hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
地表変動後の植生回復における根圏相互作用システムに関する研究

火山活動や河川に由来する地表変動跡地を主な対象として,地表変動様式,物理的・化学的土地条件,植生回復の実態,侵入樹木の成長解析,菌根菌など生物的条件を把握し,樹木の侵入・定着・成長にとって制限的に働くストレス要因の抽出と対応する種特性を検討した。また抽出されたストレス要因と樹木の反応および菌根菌の機能を検証することで,複雑な系である根圏相互作用システムの理解と応用に資する研究を目指した。主な研究対象地は,火山性攪乱地として2000年に噴火した有珠山火口周辺,河川に由来する攪乱地として札内川砂礫堆,さらに2003年の豪雨で斜面崩壊などが生じた日高地方の河川上流域とし,それぞれの攪乱様式と裸地特性の把握に努めた。植生の特性については有珠山噴火跡地と河川砂礫堆を中心に,植物の侵入・定着実態を精査し,それらと菌根菌との関わりを検討した。いずれも,これまでに報告例が少ない貴重な資料を得て,有珠山の植生に関わる樹木および草本類の役割と外生菌根,アーバスキュラ菌根の共生,河畔に普遍的なオノエヤナギと外生菌根共生の季節変動,分子生物学の手法による菌種の同定など,いくつかの大きな成果を見たが,菌根の機能的解析は今後の課題となった。一方でケショウヤナギを中心とする更新地で実生時の成長特性や群落生態を明らかにし,砂礫堆では手法的に難しかった養分動態を把握する試みも成果を得た。養分環境,水分などの物理的環境,それに菌根菌の機能を併せて,河畔攪乱域の生態解明に大きく前進できたと考えている。また,根圏の相互作用システムを緑化技術へ応用して行くために,必要とされる種苗培地条件の検討や半解放条件での外生菌根合成にも成功し,今後に向けての技術的手がかりを得た。火山攪乱地の渡島駒ヶ岳,河川攪乱地の札内川,豊平川支流を中心に,調査区を設定した。本年度は河川攪乱地を主体に,調査区の粒径分析,温度,水分環境,更新実態,のほか,代表的調査区では個体の器官量配分,根の形態,蛍光クロロフィル反応を測定した。河畔攪乱地に生育するヤナギ類の成長解析の結果,砂地に優占するとされるオノエヤナギ,エゾノキヌヤナギと,礫地に優占するオオバヤナギでは,実生の器官量配分に違いが見られ,礫地のヤナギの方が地下部への配分量が大きい傾向が認められた。水分環境は降雨に伴って大きく変動し,夏期の降雨後4日目には含水率5%以下と乾燥した。実生の育苗実験では,乾燥状態とした場合,礫地のヤナギ実生の方が枯死率が高かった。礫地に更新するオオバヤナギ,ドロノキ,ケショウヤナギは直根性が著しく,特に定着初期に深さ方向の根の成長を優先させていることが示唆された。クロロフィル蛍光反応による解析からは,夏期のヤナギ類は,幼樹段階で,ストレスを反映するような光合成能力の低下は認められなかった。前述の結果と併せると,生育立地選択は更新初期に強く発現すると予想される。調査区内,および周辺域における菌根性きのこ類の子実体発生状況および樹病の発生状況を,予備的に調査した。河畔域においても菌根性のきのこ及び実生根系への菌糸の付着が確認された。ヤナギ類に乾燥耐性の異なるグループがあることが示唆されたことから,乾燥立地と考えられる火山攪乱地だけでなく,河畔での植生再生に菌根菌が寄与している可能性が考えられ,ともに今後の精査を要する。

菌接種試験により,カラマツ実生に菌根形成初期段階が認められ,今後の実験計画に展望を得た。火山攪乱地の渡島駒ケ岳,河川攪乱地の沙流川を中心に,調査を行った。河川攪乱地では,調査区の粒径分析,温度,水分環境,更新実態,をふまえ,ヤナギ類の実生定着段階における菌根の役割を明らかにするための基礎として,普遍的構成種であるオノエヤナギについて,生育環境と菌根のタイプおよび形成率を検討した。また,渡島駒ケ岳では,火山性攪乱地での菌根菌とカラマツ実生の共生関係について検討した。観察したオノエヤナギの全実生に外生菌根(ECM)が形成されており,その外部形態から6タイプの菌根菌に区分できた。形成率は流路からの比高が高くなるほど増加する傾向が明らかで,ECM形成率は攪乱地の安定期間に依存すると考えられた。流路からの比高が低い,すなわち増水に伴う攪乱頻度が高いと考えられるサイトで特異的に優占するタイプが認められ,立地によって役割の異なるECMの存在が示唆された。アーバスキュラ菌根(AM)はヨシ・スゲなどの草本類が混成しているサイトで確認されたが,草本類のないサイトの実生には認められなかった。定着初期のオノエヤナギに対して同所的に生育する草本類がAMの供給源になっていると,考えられた。渡島駒ケ岳における実生の生残率は高く,このことに菌根菌が関与している可能性が考えられた。菌類の子実体は5種が認められたが,その85%はアミハナイグチであった。同種の子実体はカラマツ実生の分布域に偏って発生していた。観察した実生の全個体にECMが認められ,10タイプが確認された。礫表面に伸長した根に特異的に形成が認められたECMが3タイプ有り,なかでもアミハナイグチは礫内部への進入も観察され,礫に含まれる結晶態の養分吸収に寄与している可能性が示唆され,火山性攪乱跡地でのカラマツの侵入・定着に重要な役割を担っていることが考えられた。火山攪乱地の渡島駒ヶ岳,有珠山,河川攪乱地の漁川を中心に調査を行った。河川攪乱地では、ヤナギ類の実生定着段階における菌根の役割を明らかにするための基礎として,普遍的構成種であるオノエヤナギについて,菌根のタイプおよび形成率の季節・年次変化を検討した。また,渡島駒ヶ岳では,火山性攪乱地での菌根菌と窒素固定バクテリアおよびカラマツ実生の3者共生関係について検討した。さらに,噴火後間もない北海道有珠山で,樹木の侵入・定着実態と,それらの根系に形成された菌根のタイプ・形成率を明らかにした。河畔のオノエヤナギ実生では,優占する2種の外生菌根菌が,季節的に棲み分けていた。すなわち,根端が盛んに分岐生成される春から夏に大きく優占するタイプと,根端の成長が停止した夏秋に菌根形成を行うタイプがあった。これらの事実は,1個体に共生する複数の菌根菌が機能的な違いを有していたり,河畔の攪乱体制に対応して生育する菌類が存在する可能性などを示唆しており,今後の課題となった。噴火後2年目の有珠山ではオノエヤナギ,ドロノキを主体に高木種の侵入が見られたが,個体密度は低かった。6月に確認されたこれらの種の実生は9月まで高い生残率を示した。2種の全実生に外生菌根の形成が認められ,オノエヤナギで2タイプ,ドロノキで1タイプと判断された。根端レベルで見た菌根形成率は,河畔での形成率よりも低かった。内生菌根菌はいずれの種でも確認できなかった。内生菌根依存性のイタヤカエデは6月時点では以上の2種に次ぐ個体数が認められたが,9月には全て消失していた。駒ヶ岳のカラマツ実生の根系から,6タイプのバクテリアを単離し,性状を検討した結果,46種と見られる単生窒素固定菌が外生菌根菌とともに根の表面に存在することが確かめられた。
金属単結晶表面上の希ガス薄膜の二次元/三次元間の構造相転移

物理吸着系の実験的研究を目的とする超高真空および低温試料に対応した自動消光型偏光解析実験装置を開発した.(1)極高真空装置を製作し、容器内が空の状態で10^<-9>Pa台,種々の測定装置をとりつけた状態でも10^<-8>Paの到達圧力達成した.(2)20K程度まで冷却可能なヘリウムガスフロー型の試料ホルダー・マニピュレータを製作した.(3)PID制御による自動消光型の偏光解析光学系を開発した.装置の性能については以下の点を確認した.(1)偏光解析法でモニターしながらPt(111)試料表面をイオン衝撃,アニーリングにより清浄化した.この過程で,試料表面の状態変化に対する自動消光制御系は充分な迫従性を示した.(2)Xe/Pt(111)を対象として,三重点温度以上で,広い圧力領域での吸着当温線を測定し,その系の多層成長の様子を観察した.本装置により単分子層以下から平衡圧力がバルクの飽和蒸気圧にほぼ等しなるく厚い層までの層成長の様子が観測可能である.現在の問題点は試料表面の正確な温度測定にある。アニール時の高温に耐える温度計としてPt vs Pt:Rh熱電対を使用しているが、低温での熱電能が低いため充分な精度が得られていない.現在Pt抵抗温度計を併用する方法を検討中である.この点を解決後,臨界温度(あるいは三重点温度)で規格化した転移温度,飽和蒸気圧で規格化した転移圧力,吸着分子間相互作用と吸着分子下地間相互作用,格子定数等をパラメータとして,Ar,Kr,Xeなど異なる系での相転移の実験を予定しており,その比較対照から,まず現象論的な法則を導き出す.それらの知見を基に,単原子層から多層膜における二次元/三次元転移,wetting転移,表面融解等の現象を解明を目的として研究を発展させる.物理吸着系の実験的研究を目的とする超高真空および低温試料に対応した自動消光型偏光解析実験装置を開発した.(1)極高真空装置を製作し、容器内が空の状態で10^<-9>Pa台,種々の測定装置をとりつけた状態でも10^<-8>Paの到達圧力達成した.(2)20K程度まで冷却可能なヘリウムガスフロー型の試料ホルダー・マニピュレータを製作した.(3)PID制御による自動消光型の偏光解析光学系を開発した.装置の性能については以下の点を確認した.(1)偏光解析法でモニターしながらPt(111)試料表面をイオン衝撃,アニーリングにより清浄化した.この過程で,試料表面の状態変化に対する自動消光制御系は充分な迫従性を示した.(2)Xe/Pt(111)を対象として,三重点温度以上で,広い圧力領域での吸着当温線を測定し,その系の多層成長の様子を観察した.本装置により単分子層以下から平衡圧力がバルクの飽和蒸気圧にほぼ等しなるく厚い層までの層成長の様子が観測可能である.現在の問題点は試料表面の正確な温度測定にある。アニール時の高温に耐える温度計としてPt vs Pt:Rh熱電対を使用しているが、低温での熱電能が低いため充分な精度が得られていない.現在Pt抵抗温度計を併用する方法を検討中である.この点を解決後,臨界温度(あるいは三重点温度)で規格化した転移温度,飽和蒸気圧で規格化した転移圧力,吸着分子間相互作用と吸着分子下地間相互作用,格子定数等をパラメータとして,Ar,Kr,Xeなど異なる系での相転移の実験を予定しており,その比較対照から,まず現象論的な法則を導き出す.それらの知見を基に,単原子層から多層膜における二次元/三次元転移,wetting転移,表面融解等の現象を解明を目的として研究を発展させる.本年度の主要な目的は実験装置の開発であった。より清浄な表面で実験を遂行するための極高真空実験装置の開発,高温での試料清浄化と低温での気体の吸着を両立させるための試料ホルダー,データ収集を効率的に行うための偏光解析測定系の自動化を実現することが鍵となる点であった。各方面からの情報収集,設計上の,および実験を行いながらの試行錯誤の結果,現在それらが実現可能であるとの目処を得た。以下のような実験装置の設計・製作と,実験装置の調整を行った。1.20K程度まで冷却可能なヘリウムガスフロー型の試料ホルダーを設計し、製作中である。2.上記の試料ホルダーと既存の超微小電流低速電子線回折装置を取り付ける極高真空容器を設計した。製作は京和真空機器製作所にを依頼し,すでに完成している。より清浄な真空を得るため,いくつかの内面処理の方式を検討の結果,三愛石油(株)に依頼して電解研磨を施した。3.既存の偏光解析装置の光学系を自動測定が可能なように改良した。パーソナル・コンピュータとPID制御器を組み合わせた自動測定装置を構成し,時間応答,測定精度の向上を目的に制御プログラムの開発を行った。4.まもなく,装置が組上がり,極高真空(10^<-10>Pa台)の達成を目標に装置の立ち上げを行う。この後,Pt(111)単結晶表面上のAr,Kr,Xeを測定対象として実験を行う。初めは実験を行いなら,装置の最適化のための種々の改良を進め,実験手法を確立してから本実験に移行する予定である。1.平成6年度はまず実験装置を完成しその調整と動作確認を行った.(1)20K程度まで冷却可能なヘリウムガスフロー型の試料ホルダー・マニピュレータを製作した.

(2)前年度製作した極高真空装置の調整を行い,容器内が空の状態で10^9Pa台,種々の測定装置をとりつけた状態でも10^8Paの到達圧力を達成した.(3)PID制御による自動消光型の偏光解析光学系を開発した.(4)本年度購入した希ガス純化装置を用いて気体導入系を製作した.(5)極微小電流低速電子線回析装置の調整をグラファイト単結晶を標準試料として別装置で行った.2.実験.(1)偏光解析法でモニターしながらPt(111)試料表面をイオン衝撃,アニーリングにより清浄化した.試料表面の状態変化に対する自動消光制御系の追従性は充分な性能が得られた.(2)Xe/Pt(111)を対象として,三重点温度以上での吸着等温線を測定し,その系の多層成長の様子を観察した.本装置により広い圧力領域で測定が可能であることを確認した.3現在の問題点は試料表面の正確な温度測定にある.アニール時の高温に耐える温度計としてPt/Pt-Rh熱電対を使用しているが,低温での熱電能が低いため充分な精度が得られていない.現在Pt抵抗温度計を併用する方法を検討中である.この点を解決後,臨界温度(あるいは三重点温度)で規格化した転移温度,飽和蒸気圧で規格化した転移圧力,吸着分子間相互作用と吸着分子下地間相互作用,格子定数等をパラメータとして,Ar,Kr,Xeなど異なる系での相転移の実験を予定しており.その比較対照から,まず現象論的な法則を導き出したい.それらの知見を基に,単原子層から多層膜における二次元/三次元転移,wetting転移,表面融解等の現象の解明を目的として研究を発展させる.
哺乳類細胞の複製工場を構成する因子の基盤の同定と、制御機構の解明

哺乳類細胞核内の染色体複製の分子機構の解明を目指し、マウスDNAポリメラーゼαの細胞内動態を解析した。マウスDNAポリメラーゼαをモデルとした解析等を通じて、1)哺乳類細胞のDNAポリメラーゼαに特異的阻害剤を開発し、デヒドロアルテヌシンの誘導体の中の一つC12が最も強力に特異的にポリメラーゼαを阻害することを見出した。そのことからleading鎖とlagging鎖の合成が不一致したときに異所的なRPAのfociが形成される可能性を考察した。2)ポリメラーゼαの温度感受性変異体の解析を通じて、核内の異常タンパク質を排除するタンパク質品質管理機構の存在する可能性を示唆し、解析を続けた。3)DNAポリメラーゼαと相互作用するテロメア結合因子の解析を通じてDNAポリメラーゼαのクロマチンへのloadingメカニズムに共通した分子メカニズムの提唱にいたった。哺乳類細胞核内の染色体複製の分子制御機構の解明を目指して、マウスDNAポリメラーゼαの温度感受性変異体tsFT20を利用し、ポルαの細胞内動態を解析した。tsFT20由来のポルα触媒サブユニットとEGFPの融合タンパク質のタイムラプス観察、光刺激型GFPによる追跡実験、種々の阻害剤を用いた解析、siRNAによるknockdown実験等、を徹底的に行うことで、DNAポリメラーゼαの核内の品質を管理する二つの独立した機構を見いだした.一つの経路は、異常な核内のDNAポリメラーゼαが速やかにユビキチン化され、プロテアソームにより核内で分解されるメカニズムである.もう一つの系路は新たにタンパク質合成された異常なDNAポリメラーゼαには第二サブユニットが結合できず、細胞質に係留させると言う経路である.DNAポリメラーゼαの異常によりゲノムの不安定性が誘起されることが報告されており、ゲノムの恒常性を維持する為に異常なDNAポリメラーゼα(突然変異の結果、構造上異常が生じた分子)やバランスの崩れた複合体の品質が管理される機構が存在するのではないかと考察された。さらに、この分子機構が異常なタンパク質の除去に限定されるのではなく、細胞のストレス応答の一面を見ている可能性を検証している。即ち、細胞の老化、発生、進化とさらに、タンパク質の合成、成熟、輸送と分解のバランスを理解する上で必要不可欠な基礎研究として位置づけたい。哺乳類細胞核内の染色体複製の分子機構の解明を目指し、マウスDNAポリメラーゼαの温度感受性変異体tsFT20を利用し、ポリメラーゼαの細胞内動態を解析した。温度感受性変異株由来のポリメラーゼαをモデルとして,一過性過剰発現させたポリメラーゼの制限温度下(39.5°C)での分解を阻害する薬剤を探索した.その結果HSP90の阻害剤noboviocinが核内のポリメラーゼαの分解を阻害することを見いだした.さらに異なる作用機序のHSP90の阻害剤であるGeldanamycinやcumermycin,HSP70の阻害剤PES等でも制限温度下でのp180tsFT20の核内の分解が阻害された.この結果はHSP90のsiRNAによるノックダウン実験により確認された.一方,理研の今本細胞核機能研究室ではストレスに応じて核内に分子シャペロンが蓄積する事を見出しており,その知見も合わせて核内の品質管理機構は分子シャペロンに依存したタンパク質分解系により担われていることが推測された.分子シャペロンは細胞質においてはタンパク質の変性を防ぎ,むしろ分解に拮抗する役割を担うと考えられており,核の中においては事なる役割を担うのではないかという想定外の結果が得られた.この結果がポリメラーゼαに特異的な現象かどうかが今後の大きな課題と考えられた。核内においてシャペロンに依存して分解される第2の例を見出す事が一般化に重要と考えられた.現在、いくつかの有力な候補因子を見出し、HSP90に依存した核内の分解系が関与しているかどうかを解析中である.この結果を合わせて核内品質管理機構の解析としてまとめたい.一方マウスRPAとYFPとの融合タンパク質を精製し、YFPの蛍光を利用してスライドガラス上に固定化させた一本鎖DNAを可視化した.複製工場の1分子観察の基礎技術として発表した.真核生物の染色体末端のテロメアDNAはG塩基に富む反復配列からなり、3'末端は突出した1本鎖DNA構造である。テロメア長は細胞の老化・癌化と密接に関連し、テロメア長の調節にはテロメア結合蛋白質とテロメラーゼが関与するが、詳細な分子機構は不明な点が多い。マウステロメア1本鎖DNA領域に結合するPot1蛋白質(mPot1)は、テロメア末端保護とテロメア長の調節に関与する。

また、テロメラーゼとDNAポリメラーゼαは各々テロメアDNAのリーディング鎖とラギング鎖の伸長に関与する。出芽酵母では、テロメア1本鎖DNA領域に結合するCdc13蛋白質がDNAポリメラーゼαと相互作用することが知られており、マウスでも同様の相互作用が存在するかを検証するために、mPot1とDNAポリメラーゼα間の相互作用の可能性を解析した。まず、大腸菌内でGST-mPot1(314-640)とHis-mPolα(1-330)を組換え蛋白質として発現させ、精製した。精製蛋白質を用いたGST-pull downによってmPot1(314-640)とmPolα(1-330)が直接的に相互作用することを示した。加えて、円偏光二色スペクトルにより精製したmPolα(1-330)が天然変性蛋白質であることを示した。DNA複製工場の観察,解析する為の必要不可欠なDNAポリメラーゼαの性状解析を進めた所,核内の異常タンパク質の除去機構を示唆する興味深い実験結果が得られた.核内の新しいタンパク質品質管理機構の解析は複製工場の制御機構を明らかにする事にもつながり,基礎科学的に常用な知見であり,その詳細の解明に専心しているところである。24年度が最終年度であるため、記入しない。細胞核内タンパク質品質管理機構が分子シャペロンに依存したタンパク質分解系である事を証明する.その後に,ポリメラーゼ等の核内複製関連因子の構造に異常が生じる際の複製工場の崩壊と再形成に伴う品質管理機構を解明する手掛かりが得られつつあり,当初の計画を大きく膨らませる研究へと進展中である.24年度が最終年度であるため、記入しない。
超伝導体を使用した磁気レンズの実証

本研究では、垂直な磁束成分を遮蔽するように超伝導電流が流れる超伝導体を用いて磁束を集中する「磁気レンズ」の実験的検証を行った。2次元超伝導体である12mm幅のYBCO線材を周回電流が流れないように絶縁を取りつつ、かつ隙間が生じないように、先端部直径23.2mm、底面部直径166.3mm、高さ63.6mmの側面を持つ銅製中空円錐上に配置した。1層目は長さ95mmの線材を16枚、2層目は79mmの線材を16枚、3層目は50mmの線材を32枚、円錐の底面と線材の端部が重なるよう放射状に固定した。このYBCO線材を貼り付けた中空円錐3個を重ねて磁気レンズを構成した。外部磁場を発生するNbTi超伝導コイルは内径174.4mm、外径192.3mm、高さ38mmで、100A通電時に中心磁場0.878Tを発生することを確認した。上記、磁気レンズと超伝導コイルを冷凍機伝導冷却型の磁気レンズ評価クライオスタットに組み込み、3.6Kまで冷却して、外部磁場発生時のクライオスタット表面での磁場分布を測定した。磁気レンズのない状態では中心近傍の磁束密度は均一であり、(中心の磁束密度)/(半径20mmでの磁束密度)の値は1.002であった。一方、磁気レンズがある状態では、この値が1.055まで増加し、磁気レンズによる磁束の集中効果が実証された。また外部磁場を零としても磁場分布が存在し、YBCO線材の場合、残留磁化が大きいことも見出された。周回電流を抑制するようにスリットを入れ、中心部で中空側面が囲む面積を狭めた(最小内径6.85mm、最大内径28.96mm)GdBaCuOバルク超伝導円筒でも磁気レンズを作製した。この磁気レンズの中心磁束密度は、液体ヘリウム中、外部磁場2Tで5.65Tに至っており、磁気レンズの効果をより明瞭に実証した。
25ヒドロキシコレステロールによる抗ウィルス活性の解析

重篤な疾患を引き起こすウィルスは数多く存在するが、抗ウィルス治療薬の充足率は決して高くない。私はこれまでに酸化コレステロールである25ヒドロキシコレステロール(25OHC)が宿主細胞の生存に影響を与えずに、ウィルスの複製を抑制することを見出している。本研究では、宿主細胞における25OHCの受容機構、そしてそれに伴うストレス関連遺伝子の発現誘導機構を解明した。本結果は25OHCの持つ抗ウィルス作用の分子機構を明らかにすると共に、25OHCを基盤とした新たなウィルス治療薬開発の可能性を提示するものである。重篤な疾患を引き起こすウィルスは数多く存在するが、ウィルスごとに構成蛋白質や生活環が異なることや、容易に遺伝子変異することなどから、抗ウィルス治療薬の充足率は決して高くない。申請者は酸化コレステロールである25ヒドロキシコレステロール(25OHC)が宿主細胞の生存に影響を与えずに、ウィルスの複製を抑制することを見出した。本研究では、25OHCによる抗ウィルス機構を解明し、新たなウィルス治療薬開発の基盤とすることを目的としている。25OHCが抗ウィルス活性を発揮する際、酸化ストレスを認識するキナーゼEIF2AK4 (Eukaryotic translation initiation factor 2αkinase 4)を介した翻訳制御因子eIF2αのリン酸化が起きる。まず25OHCによるeIF2αのリン酸化によって翻訳停止による蛋白質合成の全般的な抑制と様々なストレス応答遺伝子の発現が増加することを申請者は明らかにした。また25OHCによるeIF2αのリン酸化に、EIF2AK4とは別のキナーゼも関わり、その分子機構にユビキチン-プロテアソーム系の関与が示唆された。次に25OHCがどのようにどのように受容され、その情報がeIF2αに伝達されているか解明を目指すべく、これまでに既知の25OHC結合蛋白質について検討した。培養マクロファージ細胞においてsiRNAによる発現抑制実験を行ったところ、あるG蛋白質共役受容体が25OHCの認識に関わっていることが分かったが、それ以外の既知25OHC結合蛋白質は25OHCによるストレス応答遺伝子の発現増加に影響を与えなかった。以上の結果は、25OHCの抗ウィルス活性に蛋白質合成の全般的な抑制とストレス応答遺伝子の発現誘導が関わること、及びウィルス治療薬の標的としてこのG蛋白質共役受容体が有望であることを示唆する。重篤な疾患を引き起こすウイルスは数多く存在するが、ウィルスごとに構成蛋白質や生活環が異なることから、抗ウイルス治療薬の充足率は決して高くない。申請者は酸化コレステロールである25ヒドロキシコレステロール(25OHC)が宿主細胞の生存に影響を与えずに、ウイルスの複製を抑制することを見出した。前年度の研究から、25OHCの抗ウィルス活性にストレス応答遺伝子の発現誘導が関わる可能性を見出した。今年度はこのストレス応答遺伝子の発現誘導機構の解明に取り組み、転写因子ATF4の関与を検討した。siRNAによるATF4の発現抑制実験を行ったところ、Chop, Trib3, Chac1, Asnsなどのストレス応答遺伝子の25OHC誘導性の発現増加が見られなくなった。また培養マクロファージに長時間25OHCを処理すると、マクロファージはアポトーシスを起こしたが、siRNAによりATF4の発現を抑制するとマクロファージのアポトーシスが顕著に抑制された。以上の結果からATF4が25OHCによるストレス応答遺伝子の発現誘導機構のマスターレギュレーターとして働いており、25OHC誘導性のアポトーシスを制御していると考えられる。25OHCによるストレス応答遺伝子の発現誘導機構の解明を試み、転写因子ATF4がこの機構のマスターレギュレーターとして働いていることを見出した。この結果は25OHCによる抗ウィルス機構の一端の解明に繋がる成果であると共に、この機構を利用した新たなウィルス治療薬開発する上で、ATF4が創薬標的になることを示唆する結果である。こうした理由から、本研究は概ね順調に進展したと考えている。これまでに酸化コレステロールである25ヒドロキシコレステロール(25OHC)が宿主細胞の生存に影響を与えずに、ウィルスの複製を抑制することを見出している。本研究では、25OHCによる抗ウィルス機構を解明し、新たなウィルス治療薬開発の基盤とすることを目的とする。(1)25OHCによるeIF2αのリン酸化に際し、25OHCを受容し、その情報をeIF2αに伝える装置が想定されるが、そのような受容機構としてあるG蛋白質共役受容体の関与を明らかにした。(2)25OHCによるeIF2αのリン酸化に、EIF2AK4とは別のキナーゼも関わり、その分子機構にユビキチン-プロテアソーム系の関与する事を明らかにした。(3)上記(1), (2)で受容された情報は、ATF4, NRFなどの転写因子をマスターレギュレーターとして、ストレス応答遺伝子の発現誘導に繋がる事を明らかにした。以上の結果は、25OHCによる抗ウィルス機構を基盤とした新たなウィルス治療薬開発において、有望な創薬標的を提示するものである。

私はこれまでに酸化コレステロールである25ヒドロキシコレステロール(25OHC)が宿主細胞の生存に影響を与えずに、ウィルスの複製を抑制することを見出している。本研究では、宿主細胞における25OHCの受容機構、そしてそれに伴うストレス関連遺伝子の発現誘導機構を解明した。本結果は25OHCの持つ抗ウィルス作用の分子機構を明らかにすると共に、25OHCを基盤とした新たなウィルス治療薬開発の可能性を提示するものである。25OHCによるeIF2αのリン酸化誘導機構に関わる因子の探索として、本年度は25OHCの受容機構の解明を試み、あるG蛋白質共役受容体が25OHCの認識に関わっていることが分かった。同定されている関連因子はこのG蛋白質共役受容体一つであり、全容解明にはまだ遠い。従ってより詳細な分子機構の解明やさらなる関連因子の同定は必要だが、このG蛋白質共役受容体自体、あるいはその下流シグナル経路の関与を検討することで、こうした点が解明されることが期待される。また本研究の目的は、25OHCによる抗ウィルス機構を利用した新たなウィルス治療薬開発の基盤研究であるが、創薬標的になりやすいG蛋白質共役受容体が見出せた意義は大きい。このような理由から本研究はおおむね順調に進展したと考えている。この2年間の研究で、25OHCによる抗ウィルス機構にG蛋白質共役受容体と転写因子ATF4が関与することが示唆された。今後これら関連因子を中心に、本機構のより詳細な分子機構の解明を行う。生化学当初の計画通り、本年度の同定されたG蛋白質共役受容体の関与も含め、25OHCによるeIF2αのリン酸化誘導に関して、より詳細な分子機構の解明やさらなる関連因子の同定を目指す。また25OHCによるeIF2αのリン酸化を介したストレス応答遺伝子の発現誘導機構についても解析を進め、その分子機構の解明を目指すと共に、最終的にはこれが25OHCによる抗ウィルス機構にどのように関与するか検討する。研究を効率よく進めるべく、25OHCによるストレス応答遺伝子の発現誘導機構の解明に絞って行ったところ、物品費について次年度使用額が生じた。研究を効率よく進めるべく、25OHCによるeIF2αのリン酸化機構に焦点を絞って行ったところ、物品費およびその他について当該助成金が生じた。旅費については、3月に行った学会発表に関わる旅費の精算が所属研究所の経理上のルールで翌年度に持ち越されたため。次年度はこの2年間で見出された25OHCによる抗ウィルス機構関連因子のより詳細な分子機構の解明を行うため、これらの研究に必要な一般試薬や培養等に用いるプラスチック器具などとして相当額を使用する予定である。次年度は25OHCによるeIF2αのリン酸化機構のさらなる解析のみならず、eIF2αのリン酸化後の細胞内イベントの検討も行うため、必要な一般試薬や培養等に用いるプラスチック器具などとして相当額を使用する予定である。
シダ植物におけるミトコンドリアゲノム全長解読と計算機科学的な「細胞分画法」の開発

本研究により、次世代シーケンスデータを使って、ヤブソテツの葉緑体全長配列を決定することに成功した。また、ヤブソテツのミトコンドリアゲノムのうち、主要な遺伝子の全長配列を決定することができた。しかし、ミトコンドリアゲノムに構造的な複数の構造(マルチパータイト構造)が存在する可能性が強く示され、当初の計画通りの遺伝子間領域を全て含む完全なミトコンドリアゲノム配列は決定に至らなかった。今後、より長いDNA断片からのシーケンスデータを利用することにより、完全な配列が得られることが期待できる。近年の次世代シーケンス技術の向上によって、大量の配列データをもとにした、遺伝マーカーの開発や活用が盛んに行われるようになってきた。しかし、シダ植物では未だに遺伝子間領域を含めたミトコンドリア全長配列解読の報告はなく、開発したマーカーの中に意図せずミトコンドリア領域のマーカーを設計してしまう可能性があった。そこで、本研究は、次世代シーケンスを活用し、効率良くミトコンドリア全長配列を決定することを目的としている。研究材料は三倍体無配生殖型ヤブソテツ(Cyrtomium fortuneiオシダ科シダ植物)を用いる。ミトコンドリアゲノムの全長配列は2通りの方法で決定する。その2通りとは(1)核・葉緑体・ミトコンドリアなど細胞をそのまま破砕し、次世代シーケンサーから得られたDNAを全ゲノムをデータから、ミトコンドリア配列のみをパソコン上の計算結果から抽出し推定する方法と、(2)細胞分画法によってミトコンドリアを選択的に抽出し、そこから配列を再構築する方法である。もし推定が正しければ、(1)と(2)の結果は同じになるはずである。今年度は上記のうち、(1)の次世代シーケンスから取得したデータのみからパソコン上でミトコンドリア配列を推定することに挑戦した。栽培環境下にあったヤブソテツ株からDNAを抽出し、そこからIllumina Hiseq 2000とPacBio RS IIの異なるプラットフォームからデータを取得した。得られた解析前の配列データは、Illuminaからは34 Gbp、PacBioからは1 Gbpであった。このデータから配列をアセンブルによってゲノムを再構築した。アセンブルの結果、オルガネラのうち葉緑体全長(約150 kbp)と、ミトコンドリアに含まれる主要な遺伝子について決定することに成功した。近年の次世代シーケンス技術の向上によって、大量のDNA配列データをもとにした、遺伝マーカーの開発や活用が盛んに行われるようになってきた。しかし、植物の中でもゲノムサイズが大きく、また、高次倍数体の多いシダ植物においては他の系統群と比較してもゲノム解読研究が立ち後れている状況にある。中でもシダ植物では、遺伝子間領域を含めたミトコンドリア全長配列解読の報告はない状況にある。これでは、仮に次世代シーケンスによって取得した大量のデータをもとにして遺伝マーカーを開発しても、意図せずオルガネラの領域が混入する可能性もある。そこで本研究は、効率よくシダ植物のミトコンドリアゲノムを決定することを目的としている。決定の過程では、従来行われていた解析方法とは異なる新しい手法の開発に挑戦する。それは次世代シーケンサーから取得した、より未解析に近いデータそのままの状態で、そのデータがどこの配列か(核に由来するか、ミトコンドリアに由来するか、葉緑体に由来するかなど)を推定し、計算量を減らしてから解析する方法である。もしこの手法が実現できれば、巨大なゲノムを持つ生物であっても、欲しい領域の情報を効率よく得ることが可能になる。ミトコンドリア全長配列配列を2通りの方法で決定する。その2通りとは、(1)核・葉緑体・ミトコンドリアなどを分けずに細胞をそのまま破砕し、次世代シーケンサーを用い解析、得られたデータからミトコンドリア配列のみをパソコン上で抽出・再構築する方法と、(2)細胞分画法を用い、ミトコンドリアのみを選択的に抽出し、そこから配列を再構築する方法である。もし、正確にミトコンドリア配列を推定することができれば、上記の(1)、(2)の結果は同じになるはずである。上記の「ミトコンドリア全長配列配列を2通りの方法」のうちの昨年度は(1)を実施した。その結果を踏まえ、今年度は(2)の全ゲノムの中からミトコンドリアDNAのみを選択的に抽出し次世代シーケンサーを用いデータを取得することを計画していた。当初は超遠心分離機を用いた細胞分画法を検討していた。しかし、これまでの解析の結果、ヤブソテツのオルガネラゲノムにもマルチパータイト構造(ミトコンドリアゲノムが複数の長さの異なる環状構造を持つ)が存在する可能性が考えられたため、計画を一部変更した。具体的にはゲノム中の環状DNA以外を選択的に除去するDNaseを用い、短い環状構造をしたミトコンドリア配列もできるだけ解析できるようにした。このような計画の一部変更もあったが、マルチターパイと構造のうちの一つについては全長の決定に成功し、今後も順次配列を決定する予定である。

これでは、仮に次世代シーケンスによって取得した大量のデータをもとにして遺伝マーカーを開発しても、意図せずオルガネラの領域が混入する可能性もある。そこで本研究は、効率よくシダ植物のミトコンドリアゲノムを決定することを目的としている。決定の過程では、従来行われていた解析方法とは異なる新しい手法の開発に挑戦する。それは次世代シーケンサーから取得した、より未解析に近いデータそのままの状態で、そのデータがどこの配列か(核に由来するか、ミトコンドリアに由来するか、葉緑体に由来するかなど)を推定し、計算量を減らしてから解析する方法である。もしこの手法が実現できれば、巨大なゲノムを持つ生物であっても、欲しい領域の情報を効率よく得ることが可能になる。ミトコンドリア全長配列配列を2通りの方法で決定する。その2通りとは、(1)核・葉緑体・ミトコンドリアなどを分けずに細胞をそのまま破砕し、次世代シーケンサーを用い解析、得られたデータからミトコンドリア配列のみをパソコン上で抽出・再構築する方法と、(2)細胞分画法を用い、ミトコンドリアのみを選択的に抽出し、そこから配列を再構築する方法である。もし、正確にミトコンドリア配列を推定することができれば、上記の(1)、(2)の結果は同じになるはずである。本研究により、次世代シーケンスデータを使って、ヤブソテツの葉緑体全長配列を決定することに成功した。また、ヤブソテツのミトコンドリアゲノムのうち、主要な遺伝子の全長配列を決定することができた。しかし、ミトコンドリアゲノムに構造的な複数の構造(マルチパータイト構造)が存在する可能性が強く示され、当初の計画通りの遺伝子間領域を全て含む完全なミトコンドリアゲノム配列は決定に至らなかった。今後、より長いDNA断片からのシーケンスデータを利用することにより、完全な配列が得られることが期待できる。本研究は、ヤブソテツ(オシダ科シダ植物)のミトコンドリアゲノムの全長配列を2通りの方法で決定し、さらにオルガネラゲノムの推定法を開発することを目的としている。今年度は、このうちの次世代シーケンサーから得られたDNAを全ゲノムをデータから、ミトコンドリア配列のみをパソコン上の計算結果から抽出し推定する方法の開発を行った。春先の天候不順から、研究材料の栽培株の枯死も考えられたが、栽培条件と実験条件の検討により最適な時期に高品質のDNAを抽出することができた。次世代シーケンスによる解析は当初の計画よりも確実性を重視し2つのプラットフォームを活用することができた。得られたデータをもとに解析した結果、オルガネラのうち葉緑体全長(約150 kbp)と、ミトコンドリアに含まれる主要な遺伝子について決定することに成功した。しかし、ミトコンドリア全長配列の決定に必要な、遺伝子間領域の情報はまだ十分ではないことも分かってきた。その理由として、これまでに得られたデータ量だけではまだ十分ではない可能性と、植物のミトコンドリア配列に見られるマルチパータイト構造(複数の配列長のDNAが混在する状態、場合によては環状でない配列も含まれる場合がある)によって計算結果が収束していない可能性も示唆されている。この問題については次年度に行う細胞分画法を使った解析で十分に解決できるものと考えられる。さらに、これまでに得られた結果をもとに新たな解析方法を開発する予定である。
非コンパクト3次元双曲多様体の漸近構造と微分幾何学

微分幾何学的手法を低次元多様体論,特に3次元多様体の理論と組み合せることによって,クライン群,即ち3次元多様体の双曲構造の変形空間の位相的な性質を研究した。とりわけ幾何的有限クライン群の擬等角変形空間の境界(以下に示すようにこれは変形空間全体の境界と一致することが最近判明した)付近に於ける双曲構造のふるまいを調べた。この研究の結果として分かった顕著なことはMardenのtameness予想が正しければ,「全てのクライン群は幾何的有限クライン群の擬等角変形の代数的極限であろう」という,Beis-Thurstunの予想が導かれることを示した。これは与えられた3次元多様体に対してその上の全ての双曲構造を分類するという変極的問題に向けて大きな進歩があったことを意味する。非コンパクト3次元多様体の幾何的構造を次の2つの局面から研究した。(1)Klein群が幾何的收束する場合の凸芯の幾何的ふるまいを調べた。Freely indecomposableな場合,幾何的收束に伴ない凸芯も幾何的收束することが,元の列が代数的收束もする場合に証明できた。これはC.McMullenの定理の一般化とみなせる。(2)Klein群を双曲多様体のend invariantを用いて分類する試みにおいて,end invariantと商多様体の同相類をreasonableな条件下で与えると,それは必らず幾何的有限群の代数的極限として実限できることを示した。以上2つとも論文は執筆済みで,投稿中である。本年度は幾何学的有限なKlein群の代数的極限となるKlein群を調べる為に特に長年問題となっていたSchottky空間の境界の解明に取り組んだ。Schottky群についてはThmstonが提出した収束予想(double limit theoremのSchottkyでの対応物)があるが、今回ソウル大学のI.Kim氏と共同で、この予想を完全に証明することができた。これによりSchottky空間の位相的構造はかなりの部分が理解されたことになる。残る問題は開いている方向、即ち発散性を示す問題であるが、これは現在研究を継続中である。本年度の研究では、クライン群の変形空間の研究において、鍵となる、関数群の変形空間について、Thurstonにより予想された、次の問題をソウル大学のlnkang Kimの協力のもと、完全に解決した。Masur domainに属する射影的層状構造に向けて発散していく無限遠構造にAhlfors-Bers写像で対応する幾何的有限関数群の擬等角変形は必ず代数的に収束する部分列を持つだろう。前年度はSchottky群についてのみこの問題を肯定的に解くことが出来た。これを一般の関数群に拡張するためには、極限におけるR-樹への群作用に対して、無限遠等角構造の極限となるMasur domain内の射影的層状構造を含む層状構造の各連結成分は必ずR-樹で実現されるか1点につぶれるかであることを証明する必要があった。(Schottky群についてはKleineidam-Soutoによりこれは正しいことが分かっている。)この懸案であった部分を本年度解決することが出来た。Klein群の変形空間の位相構造の研究を行った。特に、自由積分解可能な群について、その擬等角変形空間の境界の様子を調べた。与えられたend invariantはこのような境界の群で実現できることを証明した。これによって、Minskyらのending lamination conjectureが自由積分解可能な群についても、Bers-Thurston予想の解決を導くことが分かった。Schottky spaceを始めとする、functon groupの変形空間に対して、Thurstonのdouble limit theoremに対応するような、収束定理を示すという問題が、1980年代にThurstonが提起して以来の未解決の問題であった。Kleineidam-Soutoはこれを極限がMasurdomain内のminimal arationalなprojective lamination場合に与えたのであるが、今回大鹿とCyril Lecuire, Inkang Kimとの共同研究により、現在まで、使われていたMasur domainを拡張する空間を定義し、そこに極限を持つ列は必ず収束することを示した。これは上記のThurstonの問題の完全な解決になっている。また、宮地秀樹との共同研究で、自由積分解可能でもend invariantのデータが多様体がbounded geometryをもつかどうかを決めることを証明した。これは上記のMinskyの結果の拡張になっている。その応用として、自由群の3次元bounded cohomologyについて、相馬輝彦のsurface groupの場合の結果が拡張できることを示した。
子宮頸部腺癌に対する抗腫瘍ペプチドの開発

E7の部分ペプチドの各種発現ベクターを作成しHPV-E7とpRbのタンパク・タンパク間の相互作用を定量的に測定できるmammalian two hybridアッセイ系を用いて、結合阻害活性を指標としてペプチドの性能を評価した。より強い結合力が期待できる自己五量体化ペプチドにおいて、阻害活性の向上が認められた。HeLa細胞に上記候補ペプチド発現ベクターを遺伝子導入したが、細胞増殖能の有意な低下は認められず、導入効率を改善するため、ペプチドを発現する組換えアデノウイルスベクターを作製した。子宮頸癌の発症のほとんどにヒトパピローマウイルス(HPV)の関与が認められている。癌細胞中ではウイルス由来のE6タンパクとE7タンパクが発現しており、これらが癌化および癌形質の維持に寄与している。E7タンパクは、癌抑制遺伝子産物のRbタンパクを始め、プロテアソームや各種転写因子などに結合することで癌細胞代謝に関与している。このE7タンパクと標的タンパクの相互作用に必要な領域は絞り込まれている。本研究はこれを利用し、子宮頸癌原因ウイルスの機能を阻害するペプチドを開発し、癌細胞の代謝への影響を詳細に検討することでより効果の高い治療用ペプチドによる治療法を開発することを目的とした。HPV-E7とpRBのタンパク・タンパク間の相互作用を定量的に測定できるmammalian two hybridアッセイ系を用いて、結合阻害活性を指標とし、E7の一部を含めた各種ペプチド発現ベクターを作成し、評価を続けている。また、E7タンパクは最も核内で作用を及ぼしていると考えられるため、候補ペプチドにGFPタンパクを組み込み、局在も検討したが、核内への移行は良好であった。ウイルス遺伝子は宿主DNAに組み込まれると報告されており、ウイルス遺伝子の存在形式も重要な予後因子と捉えられている。更に強力な腫瘍抑制効果を期待し、多価ペプチドとしての開発を試みているが、RB以外のE7タンパクの標的分子を探すため、BACマイクロアレイを用いて子宮頸癌検体の遺伝子変化の解析を行った。現段階では、腺癌特有の変化はないものの、子宮頸癌全体では、1q、3q、5p、20pの増幅そして6q、11qの欠失を認めた。癌組細胞中ではウイルス由来のE6タンパクとE7タンパクが発現しており、これらが癌化および癌形質の維持に寄与している。E7タンパクは、癌抑制遺伝子産物のRbタンパクを始め、プロテアソームや各和種転写因子などに結合することで癌細胞の代謝に関与している。最初にE7の部分ペプチドの各種発現ベクターを作成しHPV-E7とpRBのタンパク・タンパク間の相互作用を定量的に測定できるmammaliantwo hybirdアッセイ系を用いて、結合阻害活性を指標としてペプチドの性能を評価し為より強い結合力が期待できるcartilage oligometric matrix protein(COMP)assemblydomainを融合させた自己五量体化ペプチドにおいて、阻害活性の向上が認められた。しかしHPV-E7を発現するHeLa細胞に上記候補ペプチド発現ベクターを遺伝子導入したが、細胞増殖能の有意な低下は認められなかった。そこでGFPタンパクとの融合遺伝子を作製し遺伝子導入したが全細胞で蛍光は観察されなかった。このことからペプチド非導入細胞が多いため、細胞障害性が観察されないと推測された。遺伝子導入効率を向上させる目的で非増殖性アデノウイルスを併用したが、十分な導入効率は得られなかった。これを克服するためペプチドを発現する組換えアデノウイルスベクターを作製したので、現在評価中である。来年度は合成ペプチドを用いて癌細胞障害性の評価を行う予定である。
平面曲線から構成される、多様体のオープンブック分解と接触構造に関する研究

本年度はバーゼル大学のSebastian Baaderとquasipositive曲面に関する共同研究を行い,ルジャンドルグラフとquasipositive曲面に関する論文を書いた。論文タイトルはrLegendrian graphsand quasipositive diagrams」で,プレプリントサーバのmath.GT/0609592よりダウンロード可能。Quasipositive曲面はL.Rudolphにより,特異点のファイバー曲面のような複素構造の境界に現れる曲面を一般化したものとして導入された。Rudolphはquasipositive曲面の本質的な部分曲面がquasipositiveであること,および,quasipositive曲面の村杉和がquasipositive曲面であることを示した。この系として,ザイフェルト曲面がquasipositiveであるという性質は正のホップバンドのプラミングとその逆操作において不変であることが分かる。他方,接触トポロジーとオープンブック分解の研究において,E.Girouxは同じ接触構造と両立するオープンブック分解が正ホップバンドのプラミングとその逆操作を繰り返して移り合うことを示した。これらの結果の帰結として,M.Heddenは3次元球面内のファイバー曲面が標準的接触構造と両立することと,その曲面がquasipositiveなファイバー曲面であることが同値であることを示した。上のBaader氏との共同論文では,ルジャンドルグラフとquasipositive曲面との関係を明確化し,そのアプリケーションとしてHeddenの結果の,正ホップバンドのプラミングを使わない,より直接的かつ簡明な別証明を与えた。論文の後半では,ルジャンドルグラフのルジャンドルイソトピー,quasipositiveダイアグラムについてのRudolphが与えた変形,およびザイフェルト曲面のambientイソトピーの関係を考察し,特に各々の変形が同値でないことを示した。Stein fillableな3次元多様体に対して,divide理論を用いて,正モノドロミーをもつオープンブック分解を構成した.このようなオープンブック分解を「正オープンブック分解」と呼ぶ.Divideとは単位円盤上の平面曲線のことで,N.A' Campoはこの曲線から3次元球面の正オープンブック分解を構成した.同じような正オープンブック分解の構成は曲面上の接円束でもできることが本研究代表者により既に示されている.A.LoiとR.Piergalliniは2001年の論文で,3次元多様体がStein fillableであることと,3次元多様体が正オープンブック分解を持つことが必要十分であることを示した.その後S.AkbulutとB.Ozbagciは2ハンドル貼り付けを使って,Stein fillable 3次元多様体の正オープンブック分解を構成した.本研究ではAkbulut-Ozbagciの手法をdivideのファイバー曲面に対して用いることで,彼らの主張よりも強い以下の結果を示した.定理LをStein fillable3次元多様体M内のリンクとする.このとき,Lの補空間内の結び目Kを選んで,KとLの和集合がバインディングとなるMの正オープンブック分解が構成できる.つまり,Stein fillableな3次元多様体の正オープンブック分解は,そのバインディングを与えられたリンクを含むように、自由に構成することができることを主張している.また,Loi-Piergalliniの結果により,Stein fillableでない3次元多様体には正オープンブック分解が構成できないことが知られているため,上の定理はbest possibleであることが分かる.昨年度から扱っているdivide理論とStein fillableな3次元多様体のオープンブック分解との関係の研究の続きとして,その論文を完成させた.その際,レフェリーとのやり取りで,Stein fillableでない3次元多様体について次の定理が成り立つことが示された.定理LをStein fillableでない3次元多様体Mとする.このとき,Mはモノドロミーがちょうど1回の負のデーン捻りを含んでいるオープンブック分解を許容する.また,graph divideに関する論文を完成させた.Graph divideはdivide理論をグラフに拡張したもので,3次元接触トポロジーや結び目不変量に関して良い性質をもっている.その類はdivideよりも大きく,正の閉ブレイド表示をもつリンクなども含んでいる.論文では次のことを示した.定理LをグラフGから構成されるgraph divideのリンクとする.このとき,そのThurston-Bennequin不変量TB(L)は,Lのスライスオイラー数を-1倍した値に等しい.特に,Lisca-Stipsiczのtightな接触構造に関する結果をgraph divideに適用すると,次のことがいえる.系Lを非自明なgraph divide結び目とする.このとき,その結び目に沿った係数rのデーン手術で得られる3次元多様体は,rがTB(L)以外であれば,tightな接触構造を許容する.本年度はバーゼル大学のSebastian Baaderとquasipositive曲面に関する共同研究を行い,ルジャンドルグラフとquasipositive曲面に関する論文を書いた。

これらの結果の帰結として,M.Heddenは3次元球面内のファイバー曲面が標準的接触構造と両立することと,その曲面がquasipositiveなファイバー曲面であることが同値であることを示した。上のBaader氏との共同論文では,ルジャンドルグラフとquasipositive曲面との関係を明確化し,そのアプリケーションとしてHeddenの結果の,正ホップバンドのプラミングを使わない,より直接的かつ簡明な別証明を与えた。論文の後半では,ルジャンドルグラフのルジャンドルイソトピー,quasipositiveダイアグラムについてのRudolphが与えた変形,およびザイフェルト曲面のambientイソトピーの関係を考察し,特に各々の変形が同値でないことを示した。