hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
アデニル酸キナーゼの分子病態学的意義に関する研究

Lys残基の部位に関しては、K9L,K21P,K27L,K31F,K194Vなど17種類の変異種が得られた。ADP基質が生成される正反応におけるキネテックス解析の結果、それぞれの変異種のKm値は、両基質に関し0.02倍から23.4倍以上にまで上昇し、k_<cat>値は1/(100)以下に減少した。【まとめ】このpMEX8ベクターとランナムプライマーを用いるランダム部位特異的変異導入法は、変異種を容易に短時間で作製することを可能にすることが明らかとなった。また、変異種解析の結果、これらLys残基は、MgATPとAMPの二つの基質間におけるリン酸転移反応においてリン酸との結合および触媒反応に重要な役割を果たしているであろうことが示唆された。ヒトアデニル酸キナーゼにおいて、これら重要なLys残基は本酵素の生理活性にとって必須な役割を有していて他のアミノ酸に置換できないことが推察された。さらに次年度、これら変異種におけるNMR検索を行って本酵素と基質との分子レベルでの相互作用を明らかにしたい。今後、細胞の分化及び脱分化さらにはアポプトーシスのプロセスに果たす本酵素の病態的な意義を追求する予定である。本研究の初まりは、ヒト骨格筋アデニル酸キナーゼ(AKI)のDNAの塩基配列が未定であった1989年に、そのアミノ酸一次配列に従って、大腸菌が選択するコドンにもとずく塩基を人工的に合成することで得られた遺伝子のタンパク質発現とnativeな酵素と同じ比活性値を有する野生型を入手し得たことにある〔Kim,H.J.et al.,Prot.Eng.,2,379,(1989)〕。さらにそれ以前に、筆者の一人(M.H.)が、家兎、仔ウシ酵素でそのnativeな酵素と12個に分断したペプチドを用いた基質との結合平衡を調べた成果〔Hamada,M.,Arch.Biochem.Biophys.,195,155,(1979)〕にもとずく酵素基質相互作用の基礎的データを有していた為に、さらにより祥細な相互作用の部位を特定することを目的とした。前年度に一定箇所の残基について一度に複数の変異体を得る方法の確立と各変異体の分離精製方法を確立した。平成8年は主として得られた変異体と野生型との主要なリジン残基の部位特異的変異における基質との親和性、触媒能そして触媒効率などのパラメーターを得て相互作用の比較検討を行った。哺乳動物で相同性が高いリジン残基(K9,-21,-27,-31,-63,-131,-194)に対して行ったランダムなsite-directed mutagenesisにより、26種類の変異体を得た。これら変異体に対して、プライマーを用いて増巾(PCRにより)を行い、大腸菌でのタンパク質発現を前年度の方法で行い、精製後、定常状態でのkinetics解析を〔Hamada,M.,Arch.Biochem.Biophys.,190,772,(1978)〕の方法に準じた。リジン残基の変異体は基質との親和性を称々な程度に増減させるもの、また、リン酸転移効率を種々増減させるものが観察され、親水性である塩基性リジン残基が本酵素活性に不可欠であることが示された。計画を予定していたダブルないしトリプルの残基の変異体ないし、キメラ酵素とその変異体の実験には到らなかった。
p21発現制御による変形性関節症に対する治療への挑戦

P21は細胞周期を調整しているが、それ以外にp21は炎症を抑制する機能を持つと報告されている。また変形性関節症の進行過程で炎症が関与するとの報告も散見される。本研究の目的は変形性膝関節症の進行においてp21の機能を、炎症の制御という観点から明らかにすることである。本研究の結果、DMM surgeryによって生じた変形性膝関節症変化は、p21欠損マウスで進行しており、炎症が全身的にも局所的にもp21欠損マウスで増悪していた。その機序としてはマクロファージの浸潤、軟骨基質分解酵素の発現の増加、IL-1βによるNF-κBの経路の活性化が影響を及ぼしていると考えらえた。p21ノックアウトマウスとLitter mateのワイルドタイプ群のマウスに変形性膝関節症モデルである、Distabilizaton of medial meniscus (DMM) modelを作成し、8週でsacrificeした、まず形態学的に膝関節のマイクロCTを撮影したところ、p21ノックアウトマウス群で骨棘を伴った軟骨組織の破壊像を認め、関節症性変化の進行を認めた。さらに組織学的に検討したところ、関節滑膜組織において炎症性細胞の浸潤と滑膜の重層化を認めた。さらに軟骨組織において関節軟骨の破壊を伴った関節症性変化の進行を認めた。さらにp21ノックアウトマウス群では、コントロール群に比較して炎症性細胞の浸潤(F4/80で免疫染色)に伴った変形性関節症の進行を認めた。このメカニズムに関してIKK, MMP-3, MMP-13, IL-1 betaの免疫染色を行ったところ、p21ノックアウトマウス群においてこれらの分子の発現が上昇している結果が得られた。これら局所の変化を評価するためにDMM作成後1, 7, 14, 21, 56日での血清を採取し、p21ノックアウトマウス群とコントロール群で血清中のIL-1 betaの濃度を作成すると、0日以外はすべてのタイムポイントでIL-1 betaの濃度が高値を示した。これらの結果を総合するとp21ノックアウトマウスではコントロールに比べ、全身性にも局所的にもIL-1 betaによる炎症が亢進しており、このことにより関節症の進行が起きていると予想された。現在その現象のメカニズムをさらに解明している状況である。初年度の計画通り組織学的な検討がなされている。10週齢のp21欠損マウスと野生型マウスに、変形性関節症モデル(DMM)を作成した。手術後膝関節を摘出し、滑膜、軟骨についてH-E染色、Safranin-O (Saf-O)染色を行った全身的な炎症の推移を知るべく、DMM手術後血清を採取しELISA法でIL-1βの発現量を評価した。免疫染色でF4/80、IL-1β、p-IKK)、MMP-3、MMP-13、Cathepsin Kの評価を行った。Vitroでは13日齢のp21欠損マウス、野生型マウスから軟骨細胞を単離培養し、IL-1βで刺激を行った後、回収したRNAからcDNAを合成、Real time PCRを行いMMP-3、MMP-13の発現を評価した。同時に蛋白を回収し、Western blotを用いてp-IKK α/βの発現を評価した。また、IKKの特異的な阻害薬であるBMS-345541を軟骨細胞に投与しその差を比較した。またVivoでDMM surgery後に関節内にBMS-345541を注射する群を作成し、p-IKK α/β、MMP-3、MMP-13の発現について免疫染色で評価した。結果H-E染色で滑膜炎を評価したところ術後1週、8週ともにp21欠損マウスで強い滑膜炎像を認めた。Saf-O染色標本はOARSI scoreで評価し、術後8週のp21欠損マウスにおいてより進行した軟骨変性を認めた。ELISAの結果、IL-1βはcontrolを除く各time pointでp21欠損マウスが有意に高い値を示した。滑膜においてF4/80、IL-1β、p-IKK α/β、軟骨においてIL-1β、p-IKK、MMP-3、MMP-13のいずれもp21欠損マウスで強い染色性を認めた。BMS-345541を関節内に注射することでp21欠損マウスと野生型マウスのp-IKK α/β、MMP-3、MMP-13発現量は有意に抑制された。p21と関節症に関する研究は概ね完成した。10週齢でp21ノックアウトマウス(KO)と野生型マウスにDMM手術を行い、手術後1週と8週で屠殺し膝関節を摘出、パラフィン包埋し、H-E、サフラニンO染色及び、各種免疫染色を行った。また、IKKの特異的な阻害薬であるBMS-345541で阻害実験を行った。p21は炎症や変形性関節症に抗する重要な役割を持つと考えられる。

本研究の目的は変形性膝関節症の進行においてp21の機能を、炎症の制御という観点から明らかにすることである。本研究の結果、DMM surgeryによって生じた変形性膝関節症変化は、p21欠損マウスで進行しており、炎症が全身的にも局所的にもp21欠損マウスで増悪していた。その機序としてはマクロファージの浸潤、軟骨基質分解酵素の発現の増加、IL-1βによるNF-κBの経路の活性化が影響を及ぼしていると考えらえた。今後変形性関節症進展のメカニズムを解明するため各種免疫染色、in vitroな研究項目を行っていく予定である。今後p21と骨折、軟骨損傷に関する研究を遂行していく予定である。整形外科学今年度前半はマウスの飼育に時間を要したため、繰越になった。機序解明のため各種抗体、ELISA、試薬の購入に相当額が見込まれる。
低酸素誘導性転写因子(Hif-1)の発現調節による抗血管新生療法の開発

昨年度は、(1)ウシ黄体内血管内皮細胞の単離・継代・保存方法を確立するとともに(Journal of Reproduction and Developmentに掲載)、(2)ウシ黄体におけるHif-1αおよびVEGF発現の周期的変化および培養ウシ黄体細胞を用いた解析により、ウシ黄体の形成に低酸素環境によって誘導される血管新生の関与することを明らかにした(本年5月の国際繁殖生物学会(WCRB,ハワイ)にて発表決定)。本年度は(3)アポトーシス誘導法の確立、(4)低酸素誘導性血管新生モデルの作出といった基礎研究を進展させ、(5)展開研究(in vivoにおける黄体内血管新生阻害)における成果を目指した。(3)既に黄体細胞においてアポトーシスを誘導することの知られているサイトカイン(TNF,IFNG,FASLG)を添加し、血管内皮細胞の細胞死およびアポトーシスの指標となるアポトーシス小体ならびにDNAの断片化についてそれぞれ検討した。その結果、いずれのサイトカインによっても黄体細胞より短い培養時間でアポトーシスが誘導された。(4)低酸素誘導性血管新生モデルを作出する目的で、ウシ黄体由来血管内皮細胞を低酸素環境において培養した。その結果、酸素濃度0-3%ではアポトーシスが誘導され、5%以上においては細胞数に変化は認められず、血管新生モデルの作出には至らなかった。今後、血中に含まれる成長因子、または顆粒層細胞の産生する物質を様々な酸素濃度において添加することにより培養系における血管新生モデルの作出を目指す。血管内皮細胞とともに低酸素環境の影響を検討した黄体細胞において、低酸素環境はアポトーシスを誘導した。この成果は、本年2月にBiology of Reproductionに掲載された。(5)(4)において低酸素誘導性血管新生モデルの作出に及ばなかったことから、展開研究に発展させるには至らなかったが、今後はin vitroにおいて血管内皮細胞のHif-1発現抑制法を確立した後、in vivoにおいてヤギ形成期黄体内血管内皮細胞におけるHif-1発現抑制系の確立を目指す。本研究の目的は、黄体における血管のアポトーシス誘導法について生体レベルまで検証し、癌をはじめとする様々な難治性疾患における新規な血管新生制御法を開発することにある。申請者らはこれまでの予備実験において、血管新生の盛んな形成初期の黄体にHif-1(低酸素環境において機能を現す転写因子)の発現が高いことを発見し(未発表)、形成初期の黄体において低酸素環境誘導性の血管新生が起こっている可能性を見出した。本年度は、これらの予備データを確認し、基礎的研究成果を挙げることに注力し、(1)ウシ黄体における発情周期を通じたHif-1αおよび血管内皮増殖因子(VEGF)のmRNA・タンパク発現、(2)培養ウシ黄体細胞におけるHif-1αおよびVEGF発現におよぼす低酸素環境の影響、(3)ウシ黄体内血管内皮細胞の単離、継代および凍結保存法について検討した。その結果、(1)ウシ黄体におけるHif-1αmRNAおよびタンパク発現は黄体期初期および黄体形成期において有意に高かった。また、VEGF mRNAおよびタンパク発現は黄体退行期において最も低かった。(2)低酸素環境は黄体細胞のHif-1αタンパク発現、VEGF mRNAおよびタンパク発現を増加させた。以上より、ウシ黄体の形成に低酸素環境によって誘導される血管新生の関与することが明らかとなった。さらに、(3)においてはウシ黄体内血管内皮細胞の単離法を確立するとともに、継代10代までは細胞の機能に影響を及ぼさない継代・保存方法を確立した。(1),(2)の成果は、平成19年1月に岡山大学で開催された生殖生命科学シンポジウム"いのちをつなぐしくみ"において発表し、現在、生殖科学の専門誌Biology of Reproductionに投稿すべく準備中である。また、(3)の成果は生殖科学の専門誌Jouural of Reproduction and Developmentに掲載が決定している(研究発表参照)。現在、Hif-1の発現調節機構を明確にし、血管内皮細胞におけるアポトーシス誘導モデルを作出しつつあり、新年度にむけて「新しい血管新生制御法の開発」の準備を進めている。

今後、血中に含まれる成長因子、または顆粒層細胞の産生する物質を様々な酸素濃度において添加することにより培養系における血管新生モデルの作出を目指す。血管内皮細胞とともに低酸素環境の影響を検討した黄体細胞において、低酸素環境はアポトーシスを誘導した。この成果は、本年2月にBiology of Reproductionに掲載された。(5)(4)において低酸素誘導性血管新生モデルの作出に及ばなかったことから、展開研究に発展させるには至らなかったが、今後はin vitroにおいて血管内皮細胞のHif-1発現抑制法を確立した後、in vivoにおいてヤギ形成期黄体内血管内皮細胞におけるHif-1発現抑制系の確立を目指す。
光輻射圧浮上型重力計の開発

本研究は、超伝導重力計の感度(ナノガル)を超える感度を持つ、「光輻射圧浮上型重力計」の要素技術開発を行った。光輻射圧浮上型では、重力方向に配置されたFabry-Perot共振器の片方の「軽い鏡」を共振器内部で蓄積された光の輻射圧で浮上させるが、その時にFabry-Perot共振器の「Optical Spring効果」を利用する。Optical Springを発生のためには、Fabry-Perot共振器で半共振状態を実現する必要があるが、この時に発生する振動加速効果という問題に直面した。しかし、制御によりその振動を抑え、光輻射圧の効果を確認した。本年度は、微小鏡を垂直方向に配置したFabry-Cavityを構成する一つの鏡とした時の、共振付近から、微小に鏡が姿勢が変位することによる、共振器内部パワーと光軸変化に伴う輻射圧力学の共振器構成鏡パラメーター(鏡の曲率)依存性を調査した。結果、Fabry-Perot Cavityで常套的に採用される、平面ー凹面や、凹面ー凹面共振器は姿勢の傾きをさらに拡大する不安定性がある一方、浮上側の鏡の曲率が凸面の時は逆に姿勢の傾きを修整する輻射圧がかかるという知見を得た。一方、波長1.064 nm単一周波数単一横モード15Wレーザーに位相変調と、外部EOMによる高周波周波数の周波数制御を行うための光学系を構築した。本年度は、前年度の研究でえられた知見をもとに、高反射率微小鏡の設計を行った。微小鏡の曲率表面形状及び粗さが、予定の99.99%反射率を満たせるぎりぎりの研磨技術上の限界から、直径8mm、厚み2mmとした。この鏡を片方の鏡とするFabry-Perot共振器を構築するための真空系を構築した。レーザー光を導入するAR窓の取り付け、信号導入端子、および、ターボポンプ系の装着を行い、必要とされる真空度・10(-6)mbarの真空度が得られ、リークもないことが確認された。さらに、この微小鏡を片方の鏡とする縦型FP共振器の構造設計を行った。基本素材は、Al5052とし、入射側の鏡、微小鏡とも、3個のピコモーター(粗調整用)で駆動可能な直進ステージとそれに固定されるPZT(微調整用)を組み合わせた位置調整機構の先端に乗せた鏡支持用のボール(入射側鏡)およびワイヤーアーム(微小鏡)の上に乗せられることにより姿勢制御可能な形とした。一方、この微小鏡を利用したFabry-Perot共振器を共振させるために必要な光検出器および制御電気回路系を準備した。光検出器は、変調周波数に共振を持つタイプとし、高効率化、低雑音化を図った。光検出器からの信号を変調周波数で復調し、余計な高周波成分を除いた後、すべての信号を、レーザーの周波数を調整する制御端子および、外部位相変調器に帰還する制御系により、大きな鏡を利用した仮に構築したダミーFP共振器の共振制御が可能であること、及び、制御に使用するエラー信号にオフセットをかけることにより、半共振に追い込むことも可能であることが確認された。前年度仕様を決めた、合成石英基材を利用した、直径8mm、厚み5mmの微小鏡基盤を用意し、片面に曲率1mの曲面、もう片面は平面を形成し、曲率面に対しては、1064nmの光に対して、99.99%反射率を持つ薄膜コーティング、反対側の平面に対しては、無反射コートを施した鏡を二個準備した。片方をこの微小鏡を利用し、片方は、大きな通常の鏡を利用した、垂直方向に光軸を持つFabry-Perot共振器を構成した。その時、微小鏡のほうは、水平面内で120度を成す角で放射状に配置されたタングステン製の細いワイヤーの先端に乗せて接着剤で固定するだけの柔らかい支持構造とし、鏡の姿勢は、その各ワイヤーが固定されているPZTとピコモーター付きステージで行った。最初は、入射パワーを10mW程度に絞り、そのファブリーペロー共振をPound-Drever法により、レーザーの周波数をレーザー内部の結晶に張り付けているPZT素子と結晶の温度制御装置の二つに帰還することにより、安定的に共振制御できることを確認した。そののち、制御信号の一部にオフセット信号をわざと加えることで半共振状態にしたところ、特定の共振周波数での振動が増幅され制御が不安定になる現象が見られた。入射レーザーパワーを増やしても同じような現象が見られた。このままでは、制御が長く維持できないため、現在、共振が増幅するメカニズムの発見をめざし、対策案を講じる予定である。微小鏡の形成に時間がかかってた。要求される鏡の反射率が高い一方、形状の小ささに伴う研磨精度の限界とが相反条件になっており、ぎりぎりの条件を出すのに時間がかかった。さらに、共振器を半共振にした場合に、共振が特定の周波数で揺れ始め、不安定になる現象が見いだされ、その対応に時間がかかっている。前年に引き続き、片方に極小鏡を利用した、垂直方向に配置されたFabry-Perot共振器の半共振制御実験を行った。通常の共振制御は問題なく行えたが、共振からオフセットした半共振の位置でOptical Springが発生している状態での制御では、入射レーザー光線のパワーを増やしていくと、制御中に特定の共振周波数で発振が起き始めた。

これは、半共振状態では、半共振の位置としては正バネ状態が実現できていても、動的つまり、鏡が動いている実際の状況では、光が動いている鏡にあたっている時に反射光に発生するわずかな周波数ドップラーシフトをした光が「見る」共振器の共振線幅位置が、それが起きていない鏡が見る共振線幅の位置からずれてみえ、その共振線幅の位置のずれがちょうどその鏡の動きを増幅する方向に力が加わる効果(反ばね効果)につながることで、結果、発振現象が発生すると理論的に解釈できることが分かった。この振動を抑えるために、この共振周波数だけを特に低減する最適化されたアクティブなフィードバック制御をおこなうことにより、共振を安定化させることができた。これにより、より大きなレーザーパワーを入射しての、半共振制御が可能となった。さらに入射パワーの増大による光輻射圧の増大で鏡が押し上げられる効果への追随を表すと思われるフィードバック制御信号内のDC成分の増大も観察され、浮上には至っていないが、十分共振器内レーザー光量の高まりを確認できた。以上により、本実験の目指した、光浮上型重力計に必要な、垂直型の共振器の半共振制御が原理的に可能であることが示された。本研究は、超伝導重力計の感度(ナノガル)を超える感度を持つ、「光輻射圧浮上型重力計」の要素技術開発を行った。光輻射圧浮上型では、重力方向に配置されたFabry-Perot共振器の片方の「軽い鏡」を共振器内部で蓄積された光の輻射圧で浮上させるが、その時にFabry-Perot共振器の「Optical Spring効果」を利用する。Optical Springを発生のためには、Fabry-Perot共振器で半共振状態を実現する必要があるが、この時に発生する振動加速効果という問題に直面した。しかし、制御によりその振動を抑え、光輻射圧の効果を確認した。微小鏡の形成に時間がかかっている。要求される鏡の反射率が高い一方、形状の小ささに伴う研磨精度の限界とが相反条件になっているため、ぎりぎりの条件を出すのに時間がかかった。半共振の場合の制御の不安定性の原因を突き止め、安定化させる方策を考える。精密長さ計測微小鏡を作成し、それらで構成される垂直型のFabry-Perot共振器を作成し、かつ、15Wの最大パワーを共振器に投入することにより、光輻射圧による鏡の浮上不安定性を確認することを目指し、その不安定性を半共振状態において安定化させる制御を試行する。1年目の計画は、Fabry-Perot共振器の基本設計と光学系の一部構築であったが、その通り進んでいる。但し、Fabry-Perot共振器の浮上側の鏡の光学パラメータの仕様の決定を慎重に行ったため、鏡の調達までは至らなかった。微小鏡を利用した、Fabry-Perot共振器の半共振での制御に不明の振動現象が発生し、その対策費用が必要と考えられたため。微小鏡に要求される高反射率性能と、微小なことによる要求を満たす研磨の難しさの相反条件により、曲率、形状、反射率の最適パラメータ選択に時間を要しているため。不明の現象の原因を究明し、そのための対策に必要な機器購入に利用する予定である。26年度は、仕様に沿った鏡の作成を行い、共振状態で「鏡に制御外力を付加する」形での浮上制御に挑戦する。設計は完了したので、その設計に基づき微小鏡を調達する。一つの鏡を浮上型とする垂直Fabry-Perot共振器の安定性に関しては、その光学的パラメーターと鏡の姿勢の安定性に関し不明な点があったので、その問題を明らかにし、購入品の仕様を決めたかったため。平成26年度は、前年度に決めた仕様の添って、購入を進める予定である。
神経伝達経路をターゲットとした掻痒治療薬の創薬基盤の創設研究

痛みやその慢性化の先行研究から、鎮痛薬開発のターゲット候補分子が提案されてきたが、痛みも痒みも共に慢性化には神経の可塑的変化が重要であり、掻痒治療薬開発の上でも共通のターゲット分子が存在する可能性がある。神経伝達や神経可塑性には、多様なイオンチャネルが関与する。中でも、KCNQカリウムチャネルは、その開口薬が慢性疼痛モデル動物で鎮痛作用を示す。本研究では、様々な急性および慢性掻痒モデルを用い、掻痒治療におけるKCNQチャネルの特性を明らかにする。さらに、これを基に、慢性掻痒モデル動物から脊髄スライスを作製し、シナプス伝達を指標にKCNQチャネル開口による痒み抑制メカニズムを解明する。
２種類の分子配列層をもつ新型有機超伝導体における超伝導発現機構の解明

1994年に米国アルゴンヌ国立研究所のメンバーによって開発された(BEDT-TTF)2Ag(CF3)4(TCE)には、超伝導転移温度(Tc)が2 K級の物質と10 K級の物質が存在することが報告されていた。低Tc相の構造は通常のkappa型分子配列(分子が井桁状に配列)であることが報告されているが、高Tc相の結晶構造は明らかにされていなかった。我々はAg(CF3)4塩の高Tc相の結晶構造を明らかにし、高Tc相には2つの相(Tc = 9.5 Kと11 K)があることを確定させた。どちらの相も2種類のドナー分子配列層(kappa型とalpha'型(分子が捩じれながら積層))があり、alpha'層が電荷秩序状態にあることをドナー分子の結合距離から明らかにした。結晶学的に独立なドナー層が2つあることから、超伝導を担うと考えられるkappa層のバンド充填率(ドナーからアニオンへの電荷移動量)が通常の1/2であるか否かは一義的に決まらない。このことは電荷秩序と考えられるalpha'層のバンド充填率にも直結する。結合距離からの見積は誤差がやや大きいことから、まずTc = 11 Kの相(kappa-alpha'2相)の量子振動の測定によりバンド充填率を決めることを試みた。kappa層のフェルミ面が明瞭に観測され、フェルミ面の断面積からバンド充填率は他のkappa型(BEDT-TTF)2X超伝導体と同じ1/2であることが明らかになった。また、量子振動から得られた有効サイクロトロン質量は裸のバンド質量よりも大きく、二つの質量の比が大きい物質ほどTcが高い傾向があることを見出した。24年度が最終年度であるため、記入しない。1994年に米国で開発された有機超伝導体(BEDT-TTF)_2Ag(CF_3)_4(TCE)には、2K級のκ型と構造が明らかにされていない10K級の物質が報告されていた。16年間未解決問題であった10K級の物質には、T_c=9.5KとTc=11Kの2種類が存在することをX線回折と磁気トルクの実験から明らかにした。米国のグループが発表した構造がT_c=9.5Kの物質であり、本研究で解明した構造がT_c=11Kの物質である。単位胞の大きな物質が高いT_cを有する。また、電荷秩序状態のシートが対称中心を有さない方がT_cが高い結果となった。白旗・今久保らによって開発された有機超伝導体κ_H-(DMEDO-TSeF)_2[Au(CN)_4](THF)には、結晶学的に異なる2種類の伝導シートが存在する。この物質の上部臨界磁場(H_<C2>)を磁気抵抗により決定した。H_<c2>は2次元的な角度依存性を示し、伝導シートの厚みよりはるかに短い面間コヒーレンス長を有することが明らかになった。また、H_<c2>の温度依存性から見積もられた軌道効果によるH_<c2>の上限とT_cから見積もられるパウリ限界の比から得られるMakiパラメータは、この物質がFFLO相を有する可能性が高いことを示しているが、磁気抵抗からは明確な転移を見出すことは出来なかった。瀧宮らによって開発された不整合格子系有機超伝導体(MDT-TSF)I_<0.77>Br_<0.52>のラマンスペクトルとX線回折から、ドナー1分子あたりの電荷移動量が0.429価であることを明らかにした。量子振動の測定により、これに対応する波打ったシリンダー状のフェルミ面を見出した。量子振動のビート構造から、大きな伝導シート間相互作用があることを明らかにした。さらに、アニオンの乱れはβ-(BEDT-TTF)_2(I_3)_1-x(Ibr_2)_xのような超伝導転移温度への顕著な影響がないことを明らかにした。

kappa層のフェルミ面が明瞭に観測され、フェルミ面の断面積からバンド充填率は他のkappa型(BEDT-TTF)2X超伝導体と同じ1/2であることが明らかになった。また、量子振動から得られた有効サイクロトロン質量は裸のバンド質量よりも大きく、二つの質量の比が大きい物質ほどTcが高い傾向があることを見出した。24年度が最終年度であるため、記入しない。有機超伝導体(BEDT-TTF)_2Ag(CF_3)_4(TCE)の高T_c相が2種類存在することを明らかにし、それぞれのT_cに対応する結晶構造を同定した。これで、1994年からの未解決問題であった「高T_c相は1つなのか2つなのか」「高T_c相はどのような結晶構造なのか」を完全に解決したことになる。有機超伝導体(BEDT-TTF)_2Ag(CF_3)_4(TCE)の高T_c相の超伝導特性を明らかにするための磁気抵抗や磁気トルクの測定を行う。また、フェルミ面の形状を明らかにするための量子振動や角度依存性磁気抵抗の測定も行う。この物質は極めて2次元性の強い電子系であることが結晶構造から推測されているので、他の有機超伝導体とは異なる結果が得られる可能性が高い。
シロキサン系ーフロロカ-ボン系二重層型プラズマ重合膜の膜構造と気体分離能

再現性よくプラズマ重合膜を得るためには放電系の電子温度の制御が重要であることを知った。即ち、ダブルプロ-ブ法により、プラズマ中の電子温度のリアルタイム測定を行い、この値を一定に保つことがプラズマの定常状態を得るために必要である。電子温度は放電出力と圧力の変化を敏感に反映するばかりでなく、重合反応に大きく影響した。また、重合系の電子温度と出力の関係には極小点が存在し、この点での供給電力が最も有効にプラズマ中の化学反応に作用しており、この点が重合操作の目安となると考えられた。得られた知見に基づき、ヘキサメチルジシロキサン(HMDS)とヘキサフロロベンゼン(HFB)の両モノマ-について本研究の放電圧力である0.02torrにおける放電出力と電子温度の関係を求めた。その結果、HMDSの場合には20W、HFBの場合には40Wの出力で電子温度の極小点が存在することがわかった。この極小点を与える出力で重合を行い、得られた重合膜の酸素と窒素の透過試験及び走査電子顕微鏡、赤外吸収スペクトル、X線光電子スペクトルによる膜構造解析の結果から重合時における膜温度が膜構造と気体透過性に大きな影響を及ぼすことが判明した。即ち、20°Cで得られたHMDSの重合膜はシロキサン結合の割合が大きく、アルキル基の少ない無機質のものでありクラックを生じやすいが、-5°Cの重合温度ではアルキル基を多く含むシリコンゴム類似の有機質の膜を得た。この膜の酸素透過速度は20003000Åの膜厚で10^<-4>CC(STP)/cm^2・S・cmHgのオ-ダ-であり、酸素の分離比は膜厚に関係なく2.0であった。そこで2500ÅのHMDS重合層上に5001000ÅのHFB層をさらに推積させた二重層膜を作成したところ、この膜は酸素透過速度7×10^<-5>CC(STP)/cm^2・S・cmHg、分離比(O_2/N_2)2.5以上を示した。これらの結果は本研究の二重層膜が高性能の酸素富化膜となり得ることを示唆するものである。本年度は主としてプラズマ重合の再現性及び平板型二重層膜の膜構造と気体分離能の関連についての研究を実施計画に沿って行った。プラズマ重合の再現性に関してはダダルプローブ法による電子温度のリアルタイム測定を行い、まずこの値を一定に保ことがプラズマの定常状態を得るのに必要なことがわかった。また、重合系の電子温度と出力の関係には極小点が存在し、この点で供給電力が最も有効にプラズマ中の化学反応に作用しており、この点が重合操作の目安となると考えられた。膜構造と気体分離能の関連については、まずミリポアVS限外〓過膜を基質とし、その上にヘキサメチルジシロキサン(HMDS)蒸気からの重合膜を堆積させ、次にその上にさらにヘキサフロロベンゼン(HFB)蒸気の重合膜を堆積させて二重層膜を調製した。得られた重合膜について、走査電子顕微鏡、赤外吸収スペクトル及びX線光電子分光法による表面構造の解析と水素、酸素、窒素及び炭酸ガスの透過試験を行った。その結果、次のことがわかった。

(1)二重層膜の透過性を支配するのは主として下層のシロキサン系重合膜であり、分離性を支配するのは表層のフロロカーボン系膜である。(2)プラズマ重合膜を通しての透過性を向上させるにはその架橋度をおさえることが必要であり、そのためには電子温度の極小点以下の出力でシロキサン系の重合操作を行うことが有効である。(3)重合膜による分離性の向上には重合体の高架橋度が必要であり、そのためには電子温度の極小点以上の出力で操作する必要がある。(4)ミリポアVS基質の場合、総膜厚3000A^^°、フロロカーボン系とシロキサン系の膜厚比1:4のとき、酸素の分離比2.5以上、透過速度10^<-5>cc(STP)/cm^2・S・cmHg以上の性能を有する酸素富化膜が得られる。プラズマ重合の再現性と膜構造の制御に放電系の電子温度の制御が重要であることが昨年度の研究結果から判明したので、ヘキサメチルジシロキサン(HMDS)とヘキサフロロベンゼン(HFB)の両モノマ-の場合について、本研究の放電圧力である0.02torrにおける放電出力と電子温度の関係を求めた。その結果、HMDSの場合には20W、HFBの場合には40Wの出力で電子温度の極小点が存在することがわかった。したがって、本研究ではこの極小点を与える出力で重合を行った。得られた重合膜の酸素と窒素の透過試験および走査電子顕微鏡、赤外吸収スペクトル、X線光電子スペクトルを用いた膜構造解析の結果から、重合時における温度が膜構造と気体透過性に大きく影響を及ぼすことが判明した。即ち、室温(20°C)で得られたHMDSの重合膜はシロキサン結合の割合が大きく、アルキル基の少ない無機質のものであり、クラックが生じやすいが、-5°Cの重合温度になるとアルキル基を多く含むシリコンゴムによく似た有機質の膜が得られた。このシリコンゴム類似膜の酸素透過速度は2000K3000Åの膜厚で10^<-4>cc(STP)/cm^2・s・cmHgのオ-ダ-であり、酸素の分離比は膜厚に関係なく2.0であった。そこで2500ÅのHMDS重合層の上に5001000ÅのHFB重合層をさらに堆積させた二重層膜を作成した。この二重層膜は酸素透過速度7×10^<-5>cc(STP)/cm^2・s・cmHg、分離比2.5以上の性能を示した。これらの結果は本研究の二重層膜が高性能の酸素富化膜になり得ることを示唆するものである。
Si・C溶質が連続供給される溶剤金属からの改良TSSG法によるSiC溶液成長

本研究は、次世代パワーデバイス材料として期待される炭化ケイ素(SiC)について、従来の溶液法とは異なり、Siを含まない金属溶液にSiCセラミックを溶解させ、SiおよびCが連続的に溶け出した溶融金属からの結晶育成を行う。充填したセラミック分のSiC単結晶を溶剤金属を通じて再結晶により得ることで、従来のSiC溶液成長の壁を打破し、結晶の大型化、長尺化に挑む。3年の研究期間で溶融金属とSiおよびCの溶解度と溶解速度、4H-SiC結晶成長の安定性、再現性の観点から、この結晶育成に適した金属溶剤および成長条件の最適化を、信州大学既存の設備で検討する。平成30年度は、平成29年度までに溶媒として適正があることが確認された高温融点金属であるCrに対して、溶質となるSiCセラミックスの形状を変えた実験と、CrにAlを添加することによる成長表面の平坦化および成長速度に与える影響について検討した。SiCセラミックスの形状は、カーボンるつぼに接触する円筒型と、接触しない凹型の2種類について実験した。その結果、円筒型ではるつぼからの過剰な炭素原子の溶解により溶媒中のグラファイト形成を引き起こすことがわかり、一方で凹型ではシリコンと炭素原子がほぼ等量溶解し、SiCの成長に適していることがわかった。また、Alを添加することにより、成長表面のマクロステップ高さを5分の1の0.1μm程度に抑制することができ、平坦化に寄与することがわかった。Alを20mol添加した溶媒ではAl-C化合物が形成され、SiCの成長が阻害されることを確認し、10mol%添加の溶媒で最大の成長厚さを実現した。以上のことから、Siを含まない金属溶媒によるSiC溶液成長が可能であり、Al添加により平坦化、高品質化できること実証した。ただし、当初目標としていた直径2インチサイズへの大形化には至らず、今後の課題となった。次世代パワーデバイス材料として期待される炭化ケイ素(SiC)について、従来の溶液法とは異なり、Siを含まない金属溶液にSiCセラミックを溶解させ、SiおよびCが連続的に溶け出した溶融金属からの結晶育成を行う。平成28年度は、溶剤金属(Cr、Ni、Feなど)へのSiCの溶解度、溶解速度の検討およびSiC結晶育成の環境整備を行い、SiCセラミックとカーボンるつぼの溶解選択性の評価と溶剤金属(Cr、Ni、Fe)からのSiC結晶育成を検討した。まず、溶剤金属をFeとした場合、SiCセラミックが溶解されず、カーボンるつぼの溶解が支配的であることがわかった。同時に、SiCセラミックおよび種結晶上で固化したFeからはSiCが検出されず、本研究の溶剤としては不適当であると結論した。次に溶剤金属をNiとした場合、SiCセラミックの溶解は確認できたが、種結晶上で固化したNiからはSiC結晶が検出されず、グラファイトおよびNi-Si化合物が検出された。よって、Niも溶剤としては不適当であると判断した。溶剤金属としてCrを用いた場合、セラミック上に固化したCrからSiC結晶が確認できた。また、SiC種結晶直下にSiC結晶が成長することも確認された。液温を上げることでSiCの結晶成長速度が下がる傾向が見られた。それでも現時点では、Crを溶剤金属として用いることにより、目的の結晶育成が実現できる可能性が高いと判断された。低融点金属であるFeとNiが、本研究の溶剤候補とならないことを早い段階で見切ることができ、その代わりとして平成29年度に検討を予定していたCrを溶剤金属として実験を前倒しして行うことができた。その結果、Crで現段階で最も優れた結晶成長を実現できており、研究発表も多く行っていることにより、上記区分とした。平成28年度では、本研究における結晶育成方法において、NiおよびFeは溶剤金属として不向きであり、CrはSiC結晶を形成し、結晶育成を行えることを確認した。平成29年度では、溶剤金属としてAlを検討し、Crと合わせて用いた結晶育成条件を模索した。まず、溶剤金属としてAlを選択した場合、SiCセラミックおよびカーボンるつぼからの溶解を確認した。セラミック上で固化したAlからはSiC結晶は検出されず、黄色のAl4C3結晶が検出された。よって、Alは溶剤金属として不向きであると結論付けた。

溶剤金属としてCrを用いて、結晶育成温度を固定し、溶液の高さ(セラミックから種結晶までの距離)を5-15mm、溶液内温度勾配3-21°C/cmの範囲で変化させた。液高さが低い場合、低結晶成長速度であるが、種結晶と同じく4Hが成長しが、高い場合は多結晶化もしくは4H以外のSiC結晶が成長することが分かった。また、温度勾配が低いまたは高い場合は4H単一で成長したが、低成長速度となった。以上のことから、前年度の結果も踏まえ、Crを溶剤金属として使用した場合、高結晶育成温度、低温度勾配、低液面高さが結晶育成条件として良好であると確認できた。以下の理由から、研究が概ね順調に進展していると考えている。平成28年度の研究でNiおよびFeなどの低融点の溶剤金属が、本結晶成長方法における溶剤金属として不向きであることが早々にわかり、平成29年度に検討予定だったCrの検討に早めに着手することができた。平成29年度は別の低融点溶剤金属であるAlについて検討したが、これも目的のSiC結晶が成長せず、Al化合物の形成を示したことから、不向きであることを確認し、本命であるCr溶剤の成長条件を掘り下げることができた。年度末に溶融Crが高粘度であることに影響して、結晶成長が理想的に進まないことを発見し、来年度(最終年度)の研究の方向性を明確にすることができた。本研究は、次世代パワーデバイス材料として期待される炭化ケイ素(SiC)について、従来の溶液法とは異なり、Siを含まない金属溶液にSiCセラミックを溶解させ、SiおよびCが連続的に溶け出した溶融金属からの結晶育成を行う。充填したセラミック分のSiC単結晶を溶剤金属を通じて再結晶により得ることで、従来のSiC溶液成長の壁を打破し、結晶の大型化、長尺化に挑む。3年の研究期間で溶融金属とSiおよびCの溶解度と溶解速度、4H-SiC結晶成長の安定性、再現性の観点から、この結晶育成に適した金属溶剤および成長条件の最適化を、信州大学既存の設備で検討する。平成30年度は、平成29年度までに溶媒として適正があることが確認された高温融点金属であるCrに対して、溶質となるSiCセラミックスの形状を変えた実験と、CrにAlを添加することによる成長表面の平坦化および成長速度に与える影響について検討した。SiCセラミックスの形状は、カーボンるつぼに接触する円筒型と、接触しない凹型の2種類について実験した。その結果、円筒型ではるつぼからの過剰な炭素原子の溶解により溶媒中のグラファイト形成を引き起こすことがわかり、一方で凹型ではシリコンと炭素原子がほぼ等量溶解し、SiCの成長に適していることがわかった。また、Alを添加することにより、成長表面のマクロステップ高さを5分の1の0.1μm程度に抑制することができ、平坦化に寄与することがわかった。Alを20mol添加した溶媒ではAl-C化合物が形成され、SiCの成長が阻害されることを確認し、10mol%添加の溶媒で最大の成長厚さを実現した。以上のことから、Siを含まない金属溶媒によるSiC溶液成長が可能であり、Al添加により平坦化、高品質化できること実証した。ただし、当初目標としていた直径2インチサイズへの大形化には至らず、今後の課題となった。平成29年度は、H28年度で実績のあったCrを溶剤金属として、これを中心としたSiC溶液成長を実施する。まずは、炉内を観察できない状況での結晶育成環境の整備、最適化を行い、Cr溶媒の量(液面高さ)や温度を変化させてSiC結晶育成を行う。
臨床で認められた遺伝子変異を応用したHCV増殖制御機構の解明

・本研究では最新のHCV (C型肝炎ウイルス,Hepatitis C Virus)レプリコン系を用いて、臨床症例で認められた種々のHCV遺伝子変異による変化を解析し、臨床データから得られた知見を培養細胞系で再現、これによりHCV遺伝子変異によるHCV増殖制御機構及びそのダイナミズムを解明し、さらにインターフェロン/リバビリン治療抵抗性機序を解明することを目的とした。HCV遺伝子の中でも、特にHCV-NS5A蛋白の変異に注目して解析した。すなわち、NS5A領域に存在するlnterferon Sensitivity Determining Region (ISDR, aa.2209-2248)のアミノ酸変異数は、血中ウイルス量・インターフェロン(IFN)感受性を規定する主要な因子である(N Engl J Med 1995)。さらに、ISDRの特定の部位のアミノ酸変異がIFN治療効果と密接に関連している(J Infect Dis,2001)。一方、HCV複製増殖細胞モデルであるHCVレプリコンにおいても、ISDRへの変異導入により増殖能が大きく変化し、in-vitroにおいてもISDRがウイルス増殖に関連していることが見出されている。しかしISDRのどの部位のアミノ酸変異がHCVレプリコン増殖において機能上重要なのか明らかにはされていない。我々はウイルス量、およびIFN治療効果の異なる様々な臨床症例から得られたHCVのISDR配列をHCVレプリコンに組み込んで、増殖に影響を与えるISDRの遺伝子構造について系統的に解析した。まず臨床上IFN無効症例、著効症例から得られた様々なNS5A-ISDR配列をレプリコンに組み込み、レプリコンの増殖変化を検討したところ、著効症例から得られた、多数の変異をもつISDRをHCVレプリコンに導入した場合にレプリコンの増殖能は著明に上昇したが、無効症例から得られた殆ど変異のないISDRをHCVレプリコンに導入しても、レプリコンの増殖能は上昇しなかった。次にこれらの変異の中でも、どの変異部位が増殖を規定するcriticalな部位であるのかmutagenesisによる変異導入によって決定を試みた。するとISDR内40アミノ酸において、臨床的観察から最もIFN感受性とウイルス増殖に関連が強いと推察されたアミノ酸2209番目にアミノ酸変異を導入した場合に、HCVレプリコン増殖能は劇的に亢進した。これらの結果からは、ISDRの特定のアミノ酸の変異はHCVの増殖能、およびIFN感受性に関連すること、さらにこれらの解析がin-vitroのHCVレプリコンで可能であること、さらにHCVレプリコンを用いたIFN抵抗性機序解明の可能性、さらにレプリコンを用いたHCV治療効果予測システムの構築などが可能であるものと考えらえられた。申請者らは、アイルランドで発生した同一感染源からのepidemicなHCV集団感染症例を対象とし、病態とウィルス遺伝子の関連を解析することによって、ウィルス量の増減に関与するHCV遺伝子変異はNS5A領域及びNS5B領域に集中していることを発見した。本研究では最近開発された、画期的な培養細胞システムであるHCVレプリコン系を用いて、特異な臨床症例であるアイルランド症例で認められた種々の遺伝子変異による病態の変化を解析し、臨床データから得られた知見を培養細胞系で再現する。これによりHCV遺伝子変異によるHCV増殖制御機構及びそのダイナミズムを解明し、さらにインターフェロン/リバビリン治療抵抗性機序を解明することを目的としている。本年度はアイルランド臨床症例HCV遺伝子解析により同定されたNS5A/NS5B領域遺伝子変異のHCVレプリコン増殖に対する作用の検討を行った。アイルランド感染集団は人種的に均一、かつ女性のみ感染した特殊な集団であるが、患者ごとに血中ウィルス量は異なり、またその病態も様々である。ウィルス量の多い症例と少ない症例でHCV遺伝子全長を比較解析したところ、HCV-NS5A領域とNS5B領域に変異の差を認めた。そこでこれらアイルランド症例で認められた遺伝子変異をHCVレプリコンに導入、そのレプリコンの細胞内複製能、インターフェロン/リバビリン感受性の変化をreporter systemおよびstable transformant assayにより詳細に解析し、アイルランド臨床症例のNS5A/NS5B変異によるHCVレプリコン増殖能の変化の再現性を検討するため、種々のHCVレプリコンコンストラクトの構築を行った。

我々はウイルス量、およびIFN治療効果の異なる様々な臨床症例から得られたHCVのISDR配列をHCVレプリコンに組み込んで、増殖に影響を与えるISDRの遺伝子構造について系統的に解析した。まず臨床上IFN無効症例、著効症例から得られた様々なNS5A-ISDR配列をレプリコンに組み込み、レプリコンの増殖変化を検討したところ、著効症例から得られた、多数の変異をもつISDRをHCVレプリコンに導入した場合にレプリコンの増殖能は著明に上昇したが、無効症例から得られた殆ど変異のないISDRをHCVレプリコンに導入しても、レプリコンの増殖能は上昇しなかった。次にこれらの変異の中でも、どの変異部位が増殖を規定するcriticalな部位であるのかmutagenesisによる変異導入によって決定を試みた。するとISDR内40アミノ酸において、臨床的観察から最もIFN感受性とウイルス増殖に関連が強いと推察されたアミノ酸2209番目にアミノ酸変異を導入した場合に、HCVレプリコン増殖能は劇的に亢進した。これらの結果からは、ISDRの特定のアミノ酸の変異はHCVの増殖能、およびIFN感受性に関連すること、さらにこれらの解析がin-vitroのHCVレプリコンで可能であること、さらにHCVレプリコンを用いたIFN抵抗性機序解明の可能性、さらにレプリコンを用いたHCV治療効果予測システムの構築などが可能であるものと考えらえられた。
石器の原材産地推定とそれによる交易、文化圏の考察研究

産地分析を行った遺跡は、合計95遺跡になり、全国的である。これらの遺跡から出土した遺物の中で、分析した黒曜石製石器、石片の合計は979点で、サヌカイト製の物は、744点である。産地分析の結果から、北海道地方の名寄市の遺跡では、白滝、置戸、十勝、赤井川の大規模産地の石材の他に、地元の名寄産原石が使用されていることを明かにすることができた。また、深川市の遺跡でも大規模産地の石材の他に、名寄産とか地元の近文台産及び滝川産の原石が使用されていた。今回新しく、名寄と深川の交流が産地分析の結果から推測された。東北地方、青森県下では、25遺跡からの114点の黒曜石遺物の産地分析を行った結果、三沢市の根井沼(1)遺跡の繩文早期の3点には、伊豆諸島の神津島産黒曜石が使用されていることが明らかになり、古代の活動とか交易の広さに驚かされる。沿岸部に位置する遺跡で、北海道、秋田県、東京都の神津島などの黒曜石が見られることから、海路を利用して遠距離伝播したように推測される。内部部の遺跡からは、これら遠距離伝播の原石は見られず、沿岸部の遺跡が他地域との交流を積極的に行っていたと推論できるであろう。また、岩手県の高田市で置戸産の原石の使用が確認された。日本海側佐渡島の遺跡では、地元の黒曜石石材の他に中信高原の霧ケ峰、和田峠産原石の使用が確認された。関東地方の東京都板橋区の旧石器時代では、時期の古い順に、伊豆、箱根の黒曜石、中信高原、神津島産黒曜石と変化するような結果を得た。近畿地方の弥生前期には、二上山産に混じって金山産原石が使用される確率が高く、稲作技術の伝播との関係が推測される。今回の分析で再度、奈良県二上山産の原石が、高知県中村市に伝播していることが明らかになり、中村市の古代人は、奈良県の文化とか情報を知っていたと推論された。過去のデータに今回を加えると、総計的1万9千点の分析点数になる。
不確実性を持つ準凸計画問題に対するロバスト最適化

準凸計画問題とは数理計画問題の一つであり、線形計画問題や凸計画問題では表現できない問題の解法を示すものとして近年大きな注目を集めている。一方、実用上の問題を数理モデル化する際には測定誤差等に起因するモデルの不確実性が生じ、その対応は重要な課題となっている。本研究の目的は、不確実性を適切に捉え強固で安定的な解を得るための手法として、不確実性を持つ準凸計画問題に対するロバスト最適化を提案することである。研究期間全体を通じて、不確実性を持つ多目的最適化問題に対する双対定理、双対定理とその必要十分な制約想定、最適性条件と解集合の特徴付け、準凸関数の性質に関する研究などを行った。準凸計画問題とは数理計画問題の一つであり、線形計画問題・凸計画問題では表現できない問題の解法を示すものとして近年大きな注目を集めている。一方、実用上の問題を数理モデル化する際には、状況把握の際に生じる測定誤差や将来予測の難しさ等に起因するモデルの不確実性が生じ、その対応は重要な課題となっている。ロバスト最適化に関する研究は、世界的に見ても線形計画問題・凸計画問題の範囲に終始しており、準凸計画問題に対する研究が望まれていた。このことを鑑み、当該年度においては次のような研究を行った。・不確実性を持つ準凸ベクトル値最適化問題に対するsurrogate型ロバスト双対定理の研究を行った。具体的にはベクトル値関数をスカラー化し、実数値計画問題に帰着させることによる解法を提案した。またベクトル値目的関数に対するロバスト対応として、集合値最適化の範疇に入るロバスト対応について研究し、その双対定理を提案した。・二種類のsurrogate双対定理に対して必要十分となるような制約想定を提案した。・共同研究者との意見交換、国内外の関連する研究者との研究打ち合わせを行い、研究を発展させた。また得られた結果は、研究集会等において発表を行い、本研究に対する意見を広く求めた。本研究の最も重要な部分である「不確実性を持つ準凸ベクトル値最適化問題に対するsurrogate型ロバスト双対定理に関する研究」が予定通りに達成できたため。平成27年度においては、不確実性を持つ準凸ベクトル値最適化問題に対するsurrogate型双対定理の研究を行った。これらのことを鑑み、当該年度においては次のような研究を行った。・準凸不等式系に対する非線形error boundの存在性を準凸関数の生成集合を用いて示した。・準凸計画問題に対する双対性に関する研究によって得られた知見を用いて、分離可能凸計画問題に対する制約想定が不要な双対性を示した。・共同研究者との研究打合せ、国内外の関連する研究者との意見交換を積極的に行い、研究を発展させた。また得られた結果は国際会議・研究集会等において発表を行い、本研究に対する意見を広く求めた。当初計画していた研究内容である・準凸関数の生成集合を応用した研究がおおむね予定通りに達成できたため。具体的には『非線形error boundの存在性』『分離可能凸計画問題に対する制約想定が不要な双対性』が該当する。研究期間全体を通じて、多目的最適化に対する双対定理、双対定理とその必要十分な制約想定、最適性条件と解集合の特徴付け、準凸関数の性質に関する研究などを行った。特に不確実性を持つ準凸ベクトル値最適化問題に対するsurrogate型双対定理の提案を行い、ベクトル値最適化問題に対するロバスト対応を提案した。具体的には不確実性を持つベクトル値最適化問題に対して、目的関数を集合値関数とするようなロバスト対応を提案し、集合値最適化に関する研究を用いて新しいロバスト双対定理を証明した。これまでベクトル値最適化におけるロバスト対応は様々な解釈があり手法が確定的になってはいなかったが、本研究における新しいロバスト対応は重要な手法の一つとなることが期待される。また、平成29年度においては特に・逆準凸計画問題に対する双対定理・準凸関数の和に関する研究・準凸計画問題の解集合の特徴付け・準凸計画問題の制約想定に関する研究を行った。

一方、実用上の問題を数理モデル化する際には測定誤差等に起因するモデルの不確実性が生じ、その対応は重要な課題となっている。本研究の目的は、不確実性を適切に捉え強固で安定的な解を得るための手法として、不確実性を持つ準凸計画問題に対するロバスト最適化を提案することである。研究期間全体を通じて、不確実性を持つ多目的最適化問題に対する双対定理、双対定理とその必要十分な制約想定、最適性条件と解集合の特徴付け、準凸関数の性質に関する研究などを行った。予定通りに推進する。不確実性を持つ準凸ベクトル値最適化問題に関する研究を更に充実させると共に、得られた結果を用いて、共役関数を用いた双対定理と解集合の特徴付けに関する研究を行う。予定通りに推進する。不確実性を持つ準凸多目的最適化問題に関する研究をさらに充実させると共に、得られた結果を用いて準凸計画問題に対する統一的な結果を示していく。数理計画問題業務多忙及び受入先との調整がつかなかったことにより、長期間の研究打ち合わせが出来なかったため。採録決定済み論文の別刷印刷費用として計画していたが、今年度中に印刷されなかったため。1.数学専門書(数理計画法、関数解析学等)の購入に20万円を充てる。2.国内での研究成果発表、研究打合せのための出張費として30万円を充てる。NAO-Asia2016、ICCOPT2016、数理解析研究所研究集会、日本数学会年会等の参加を予定している。3.海外での研究打合せのために46万円を計画する。受け入れ先は現在調整中である。2.国内での研究成果発表、研究打合せのための出張費として45万円を充てる。NACA2017、数理解析研究所研究集会、日本数学会年会等の参加を予定している。3.海外での研究打合せのために15万円を計画する。