hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
蛍光イメージング法による細胞トラッキング用新規トランスジーンの開発

前年度において新規トランスジーンとしてtobacco etch virus protease (TEVp)の発現ベクターの構築に成功し、培養細胞においてしっかりと発現することを確認できている。2018年度において強制発現させたTEVpがプロテアーゼ活性を示すかどうかを調べる目的で、TEVp認識配列を用いてHalo-tagと蛍光タンパク質Venusの融合タンパク質の構築を行い、現在融合タンパク質の発現の確認を行った。その結果、培養細胞中においてTEVp認識配列を挟んでHalo-TagとVenusが融合タンパク質として安定して発現することが確認できた。ついで、融合タンパク質発現細胞に、TEVp発現ベクターを導入することで、TEVpが機能するかどうかについて検討行った。その結果、発現させたTEVpを発現させた細胞において、Halo-tag-Venus融合タンパク質が、切断されていることがwestern blot analysisにより示された。すなわち、培養細胞内において発現させたTEVpがファンクションを有したタンパク質として発現していることが明らかとなった。そこで、現在、新規トランスジーンに対するOff-On型ペプチド蛍光プローブの合成を目指し、候補配列を挙げ、ペプチドの両端に蛍光色素ICGを付加し、TEVpのプロテアーゼ活性に依存したシグナルがえられるか検討中である。また既存のプロテアーゼカテプシンBを用いた未分化細胞でのin vivoイメージングには成功している。既存のプローブでのイメージングの評価ができたことは、今後の新規プロテアーゼ・プローブの評価を行ううえでも重要である。新規トランスジーンの発現が確認でき、またその発現したTEVpが機能を有していることも見出した。ついでそのTEVpに対する新規Off-On型ペプチド蛍光プローブの合成に進むことができているため。また動物実験での検討もまもなく開始できるため。現在検討している蛍光プローブとプロテアーゼの組み合わせが決まった段階で、動物実験への以降する。TEVpを発現するがん細胞をマウス皮下に移植し、ある程度成長した時点で、Off-On型蛍光プローブを投与し、がん細胞特異的な蛍光シグナルが得られるか検討する。また皮下のみならず、脳腫瘍モデル、がん細胞の尾静脈投与転移モデルなども検討することで、新規イメージングツールの有効性について多くの情報を得る。Off-On型ペプチド蛍光プローブを用いたin vivo細胞イメージングシステムを構築するために、初年度はまず、既存のOff-On型ペプチド蛍光プローブがあるProstate Specific Antigen (PSA)とカテプシンB遺伝子をトランスジーンとして用いて検討を行った。まずPSAおよびカテプシンB遺伝子をヒト前立腺がん細胞より単離し、クローニング後、発現ベクターを構築した。293T細胞にこれらの遺伝子を発現させ、ウエスタンブロッティングおよび蛍光免疫染色法によって、目的遺伝子が強制発現していることを確認した。続いて、遺伝子導入細胞に対して、Off-On型プロローブを加え、蛍光強度を測定したところ、正常な293T細胞では、数値の上昇は見られず、一方遺伝子導入した293T細胞において、明らかな数値の上昇が認められ、PSAおよびカテプシンBの2種の遺伝子がトランスジーンとしても機能する可能性が示された。既存プローブと並行して、新規トランスジーンとしてtobacco etch virus protease (TEVp)の発現ベクターの構築も行った。構築できたTEVp発現ベクターをヒト子宮頸がん細胞HeLaおよびヒト神経膠芽腫U87MGに導入し、発現を調べた。ウエスタンブロッティングおよび蛍光免疫染色法によって、TEVpが強制発現されていることが示された。また強制発現させたTEVpがプロテアーゼ活性を示すかどうかを調べる目的で、TEVp認識配列を用いてHalo-tagと蛍光タンパク質Venusの融合タンパク質の構築を行い、現在融合タンパク質の発現の確認中である。また新規トランスジーンとしてTEVpの構築も終了し、さらに現在その機能を調べる段階に進むことができたため。

今後は、29年度に作製したPSAもしくはカテプシンB発現ベクターをがん細胞あるいはiPSなどの未分化細胞に導入し、移植後の細胞の動態をOff-On型プローブと組み合わせることでイメージングできるかどうかについて検討する。また、新規トランスジーンとしてのTEVpにおいては、プロテアーゼ機能の有無を調べた後、Off-On型ペプチド蛍光プローブの製作を目指す。現在検討している蛍光プローブとプロテアーゼの組み合わせが決まった段階で、動物実験への以降する。TEVpを発現するがん細胞をマウス皮下に移植し、ある程度成長した時点で、Off-On型蛍光プローブを投与し、がん細胞特異的な蛍光シグナルが得られるか検討する。また皮下のみならず、脳腫瘍モデル、がん細胞の尾静脈投与転移モデルなども検討することで、新規イメージングツールの有効性について多くの情報を得る。本年度の実験がスムーズに進み、必要となった試薬・消耗品などが予定より少なく済んだため。繰り越し額および本年度分の予算は、まず29年度と同様にin vitroでの実験と並行して、ペプチドの合成、蛍光標識および動物実験に用いる。動物実験において、より確実なデータを得るために、使用動物数を予定より多く実施する。またOff-On型ペプチド蛍光プローブの作製においては、合成受託を行い、さらに予定より多くの候補プローブの評価を行う。繰り越し額および本年度分の予算は、まず平成30年度と同様にin vitroでの実験と並行して、ペプチドの合成、蛍光標識および動物実験に用いる。
自律神経応答は基礎レベルに依存するか-RR間隔と腎交感神経活動の周波数分析-

1.交感神経活動は周期的変動を示すことが知られているが、無麻酔条件下のラットについてその詳細はまだ明らかにされていない。そこで意識下ラットから慢性的に記録した腎交感神経活動(RSNA)をスペクトル分析を用いて解析した。(1)安静時0.5,1.5,6,12Hzの4つの周期性成分が認められた。これらは心電図RR間隔変動について認められる低周波成分、高周波成分(呼吸)、心拍及びその二倍の周波数にそれぞれ対応していた。周期性成分の大きさに相当するパワーは12Hzが他に比べて小さい。(2)ニトロプルシッドを投与して血圧を低下させ反射性に亢進させたRSNAでもこれらの4つの周期性成分以外は観察されなかった。心拍に対応した成分のパワーは署明に増大したが他の3つは減弱する傾向にあった。(3)これらの成分に対する圧受容器の関与を明確にする為に圧受容器除神経(SAD)意識下ラットについて調べたところ、上記4つの成分いずれも消失した。これらの結果から意識下ラットでは腎交感神経活動には4つの周期性成分が存在すること、圧受容器のunloadingでは心周期に一致した周期性成分が優位になること、圧受容器からの入力がこれらの周期性成分のいずれの発生にも大きく関与していることが示唆された。(神経科科学会、1993にて報告)2.自律神経応答が日内変動を示すか、また自律神経応答が刺激開始前の基礎レベルに依存するか、について調べた。二時間毎にニトロプルシッドを投与して血圧を低下させた時の血圧、心拍数と腎交感神経応答を一週間にわたって記録した。(1)心拍数が高い夜間よりも、低い昼間に反射性頻脈反応が大きい傾向を示した(2)腎交感神経応答も同様の傾向を示した。(3)血圧の応答には昼夜の違いは認められなかった。(4)心拍数、腎交感神経活動と血圧の応答の大きさはいずれも刺激開始前のレベルと逆相関関係を示した。(自律神経生理研究会、1993にて報告)1.交感神経活動は周期的変動を示すことが知られているが、無麻酔条件下のラットについてその詳細はまだ明らかにされていない。(自律神経生理研究会、1993にて報告)
粘土層間に析出した金属酸化物単分子層の二次元磁性

2次元構造を持つ層状物質に、種々の化学種を挿入させることにより、新しい構造を有する物質の創製が可能である。2次元粘土鉱物であるNa-モンモリロナイトをニッケル、コバルト、マンガンなどの遷移金属硝酸塩水溶液に分散し、水酸化ナトリウム溶液を滴下することによって層問に金属水酸化物の単分子層を析出させることに成功した。さらにこれを加熱処理することによって、水酸化物層を酸化物単分子層に変化させた。挿入された遷移金属水酸化物単分子層および酸化物単分子層について詳細な物製測定を行った。水酸化ニッケルはバルブ結晶でも2次元的な層状構造を有しているが、粘土層間に析出させるとその磁性が大きく変わり、極低温で反強磁性体であったものが強磁性体へと変化した。2次元層内での磁気秩序については両者とも同様であり、この変化は粘土層によって水酸化ニッケル層間の距離および相互作用を変化させた結果であると考えられた。熱処理した試料についても酸化ニッケル結晶とはまったく異なる磁性を示し、酸化ニッケルではワイス温度-2000Kでり磁気スピンはお互いに反強磁性的に結合しており、さらにネ-ル温度520K以下で反強磁性体となるのに対し、得られた試料では室温付近で磁気スピンが強磁性的に結合し、強磁性磁気クラスターが生じていることが分った。この強磁性クラスターの生成は粘土層間に酸化ニッケルが閉じ込められた結果生じたものであり、その大きさは400°C加熱で4原子、700°C加熱で10原子程度と見積もれた。さらに、この化合物は150K程度以下でフェリ磁性を示すことが明らかになった。またコバルト、マンガンを粘土層間に析出させた系でもバルク結晶とは異なる磁性を示すことを見いだした。これらの、研究成果については平成7年秋の日本セラミック協会秋季シンポジウムなどにおいて発表した。
志賀毒素に対するトキソイドワクチンと治療用モノクロナル抗体医薬品の開発研究

EHECが産生する志賀毒素(Stx)には血清学的交叉反応性を示さない1型(Stx1)および2型(Stx2)が存在し、これらを同時に中和できるトキソイドワクチンが必要とされている。以前確立したエンテロトキシンB鎖安定化法を応用することにより、Stx1およびStx2を十分に中和可能なトキソイドワクチンを開発した。また、これらワクチン抗原を免疫源として、Stx1およびStx2を中和可能なモノクロナル抗体を作出した。本研究の最大の目的は、志賀毒素(Stx)に対するヒト用トキソイドワクチンを構築することである。また、Stx1及びStx2を中和可能なB鎖標的型ヒト化モノクロナル抗体を開発し、将来的に抗体医薬品として医療現場での応用を目指すための技術基盤を構築する。平成27年度は、均一性の高い志賀毒素トキソイドワクチンを大量に精製する方法を検討した。はじめに、モデル抗原(コレラ毒素B鎖)で得られた知見(Tamaki et al., 2016)を基に、志賀毒素B鎖のニッケルカラム精製後のリフォールディング法によって均一性の高い5量体分子として作出することに成功した。また、作出した志賀毒素トキソイドワクチンを性状および免疫学的解析した結果、1型と2型ではその分子安定性に決定的な違いがみられ、1型はB鎖単独でワクチン効果が見られるのに対し、2型はコイルドコイル分子(COMP)との融合が必要であった。よって、平成28年度のモノクロナル抗体(mAb)開発のための免疫源としては、1型はB鎖単独、2型は5量体分子が不安定なStx2Bよりも、安定しているStx2B-COMP5量体分子を用いることにした。志賀毒素トキソイドワクチンの構築において、同様のAB5型毒素であるコレラ毒素をモデル抗原とした。その発現・リフォールディング・精製法について新たな知見が得られたため、学術論文として発表した。均一性の高い志賀毒素トキソイドワクチンを大量に精製する方法を検討した。次に、StxBとコイルドコイル分子(COMP)との乖離を検討した。その結果、Stx1B-COMP(1型)では、トロンビンで切断できず、両モイエティを乖離させることが不可能であった。一方、Stx2B-COMP(2型)では、B鎖とCOMPを乖離させることができた。以上の結果は、Stx1BとStx2Bとでは、その分子安定性に決定的な違いがあることを示しており、Stx1Bは、5量体分子が安定していることを示唆している。最後に、これらのトキソイドワクチンを用いてマウスに免疫し、志賀毒素で攻撃試験した。その結果、1型はCOMP融合の有無に係らず90100%の生存率を示したが、2型はCOMP融合型で生存率が100%であったのに対し、非融合型では、50%と減少した。また、ベロ細胞での毒素中和試験では、攻撃試験と同様に、1型ではCOMP融合の有無に係らず、B鎖5量体誘導抗血清で中和能活性が認められたのに対し、2型ではCOMP融合誘導抗血清のみで中和能が確認された。また、これらの誘導抗血清によるマウスへの受動免疫後の攻撃試験においても、同様の結果であった。EHECが産生する志賀毒素(Stx)には1型と2型が存在し、これらは互いに血清学的交叉反応性を示さないことから、これら2種類の毒素を同時に中和できるトキソイドワクチンが必要とされている。Stx1とStx2のB鎖5量体(Stx1BおよびStx2B)を大腸菌で組換えタンパク質として発現させ、マウスを用いた毒素攻撃試験でそのワクチン機能について検証したところ、Stx1Bは高い防御効果を示したが、Stx2Bは防御機能を全く示さなかった。このStx1BとStx2Bのワクチン効果の顕著な違いを究明するため、グルタルアルデヒドを用い、B鎖5量体分子内におけるB鎖分子間の会合力(結合力)を解析したところ、Stx2Bの5量体は、Stx1Bの5量体と比較し、不安定であった。このStx2Bの5量体安定性の低さが抗毒素ワクチン効果の低さの直接的原因であると結論付けた。そこで、過去にコレラ毒素B鎖(CTB)をモデル抗原として確立したエンテロトキシンB鎖安定化法(“Five-to-five technology")をStx2Bの5量体安定化のため応用した。すなわち、CTBやStxBと同じく5量体を形成するコイルドコイル分子(cartilage oligomeric matrix protein: COMP)をStx2Bの結束分子として利用し、COMPとStx2Bの融合分子(Stx2B-COMP)を構築した。この融合分子は、Stx2B単体と比較し、顕著に高いワクチン効果を示した。また、Stx1及びStx2を中和可能なB鎖標的型ヒト化もモノクロナル抗体を開発し、将来的に抗体医薬品として医療現場での応用を目指すため、ワクチン効果を示したStx1B及びStx2B-COMPを免疫源として作出を試みた。その結果、Stx1及びStx2を中和するモノクロナル抗体を得ることができた。

EHECが産生する志賀毒素(Stx)には血清学的交叉反応性を示さない1型(Stx1)および2型(Stx2)が存在し、これらを同時に中和できるトキソイドワクチンが必要とされている。以前確立したエンテロトキシンB鎖安定化法を応用することにより、Stx1およびStx2を十分に中和可能なトキソイドワクチンを開発した。また、これらワクチン抗原を免疫源として、Stx1およびStx2を中和可能なモノクロナル抗体を作出した。当初の研究実施計画通り、平成27年度で試作したStx1B及びStx2Bトキソイドワクチンを用いてStx中和モノクロナル抗体を試作する。この目的のため、特に、Stx1B及びStx2B-COMPをモノクロナル抗体作成用の抗原として用いる。また、モノクロナル抗体作成にはハイブリドーマ法を用いる。試作したモノクロナル抗体の中和機能解析には、Vero細胞を用いた中和試験或いは志賀毒素(或いは、試作したStx1BおよびStx2Bトキソイドワクチン)とその受容体(Gb3)との結合阻害をELISA法を用いて検証する。また、これらのモノクロナル抗体を接種することで、毒素攻撃を耐過することが可能か検証する。細菌学(含真菌学)
酸化脂質を用いた新しい根面齲蝕の予防方法の開発とフッ化物併用療法への応用

歯周病で露出する高齢者の根面は、その脱灰pHが中性に近いpH6.26.7であり、さらに象牙細管が外部に露出し容易に脱灰する環境にもかかわらず、急速進行性の齲蝕は少なく、齲蝕が慢性化しやすい。それには何らかの抗齲蝕性物質が歯根部周囲環境に存在することが予想された。高濃度のフッ化物を実験室で歯片の表面に10分間塗布するとフッ化カルシウムが形成されて象牙細管の一部が封鎖されることが明らかになっている。しかし、フッ化カルシウムは水に溶解するのでフッ化物による象牙細管封鎖は一時的なものである。研究代表者らは、生活習慣病対策で悪玉コレステロールとして知られるLDLコレステロールまたは歯石形成に関与している可能性に着目した。健全な歯肉溝の滲出液にはLDLコレステロールが存在するが、歯周ポケットなど炎症性の歯肉では活性酸素によってLDLコレステロールは酸化され、酸化脂質であるoxLDLが存在している。炎症反応と歯石沈着に疫学的関連が見られることからoxLDLが唾液中の過飽和のカルシウムを歯面に沈着させるのではないかと予想し、研究代表者らはoxLDLが歯周組織において歯石形成と同時に象牙細管を封鎖するという仮説を立てた。本研究において、はじめに三大栄養素である糖質(デキストラン)、脂質(oxLDL)、タンパク質(アルブミン)についてカルシウム沈着能力の変化をモニタリングした。その結果、各種糖質、タンパク質について、濃度と分子量を変えてもカルシウム沈着の促進は見られず、むしろすべての実験でカルシウム沈着能力は低下する傾向が見られた。しかし、oxLDLを加えた実験系では、まったく逆に添加したoxLDLの濃度依存的にカルシウム沈着の促進が認められた。このことから、oxLDLが歯周組織において歯石形成と同時に象牙細管を封鎖するという研究代表者らの仮説が基本的に正しいことが明らかになった。本研究の初年度は、カルシウム沈着の程度を定量する実験系の確立に成功した。この実験系を用いて、各種糖質、タンパク質について、濃度と分子量を変えてもカルシウム沈着の促進は見られず、むしろすべての実験でカルシウム沈着能力は低下する傾向が見られた。しかし、LDLコレステロールが酸化されてできた酸化LDL(oxLDL)を加えた実験系では、各種糖質、タンパク質の添加とはまったく逆に添加したoxLDLの濃度依存的にカルシウム沈着の促進が認められた。メタボリックシンドロームなど生活習慣病と歯周病の関係を、oxLDLと歯石形成の関係で解明する糸口をつかむことに成功した。また、oxLDLを用いた根面齲蝕予防剤の開発という目標達成にも一歩近づく事ができた。三大栄養素である糖質、脂質、タンパク質の中で唯一酸化LDL(oxLDL)にカルシウムを沈着させる能力がある事を実験的に証明した。このことから、歯周組織において歯石形成と同時に象牙細管を封鎖するという研究代表者らの仮説が基本的に正しいことが明らかになった。そこで、本研究課題の今後の推進方策として、次の1)、2)が考えられる。1)メタボリックシンドロームなど生活習慣病と歯周病の関係を、oxLDLと歯石形成の関係で解明する。また、2)酸化脂質(oxLDL)を用いた新しい根面齲蝕予防剤の開発である。生活習慣病と歯周病の関係を、oxLDLと歯石形成の関係で解明するためには、実験的研究だけでなく臨床研究が必要になる。酸化脂質(oxLDL)を用いた新しい根面齲蝕予防剤の開発のためには、安価な酸化脂質をどのようにして入手するかが鍵となる。

このことから、oxLDLが歯周組織において歯石形成と同時に象牙細管を封鎖するという研究代表者らの仮説が基本的に正しいことが明らかになった。本研究の初年度は、カルシウム沈着の程度を定量する実験系の確立に成功した。この実験系を用いて、各種糖質、タンパク質について、濃度と分子量を変えてもカルシウム沈着の促進は見られず、むしろすべての実験でカルシウム沈着能力は低下する傾向が見られた。しかし、LDLコレステロールが酸化されてできた酸化LDL(oxLDL)を加えた実験系では、各種糖質、タンパク質の添加とはまったく逆に添加したoxLDLの濃度依存的にカルシウム沈着の促進が認められた。メタボリックシンドロームなど生活習慣病と歯周病の関係を、oxLDLと歯石形成の関係で解明する糸口をつかむことに成功した。また、oxLDLを用いた根面齲蝕予防剤の開発という目標達成にも一歩近づく事ができた。三大栄養素である糖質、脂質、タンパク質の中で唯一酸化LDL(oxLDL)にカルシウムを沈着させる能力がある事を実験的に証明した。このことから、歯周組織において歯石形成と同時に象牙細管を封鎖するという研究代表者らの仮説が基本的に正しいことが明らかになった。そこで、本研究課題の今後の推進方策として、次の1)、2)が考えられる。1)メタボリックシンドロームなど生活習慣病と歯周病の関係を、oxLDLと歯石形成の関係で解明する。また、2)酸化脂質(oxLDL)を用いた新しい根面齲蝕予防剤の開発である。生活習慣病と歯周病の関係を、oxLDLと歯石形成の関係で解明するためには、実験的研究だけでなく臨床研究が必要になる。酸化脂質(oxLDL)を用いた新しい根面齲蝕予防剤の開発のためには、安価な酸化脂質をどのようにして入手するかが鍵となる。
マイクロギャップ法の開発による食品のin vitro胃消化挙動の微視的解析

胃は物理的消化や化学的消化により、食品の微細化や食品成分の分解などが行われる重要な消化器官である。胃における食品の消化状態は、栄養成分の吸収に影響すると考えられ、胃における食品の消化挙動を観察・評価することは、消化特性が制御された食品の設計・開発の基礎として有用である。本研究では、微小空間を利用して食品粒子の消化挙動を微視的にin vitroで観察・評価できるマイクロギャップ法を開発した。また、この新規手法により食品粒子のモデルとして用いた豆腐粒子の消化挙動を可視化し、定量的に評価することができた。胃における食品の消化状態は、栄養成分の吸収にも影響すると考えられ、胃における食品の消化挙動を観察・評価することは、消化特性が制御された食品の設計・開発の基礎として有用である。食品の胃消化試験に関する既存の手法はマクロスケールであり、食品粒子の微視的な消化挙動を検討することは困難であった。本研究では、微小空間を利用し、食品の消化挙動を微視的にin vitroで観察・評価可能な新規な手法であるマイクロギャップ法を開発すると共に、この新規手法により食品粒子の胃消化挙動の微視的な解析を行うことを目的として検討を進めた。研究初年度である今年度は、微小空間を利用して食品粒子のin vitro消化を評価するマイクロギャップ消化システムの開発を行った。マイクロギャップ基板を装備したホルダー、人工胃液供給部、胃消化物回収部、食品粒子の微視的挙動の観察部から構成される新規なマイクロギャップ消化システムを設計・構築した。マイクロギャップ基板は、マイクロメートルオーダーの段差(ギャップ)を有するマイクロチップを設計・製作し、食品微粒子をマイクロチップ内の微小空間に閉じ込めてその微視的な消化挙動を観察できるように工夫した。また、マイクロギャップ基板に透明平板に圧着させることにより、顕微鏡により食品粒子の微視的消化挙動を観察できるようにした。作製したマイクロギャップ消化システムの微小空間に、タンパク質を含む固形実食品である豆腐微粒子の試料として閉じ込め、人工胃液を連続的に流入し、その消化挙動を観察・評価した。その結果、豆腐微粒子のサイズが経時的に減少する様子が観察され、本システムにより食品微粒子の胃消化挙動を顕微鏡で直接観察し、その変化を評価できることがわかった。今年度は、前年度の成果を基に食品粒子としてタンパク質を含む固形実食品である豆腐微粒子を取り上げ、マイクロギャップ法によりその微視的胃消化の挙動を観察し、定量的評価を行った。豆腐微粒子をシリンジポンプによりマイクロギャップチップに導入した後、人工胃液を別のシリンジポンプで連続的に流入し、豆腐微粒子と接触させた。豆腐微粒子のサイズは、消化試験開始直後に急激に減少し、60分後に開始直後のサイズの約50%まで減少した。その後、サイズの減少速度は低下し、消化試験終了時においても、開始直後の約40%のサイズの微粒子が残存した。同様の豆腐粒子と人工胃液をフラスコ内で振とうさせて消化試験を行ったところ、180分消化試験後でも微細豆腐粒子が残存し、その中に乾燥重量割合で約20%の粗タンパク質が含まれていた。この結果から、豆腐微粒子に含まれるタンパク質の一部は胃で消化されず、微細な豆腐粒子として腸へと排出されることが示唆された。以上、微小空間を利用して食品の消化挙動を微視的に観察・評価するマイクロギャップ法を開発し、これを利用した食品粒子の微視的な胃消化挙動の観察・評価を行った。平成26年度の研究実施計画の目的とした「マイクロギャップ消化システムの試作」、ならびに「マイクロギャップ消化システムを利用した食品粒子の微視的消化挙動の観察」を実施できたため。生物化学工学、食品工学研究初年度に作製したマイクロギャップ消化システムについて、様々な食品粒子の微視的な胃消化挙動の観察・評価に対応できる用、マイクロギャップ基板やモジュールの設計・改良を進める。また、マイクロギャップ消化システムによる食品粒子の微視的胃消化特性の観察・評価を進める。マイクロギャップ消化システムにおける食品粒子のサイズ変化や、表面近傍における微視的な消化挙動を経時的に観察し、食品粒子の素材と微視的な消化挙動の相関について検討する。

また、食品の微視的胃消化挙動に対する消化実験条件の影響についても評価を行いたい。以上、微小空間を利用して食品の消化挙動を微視的に観察・評価するマイクロギャップ消化システムの開発を進めるとともに、これを利用した食品の微視的な胃消化挙動の観察・評価を系統的に行い、胃消化特性が制御された食品の設計・開発の基礎となる知見を示したい。
聴覚情報を活用した雰囲気ジェネレータの試作

本研究の目的は,人間が無意識,かつ,瞬時に判断する場の雰囲気を,聴覚科学の観点から科学的に分析し,その知見に基づいて雰囲気を積極的に創出する雰囲気ジェネレータの試作を目指すものである。平成30年度は本研究の最終年度であり,これまでの研究成果の取りまとめと今後の展開をにらんだ生成技術の確立を進めた。まず,平成29年度に行った視覚障害者に対する場,および,場の雰囲気の知覚アンケート調査から得られた,通常心内に存在するプロトタイプとの比較で雰囲気を判断する状況において,実際の場面ではなく,テレビやラジオなどによって形成された脳内の雰囲気プロトタイプがベースになるといった知見に着目した。これは,単に雰囲気の知覚に限らず,様々な場面の知覚や対人コミュニケーションの円滑化にも通じる一般的な知見と考え,様々な感覚情報を含む多感覚コンテンツの生成技術への応用,特に,視聴覚コンテンツにユーザが期待する全身振動を付加するための生成技術の研究を行った。提案では音をベースに全身振動を生成する方法を検討したもので,成果は情報処理学会誌に論文として掲載されたほか,一連の研究成果が認められ,情報処理学会山下記念研究賞を受賞した。さらに,視覚障害者に対して得られたアンケート結果の一般化を目指し,晴眼者に対しても同様のアンケート調査を実施した。最終的には90名弱のアンケート結果を集めることができ,これから分析を進めていくところである。これらの成果から,ユーザが望む雰囲気を生成するためには,ユーザが各場面で想起する脳内プロトタイプをいかに精緻に推定し,それに合わせた情報を提示するかが重要であるという知見を得ることが出来た。ただし,この場面に応じた脳内プロトタイプの生成法についてはこれまで行った研究は皆無であり,今後継続して研究を実施していく予定である。平成28年度は本研究期間の初年度にあたることから,研究期間を通して使用する音環境の収録と,視覚障害者に向けた場の雰囲気知覚手がかりを探るアンケート調査を実施した。音環境の収録にあたっては,事前の予備的な検討を通してどのような場面を収録すべきかを検討したところ,まずは多くの研究者によって様々な研究の題材として扱われ,過去の多くの知見を有している高感性音環境がよいであろうという結論に達し,コンサートホールの音環境の収録を行った。収録環境に球状マイクロホンアレイを設置し,ステージからのインパルス応答を録音することで,実験室内でもヘッドホンを通して簡便に,かつ,高精度にホールの音環境を提示することが可能となった。一方アンケート調査に関しては,協力が得られた視覚障害者関連の支援団体を通して,視覚障害者がどのように場,および,場の雰囲気を知覚しているのかを調査するアンケートを実施し,年度末に一通りの回収を終えたところである。アンケート結果の分析は平成29年度に行う予定であるが,実際に視覚障害者が場の雰囲気を知覚する際に使用する情報を直接聞いたほか,具体的な場面や,「落ち着いた雰囲気」等の感性的な表現で記述される環境を知覚する際の手がかりについても回答を求めており,平成29年度に実施する研究の重要な基盤となるものと考えている。平成29年度は,収録した音環境やアンケート分析結果を活用し,実際に場や雰囲気を知覚する際に活用する音情報の同定,抽出を進め,それらの提示技術の確立を目指す。初年度は最終年度に向けた素材収集という準備期間の意味合いが強い年度であり,対外発表に関しては最終年度に行うことを想定していた。そのような観点から考えると,音環境の収録,アンケート調査の実施等,初年度の目標として掲げた内容は概ね実施することができた。したがって,おおむね順調に研究が進展していると考えている。平成29年度は,平成28年度に作成,実施した,視覚障害者の場,および,場の雰囲気の知覚アンケート調査の分析に注力した。最終的に集まったアンケートの総数は52名分である。先天盲(視覚経験のない方)と後天盲(視覚経験のある方)が半数ずつ参加し,また,全盲31名,弱視17名であった。アンケートの目的は,主として聴覚情報から場の雰囲気を知覚している視覚障害者が,どのような情報に基づいて雰囲気を知覚しているかであり,得られた結果を視覚経験の有無,言語的情報と非言語的情報で差があるかといった項目で分析した。得られた結果から,人が介在する状態での会話などの言語に関係した聴覚情報と,雑踏やドアの開閉など言語に関連のない聴覚情報で雰囲気に与える傾向が異なり,言語に関連する項目としては,声のトーン,会話の間,声の音程,相手の話すスピードなどが雰囲気を判断する上で重要なのに対し,非言語音では,ドアの開閉音,携帯電話を操作する音(ガラケーを閉じる音),書類をめくる音,対人距離などが寄与することが明らかとなった。特に興味深いのは,通常心内に存在するプロトタイプとの比較で雰囲気を判断する状況において,実際の場面の情報を得る機会のない視覚経験のない視覚障害者のプロトタイプ形成時にはテレビやラジオによって形成された脳内の雰囲気プロトタイプがベースになっていることである。

これは,制作者(晴眼者)が意図したものを視覚障害者は敏感に感じ取っている可能性を示すものであり,これを強調したような音情報を提示することにより,本研究の目指す特定の雰囲気を作りだすことができることが実証されたと考えている。本研究で目指す聴覚情報による雰囲気ジェネレータを構築する上で,視覚障害者がどのような情報を持って雰囲気を判断しているかは極めて重要な項目である。平成29年度の結果から,聴覚情報に敏感な視覚障害者であっても,晴眼者がイメージした場面での聴覚情報で心内のプロトタイプを構築している可能性が高いことが示された。したがって,一般的な形での雰囲気ジェネレータを構築できる目処が立ったことは本研究の推移にとって大きい。以上のことから,本研究は概ね順調に推移していると考えている。本研究の目的は,人間が無意識,かつ,瞬時に判断する場の雰囲気を,聴覚科学の観点から科学的に分析し,その知見に基づいて雰囲気を積極的に創出する雰囲気ジェネレータの試作を目指すものである。平成30年度は本研究の最終年度であり,これまでの研究成果の取りまとめと今後の展開をにらんだ生成技術の確立を進めた。まず,平成29年度に行った視覚障害者に対する場,および,場の雰囲気の知覚アンケート調査から得られた,通常心内に存在するプロトタイプとの比較で雰囲気を判断する状況において,実際の場面ではなく,テレビやラジオなどによって形成された脳内の雰囲気プロトタイプがベースになるといった知見に着目した。これは,単に雰囲気の知覚に限らず,様々な場面の知覚や対人コミュニケーションの円滑化にも通じる一般的な知見と考え,様々な感覚情報を含む多感覚コンテンツの生成技術への応用,特に,視聴覚コンテンツにユーザが期待する全身振動を付加するための生成技術の研究を行った。提案では音をベースに全身振動を生成する方法を検討したもので,成果は情報処理学会誌に論文として掲載されたほか,一連の研究成果が認められ,情報処理学会山下記念研究賞を受賞した。さらに,視覚障害者に対して得られたアンケート結果の一般化を目指し,晴眼者に対しても同様のアンケート調査を実施した。最終的には90名弱のアンケート結果を集めることができ,これから分析を進めていくところである。これらの成果から,ユーザが望む雰囲気を生成するためには,ユーザが各場面で想起する脳内プロトタイプをいかに精緻に推定し,それに合わせた情報を提示するかが重要であるという知見を得ることが出来た。ただし,この場面に応じた脳内プロトタイプの生成法についてはこれまで行った研究は皆無であり,今後継続して研究を実施していく予定である。最終年度である平成29年度は当初の予定通り研究を遂行していく。アンケート調査の分析を進め,必要であれば音環境のさらなる収録も合わせて行って,それらを活用して場や雰囲気を知覚する際に使用する音情報の同定,抽出を進める。得られた知見に基づき,人間が場や雰囲気を知覚する際の知覚モデルの一端を明らかにして,モデルを規範とした音情報の提示技術の確立を進めていく。平成29年度に得られたアンケート結果は非常に興味深いものであり,心内のプロトタイプ形成には,現実の忠実な再現よりは,それまでの各人の経験によるイメージに大きく影響されることが示されている。
造礁サンゴの新たな生体分類指標の探索－骨格形態とDNA配列の間のGapを埋める－

温帯域に生息するミドリイシ属,キッカサンゴ属、パリカメノコキクメイシ属およびノウサンゴ属の造礁性サンゴを対象に蛍光in situハイブリダイゼーション法を用いた染色体解析などを行なった。均質染色領域,ヘテロクロマチン,リボソームRNA遺伝子,比較ゲノムハイブリダイゼーション法による性染色体,反復配列であるAluなどの検出に成功した。また,軟組織からのタンパク質抽出液のゲル電気泳動解析により発現タンパク質パターンや特定のタンパク質の網羅的同定を行なった。本研究の結果より,染色体解析を主とする分子細胞生物学的手法やプロテオーム解析は,新たな分類指標の候補になると期待された。本研究では,海洋環境保護の象徴的生物とされる造礁性サンゴの種の分類手法の高度化および汎用化を目指し,1.染色体の性状,2.細胞内生成高分子および3.細胞内構造が分類指標として適用可能か検討することを目的としている。初年度の平成26年度は,それぞれの項目の予備的検討に適したサンゴ種に絞り,手法の検討を主に行なった。1.染色体の性状については,土佐湾沿岸で比較的多く採取されるパリカメノコキクメイシを材料にして,造礁性サンゴ用にアレンジした染色体調製法を適用し,ギムザ染色法による染色体形状の観察や本数の計数を行なった。また,リボソームRNAのようにゲノム上に繰返し配列を持つ可能性のある遺伝子をターゲットとし,PCR増幅を試み,蛍光in situハイブリダイゼーション用のプローブ作成も試みた。2.細胞内生成高分子については,スギノキミドリイシおよびエンタクミドリイシを対象として,質量分析計による発現タンパク質の分析法について検討した。すでにゲノム解析が終了し,配列が公開されているコユビミドリイシのデータベースを対象に検索をかけることによりアミノ酸配列分析が可能であることを確認した。3.細胞内構造の観察については,ハナヤサイサンゴを用いた褐虫藻の分裂過程の観察ならびにクシハダミドリイシを用いたサンゴへの褐虫藻の取り込みについてそれぞれ観察が可能か検討した。各セクションで選択した造礁性サンゴ種において,分析や観察手法がそれぞれ適応可能であると思われた。これまでに,キッカサンゴの染色体数が2n=28であるのに対し(Chrom. Sci., 2013)エンタクミドリイシは2n=30の染色体数(Zool.Sci., 2014)であることを見出している。この結果より染色体数が分類の一つの指標となると期待されたことから,平成27年度はパリカメノコキクメイシをターゲットにして,染色体分析を行なった。その結果キッカサンゴ同様に染色体数が2n=28であることが明らかとなった(Comp. Cytogenet., 2016)。また,ヒトではガン遺伝子の増幅などで観察されるhomogenouslystainingregion(ギムザ均一染色領域)の観察像も得られたことから,染色体のより詳細な観察により,染色体数以外の分類指標が得られると期待された。一方,精製タンパク質を足掛かりにした検出については,作成したポリクローナル抗体が免疫組織的検出には十分機能しなかったことから,ターゲットタンパク質の種類や抗原部位の選択の工夫が必要と思われた。本研究では,主に1.染色体の性状を明らかに摺るとともに,2.分子内生成高分子や3.細胞内構造の種間差を見出すことを目的としている。2.および3.については,十分な結果が得られていないものの,1.については,最もシンプルに検出できる染色体数の造礁サンゴの分類指標としての利用可能性を示しているとともに,その他の染色体観察像も分類指標になり得る予備的データが出つつある。これまで全く分子細胞遺伝学的技術(FISH関連技術)が適用できなかった造礁性イシサンゴで本研究ではその応用に成功し、本基金の助成により多大な研究成果を上げている。イシサンゴの分類では、形態と分子のデータの比較によりその相違点が浮き彫りになってきたが、染色体のデータが分類に大きく貢献する可能性を示すことができた。すでに4報の報告(査読ある英文雑誌)を行っている。イシサンゴの正確な核型の決定および特殊な染色体形態を持つ(homogenously staining region:hsrの存在:ヒトのガンで有名な構造)、バンド法の成功、性染色体の存在等、新しい発見とともにイシサンゴの特徴が見えてきた。特にミドリイシ科は他のイシサンゴとは異なる特徴を示すことが分かった。さらに個々の染色体を特徴付ける染色体マーカーの分離にも成功した。染色体マーカーはイシサンゴ同士の親和性を調べることで分類にも応用できることを示した。染色体マーカーを染色体顕微切断法でDNA構成について調べることにも成功した。ジェノミックDNAを比較して、ヘテロクロマチンの分布の違いによる種の分類の可能性を見出している。rRNA遺伝子は分子系統を探る重要な標的であるが、染色体上のマッピングに成功している。その染色体座位についても決定した。特に5S rRNA遺伝子については、イシサンゴでは分子系統研究でもほとんど情報がなかったが、染色体上のマッピングに成功し、今後、分子レベルの研究へと発展が期待できる。染色体研究は順調に研究が進んでいる。これまで4種のイシサンゴで論文を発表しており、今後さらに蓄積をしていく。ミドリイシ科に属するサンゴには性染色体の存在が、少なくとも2種で確認しており、また、構成染色体数にばらつきがみられることを見出しており、個体間の相違について個別の胚についての染色体構成を調べるべく技術を模索している。

温帯域に生息するミドリイシ属,キッカサンゴ属、パリカメノコキクメイシ属およびノウサンゴ属の造礁性サンゴを対象に蛍光in situハイブリダイゼーション法を用いた染色体解析などを行なった。均質染色領域,ヘテロクロマチン,リボソームRNA遺伝子,比較ゲノムハイブリダイゼーション法による性染色体,反復配列であるAluなどの検出に成功した。また,軟組織からのタンパク質抽出液のゲル電気泳動解析により発現タンパク質パターンや特定のタンパク質の網羅的同定を行なった。本研究の結果より,染色体解析を主とする分子細胞生物学的手法やプロテオーム解析は,新たな分類指標の候補になると期待された。1.染色体の性状,2.細胞内生成高分子および3.細胞内構造の各セクションにおいて,解析手法の適用のめどがついたため。これまでに得られた18S,5.8S,28SリボソームRNA,snRNAと直列に位置する5SリボソームRNAや性染色体などのプローブを用いた蛍光in situハイブリダイゼーションによる座位の特定結果や他の造礁サンゴ染色体への適応可能性などについて整理する。また,各ペイントプローブにより観察されるヘテロクロマチン分布様式の種間比較結果についても,データの分類を図る。発現タンパク質についてはパターン比較を行なう。トランスクリプトームライブラリを参考にして組み換えタンパク質を合成し,それを抗原としたポリクローナル抗体が十分機能しなかったことから,平成28年度は造礁サンゴ細胞からタンパク質を精製し,タンパク質の特徴を明らかにすることによりその性質を明らかにする。28年度が最終年度であるため、記入しない。分子細胞遺伝学平成26年度に検討した手法を用いて,他種の造礁性サンゴの観察を行う予定である。平成27年度は,特異的抗体を用いた種間の反応性比較実験を計画しており,トランスクリプトームライブラリからの遺伝子配列の選定,その配列に基づく組み換えタンパク質の作成やそれを抗原として用いたポリクローナル抗体の作成を行なった。ウェスタンブロット分析による抗原タンパク質との反応性は確認されたものの,免疫組織学的解析に適さないことが明らかとなり,それ以降の種間比較について研究計画の再考が必要となったことが次年度使用額が発生した理由である。染色体観察用試薬,タンパク質検出用試薬,組織観察用試薬やプラスチック容器類等について,以前に購入した試薬の余剰分を使用したため。平成27年度に生じた問題は,造礁サンゴのタンパク質の性質によるもの,抗原部位の選定によるものや技術的問題によるものなどいくつもの原因が考えられることから,平成28年度には全く異なるアプローチで種間差を検討することとして,その実験に使用する予定である。解析対象造礁性サンゴ種の拡大により,各種試薬や保存容器の使用が予定より増加すると見込まれるので,その購入に充てる予定である。
林床植物における分布域の決定要因：包括的理解を目指した実証研究

分布域の決定要因を包括的に理解するためには、同一種を対象とした多角的なアプローチが不可欠である。東北地方を分布何軒とし、夏緑樹林の林床に生育する多年生草本オオバナノエンレイソウでは、緯度に沿って"abundant-center"のパターンを示し、中緯度(石狩地方)で生育密度が最大となること、生育密度が低い低緯度(東北地方)や高緯度(道北地方)では種子重量や幼植物の加入率が小さい(低い)ほか、一部の個体群では種子生産量が少ないことが分かっている。本研究では、緯度勾配に沿った集団の地理的変異にもとづき、多角的なアプローチを用いて分布域の決定要因を明らかにすることを目指している。今年度は、標本記録や野外調査から作成した分布情報と気候要因のGISデータを用いて、生態ニッチモデル(MaxEntモデル)を構築した。得られたモデルの精度は高く、中緯度で生育地適性の高い場所が多く見られた。また、各集団の生育地適性は、野外で観察された実際の生育密度と強い正の相関関係を示した。しかし、中緯度でも生育地適性の低い場所があったことから、緯度に沿った"abundant-center"のパタンは、中緯度で生育地適性の高い場所が多いこと、低緯度や高緯度に向かうについれてその頻度が低くなることを反映するものと考えられた。また、生育地適性は、生育期間の降水量が少ないほど高く、平均気温が13°C前後で高くなった。MaxEntモデルで重要度の高かったこれらの気候要因は、実際に観察された開花個体や幼植物の生育密度とも有意な関係を示した。遺伝的多様性の評価が遅れているもののの、当初の計画に沿っておおむね順調に進んでいる。来年度は、デモグラフィーデータの分析と遺伝的多様性の評価を行うことができる見込みである。分布域の決定要因を包括的に理解するためには、同一種を対象とした多角的アプローチが不可欠である。東北地方を分布南限とし、夏緑樹林の林床に生育する多年生草本オオバナノエンレイソウでは、緯度に沿って"abundant-center"のパターンを示し、中緯度(石狩地方)で生育密度が最大となること、誠意行く密度が低い低緯度(東北地方)や高緯度(道北地方)では、種子重量や幼植物の加入率が小さい(低い)ほか、一部の個体群では種子生産量が少ないことが分かっている。本研究では、このような緯度勾配に沿った個体群の地理的変異に基づき、3つのアプローチから分布域の決定要因を明らかにすることを目指す。初年度は、低緯度や高緯度において繁殖成功度(種子生産量や種子重量)が低いメカニズムを明らかにするため、9ヶ所の個体群(低緯度:東北地方×3,中心:石狩地方×3,高緯度:道北地方×3)を対象として交配実験を行い、その後の結実状況を調べた。その結果、低緯度では個体サイズが小さく、他家受粉処理を施しても種子生産量が増加しなかったことから、一部の集団において種子生産量が少ないのは資源制限によるものと考えられた。また、低緯度・高緯度いずれの集団でも、集団間他家受粉処理の種子重量が、コントロール処理や集団内他家受粉処理に比べて有意に大きく、集団中に固定した劣性有害遺伝子によって制限されていることが示唆された。以上の結果から、オオバナノエンレイソウにおいて存在量が制限されるプロセスは低緯度と高緯度で異なる可能性が示唆された。おおむね順調に進んでいるが、当初の計画に比べて遺伝的多様性の評価がやや遅れている。当初の計画に従って、野外調査や遺伝的多様性の評価、生態ニッチモデリングの構築を進めることができる見込みである。遺伝的多様性の評価がやや遅れているため、試薬類を購入するための予算を中心として、一部を次年度使用することとなった。
RNAiによる遺伝子ノックダウンと抗原デリバリーを組み合せた新規免疫療法の確立

RNA干渉(RNA interference:RNAi)は効率よく特定遺伝子の"ノックダウン"が可能な手法であり、既に有用な遺伝子機能解析ツールとして広範な基礎研究の領域で汎用されている。一方、RNAiの治療への応用も強く期待されており、培養細胞を用いたin vitroの系を中心に研究が展開されている。本研究では、最も強力な抗原提示細胞である樹状細胞を標的に取り上げ、この細胞に発現している補助刺激分子をRNAiによりノックダウンさせると同時に樹状細胞へのターゲティング能を賦与した抗原タンパクをデリバリーすることを試みた。これにより、十分な補助刺激シグナルがない状態でT細胞への抗原提示が起こる人工的"アネルギー"を作製することにより抗原特異的な免疫寛容の誘導を試み、新たな免疫療法としての可能性を検討する。補助刺激分子CD80およびCD86を標的分子として選択し、mRNAの配列を考慮したshRNA(short hairpin RNA)発現プラスミドベクターを構築した。これらをマウス樹状細胞株DC2.4細胞にトランスフェクションし、卵白アルブミン反応性のT細胞ハイブリドーマを用いてIL-2産生を指標にT細胞活性化能を評価した。その結果、コントロールベクターをトランスフェクションした細胞に比較し、shRNA発現ベクターを導入した細胞ではIL-2産生の減少が見られ、補助刺激分子ノックダウンによりT細胞活性化能を減弱できる可能性が示された。しかしながら、抗原提示細胞においてはshRNA発現ベクターの導入効率が低く、その改善が重要課題であることも明らかとなった。RNA干渉(RNA interference : RNAi)は効率よく特定遺伝子の"ノックダウン"が可能な手法であり、既に有用な遺伝子機能解析ツールとして広範な基礎研究の領域で汎用されている。本研究では、これまで成功例の少ないin vivoでのRNAi誘導を実現し、これと申請者らが長年取り組んできた化学修飾を利用したタンパク質デリバリー戦略を融合させることにより、自己免疫疾患やアレルギーなど免疫応答異常が原因となる各種疾患に対する新たな治療法の確立を図る。最も強力な抗原提示細胞である樹状細胞を標的に取り上げ、この細胞に発現している補助刺激分子をRNAiによりノックダウンさせると同時に樹状細胞へのターゲティング能を賦与した抗原タンパクをデリバリーすることを試みた。補助刺激分子CD80およびCD86を標的分子として選択し、mRNAの配列を考慮したsiRNA(short interfering RNA)発現プラスミドベクターを構築した。その結果、コントロールベクターをトランスフェクションした細胞に比較し、siRNA発現ベクターを導入した細胞ではIL-2産生の減少が見られ、補助刺激分子ノックダウンによりT細胞活性化能を減弱できる可能性が示された。
幾何解析を用いたスカラー曲率一定な超曲面の構成の研究

3次元ユークリッド空間の中の,ガウス曲率が一定で縁のない曲面は古くから分類されていた.これを高次元化した問題は,4次元以上のユークリッド空間の中の,スカラー曲率が一定値をとる縁のない超曲面の分類である.しかし世界的にみても研究は進んでいない.原因は例が少ないことにもある.本研究では,ユークリッド空間の中にスカラー曲率が正の一定値をとる完備な超曲面の例が沢山構成できることを示した.ユークリッド空間の完備な超曲面でスカラー曲率一定なものの例は回転面といくつかの例が知られているだけである。この研究の第一の目標は,cohomogeneityが2である一般化された完備回転超曲面でスカラー曲率一定なものを構成することである.以前の研究により,スカラー曲率を各軌道の体積関数とその微分で表現する公式を得ている.その常微分方程式系に対して,第一積分をもつような良い常微分方程式系を比較のため考えることにより,解曲線の大域的性質を調べ,完備超曲面の存在を示す.第二の目標は,スカラー曲率一定な完備超曲面であって,endを3つ以上もったものを構成することである.3次元ユークリッド空間の中で平均曲率一定な完備曲面を最初に構成したのは,Kapouleasであった.彼は球面にDelaunay曲面のendを3つ連結してできる曲面を摂動して構成したのであった.これをまねて,球面にスカラー曲率一定な回転超曲面のendを3つ連結したものを考え,これを摂動してスカラー曲率一定な超曲面を構成できないかを調べる.3次元ユークリッド空間の中の,ガウス曲率が一定で縁のない曲面は古くから分類されていた.これを高次元化した問題は,4次元以上のユークリッド空間の中の,スカラー曲率が一定値をとる縁のない超曲面の分類である.しかし世界的にみても研究は進んでいない.原因は例が少ないことにもある.本研究では,ユークリッド空間の中にスカラー曲率が正の一定値をとる完備な超曲面の例が沢山構成できることを示した.今年度は以下の2つの研究を行った。1.スカラー曲率が正の一定値を取る超曲面の構成の研究n+1次元ユークリッド空間内の回転面でスカラー曲率が0なものをC_1とする。以前の研究で次のことを証明した。定理C_1の任意のエンドEを考える。Eの境界を上手い方向に微小変形したとき、E全体を微小変形してスカラー曲率0な超曲面にできる。今年度は,Cのエンド上のグラフとして表される超曲面で、スカラー曲率が正の一定値を取るものの構成を研究した。n=3,4のとき、スカラー曲率一定を表す方程式をC_1で線形化した方程式はポテンシャル部分が正になり扱いやすい形になることがわかった。線形化した方程式の性質の解析を現在おこなっていて、構成の研究が進行中である。*2.cohomogeneityが2である一般化された完備回転超曲面で、第二基本形式の長さが一定なもので合同でないものを、無限個構成することができた。これには、スカラー曲率が正で一定な超曲面を構成するときに得た以前の手法を用いた。可積分な方程式と比較することにより解の振る舞いをコントロールすることができることを用いた。第二基本形式の長さが一定な完備超曲面で知られているものはあまりない。これらの超曲面は新しい例である。今年度は昨年度の研究「cohomogeneityが2である一般化された完備回転超曲面で,第二基本形式の長さが一定なもので合同でないものが無限個構成できる」を踏まえて,一般のRiemann多様体上に第二基本形式の長さが一定なコンパクト超曲面が存在するかを研究し,つぎの結果を得た.定理(M, g)をRiemann多様体とし, p_0をスカラー曲率関数の非退化なcritical pointとする.このときp_0を中心とする十分小さな距離球面は,微小変形することにより第二基本形式の長さを一定にできる.一般のコンパクトなRiemann多様体において,スカラー曲率が最大,最小をとる点は非退化なcritical pointになるから,ほとんどすべてのコンパクトなRiemann多様体は第二基本形式の長さが一定な閉超曲面をもっといえる.この結果は,平均曲率についてはR.Yeが,高次の平均曲率についてはF.Mahmoudiが証明していた.証明の手法は以下のようである.まずpを中心とする十分小さな距離球面について,小さな関数φだけ法線方向に変形した超曲面の第二基本形式を計算する.つぎに,第二基本形式の長さ一定を表す方程式を,単位球面上の作用素Δ+nの核の直交補空間へ射影したものを解く.得られた解をφ_pとする.つぎに,点pをp_0の近くで動かすことにより,方程式をΔ+nの核空間に射影したものをみたす点pが存在することを示す(つまりφ_pが求める真の解になる).ここに, degree theoryを使う(非退化なcritical pointという仮定がここで使われる).今年度は昨年度の研究