hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
光電子増倍管の量子効率向上の為の研究

素粒子・原子核・宇宙線の実験にとってきわめて切実な課題の一つである光電増倍管の量子効率の向上を、カソード面形状の変更と入射光の反射によって図ることがこの研究の目的である。具体的には、2インチヘッドオン型光電増倍管の受光ガラスの内面(カソード材塗布面)を1mmピッチで90度の開き角でプリズム状に削りカソード塗布面を増加させ光電子の放出を増加させると共に、カソードと第一ダイノード間にある電界形成用の電極・グリッド等に反射材を塗布し反射光の光電効果を付加しようとした。汎用でかつ時間分解能を考慮して受光ガラス内面が球面状の光電増倍管(Hamamatsu-R329)の改造なので、製作上若干の問題はあったが、5本の試験的製作が達成できた。標準光源を使った測定では、分光特性において、製作した5本全ての光電子増倍管で、全ての波長域で量子効率の向上が観測された。現在、アイソトープ線源を使ったプラスチックシンチレーターからの光(理想状態でなく、実用に近い)を使って量子効率向上を確認し、量子効率の向上ファクターと共に、劣化が予想される時間分解能がどの程度あるのかという点に注目して調べている。それは、プリズム光電面の場合は山・谷での電界強度のばらつきで光電子の初速にばらつきが生じ、光電子増倍管の時間特性を劣化させる可能性があり、ミラーの場合は、最初に突き抜けて反射で戻った光は遅れるので、なにがしかの時間特性の劣化が必然的に予想されるからである。結論は詳しい解析を待たねばならないが、この点でも概ね良好な結果が得られつつある。
GFP発現ウィルスを利用した植物ウィルスの細胞間および全身移行の解析

本研究課題で得られた研究成果の概要は以下のとおりである(1)パーティクルガンを用いてpCLSFを、ACLSVの宿主植物であるNicotiana occidentalisおよびChenopodium quinoaに効率的に接種できる条件を検討し、100%の感染を得ることができた。(2)pCLSF内の移行タンパク質(MP)遺伝子および外被タンパク質(CP)遺伝子とGFP遺伝子を交換したクローン(pCLSFΔMP-GFPおよびpCLSFΔCP-GFP)を構築し、パーティクルガンで宿主植物の葉に専入した。ウイルスの増殖と細胞間移行を蛍光頭微鏡を用いて経時的に観察した結果、これらのクローンを接種した葉では、単一細胞のみでGFPの蛍光が観察され、MPとCPの両遺伝子がACLSVの細胞間移行に必要であることが明らかになった。(3)50KP-GFP遺伝子をパーティクルガン法でNicotiana occidentalisの表皮細胞に導入したところ、50KP-GFPの蛍光が一次発現細胞から周辺の細胞に時間とともに広がる様子が観察された。以上から、50KPそれ自体が細胞間移行能を持っていることが明らかになった。また50KP-GFPはプロトプラストの表面に管状構造が形成する能方を持っていることが明らかになった。(4)p35S50KGFPを、ACLSVの感染性cDNAクローン(pCLSF)の50KP遺伝子にストップコドンを導入したpCLStuStopと共にパーティクルガン法でN.occidentalisに接種し、ノーザンブロット分析した。その結果、pCLStuStopのみの接種ではゲノムRNAが検出されなかったのに対し、p35S50KGFPを同時に接種した場合にはゲノムRNAの増殖が確認された。以上から、50KP-GFPは50KP本来の機能を維持し、ウイルスが細胞間移行するために必要な細胞間移行タンパク質として働くことが明らかになった。本年度はリンゴクロロティックリーフスポットウイルス(ACLSV)の感染性cDNAクローン(pCLSF)のパーティクルガンを用いた植物体への接種およびpCLSFへのグリーン蛍光タンパク質(GFP)遺伝子の導入を行い、以下のような結果を得た。(1)パーティクルガンを用いてpCLSFを、ACLSVの宿主植物であるNicotiana occi dentalisおよびChenopodium quinoaに効率的に接種できる条件を検討し、100%の感染を得ることができた。(3) pCLSF△MP-GFPおよびpCLSF△CP-GFPをパーティクルガンで宿主植物の葉に導入し、ウイルスの増殖と細胞間移行を蛍光顕微鏡を用いて経時的に観察した結果、単一細胞のみでGFPの蛍光が観察され、MPとCPの両遺伝子がACLSVの細胞間移行に必要であることが明らかになった。(4)当初の目的であったpCLSFにGFPを連結したクローン(pCLSF一GFP)の構築は現在進行中である。本年度はリンゴクロロティックリーフスポットウイルス(ACLSV)のORF2がコードする50Kタンパク質(50KP)とGFPの融合タンパク質(50KP-GFP)を用いて、50KP-GFPの細胞間移行能および管状構造形成能、また細胞間移行能できない変異ウイルスに対する50KP-GFPの相補性を検討した。(1)50KP-GFP遺伝子をパーティクルガン法でNicotiana occidentalisの表皮細胞に導入したところ、50KP-GFPの蛍光が一次発現細胞から周辺の細胞に時間とともに広がる様子が観察された。

(2)50KP-GFPをトランジエントに発現するプラスミドDNA(p35S50KGFP)を、N.occidentalis葉から調製したプロトプラストに導入し、50KP-GFPの発現を観察したところ、プロトプラストの表面に50KP-GFPの蛍光を含む管状構造が形成されることが明らかになった。(3)p35S50KGFPを、ACLSVの感染性cDNAクローン(pCLSF)の50KP遺伝子にストップコドンを導入したpCLStuStopと共にパーティクルガン法でN.Occidentalisに接種し、ノーザンブロット分析した。その結果、pCLStuStopのみの接種ではゲノムRNAが検出されなかったのに対し、p35S50KGFPを同時に接種した場合にはゲノムRNAの増殖が確認された。以上から、50KP-GFPは50KP本来の機能を維持し、ウイルスが細胞間移行するために必要な細胞間移行タンパク質として働くことが明らかになった。
膵β細胞再生治療開発に向けた膵内迷走神経節の解剖学的・生化学的解明

ヒトを初めとする多臓器生物では、個体全身の臓器が最適な状況を作るよう臓器間の代謝情報のやり取りが欠かせない。本研究課題では、研究代表者らが発見した、膵β細胞の増殖を促進する肝臓ー脳ー膵の臓器間神経ネットワーク経路について、まず、CUBIC法による透明化技術を駆使して、膵迷走神経節の三次元的な位置情報の解析を行い、過半数の膵迷走神経節が膵島に隣接して存在することを見出した。さらに、膵迷走神経節から放出される複数の神経伝達物質刺激が組み合わさることにより、膵β細胞増殖が導かれる機序を解明した。これらは、神経シグナルによる糖代謝恒常性維持機構の解明や糖尿病再生治療法の開発につながる成果と考える。我々は膵ランゲルハンス島への迷走神経シグナルを含む臓器間神経ネットワークがインスリン分泌や膵β細胞量の調節に重要な役割を果たしていることを発見した。膵への迷走神経は膵内の迷走神経節へ投射し、迷走神経節から2次ニューロンにシグナルと乗り換えて、そのシグナルが標的部位に届けられる。そこで、膵内迷走神経節の解剖学的・生化学的解析、特に膵ランゲルハンス島との関連について検討することを提案した。本年度は、まず解剖学的解析として、CUBIC法による透明化技術を駆使して、膵迷走神経節の三次元的な位置情報の解析を行った。その結果、膵内迷走神経節の多くは膵島に近接して存在していることが明らかとなった。さらに、膵内迷走神経節が近接する膵ランゲルハンス島は、そうでないものに比べ有意に大きかった。これらのことは、膵ランゲルハンス島への迷走神経シグナルが発生・成長・定常状態においても、膵ランゲルハンス島の大きさや機能の維持に重要な役割を果たしていることを示唆するものである。本研究成果は、これまでの2次元での切片の解析では解析が難しかった膵ランゲルハンス島と膵内迷走神経節との3次元的な位置関係やその定量的な解析について、最近開発されたCUBIC法による透明化技術を用いることで明らかにできたものである。来年度は膵内迷走神経節における発現分子の解析などをもとに、生化学的側面から膵β細胞の量や機能の維持機構に迫ることを計画している。本年度は、最近開発されたCUBIC法による透明化技術を用い、これまでの2次元での切片の解析では解析が難しかった膵ランゲルハンス島と膵内迷走神経節との3次元的な位置関係やその定量的な解析を進めたものであり、当初の計画に準拠したものである。得られた結果として、予想以上に高頻度に、迷走神経節が膵ランゲルハンス島と近接することが明らかとなり、迷走神経シグナルの膵ランゲルハンス島の機能・大きさの維持における重要な役割が示唆された。この成果は、当初の計画以上のものであり、このような萌芽研究を基にしてさらなる研究を進めることで、生物学的にも、膵β細胞の再生治療の開発に向けても、大きく発展する可能性を示すことができたものと考えている。前年度は、まず解剖学的解析として、CUBIC法による透明化技術を駆使して、膵迷走神経節の三次元的な位置情報の解析を行った。本年度は、遺伝子工学的な手法を用いて、迷走神経可視化マウスを作製した。この膵臓を詳細に解析することにより、膵迷走神経が膵管に沿って走行し分枝した迷走神経枝が膵管近辺に房状に存在する膵ランゲルハンス島に近接する迷走神経節へと投射している像を3次元的に描出することに成功した。さらに、レーザーマイクロダイセクション法を用い、迷走神経節を回収しこの細胞から得られたmRNAを用い、迷走神経節に発現するタンパクを解析し、すべての遺伝子のリスト化に成功した。これらの成果は、膵β細胞からのインスリン分泌や細胞数が迷走神経により制御されていることを示すものであると考えられ、迷走神経機能の調節による糖尿病の治療開発に向けての基盤となるものと考えられる。

当初の計画通り、次年度は、膵内迷走神経節をLMDを用いて回収し、その発現遺伝子などの生化学的な解析を通じ、膵内迷走神経節が膵ランゲルハンス島、特に、膵β細胞の機能・量の調節器における分子基盤の解明につなげる。さらに、病態における変化についても検討を進めることを計画している。代謝学
近赤外線分光法による胎盤酸素化動態に胎児循環がおよぼす影響についての基礎的検討

これまでの臨床検討により胎盤機能不全とそれに関連するchorangiosis(胎盤血管腫症)を合併する症例において、胎盤の酸素濃度が上昇していることが明らかになった。(chorangiosis and placental oxygenation-胎盤血管腫症における胎盤組織酸素化の検討-Congenital anomaly 49:71-76,2009.)しかしながら、この胎盤酸素濃度上昇とういう病態の詳しいメカニズムおよび意義は不明である。そこで、この胎盤酸素濃度上昇という病態を実証・解明するために、妊娠ミニブタによる動物実験を行った。ミニブタは、ヒトと類似した胎盤構造をしている。妊娠ミニブタの下腹部を切開し子宮表面に到達する。子宮表面から超音波にて胎盤を確認後近赤外線プローべを胎盤直下に装着する。ついで、子宮筋層を一部切開し胎仔に到達しその背部にもプローべを装着する。ここで胎児血流すなわち臍帯血流を変化させることによる胎盤・胎仔の酸素状態の変化を検討した。この実験にて、胎児循環が胎盤酸素濃度上昇のメカニズムに大きな役割を果たしているということが証明できた。臍帯血流を途絶させることが胎盤酸素濃度を上昇させ、胎仔の酸素濃度を低下させることが確認された。すなわち、臍帯全体を圧迫することにより胎盤から胎仔への酸素供給が低下するため、胎盤に残存する酸素が増え酸素濃度が上昇し、胎仔への酸素の供給が低下するため、胎仔の酸素濃度は低下することが証明された。臨床にて観察された胎盤酸素濃度が上昇しているという病態が動物実験にて再現することができた。胎盤機能不全は、子宮内胎児発育不全や子宮内胎児死亡などと密接に関わっている疾患である。今回の研究により、胎盤機能不全が胎児自体の臍帯血流と深く関連していることが示唆された。このことから、胎盤機能不全を治療として、胎児の血流を改善させるという新しい胎児治療が研究されるべきであろう。(chorangiosis and placental oxygenation-胎盤血管腫症における胎盤組織酸素化の検討-Congenital anomaly 49 : 71-76, 2009.)その後研究をすすめ、平成22年度までに、臨床にて観察された胎盤酸素濃度が上昇しているという病態を動物実験にて再現することができた。また、その胎盤酸素濃度上昇のメカニズムに胎児循環が大きな役割を果たしているということも証明した。これらのことをふまえ平成23年度は、母体および胎仔の酸素動態のみならず、二酸化炭素動態にも注目して動物実験を行った。臨床上、特に新生児の領域では二酸化炭素は強力な血管拡張物質であることが知られており、二酸化炭素が上昇した状態では、脳血流増加などにより脳を虚血から保護する作用を持つことが明らかになってきている。胎児においても同様な作用があると予測されるが、妊娠および分娩時における二酸化炭素の果たす役割は明らかになっていない。そこで、胎仔における二酸化炭素の役割を検討するために妊娠ミニ豚を用いた動物実験を行った。その結果、母体の二酸化炭素濃度を上昇させることにより、胎仔の酸素化状態が改善されることが確認された。母体、胎盤、胎児の循環系において酸素ならびに二酸化炭素の果たしている役割の一部を解明できた。今年度もこの分野において研究をすすめる予定である。研究代表者の鈴木一有らは、近赤外線分光法によるこれまで臨床症例において胎盤酸素濃度の測定を行い、胎盤酸素濃度が高かった症例の胎盤病理を詳細に検討した。その結果、chorangiosis(胎盤血管腫症)という胎盤の病態が、胎盤酸素濃度(TOI)の上昇と深く関連していることが判明した。つまり、chorangiosisのある胎盤TOIは75.3%であり、それがない胎盤TOIの68.6%よりも有意に高値であった。(Suzuki K et al, Chorangiosis and placental oxygenation, Congenit Anom. 49;71, 2009)またこれに引き続き、chorangiosis(胎盤血管腫症)という胎盤病理組織所見が臨床的にはFGRならびに臍帯卵膜付着などの臍帯異常と関連があることが判明したため、平成24年度の動物実験による研究をすすめた。この結果は、胎児の臍帯血流が、胎盤酸素濃度を規定する大きな因子である可能性があるという新しい発見である。胎盤酸素濃度と胎児循環との関連を検討し、胎児循環の悪化が、胎盤酸素濃度の上昇に関与していることを明らかにしてきており、計画はおおむね順調に進行している。また、新たに酸素だけでなく、二酸化炭素についても実験検討の開始が可能となってきている。24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究をさらに推進するため新たな実験を計画している。また、平成24年度より、これまでの成果を学術雑誌ならびに学会などにおいて発信していく予定である。また、妊婦を対象とした臨床研究も計画する段階になってきていると考え、今後計画していく予定である。
千葉県谷津干潟におけるアオサの空間動態および要因に関する研究

谷津干潟を対象とし1アオサの季節変動パターン分析2アオサ分布に影響を与える微地形と水理条件の抽出3アオサ増殖に必要となる栄養塩の負荷源の特定について検討を行った.結果,人工衛星に用いることでアオサの季節変化を抽出できる可能性が示唆された.また南東部の潮流口は起伏に富み下げ潮後半にアオサが州に引っかかること,アオサは干潟内の栄養塩動態に大きな影響を及ぼすことがわかった.特にアオサは窒素源としてNO3-よりNH4+を優先して取り込み,NH4+の消失に大きな影響を与えることが示唆された.干潟の新たな窒素負荷源としてはヨシが挙げられ,春秋に取り込んだ窒素を冬に干潟内に戻していることも示唆された.本研究では,千葉県習志野市に位置する谷津干潟にて問題となっているアオサの異常増殖(グリーンタイド現象)の原因を解析することを目的として,1アオサの季節変動パターンの詳細についての分析,2アオサの分布に影響を与える微地形と水理条件の抽出,3アオサの異常繁殖の原因である栄養塩類の供給および吸収プロセスの解明,の3課題を以って取り組んでいる.本年度は,まず簡易空撮気球を利用した空撮画像および衛星リモートセンシングにより得られた画像を利用し,アオサの季節変動パターンの面的な変化について解析を試みた.次に,アオサの動態に大きな影響を与えると考えられる地形について空間的分布と時間変化を捉えるため,高分解能空中写真の撮影方法および解析方法について開発を行い,同手法を用いて毎月の現地調査で地形と表層堆積物の基礎データを取得した.さらに,グリーンタイドが微生物活性に与える影響について明らかにするために,谷津干潟中心部でグリーンタイド発生時にアオサが被覆する地点と,被覆の影響がみられない地点で堆積物を採取しβ-グルコシダーゼ活性およびフォスファターゼ活性の測定を行った.最後に,アオサの代謝に大きな影響を与えると考えられる地下水からの栄養塩類(窒素,リン)供給についての調査を行うために,まず谷津干潟の北側と南側に観測制を設置し,谷津干潟における地下水からの栄養塩類の供給について現地調査および室内分析を行った.併せて,谷津干潟における生態系構造解析のために干潟内の堆積物,植物・動物プランクトン,アオサ,ヨシ,貝類,甲殻類の窒素・炭素安定同位体比分析を行った.調査日において天候不順(降雨・強風など)が重なり,有意なデータを得る機会が少なかったため.本研究では,千葉県習志野市に位置する谷津干潟にて問題となっているアオサの異常増殖(グリーンタイド現象)の原因を解析することを目的として,1アオサの季節変動パターンの詳細についての分析。2アオサの分布に影響を与える微地形と水利条件の抽出,3アオサの異常繁殖の原因である栄養塩の供給および吸収プロセスの解明,の3課題を以って取り組んでいる.本年度は,前年度に行った簡易空撮気球を用いたアオサの季節変動パターンの解析において数点の問題が明らかになったことから(たとえば,風の影響を強く受けること,撮影範囲が限られてしまうこと,など),高分解能人工衛星(WorldViewおよびGeoEye)を利用した季節変動パターン解析手法に切り替えて解析を行った.この結果,アオサの季節変動パターンの解析を行えるためのデータセットが作成できた.次に,潮流口における地形の変化とアオサの分布を把握するため,1か月ごと継続的に地形と堆積物の調査を行った.それに合わせて測量,空中写真撮影を行い,コンピュータにより三次元地形モデルの作成を試みた.また,GPS付きのブイを流下させ,潮汐流路沿いの流速を測定した.また,谷津干潟内および谷津干潟に流入する地下水を季節ごとに採水し一般水質および安定同位体比の測定を行った.さらに,谷津干潟内に生息するアオサやヨシの窒素・炭素安定同位体比の測定を行った.併せて,干潟内の水質調査を行い,グリーンタイド時の硫化水素の発生過程について検討を行った.調査日において天候不順が重なりデータの取得が困難なケースが多かったことや解析・分析手法の改善などといった複数の要因が重なってしまったため.本年度は,まず前年度に引き続き高空間分解能の人工衛星を利用することでアオサの季節変化に明らかにすることが可能か解析を行った.次に,谷津干潟南東部と谷津川の接続部で地形調査を行うとともに空中写真から3Dモデルを作成し微地形の分布を調べ,表層の堆積物の粒径と構成物の分布図の作成を行なった.合わせてドップラー流速計とGPS付きブイを用いて,潮汐クリークの流況を調査した.さらに,谷津干潟のグリーンタイドを引き起こす海藻アオサの栄養塩,アンモニア態窒素,硝酸態窒素,リン酸態リンの取り込み特性を明らかにするためにアオサ培養実験を行うとともに,谷津干潟の潮汐による栄養塩の挙動を調べることで培養実験の結果とともに考察を行なった.最後に,谷津干潟内に生息しているヨシの各器官に蓄積する窒素安定同位体比の推移についての調査を行った.結果,以下のことが明らかとなった.1従来までの研究においてもしばしば用いられている底質指標を利用することで高空間分解能衛星画像から季節変化のシグナルを得ることができる.2谷津干潟南東部と谷津川の接続部では干潟全体に比べ貝殻を堆積物中に多く含み,標高差が大きく流速が速い.3谷津干潟南東部と谷津川の接続部では,主に貝殻片の堆積と侵食により地形が数ヶ月単位で変化しており,アオサはこの一帯では特に夏季に分布を広げるが着生するものはほとんどない.また,アオサは下げ潮前半には流速が遅く流れないが後半に干潟中央部から多く流れこの一帯で引っかかる.

4干潟にアオサが存在しない時,谷津川と高瀬川ともに栄養塩量は満ち潮時より引き潮時の方が高い.5地下茎および茎は,葉および穂との異なる窒素代謝を行っている.また,先行研究で示された冬季における窒素の地下茎への流転現象は窒素安定同位体比の推移でも観測でき説明可能である.谷津干潟を対象とし1アオサの季節変動パターン分析2アオサ分布に影響を与える微地形と水理条件の抽出3アオサ増殖に必要となる栄養塩の負荷源の特定について検討を行った.結果,人工衛星に用いることでアオサの季節変化を抽出できる可能性が示唆された.また南東部の潮流口は起伏に富み下げ潮後半にアオサが州に引っかかること,アオサは干潟内の栄養塩動態に大きな影響を及ぼすことがわかった.特にアオサは窒素源としてNO3-よりNH4+を優先して取り込み,NH4+の消失に大きな影響を与えることが示唆された.干潟の新たな窒素負荷源としてはヨシが挙げられ,春秋に取り込んだ窒素を冬に干潟内に戻していることも示唆された.アオサの面的な分布という基礎的かつ重要な情報の取得について,当初予定していた簡易空撮気球に搭載したカメラ撮影は,干潟内の風の影響などにより高精度の情報を得ることが難しいことがわかった.そのため,予定していた衛星画像(Terra/ASTER)ではなく,さらに高分解能の衛星を購入し,簡易空撮気球搭載カメラの代替として利用することとした.今年度以降も,購入した衛星画像の解析を進めていく予定である.次に,アオサの分布に影響を与える微地形と水理条件を知るために,前年度までに得られた各月のデータのまとめと比較を行い,地形と表層堆積物の分布と変化を捉えていく予定である.またその要因を明らかにするため,潮流の流況測定を行うことも視野に入れている.さらに,地下水からの栄養塩類供給データおよび谷津干潟における生態系構造解析を行うための個体数の収集については,詳細な分析を行うために前年度まで得られたものだけではなく,更にデータを蓄積すること,個体数や種数を増やすことを予定している.最後に,微生物活性については今年度も経月的に測定していくとともに,グリーンタイドに伴う硫化水素の発生状況が微生物活性に与える影響ついて検討を行っていく予定である.各課題において引き続きデータの収集を行うとともに,高分解能人工衛星により得られたアオサ分布情報を用いた季節変動パターンについて解析を行う予定である.また,水質においては潮汐の影響により干潟内で常に変化している可能性が考えられるため,自動採水機の開発を行い干潟内の水質の時間変化についても検討を行う予定である.これに併せて,測量と空中写真撮影を行うことで三次元モデルを作成し地形とアオサ分布の経年変化と成因を明らかにすること,谷津干潟全体の窒素とリンの収支をとること,地下水を季節ごとに採水し一般水質および安定同位体比の測定を行うことを継続して行っていく予定である.最後に,これまでに得られたデータの集約を行い,地理情報システムや統計的手法を用いて図化・解析を行うことでアオサの異常増殖過程のモデル化を行い,さらにアオサの抑制方法について提言を行う予定である.
擬リ-マン空間上の大域解析学

n次元ユ-クリッド空間のフ-リエ変換はラドン変換の1次元フ-リエ変換である。S.Helgasonはこの方法をリ-マン対称空間に適応して種々の結果を得た。本研究の主題は擬リ-マン空間であるが,熊原と若山は擬ユ-クリッド空間が符号数が(n,1)のロ-レンツ空間の場合にラドン変換及び双対ラドン変換を定義し,その性質を研究した。ラドン変換はロ-レンツ空間上の関数を超平面上で種分して,超平面全体のなす多様体上の関数を対応させる。その主な結果はダランベ-ル作用素と双対ラドン変換を用いたラドン変換の逆変換公式をnが4の倍数のとき(例えばn=4ならばドゥ・ジッタ空間)に求めたことである。また若山は局所リ-マン対称空間上調和解析で重要なセルバ-グのゼ-タ関数の研究を行い,ゼ-タ関数の対数微分に関する重要な分式およびラプラス作用素の平方根によって定義されるエ-タ不変量とスピン表現の間の関係式を得た。さらに若山は、q類似微分作用素を発見し,古典不変式論で重要なキセペリ恒等式の類似式を量子群に対して証明した。このq類似微分作用素は量子群の理論に新しい局面を開くと確信されるもので,継続した研究による結果が期待される。和泉澤は調和解析的方法によって右側連続確率過程のなす束の閉苞によって新しい右側連続確率過程が得られることを示した。下村はブラウン・ピ-タ-ソンスペクトルを中心に種々のホモトピ-を計算した。
尋常性乾癬、皮膚浸潤炎症細胞の解析と治療効果の解明

尋常性乾癬等の炎症性皮膚疾患や正常皮膚において皮膚にホーミングするリンパ球には表面抗原であるCutaneous lymphocyte-associated antigen (CLA)が発現しているが、このCLAはP-selectin glycoprotein ligand-1 (PSGL-1, CD162)やCD43が糖鎖修飾を受けた分子であり、血管内皮のE-selectinへの結合能をもち、リンパ球の皮膚への浸潤に重要な役割を果たす。一方、レチノイン酸(RA)や活性型のvitamin D3 (VitD3)は、これまで尋常性乾癬などのT細胞を介する炎症性皮膚疾患に効果的に用いられてきた。しかしながらこれらvitaminのCLAの発現に与える影響については明らかとなっていなかった。本研究ではヒト末梢血より精製したT細胞を用いてRAとVitD3のCLAや他のホーミングレセプターに与える効果を解析した。結果、RAとVitD3はCLAの発現を低下し、E-selectinリガンドとしての活性を抑制した。CLAの合成酵素の一つであるa1,3-fucosyltransferase VIIのmRNAの発現レベルも低下していた。RAは同時に腸管へのホーミングに必要なa4b7インテグリンの発現を上げ、かつL-selectinの発現を抑制した。しかしながらVitD3はCLA以外のホーミングレセプターには影響を与えなかった。マウスにこれらのRAやVitD3を前投与しcontacthypersensitivityを起こすとvitamin処置マウスでは、皮膚炎部位に浸潤するCD4 T細胞数の減少が認められた。以上の結果より、VitD3はCLAの発現を特異的に抑制するため、皮膚へのリンパ球浸潤を伴う皮膚疾患に対して選択的な免疫の調節因子として働くことが分かった。尋常性乾癬は、世界で1億人、日本では10万人が罹患する疾患であるがその病因は未だ結論に達していない。我々はユニークな3次元皮膚培養システムを用い浸潤細胞を分離し、リンパ球表面マーカーであるCutaneous lymphocyte-associated antigen(CLA)やCCR4,CCR10などの皮膚指向性chemokinereceptor、皮膚にhomingするregulatoly T細胞などの解析を行う予定である。またT細胞レセプターβ鎖可変部領域のレパートリーの多様性を解析するspectratyping法を用いることにより乾癬の皮膚病変部皮膚浸潤細胞のリガンドを解明する。異常クローンのCDR3領域のシークエンスを行うことによりこれらのクローンが認識するリガンドが推定可能となり、乾癬の病因として想定されている自己抗原の同定も可能になる。更にはVitamin D3の炎症細胞上の皮膚指向性chemokine receptorへ及ぼす効果も証明する。本年度まず、in vitroでvitamin D3のリンパ球に対する効果を検討した。培養した末梢血Tリンパ球にvitaminD3の添加を行うことにより、皮膚指向性che皿okinereceptorや、腸管指向性chemokinereceptorへ及ぼす効果を解析した。皮膚homingマーカーとしては、CLAやCCR4,CCR10が重要であるが、in vitroで活性型のvitamin D3が特にCLA生合成に対して抑制的に働くことを見いだした。また人工的にマウスに誘発した皮膚炎の局所に浸潤する炎症細胞も、マウスに活性型vitamin D3を前投与する事により抑制されることも発見した。つまり活性型vitamin D3はリンパ球の皮膚指向性に対して抑制的に働く事を証明した。
EBNにもとづく看護実践環境の評価と看護管理モデルの開発

EBNレディネスとして情報活用に労働環境が大きく関わっており、日本に科学的根拠に基づいた看護を普及・標準化させるための情報活用の実態を把握しEBN実践環境確立に向けたモデル構築を目的にしている。EBN実践環境尺度の開発としてInformation Literacy for Evidence-Based Nursing Practice (ILNP)の全国調査の結果と文献レビューにより、根本的な職場でのインターネットアクセスと文献検索に関わる教育の差が明らかとなっている。現役看護師3名、大学看護学科教員3名からなる専門者会議の結果、日本の教育現場と臨床現場に合わせたEBN実践環境チェックリストが必要であるとの結論に至り、新たなチェックリストを作成した。各病棟でEBN実践を実現するための環境が整っているのかを評価できる看護管理モデルを構築するための前段階のチェックリストとして、実行可能性を確かめるためにプレテストを実施した。プレテストは年齢層の異なる現役看護師(20代、30代、40代各1名)と教員2名、学生3名の計8名で、実際にチェックリストに回答を求め、項目に関して理解し難いところがないか確認した。その結果、追加説明を加えることによって、日本語の内容に問題がないと判断された。その後、パイロットスタディー実施に向け、全国の病院を8地方区分に分け調査対象としてコンビニエントサンプルを集めている。現在、調査票の依頼文を送付し5施設から承諾を得たが、残り4地方区分の調査施設を選定中である。専門者会議の結果、調査結果の一般性を保つためにパイロットスタディーの参加施設を8地方区分に分けたことで調査依頼に難航している地区がある。パイロットスタディーでチェックリストの信頼性と妥当性を検討し、、労働環境の規模に係わらず、各病棟でEBN実践を実現するための環境が整っているのかを評価できる看護管理モデルを構築し、実際の病棟でEBN実践環境のモデル導入まで実施する。看護においてEvidenced Based Nursing(EBN)を実践することは、社会的にも求められている。これまでの一連の研究で、EBNレディネスとして情報活用に労働環境が係わっていることを見いだした。そこで、本研究ではこれらの成果を発展させ、臨床で実践応用するためのEBNにもとづく看護実践環境の評価尺度の開発と、EBN実践のための看護管理モデルの開発を本研究目的とした。日本に科学的根拠に基づいた看護を普及・標準化させるためのEBN実践環境確立に向けたモデル構築である。EBN実践環境尺度の開発としてInformation Literacy for Evidence-Based Nursing Practice (ILNP)の日本語版を利用する予定である。このILNP調査票はEBNに対する臨床看護師の準備段階(レディネス)を測定する尺度である。ILNPの中には、情報を検索するための環境が整っているのか調査する質問項目が多数含まれており、EBN実践環境の評価と課題を解明するとともに、必要な支援を明確化できる。本年度はEBN実践環境尺度の開発(第一段階)として、ILNP全国調査の結果と文献レビューによるEBN実践環境チェックリストを作成中である。労働環境の規模に係わらず、各病棟でEBN実践を実現するための環境が整っているのかを評価できる看護管理モデルを構築するためのチェックリストとして、専門家会議で項目の選定と追加を検討しているところである。本年度の目標であった日本語版ILNPを作成、全国調査の結果を元に評価尺度の開発中である。全国調査と結果と、文献レビューにより今までのEBN実践の障壁となる環境を抽出する。専門家会議によりEBN実践環境チェックリストを作成し、労働環境の規模に係わらず、各病棟でEBN実践を実現するための環境が整っているのかを評価できる看護管理モデルを構築し、実際の病棟でEBN実践環境のモデル導入まで実施する。データ分析の費用を次年度持ち越しとしたため全国調査が完了していないため
レジリエントな都市交通機能を実現する「認知，インフラ，制度」の相互改善型設計

本課題では,都市交通機能が頑健性と柔軟性を備えた状況を「レジリエンス」と定義し,これを実現する上で,物理的インフラの構造上の強度ではなく,情報インフラや人の状況判断,法制度の3つのソフトインフラの連携が必要との立場から研究を進めてきた.特に緊急時の二次被害減災は人の行動が鍵であるとし,その特性を踏まえた都市交通システムの構築を目的とした.H.28は過去の災害データから,人の動きのパターンと道路構造の関係性を抽出し,法制度の改善余地(あり方)を提示した.併せて,提案法を評価するための交通シミュレータとしてマルチエージェント系の実装が容易なMATESを導入して検証を実施した.H.29までに実施した「災害における行動規範は,過去の災害時で体験した成功や失敗がバイアスとなって以後の行動規範にも影響を及ぼす」という仮説の検証実験の結果,類似の状況に対してはバイアスがプラスに働き,よい行動を促すが,過去の状況と異なる場合にはバイアスが最適な行動を選択することの弊害になることを確かめた.行動軌跡から行動規範の推定法については,遺伝的アルゴリズムと逆強化学習を導入した2つの方法を提案した.前者についてはエージェント毎に異なる規範の獲得が可能である.一方,逆強化学習はマルチエージェント系では,そのままの適用することの困難を示し,これを克服する方法を提案した.人の動向予測や情報共有については,GPSによる位置情報を用いた人流予測法を提案した.緊急時にはリアルタイムで人の動きを予測し,最適な避難行動を計算するのは難しいため,様々な状況をシミュレーションによって生成し,各状況での最適な避難行動を事例として蓄積しておく方法(事例ベース)を示した.ただし,事例通りに人間を動かすために,先に述べた人間の認知的バイアスの影響をプラスに活用するための条件を特定することを課題として残している.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本課題では「災害時の都市交通のレジリエンスを実現する目的」で,(1)人間の認知構造を踏まえ,(2)土木インフラ(ハードウェア),および,(3)緊急時規制の法的インフラ(ソフトウェア)の3つから課題を抽出し,解決法の提案,実証を推進する.以下(1)(3)ごとの実績を概観する.(1)人の認知と行動規範:近年注目されている深層学習が,主として状態の識別モデルであるのに対し,強化学習という最適行動学習アルゴリズムを組合せた深層強化学習を群衆が存在する状況の認識と行動計画に利用するための方法に取り組んだ.この成果は「久世,荒井ら:マルチエージェント深層強化学習による状態空間の爆発問題の回避」に著した.ここでは深層学習の中間層の解析方法にも言及し,論理的なルールベースとして蓄積する方法を引き続き精査する.ここでは個人の認識に限定しているが,「松香ら:地図課題対話における共有信念更新のメカニズム」では人間同志の対話モデルに言及し, H29年度以後実施する「群衆における対話がもたらす行動への影響を予測するシミュレーション」の理論ベースとして発展させる.(2)土木インフラ:「板垣,丸山ら:東北地方太平洋沖地震津波による平面道路被害の分析」や「瀬崎,丸山ら:車載カメラ画像を用いた道路の地震被害抽出に向けた基礎検討」では,過去の土木インフラの被害分析とそのパターンを抽出した.(3)制度インフラ:首都圏での災害時は従来の法規制とは異なる緊急体制が想定され,「藤井ら:岡山市における路面電車駅前乗り入れ効果の定量予測-交通流シミュレーションを用いたバーチャル社会実験」では,規制が変化した際の人,物流への影響を議論するための結果として重要である.以上,H.28年度は,人,土木,法制度のデータ収集と解析を実施し,以後の相互作用モデル構築につながる成果をおさめることができた.人の認知,行動規範,意思決定に関しては,松香が人間同士の対話ありモデル,荒井は対話なしを前提とした意思決定モデリングをそれぞれ進めており,対話による影響については,「地図課題対話における共有信念更新のメカニズム」は査読論文にまとめ印刷中である.また,荒井の強化学習と深層学習を繋ぐ実装は完了しており,中間層からの論理的構造の抽出方法については,「マルチエージェント深層強化学習による状態空間の爆発問題の回避」と題した講演論文にまとめ,群衆における各人の深層強化学習から,設計者の恣意的な判断なしに,ほぼ自動で論理的ルールを生成する枠組みを示している.論理的なルールベースが整えば,社会シミュレーションに適用することが可能になるため,課題実現に向けて,重要な成果と位置づけることができる.土木インフラに関しては,丸山を中心に,過去の被害の実データを用いて被害解析,被害パターンの類型化を進めた.具体的には,「東北地方太平洋沖地震津波による平面道路被害の分析」では津波による道路被害の予測につながる成果を示しており,「車載カメラ画像を用いた道路の地震被害抽出に向けた基礎検討」では,被害に関する情報をいち早く共有し,危険回避するための方法へとつながる成果が示されている.過去の土木インフラの被害分析とそのパターンを抽出した.法制度については,人とインフラのダイナミクスに関するモデルが精査された段階で詰める予定であるが,「岡山市における路面電車駅前乗り入れ効果の定量予測-交通流シミュレーションを用いたバーチャル社会実験」によって,日常が変化した場合の,人を含む交通の流れの変動を観察することを可能にし,この成果は,以後の2年間で3つの立場からの相互作用を実証する実験計画上,非常に重要な知見を示している.以上から,H.28年度の成果は,当初の計画に沿った進捗と判断する.

本課題では,都市のレジリエンス実現に向けて「人の動き」「交通」「制度」の視点から最適な避難計画と復旧計画の事前準備,および,発生後の適切かつ迅速なリアルタイム計画を生成する方法論を確立する.平成29年度の各研究実績概要は以下である.1)人の軌跡から行動戦略を抽出する進化計算に基づく方法を論文として著した.平成29年度はこの方法の「戦略の途中変更ができない」問題に対して,避難行動の各時点で次の一歩を決定する場の報酬ランドスケープを推定する逆強化学習を導入した方法を実装した.この成果は平成30年夏に公表予定である.この過程で逆強化学習アルゴリズムとして適切な方法を複数検討し,解説論文としてまとめている(荒井).また,災害時には,避難に関する指示や誘導の理解が安全を確保するのに非常に重要となる発話・会話に関する発話者の意図および聞き手の暗黙的の理解・意思決定における適応性について検討した(松香).2)交通インフラの検討に不可欠な「広域に適用可能な自動車・歩行者の混合交通シミュレーションモデル」を提案した(藤井).本モデルは災害時に留まらず,日本では一般的な混合交通状況における混雑を回避するための交通計画策定においても利用可能である.また,カープローブデータを活用した路面性状の不良区間抽出法を提案した(丸山),この手法は災害時の適応的な計画策定に貢献する.3)制度側として,非常時における電力確保を目的とした蓄電池の整備,また,災害時に頑健な立地適正化計画として,居住誘導区域と鉄道機能の関係に着目した市街地形成に関しても報告している(村木).また,丸山らによって提案されたスマートフォンアプリから得られた位置情報データから時間帯ごとの流動人口を推定する方法は,災害発生時刻に応じた被災者人口や帰宅困難者数の推定などの防災計画策定に利用可能である.人の行動規範の推定法として進化計算や逆強化学習に基づく二つの方法を提案し原著論文および解説論文として報告している.さらに複数の軌跡データから一度に各人の行動規範を推定するアルゴリズムへの拡張を検討した「本木,荒井:協調行動の獲得に向けた逆強化学習の導入」,また,「人は複数の目的の下で意思決定する」という前提から,これまで単一目的の強化学習を多目的に拡張した「齋竹,竹木,荒井:期待報酬ベクトルの非線形スカラー化による多目的強化学習アルゴリズム」に著し,発表した会議では優秀論文賞を受賞した.制度の検討は,「藤井ら:拡張1次元歩行者モデルの構築と交差点における歩車混合交通シミュレーション」によって,広域シミュレータを構築し,災害時に必要な制度設計を可能にする準備を整えた.また,災害時に不可欠な電源確保の検討材料として「渡部,村木:都市機能維持に向けた蓄電地の面的整備に関する研究」を著し,帰宅難民緩和に対しては「大工原,村木:東京圏郊外部における持続可能な市街地形成に関する研究」において,立地適正化計画の居住誘導区域と鉄道機能の関係に着目した都市計画策定に重要な報告をしている.本課題では,都市交通機能が頑健性と柔軟性を備えた状況を「レジリエンス」と定義し,これを実現する上で,物理的インフラの構造上の強度ではなく,情報インフラや人の状況判断,法制度の3つのソフトインフラの連携が必要との立場から研究を進めてきた.
神経細胞型ジアシルグリセロールキナーゼの脳内遺伝子および蛋白発現局剤について

プロテインキナーゼ(PKC)の制御因子であるジアシルグリセロールキナーゼ(DGK)の神経情報伝達機構における役割を追及する目的で、先にクローニングしたグリア細胞型80kDa-DGKのcDNAを用いて、ラット脳より神経細胞型DGKをクローニングし、その一次構造の解明を行った。この神経細胞型DGKのmRNAは、801個のアミノ酸をコードする翻訳領域を含む全長6,2kbであった。推定分子量は90,287Daであり、90kDa-DGKと命名した。この90kDa-DGKは先の80kDa-DGKと比較して、アミノ酸配列において58%の相同性を有しており、80kDa-DGKと同様、EF-hand構造、Zinc finger様構造およびATP結合部位を含んでいた。ノーザンブロット解析において90kDa-DGKmRNAは、とりわけ脳に多く、次いで副腎、小腸に検出され、80kDa-DGKmRNAが豊富に発現している脳腺、膵臓などのリンパ系組織にはmRNAの発現は認められなかった。この90kDa-DGKcDNAをCOS-7細胞にtransfectionし、種々のDG分子種に対するDGK活性を測定したところ、90kDa-DGKは長鎖脂肪酸を含むDG分子種により、高い活性を示すことが明らかとなった。90kDa-DGKの脳内遺伝子発現は、腺条体、側座核、嗅結節、嗅球といった限局した神経細胞群に強く認められた。今回、神経細胞DGKの一次構造が解明され、その発現局在、酵素学的性質が明らかにされた。特に、中枢神経における発現様式は、90kDa-DGKの関わる生理作用を考える上で非常に興味深い。すなわち、90kDa-DGKmRNAが強い発現を示す腺条体、側座核、嗅結節、嗅球といった部位は、ドーパミン作動性神経の投射領域と一致し、ドーパミン受容機構との関わりを示唆している。また、90kDa-DGKの限局した脳内発現は、神経細胞におけるDGKの多様性をも示唆しているものと考えられる。
新教育運動における心身論

新教育運動における「感性教育」と「身体教育」の関わりについて、その教育構想の形成には従来から指摘されている生活改革運動の実践や生の哲学の理論からばかりではなく、精神医学からの影響も大きかったことが判明した。また、新教育運動における「感性教育」と「身体教育」の関わりについて、その研究対象はこれまで運動の担い手によって設立された私立学校に集中されがちであったが、公共政策と連動して教育構想を発展させた事例に注目することで、より広範な作用関係を解明できた。21年度に実施した研究の具体的内容本研究は「感性教育」と「身体教育」の関わりを19世紀から20世紀にかけての世紀転換期に展開された新教育運動のなかで追及することを目的としている。平成21年8月に日本の新教育運動家によって設立された学校の資料館および国立公文書館(いずれも東京)で資料収集を行い、世紀転換期における教育実践にみられる「感性教育」と「身体教育」の関わりを探り、その成果を9月にドイツ教育学会教育史研究分科会(ドイツ・マールバッハで開催)のなかで「1890年から1945年にかけての日本におけるナショナル・アイデンティティ推進の儀式」というテーマで発表した。この渡欧の際にドイツの新教育運動家によって設立した学校の資料館で収集した資料および購入した書籍を手掛かりとして、紀要『人間形成と文化』掲載論文である「田園教育舎と心身問題-オーデンヴァルト学校からエコール・デュマニテへの推移に注目して-」を、さらに11月のベルリン滞在中に収集した資料を中心として紀要『三重大学教育学部研究紀要』掲載論文である「ペーターゼン教育学における心身問題の射程-イエナ・プランにみる心と身体の接点から-」を、さらに『杉峰英憲先生退官記念論文集』掲載論文である「新教育運動における心身論の来歴-時代精神の地平から-」をそれぞれ執筆した。また、11月のベルリン滞在中には、ディートリッヒ・ベンナー教授のもとで推進されている二つのドイツ学術振興会プロジェクトの集まりに参加する機会を得、意見交換をすることができた。21年度に実施した研究の意義、重要性ここまでの研究で明らかになってきたことは、「感性教育」と「身体教育」の関わりを重視した新教育運動家たちは、従来から指摘されている生活改革運動の実践や生の哲学の理論からばかりではなく、当時異色を放っていた精神医学の分野からも影響を受けているということである。今後はこの分野からの影響の事実関係を精査することで、新教育運動のこれまでは注目されてこなかった側面、さらには19世紀から20世紀にかけての世紀転換期における教育実践における「感性教育」と「身体教育」の関わりの根幹を解きほぐしていくことができるのではないかと推測される。22年度に実施した研究の具体的内容本研究は「感性教育」と「身体教育」の関わりを19世紀から20世紀にかけて世紀転換期に展開された新教育運動のなかで追及することを目的としている。8月には教育史国際学会第32回大会(オランダ・アムステルダムで開催)で、多くの新教育運動家が新興富裕市民層の子女を対象とした私立学校において児童中心主義の思想に基づく感性教育および身体教育の実践を試みていたなかで、貧困層等の子女を対象として同じ思想に基づく感性教育およぎ身体教育の実践を試みていたグループに注目し、「日本の法的政策における子どもの発見:1907-23」というタイトルで発表した。11月および12月には、日本の新教育運動家の設立した学校における教育実践の実態を公文書において確認するため宮内公文書館および国立公文書館(いずれも東京)で資料収集を行った。これまでに収集した資料を手がかりとして、『三重大学教育学部研究紀要』掲載論文である「新教育における心身論と教育愛の連関」を執筆した。22年度に実施した研究の意義、重要性「感性教育」と「身体教育」の関わりを重視した新教育運動の発想は、個々の新教育運動家が設立した私立学校において個別に実施されていただけではなく公の社会政策および福祉政策と連動していたということが、従来には注目されてこなかった側面として浮上してきた。教育政策を超えた領域とどのように手を携えながらその実践が深化されてきたかについては、新教育運動を俯瞰する上でさらなる解釈の余地を残していると思われる。<平成23年度に実施した研究の具体的内容>口頭発表としては、(1)ドイツ教育学会教育史部門が「ネットワーク」をテーマとして9月にバーゼル(スイス)で開催した年次大会でスイスと日本の新教育の立役者が心身論をめぐってネットワーク形成にあたって抱いた理念と現実の齪酷を分析して発表し、(2)11月にはポーランドのワルシャワ大学(UKSW)で日本の新教育にみられる心身論を宗教性の視点から考察する講演を行った。

論文発表としては、(1)日本の新教育とドイツの新教育にみられる心身論の親和性を指摘する論文(Padagogische Rundschau誌)、(2)日本における新教育の心身論の方針を福祉的視点で実践した事例を紹介する論文(Paedagogica Historica誌)、(3)日本の新教育における心身論の受容過程をオリエンタリズムの視点から解読する論文International Journal for the Historiography for Education)、(4)ドイツの新教育における心身論の形成と生の哲学および心身医学との関係を再考する論文(三重大学教育学部研究紀要)が刊行された。<平成23年度に実施した研究の意義・重要性>新教育運動における「感性教育」と「身体教育」の関わりについて、現在ホットなテーマである「ネットワーク」と絡めて考察した内容をスイスで発表するなかで、「他者」と「自己」をキーワードとする再考の可能性が浮上した。また、新教育運動における「感性教育」と「身体教育」の関わりを宗教性という文脈で読み解く内容をポーランドで発表するなかで、いわゆる東欧ブロックの研究者からみた文化性の位置づけという視座から今後の研究に資する刺激を得られた。
ホップ代数を用いた微分・差分統一Picard-Vessiot理論

微分方程式のカロア理論は通常Picard-Vessiot(PV)理論と呼ばれる。この差分方程式アナログがvan dar Put,Singerによって与えられている。一方、研究分担者の竹内光弘は1989年の論文で、微分PV理論へのホップ代数アプローチを発表した。ホップガロア理論を基盤とするこのアプローチの利点は、(1)体への微分作用をある条件を満たす余可換ホップ代数の作用に拡張したことで、正標数の高次微分作用に関する理論をも包括した点、(2)代数群に替えより一般にアフィン群スキームを用いることで、代数閉体と限らぬ体上の議論を可能にした点にある。研究代表者は、分担者の天野勝利と共に、このアプローチを推し進めて、上記. (1)よりさらに一般に、群様元も含み得る余可換ホップ代数の上の「アルチン単純可群代数」なるコンテクストで、竹内の諸結果が成り立つことを示した。これにより、差分方程式のガロア理論も統一的に扱うことが可能になり、またvan der Putらのいくつかの結果をよりシャープな形にできた。本研究は、この「ホップ代数を用いた微分・差分統一Picard-Vessiot理論」を推し進めるものであって、今年度までに得られた結果を、天野、竹内との共著"Hopf-Algebraic Approach to the Picard-Vessiot Theory"(Hazewinkel編,Handbook of Algebra Vol.6," Elsevierに掲載予定)にまとめた。また、ホップガロア理論の別の応用として、量子包絡環のコサイクル変形による構成法を考案した。アイデアは極めて単純であって、知りたいホップ代数を、適当な分かりやすいホップ代数のコサイクル変形として捉えて(それは2つのホップ代数の上の、正規底をもつbitorsorを構成することに他ならない)、そこから知りたい情報を引き出そうというもの。これを、量子包絡環に対し実践し、応用として、三角分割や(一般化された)量子ダブル構成が、複雑な関係式を確かめることなく導けること、りー代数のコホモロジーに関するWhitehead Lemmaの量子版が成り立つことを証明した。これらの結果を2編"Abeian and non-abelian second cohomologies of the quantized enveloping algebras","Construction of quantized enveloping algebras by cocycle deformation"に纏めた。今年度の実績は2つに分けられる。1.アフィン群、形式群の一般化について「カテゴリーに基づかないシンメトリー」という、かなり一般的かつ融通のきく枠組みで研究した。よく知られているように、標数ゼロの体上、リー代数ファンクターは2つのカテゴリー同値を与える。1つは、(形式群)から(有限次元リー代数)へ。もう1つは(ユニポテント代数的アフィン群)から(有限次元ベキ零リー代数)へ。これらを上述の一般的枠組みで、またさらに有限性の制限をはずして証明した。この結果を含む論文"Formal groups andunipotent affine groups in non-categorical symmetry"は雑誌Jounal of Algebraにアクセプトされ、web上公開されている。http://dx.doi.org/10.1016/j.jalgebra.2007.03006微分方程式のガロア理論は通常Picard-Vessiot(PV)理論と呼ばれる。

この差分方程式アナログがvan der Put,Singerによって与えられている。一方、研究分担者の竹内光弘は1989年の論文で、微分PV理論へのホップ代数アプローチを発表した。ホップガロア理論を基盤とするこのアプローチの利点は、(1)体への微分作用をある条件を満たす余可換ホップ代数の作用に拡張したことで、正標数の高次微分作用に関する理論をも包括した点、(2)代数群に替えより一般にアフィン群スキームを用いることで、代数閉体と限らぬ体上の議論を可能にした点にある。研究代表者は、分担者の天理勝利と共に、このアプローチを推し進めて、上記(1)よりさらに一般に、群様元も含み得る余可換ホップ代数の上の「アルチン単純加群代数」なるコンテクストで、竹内の諸結果が成り立つことを示した、これにより、差分方程式のガロア理論も統一的に扱うことが可能になり、またvan der Putらのいくつかの結果をよりシャープな形にできた。本研究は、この「ホップ代数を用いた微分・差分統一Picard-Vessiot理論」を推し進めるものであって、今年度までに得られた結果を、天野、竹内との共著"Hopf-Algebraic Approach to the Picard-Vessiot Theory"(Hazewinkel編,Handbook of Algebra Vol.6, Elsevierに掲載予定)にまとめた。また、ホップガロア理論の別の応用として、量子包絡環のコサイクル変形による構成法を考案した。アイデアは極めて単純であって、知りたいホップ代数を、適当な分かりやすいホップ代数のコサイクル変形として捉えて、(それは2つのホップ代数の上の、正規底をもつbitorsorを構成することに他ならない)、そこから知りたい情報を引き出そうというもの。これを、量子包絡環に対し実践し、応用として、三角分割や(一般化された)量子ダブル構成が、複雑な関係式を確かめることなく導けること、リー代数のコホモロジーに関するWhitehead Lemmaの量子版が成り立つことを証明した。これらの結果を2編のプレプリント"Abeian and non-abelian second cohomologies of the quantized enveloping algebras","Construction of the quantizedenveloping algebras by cocycle deformation"にまとめた。