hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
問題発見・解決能力を育む教授法開発に向けた問い生成過程の解明：文脈構成力を中心に

独創性(希少性)については,文脈構成力の高低によって有意な違いは示されなかった。一方,講義内容(単元)によって,「問い内容の詳しさ・多様性」には違いが生じないが,独創性(希少性)には大きな違いが生じることも明らかになった(p<.001)。これらの結果の一部は日本教育心理学会第56回総会にて発表し,現在論文執筆中である。さらに27年度は,問い生成力と文脈構成力との因果関係を検証するため,文脈構成力を高める訓練課題を作成し(Web学習),文脈構成力を高めることで問いの生成力も高まるのかを検証した。大学生89名(訓練群:41名,統制群:48名)を対象に,訓練群と統制群の授業内での「深い問い(答え)」の生成率を比較した結果,訓練群が統制群に比べ,有意に「深い問い(答え)」の生成率が高いことが示された。文脈構成力を高めることで「深い問い(答え)」の生成率が向上したことから,両者の間に因果関係があることを示唆された。結果の一部は日本教育心理学会第57回総会にて発表した。本研究の主要な目的は,問題発見・解決能力を育む教授法開発に向けて,本研究で提案した文脈構成力と問いの生成力との関連を検証することであった(問いー文脈相互構成プロセスの検証)。主な成果としては,文脈構成力(逆算的文脈構成力)が高い者ほど,「深い問い」の生成率が高く,文脈構成力を高める訓練課題を行うことで,問いの生成力を高めることができることが明らかとなった。また文脈構成力が高い者は,他者の問いを観察することで,考え方の情報を収集できる可能性が高いが,それらの情報を実際に自身が問いを生成する際に活かすには,文脈構成力がさらに十分に高まっている必要があることが示唆された。これまで研究から,本研究で提案していた“問い生成プロセス(問いー文脈相互構成プロセス)"の妥当性が概ね支持されており,大学生が授業における学びの中で問題発見するために文脈構成力(逆算的文脈構成)が重要であることが分かってきた。また問いをより客観的に評価するために購入予定であった言語データ解析ソフト(JustSystem MiningAssistant/R.2)は高額のため購入を断念したが,他領域(数学,言語学,プログラミング関連など)の専門家に協力を仰ぎ,独自に問いの希少性(独創性)を測定するシステムを開発中であり,現在はまだ部分的ではあるが,分析も進行中である。さらに昨年度,問い生成の思考過程をアンケート,インタビューで明らかにすることが困難であることが分かったため,H26年度は学生が問いを生成した直後に,思考過程を振り返って記述してもらうことによりデータを収集できている。これは言語データであるため,分析に時間がかかるが,今後はアンケートやインタビューデータよりも詳しく思考過程について検討していける可能性が高い。教育心理学,発達心理学ここまでの研究で,大学の授業における学生の問題発見(問い生成)と文脈構成力(逆算的文脈構成)の間に重要な関連があることが分かってきたため,次の段階では,文脈構成力に操作を加える(向上させる)こと可能なのか,文脈構成力を問い生成の質は向上するのかといった点を検討していくことが重要になる。この点については,当初の研究計画にはなく,すぐに検証することは難しいかもしれないが,現在文脈構成力を高めるためのeラーニングを用いた訓練課題を作成しており,この課題を行った学生が,訓練されていないこれまでの学生よりも問い生成力が高まるのかを検証しようとしている。今後は教授法開発に向け,そうした検証も進めて行く予定である。
子宮選択的Pten変異による体癌自然発症マウスを用いた増悪因子と作用機序の解析

日本における子宮体癌の発症率は年々増加しており、新しい予防法と治療法の開発が求められている。本研究では、遺伝子改変により作製した子宮体癌モデルマウスを用いて、子宮内膜上皮の過形成から類内膜腺癌、さらに遠隔転移に至る過程を包括的かつ経時的に解析し、子宮体癌の発症と進展に関与する危険因子の同定とその作用機序の解明を試みる。本年度は昨年に引き続き、2種類の子宮選択的Pten欠損マウス、子宮体癌を自然発症するPten-PRcreと子宮内膜上皮過形成を自然発症するPten-LTFcre、を用いて、卵巣ステロイドホルモン(エストロゲン及びプロゲステロン)が子宮体癌の発症と進展にどのように影響するかについて、さらなる解析を行った。その結果、マウスモデルにプロゲステロンを長期投与することによって、子宮は肥大したが、組織学的な解析から子宮体癌の細胞増殖および進行は抑制されることが明らかとなった。一方で、低濃度のエストロゲンを長期投与した場合は、子宮体癌の細胞増殖および進行が促進されたことから、エストロゲンが子宮体癌進行の憎悪因子となり得ることを明らかにした。また、本年度は、昨年度行ったマイクロアレイから見出した候補遺伝子が子宮体癌の進展にどの様な影響を与えるかについて解析するために、子宮体癌モデルマウスより樹立した細胞株において目的遺伝子を過剰発現する細胞、およびshRNAを用いて目的遺伝子をノックダウンした細胞を樹立した。現在、in vitroおよびin vivoにおいて、細胞増殖、細胞浸潤等の評価を行っている。本年度は、卵巣ステロイドホルモンを長期投与した子宮体癌モデルマウスから得られた組織を予定どおり詳細に解析をし、癌進行への影響についての評価ができた。さらにマイクロアレイから得られた候補遺伝子を、過剰発現またノックダウンした細胞株を得ることができた。子宮選択的Pten欠損マウスを用いて、炎症の惹起、免疫の抑制、ストレスなどの負荷が、過形成から類内膜腺癌、さらに遠隔転移に至る過程にどのような影響を与えるか解析する。また、新たに得られた細胞株を用いて、マイクロアレイにより得られた候補遺伝子が、子宮体癌の発症・進展にどのように影響するかをin vivoとin vitroの両面から検討していく。子宮体癌の発症率は年々増加しており、新しい予防法と治療法の開発が求められている。本年度は2種類の子宮選択的Pten欠損マウスを用いて、卵巣ステロイドホルモン(エストロゲン及びプロゲステロン)が子宮体癌の発症と進展にどのように影響するかについて解析を開始した。子宮選択的Pten欠損マウスは、子宮体癌を自然発症する既存のPten-PRcreマウスと、今回新たに作製した子宮内膜上皮の過形成を自然発症するPten-LTFcreマウスを用いた。一般に子宮体癌の発症と進展にエストロゲンは増悪因子として、プロゲステロンは抑制因子として働くとされている。しかしながら、子宮体癌を自然発症するPten-PRcreマウスにエストロゲンもしくはプロゲステロンを長期間投与した実験では、両者ともに増悪因子として働く可能性が示唆された。現在、これらの子宮組織を用いた組織学的解析および分子生物学的解析により、増悪因子として働く原因を探っている。また、子宮内膜上皮の過形成を自然発症するPten-LTFcreマウスでも同様の長期投与実験を行っている。これとは別に、Pten欠損により発現が変化する遺伝子群を探索するために、Pten-LTFcreマウスの子宮上皮細胞及び間質細胞を分離し、マイクロアレイによる網羅的解析を行った。現在、個々の遺伝子について発現解析を行っている。本年度は子宮体癌モデルマウスの作製を予定どおり行い、卵巣ステロイドホルモンの長期投与実験を行うことができた。また、予定していたマイクロアレイ解析を完了した。

本年度は、卵巣ステロイドホルモンを長期投与した子宮体癌モデルマウスから得られた組織を予定どおり詳細に解析をし、癌進行への影響についての評価ができた。さらにマイクロアレイから得られた候補遺伝子を、過剰発現またノックダウンした細胞株を得ることができた。引き続き子宮選択的Pten欠損マウスを用いて卵巣ステロイドホルモンの子宮体癌の発症・進展に対する影響を解析するとともに、その作用機序について検討する。また、炎症の惹起、免疫の抑制、ストレスなどの負荷が、過形成から類内膜腺癌、さらに遠隔転移に至る過程にどのような影響を与えるか解析する。また、マイクロアレイ解析によって得た遺伝子群について、子宮体癌の発症・進展に対する影響をin vivoとin vitroの両面から検討していく。子宮選択的Pten欠損マウスを用いて、炎症の惹起、免疫の抑制、ストレスなどの負荷が、過形成から類内膜腺癌、さらに遠隔転移に至る過程にどのような影響を与えるか解析する。また、新たに得られた細胞株を用いて、マイクロアレイにより得られた候補遺伝子が、子宮体癌の発症・進展にどのように影響するかをin vivoとin vitroの両面から検討していく。
マグネタイト－高分子ハイブリッドの微細構造制御と微小球の構築

まず,マグネタイト合成時における有機分子添加の影響について調べた。その結果,メタクリル酸及びトリスヒドロキシメチルアミノメタンを添加したとき,マグネタイト形成が阻害され,代わって酸化水酸化鉄が形成された。これは鉄イオンと錯体を形成しやすい有機分子がマグネタイト形成を阻害することを示唆しており,有機分子と鉄イオンの相互作用は,その後のマグネタイト結晶形成挙動に大きく影響することが明らかになった。引き続いて,マグネタイト単独あるいはマグネタイト-カルボキシメチルデキストラン系有機-無機ハイブリッドからなる微小球の作製を試みた。その結果,W/Oエマルションを反応場とする溶液プロセスにより真球度の高い微小球が得られた。エマルション作製時の攪拌回転数が増加するにつれ,得られる微小球のサイズが小さくなることが分かった。これは攪拌条件の制御により微小球のサイズを任意に設定できることを示している。また,有機-無機ハイブリッドを主成分とする微小球については,そのままでは水溶液環境下における化学的耐久性が乏しかったが,適切な触媒条件でシリカを表面にゾルゲルコーティングすることにより,耐久性の向上に成功した。すなわち,アンモニアを触媒とした場合には耐久性向上が認められなかったものの,ジラウリン酸ジブチルスズまたは塩酸を触媒とした場合には耐久性が大きく向上した。これはアンモニアを触媒とした場合,シリカが微小球表面にナノ粒子の形で点在し,連続した膜の形態を呈していなかったため,保護膜としての役割を果たさなかったものと考えられる。マグネタイトからなる微小球は交流磁場の照射下において発熱を示し,がん温熱治療用担体としての可能性が示された。24年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は温熱治療や診断用材料として有用なマグネタイト-高分子ハイブリッド作製において,有機高分子の添加がマグネタイト結晶の構造に及ぼす影響について調査を行った。その結果ポリアクリル酸,ポリスチレンスルホン酸などのアニオン性高分子の添加によりマグネタイトの結晶性が低下するとともに,レピドクロサイトなどマグネタイト以外の酸化鉄の生成が認められた。これはアニオン性高分子と鉄イオンがイオン間相互作用して,マグネタイトの前駆体である2価の水酸化鉄の生成を阻害したためと考えられる。これに対して中性のポリビニルアルコールやカチオン性のポリジメチルジアリルアンモニウムクロリドを添加した場合には,マグネタイトのみの生成が認められた。これらの結果は有機高分子とマグネタイトの前駆体である鉄イオンとの相互作用が,その後の結晶生成挙動に大きな影響を及ぼすことを示しており,マグネタイト-高分子ハイブリッド材料作製のための基礎的指針を与えるものである。また,得られたハイブリッドを有機溶媒と混合してエマルションを調製し,これをアルコール中で脱水することで,温熱治療に適した直径2030ミクロンの微小球が得られることが明らかになった。また,表面に予めシリカをゾル-ゲル法によりコーティングしておくことで,体液類似環境下における微小球の崩壊や鉄の溶出を抑えることができ,生体内で長期にわたって形状を維持しながら安定に存在できる温熱治療用微小球が作製できることが分かった。当初計画で提案した種々の高分子とマグネタイトとの分子間相互作用について,イオン性官能基の効果の観点から基礎的知見が明らかになっており,これらからなる微小球の構築についても萌芽的成果が得られているため。マグネタイト-高分子ハイブリッド作製において,添加する高分子として,現在推進している種々の官能基を有する鎖状高分子だけでなく,コラーゲン,DNAなどのらせん状高分子や,デンドリマー,かご形,球状高分子などの特異な立体構造を有する高分子も次年度では選択し,マグネタイトの形態がこれら高分子の構造に応じていかに変化するかを明らかにする。

また,一般にアスペクト比が高く,しかも結晶子サイズが40nm以上の針状マグネタイトは交流磁場の下で優れた発熱特性を示すことが知られている。そこで,高い温熱治療効果が見込まれる針状のマグネタイトを得る方法についても探索を行う。
フォトリフレタンス分光法による間接遷移型半導体を材料とした超構造半導体の研究

量子井戸レーザや高速トランジスタは半導体のヘテロ構造を利用することによってその特性を引き出しているが、これらのデバイスを設計する上で重要な基本的物性であるヘテロ界面でのバンド不連続量等に関する情報は不可欠である。本研究ではフォトリフレクタンス分光法を用いてこのような基本的物性を間接遷移型半導体について検討し、さらに界面の平坦性についても検討を行った。その結果、1.高速トランジスタへの応用が期待されるゲルマニウム/シリコン・ゲルマニウム界面でのバンド不連続量を明らかにした。そして、バンド不連続量はゲルマニウム組成に対して線形に変化することがわかった。さらに、フォトリフレクタンス・スペクトルの線幅に注目することによって、界面の平坦性について検討を行い、横方向数百Aの範囲では1原子層程度の凹凸が存在することが明らかになった。2.発光材料として用いられるガリウム砒素燐系の中で、広いバンドギャップを有するガリウム燐に近い組成でのヘテロ界面におけるバンド不連続量を明らかにした。フォトリフレクタンスによって明らかになったのはGAMMA点におけるバンド不連続量であるが、この結果に基づいて、最小ギャップを形成しているX点におけるバンド不連続量を導き出し、そのバンドラインアップがtypeIになっていることを明らかにした。このことはフォトルミネッセンス測定による結果からも確かめられた。3.電場変調用の励起光として波長連続可変光源を用いて量子井戸層のみを励起し、量子井戸構造の局所的な情報を得るという新しい手法の検討を行った結果、励起光波長依存性が測定温度によって大きく異なることがわかった。その原因の解明にはより詳細な研究が不可欠である。1.組変えDNAの構築について葯の脂肪酸組成を改良するため、イネから葯のタペ-ト細胞で特異的に発現誘導するプロモーターをクローニングした。このプロモーターは、タバコでも同様に発現誘導することを確認した。これにシロイヌナズナ由来のグリセロール-3-りん酸アシル基転移酵素のcDNA、あるいは、ホウレンソウ由来のステアロイル-ACP不飽和化酵素のcDNAを連結した。いずれの酵素も脂肪酸の不飽和化に関与しており、不飽和脂肪酸を増加させると耐冷性が強化できると期待される。遺伝子導入についてタバコに組換えDNAの遺伝子導入を行い、トランスジェニック植物を作製した。イネにも遺伝子導入を試みたがトランスジェニック植物は得られなかった。耐冷性の検定グリセロール-3-りん酸アシル基転移酵素を導入したトランスジェニックタバコを用いて、蕾の形成時期(花粉の発育初期)に低温処理(4°C、2週間)を行い、開花時に花粉稔性を調査することにより、葯の耐冷性を評価した。その結果、遺伝子を導入していない対照区のタバコは、花粉の発育初期(四分子期)に特に耐冷性が弱いことがわかった。トランスジェニッタタバコも同様な傾向を示したが、二個体において対照区よりも花粉稔性が高く耐冷性が強化された可能性を示した。今後、後代を用いてさらに耐冷性の検討を行う必要がある。
象牙芽細胞感覚受容機構の解明(TRP・電位依存性チャネル、神経共培養解析)

本研究課題は、歯髄痛覚を裏付ける象牙質・歯髄感覚の感覚受容機序における象牙芽細胞の役割を明らかにする事を目的とした。本年度は、象牙芽細胞におけるTRPチャネルファミリー活性と電位依存性K^+チャネル(Kvチャネル)について解析を行った。1、象牙芽細胞にTRP(transient receptor potential)チャネルであるTRPVsubfamily 1, 2, 3が発現していた。象牙芽細胞に、内因性TRPV1活性薬アナンダマイドを細胞外刺激すると、1-2分の遅延時間を持って細胞内Ca^<2+>濃度の増加がみられた。この増加は、細胞外無Ca^<2+>外液下では誘発されず、また、TRPV1抑制薬のキャプサゼピンで抑制された。しかしTRPV1外因性刺激薬キャプサイシンを細胞外から投与した場合には細胞内Ca^<2+>濃度の増加は見られなかった。これらの事は、TRPV1のリガンド結合部位が細胞内ドメインにあることを示していると考え、パッチクランプ法による細胞内環流を行ったところ、細胞内からのキャプサイシン刺激により内向き電流が記録された。したがって、象牙芽細胞が機能的なTRPV1を発現することで象牙芽細胞機能を維持していると考えた。2、象牙芽細胞の時間-電位依存性K^+チャネルは、ピーク振幅に至る活性化時間が約30msで、不活性化過程における時定数は約400ms(いずれも膜電位=+50mV)を示し、緩徐活性化・不活性化を示すことが明らかとなった。これらの事から、象牙質・歯髄に加えられた熱・冷刺激が、象牙芽細胞に発現するTRPV1チャネルによって受容され、膜電位変動との機能協関を伴い、また細胞内Ca^<2+>を以前明らかにしたNa^+/Ca^<2+>exchanger(NCX)subtype 3によって排出することで、感覚受容ならびに、刺激に伴う象牙質形成を行っていることが示された。本研究の全体構想は、象牙質/歯髄の感覚受容機序における象牙芽細胞の役割を明らかにする事である。本年度は、象牙芽細胞のTRP(transient receptor potential)チャネルファミリー発現の検討を行った。1)象牙芽細胞における侵害・熱刺激感受性TRP(TRPV1)チャネル発現:2)牙芽細胞における冷刺激感受性TRP(TRPM8)チャネル発現:以上の結果は、象牙質/歯髄に加えられた熱・冷刺激が、象牙芽細胞に発現するTRPV1・TRPM8チャネルによって受容されることを示している。従って、象牙芽細胞が感覚受容細胞としての細胞機能を有することが示唆された。1、象牙芽細胞にTRP(transient receptor potential)チャネルであるTRPVsubfamily 1,2,3が発現していた。

しかしTRPV1外因性刺激薬キャプサイシンを細胞外から投与した場合には細胞内Ca^<2+>濃度の増加は見られなかった。これらの事は、TRPV1のリガンド結合部位が細胞内ドメインにあることを示していると考え、パッチクランプ法による細胞内環流を行ったところ、細胞内からのキャプサイシン刺激により内向き電流が記録された。したがって、象牙芽細胞が機能的なTRPV1を発現することで象牙芽細胞機能を維持していると考えた。2、象牙芽細胞の時間電位依存性K^+チャネルは、ピーク振幅に至る活性化時間が約30msで、不活性化過程における時定数は約400ms(いずれも膜電位=+50mV)を示し、緩徐活性化・不活性化を示すことが明らかとなった。これらの事から、象牙質・歯髄に加えられた熱・冷刺激が、象牙芽細胞に発現するTRPV1チャネルによって受容され、膜電位変動との機能協関を伴い、また細胞内Ca^<2+>を以前明らかにしたNa^+/Ca^<2+>exchanger (NCX) subtype3によって排出することで、感覚受容ならびに、刺激に伴う象牙質形成を行っていることが示された。
純有機常磁性液晶を基軸とした磁気キラル二色性の発現と新規磁気光学デバイスの開発

ソフトマテリアルの一種である液晶は、液体と同様の流動性と結晶と同様の分子配向秩序性を併せ持つことから、外場応答性などの興味深い性質を示す。本研究で扱ったのは液晶の中でも、ニトロキシドラジカル部位をスピンソースとして有する常磁性液晶である。常磁性液晶では電子スピンが分子運動や液晶性秩序と共存することで特異な磁性が発現し、流動相で磁化率が増加する(磁気液晶効果)。平成29年度では、常磁性液晶の磁気キラル二色性および磁場応答性を利用した、新規磁気光学デバイスの開発を計画していた。しかし、異方性媒質である液晶相では、汎用の測定装置を用いて磁気キラル二色性や磁気円二色性などの磁気光学物性を測定することは困難であった。そこで、常磁性液晶の単純な磁性に注目し、常磁性液晶を基軸とした磁性ソフトマテリアルの設計とその機能発現を進めた。まず、液晶-等方相転移において大きな磁気液晶効果を示す新規常磁性液晶の合成を試みたところ、高秩序度のキラルスメクチックC相を誘起することで、液晶-等方相転移時にこれまでで最大の磁気液晶効果を発現するキラル常磁性液晶を合成することに成功した。この新規キラル常磁性液晶の液晶-等方相転移時における大きな磁気液晶効果を利用することで、熱や光照射による磁気特性の可逆的スイッチングを実現した。さらに、液晶相温度域を室温付近まで低下させる分子設計法を開発し、キラル常磁性液晶が示す流動性・特異な磁性・自己組織化構造などの性質を室温下で統合することに成功した。また、微視的な分子構造に加え、分子集合体の構造や巨視的な形状も合わせて設計することで、キラル常磁性液晶を利用した、面発光レーザー素子や物質輸送装置などの開発を行った。本研究で達成したキラル常磁性液晶からのレーザー発振やキラル常磁性液晶のマイクロカプセル化は共に世界初の報告であり、今後の発展が期待できる。29年度が最終年度であるため、記入しない。キラルな物質は磁場印加により磁気光学効果の一種である磁気キラル二色性(MChD)を発現することが知られている。MChDは光伝播の磁場制御を可能にするので、次世代の磁気光学デバイスへの応用が期待されている。しかし、キラリティと磁性、すなわち円二色性(CD)と磁気円二色性(MCD)の両立が困難なため、MChDは観測自体が困難なほど弱い効果となり、デバイスへの応用は進展していない。一方、申請者が合成してきたキラル常磁性液晶では、自己組織的に形成するキラルな分子配列によってキラリティ(CD)が非常に強く増幅される。さらに、特異な分子間相互作用が発現し、通常の反磁性化合物と比較して1-2桁大きな磁化率を有するので、CDと同時に強いMCDを示すことが期待できる。本研究の目的はキラル常磁性液晶を基軸として、強いMChDを発現する新材料を創出し、これまでにない全く新しい磁気光学デバイスを開発することである。平成28年度の研究計画として、従来よりも大きな磁化率を発生する新規キラル常磁性液晶を合成することでCDと同時にMCDを増強し、実際にその化合物のMCDおよびMChDの測定を行うことを計画していた。しかし、異方性媒質である液晶相では、汎用の測定装置を用いた測定は非常に困難であったので、液晶測定用装置の組立に取り組む一方で、より簡単な系である「常磁性液体」のMCDの測定を行った。常磁性液体は約450 nmで磁気円二色性ピークを示し、そのピーク強度は温度依存性を示したことから、MCDの中でもFaraday C項由来の成分であることを明らかにした。これは純有機化合物がスピン角運動量由来のFaraday C項を示した初の例である。この研究に関しては国内の学会において発表を行い、学生講演賞を受賞した。この研究に関する論文を現在執筆中である。申請者は当該2年間において、キラル常磁性液晶を用いることで磁気円二色性を増幅し磁気キラル二色性を強く発現させること、および、キラル常磁性液晶を用いた新規液晶デバイスを開発することを計画している。これに対して、申請者は平成28年度中に常磁性液晶の前段階として常磁性液体の磁気円二色性の測定を行った。また、常磁性液晶の磁気円二色性にはその磁性が強く影響すると考えられるので、平成28年度のうちに、常磁性液晶が示す特異な磁性に関する研究を積極的に行った。具体的には、液晶相における分子間相互作用の不均一性を電子スピン共鳴スペクトルから定量的に求め、液晶相における磁化率との関係を考察した。その結果、不均一な分子間相互作用が液晶相における特異な磁性に強く影響を与えることを明らかにした。さらに、平成29年度の研究計画として予定していた「キラル常磁性液晶を用いた新規磁気光学デバイス」の開発に、予定よりも早く平成28年度中から取り掛かった。まず、平成28年度では、マイクロ流体デバイスを用いて、キラル常磁性液晶をシェル部としたマイクロカプセル状を作製することに成功した。この常磁性液晶マイクロカプセルは金属類を一切含まないにも関わらず磁石に引き付けられることを世界で初めて示した。また、キラル常磁性液晶をマイクロ流体デバイスに適用する過程で、キラル常磁性液晶のような高粘度液晶をマイクロ流体デバイスへ適用することを可能にする汎用性の高い方法を開発することに成功した。

以上の成果は学会発表5件のほか、学術誌への発表論文2件などとして公表している。また、申請者の研究成果は様々な領域の研究者から高く評価され、ポスター賞および学生講演賞を受賞した他、発表論文のうち1件が掲載誌の表紙に採用された。以上より、本年度の進捗状況として「当初の計画以上に進展している」と判断した。ソフトマテリアルの一種である液晶は、液体と同様の流動性と結晶と同様の分子配向秩序性を併せ持つことから、外場応答性などの興味深い性質を示す。本研究で扱ったのは液晶の中でも、ニトロキシドラジカル部位をスピンソースとして有する常磁性液晶である。常磁性液晶では電子スピンが分子運動や液晶性秩序と共存することで特異な磁性が発現し、流動相で磁化率が増加する(磁気液晶効果)。平成29年度では、常磁性液晶の磁気キラル二色性および磁場応答性を利用した、新規磁気光学デバイスの開発を計画していた。しかし、異方性媒質である液晶相では、汎用の測定装置を用いて磁気キラル二色性や磁気円二色性などの磁気光学物性を測定することは困難であった。そこで、常磁性液晶の単純な磁性に注目し、常磁性液晶を基軸とした磁性ソフトマテリアルの設計とその機能発現を進めた。まず、液晶-等方相転移において大きな磁気液晶効果を示す新規常磁性液晶の合成を試みたところ、高秩序度のキラルスメクチックC相を誘起することで、液晶-等方相転移時にこれまでで最大の磁気液晶効果を発現するキラル常磁性液晶を合成することに成功した。この新規キラル常磁性液晶の液晶-等方相転移時における大きな磁気液晶効果を利用することで、熱や光照射による磁気特性の可逆的スイッチングを実現した。さらに、液晶相温度域を室温付近まで低下させる分子設計法を開発し、キラル常磁性液晶が示す流動性・特異な磁性・自己組織化構造などの性質を室温下で統合することに成功した。また、微視的な分子構造に加え、分子集合体の構造や巨視的な形状も合わせて設計することで、キラル常磁性液晶を利用した、面発光レーザー素子や物質輸送装置などの開発を行った。本研究で達成したキラル常磁性液晶からのレーザー発振やキラル常磁性液晶のマイクロカプセル化は共に世界初の報告であり、今後の発展が期待できる。平成28年度に引き続き、キラル常磁性液晶の磁気円二色性および磁気キラル二色性の測定を行っていく。ただし、異方性媒質である液晶相における磁気光学測定は非常に困難であるため、キラル常磁性液晶のレーザー発振を利用した間接的・広義の意味での磁気キラル二色性の測定も行う予定である。いずれの場合においても、測定用の装置を設計・組立および、実験条件の最適化を行う。また、上述の実験を行う際にはキラル常磁性液晶が大量に必要になるので、その合成も平行して行う。また、磁気円二色性および磁気キラル二色性の増強には、(1)磁化率の増強および、(2)吸収係数の増強が有効である。キラル常磁性液晶は結晶相よりも液晶相で磁化率が上昇するという得意な現象を示すが(磁気液晶効果)、この効果を強く発現させることが(1)の達成に有効であると考えられる。そこで、種々の新規キラル常磁性液晶を合成し、電子常磁性共鳴(EPR)装置およびSQUID磁束計を使用して磁化率の評価を行う。また、キラル常磁性液晶にアゾベンゼンやクマリンなどの色素骨格を導入し、吸収係数の増強を行うことで(2)を達成する。上述の2つの戦略のもと、平成28年度に引き続き有望な物質群の探索およびその設計指針の確立を行う予定である。
人口減少に対応した制度設計の公共社会学的研究

本研究は、人口減少を前提とした制度設計に関して公共社会学の観点から総合的に検討した。第一に、公共社会学、少子化対策、人口政策、産児調節政策、子育て支援、年金制度、財政システム、男女共同参画などに関する基本文献、政策決定の1次資料・2次資料を収集・分析した。第二に、地域づくりの観点からみて先進的な取組みを行う自治体の関係者に聞き取り調査を行った。地域のブランド化、町並み保存、コンパクトシティ、農業・景観維持、交流人口拡大政策などに重点を置いた。本年度は、計量社会学、歴史社会学的な研究手法を、公共社会学・規範的社会理論という新たな枠組みのもとで再構築するための基礎作業を行った。研究目的としては、以下のことが挙げられる。第一に、公共社会学に関する基本文献を大量に収集する。第二に、これまでの少子化対策・人口政策・年金政策・女性政策がどのような理念のもとに形成され、変化していったかを歴史的な時間軸に置き直して再整理する。第三に、年金制度、子育て支援、財政システム、男女共同参画、人口政策などに関して、現在どのような政策がどのような理念に基づいて実行されているかを、既存文献、国会等議事録、関係者への聞き取り調査などに基づいて確認し、それを公共社会学の枠組みのもとで統一的に位置づける。実際には、以下のような作業をおこなった。(1)公共社会学に関連する基本文献(公共社会学関連図書)をリストアップし収集した。公共哲学、公共経済学、批判的社会理論などの原著、翻訳書などに関する関連図書リストを作成し、実際に購入した。(2)戦時期人ロ政策や、戦後の産児調節政策、1990年代以降の子育て支援政策などに関して、政策決定の1次資料や、新聞・雑誌記事などの2次資料を収集した。(3)年金制度、子育て支援、財政システム、男女共同参画については、現在の政策を支える理念について、既存文献により確認するとともに、研究論文の構想をおこなった。本研究は、これまで研究代表者が行ってきた計量社会学、歴史社会学的な研究手法を、公共社会学・規範的社会理論という新たな枠組みのもとで再構築するために行われており、本年はその中間年にあたる。そのため第一に、これまでの少子化対策・人口政策・年金政策・女性政策がどのような理念のもとに形成され、変化していったかを歴史的な時間軸に置き直して再整理した。戦時期人口政策や、戦後の産児調節政策、1990年代以降の子育て支援政策などに関して、政策決定の1次資料や、新闘・雑誌記事などの2次資料を収集し、いくつかの専門的論文を執筆した。第二に、財政システム、男女共同参画、結婚支援などについて、現在の少子化対策や人口減少政策を支える理念について、既存文献により確認するとともに、政策担当者や政策形成に影響力を有した当事者(関係者)にも、できるかぎり直接的に面接して、聞き取り調査の形式で情報収集を試みた。第三に、公共社会学に関連する基本文献(公共社会学関連図書)をリストアップし、収集・購入する。公共哲学、公共経済学、批判的社会理論などの原著、翻訳書などに関する関連図書リストを作成し、実際に購入する作業を継続した。その過程で、年金制度や男女共同参画、子育て支援を国レベルで検討するだけでなく、グローバル化しか世界における地域間競争のもとでの地域政策、とりわけ「人口減少に対応した地域づくり」という課題を具体的に研究する必要性が生じ、それに向けての理論的検討を行った。21世紀の日本社会の、もっとも重要な社会的課題のひとつは、人口減少であり、少子化にともなう若年人口の減少は経済成長の低下と、年金制度の破綻を引き起こすことが懸念されている。本研究は、こうした状況のもと、どのような政策と制度設計が望ましいかを、公共社会学の観点から総合的に検討した。公共社会学とは、公共的に望ましい制度設計や社会のあり方を構想する規範理論を作り出すことを目的とした、新しい社会学である。これまでの近代産業社会は、経済システムも世代間扶養のシステムも人口増加を前提として成り立っており、既存の社会理論では人口減少という事態に対応できないため、これまで研究代表者が行ってきた計量社会学、歴史社会学的な手法を、公共社会学・規範的社会理論という新たな枠組みのもとで再構築することをめざした。平成20年度は研究課題の最終年度として、「人口減少時代における地域づくり」というテーマを設け、下記の事柄を実施した。(1)公共社会学や地域づくりの観点からみて先進的な議論を展開している海外の大学や研究者を訪問し、情報収集、意見交換を行うとともに、国内で先進的な取組みを行っている地方自治体の関係者に聞き取り調査を行った。(2)特に地域のブランド化、町並み保存、コンパクトシティ、農業・景観の維持、交流人口拡大政策など、人口減少問題を考える際により必要になる具体的なテーマについて聞取り調査を実施した。(3)3年間の成果を、公開講座などの形で報告することで社会に還元するとともに、公刊された研究成果を報告書として執筆し年度末に公刊した。
細胞増殖における癌遺伝子(ras)の機能

酵母(Saccharomyces cerevisiae)においてRAS遺伝子産物がアデニレートシクラーゼ活性をGTP依存性で制御していることを遺伝生化学的に解析してきた.また哺乳動物で見だされたようにイノシトールりん脂質が重要で役割をはたしていることが示唆されている.そこで酵母を用いて遺伝生化学的にイノシトールりん脂質の細胞増殖における機能を明らかにすることを試みた.PI代謝に関しては全く未知の生物であるので, PI代謝系の酵素活性の測定法を確立した.PIからPIPを合成するPI kinose,PIPからPIP_2を合成するPIP kinose,さらにこれらの逆反応を行うホスファターゼの活性測定が可能になった.次に遺伝学的にアプローチするにはPI代謝に関与する突然変異株を分離する必要がある.そこでイノシトールりん脂質代謝で最も重要であるPIP_2に対するモノクローナル抗体を調製した.この抗体を電気穿孔法で酵母細胞を処理すると,その細胞増殖が一時的に停止することがわかった.この性質を利用して, PIP_2に異常がおこったと思われる突然変異株を多数分離した.これらの株の遺伝学的解析により,少なくとも6種に分けることができた.これらのグループの中にはPI kinoseあるいはPIP kinoseが異常になったものが見だされ,これらの細胞にPIP_2を電気穿孔法で導入すると細胞増殖が回復することがわかった.これらの結果からPIP_2が細胞増殖に必要であることがわかった.さらにRAS遺伝子産物はアデニレートシグラーゼを介して,細胞らcAMP濃度を調節しているが, cAMP依存性プロティンキナーゼはPI kinoseおよびPIP kinoseをりん酸化し,その活性を上昇させることも明らかにした.この結果はcAMPβスケードがPI β又ケードVEに調節していることを示している.酵母(Saccharomyces cerevisiae)においてRAS遺伝子産物がアデニレートシクラーゼ活性をGTP依存性で制御していることを遺伝生化学的に解析してきた.また哺乳動物で見だされたようにイノシトールりん脂質が重要で役割をはたしていることが示唆されている.そこで酵母を用いて遺伝生化学的にイノシトールりん脂質の細胞増殖における機能を明らかにすることを試みた.PI代謝に関しては全く未知の生物であるので, PI代謝系の酵素活性の測定法を確立した.PIからPIPを合成するPI kinose,PIPからPIP_2を合成するPIP kinose,さらにこれらの逆反応を行うホスファターゼの活性測定が可能になった.次に遺伝学的にアプローチするにはPI代謝に関与する突然変異株を分離する必要がある.そこでイノシトールりん脂質代謝で最も重要であるPIP_2に対するモノクローナル抗体を調製した.この抗体を電気穿孔法で酵母細胞を処理すると,その細胞増殖が一時的に停止することがわかった.この性質を利用して, PIP_2に異常がおこったと思われる突然変異株を多数分離した.これらの株の遺伝学的解析により,少なくとも6種に分けることができた.これらのグループの中にはPI kinoseあるいはPIP kinoseが異常になったものが見だされ,これらの細胞にPIP_2を電気穿孔法で導入すると細胞増殖が回復することがわかった.これらの結果からPIP_2が細胞増殖に必要であることがわかった.さらにRAS遺伝子産物はアデニレートシグラーゼを介して,細胞らcAMP濃度を調節しているが, cAMP依存性プロティンキナーゼはPI kinoseおよびPIP kinoseをりん酸化し,その活性を上昇させることも明らかにした.この結果はcAMPβスケードがPI β又ケードVEに調節していることを示している.
地層からさぐる河川とその氾濫原の堆積作用

本研究では次のような研究成果が得られた.1.陸域環境指標抽出のために河川堆積物に含まれる"陸生動物化石密集層"を対象とし,その形成過程を明らかにした.また,その化石群集から生息環境および生態を推定し,そこから得られる陸域環境情報を形成過程と照らしあわせて解析した.2."陸生動物化石密集層"を包含するいくつかの河川堆積システムの堆積相解析結果の比較から,その化石群集組成と堆積システムの関係を明らかにした.3.氾濫原堆積物は,おもに砂泥薄互層や泥層からなる.これらは静穏時にゆっくりたまった泥や河川から急速に溢れだした砂や泥,また,それらによって巻き上げられた泥や生物擾乱を受けた泥などからなる.これら1枚1枚の粒度分析および鉱物組成分析おこなうことによって,薄層1枚1枚に保存されているイベント情報を明らかした.4.河川の氾濫原堆積物は洪水イベントを保存している.大洪水はその地域の環境を大きく変化させるものであり,環境変動の引き金となる.いくつかのこのような陸域のイベント堆積物の特性を検討した.5.大型平面水路と用いて,河口部に水域をつくり,その水位や砕屑物供給量を変化させ,河道変化と氾濫作用を観察した.これらと地層に残る河川堆積物の形状との関連を考察した.本研究では次のような研究成果が得られた.1.陸域環境指標抽出のために河川堆積物に含まれる"陸生動物化石密集層"を対象とし,その形成過程を明らかにした.また,その化石群集から生息環境および生態を推定し,そこから得られる陸域環境情報を形成過程と照らしあわせて解析した.2."陸生動物化石密集層"を包含するいくつかの河川堆積システムの堆積相解析結果の比較から,その化石群集組成と堆積システムの関係を明らかにした.3.氾濫原堆積物は,おもに砂泥薄互層や泥層からなる.これらは静穏時にゆっくりたまった泥や河川から急速に溢れだした砂や泥,また,それらによって巻き上げられた泥や生物擾乱を受けた泥などからなる.これら1枚1枚の粒度分析および鉱物組成分析おこなうことによって,薄層1枚1枚に保存されているイベント情報を明らかした.4.河川の氾濫原堆積物は洪水イベントを保存している.大洪水はその地域の環境を大きく変化させるものであり,環境変動の引き金となる.いくつかのこのような陸域のイベント堆積物の特性を検討した.5.大型平面水路と用いて,河口部に水域をつくり,その水位や砕屑物供給量を変化させ,河道変化と氾濫作用を観察した.これらと地層に残る河川堆積物の形状との関連を考察した.時代や環境の異なる河川堆積システム(更新統下総層群,下部白亜系Wonthaggi層(オーストラリア))について主に生物遺骸群集の残されている堆積相に注目し,堆積相解析をおこなった.更新統下総層群の清川層で蛇行河川システムが広範囲に発達している.清川層では種々の陸源性遺体(兼子ほか,2000;平山ほか,2001)がcrevasse splay堆積物中に含まれているのが認められた.この遺体組成・産状と堆積作用との関連を検討中である.下部白亜系Wonthaggi層は典型的な網状河川システムを示し,チャネルのラグ堆積物に脊椎動物化石(Rich, T.H. and Rich P.V., 1989)が比較的よく密集している.兼子尚知,伊左治鎭司・加藤久佳・樽創・甲能直樹(2000)千葉県袖ヶ浦市の下総層群清川層より産出した小脊椎動物-1.地質と産状-.日本古生物学会2000年大会講演予稿集.101p.平山廉・兼子尚知・伊左治鎭司・樽創・甲能直樹・高桑祐司・加藤久佳・岡崎浩子(2001)千葉県袖ヶ浦市の下総層群清川層より産出した古脊椎動物-2.化石カメ類予報-.日本古生物学会2001年大会講演予稿集調査地点は千葉県袖ヶ浦市吉野田で,中部更新統下総層群清川層の露頭である.最近,調査地点において,シカ,カメ,ナウマンゾウなど多数の陸生脊椎動物化石や淡水生貝類化石および植物化石などが発見された(兼子ほか,2000;平山ほか,2002).これらの化石を含む地層は河川の氾濫原堆積相(厚さ約1m)で,大きく分けて下位よりA,B,Cの3つの堆積ユニットが認められる.ユニットAは植物片を多く含む塊状粗粒シルト層からなる.ユニットBは淘汰の悪い泥質砂厚からなり,木片や陸生脊椎動物の骨片・歯が密集する.この泥質砂層には砂層がレンズ状に複数挟まれ,平行層理や級化層理,粗粒デューンなどが認められる.ユニットCの下部は塊状シル卜層で,上部はシルト層と極細粒細粒砂層との砂泥互層からなる.このユニット中には原地性を示すカメ化石や淡水生貝類化石などがみられる.これらの堆積相と化石群から,ユニットABは,河川の増水時に氾濫原に浸入してきた洪水堆積物で,自然堤防や堤防決壊堆積(クレパススプレイ)などを形成していたと考えられる.ユニットCは,その後,氾濫原に形成された湖沼の泥底とそこに氾濫時に流入した砂層の堆積物より構成される.

次に,調査地点の清川層の堆積相の垂直的変化から,化石産出層の形成要因を考えてみる.調査地点の清川層は下位より河川のpoint bar相→ox-bow lake相→point bar相→natural levee相→flood plain相(化石産出層)と変化する.したがって,ここでは最低2回の河川堆積システムのaggradationが経められる.このような堆積様式は,海水準上昇や河川周辺での砕屑物供給の増大を示していると考えられる。また,調査地点では,下位の河川システムのox-bow lake相からは,やや寒冷な要素の花粉化石が産出するのに対し,上位の河川システムの化石産出層には,現地性のハナガメ(Ocadia sp.)などがみられ,下位よりも温暖な気候が推定される.したがって,この河川環境の変化は氷河性海水準変動による海水準上昇に起因したものと考えられる.更新統の河川堆積物の調査をおこなった.調査地点は千葉県袖ヶ浦市吉野田で,中部更新統下総層群清川層の露頭である).最近,調査地点において,シカ,カメ,ナウマンゾウなど多数の陸生脊椎動物化石や淡水生貝類化石および植物化石などが発見された(兼子ほか,2000;平山ほか,2002).これらの化石を含む地層は河川の氾濫原堆積相(厚さ約1m)で,層相から大きく分けて3つの堆積ユニット,下位よりA,B,Cの3つのが認められた.ユニットAは植物片を多く含む塊状粗粒シルト層からなる.ユニットBは淘汰の悪い泥質砂層からなり,木片や陸生脊椎動物の骨片・歯が密集する.この泥質砂層には砂層がレンズ状に複数挟まれ,平行層理や級化層理,粗粒デューンなどが認められる.ユニットCの下部は塊状シルト層で,上部はシルト層と極細粒細粒砂層との砂泥互層からなる.このユニット中には原地性を示すカメ化石や淡水生貝類化石などがみられる.これらの堆積相と化石群から,ユニットABは,河川の増水時に氾濫原に浸入してきた洪水堆積物で,自然堤防や堤防決壊堆積(クレバススプレイ)などを形成していたと考えられる.ユニットCは,その後,氾濫原に形成された湖沼の泥底とそこに氾濫時に流入した砂層の堆積物より構成される.調査地点では,トレンチを掘り,これらの層相の3次元分布を観察した.更新統下総層群清川層の河川の氾濫原堆積物の解析をおこなった.常総台地に広く分布する更新統下総層群清川層は,陸成浅海成層からなり,下部に指標テフラKy2,3(TB-7,8)を挟み,MIS7.47.2の間の1回の海水準変動に対応した堆積シーケンスを形成している.近年,多数の陸棲脊椎動物化石や淡水生貝化石,植物化石などを含む"化石密集層"が袖ヶ浦市吉野田の清川層の河川氾濫原相から発見され,その層相と化石群組成から洪水堆積物であることが明らかにされている.また,調査地点周辺の清川層の河成層は,河川システム(ポイントバー相+氾濫原相)が二段に重なる.このような特徴を下総層群の他の累層の河成層と比較すると,亜氷期に河川によって浸食された谷が,亜氷期から亜間氷期にかけて後背地からの十分な砂礫の供給によって埋積されるという形成過程が推測される.このような河川環境が清川層での頻繁な河道変化や洪水による氾濫をおこした可能性が高い米国リオグランデ川氾濫原堆積物と含む三角州表層堆積物の解析をおこなった.表層堆積物は,地形的および水利に異なる10の環境から164のサンプルが得られている.すなわち,リオグランデ川,三角州平野,旧河道,湿地,小川,塩水湿地,泥質砂丘,ラグーン,海岸砂丘,海浜である.これらの各環境から得られたサンプルから,粒度分布,物組成および生物起源粒子が計測された.
大規模移流拡散系理論の新展開と数値計算の検証解析

1、多成分混相流体の研究多成分混相流体の典型例である環境流体を対象とした。流体の方程式を基礎とし、流体中に化学反応を伴う物質が混入しているとして、保存則と合わせて環境流体の連続モデルと、これに適合する数値モデルを定式化した。研究成果を環境流体中の動態解析と数値シミュレーションに適用し、実際の現象の観測結果に適合する結果を得た。2、環境流体中の物体周りの流れ解析環境流体の数学モデルとして移流反応拡散系に対する新しい数値計算法を提案した。これを流体中に立てた円柱周りの流れ解析に適用した。この結果は環境科学に現れる様々な問題に適用できる新しい知見である。さらに複雑地形上の環境流体の流れ解析を行った。3、積分化半群に対する時間依存の非線形摂動時間依存の半線形発展方程式を非線形発展作用素の立揚から検討した。この研究では、半線形発展方程式が弱解を与える発展作用素の生成定理を与えた。また、摂動が時間に依存しない場合に半群が生成されるための半線形生成作用素による特徴付け定理を与えた。4、HIV感染過程とエイズ治療への数理的接近偏微分作用素はHIVウイルスの移流拡散過程を表現し、非線形反応項はHIVウイルスと免疫反応を表すHIV感染モデルは、生理学的知見に基づく境界条件を伴う大規模移流拡散系として定式化される。この数学モデルは半線形発展方程式の生成定理が適用される重要なモデルであり、また近似可解性定理も適用できることから安定な数値モデルが得られることが示された。5、解析的半群の時間に依存する非線形摂動この研究は、解析的半群の時間に依存する非線形摂動の一般理論と大規模移流反応拡散系への応用に関するものである。主目的は、半線形発展方程式が弱解を持つための非線形発展作用素の生成定理を証明することである。得られた成果を従来未解決であった骨改造の複雑な物理現象を記述する数学モデルに応用した。1.一般化安定性条件の下で時間依存の発展系に対する時間離散化の収束定理を与え、これを様々な移流反応拡散系に適用した。積公式は、対象とする発展系の解作用素を構成し解の構造を定める上で有効であるが、同時に移流反応拡散系に対する離散スキームを定式化する為のアルゴリズムを与えて居る。本年度の研究では、様々な非線形現象の数学モデルを導入し、安定な数値スキームを開発して数値計算とその検証解析を行った。以下に述べる様に、所期の結果が得られたものと考える。2.時間依存の半線形発展系に対して半陰的積公式について検討した。時間に依存する非線形項を持つ移流反応拡散系に適用し、一般化安定性条件と時間依存性の条件下で解作用素を構成することについて検討した。本年度は、HIV感染モデルを定式化し、これを1つの典型例とする移流反応拡散系の近似可解性と数値シミュレーションを行った。3.拡散方程式の解作用素の一般化である解析的半群の非線形摂動について一般理論を立てた。摂動作用素としては、相対的リプシッツ連続作用素、相対的連続かつ局所的準消散作用素、時間に依存する非線形作用素などが考えられるが、これらの問題に対して最良の摂動定理を与えた。骨改造現象の数学モデルを定式化し、これを1つの典型例とする移流反応拡散系に適用し、数値シミュレーションを行った。可視化された計算結果は実用に供するものとして評価された。4.積分化半群の非線形

摂動理論を立て、非線形制約条件を伴う移流拡散系に適用し、数値計算を通して解の様相について検討することを試みた。本年度の研究では、年齢依存・空間分布・移住効果を考慮した新しい両性人口モデルを定式化し、これに基づく数値シミュレーションに適用した。5.多成分混相流体の理論を立てる為に、支配方程式系を定式化し、物理的な背景を考慮しつつ理論解析を進めた。さらに、数値多成分流体のモデルを構築し、数値解析とその検証解析を行った。これらの結果を環境流体の理論的解析と環境修復技術の開発に適用することを試みた。1.一般安定条件の下で時間依存の発展系に対する積公式を与え、これを様々な移流反応拡散系に適用した。積公式は、対象とする発展系の解作用素を構成し解の構造を定める上で有効であるが、同時に移流反応拡散系に対する離散スキームを定式化する一般的なアルゴリズムを与えて居る。本年度の研究では、様々な非線形現象の数学モデルを導入し、安定な数値スキームを開発して数値計算とその検証解析を行った。2.時間に依存する半線形発展系に対して半陰的積公式を与えた。時間に依存する非線形項を持つ移流反応拡散系に適用し、一般的な安定性条件と時間依存性条件下で解作用素を構成することについて検討した。本年度は、HIV感染モデルを典型例とする大規模移流反応拡散系の近似可解性と数値計算を行った。3.拡散方程式の解作用素の一般化である解析的半群の非線形摂動について一般理論を立てた。摂動作用素としては、相対的リプシッツ連続作用素、相対的連続かつ局所的準消散作用素、時間に依存する非線形作用素などが考えられるが、これらの問題に対して最良の摂動定理を与えた。骨改造現象の数学モデルを定式化し、これをその典型例とする大規模移流反応拡散系に適用し、数値計算を行った。可視化された計算結果は実用に供するものとして評価された。4.積分化半群の非線形摂動理論を立て、非線形制約条件を伴う移流拡散系に適用し、数値計算を通して解の様相について検討することを試みた。本年度の研究では、年齢依存・空間分布・移住効果を考慮した新しい両性人口モデルを立ててこれに適用し、数値計算を行って現在人口データと比較して検証を行っている。さらに、多成分数値流体の数値モデルを構築し、安定かつ高精度数値計算法の検討と数値計算の検証解析を行った。研究代表者と分担者の分担課題を次のように定め、各研究者は分担課題に対して所期の研究成果を挙げた。本研究助成は有意義に使用されてこれらの研究成果に大きな支援を与えた。1.大規模移流反応拡散系の理論解析と数値計算法の開発2.非線形発展作用素の生成理論と近似理論の展開3.発展方程式論の大規模移流反応拡散系への応用4.数理生物学、数理医科学、環境科学に現れる数学モデルの解析と近似可解性の研究5.流体理論の高度化と数値流体力学の数学理論の展開6.移流反応拡散系・数値流体力学の数値計算法と数値計算の検証解析課題1の研究では課題4の研究と関連しつつ、現在最も注目されている問題に関する数学モデルを解決することができた。
宇宙高エネルギーガンマ線の偏光観測の開拓

既知の明るいガンマ線源(Velaパルサー)を観測し、エマルションガンマ線望遠鏡の総合的な性能実証を目指して、望遠鏡の様々な開発・改良・準備をおこない、2015年気球実験に比べ実験規模(口径面積や飛翔時間)は同程度で、有効面積や有効時間の拡大およびバックグラウンドの低減について計5倍の改善を図り、2018年4月にオーストラリアで気球実験を無事に達成した(JAXA大気球実験、口径面積3780cm^2、飛翔時間17.4時間)。現在はフライトデータ解析を進めている。スターカメラによる望遠鏡姿勢決定処理については十分良い性能を達成した。エマルションフィルム積層ガンマ線コンバーターでのガンマ線事象検出処理については問題なく進んでいる。多段シフターによる時刻再構成処理については、大幅な性能改善を確認し、十分良い時間分解能が得られ始めている。またエマルション系ー姿勢系接続処理を進めており、エマルション飛跡ベースでも99%の高い姿勢付与率達成を確認するとともに、地平座標における到来方向分布から東西効果を確認し、エマルション系ー姿勢系がうまくつながり始めている。今後フライトデータ解析を進めていき、Velaパルサーを検出し、望遠鏡の総合性能実証を目指す。その後、実験規模(口径面積や飛翔時間)の拡大を図り、観測の困難さからこれまでに有意な観測が実現していない高エネルギーガンマ線偏光観測をはじめとする科学観測気球実験の開始を目指す。2018年気球実験を達成し、フライトデータ解析が問題なく進んでいる。またエマルション系ー姿勢系結合処理も進めており、エマルション飛跡ベースでも99%の高い姿勢付与率達成を確認するとともに、地平座標における到来方向分布から東西効果を確認し、エマルション系ー姿勢系がうまくつながり始めている。また科学観測気球実験の開始を目指し実験規模(口径面積や飛翔時間)の拡大に向けて、これまでに新型多段シフター試作機(単段)を製作し、従来型に比べ大幅な軽量化を達成するとともに、動作・性能試験を進め要求駆動精度(繰り返し再現性μm以下)が得られてきた。次に新型多段シフター試作機(5段+固定段)を製作し、動作・性能試験を進めている。現状で従来型に比べ、口径面積あたりの重量にして半分となる大幅な軽量化を達成しており、大口径面積実現の見通しが立ちつつある。2018年気球実験フライトデータ解析を進め、Velaパルサーを検出して望遠鏡の総合性能実証を目指す。大口径面積を実現する上で多段シフターの大幅な軽量化が鍵となる。また、2018年気球実験では15時間近くの水平浮遊(高度35ー38km)であったが、日スケールのフライトを目指すうえで、長時間化の実現も必要となってくる。従来のステージ駆動型からローラー駆動型にすることによって、大幅な軽量化が図れ、大口径面積を実現できる。また段間距離(飛跡外挿距離)を詰められ且つ段数を増やすことができ、長時間・高時間分解能を実現できる。従来の多段シフター開発と同様に三鷹光器社との共同開発によって、これまでに新型多段シフター試作機(単段)を製作し、従来型に比べ大幅な軽量化を達成するとともに、動作・性能試験を進め要求駆動精度(繰り返し再現性μm以下)が得られてきた。今後は動作・性能試験を進めていき、さらに軽量化も図っていき、フライトモデルの開発を目指す。