hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
Caチャネル疾患の病態解明と治療法の開発

チャネルの神経細胞内における局在化のメカニズムを明らかにすることを目的に、CaV2.2チャネルにおいて最近見出され、さらにはCaV2.1チャネルにおいてもよく保存されているカルボキシル末端側の特徴的配列がCaV2.1チャネルにおいても同様、局在性を決定しているのかどうか、そして脊髄小脳変性症(SCA6)の原因であるカルボキシル末端側におけるポリグルタミン伸長がチャネル局在性へ影響を与えるのかどうかを検討したところ(1)CaV2.2チャネルにおいて局在性を決定していると同定され、CaV2.1チャネルにおいてもよく保存されている"PXXP"モチーフ、"DXWC-COOH"モチーフの欠損あるいは変異が局在性に影響を与えないこと、(2)SCA6患者小脳プルキンエ細胞の胞体内にCaV2.1チャネルの凝集物が見出されており、ポリグルタミン伸長のチャネル局在性への影響が考えられたが、SCA6を発症する長さのポリグルタミン伸長を加えたチャネルにおいてもその局在性に差異は認められないことが明らかとなった。以上の結果は、CaV2.1チャネルが、CaV2.2とは異なったメカニズムで局在性を決定していること、さらにSCA6変異がチャネルの局在性に影響を与えないことを示唆する。しかしながら本実験系では初代培養海馬神経細胞に種々変異CaV2.1チャネルを導入することにより行なわれたものであり、SCA6変異に関しては今後プルキンエ細胞を用いた実験も重要となる。脊髄小脳失調症6型(SCA6)はP型Caチャネル分子内のポリグルタミン伸長により引き起こされ、小脳プルキンエ細胞の顕著な変性を特徴とする疾患である。これまでに知られている多くのポリグルタミン疾患においては、個々の臨床病理学的特徴はそれぞれ異なるものの、細胞毒性を引き起こすメカニズムに関しては共通ではないかと考えられており、その証拠も次々と集まってきている。SCA6におけるポリグルタミン伸長の程度は、他の疾患においては正常範囲内であることから、SCA6に関してはポリグルタミン疾患というよりはチャンネロパシー(P型Caチャネル機能の変化が原因)ではないかと考えられてきた。実際、我々を含め多くの研究グループのこれまでの研究結果はこの仮説を支持してきた。しかしながらこれらの実験は全て、SCA6変異を有するリコンビナントP型Caチャネルを非神経系の培養細胞に発現させて得られた結果であるため、神経系の細胞、特に本疾患において変性脱落するプルキンエ細胞におけるSCA6変異のP型Caチャネル機能への影響に関しては不明のままである。本年度は、本研究開始からこれまでをかけてようやく完成し、実験に使える十分な数を確保できたSCA6ノックインマウスを用いてこの課題に挑戦した。チャネル特性の検討は正常P型チャネルの影響を排除するためにSCA6ホモノックインマウスより調整したプルキンエ細胞を用いて行った。
電界効果による酸化物超伝導体へのキャリアー注入と超伝導化

YBCO層が正、負になるように電界を印加したとき、超伝導転移カーブはそれぞれ、高温側、低温側へシフトし、常伝導状態の抵抗も電界を加えないときより、それぞれ、減少、増加した。これより、電界を印加することによりSrTiO_3/YBCO界面に誘起される電荷はYBCO層にドープされて伝導に寄与するキャリアーとなることが明らかになった。このときの転移曲線のシフトの方向はYBCOのキャリアーがホールであることに対応したものになっている。超薄膜では二次元性により、ボルテックス-反ボルテックス対が熱的に励起されるKosterlitz-Thouless(KT)転移の機構により超伝導転移が起こる。この機構ではボルテックス-反ボルテックス対が解離する温度(T_<KT>)以上で発生している抵抗は、自由ボルテックスの運動により解析を行うことができる。電界を印加しないときには、2UC膜のT_<KT>は34.5Kであったが、電界を+0.29、-0.29V印加すると、T_<KT>はそれぞれ、35.2K、33.8Kとなった。T_<KT>は系のキャリアー量に比例することが知られているので、電界を印加したときにT_<KT>が変化することは、YBCO層のキャリアー量が電界により変化していることの重要な証拠になる。T_<KT>の変化率ΔT_<KT>/T_<KT>は2.0%であり、この値は電界の印加による全キャリアー量の変化率ΔN/Nにほぼ一致している。
古代都市キシュの発掘調査-古代メソポタミア文明の考古学的研究-

平成2年度は、湾岸紛争のため現地調査を果たせなかったので、国内において、キシュに関する文献資料の収集と欧米人による過去の調査の点検、昭和63年度の藤井秀夫らによる予備的現地調査の整理などを行なった。(1)文献上の成果オックスフォ-ド、アシュモレアン博物館のモ-レイ博士,シカゴ大学オリエント考古学研究所のギブソン博士らによって,既刊の発堀報告の不備や埋れた資料の多いことが指摘されており,発堀されながらも図化されなかった遺構や層序,また不完全にしか編年されなかった出土品などに対する考古学上の再検討が,今後の課題として残されていることを知る。(2)昭和63年度の予備調査の整理キシュの東部を占めるインガラ丘の西麓で,前3千年紀と1千年紀の建築遺構を発見しており,インガラ丘の主体をなす初期王朝期の聖塔基壇との関連に注目している。遺物の点では1千年紀の資料が豊富で,インガラ丘上の新バビロニア期の大神殿に伴う出土品との比較に,編年上の成果を期待している。
種々の分子シャペロンのアルツハイマー病に対する効果

HSP70は変性・凝集したタンパク質を基に戻す機能を持っている。そこで私は、タンパク質の変性・凝集が原因であるアルツハイマー病にHSP70が有効ではないかと考えた。実際私は、過剰発現マウス、あるいは誘導薬を用いて、アルツハイマー病のモデルマウスにおけるHSP70の産生を高めることにより、アルツハイマー病様症状(記憶学習能力の低下、老人斑の形成)が有意に抑制されることを見出した。(1)種々の分子シャペロンのβアミロイド凝集に対する効果最近我々は精製したHSP25やHS70が、試験管内でβアミロイドの凝集を抑制することを見出した。一方、HSP32、HSP47、HSP60にはこのような活性がないことも見出した。そこでこの方法を用いて、他のHSP (HSP90, HSP104)、及び小胞体シャペロン(calreticulin, calnexin, GRP78, GRP94, 0RP150)に関しても、βアミロイドの凝集を抑制するかを検討した。各分子シャペロンの精製は、バキュロウィルスを用いてこれらを過剰発現させた昆虫細胞から行った。その結果、HSP90、及びGRP78が試験管内でβアミロイドの凝集を抑制することを見出した。しかしながらその活性は、HSP70よりも弱かった。一方、細胞内でのβアミロイド凝集に対する種々の分子シャペロンの効果も検討した。具体的には、細胞内でβアミロイドを過剰発現させ、凝集したβアミロイドを遠心法で検出する系において、種々の分子シャペロンの過剰発現の効果を検討した。その結果、HSP70において最も強いβアミロイド凝集阻害活性が見られた。(2)種々の分子シャペロンの抗炎症作用我々はAPPトランスジェニックマウス(APPを過剰発現しているマウズで、βアミロイドの過剰産生、老人班の形成、認知機能低下などアルツハイマー病とよく似た症状を示す)とHSP70の過剰発現マウスを掛け合わせ、野生型マウスに比べHSP70の過剰発現マウスでは、アルツハイマー病の進行が抑制されることを見出した。そこで同様の方法で種々の分子シャペロンのアルツハイマー病の進行に対する効果を調べた。具体的には、APPトランスジェニックマウスと種々の分子シャペロンの過剰発現マウスを掛け合わせ、アルツハイマー病様症状(βナミロイドの産生、老人班の形成、認知機能低下など)が改善するかを調べた。その結果、複数の分子シャペロンがアルツハイマー病の進行を抑制することを示唆した。一方我々はこれまで毒性のないHSP誘導剤を用いて、その有用性を示してきた。他の分子シャペロンに関して、その毒性のない誘導剤の検索を行った。スクリーニングは、我々が独自に入手した神経変性疾患に効くとされる約600種の漢方薬から行った。個々の分子シャペロン遺伝子のプロモーターの下流にルシフェラーゼ遺伝子を挿入したプラスミドを作成し、それを保持した細胞を用いた系で一次スクリーニングを行い、イムノブロット法で二次スクリーニングを行った。毒性のない分子シャペロン誘導剤を得るために、三次スクリーニングではその漢方薬の細胞毒性を調べ、細胞毒性を示さない濃度で分子シャペロンを誘導する漢方薬を選択した。四次スクリーニングではその漢方薬をマウス脳内に注入し、分子シャペロンを誘導するかを検討した。以上のスクリーニングの結果、3種の生薬を選択した。そしてこの3種に対して、他の臓器の状態を精査し、副作用が表れていないかを調べた。現在、結果を総合的に判断し、アルツハイマー病治療薬としての有望な分子シャペロン誘導剤を決定している。
胃硬癌における癌細胞の浸潤性と基底膜コラ-ゲンの役割について

硬性胃癌で癌間質にび慢性に基底膜コラ-ゲン(IV型コラ-ゲン)が出現する。我々は硬性胃癌におけるIV型コラ-ゲンの役割を明らかにする目的で,基底膜コラ-ゲン成分であるIV型コラ-ゲン,ラミニン,ヘパラン硫酸プロラオグリカン(HSPG)に対する抗体を用いた免疫組織学的検索を行なった。又IV型コラ-ゲンcDNAを用いたHisto in situ hybridization法によるIV型コラ-ゲン産生細胞の検索を行なった。抗体を用いた免疫組織学的検索により硬性胃癌の癌間質にび慢性に出現するのは,IV型コラ-ゲンのみであり,他の基底膜成分であるラミニンHSPGは出現せず,癌間質中の毛細血管基底膜にのみこれら3成分が認められた。又,マウスラミニンを用いた接着試験の結果,癌間質中のラミニン,HSPGを含まないIV型コラ-ゲンはラミニン接着能を有する事が明らかにされた。IV型コラ-ゲンcDNAを用いたHisto in situ hybridizationは,米国,アップジョン社のDr.Linda Woodより供与を受けたマウスのIV型コラ-ゲンα1鎖cDNAを用い,Digoxigenin labeled probeを使用して行なった。結果癌細胞にIV型コラ-ゲンmRNAの分布が認められた。これらの結果より,胃硬癌細胞によるラミニン,HSPGを含まないIV型コラ-ゲンの産生が示唆された。現在癌転移に関する理論として,Liottaらの言うラミニンレセプタ-を介する血行性癌転移が知られているが,本研究からは,これを積極的に支持する所見は得られず,むしろIV型コラ-ゲンレセプタ-が胃硬癌の転移に関する可能性が考えられた。癌における転移の問題は臨床医学における最重要課題の一つである.特に胃硬癌において,その浸潤の早さは,他の癌に比し,際立っている.現在一つの仮説として,癌細胞の転移に癌細胞におけるラシニンレセプターが関与している事が報告されている.すなわち癌細胞のラシニンレセプターと血管基底膜のラシニンとの結合,及びそれに引き続く癌細胞の血管基底膜破壊が転移を成立させるというものである.我々は以前から基底膜成分,特に基底膜コラーゲンについての組織化学的検索を試みて来た.その間,胃硬癌において,基底膜コラーゲンが間質にびまん性に存在する事を報告した.これらの事を踏まえ,本研究においては,癌細胞と癌間質との係わりを基底膜コラーゲン及びラシニンの見地から明らかにしたいと考えている.方法論としては, Histo in situの手技を用いる事により,基底膜コラーゲン及びラシニンの産生細胞を明らかにする事から,癌細胞と間質細胞の役割を考えて行きたいと考えている.初年度の今年は,基底膜コラーゲン及びラシニンのcDNAを作成する事を目的とした.129系マウスの奇形腫から得られたF9細胞を国立衛生試験所細胞バレクより分与を受け, d, cAMP, Retinoic Acidを用いて基底膜コラーゲン及びラシニン産生を誘導し,これからmRNAを採取し,〓gt〓をベクターとして遺伝子ライブラリーを作成した.現在これより基底膜コラーゲン及びラシニンのcDNAをクローニング中である.又これらを用いての実験系として, 129系マウスを国立遺伝研究所より分与を受け,これらを用いてin vivoにおいてF9細胞を増殖させ, d, cAMP, Retinoic Acidを用いて基底膜コラーゲン及びラシニン産生を誘導し,あるいは誘導を行なわなかった時の癌細胞及び間質細胞の変化をHisto in situにて観察して行く予定である.癌における転移の問題は臨床医学における最重要課題の一つである。特に胃硬癌において、その浸潤の早さは、他の癌に比し際立っている。現在一つの仮説として、癌細胞の転移に癌細胞におけるラシニンレセプターが関与していることが報告されている。すなわち癌細胞のラシニンレセプターと血管基底膜のラシニンとの結合、及びそれに引き続く癌細胞の血管基底膜破壊が転移を成立させるというものである。我々は以前から基底膜成分、特に基底膜コラーゲンについての組織化学的検索を試みて来た。その間、胃硬癌において、基底膜コラーゲンが間質にびまん性に存在する事を報告した。これらの事をふまえ、本研究においては、癌細胞と癌間質の係わりを基底膜コラーゲン及びラシニンの見地から明らかにしたいと考えている。方法論としては、Histo in situの手段を用いる事により、基底膜コラーゲン及びラシニンの産生細胞を明らかにすることから、癌細胞と間質細胞の役割を考えていきたいと考えている。Histo in situ bydridization法とは、さまざまなDNAあるいはRNA probeを用いて、細胞あるいは組織レベルでspecific geneを認識する方法であるが、今だ確立された方法論はない。この方法を確立すべく、本年度我々は、pepsinogen I及びIIのcDNAを用いてヒト胃粘膜におけるそのmRNAの分布を、Digoxigenimをハプテンとして用いる方法によって行なった。結果は胃粘膜におけるPepsinogen I及びIIの抗原検索による結果とよく一致するもので、今後のHisto in situ bydridization検索に道を開く事が出来た。今後はヒト胃硬癌材料を用いて基底膜コラーゲンの産生細胞の検索に応用して行く予定である。

我々は硬性胃癌におけるIV型コラ-ゲンの役割を明らかにする目的で,基底膜コラ-ゲン成分であるIV型コラ-ゲン,ラミニン,ヘパラン硫酸プロラオグリカン(HSPG)に対する抗体を用いた免疫組織学的検索を行なった。又IV型コラ-ゲンcDNAを用いたHisto in situ hybridization法によるIV型コラ-ゲン産生細胞の検索を行なった。抗体を用いた免疫組織学的検索により硬性胃癌の癌間質にび慢性に出現するのは,IV型コラ-ゲンのみであり,他の基底膜成分であるラミニンHSPGは出現せず,癌間質中の毛細血管基底膜にのみこれら3成分が認められた。又,マウスラミニンを用いた接着試験の結果,癌間質中のラミニン,HSPGを含まないIV型コラ-ゲンはラミニン接着能を有する事が明らかにされた。IV型コラ-ゲンcDNAを用いたHisto in situ hybridizationは,米国,アップジョン社のDr.Linda Woodより供与を受けたマウスのIV型コラ-ゲンα1鎖cDNAを用い,Digoxigenin labeled probeを使用して行なった。結果癌細胞にIV型コラ-ゲンmRNAの分布が認められた。これらの結果より,胃硬癌細胞によるラミニン,HSPGを含まないIV型コラ-ゲンの産生が示唆された。現在癌転移に関する理論として,Liottaらの言うラミニンレセプタ-を介する血行性癌転移が知られているが,本研究からは,これを積極的に支持する所見は得られず,むしろIV型コラ-ゲンレセプタ-が胃硬癌の転移に関する可能性が考えられた。
軟骨細胞系譜における分化段階特異的翻訳制御機構の解明

RNAレベルと蛋白レベルの解析結果の相違を理解する上で、翻訳制御機構の役割が注目されており、普遍的な現象と考えられていた翻訳が細胞特異的あるいは遺伝子特異的な制御を受けている可能性が明らかになりつつある。本研究では、多能性幹細胞から軟骨細胞までの分化誘導実験系のアドバンテージを生かして、各分化段階の翻訳制御を調べることで、軟骨分化段階特異的な翻訳制御を解明することを目的とする。2018年度は下記の成果を得た。1.段階的分化誘導:ヒトiPS細胞から神経堤細胞を経由する誘導法を用いて、間葉系幹細胞を効率よく誘導した。さらに増殖因子の種類と濃度を検討し、比較的に短時間で軟骨細胞に分化できる実験系を独自に開発した。この軟骨分化誘導法を用いることで、軟骨様結節の形成を経時的に観察することができた。従来の方法とは異なり、間葉系幹細胞の単層培養でおこなうため、軟骨分化誘導段階でsiRNAノックダウン、免疫沈降など分子生物学実験が可能になった。2.翻訳制御の関与:軟骨分化誘導段階において、siRNAによるノックダウン実験を行った。翻訳制御に関わる特定因子をノックダウンさせることにより、軟骨様結節の形成が抑制されると共に、軟骨関連遺伝子の発現も低下した。この結果から、翻訳制御が軟骨分化に重要な役割をになうことを検証した。3.翻訳制御因子に結合するRNAの回収:今回注目した翻訳制御因子に対する抗体を用いてRNA免疫沈降(RIP)を行い、RIP-RNAの回収に成功した。4.翻訳制御を受ける候補mRNAの同定:RIP-RNAと全RNAを次世代シークエンシングにより分析し、全RNAに比べて翻訳制御因子に結合が増加したmRNAを同定した。軟骨分化特異的翻訳制御を解析するための分化誘導法の開発、さらに翻訳制御の軟骨分化への関与およびRNA免疫沈降法による翻訳制御因子に結合するRNAの回収に成功しており、計画通り順調に経過している。2019年度は、前年度に引き続き、同定された候補遺伝子の蛋白レベルでの発現を解析し、RNAレベルではなく、翻訳レベルで制御されることを確認する。さらに、翻訳制御が確認できた遺伝子に対するsiRNAを用いて、これらの遺伝子の軟骨分化過程における機能的意義を検証する。その上、遺伝子特異的な翻訳調節機構を解明するために、これらの遺伝子のmRNAの非翻訳領域の配列およびステムループ構造を解析し、共通性がある配列もしくはステムループをパイシストロン発現ベクターに挿入し、異なる分化段階の細胞を用いて分化段階特異的に翻訳が亢進されていることを確認する。購入を必要とする消耗品の供給が、研究費使用が可能な年度内に困難であったため、購入を平成31年4月以降に延期し、そのための該当費用を平成31年度として請求した。昨年度末に購入予定であった本研究を遂行するための試薬を予定通り購入し、研究を遂行する。
太陽彩層加熱現象の究明に向けた磁気流体波散逸機構の数値モデリング

本研究は、太陽の高温大気構造が形成・維持される物理機構を解明することを目的としている。太陽大気は対流層内部で生成される磁気エネルギーで満たされており、これを定常的に解放することができれば彩層・コロナと呼ばれる高温大気が形成・維持できると期待されるため、磁気エネルギーの大気中での輸送と散逸を磁気流体数値計算によって第一原理的に解くことで、太陽大気形成・維持の再現とその物理機構の解明を目指す。この目的達成に向けて、昨年度は数値計算コードを完成させ、光球で励起させた磁気流体波が磁束管を伝播・散逸する過程の数値実験を多数回行った。計算の結果、太陽光球(約6000度)から太陽彩層(数万度)へ、上空に向かって緩やかに温度が上昇する様子と、光球から数千kmを境に温度が数十万度から百万度まで急激に上昇してコロナが形成され、十分遠方では太陽風が駆動されるまでの物理現象を第一原理的計算から再現することに成功した。彩層からコロナにかけて温度が急激に変化する遷移層では、下層からの衝撃波と遷移層の相互作用でスピキュールと呼ばれるジェット現象が間欠的に起きており、その高さ・速度などの性質は太陽の彩層観測と整合的であった。本研究は、太陽以外の恒星大気・恒星風の自発的形成・維持機構の議論にも適用でき、我々は実際に太陽より低温の主系列星の大気・恒星風の数値実験も行った。その結果、低温の主系列星の大気も、太陽同様に数万度の彩層、数百万度のコロナを経て、super-Alfvenic regimeの恒星風に接続していることを確認できた。この成果と太陽についての上記研究結果を比較したものは、国際学会“Cool Stars 20"、“AGU 2018 Fall Meeting"でポスター発表し、国内学会「日本天文学会秋季年会」で口頭発表している。本研究は、数値計算コードの完成ののち、数値実験を行い、その結果を解析している段階にある。すでに観測されている太陽大気構造を概ね再現できていることを確認したほか、太陽風構造の再現、他の恒星の大気・恒星風構造への適用も進んでいるため、研究はこの点において順調に進展している。一方、現段階での数値実験では、主に太陽光球からのエネルギーインプットの大きさが太陽大気の構造に与える影響を調べるため、光球での対流運動の速度のみを自由パラメータとして計算を行ってきた。当初の計画では光球での対流運動だけでなく、太陽大気中の磁場構造についても幅広いパラメータのもとで数値実験を行う予定であったが、これについては十分には実行できなかった。また、太陽大気構造の観測との比較についても、再現された大気構造から観測されるべき放射スペクトルを計算して観測値と比較するなど、より定量性を高める必要性を認識している。今後の研究では、太陽大気(彩層・コロナ)・太陽風が光球での対流運動にどのように依存するかだけではなく、太陽大気を貫く磁束管の形状に対して太陽大気・太陽風構造がどのように依存するかを調べる必要がある。これまでの研究により、磁束管の形状はパラメータを操作することによって幅広く試行できるようにしてあるため、計算は速やかに実行されるものと考えている。また、当初の研究計画通り、数値計算によって再現された彩層の大気構造を観測と比較することも必要である。数値計算で得られた結果を用いて、公開コードを用いることにより、観測されるべき彩層放射スペクトルを取得し、実際に観測されるスペクトルと比較する予定である。

すでに観測されている太陽大気構造を概ね再現できていることを確認したほか、太陽風構造の再現、他の恒星の大気・恒星風構造への適用も進んでいるため、研究はこの点において順調に進展している。一方、現段階での数値実験では、主に太陽光球からのエネルギーインプットの大きさが太陽大気の構造に与える影響を調べるため、光球での対流運動の速度のみを自由パラメータとして計算を行ってきた。当初の計画では光球での対流運動だけでなく、太陽大気中の磁場構造についても幅広いパラメータのもとで数値実験を行う予定であったが、これについては十分には実行できなかった。また、太陽大気構造の観測との比較についても、再現された大気構造から観測されるべき放射スペクトルを計算して観測値と比較するなど、より定量性を高める必要性を認識している。今後の研究では、太陽大気(彩層・コロナ)・太陽風が光球での対流運動にどのように依存するかだけではなく、太陽大気を貫く磁束管の形状に対して太陽大気・太陽風構造がどのように依存するかを調べる必要がある。これまでの研究により、磁束管の形状はパラメータを操作することによって幅広く試行できるようにしてあるため、計算は速やかに実行されるものと考えている。また、当初の研究計画通り、数値計算によって再現された彩層の大気構造を観測と比較することも必要である。数値計算で得られた結果を用いて、公開コードを用いることにより、観測されるべき彩層放射スペクトルを取得し、実際に観測されるスペクトルと比較する予定である。
神経系を介した骨量のメカニカルストレスによる制御機構の分子基盤の解明

尾部懸垂による骨吸収の亢進はβブロッカーであるプロプラノロールやその上位のβブロッカーであるグアネチジンによって骨吸収の亢進が阻止された。このことをさらに確認するために交感神経のシグナルのアゴニストであるβアゴニスト(イソプロテレノール)を用いて検討すると尾部懸垂による骨形成の低下はイソプロテレノールによる骨形成の低下とほぼ同等であり、両者を同時に存在させた条件においても単独の場合よりも骨形成低下が進むことは無く同じ系統のシグナルであることが推察された。さらに骨の吸収についてもイソプロテレノールは単独で骨吸収を低下させ、その低下のレベルは尾部懸垂による低下のレベルとほぼ同等であり、またイソプロテレノールと尾部懸垂の両者同時の存在下においても単独の場合とほぼ同等の骨吸収の低下であった。以上のことから骨の吸収において形成面においてもβアドレナージック系のシグナルの促進が尾部懸垂とほぼ同等の系を辿ることが明らかになった。さらに薬理学的な実験とともに遺伝学的な実験を行い、交感神経系のシグナルのニューロトランスミッターであるノルエピネフリンの合成酵素の一つであるドーパミンβデヒドロキシラーゼのノックアウトマウスを用いることによりリガントの産生を抑止すると尾部懸垂による骨形成系のシグナルの低下は抑えられ、一方吸収形のシグナルの亢進も低下した。以上の観察から神経系が非荷重性骨量減少に関わることが明らかになった。
遺伝子改変ウサギを用いたアポリポ蛋白CIIIの機能解析

アポリポ蛋白質(apo)CIIIの脂質代謝における機能を知ることを目的として、ヒトapoCIII遺伝子改変ウサギの作製実験を行った。159匹のドナーウサギから5094個の卵を採取し、その内2727個にヒトapoCIIIを発現させるDNAコンストラクトを注入した。87匹の仮親ウサギの卵管に2276個の胚を移植した結果、18匹が妊娠し、24匹の仔ウサギを得た。これらの仔ウサギからゲノムDNAを抽出し、PCR法により導入遺伝子の検討を行ったが、ヒトapoCIII遺伝子が導入されたウサギは得られなかった。ヒトアポリポ蛋白CIIIの発現コンストラクトを作製・調整し、日本白色種ウサギ授精卵へのマイクロインジェクション実験を行った。19羽のドナーウサギから698個の卵を採取し、その内419個の雄性前核内にDNA液をマイクロインジェクションした。11羽の仮親ウサギの卵管内に358個の胚を移植したが、妊娠メスは得られなかった。そこでDNA液の再調整を行った。19羽のドナーウサギから採取した465個の卵のうち327個の核内にマイクロインジェクションを行い、10羽の仮親ウサギに269個の胚を移植した。その結果、4羽が妊娠し、16匹の新生仔ウサギを得た。これらの仔ウサギから組織片を採取し、ゲノムDNAを抽出して、PCR法により遺伝子を確認したが、ヒトアポリポ蛋白CIII遺伝子が導入された個体は得られなかった。現在のところ要する時間の短縮、遺伝子導入確率の向上を促す方法はなく、産仔を多く得ることが最も必要である。DNAの再調整により産仔が得られるようになったので、今後も同様の方法により、遺伝子組換えウサギが得られるまでマイクロインジェクションを繰り返し行う。遺伝子組換えウサギが得られれば、血液中のapo CIII蛋白を免疫比濁法により定量する。得られたヒトヒトアポリポ蛋白CIII遺伝子組換えファウンダーウサギがオスであれば精液を採取し、複数の正常メスウサギに人工授精を行う。これにより自然交配よりも効率的にウサギ(F1)を繁殖することが可能である。得られたファウンダーウサギがメスのみであれば、日本白色種オスウサギと交配し、F1の遺伝子はオスウサギを得た後に繁殖(F2)を進める。平成21年度に引き続き、日本白色種ウサギ授精卵へのマイクロインジェクション実験を行った。61羽のドナーウサギから採取した922個の受精卵の雄性前核内にヒトアポリポ蛋白CIIIの発現コンストラクトをマイクロインジェクションした。35羽の仮親ウサギの卵管内に846個の胚を移植して7羽が妊娠したが、出産に至ったのは4羽だけであった。これらの仮親から6匹の仔ウサギが得られたが、5匹は死産であった。PCR法による遺伝子解析では、死産した5匹のうち1匹にヒトアポリポ蛋白CIII遺伝子の導入が確認された。今回の実験においては仮親の妊娠率が低く(20%)、また妊娠が確認されても胎仔が順調に発育せずに出産に至らない例が多かった。その理由については不明であるが、21年度の実績からDNA液に原因があるとは考えられず、卵の質もしくは仮親の生殖能に問題があった可能性が考えられた。遺伝子組換えウサギの作製にあたっては、出来るだけ遺伝背景を揃えるために、同一のコロニーのウサギを用いるのが望ましく、ドナーウサギを変更することは出来ないが、仮親とするウサギを他のコロニーから導入した。最近では妊娠率が上昇傾向にあるので、23年度も繰り返しマイクロインジェクションを行い、遺伝子組換えウサギを得る。前年度に引き続き、調整したヒトアポリポ蛋白CIIIの発現コンストラクトの日本白色種ウサギ授精卵へのマイクロインジェクション実験を行った。65匹のドナーウサギから2125個(平均32.7個/匹)の卵を採取し、その内911個の雄性前核内にDNA液をマイクロインジェクションした。31匹の仮親ウサギの卵管内に787個(平均25.4個/匹)の胚を移植した。

2週間後にウサギ腹部の触診により妊娠を確認したのは6匹(受胎率19.4%)であったが、その後出産に至ったのは4匹であった。これらの仮親から5匹の仔ウサギを得たが、採取した組織片からゲノムDNAを抽出し、PCR法による遺伝子の確認を行ったが、ヒトアポリポ蛋白CIII遺伝子が導入された個体は得られなかった。これまでにのべ2276個のアポリポ蛋白CIIIの発現コンストラクトを注入した胚を87匹の仮親に移植したが、受胎率は20.7%、移植胚に対する産子数の割合は1.1%程度であった。これは過去の新規遺伝子改変ウサギ作製時の胚移植における成績に比べて非常に低い値であった。その原因が、ウサギ及びその卵の繁殖・発育の特質や作業者の熟達度によるものであるのか、それとも用いたDNA液にあるのかは判断できなかった。そこで民間の遺伝子改変動物作製受注企業に、同様のマイクロインジェクション法によるヒトアポリポ蛋白CIII遺伝子導入ウサギの作製を依頼した。その結果においても、目的め遺伝子改変ウサギは得られなかった。これによりDNA液に原因がある可能性が考えられたが、その問題点、改良すべき点については未だ不明である。
有機非線形光学材料を用いた光波混合および純光双安定性の研究

カルコン系分子結晶Brーメトキシカルコンにおける位相整合した第2次高調波発生(SHG)をNd:YAGレ-ザおよび半導体レ-ザを基本波として達成し、量子エレクトロニクスの権威ある国際会議として知られているCLED'89において招待講演として発表した。またメチルニトロアニリン(MNA)単結晶薄膜導波路においてノンコリニア位相整合を達成し、超高速のANDおよび加算論理素子への応用の道を拓いた。さらにMNA単結晶薄膜を非線形光導波路として素子化する場合に、極めて有用であるグレ-ティング入出力結合器を実現し、動作特性を明かにした。これらの結果はカルコンでのSHG特性と共に米国サンディエゴで1989年8月に開催されたSPIE国際会議で発表された。また3次の非線形を利用しての高速の光双安定性、光スイッチングに関する研究も大きく進展した。まず光双安定性については、プリズム結合から脱却してジアセチレン真空蓄着膜導波路とグレ-ティング結合器の組合せにおいてパルスNd:YAG(パルス幅20ns)を用いての実験を行い、明確な結果を得た。また、ジキセチレン蓄着膜による方向性結合器を設計し、その非線形光学効果による光レベルスイッチングの現象を観測しオ-ルオプテイカルな論理演算の基本素子として今後、期待できることを明かにした。これらの結果は1989年12月、ハワイで開催された環大平洋化学会で招待講演として発表した。また1990年4月のアメリカ化学会(ACS)ミ-ティングでも招待講演として発表する予定である。上記の結果は学術論文として種々の公刊誌に発表され、この方面の研究者に役立つ参考資料となっている。有機非線形光学材料を用いてのパラメトリック増巾、差周波発生を達成し昭和63年7月に開催された非線形光学国際シンポジウムで発表した。この研究に際して材料の光学定数の評価を新しい方法によって行い、その結果をApplied Optics誌に発表した。MNA単結晶薄膜光導波路にレーザ光を結合するグレーティング構造を基板に作成し、入出力結合をグレーティングによって行うことを初めて実現しレーザ、88国際会議において発表した。またダイナミックグレーティングをNdiYAGレーザの干渉によって作成し、実際にHe-Neレーザ光の回折を観測した。ポリジアセチレンLB膜の導波路をコーニングガラス薄膜と複合構造で構成し、純光双安定性をCW-Nd:YAGレーザを用いて観測した。この結果は初めてのもので、J.Opt、Soc.Am.誌に発表した。また、ポリジアセチレン膜を方向性結合器に応用する実験を行い、理論解析との定性的一致を確認している。光双安定性の結果は、応用物理学会平成元年春季講演会の有機非線形材料に関するシンポジウムで発表する予定である。次に新低分子非線形光学材料カルコン系物質についてまずその結晶化を試み、光学的に2軸で、点群mの単結晶を溶液法によって得た。この結晶について異方性光学定数を決定し、さらに、2次の非線形光学テンソルをも決定し、Hobden等の第2次高調波発生における位相整合についての分類と対応させて理論解析を行い、極めて妥当な結果を得た。なお、この結果は世界で最も権威あるレーザの国際会議、CLEOS89において招待講演として発表される予定である。カルコン系材料については今後もポリマーとブレンドして、いわゆるゲスト、ホスト混合あるいは電界印加によるポーリング等に、より高い、非線形光学機能を発揮させる研究へと展開していく予定である。
窒化珪素セラミックスの振動鋳込み成形に関する研究

肉厚大型セラミックス製品の新しい成形方法として開発した振動鋳込み法(重自では流動できない濃厚泥漿に振動エネルギ-を供給し,粘度を一時的に低下させて型内に鋳込み,振動除去と同時に脱型する方法)を窒化珪素セラミックスの成形に適用するための最適条件をみい出すことを試み,以下のような結果を得た。1)窒化珪素微粉末は,pH24と1012の間に解膠域があり,pH59の範囲で凝集,pH2未満,及び12以上で二次凝集することが,沈降法並びに流動電位法によるゼ-タ電位の測定結果からわかった。2)球引き上げ式粘度計により,振動数60Hz,振幅0.175mmの振動が付与された水分量45d%泥漿の球引き上げ荷重依存性を検討した結果,いずれのpHの泥漿にも,引き上げ荷重の増大に伴って見掛け粘度が増大する、いわゆる体積ダイラタンシ-が観察された。3)同一水分量での見掛け粘度の比較において,添加した水が内蔵水として粒子間に固着される凝集泥漿よりも,その全てが自由水として流動性に寄与する解膠域にある泥漿の方が極めて低い粘度を示すことがわかった。4)泥漿の見掛け粘度に与える振動条件の影響は,解膠域にある泥漿よりも凝集域のそれに顕著にあらわれた。すなわち,前者では振幅0.5mm以上で一定粘度に到達するのに対し,後者では連続的に減少する傾向がみられた。一定振幅での振動数依存性も差異が生じ,前者では60Hz以上でほぼ一定の見掛け粘度となるのに対し,後者では150Hzまで粘度の低下がみられた後,高振動数域で両度増大する傾向がみられた。5)以上の実験結果から,鋳込み成形の最適条件としてpH1012,振動数6090Hz,振幅0.20.5mmを得た。
ＬＨＣ実験をふまえた超対称模型の現象論的解析

本研究の目的は現在までに行われてきた実験結果を手がかりにして超対称標準模型の現実的な模型を構成し、その模型を検証することである。模型の検証のためには実験との比較が必要であり、現在または将来の実験で測定可能な物理量を予言することもこの研究の目的である。2年目では、高いスケールの超対称模型における核子の電気双極子(EDM)モーメントについての研究を行った。EDMは対称性の破れに感度のある物理量であり、実験から核子や電子のEDMに対して制限が与えられている。標準模型の予言するEDMは現在計画されている実験の感度に比べて非常に小さいことから、EDMは標準模型を超える物理のCPの破れに対して非常に高い感度のある物理量であるといえる。本研究では最小超対称標準模型をより現実的な模型にするための拡張として高いスケールの超対称模型を考える。この模型ではスフェルミオンは100TeV付近の質量を持っており、一方でゲージーノは数TeV付近の質量を持っている。この質量スペクトルを実現する最も単純な模型はアノマリー媒介機構を用いたものであり、より一般的な模型としてゲージ媒介機構を含む模型も提案されている。そのため本研究ではアノマリー媒介機構のみを含む単純な模型とゲージ媒介機構も含むより一般的な模型をEDMを用いて区別できる可能性があるかどうかを調べた。アノマリー媒介機構による最も単純な模型ではBarr-Zeeダイアグラムと呼ばれる2ループのダイアグラムが電子や核子のEDMに対して主要な寄与となっている。一方でゲージ媒介機構を含んだ拡張された模型ではゲージーノの質量に物理的な位相が生じ、核子のEDMに対して新たな寄与となる。解析の結果、この新たな寄与が最も単純な模型でも存在するBarr-Zeeダイアグラムの寄与と同程度の寄与になるパラメータ領域があることがわかり、核子のEDMを用いて模型を区別できる可能性を示した。27年度が最終年度であるため、記入しない。1年目の研究では、100GeVオーダーの質量を持ち、電弱相互作用をするフェルミオン的な暗黒物質についての一般的な性質を調べた。この解析は模型に依存しないものであり、もちろん超対称標準模型の検証にも利用できる。暗黒物質の性質がわかることによって、どのような性質を持つ超対称標準模型がより現実的であるかということを知ることができ、今後の模型構築に非常に有用な情報を得ることができる。具体的にはフェルミオン的な暗黒物質とヒッグス粒子の相互作用を有効演算子として導入し、暗黒物質の量子数を変化させた時に電気双極子モーメント、ヒッグスの2光子崩壊、暗黒物質の直接検出の実験でどのように見えるかを調べた。その結果、暗黒物質の量子数を変化させるとそれぞれの実験に特徴的な見え方が生じ、3つの実験を組み合わせれば暗黒物質の種類を区別できるということがわかった。特に、将来企画されている実験を用いれば暗黒物質の質量が小さい領域ではほぼ全てのパラメータ領域を調べられる可能性があることを示した。この研究は論文にまとめPhysics Letters B誌に掲載された。初年度の研究では電弱相互作用をする暗黒物質の一般的な性質についてを調べた。その結果、暗黒物質の量子数を変化させると実験に特徴的な見え方が生じ、暗黒物質の種類を区別できるということがわかった。これから、本研究の目的である超対称標準模型の現実的な模型を構成についてのヒントが得られ、今後の研究によって現実的な超対称模型の構成が成功することが期待されるため。

初年度で得られたヒントを元に、より現実的な超対称模型の構築を目指す。模型の詳細が完成したらこの模型が予言する現象の計算をし、模型が現在または将来の実験を用いて検証可能であるかを調べる。その結果を論文としてまとめ、国際会議等で発表を行う。27年度が最終年度であるため、記入しない。
MHD方式による海洋流出油の回収技術の研究

近年、タンカー等の座礁事故により原油や重油などが海上に流出する事故が問題となっている。このような油の流出が環境に与える影響は非常に大きいので、迅速な回収処理が望まれる。しかし、我が国において海洋流出油の回収技術は、はなはだ未発達な現状にある。我々は、従来より超伝導マグネットを応用した電磁推進船、海流MHD発電等の研究を推進している。その過程で海水と油の電気的性質の違いを利用することにより、電磁場の印加のみによって海水流出油を分離回収することが原理的に可能であるとの着想に基づいてこの研究を進めている。昨年度は実験装置および油分離セルを製作して、油の代用品(高分子粒子、直径100μm)を用いて基礎分離特性を調べた。その結果、分離率は電流および磁場にほぼ比例して増加すること、またモデル計算の値とよく一致することが明らかとなった。今年度は油分離セルを大型化するとともに粒子径を大きくして(直径1mm)、分離率を高める実験を行った。本実験によって得られた主な結果は以下のとおりである。1. 0.4アンペアの電流、10テスラの強磁場下で90%を超える分離率が得られた。2.分離率は電流および磁場が一定のとき、海水流速にほぼ反比例することが明らかとなった。3.粒子径が大きい場合、分離率はモデル計算の値よりやや大きくなったが、この理由について海水に働く電磁力の影響に着目して現在検討を行っている。今後、実際に油を用いて実証実験を行い、高い分離率が得られるかどうか調べる予定である。海洋での石油流出事故は周辺環境に対して甚大な被害をもたらす。しかし、海洋流出油回収技術は、はなはだ未発達な現状にある。我々は従来よりヘリウム液化設備、超伝導強磁場発生設備等を擁して、海洋への強磁場応用に関する研究、特に電磁推進船・海洋発電の研究を推進している。その過程で、海水と油の電気的性質の違いに着目し、その差違を利用することにより、電磁場の印加のみによって海洋流出油を回収することが、原理的に可能であるとの着想に基づいてこの研究を進めている。今年度は、実験装置を製作して基礎的な実験を繰り返してきている。実験装置には、超伝導強磁場(10T)、油分離用セル、海水循環系および計測システムが組み込まれている。実験では油の代替として非磁性の高分子粒子を用いている。本実験によって得られた主な結果は、(1)分離率は磁場が一定のとき、海水の通電電流に比例する、(2)分離率は電流が一定のとき、印可磁場と共に増加する、(3)実験値はモデル計算の値とよく一致する、などである。次年度は、高分子粒子の大きさ、通電電流、磁場強度をさらに大きくして、分離率を調べると共に、実用化の見通しを確かにしてゆく計画である。
成長老化に伴うPhosphodiesterase活性の変化:機械的ストレスの関与

まず成長発達の過程でPhosphodiesterase(PDE)活性が浸透圧変化で変化しうるか、するとしたらどのような変化が見られるかを検討したところ、ラット腎の内髄質部集合尿細管(IMCD)細胞のPDE活性は新生児期において成熟期と較べ差があり、特にPDE isozymeのうちtype-IV活性が高いことが判明した。次いで腎乳頭部という浸透圧変化の激しい環境にあるIMCD細胞において浸透圧の変化でPDE活性が変化するか否かを検討した。初代ラット培養IMCD細胞を用い、300mOsmの正浸透圧液(DMEM/F12培養液を使用)、またはDMEM/F12にmannitol(Maと略)、NaCl(同Na)、あるいはureaを加えて600mOsmに調製した3種の高浸透圧液と、水を加え250mOsmに調製した低浸透圧液の計5種類の浸透圧状況で124時間曝露後、IMCDのhomogenate extractを作成し、[^3H]cAMPと[^3]cGMPを基質とするassay法でそのPDE活性を測定した。基礎cGMP-PDE活性(type V活性に相当)は1時間曝露の場合、正浸透圧条件よりも高浸透圧条件(MaとNa付加)で約50%低下し、低浸透圧条件では逆に約50%上昇した。しかしその変化は12時間以上の曝露では消失した。一方Ca^<2+>とCalmodulin存在下で増強するtype I cGMP-PDE活性は1時間曝露ではPDE Vほどには変化しなかったが、12時間曝露では正浸透圧条件よりも高浸透圧条件で上昇した[Ma、Na条件では各々5倍、2倍の上昇]。細胞質内へ取り込まれやすく細胞内外の浸透圧格差を生じないUrea付加条件では上記変化を認めなかった。またreceptorを介さず直接guanyly cyclaseを刺激するsodium nitroprusside(SNP)10^<-4>Mを培養細胞に、PDEの非選択的阻害剤であるIBMXの存在下と非存在下の2通りで投与し、正と高の浸透圧条件下での細胞におけるcGMP産生量を[^<125>I]cGMP assay kitを用い測定したところ、IBMX存在・非存在の差は正浸透圧条件よりも高浸透圧条件(Ma、Na付加)で約20%大であった。以上結果より、高浸透圧による機械的ストレスがPDE type I活性を増加させ、それがANP等によるcGMP産生を減らすことが示唆されたまず成長発達の過程でPhosphodiesterase(PDE)活性が浸透圧変化で変化しうるか、するとしたらどのような変化が見られるかを検討したところ、ラット腎の内髄質部集合尿細管(IMCD)細胞のPDE活性は新生児期において成熟期と較べ差があり、特にPDE isozymeのうちtype-IV活性が高いことが判明した。以上結果より、高浸透圧による機械的ストレスがPDE type I活性を増加させ、それがANP等によるcGMP産生を減らすことが示唆された当初計画で設備備品として申請したFlexcell International Corporation社製のStrain Unit FX-2000は交付予定額では購入できなかったので、それを用いたstrech/relaxationの機械的ストレスの腎細胞への関与は本年度は行わず先送りとし、新たに腎細胞に及ぼす周囲の浸透圧状況(それにより細胞は膨張、または収縮する点で広い意味での物理的なストレスの一種といえる)の関与について検討を行った。

それまで例えば高浸透圧下でAMP刺激性cGMP産生が低下する機序としてAMP receptor siteの減少が指摘されてきたが、receptor以降の細胞情報伝達系が関与するか否かを、初代培養ラット内髄質部集合尿細管(IMCD)細胞を用いた実験を行い下記の結果を得た。1)Phosphodiesterase (PDE)活性の検討:Mannitol添加による高浸透圧(600mOsm)培養液と、正浸透圧(300mOsm)の培養液、水を加えた低浸透圧(150mOsm)の培養液に3種に1時間曝露後(最長24時間に渡るtime courseの検討も行った)、IMCD細胞のhomogenateextract中のPDE活性を測定した。cGMPを水解するPDE(cGMP-PDE)のisozyme中、Ca^<2+>-Calmodulin依存性のtype-I isozyme(PDE-1)活性は高浸透圧により有意に上昇し、逆に低浸透圧下で活性の低下が認められた。またCa^<2+>-Calmodulin非依存性のcGMP-PDEであるtype-V isozyme (PDE-V)の活性は正浸透圧下と較べ高浸透圧下ではほとんど変化せず、低浸透圧下で若干の低下が認められた。なおtime courseの検討では上記の高、低浸透圧による変化は12時間以上の曝露で消失した。2)cGMP産生の検討:培養IMCD細胞に3種の浸透圧状況下1時間曝露後、guanylyl cyclaseを直接刺激するSodium Nitroprusside (SNP)投与によるcGMP産生を測定したところ、【(非選択的PDE阻害剤であるIBMX存在下の際のSNP刺激性cGMP産生量)-(IBMX非存在下の際のSNP刺激性cGMP産生量)】の差は、高、正、低浸透圧群の順で高かった(nの数が少なくまだ有意差検定は行っていない。)1),2)の結果から、周囲の浸透圧によりIMCD細胞中のcGMP-PDE活性は変化しうること(従って高浸透圧下のANP反応性の低下にはreceptor siteのみならずPDE活性の増強の側面があることが判明した)、及びPDE-1の方が主たる活性変化を起こすisozymeであること(そこからは細胞内Ca^<2+>の関与する機序が推察される)、の2点が導かれた。浸透圧変化で、ラット腎の内髄質部集合尿細管(IMCD)細胞のPhosphodiesterase(PDE)活性が変化するか否かを検討した。昨年もcGMPを水解するcGMP-PDEのisozyme family(PDE type I及びV)について一部検討したが、本年度は実験例数を増やし統計学的有意差検定等を行った。初代ラット培養IMCD細胞を用い、300mOsmの正浸透圧液(DMEM培養液を使用)、またはDMEMにmannitol(Maと略)、NaCl(同Na)、あるいはureaを加えて600mOsmに調製した3種の高浸透圧液と、水を加え250mOsmに調製した低浸透圧液の計5種類の浸透圧状況で124時間曝露後,IMCDのhomogenate extractを作成し、[^3H]cGMPを基質とするassay法でそのPDE活性を測定した。基礎cGMP-PDE活性(type V活性に相当)は1時間曝露の場合、正浸透圧条件よりも高浸透圧条件(MaとNa付加)で約50%低下し、低浸透圧条件では逆に約50%上昇した。しかしその変化は12時間以上の曝露では消失した。
接触多様体におけるReeb流の柔軟性

接触多様体において接触構造を固定したまま接触形式を変化させてReeb流を望むように改変する方策を研究した。まず、ダルブー座標空間内に球面の積をReeb流の不変集合として実現した。次に、接触多様体(M,D)内に部分多様体NとN上の流φが与えられたとき、φがM上のReeb流に拡張するためには、φがDとTNの共通部分を保存することが必要十分であることを示した。更にNが等方的ならば、Dに横断的なN上の任意の流は適当な速度変換後にM上のReeb流に拡張される。今年度の研究計画に沿って、2n+1次元ユークリッド空間上に標準接触構造Dを固定した状況下で、Dを定める接触形式をいろいろ取り換えることにより、Reeb流がどのように変化するかについて考察を進めた。具体的には、Dに横断的でコンパクトな部分多様体MがいつReeb流の不変集合として実現できるか、また、M上のどんな流れがReeb流として実現できるか、について考えた。既に、n(及びそれ以下の)次元のトーラスについてはGeiges-Rottgen-ZehmischやArai-Inaba-Kanoにより、不変集合としての実現についても、その上の流れのReeb流としての実現についても明らかになっているが、今年度の本研究では、トーラス以外の対象として、まず、Mの次元をできる限り大きくすることを試みた。結果として、2n-1次元の球面、更に、それに2次元正方形を直積した2n+1次元(即ち、余次元0)の図形はReeb流の不変集合として実現できることがわかった。それらの構成には、直接ベクトル場を相手にするのではなく、ベクトル場に要請される諸性質をすべて、対応するcontactHamiltonian関数の諸性質に翻訳し、それら諸性質を満たす関数のほうを構成するという方法をとった。しかし、それら図形上のどんな流れをReeb流として実現できるかについては、まだ簡単な流れの実現しか達成できていない。まだ、まとまった成果の形にまでは至っていないので研究集会での発表や論文作成の着手は行っていない。次元の高いコンパクト多様体MをReeb流の不変集合として実現することはできたが、M上の様々な流れがReeb流として実現できるかどうかまでは研究が進まなかった。進み方として、ややスピードが足りなかったと感じている。交付申請書に記載した平成28年度の研究実施計画に沿って研究を進め、更に、これまでに得られた研究結果を国際会議において発表した。その詳細は以下の通りである。まず、研究の具体的な実施内容としては、奇数次元(2n+1次元)実ベクトル空間上の標準接触構造に対して、それを与える接触形式をサポートがコンパクトな非零関数倍することによって、対応するレーブ流を変化させ、コンパクトな不変集合であって、半分以下の次元のトーラスではなく、周期軌道の個数のできる限り少ないものを作り出すことを、前年度に引き続いて行なった。余次元2の球面上には3次元球面上のホップ流を一般化した一般ホップ流が定義できるが、これは我々の状況におけるレーブ流の不変集合として実現できることがわかった。一般ホップ流の定義式の係数を調節することにより、この不変集合は周期軌道をn個しか含まないようにはできる。しかし、最終目標である周期軌道なしの実現には届いておらず、現在努力中である。球面の直積やそれらに厚みをつけたものも不変集合として実現はできるが、今のところ周期軌道無限個の実現しかできていない状況である。これらについても改良を模索中である。結果の発表に関しては、平成28年7月にポーランドのベンドレボで開催された国際会議(第7回ヨーロッパ国際会議のサテライト会議)FOLIATIONS2016において、その時点までに得られている成果について講演を行なった。ポーランドで開催された国際会議はアメリカ、ブラジル、日本、ヨーロッパ諸国等からの多くの参加者があり、そのような会議で現在までに得られている成果を発表できたことは非常に有意義であった。しかし、発表した成果は本研究の最終研究目的にまでは到達していない時点のものであり、研究実施状況としては進展の度合いはやや遅れ気味であるというのが自己評価である。本研究では一般次元の接触多様体におけるReeb流の柔軟性について新知見を得,それを高次元Weinstein予想の解決に応用することを究極の目標とした.3年の研究期間中に幾つかの進展があったが,結果の深度及び応用の面で十分な域に達することが出来ず,更なる充実努力を要するところで期間満了となって,残念乍ら論文完成までに至らなかった.以下に概要を述べる.2年目に,その時点までに得られた成果をポーランドで開催された国際会議において発表した.これはReeb流の局所的改変に関する結果であり,様々な具体的な部分多様体を不変集合として実現する方法を与えたものである.最終年度には,具体的方法ではなく,応用の広い一般論を定式化した.即ち,接触多様体に部分多様体が与えられ,更にその部分多様体上に接触平面場に横断的な非特異なベクトル場が与えられたという一般的な状況下で,そのベクトル場が元の接触多様体のReeb流に拡張するための必要十分条件を求めた.その条件とは,そのベクトル場が接触平面場の部分多様体への制限(これは最早接触平面場とは限らない)を保存すること,という非常にシンプルな条件である.この結果はこれまでに知られている拡張定理を全て含んでいると考えられる(3次元の横断絡み目の場合や部分多様体が接触部分多様体である場合等).この結果は本研究者のホームページhttp://www.math.s.chiba-u.ac.jp/inaba/にExtending

a vector field on a submanifold toa Reeb vector field on thewhole contactmanifoldというタイトルのpreprintとしてアップロードしている.この他,連携研究者により,流れやシンプレクティック構造に関して本研究に関連する成果が得られている.接触多様体において接触構造を固定したまま接触形式を変化させてReeb流を望むように改変する方策を研究した。まず、ダルブー座標空間内に球面の積をReeb流の不変集合として実現した。次に、接触多様体(M,D)内に部分多様体NとN上の流φが与えられたとき、φがM上のReeb流に拡張するためには、φがDとTNの共通部分を保存することが必要十分であることを示した。更にNが等方的ならば、Dに横断的なN上の任意の流は適当な速度変換後にM上のReeb流に拡張される。次元の高いコンパクト多様体M上の様々な流れReeb流として実現できるかどうかについて現在の方法を用いて更に追究する。また、トーラスと球面以外の多様体の実現も目指す。今後はHamilton関数の構成法について、現在よりも見通しのよい構成法に洗練していきたい。平成29年度は本研究の最終年度になるので、出来る限り最終目標に至るように努力する。関連する研究集会に出席することや、関連研究者との研究の情報交換を密にすることにより、少なくとも、半分次元トーラスではない不変集合であって周期軌道を一切含まないものを実現し、レーブ流の柔軟性に関して確固たる成果を上げたい。更に、間に合えば、成果を論文にまとめて出版の目途をつけたい。数物系科学