具体的に計算した.(3)河野-小島の結果を拡張して,無限シンプレクティック群Spおよび無限直交群SOの基点付きループ空間のなすPontrjagin環が,それぞれSchur P-関数,Q-関数のなす環と同型であることを示したシューベルト・カルキュラスは,もともとGrassmann多様体上で,Schubert多様体たちの交点数を計算する手法であったが,Lie群論などのトポロジー,Young図形やSchur関数などの組合せ論や表現論と密接に関連して,近年大きな拡がりを見せている.報告者はこれまで,代数的位相幾何学の観点からLie群の等質空間,特に連結な複素Lie群Gを,その放物型部分群Pで割って得られる旗多様体G/Pのコホモロジー環について研究を進めてきた.特にPがBorel部分群Bである完全旗多様体G/Bのコホモロジー環について,Wey1群の作用による不変式環を利用した等質空間のコホモロジー環のBorel表示を利用し,Gが例外群E_8の場合に,G/Bの整数係数コホモロジー環を決定した.これにより,すべての連結な複素単純Lie群Gに対して,完全旗多様体G/Bの整数係数コホモロジー環が決定された.論文は,Proc.Japan Acad.86, Ser.A, (2010), 64-68.また,Bernstein-Gelfand-Gelfandによる差分商作用素を利用して旗多様体のコホモロジー環をSchubert類で記述する研究を継続し,E_8の場合にも計算に成功した.さらに,その応用として,GのChow環A(G)を決定するという問題にも取り組み,E_8の場合も含めて完全に決定した.論文は,arXiv : 0709.3702(これは2007年にE_6, E_7に対して得られていた結果にE_8の結果を追加したものである).次に,向き付けられたコンパクトな多様体の符号数に関しては,Hirzebruchの符号数定理を含め,多くの研究がなされているが,具体的な計算は大変複雑となり,わずかな例が知られているに過ぎない.報告者は,複素Grassmann多様体のコホモロジー環のYoung図形による記述をもとに,その符号数が組合せ論的に容易に計算できることを示し,複素Grassmann多様体を含む,cominuscule型の旗多様体(Hermite対称空間)の符号数をすべて決定した.これにより,従来,Atiyah-Bott-Lefschetzの不動点公式等を用いて計算されていた符号数の計算を簡略化することができた.この結果は国際研究集会Bratislava Topology Symposiumにて発表された(2009年9月).・Gを複素数体C上の連結かつ単連結な半単純リー群,B,Tをそれぞれボレル部分群,極大トーラスとするとき,旗多様体G/Bへの極大トーラスTの作用による同変コホモロジー環は,トーラスの作用による固定点集合への「局所化写像」を通して,組合せ論的に記述できることが知られている.この記述を用いて,Gが古典型SL(n,C),SO(n,C),Sp(2n,C)の場合には二重シューベルト多項式を用いた記述が得られているが,Gが例外型G_2,F_4,E_6,E_7,E_8の場合や,より一般の旗多様体G/P(Pは放物型部分群)の場合には,シューベルト多項式の与え方も含め,一般的な記述が知られていないものが多い.そこで,階数が最も低いG_2および複素2次超曲面Q_

nの場合に,局所化写像を利用して,G_2/BおよびQ_nのトーラス同変コホモロジー環を計算し,環構造も含めて決定した.・Gを複素数体C上の連結かつ単連結な半単純リー群,Kをその極大コンパクト部分群とするときGのアフィン・グラスマン多様体Gr_Gは,K上の基点付きループ空間ΩKとホモトピー同値であることが知られており,したがって,トポロジーの手法を利用して,Gr_G=ΩKのホモロジーを調べることができる.G=SL(n,C),K=SU(n)の場合には,「k-シューア関数」を用いた記述が知られており,これは,n→∞の極限において,ΩSU(∞)のホモロジー環とZ上の対称関数のなす環との自然なホップ代数としての同型を与える.この考え方をG=Sp(2n,C),K=Sp(n)の場合に推し進め,河野・小島の結果を利用することにより,ΩSp(∞)のホモロジー環とシューアP-関数のなす環との間に自然なホップ代数としての同型が存在することを示した.結果は,2011年度日本数学会年会(於早稲田大学)において発表された.Gを複素数体C上の連結かつ単連結な半単純リー群,Kをその極大コンパクト部分群とするときGのアフィン・グラスマン多様体Gr_Gは,K上の基点付きループ空間ΩKとホモトピー同値であることが知られており,したがって,トポロジーの手法を利用して,Gr-G=ΩKのホモロジーを調べることができる.G=SL(n,C),K=SU(n)の場合には,「k-シューア関数」を用いた記述が知られており,これは,n→∞の極限において,ΩSU(∞)のホモロジー環とZ上の対称関数のなす環Aとの自然なホップ代数としての同型を与える.この考え方をG=Sp(2n,C),K=Sp(n)の場合に推し進め,河野-小島の結果を利用することにより,ΩSp(∞)のホモロジー環とシューアP-関数のなす環との間に自然なホップ代数としての同型が存在することを示した.同様にして,Ω_0 SO(∞)(単位ループを含む連結成分)のホモロジー環とシューアQ-関数のなす環との間のホップ代数としての同型も示すことができる.本年度は,この考えをK-ホモロジー論へ適用し,ΩSp(∞)およびΩ_0 SO(∞)のK-ホモロジーのなすHopf代数の,対称関数環Aの部分環としての記述を与えることができた.したがって,この同型の下で,アフィン・グラスマン多様体の構造から幾何学的に定義されるシューベルト類には何らかの対称関数の族が対応しているはずである.そこで,成瀬弘氏(岡山大学)と協力し,Lam-PylyavskyyによるΩSU(∞)の場合の「双対安定Grothendieck多項式」の構成方法を参考にして,「逆平面分割」を用いた多項式の族を構成した.これらの結果は共同研究者である成瀬弘氏により研究集会「空間の代数的・幾何的モデルとその周辺」(2011年9月於京都大学数理解析研究所)において発表された.
現代日本における外国からの移住者の宗教生活:カトリック教会を中心として

本研究では、近年増加しつつあるブラジル、ペルー、フィリピンなど外国からの移住者に焦点をあて、かれらの日常の宗教生活、宗教実践のありかた、その問題点、ひいては日本社会における多文化共生等を実現していく上での問題点、課題を検討することを目的としている。調査にあたっては、とくにカトリック教会東京大司教区を事例とし、参与観察、関係者に対するインタビューを通じて、宗教実践のありかたを把握するように努めた。その結果、とくにフィリピンの人々が東京大司教区の教会において、フィリピン人共同体を形成し、英語またはフィリピン語のミサに出席するなどして定期的に活動をつづけていることが理解された。ただし、これらのフィリピン人共同体の多くは、たとえ同じ教会のなかにあっても日本語ミサを中心とする日本人の共同体とはほとんど接触を持たずに活動しており、言語や民族的背景をこえたより統合的な教会共同体の実現には至っていない。日本人信徒とフィリピン人信徒とは同じカトリック教会に所属しているとはいえ、それぞれの国におけるカトリック信仰受容の歴史、教会形成の歴史的背景が異なり、社会における教会の位置づけ、社会的空間としての教会の利用のしかたにも違いがみられ、さらに信心業などの点でも大きな差異がみられる。この研究においては、主として外国人移住者(とくにフィリピン人)の立場から、現在の日本におけるカトリック共同体の現状を把握し、上述のような問題点を指摘している。初年度にあたる平成15年度には、研究計画にもとづき、主として下記の調査を実施した。1、日本国内のカトリック教会における外国人(移住民)の教会活動、宗教生活に関する実態調査を東京都内および京阪神における複数の教会において実施したほか、東京におけるインターナショナルディ(東京大司教区の行事)、クリスマスミサと集会(フィリピン系のカトリック信徒中心)を観察する機会を得た。2、日本のカトリック教会において活動するカトリック司祭、修道女等のインタビューを実施した(日系ブラジル人のミサおよび司牧を担当する司祭、在日ベトナム人・ベトナム系のカトリック信徒の司牧を担当する司祭・在日フィリピン人・フィリピン系の信徒コミュニティの指導者等)。インタビュー内容については、その多くを録音し、記録を作成中である。3、文献資料調査。移住民の宗教生活、とくにカトリック教会関係については、国内にはほとんど文献および資料が存在しないため、アメリカ・ワシントンDCに所在するアメリカ・カトリック大学の図書館において関係文献の閲覧、一部複写を行った。日本のカトリック教会における外国人信徒の比率は近年徐々に高まっている。日本人信徒が全体として高齢化していること、グローバル化のなかで外国人移住民(日系ブラジル人、フィリピン人など)が増加していることがその主な理由である。それにしたがってカトリック教会の教会活動も大きな変革を迫られており、教会指導部もそのことを認識しつつある。本年度は、昨年度につづいて、首都圏および関西圏を中心として、カトリック教会における海外からの移住民、とくにフィリピン系の人々の宗教実践の参与観察および関係者のインタビュー調査を進めた。カトリック教会のなかでも、とくに1980年代後半よりフィリピン本国で盛んになった新しい宗教運動であるエルシャダイと呼ばれる運動に焦点をあてて、参与観察を行った。また、関係者のインタビューは日系ブラジル人のシスター、フィリピン人の司祭、シスターおよび信徒指導者等で、日本において長期にわたり活動している人々、およそ10名に対して行った。インタビューは録音し、記録を作成中である。さらに2005年3月には約10日間にわたり、主としてマニラ首都圏において、マニラ大司教区事務所、カトリック司教協議会等において文献収集をおこなった他、日本で数十年にわたって移住民に対する司牧に従事した経験をもつカトリック司祭にインタビューを行った。以上のような調査の結果、日本国内とくに首都圏とその周辺の地域では、日系ブラジル人やフィリピン人およびその子弟などが、場合によっては日本人のミサ出席者数をうわまわるという現象がみられることが明らかになった。多くの海外からの移住民が加わることによって日本のカトリック教会は変化しつつあり、ミサへの参加の仕方などの面で新しい展開がみられることが理解された。こうした理解をもとに来年度はさらに参加観察とインタビューを進めていく予定である。第一年度、第二年度にひきつづいて、首都圏を中心として、カトリック教会における海外からの移住民、とくにフィリピン系の人々、日系ブラジル人の宗教実践の参与観察および関係者のインタビュー調査を進めた。

フィリピン系のカトリック共同体の活動については、千葉県に所在する3つの教会で行われているフィリピン系の人々のためのミサ(フィリピン人司祭による英語またはフィリピン語のミサ)をおよそ半年間にわたり、毎週観察するとともに、ミサ以外のさまざまな活動にもできるだけ参加した。同時にこれらのエスニック共同体の関係者とくに信徒に対する非公式の聞き取りを行った。日系ブラジル人のカトリック共同体については、日本において長期にわたりその世話を担当しているブラジル人のカトリック司祭をはじめとする関係者の聞き取りを実施した。また、2005年10月末および2006年1月にはそれぞれ数日間、フィリピンのマニラ首都圏において、フィリピン司教協議会移住民担当委員会等において関係資料、刊行物、統計等の収集をおこなった。これまで三年間にわたって実施してきた各種の聞き取り調査については、録音テープからの筆耕、発言内容の確認を経て、聞き取り対象者である原発言者による校正を開始した。これらの記録のうち、10数編については編集作業を行った。これらの成果の一部は国際フィリピン学会(2006年11月)または国際シンポジウムにおいて報告することが決定した。本研究は平成15年度より4年間の計画で実施し、平成18年度はその最終年度にあたった。平成18年度には、ひきつづき東京首都圏を中心として、日系ブラジル人、フィリピン人、ベトナム人等のいわゆる外国籍のカトリック信者が出席するミサや関連行事等に参加し、参与観察する機会を得た。研究を開始した平成15年当時と比べると、首都圏においては当該国出身のカトリック司祭、修道女、信徒伝道者が増え、あるいは効率的に配置され、各国語によるミサはより定期的に行われていることが理解される。参与観察と平行して関係者に対するインタビューを本年度も継続し、その記録を筆耕、現発言者による校閲を経て、公開可能な原稿として編集中である。また、平成18年度は最終年度であることから研究のまとめを行い、次の3つの機会に研究報告・発表を行った。1、2006年9月29日、「日本のカトリック教会の「国際化」の現状に関する社会学的研究」上智大学。
高温超伝導体を用いた大出力ミリ波パルス源の開発

Y-Ba-Cu-O(YBCO)酸化物高温超伝導薄膜をミリ波空洞に装着し、この薄膜にレーザー光パルスを照射し超伝導-常伝導スイッチングさせ、空洞内のミリ波エネルギーを大出力パルスとして外部回路に取り出すパルス源を2年間で開発することが本研究の目的であった。レーザアブレーション法により、単結晶MgO基板上に臨界温度約90Kを持つ厚さ0.2μmのYBCO単結晶薄膜を作製した。そして、共振周波数24.0GHzのTE_<011>モード銅製円筒空洞(直径15.8mm、長さ23.8mm)を設計・作製し、このミリ波空洞共振器の一方の短絡板中央に直径8mmの穴を設け、この部分にYBCO超伝導薄膜を装着した。この空洞の無負荷Q値は、室温で1.3×10^3、20Kで2.6×10^3であった。また、ミリ波透過電力を測定した結果、透過電力は90K以下でも観測され、50K以下にならないとほとんど透過しない状態にならなかった。この特性は、2.84GHzの超伝導転移温度以下でほとんど透過しなくなる実験結果とは異なり、周波数が高くなったことにより表面抵抗が大きくなったため、あまり良くない。すなわち、大出力ミリ波パルスを得るためにはかなり低温で動作させなければならないことがわかった。パルス時間幅10ns、波長1.06μmのQスイッチNd:YAGレーザ光パルスをYBCO薄膜に照射し、空洞内のミリ波エネルギーを外部回路に取り出すこと試みた。その結果、30Kにおいて入力の約1.1倍のパルス出力が得られた。この結果から、理論的には空洞の無負荷Q値が10^6程度になれば入力の千倍の出力が得られ、大出力ミリ波パルス源として動作可能と考えられる。さらに、誘電体共振器を用いたミリ波パルス源についても理論的検討を行い、有用な結果を得ている。今後、出力回路をさらに改善し、高Qミリ波空洞共振器および誘電体共振器を使用して実験を行う予定である。平成4年度は、酸化物高温超伝導体を用いたミリ波パルス源の開発の準備として、高いQ値を持つミリ波空洞の作製とパルス出力回路部の検討が主な目的であった。そこで、高Qミリ波円筒空洞を得る方法として、両端の円盤部は従来の平板基板上のYBCO超伝導薄膜で構成し、円筒部は誘電体を用い誘電体共振器として働く構造として共振器を作製することを検討した。誘電体として天然石英と合成石英の2種類の材料について、誘電率と誘電体損を空洞摂動法により評価するために、共振周波数24GHzを持つTM_<011>モードの銅製円筒空洞(直径10mm、長さ20mm)を作製した。クライオスタットに装着したこの空洞内に石英(直径2mm及び3mm、長さ2mm)を挿入し、共振周波数とQ値の温度特性を測定した。その結果、誘電率2、誘電体損2.4×10^<-3>程度であった。これと超伝導薄膜を共振周波数24GHzの誘電体共振器に用いた場合、同じ共振周波数を持つ銅製空洞共振器に対して体積が1/3程度で、無負荷Q値が3割程度良くなることがわかった。Q値があまり大きくならないのは、誘電体損が大きかったためである。

次に、誘電体共振器からのミリ波パルス抽出についてシミュレーションを行い、空洞共振器を用いた場合と比較検討した。その結果、誘電体共振器を用いて方が空洞共振器を用いたものより大きなパルス出力が得られることがわかった。またQ値はあまり高くないが、共振周波数24GHzを持つTE_<011>モードの銅製円筒空洞(直径15.8mm、長さ23.8mm)を作製し、この空洞共振器を用いて出力回路部の検討を行っている。すなわち、この空洞にレーザアブレーション法によりMgO基板上に作製されたYBCO超伝導薄膜を装着し、空洞のQ値やミリ波透過特性の温度特性を測定し、アンテナ等の調整を行っている。今後、スイッチング特性を評価し、パルス抽出実験を行う予定である。Y-Ba-Cu-O(YBCO)酸化物高温超伝導薄膜をミリ波空洞に装着し、この薄膜にレーザー光パルスを照射し超伝導-常伝導スイッチングさせ、空洞内のミリ波エネルギーを大出力パルスとして外部回路に取り出すパルス源を2年間で開発することが本研究の目的であった。レーザアブレーション法により、単結晶MgO基板上に臨界温度約90Kを持つ厚さ0.2μmのYBCO単結晶薄膜を作製した。そして、共振周波数24.0GHzのTE_<011>モード銅製円筒空洞(直径15.8mm、長さ23.8mm)を設計・作製し、このミリ波空洞共振器の一方の短絡板中央に直径8mmの穴を設け、この部分にYBCO超伝導薄膜を装着した。この空洞の無負荷Q値は、室温で1.3×10^3、20Kで2.6×10^3であった。また、ミリ波透過電力を測定した結果、透過電力は90K以下でも観測され、50K以下にならないとほとんど透過しない状態にならなかった。この特性は、2.84GHzの超伝導転移温度以下でほとんど透過しなくなる実験結果とは異なり、周波数が高くなったことにより表面抵抗が大きくなったため、あまり良くない。すなわち、大出力ミリ波パルスを得るためにはかなり低温で動作させなければならないことがわかった。パルス時間幅10ns、波長1.06μmのQスイッチNd:YAGレーザ光パルスをYBCO薄膜に照射し、空洞内のミリ波エネルギーを外部回路に取り出すことを試みた。その結果、30Kにおいて入力の約1.1倍のパルス出力が得られた。この結果から、理論的には空洞の無負荷Q値が10^6程度になれば入力の千倍の出力が得られ、大出力ミリ波パルス源として動作可能と考えられる。さらに、誘電体共振器を用いたミリ波パルス源についても理論的検討を行い、有用な結果を得ている。今後、出力回路をさらに改善し、高Qミリ波空洞共振器および誘電体共振器を使用して実験を行う予定である。
単一分子の物性とデバイス特性のギャップを埋める時空間オペランドX線分光の開拓

本年度は、時空間オペランドX線分光の更なる高度化、および、それをもちいたグラフェンFETの界面制御による高性能化のメカニズム解明の研究を行った。時空間オペランドX線分光の更なる高度化として、硬X線を用いた時空間オペランドX線分光の開拓に取り組んだ。この硬X線を用いた理由は、通常の(軟)X線に比して、より深い領域(20 nm)まで調べることが出来る、すなわち、埋もれ界面が可能になると考えたからである。実際に、実験を行った結果、水平分光能100 nmで深さ方向:20 nmまでの領域を原子一層レベルの高い分解能を有し、かつ、100 nsオーダーの時間分解能でデバイスの界面電子状態を調べることに世界に先駆けて成功した。これにより、高周波電圧印加に対する電子状態の時空間変化が解明され、IoTのキーデバイスとなっているGaN-HEMTの更なる高性能化に貢献した。さらに、以上のようなX線分光を用いて、グラフェン・トランジスタの高性能化を試みた。グラフェン・トランジスタの最大の欠点は、バンドギャップが0であるため、ドレイン電流が飽和しないという点だった。このドレイン電流が飽和しないという欠点を克服するために、Dual-gate構造を採用し、ドレイン電流の飽和を達成した。さらには、マイクロ波を用いたグラフェンー基板の界面化学構造の制御に関する研究を行った。その結果、グラフェンのデバイス特性を劣化させるBuffer層を、グラフェンにダメージを与えることなく、除去することに成功した。これにより、グラフェン中でのキャリア移動度の向上に成功した。この界面構造制御に関しては、東北大学の米田教授と東京大学の長谷川教授と共同で研究を行った。29年度が最終年度であるため、記入しない。【研究目的】デバイスの高性能化は、皮相的に、活性層以外の寄生領域の寄与を顕著にする。例えば、申請者らが作製したGFETの活性層(チャネル)の真性キャリア移動度は100,000 cm2/Vsにも達するが、寄生抵抗を含む外因性キャリア移動度は4,000 cm2/Vsに留まる。これは、活性層を取り囲む界面(例:コンタクト金属との界面)によりグラフェンの電子状態が変化することに起因する。ゆえに、本研究では、実条件に近い非DC電圧印加下のデバイス電子状態を高時空間分解能で調べる時空間オペランドX線分光を開拓する。【意義】本研究は、単一分子デバイスの活性層と寄生領域の寄与の切り分けを可能にする。この切り分けから、従来は不可能だった、単一分子の物性とデバイス特性の直接的な関連付けが可能となる。【本年度の課題:時空間オペランドX線分光法の確立】パルス化された高輝度放射光(時間幅:40ps)を用いて、非DC電圧が印加されたデバイスの界面電子状態を40ps・100nmの高分解能で元素選択的にイメージングする。モデル試料として、GaN/AkGaN界面の二次元電子系をチャネルとした高電子キャリア移動度トランジスタ(GaN-HEMT)を用いる。【本年度の研究成果】高輝度放射光:SPring-8のパルス化された放射光を用いて、モデル試料:GaN-HEMTのオペランド時空間観察を試みた。その結果、ゲート電極近傍において、ゲート電圧印加後の1マイクロ秒以内にGaN-HEMT表面の寄生領域(具体的には、ゲートードレイン間に存在するアクセス領域)の表面化学結合状態が変化しているということの観察に成功した。モデル試料として、GaNの高速トランジスタ(GaN-HEMT)を用いる。【本年度の研究成果】SPring-8のパルス化された放射光を用いて、モデル試料:GaN-HEMTのオペランド時空間観察を試みた。その結果、ゲート電極近傍において、ゲート電圧印加後の1マイクロ秒以内にGaN表面の化学結合状態が変化しているということの観察に成功した。【評価】上記の観察結果は、我々が世界に先駆けて、電子デバイスの化学結合状態・電子状態の観察に成功したことを意味する。すなわち、本年度の課題の解決に成功したことを意味する。

グラフェン・トランジスタの最大の欠点は、バンドギャップが0であるため、ドレイン電流が飽和しないという点だった。このドレイン電流が飽和しないという欠点を克服するために、Dual-gate構造を採用し、ドレイン電流の飽和を達成した。さらには、マイクロ波を用いたグラフェンー基板の界面化学構造の制御に関する研究を行った。その結果、グラフェンのデバイス特性を劣化させるBuffer層を、グラフェンにダメージを与えることなく、除去することに成功した。これにより、グラフェン中でのキャリア移動度の向上に成功した。この界面構造制御に関しては、東北大学の米田教授と東京大学の長谷川教授と共同で研究を行った。【29年度の課題:高速動作しているグラフェンデバイスの界面電子状態変化の観察】前年度の課題の解決により実現される時空間オペランドX線分光を用いて、高速動作している単一分子:グラフェンを用いたトランジスタ(GFET)の界面電子状態変化(意図しないキャリア・ドーピングを観察する。これにより、GFETの高周波特性の実測値が理論値を下回っている原因を定量的に究明し、以て、動作周波数:1 THzを突破する為の指針を得る。29年度が最終年度であるため、記入しない。
繊維の吸湿・放湿速度の測定

1)測定範囲試料:綿わた、ウールわた温度範囲:1550°C(吸湿、設定湿度100%) 550°C(放湿、設定湿度0%)代表的な吸湿素材で、親水性(綿)のものと疎水性(ウール)のものを選んだ。温度範囲の下限と上限の近くは、湿度発生器の性能と、断熱の困難さから、数値の正確さは劣る。2)放湿速度単一のプロセスで、ほとんど一次遅れ応答と見て良い。放湿速度は温度が高いほど速くなる。吸湿速度と併せて考えると、拡散律速と予想される。3)吸湿速度2段階のプロセスと見るべきである。拡散律速と思われる第1段と、もっと遅い第2段階とで成り立っている。第1段階の速度は放湿速度の半分程であるが、両者とも温度依存性の特徴から、水分の分圧への関連を思わせる。拡散に密接な現象を予想させる。4)綿とウールの差異現状では、はっきりした差は見られない。第1近似としては、素材の差は無いと見て良いかもしれない。5)今後の展開完全に乾いた試料の吸湿、完全に吸湿した試料の放湿という条件で測定を行った。若干乾いている試料の吸湿、若干湿っている試料の放湿、あるいはその繰り返し(これが実際に繊維が使われる状況である)を、本研究の結果で推測できることを確かめ、実際の状況につかえるようにする。
カーボンナノドットによる“on-off-on”型発光検出系の構築

カーボンナノドット(CND)の発光挙動を制御することで、"on-off-on"型の応答機構を示す発光検出系の構築に取り組んだ。CNDはアミノ酸類を原料として、電気炉熱分解法によって合成した。酸化性の強い無機イオン類の共存によって、CNDの発光強度が低下することが明らかとなった。次亜塩素酸イオンと過マンガン酸イオンによってCNDは不可逆的に酸化され、消光することが分かった。重クロム酸イオンが内部フィルター効果によって、CNDの発光挙動を可逆的に消光させることが確かめられたことから、還元剤と併用することで可逆的な"on-off"発光強度制御に適用可能であることが示唆された。カーボンナノドット(CND)の発光挙動とその制御に基づいた"onーoffーon"型発光センサー開発を目的とした基礎検討を進めた。グルタチオンを原料として電気炉加熱分解法によって合成したCND(以下、GSHーCND)の発光挙動に対する種々の溶液条件の効果について検討した。水溶液中に分散したGSHーCNDの発光挙動は、中性領域を含む広いpH(310)条件と純水から濃厚な塩濃度条件(05mol/dm3)においてもほぼ影響を受けずに発光強度を維持できることが確認された。特に、高い塩濃度条件でも発光強度を維持できることは、生理食塩水(0.60.9wt/v%,約0.15mol/dm3)や海水(3wt/v%,約0.6mol/dm3)レベルの塩濃度の試料中での発光挙動観測が期待できる。貴金属ナノ粒子や半導体ナノドットでは塩析効果による沈殿生成が問題となりやすい環境水や生体内などの様々な溶液条件において、GSHーCNDが発光プローブとしての利用において大きなアドバンテージとなるが確認された。GSHーCND分散液に酸化剤を添加するとGSHーCNDの発光強度が減少することが確認された。比較的強い酸化剤である過マンガン酸イオン(KMnO4ー)と次亜塩素酸イオン(ClOー)において消光効果は顕著であり、より高濃度領域では消光効果はゆるやかとなった。この消光挙動はStern-Volmer型の動的消光メカニズムでは解析できなかったこと、還元剤を追加しても発光強度の回復が見られなかったことから、"onーoffーon"型の発光強度変化としての利用には適していないことが明らかとなった。詳細な応答メカニズムについては今後の検討課題ではあるが、酸化剤(KMnO4ー、ClOー)添加によるGSHーCNDの消光挙動は、酸化剤の濃度にして15μmol/dm3の範囲ではほぼ直線的に低下した。これに対して、その他の酸化剤(ClO3ーなど)では数mmol/dm3の濃度でも消光応答を示さなかったことから、溶液条件や濃度条件を精査することでKMnO4ーおよびClOーに対する選択的なセンサーとしての利用が可能であると期待される。しかしながら、GSHーCNDの発光挙動制御に基づいた"onーoffーon"型の応答機構の構築を試みたが、有用な条件を確立するには至らなかった。デンプンを原料として合成したCND(以下、StaーCND)は、銅(II)などの金属イオン共存によって消光応答を示すことが予備検討による明らかとなった。また、金属イオンとCNDの相互作用はCND表面のカルボキシル基と金属イオンとの配位によるとされており、この消光状態は"onーoff"型であること見なすことができる。今後はStaーCNDよりも強く銅(II)に配位する、または、銅(II)を還元する共存物質による発光挙動変化を追跡する。これにより、金属配位性を示す無機陰イオンや還元性を示す生体関連物質の検出へと適用範囲を拡大する。グルタチオンを原料として電気炉加熱分解法によって合成したCND (以下、GSH-CND)の発光量子収率は0.46であることが明らかとなった。窒素や硫黄を含む原料から合成したCNDは比較的発光量子収率が高くなることが知られていることから、GSH-CNDの組成を基準としたより高輝度なCNDの合成に取り組んだ。グルタチオンを構成する三種のアミノ酸ーグリシン(以下G)、システイン(以下C)、グルタミン酸(以下E)ーを物質量比1:1:1としてCNDを合成したところ、GSH-CNDとほぼ等しい量子収率0.44となった。これにより、電気炉加熱分解法によって合成したCNDの発光量子収率は、原料の元素組成によって制御できることが明らかとなった。また、G-CND、C-CND、E-CNDの発光量子収率はそれぞれ、0.13、0.08、0.40となった。二種のアミノ酸の混合比率と得られたCNDの発光量子収率について検討したところ、グリシン-グルタミン酸混合系(以下G_xE_1-x-CND)では、いずれの混合比率でもG-CNDを超える発光量子収率を示したが、グルタミン酸比率の上昇に従ってE-CNDの発光量子収率に漸近することが分かった。これに対して、システイン-グルタミン酸混合系(以下C_xE_1-x-CND)では、x = 0.25 - 0.5の範囲でGSH-CNDを上回る発光量子収率を示し、x = 0.4で最大0.57となることが明らかとなった。また、いずれのCNDでも発光極大波長は380 ±5 nmでほぼ一定であった。以上により、原料の元素組成を精査することによって、発光極大波長に影響を与えずに発光量子収率のみを制御することが可能となった。

カーボンナノドット(CND)の発光挙動を制御することで、"on-off-on"型の応答機構を示す発光検出系の構築に取り組んだ。CNDはアミノ酸類を原料として、電気炉熱分解法によって合成した。酸化性の強い無機イオン類の共存によって、CNDの発光強度が低下することが明らかとなった。次亜塩素酸イオンと過マンガン酸イオンによってCNDは不可逆的に酸化され、消光することが分かった。重クロム酸イオンが内部フィルター効果によって、CNDの発光挙動を可逆的に消光させることが確かめられたことから、還元剤と併用することで可逆的な"on-off"発光強度制御に適用可能であることが示唆された。当初の計画では、代表者がこれまでに検討した中で最も合成収率が高く、発光挙動が良好なCNDであるGSHーCNDを中心とした研究を進めた。しかしながら、本年度に得られた結果から、GSHーCNDの発光挙動制御に基づいた"onーoffーon"型の応答機構の構築を試みたが、有用な条件を確立するには至らなかった。GSHーCNDが溶液条件(pH、塩濃度)や共存物質(金属イオン、酸化剤、還元剤)による影響をほとんど受けず、外的要因による発光挙動変化が少ないCNDであることが主たる要因と考えられる。このことから、"onーoffーon"型の応答機構には、外的要因に敏感に発光挙動が変化するCNDを選択する必要があると考えられる。そこで、これまでの予備実験から金属イオンの共存によって発光強度の減少がみられたCNDに着目し、金属イオンおよびpH条件を精査することで、"onーoff"となる消光状態を実現することを喫緊の課題とする。さらに、金属イオンへの配位においてCNDと競合反応を示すと期待される化合物を探索するとともに、"onーoffーon"型の応答機構への展開を試みる。分析化学当初の計画ではカーボンナノドットの合成と精製のためにロータリーエバポレーターと溶媒回収装置の導入を予定していた。しかしながら、初年度の研究結果から、合成したカーボンナノドットは遠心分離操作による精製で、目的の濃度が得られることが判明した。そのため、濃縮操作で使用するロータリーエバポレーターの購入を見送った。初年度の研究成果から、発光スペクトル測定で使用する四面透過石英セルの更新が、当初の目算よりも頻繁に必要であることが判明した。そのため、当初の計画通りロータリーエバポレーターの導入を視野に入れつつ、研究の展開によっては、石英セルや遠心分離精製に使用する遠心ろ過デバイスなどの比較的高価な消耗品の購入に充当する。
有機溶媒系でのリバーゼ加水分解反応を活用した光学活性天然物の不斉合成

1.本研究では、アセトン-水の混合溶媒中でのリバーゼPSによるエナンチオ選択的加水分解反応と従来の有機合成反応を組み合わせたハイブリッドプロセスにより、以下のような光学活性天然有機化合物の高立体選択的合成を達成した。(1)様々な種のアリのフェロモンとして知られている3-octanol(R)-鏡像体(100%ee)と(S)-鏡像体(100%ee)。(2)ショウジョウバエの集合フェロモンである(S)-2-tridecanyl acetate(100%ee)および(S)-2-pentadecanyl acetate(100%ee)。(3)Penicillium urticae S11R59から単離された抗カビ活性を有する12員環ラクトンである(R)-Patulolide A(100%ee)。2.1の研究結果を踏まえて、アセトン-水混合溶媒中で数種の不飽和アセテートのリパーゼPSによる加水分解を行った。その結果、それぞれの反応のエナンチオ選択性は、基質アセテートの不飽和結合の位置や幾何異性によって大きく異なることを見出した。すなわち、トランス型のアリルアセテートやプロパギルアセテートの加水分解のエナンチオ選択性は、シス型のアリルアセテートやホモプロパギルアセテートの選択性よりもはるかに高く、97%ee以上の光学純度を有するトランスアリルアルコールやプロパギルアルコールの生成が認められた。また、リパーゼPS、AK、LIPといったPseudomonas系のリパーゼを使用し脂肪族第2級アルコールのアセテート体の加水分解を行い、それぞれのリパーゼのエナンチオ選択性を比較検討した。その結果、リパーゼPS、AKの両者とLIPのエナンチオ選択性は大きく異なることが判明した。1.著者は、Pseudomonasに由来するリパーゼPSによる第二級アルコールのアセテート体の加水分解反応のエナンチオ選択性が有機溶媒の添加によって人為的に制御可能であることを見いだした。特に、アセトンの使用では、光学純度95%eeを超えるキラルアルコールが得られることが判明した。本研究では、このリパーゼPSを使用するエナンチオ選択的加水分解反応と従来の有機合成反応を組み合わせ、これ迄に以下のような光学活性天然有機化合物の立体選択的合成を達成した。(2)alken-3-olのアセテート体のリパーゼPSによる加水分解反応のエナンチオ選択性は、対応する飽和アセテートの同様な加水分解反応のエナンチオ選択性よりも高いという事実が認められた。この事実を3-アルカノール系の光学活性天然物の合成に応用し、様々な種のアリのフェロモンとして知られている3-octanolの両鏡像体を高選択的(100%ee)に合成した。2.上記1-(2)の結果を踏まえて、アセトン-水混合溶媒中で数種の不飽和アセテートのリパーゼPSによる加水分解を行った。その結果、それぞれの反応のエナンチオ選択性は、基質アセテートの不飽和結合の位置や幾何異性によって大きく異なることを見いだした。即ち、トランス型のアリルアセテートやプロパギルアセテートの加水分解のエナンチオ選択性は、シス型のアリルアセテートやホモプロパギルアセテートの選択性よりもはるかに高く、97%ee以上の光学純度を有するトランスアリルアルコールやプロパギルアルコールの生成が認められた。1.Penicillium urticae S11R59から単離された抗カビ活性化合物、(R)-Patulolide A (1)、の合成:

リパーゼPS(Pseudomonas cepacia,Amano)のエナンチオ選択的加水分解反応を利用して(R)-1を高立体選択的に合成することを検討した。まず、3-オキソグルタル酸ジエチルと2-(5-ブロモペンチル)-1,3--ジチアンを反応させ、3-オキソグルタル酸エステルのモノアルキル体を得た。ついで、このアルキル体を加水分解、脱炭酸した後、ケタール化、ホルミル化、Wittig反応など6段階の有機合成反応を経て、4位に1,3-ジチアン環を有するethyl(2E)-11-acetoxy-2-dodecenoateのラセミ体を調製した。さらに、このラセミのアセテートをアセトンとリン酸緩衝液の混合溶媒に溶かし、リパーゼPSによる加水分解を行った。変換率40%で反応を停止したところ、95%eeの対応する(R)-アルコールが得られたので、その光学純度をさらに高めるため、(R)-アルコールをアセテートに変換し、再度リパーゼPSで加水分解した。その結果、変換率65%でほぼ100%eeの(R)-アルコールが生成した。最後に、このキラルアルコールを常法にしたがって処理することにより、光学純度ほぼ100%eeの(R)-1を合成した。2.脂肪族第2級アルコールに対する数種のリパーゼのエナンチオ選択性:Pseudomonas系のリパーゼPS、AK、LIPを使用して、(E)-4-decen-3-yl acetate(2)や(E)-4-decen-1-yn-3-yl acetate(3)の加水分解のエナンチオ選択性を調べた。その結果、リパーゼLIPとPS、AK両者の選択性は大きく異なり、2に対するPSとAKの選択性は高いが、LIPでは低下することがわかった。また、3に対する選択性は2とは逆の傾向が認められた。
ヒト由来肝細胞を用いた人工肝臓による肝由来有用蛋白の新しい生産システムの開発-ラジアルフロー型バイオリアクターの応用によるー

リアクターの改良はまず小型化を行い現在5から30mlタイプのリアクターを作製した。30mlタイプのリアクターはラジアルフロー型リアクター本来の機能を発現していることを確認できた。5mlリアクターについては、これを用いての培養は可能で一部の代謝実験等は可能になっているが、細胞の分布にばらつきが出るなどさらに改良の余地がある。担体については多孔質ガラスビーズ(シラン)に加え新たに開発したヒドロキシアパタイト多孔質ビーズを作製した。FLC細胞を培養したところシラン以上に良好な培養が可能で、光学顕微鏡や電子顕微鏡で、高密度に3次元的に配列していることが確認された。FLC細胞を用いバイオリアクターで産生する事が確認できた物質は、アルブミン、AFP、NGF、TPOなどである。アルブミンやTPOに関しては申請者らの開発した高感度ELISA法により、培養液中の産生量を測定した。本システムでの産生効率はアルブミンでは、単層培養における6から7倍。TPOについては培養液中にヒト血清中と同程度の濃度で産生され従来の培養装置に比べ効率の高い培養が可能である事が証明されてた。リアクターでヒト肝由来細胞が産生したTPOを精製し、アミノ酸配列や糖鎖などの生化学的検討を行い活性との関係を解析中である。細胞株については他施設と協同研究で製作した細胞のクローニングや不死化細胞をシステムに応用可能な状況となった。リアクターの改良はまず小型化を行い現在5から30mlタイプのりアクターを作成した。30mlタイプのりアクターはラジアルフロー型リアクター本来の機能を発現しており、小型リアクターによるシミュレーションにも有用である。リアクター担体については多孔質ガラスビーズ(シラン)で得たデータを元に、粒子の大きさや、空隙率を設定したヒドロキシアパタイトによる多孔質ビーズを作成中である。バイオリアクターで産成される物質は、アルブミン、AFP、NGF、TPOなどを確認している。肝臓は生体ではさらに凝固因子や他の造血因子などの産生も行っている。すでに産生を確認しているアルブミンやTPOに関しては申請者らの開発した高感度ELISA法により、培養液中の産生量を測定し、本システムでの産生効率を算出しアルブミンで、単層培養における6から7倍。TPOについては培養液中にヒト血清中と同程度の濃度で産生されている事が明らかとなった。現在リアクターでヒト肝由来細胞が産生したTPOを精製し、アミノ酸配列や糖鎖などの生化学的検討を行い活性との関係を解析し、recombinant TPOとの比較検討を行う予定である。30mlタイプのリアクターは200mlタイプと比較したところ単位容量あたりの酸素消費量、グルコース消費量はほぼ一致し、本来のラジアルフロー型培機能を発現していることが確認できた。5mlリアクターについては、これを用いての培養は可能で一部の代謝実験等は可能になっている。しかしリアクター内での細胞分布にばらつきが出るなどさらに改良の余地がある。担体については粒子径0.6mm、空隙率50%、孔径200μmのヒドロキシアパタイト多孔質ビーズを作成した。FLC細胞を培養したところシランに劣らない培養が可能で、光学顕微鏡や電子顕微鏡で、高密度に3次元的に配列していることが観察された。さらに機能面での機能の評価を予定している。肝特異蛋白のアルブミンやTPOに関しては申請者らの開発した高感度ELISA法により、培養液中の産生量を測定した。TPOについては培養液中にヒト血清中と同程度の濃度で産生され従来の培養装置に比べ効率の高い培養が可能である事が証明された。

細胞株については他施設と協同研究で樹立したFLC細胞のクローニング株やヒト不死化肝細胞が本システムに応用可能な状況となった。
産業遺産保護に関する公法理論の構築―英・独・西との比較に基づく理論的・実証的研究

平成30年度は、これまで同様イギリス・ドイツ・スペインにおける産業遺産の保全・活用の現状について比較法制度研究を行った。特に当年度は、産業遺産の利活用が十分になされていない地域に焦点を当て、産業遺産の価値認識が政策形成の際の優先順位に影響するかどうかに関する実地調査を行うと共に、十分な利活用に向けた制度整備のスキームについて検討を行った。例えば、イギリスではコルチェスターの給水塔やロンドンのパディントン駅など世界遺産に登録されていないもののその価値や重要性が主張されている産業遺産の、ドイツ・スペインでは世界遺産に登録されているものの国内でも知名度が低く、かつ現用の状況にある産業遺産の訪問調査・視察をそれぞれ行うことで、純粋な文化財保護政策の対象とならない特性をもつ産業遺産の保全・活用の両立のあり方を把握することができた。また国内においても、北海道の各自治体に調査を実施し、夕張市・赤平市・美唄市・三笠市における産業遺産の積極的な活用策の展開や地域文化の発信状況を把握することができた。日本においてもヨーロッパにおいても、産業遺産を何らかの政策パッケージの中に位置づけ、それを利活用につなげていく手法が採られる点は研究期間を通じて実施した調査等から明らかになった。一方、そのパッケージに含まれる政策内容は、ヨーロッパではEU・国レベルの補助プログラムを含む財政措置や、都市政策・産業規制政策など複合的かつ重層的であるのに対して、日本の場合では観光振興・地域文化施策など方向性がなお固まりきっていない現状にある。ヨーロッパの政策それ自体が日本の事情に当てはまるかどうかはなお検討を必要とするところであるが、本研究の当初の目的であった日本の産業遺産保護政策の立ち後れた面を認識し、それに必要な政策スキームを摘出するところまでは到達することができた。研究初年度である平成28年度は、「欧州産業遺産の道(European Route of Industrial Heritage)」プロジェクトの中心的役割を担うイギリス・ドイツという産業遺産保護先進国および日本と同様に産業遺産の保存・活用に向けた取組みの重要性の認識が遅れ、それを模索しているスペインにおける産業遺産の保存・活用の現状を、各研究分担者が担当する国ごとに、資料・文献をもとに分析し、比較法制度研究の基礎を築いた。また、わが国における産業遺産の保存・活用に向けた取り組みの現状を知るため、複数の地方自治体に対してヒアリング調査も行った。具体的には、平成27年に世界文化遺産に登録された「明治日本の産業革命遺産」に関して、その構成資産の1つである万田坑(熊本県荒尾市)の保存・活用状況について荒尾市世界遺産推進室にヒアリングを行うとともに、万田坑の現状を視察した。また、旧集成館など数多くの構成資産を抱える鹿児島市の産業遺産保護施策について鹿児島市世界遺産推進室に、さらに複数の地方自治体にその構成資産が分散する「明治日本の産業革命遺産」保護の中心的役割を担い、自治体間での連絡調整等も行う世界遺産協議会(旧「九州・山口の近代化産業遺産群」世界遺産登録推進協議会)事務局が置かれている鹿児島県世界文化遺産課にもヒアリングを行った。さらに、研究分担者のうち1名が、「欧州産業遺産の道」プロジェクトのアンカーポイントの1つであるリューダースドルフ石灰鉱の保存及び利活用状況の視察を実施した。研究グループ全体として諸外国における産業遺産の保存・活用の現状を広く概観するとともに、現在の日本における地方自治体の取り組みを分析することができたことは、平成29年度以降に行う予定である比較法制度研究の基礎となるであろう。今年度は、各研究分担者それぞれが担当する国ごとに比較法制度研究の基礎を築くと同時に、世界遺産である「明治日本の産業革命遺産」の構成資産の保護を中心的に担う複数の地方自治体において現地調査を行い、現状の把握に努めることができた。おおむね申請時点で予定していた研究計画通りに進展している。研究2年目である平成29年度は、昨年度と同様、「欧州産業遺産の道(European Route of Industrial Heritage)」プロジェクトの中心的役割を担うイギリス・ドイツという産業遺産保護先進国および日本と同様に産業遺産の保存・活用に向けた取組みの重要性の認識が遅れ、それを模索しているスペインにおける産業遺産の保存・活用の現状を、各研究分担者が担当する国ごとに、資料・文献をもとに分析し、比較法制度研究を行った。さらに、それぞれが担当する国に現地調査を行ったのも今年度の実績の1つである。例えば、イギリスでは、「欧州産業遺産の道」プロジェクトのアンカーポイントの1つであるマンチェスター科学・産業博物館を訪れ、産業革命の出発点であるイギリスにおける産業遺産の保存状況の視察を実施するとともに、ロンドンのテート・モダン美術館のように産業遺産を利活用している施設の視察も行った。ドイツでは、ベルリン州都市建設観光局、リューダースドルフ市、財団法人ドイツ技術博物館、ブランデンブルク記録財団に訪問調査を実施し、文化財保護に関して生じている私的所有権との関係における法的問題や文化財保護のための財源の確保に関する調査を行うとともに、予算不足により保存措置が不十分になっているリューダースドルフ鉱山や、利活用のモデルケースとされるドイツ技術博物館とベルリン航空博物館の視察を行った。また、スペインでは水銀鉱山関連施設であるアルマデン鉱山パークおよびアストゥリアス鉄道博物館の視察・調査を行った。イギリス、ドイツ、スペインへの現地調査は、比較法研究の基礎となるであろう。今年度は、各研究分担者それぞれが担当する国(イギリス、ドイツ、スペイン)ごとに比較法制度研究の基礎を築きながら、それぞれが担当する国において現地調査・研究を行った。

特に当年度は、産業遺産の利活用が十分になされていない地域に焦点を当て、産業遺産の価値認識が政策形成の際の優先順位に影響するかどうかに関する実地調査を行うと共に、十分な利活用に向けた制度整備のスキームについて検討を行った。例えば、イギリスではコルチェスターの給水塔やロンドンのパディントン駅など世界遺産に登録されていないもののその価値や重要性が主張されている産業遺産の、ドイツ・スペインでは世界遺産に登録されているものの国内でも知名度が低く、かつ現用の状況にある産業遺産の訪問調査・視察をそれぞれ行うことで、純粋な文化財保護政策の対象とならない特性をもつ産業遺産の保全・活用の両立のあり方を把握することができた。また国内においても、北海道の各自治体に調査を実施し、夕張市・赤平市・美唄市・三笠市における産業遺産の積極的な活用策の展開や地域文化の発信状況を把握することができた。日本においてもヨーロッパにおいても、産業遺産を何らかの政策パッケージの中に位置づけ、それを利活用につなげていく手法が採られる点は研究期間を通じて実施した調査等から明らかになった。一方、そのパッケージに含まれる政策内容は、ヨーロッパではEU・国レベルの補助プログラムを含む財政措置や、都市政策・産業規制政策など複合的かつ重層的であるのに対して、日本の場合では観光振興・地域文化施策など方向性がなお固まりきっていない現状にある。ヨーロッパの政策それ自体が日本の事情に当てはまるかどうかはなお検討を必要とするところであるが、本研究の当初の目的であった日本の産業遺産保護政策の立ち後れた面を認識し、それに必要な政策スキームを摘出するところまでは到達することができた。平成28年度には比較法研究の基礎を構築するため、収集した資料・文献の分析、把握した現状を理論モデルに当てはめるための整理を行った。今後は、収集した資料に依拠した理論分析を進めて公表する一方、可能な限り早期に調査報告を共有ないし公表し、比較研究の基盤の整備にさらに注力する予定である。また、平成29年度は産業遺産保護先進国であるイギリス・ドイツ、制度形成の発展途上にあるスペインにおいて各研究分担者がヒアリングや視察を含めた現地調査を行う予定である。これらの現地調査を行うため、諸国における産業遺産の活用例に注目し、世界遺産を起点として周囲の産業遺産の保存・活用を振興する施策を自ら策定・推進している都市や地方を選定し、その対象とする予定である。また、国内においても、世界遺産である「明治日本の産業革命遺産」の構成資産ではないものの、産業遺産を抱えており、それらの保存・活用制度が未整備である地方自治体へのヒアリング調査を行うことも予定している。平成29年度は、比較法研究の基礎を構築するため、収集した資料・文献の分析、把握した現状を理論モデルに当てはめるための整理を行った。さらに、研究分担者それぞれが担当する国(イギリス、ドイツ、スペイン)においてヒアリングや視察を含めた実地調査を行った。
受精における精子と卵の相互作用に関する研究

優性生殖系の生物は,すべて精子と卵という配偶子を形成し,受精を通して生命を連続させている。生体内において,哺乳動物精子が卵との間で受精を成立させるには,卵野細胞外マトリックスである透明帯を通貨することが必要不可欠である。この透明帯は単なる精子侵入の障害物としてだけではなく,厳密な認識機構に基づいた精子の付着や結合の役割を果していることが明らかになってきている。一方,精子はその頭部先端に先体胞(アクロソーム)とよばれる加水分解酵素を含む細胞内小器官をもっており,透明帯からの「刺激」によって引き起こされるアクロソーム反応により,これらの加水分解酵素を放出して精子の透明帯通過を容易にしているものと考えられている。アクロソームが多くの加水分解酵素を含むことから,細胞中での消化を営むリソソームと対比される。しかし,リソソームは不要になった物質をエンドサイトーシスにより取り入れて細胞内で分解作用を行うのに対し,アクロソームはエキソサイトーシスで加水分解酵素などの内容物を放出していることから明確にリソソームと区別することができる。アクロソームが精子特異的に存在する細胞内小器官であるのでその内容物は受精の際に重要な役割を果していると考えられる。精子の透明帯侵入・通過機構に関しては,統一的な見解はないもののアクロソーム内にあるタンパク質分解酵素によって透明帯が限界分解され,精子自身の運動性により通過するという考え方が一般的である。精子アクロソームに局在するトリプシン様セリンプロテ-ゼアクロシンは,その透明帯分解の役割を果たしている酵素として考えられてきた。標的遺伝子組換え法を用いてアクロシンを欠損する変異マウスを作製・解析した結果,その変異マウスは野性種と同等の自然交配能を有していることが判明した。そこで,アクロシン欠損マウスの精巣上体精子についえ検討したところ,野生種のものよりも卵透明帯への精子の侵入・通過に有意な遅延が認められた。また,アクロシン以外の新規セリン系プロテアーゼが精子に存在することも見い出された。この新規セリンプロテアーゼ遺伝子の同定とクローンの単離を試み,その候補者としてカッパインをコードするcDNAと染色体遺伝子クローンを単離・解析した。マウスカッパインは前駆体プロテアーゼとして合成され,36残基の軽鎖と300残基の重鎖がひとつのジスルフィド結合により連結されているような成熟型酵素にプロセシングされることが明らかとなった。マウスカッパイン遺伝子は,全長約5キロ塩基対で5個のエクソンより構成されており,マウス染色体上でシングルコピーとして存在することも明らかとなった。また,カッパイン遺伝子は精巣特異的に発現しており,精子形成過程ではほかのアクロソームタンパク質遺伝子と同様にパキテン期精母細胞ですでに転写が開始しており,半数体積細胞でその発現が最も盛んであった。組織化学的な観察より,カッパインはアクロソーム下部,あるいはアクロソームと接する赤道部上端に沿った限定された部位に局在していることが判明した。このカッパインの生体内機能解析のために,ターゲティングベクターを構築してES細胞経由で遺伝子相同組換えを試み,目的のES細胞クローンを単離した。現在,カッパイン遺伝子に変異を生じているキメラマウスより,カッパインを完全に欠損する変異マウスを作製中である。