hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
許容濃度設定に関するエキスパートシステムの構築

新規の化学物質は毎年何万種類も開発されており、それらについての毒性情報は多くの場合不完全である。このように毒性情報が限られた下で毒性のリスク評価を行うにあたっての補助手段として、エキスパートシステムの開発を試みた。1.規制対象化合物の多目的データベースの構築化学品安全管理機関(ACGIH,GFD,NIOSH,IARC、日本産業衛生学会など)に登録されている1749種の化合物に関して、各化合物のIUPAC Name,物性、危険性、毒性、環境影響、用途、国内年間生産量又は使用量などの関連情報などの項目を含んだデータベースを構築した。2.生体内代謝過程のデータベース構築約500種の主な薬物、工業化学物質についてそれぞれの生体内代謝経路と代謝産物をIUPAC Nameによるデータベースを構築した。3.類似化合物検索方法の確立と有害性の予測上記の2つのデータベースからIUPAC Nameをキーに、新規化合物の類似物質あるいは類似代謝産物を検索するためのルールを確立した。それに基づいて類似化合物及び類似の生体内代謝から新規化合物の有害性を予測することを試み、専門の化学知識が無くともある程度の有害性を予測できるようにした。4.構造活性相関に基づく毒性予測感作性とLD50の予測を上記データベースと構造活性相関の方法論を用いて行った。その結果、感作性の予測に関しては、化合物の系列(アクリル系、アミン系、イソシアネート系、エポキシ系)によって、かなり違うことが分かった。LD50の予測はアルコール系と芳香族系の化合物について行い、いずれも良い相関を得た。化学物質は毎年数百件以上開発されており、それらについての毒性情報は多くの場合不完全である。このように毒性情報が限られた下で、毒性のリスク評価を行う補助手段として、エキスパートシステムの開発を目指している。我々のエキスパートシステムは、4つのモジュールから成り立っている:1)構造式等から有害性予測を予測するモジュール、2)構造式等から体内の代謝と動態を予測するモジュール、3)物理化学的性質および用途目的から、暴露濃度を予測するモジュール、4)1)-3)の情報からリスクを予測するモジュール、の4つからなる。初年度である1996年には、1)約2400物質についてのデータベースの構築、2)データベースの内から類似化合物を選び、変異原性および感作性物質の構造活性相関、3)代謝過程推測のためのルールの構築の3つを行った。1)約2400物質についてのデータベースの構築:現在何らかの形で政府による規制の対象となっている約2400物質について、物質名、CAS番号、有害性(変異原性、発癌性、胎仔毒性、催奇形性、皮膚および呼吸器への感作性)各種の規制値の情報を含むデータベースを構築した。2)限られた類似化合物における構造活性相関:類似化合物を選択し、各々の化合物が該当する有害性を有するかどうかを下に構造活性相関を検討した。その結果、感作性物質については構造活性相関がよく適合すること、また変異原性物質については代謝を考慮することにより構造活性相関が非常に予測性を改善することが判明した。3)代謝過程の予測:代謝過程予測のために、各々の化学物質の官能器の存在を意識する必要がある。我々は化学名あるいは構造式のどちらからでも官能基の存在を予測する方法を見い出した。その方法により官能基を同定し、構造そのほかの化学的情報をもとに自動的に官能基のうちどの官能基が反応するか予測可能となった。平成9年度の研究計画の通り、以下の2点について行った。1)多目的データベースの拡充:データベースは工業的に汎用性の高い2400物質をもとに(1)物質に関する通常の情報として、CAS NO. IUPAC名、融点、沸点、蒸発率、比重、溶解度、引火性、爆発性、常温での蒸気圧、logPなど物理化学的性質、化学的性質について整備した。また危険度の指標として、人体危険性、火災危険性、反応危険性を記載した。

毒性については、LC50,LD50,発癌性、変異原性、感作性、生殖毒性、慢性毒性、を記載した。環境影響指標として、BOD,濃縮倍数、魚毒性、水質危険クラス、哺乳類動物毒性、バクテリア毒性について記載した。生産量、用途についても記載した。(2)分子軌道計算や分子力場計算の必要な情報:変異原性、感作性、芳香族化合物について電子密度、構造(大きさ、形、双極子)、親水性、疎水性、HOMO,LUMOについてデータベースを構築した。(3)代謝産物データベース:代謝過程が明らかな既知の化学物質1000種類を選び、化学物質の代謝産物データベースを構築した。構造活性相関からみたハザード評価とリスク評価の推論ルールの確立化学物質の類似性に基づき、化合物を分類し、類似既知化合物の構造活性相関を用いハザードを予測する方法を採用した。(1)化学物質の類似性の定義:化学物質の類似性を自動的に判定するため、化学物質はすべて慣用名の他に、IUPAC名の命名を付記した。IUPAC名による命名は、置換基命名法に基づき行い、母体構造、主基、官能基を基に文字列検索を行い類似化合物を検索する。(2)構造活性相関:アクリル系、アミンア系、エポキシ系、イソシアネート系の感作性、脂肪族のアルコール、芳香族のLD50予測、を行い、究めて高い適中率をえた。(3)代謝産物データベース:IUPAC命名法を用いた場合、代謝過程は、母体構造は変化せず、主基および官能基が変化するものと考えられる。そのため、代謝過程を経ることにより、接頭語あるいは接尾語が変化することになる。これらについてのデータベースを約1000物質について作成した。昨年度に引き続き今年度は、既存の規制対象物質に関する毒性等のデータベースに加え、生体内における代表的工業化学物質およびその各代謝産物名のデーターベースをも参照するエキスパートシステムにより、新規化合物の毒性を予測する方法を試みた。現時点で、化学品安全管理機関(ACGIH,GFD,NIOSH,IARC、日本産業衛生学会など)に登録されている1749種の化合物に関して、各化合物のIUPAC Name,物性、危険性、毒性、環境影響、用途、国内年間生産量又は使用量などの関連情報などの項目を含んだデータベースを構築しているが、さらに約500種の主な薬物、工業化学物質についてそれぞれの生体内代謝経路と代謝産物をIUPAC Nameによるデータベースをこれまでに構築した。新規化合物の有害性を予測するため、新規化合物の類似物質をこれら二種類のデータベースから一定のルール(IUPAC Nameによる方法)に従い抽出した。1749種の化合物の毒性データベースに類似物質がある場合は、その中の毒性情報を参照すると共に、代謝に関する情報で毒性予測を補強した。毒性データベースに類似物質が無い場合は、代謝経路及び代謝産物を代謝データベースの類似物質から予測し、次いで代謝産物の毒性を毒性データベースから類推し、あるいは代謝による毒性の活性化、減弱化の知識に当てはめることにより、母物質の毒性を予測した。
宇宙線層序学の開拓

南極ドームふじアイスコアに含まれる宇宙線生成核種ベリリウム10を,過去30万年間を通して約千年の時間分解能で分析した.また化学抽出法の適用や有孔虫殻の分解により,海底堆積物の自生成分中のベリリウム同位体比(ベリリウム10/ベリリウム9比)を測定する手法を確立し,実際に堆積物からベリリウム10記録を得た.こうして得られたデータに,古地磁気情報や炭素14の情報を加味して,過去70万年間の宇宙線層序標準曲線を構築した.南極ドームふじアイスコアに含まれる宇宙線生成核種ベリリウム10を,過去30万年間を通して約千年の時間分解能で分析した.また化学抽出法の適用や有孔虫殻の分解により,海底堆積物の自生成分中のベリリウム同位体比(ベリリウム10/ベリリウム9比)を測定する手法を確立し,実際に堆積物からベリリウム10記録を得た.こうして得られたデータに,古地磁気情報や炭素14の情報を加味して,過去70万年間の宇宙線層序標準曲線を構築した.ドームふじアイスコアの2,400m以浅(30万年前以降)を対象に,千年時間分解能でデータが得られるように,200試料を超える^<10>Beの分析を行った.これにより,過去30万年間に複数知られる顕著な地磁気エクスカーション(アイスランドベイズンエクスカーションなど)の時期に,明瞭な^<10>Beの増大ピークを検出することに成功した.また,堆積物の残留磁化に基づいた古地磁気強度変動の長期記録や地磁気エクスカーションの記録を整理し,^<10>Beに基づく古宇宙線強度変動曲線との比較に備えた.本年度の10月には,弘前大学にグラファイトファーネス原子吸光光度計(HITACHIZ-2710)を設置し,立ち上げ作業を行った.多数の濃度の異なる標準液に基づく検討実験により,1pptにまで至る^9Beの測定が可能であることが確かめられた.山形大学に導入された最新鋭の14C分析専用加速器質量分析計で,いくつかの鍵となる太陽活動イベントを対象に,年輪14Cの分析を開始した.しかし,本年度の分析では,十分な精度が得られたデータは少なかった.本年度に研究支援者の協力も得て分析された^<10>Beと^9Beに関する多数のデータを,専用の計算機を購入して定量的にまとめた.まとめられた成果は,3月にニュージーランドにて開催された第12回加速器質量分析国際会議にて発表される予定であったが,東日本大震災とその余波によりそれが不可能となった.従って,その費用を平成23年度に繰り越した.繰り越した費用により成果の一部を国際誌へ投稿するとともに,さらなる情報をまとめた上で,平成23年度に代替となる国際会議(東アジアAMSシンポジウム)にて成果発表を行った.ドームふじアイスコアの^〈10〉Beを分析することにより,過去30万年間の古宇宙線強度変動記録を,千年時間分解能で完成させた.これを,堆積物の残留磁化に基づいた古地磁気強度変動の長期記録や地磁気エクスカーションの記録と定量的に比較した結果,千年規模以上の古宇宙線強度変動のほとんどが,地球磁場によるシールド効果の変化で説明できることが明らかになった.有孔虫殻の^〈10〉Be/^9Be比を分析する手法を,昨年度弘前大学に設置したグラファイトファーネス原子吸光光度計(HITACHI Z-2710)を駆使して開発した.またこれに基づいて,日本海海底堆積物より既に数十ミリグラム拾い出されていた有孔虫試料を対象に,実際の分析を行うことに成功した.さらに,研究分担者等により古地磁気強度変動記録が得られている赤道太平洋域西カロリナ海盆の柱状コア試料について,化学的に抽出された自生成分の^〈10〉Be/^9Be比を測定した.これらについては未だ研究の途上だが,現段階でも古地磁気強度変動記録と良く一致する^〈10〉Be/^9Be比のデータが得られている.昨年度にドームふじアイスコアから検出されたアイスランドベイズンエクスカーションなど地磁気イベントの特徴について,海洋堆積物だけでなく,陸域の情報を加味してまとめた.また,年輪^〈14〉Cの実分析を継続し,^〈14〉C標準曲線より太陽活動変動成分のみを分離する手法について研究を行った.研究のこれまでの中間総括を行い,さらに今後の展開を議論するために,他の科研費課題と合同で,研究集会「宇宙線生成核種の連続記録と古宇宙線・古環境変動」を開催した.また,これまでに得られた成果を,国内のシンポジウム(第2回極域科学シンポジウム等)や国際会議(The 4th East Asia AMS Symposium等)で発表するとともに,科研費課題に関するホームページを開設した.ドームふじアイスコアのベリリウム10分析より,過去72万年間の古宇宙線強度変動記録を,ほぼ千年の時間分解能で完成させた.またこれに酸素年代等からなる最新の数値年代モデルを当てはめることで,高精度の年代軸を挿入することができた.赤道太平洋域西カロリン海盆から得られた柱状コア試料について,化学的に抽出された自生成分のベリリウム同位体比を分析し,過去30万年間を数千年の時間分解能で網羅するベリリウム10記録を得ることに成功した.またこれを,同コアの古地磁気強度変動記録と比較した結果,基本的な変動パターンの一致に加えて双方の獲得機構に由来するオフセットを見出すことができた.

ドームふじアイスコアのベリリウム10分析から得られた古宇宙線強度変動記録と西カロリン海盆から得られたベリリウム10記録及び古地磁気強度変動記録とを相互に比較した結果,ベリリウム10同士では類似するものの古地磁気強度変動曲線には見られない特徴とドームふじアイスコアでのみ検出される現象の双方が認められた.他の地域から得られた古地磁気情報にも基づいて検討した結果,前者は磁場強度変動以外の原因による宇宙線強度変動を反映し,後者は堆積物での記録獲得プロセスに依存していることが判明した.こうした特徴を詳細に調べるためには,堆積物にてアイスコア記録に匹敵するような分解能のベリリウム10記録を得る必要がある.以上の結果に加えて,年輪の炭素14分析より太陽活動成分の分離法を検討し,宇宙線強度変動記録から層序学的基準として使える特徴が炙り出された.これをもって,過去72万年間の宇宙線層序のアウトラインを作成できた.こうした成果をまとめるため,弘前大学にて研究集会「宇宙線生成核種の連続記録と古宇宙線・古環境変動II」を開催した.また,内外の会議での発表やホームページの作成により,成果の発信を行った.平成22年度に多くの分析が終了したドームふじアイスコアの<10>^Be分析や堆積物の<10>^Be、9^Be比を分析する手法の開発は,順調に達成されている.しかし,東日本大震災の影響で,平成23年度の特に前半に加速器質量分析を行うことができなかったことで,堆積物の実分析に関わる研究や同様に実分析を伴う<14>^C関連の研究が予定より遅れている.また成果発表についても,学会発表は進んでいるが,雑誌論文の公表に遅れが見られる.24年度が最終年度であるため、記入しない。研究計画の大筋に変更の必要はない.従って残る最終年度としての平成24年度は,予定通りまとめにむけた研究を推進するつもりである。一方で,実分析で遅れの見られる研究領域については,本年度も分析を継続すると共に,なるべく早くまとめの作業に取りかかることができるよう努力する.また,結果がまとまり次第,成果の公表にも努める.24年度が最終年度であるため、記入しない。
不安定プラークの評価と病理組織所見との対比とプラーク安定化の機序解明

動脈硬化モデルであるWHHL-MI兎の不安定プラークをIVUSの組織性状所見と病理所見を用いて比較し、ほゞ同一の所見であることを明らかにした。ピタバスタチンを用いてプラーク性状の変化を継時的にIVUSで観察し、対照群(スタチン非投与群)と比較した。IVUSにおいてプラーク量、プラーク内の性状分布に有意な変化は認められなかったが、内膜面で安定化を示す繊維成分の有意な増加と脂質成分の有意な現象を認め、病理所見と対比したとき、安定化は内膜面での組成変化が主体であることが明らかになった。ウサギの大動脈を用いてプラークの退縮過程を観察するために、日本白色家兎に対し0.5%・1.0%コレステロール負荷食を投与し、1か月・3か月・6か月投与した時点で腕頭動脈と総頸動脈と右鎖骨下動脈に対し、血管内イメージング血管内超音波・血管内視鏡・Optical Coherence Tomography(OCT)のマルチモダリティーを用いて観察し、プラークの位置を同定した。麻酔下のウサギを還流にて脱血し安楽死させホルムアルデヒドで固定したのちに同部位をパラフィン切片から病理標本を作成、さらに一般染色や免疫染色を行い、血管内イメージングデバイスにおける画像と比較して検討することで、経時的なプラークの増生を観察した。IVUSでは繊維成分に富んだプラークであり、血管内視鏡では白色プラークであり、OCTでは厚い線維性の内膜肥厚を認めた。病理所見に於いて同様の所見と、マクロファージの存在が確認された。すなわち実験動物に於いて、ヒトの粥状硬化病変に類似した病変を観察することができた。イメージングデバイスではヒトと同様に粥腫に脂質成分が富んでいる点でヒトと類似している一方で、ヒトのような石灰化を伴うような複雑な病変ではなく、均一な構造をしており、比較的線維性被膜は厚く、黄色プラークは認められなかった。またこれらのマルチモダリティーを用いた血管内イメージングデバイスによる観察実験を同一の個体に対して複数回行うことが可能である。そのため薬剤の効果や影響の前後の血管の変化を観察できる。すなわち動物実験モデルに於いて任意のプラークを経時的に観察し、プラークの増生、退縮を経時的に観察できる可能性が示唆された。0.5%コレステロール食を与えた日本白色家兎の胸部大動脈、総頸動脈のプラークを血管内デバイス(血管内視鏡:CAS、血管内超音波:IVUS、光干渉断層法:OCT)で観察した。CASでは表面は白色で、IVUSではエコー輝度の高い均一なプラークであった。IVUS画像をBostonscientific社のiMap機能を用いて組織性状を解析すると均一な線維性成分で構成されていた。OCTでは血管表面から減衰の少ない均一な性状であった。同部位の病理所見は、一部炎症細胞の存在を認めるものの、大部分が線維に富んだ均一な組織であった。このことからコレステロール負荷食家兎で作成されるプラークはヒトでの安定プラークと一致する性状と判断された。次に動脈硬化モデルでかつ心筋梗塞を発症するWHHLMI兎で胸部大動脈、総頸動脈のプラークを同様に血管イメージングデバイスで観察した。CAS上は表面は白色であり、IVUSでは内膜下にやや中等低輝度のプラークが認められた。iMap機能を用いて組織性状を解析すると、繊維成分に加えて一部に脂質や壊死組織(泡沫化した貧食細胞の集積部分に一致する組織)と解析された。OCTでは血管内膜表面は高輝度で、内部は減衰が大きいプラーク性状であった。病理所見では、脂質と一部に貪食細胞を含むプラークであった。iMapでの脂質・壊死組織は分布および定量的にも病理所見の脂質コアと一致していた。さらに、OCTでの高輝度は貪食細胞の集簇を示したことから、血管内視鏡での表面性状は異なるものの、ヒトでの不安定プラークと同様の所見であった。プラークの継時的に得られる血管内イメージングの評価を同時に病理所見と対比することはヒトでは不可能であることから、不安定化、安定化の経過をイメージングから解明できなかった。しかし、本研究でヒトにおけるプラークの安定・不安定のモデルを実験動物で作成できることさらに、解剖し病理所見のみで知り得なかった情報を血管内イメージングを用いた画像解析で検証できることを明らかした。今後、ヒトにおける急性冠症候群の発症機序を動物実験で血管内イメージングを用いながら明らかにすることが可能となった。WHHL-MI兎の胸部大動脈、総頸動脈のプラークを血管内デバイス(血管内視鏡:CAS、血管内超音波:IVUS、光干渉波法:OCT)で観察した。CASでは表面は白色で、IVUSでは多彩な像が得られた。一部では後方陰影を伴う低エコー領域で、これは脂質の存在を示した。

さらにIVUS画像をBostonscientific社のiMap機能を用いて組織性状を解析したところ、iMapでの脂質・壊死組織と病理所見の脂質コアを認めた。さらにOCTでの高輝度は貧食細胞の集簇を示した。同部位を病理所見においても確認し、脂質と壊死組織を認め、一部に貧食細胞を含むプラークであった。血管内視鏡での表面性状はことなるものの、これらの所見はヒトにおいて脂質コアを有し、急性冠症候群を引き起こすとされる不安定プラークと同様の所見と考えられた。このWHHL-MI兎に対しHMG-CoA還元酵素阻害剤を投与した。一般的にスタチン製剤といい、血液中のコレステロールを細胞内に取り込むことでLDLを低下させる薬剤である(Morikawa, S., etal. J Atheroscler Thromb,2000.7(3):p.138-44)。実際に薬剤を投与した場合、WHHL-MI投与群では、非投与群に比べ一部で内膜プラークの面積が減少した。また前述のiMApを用いると、非投与群では経年的にプラークが不安定化するのに対し、投与群では不安定プラーク表面が経年的に線維組織が増えており、これはプラークの安定化を示唆する所見と考えられた。本研究でヒトにおけるプラークの安定化・不安定化のモデルを実験動物で作成し、解剖し病理所見のみで知り得なかった情報を血管内イメージングを用いた画像解析で経時的に検証できることを明らかした。
骨格筋肥大に関する生化学的研究

運動が骨格筋肥大を誘導する生化学的機構については充分に解明されていない。この骨格筋肥大の機構を探る上でこれまで神経系、内分泌系なに着目され数多くの研究がなされたが成長ホルモン、インシュリン、テストステロン、神経支配等は骨格筋の肥大に必須な要因でないことが判明した。その後,著者らは成長因子の筋組織内での活性化機構に着目し培養系で肥大筋からの抽出液の筋細胞分裂やタンパク質合成に及ぼす影響について検討した結果、DNAやミオシン合成が肥大筋側で高いことから繊維芽細胞成長因子(FGF)の活性が肥大筋で高いことが判明した。またFGFの筋組織内での局在について免疫組織学的に観察した結果,筋細胞の周辺と細胞間隙にある小さな細胞にあるのが観察された。一般に組織間隙にはサテライト細胞、繊維芽細胞や食細胞等の存在が想定される。そこでこれらの細胞を肥大筋から分取し免疫組織学的に観察した結果、サテライト細胞とマクロファ-ジにbーFGFを観察できたがaーFGFはマクロファ-ジでは観察されなかった。サテライト細胞では両FGFの存在が確認された。これらの細胞でのFGF活性機構についての研究は現在進行中である。トレ-ニングの筋肥大への効果に関する性差を近交系マウスを用い実験を行ったが系統により大きな違いが見られた。この性差の骨格筋肥大に及ぼす程度は基本的には遺伝的要因が優位であることを示唆した。更に同一系統内雌個体間の比較実験から雌個体間マウスに明らかな違いが観察された。このことは環境的要因の重要性を示しているがその要因解析は胎児の環境や出生後の環境に分けて考えなければならない。トレ-ニングの筋肥大への効果は老化にともない低い傾向を示した。老化にともない骨格筋サテライト細胞が減少することが報告されていることから骨格筋の肥大はサテライト細胞の数やその分裂能に依存している可能性が考えられる。成長因子(FGF)の遺伝子プロ-ブを作成し肥大筋からmーRNAの量を検出した結果,骨格筋の肥大にともないいFGFの発現が増大することを観察した。
ゲノム編集タンパク質Cas9の動的構造解析に基づくDNA配列認識機構の解明

本研究課題はゲノム編集タンパク質Cas9の構造変化ダイナミクスを1分子レベルで解明する事で、Cas9の核酸配列認識機構および切断機構などの動作機構の解明を目指すものである。これまでの本研究課題の遂行により、sgRNAの認識およびヌクレアーゼドメインによるDNA切断に伴うCas9内部の構造変化ダイナミクスを1分子FRET法を用いて解明する事に成功している。本研究成果によりCas9は同一の核酸結合状態に於いてもダイナミックに構造変化を繰り返す状態と静的に一定の構造状態を保つ状態を持つ事を明らかにした。また生化学計測に基づいたCas9切断計測結果と1分子FRET計測結果を対応づける事で、ダイナミックな構造変化を繰り返す状態がCas9が認識したDNAを切断する上で重要な状態である事が示唆された。これまでに精緻な構造解析によりCas9の動作機構の解明が行われてきたが、これまでにまさにDNA切断時の構造状態は解明されてこなかった。今回の研究成果は1分子FRETを用いる事で初めてDNA切断時の構造変化の一端を解明した成果であり非常に意義深い研究成果である。ゲノム編集タンパク質Cas9の切断活性の向上を目指す上でこれまでは主に切断活性を持つヌクレアーゼドメインに着目した改良が行われてきたが、本研究成果によりCas9の切断活性を向上させる上ではヌクレアーゼドメイン部位に加えて、Cas9全体の構造変化ダイナミクスに着目した改良が効率的なCas9デザインにつながる可能性が示唆された。現在は、これまでに得られた知見に基づいて当初に計画していたCas9に加えて、近年新たに着目され始めている別種のゲノム編集タンパク質に対しても同様のアプローチを用いた機能解明を行なっている。1分子FRET計測を用いたCas9構造変化ダイナミクス研究に関して当初の研究計画よりも早く研究成果を得る事に成功し、論文として発表が行われた(Osuka et al. EMBO J. 2018;東京大学よりプレスリリース発表)。また本課題遂行に伴い構築された1分子FRET計測手法は論文として投稿がなされ、現在査読中である(Narita et al. J. Vis. Exp. in revision)。現在は、これまでに得られた計測結果に基づいたより発展的な研究に着手している。現在までに当初の研究予定よりも早くゲノム編集タンパク質Cas9の動作時の構造変化ダイナミクスが1分子レベルで明らかとなってきた。近年になり多様なゲノム編集タンパク質が発見されてきておりCas9とは異なる有用性も示されてきている。本課題で得られたCas9の分子機構に関する知見を、ゲノム編集タンパク質に広く一般化する事で、Cas9のみならず一般的なゲノム編集タンパク質の動作機構解明へと発展させる事を現在計画している。またCas9と類似した機構として、RNAを結合して相補的なRNAを切断するアルゴノートタンパク質の機能解明に於いても、本研究課題で得られた知見が活かされる可能性が期待できる。平成29年度に於いてはゲノム編集タンパク質Cas9のタンパク質内構造ゆらぎに着目して、ターゲットDNA認識、切断機構を解明する為に、ヌクレアーゼドメイン(HNHドメイン)のDNA認識、切断に伴う構造ゆらぎの計測を1分子FRET法を用いて計測、解析を行なった。これまでの研究でCas9の構造は核酸(single guide RNAおよび切断されるDNA)が全く結合していない状態に於いては形が一定に定まらない非常に柔軟な構造を取っており、single guide RNAがCas9分子に結合する事により、その構造状態が安定化される事が1分子FRET方法により明らかになった。また引き続いてターゲットDNAおよびマグネシウムがCas9に結合する事によりCas9の構造が再び不安定化されて、HNHドメインが再び大きくゆらぎ始める事が明らかとなった。また、このHNHドメインの遷移状態は3状態(中間状態、プレ切断状態、切断状態)取っており、マグネシウム非存在下に於いては中間状態とプレ切断状態しか取る事が出来ないが、マグネシウムのCas9結合によりHNHドメインの構造状態がよりダイナミックになり、中間状態とプレ切断位置に加えて、切断状態も取る事が出来るようになる事が判明した。これまでのX線結晶構造解析では、DNA切断を行う状態でのHNHドメインの位置は明らかとなっていなかった。その為、DNA切断を行う状態を含めたHNHドメインのダイナミクスを明らかとした点で、本研究成果は非常に意義深い物である。これまでに於いて1分子レベルでCas9のタンパク質分子内構造ゆらぎを直接可視化する事に成功しており、従来のX線結晶構造解析では得られていなかったDNA切断時に於けるヌクレアーゼドメインであるHNHドメインの挙動を直接、可視化する事に成功した。本研究成果は共著論文Osuka etal.EMBO (doi: 10.15252/embj.201796941)として論文発表が行われ、東京大学よりプレスリリースが行われた。

これまでに精緻な構造解析によりCas9の動作機構の解明が行われてきたが、これまでにまさにDNA切断時の構造状態は解明されてこなかった。今回の研究成果は1分子FRETを用いる事で初めてDNA切断時の構造変化の一端を解明した成果であり非常に意義深い研究成果である。ゲノム編集タンパク質Cas9の切断活性の向上を目指す上でこれまでは主に切断活性を持つヌクレアーゼドメインに着目した改良が行われてきたが、本研究成果によりCas9の切断活性を向上させる上ではヌクレアーゼドメイン部位に加えて、Cas9全体の構造変化ダイナミクスに着目した改良が効率的なCas9デザインにつながる可能性が示唆された。現在は、これまでに得られた知見に基づいて当初に計画していたCas9に加えて、近年新たに着目され始めている別種のゲノム編集タンパク質に対しても同様のアプローチを用いた機能解明を行なっている。1分子FRET計測を用いたCas9構造変化ダイナミクス研究に関して当初の研究計画よりも早く研究成果を得る事に成功し、論文として発表が行われた(Osuka et al. EMBO J. 2018;東京大学よりプレスリリース発表)。また本課題遂行に伴い構築された1分子FRET計測手法は論文として投稿がなされ、現在査読中である(Narita et al. J. Vis. Exp. in revision)。現在は、これまでに得られた計測結果に基づいたより発展的な研究に着手している。これまでの研究によりCas9がターゲットDNA配列を認識する際のタンパク質分子内構造変化を可視化する事に順調に成功している。今後は引き続き、1分子FRET計測法を用いてCas9分子によるターゲットDNA配列認識、切断機構の可視化を行うと共に、1分子FRET計測法の弱点である時間分解能の点を克服する為に、新たな実験手法を導入しても計測する予定である。また他種Cas9を用いても計測を行う事で、これまでに観察されているCas9分子内構造ゆらぎがCas9全般で普遍的に観察される現象か否かの検討を行なっていく事を予定している。現在までに当初の研究予定よりも早くゲノム編集タンパク質Cas9の動作時の構造変化ダイナミクスが1分子レベルで明らかとなってきた。近年になり多様なゲノム編集タンパク質が発見されてきておりCas9とは異なる有用性も示されてきている。本課題で得られたCas9の分子機構に関する知見を、ゲノム編集タンパク質に広く一般化する事で、Cas9のみならず一般的なゲノム編集タンパク質の動作機構解明へと発展させる事を現在計画している。またCas9と類似した機構として、RNAを結合して相補的なRNAを切断するアルゴノートタンパク質の機能解明に於いても、本研究課題で得られた知見が活かされる可能性が期待できる。米国で開催される国際学会に参加して研究成果発表を行う予定であったが、所属研究室の引越しと学会の日程が重なり、参加出来なくなった為に、旅費分が残額として生じた。
願文・表白など中世唱導資料の基礎的研究

本研究では未知の中世唱導資料の発掘と調査を目的とした基礎研究を行なった。その研究実績の概要は以下のとおりである。1.中世唱導資料の収集:本研究で調査できた寺院・図書館・文庫は仁和寺・三千院・西教寺・善通寺・仙岳院・叡山文庫・大谷大学・竜谷大学・東大寺図書館・真福寺大須文庫等である。主に関西地区の寺院及び仏教系大学附属図書館を中心とした広範な調査を実施することができた。2.中世唱導資料の書誌的整理:収集し書誌的整理が一応完了した資料の主なものは、叡山文庫の法則集・澄憲作文大体・唱導抄、大須文庫の表白集・因縁処、仁和寺の表白集・釈門秘論、東大寺図書館の宗性自筆唱導資料等である。従来存在を知られていなかった貴重な文献を数多く発見した。3.研究資料の整備:未紹介資料のなかで、基本的で重要な価値のあるものについては、広く利用されるために、信頼できるテキストを翻刻公刊するよう、鋭意努力している。4.研究資料の内容分析及び資料相互の比較研究:収集した資料は短期間であったにも拘らず、相当量に上り、その整理に追われたこと、又、未開拓分野であるため研究も整備されていないことが重なり、個々の資料の内容分析や、資料相互の関連を見極めることは不十分であった。継続的に研究を行うこととしたい。5.平安・鎌倉時代唱導文献資料目録(年表)の作成:収集した資料を基礎に、平安・鎌倉時代を中心に唱導関係文献のデ-タをとり、願文・表白の述作年表を作成し、公開した。これは、年表の性格上、年時の確定できるものに限ったので、今後も継続的に年時不明の資料や未収の資料を加え、より完成したものに整備したい。今年度に調査収集できた文庫・図書館は東北の仙岳院、中部の真福寺大須文庫、静岡県立美術館、関西の叡山文庫、仁和寺、大谷大学図書館、西教寺、東大寺図書館、四国の善通寺、志度寺、九州の島原松平文庫等々。関西地区を中心に比較的広範囲に及ぶ地域の調査ができた。収集できた資料の主なものは、叡山文庫の『唱導抄』、仁和寺の『表白集』『宝訳秘抄』、大須文庫の『表白集』『因縁処』、東大寺図書館の宗性書写の唱導資料等々、従来、存在を知られていなかった貴重な唱導関係の古写本の新資料が多い。収集できた資料の量が多く、また孤本も多いため、相互の関連をみきわめるのが難しく、書誌データの集積に追われ、充分整理のつくところまで至らなかった。収集分の資料を基礎に平安・鎌倉時代唱導文献の目録を作成しつつあり、同時に願文・表白類の作成編年リストの準備を進めている。願文・表白を中心に調査研究を進めているが、関連する諷誦文・呪願文など一連の唱導文献・あるいは法会の式次第、儀礼の実態、葬送など、法会の場自体の解明にも問題がひろがってきており、東京国立文化財研究所主催の法会をテーマにしたセミナーに参加したり、東大寺三月堂の方広会の法会を実見し、多くの知見をえることができた。大寺院の多くは調査の許可をえられないところが多く、許可が出ても調査日程が制約されたり、撮影許可が出なかったり、調査のあり方の再検討を感じた。また、ほとんど未開拓の分野に近いため、資料の全貌が依然としてつかめず、その実体を把握するには多くの労力を要することを痛感するが、新資料をあいついで発見できるなど、予想以上に多くの成果をえることができた。

今年度に調査できた文庫・図書館は東北の仙岳院、中部の真福寺大須文庫・関西の叡山文庫、大谷大学図書館、竜谷大学図書館、東大寺図書館等々。主に関西地区の寺院や仏教系の大学図書館を中心に広範な調査を行うことができた。調査・収集しえた主な資料は、叡山文庫の『法則集』『澄憲作文大体』、大須文庫の『表白集』『堂供養追善等願文表白』、東大寺図書館の宗性書写の唱導資料、貞慶の自筆願文等々、従来、存在を知られていなかったものや、知られていても入手しにくく全貌が掌握できなかったものなど、貴重な古写本の資料が多かった。調査及び収集できた資料の数が少なくなく、新出資料も多いため、書誌デ-タの集積に終始し、相互の関連をみきわめるところまで充分至らなかった。収集した資料を基礎に、又既に公表されている資料も含めて、平安・鎌倉時代を中心に唱導関係の文献リストを作成し、さらにこれにもとづいて願文・表白の述作年表を作成した。まったく未開拓の分野であるため、ひとまず年時の明確な資料に限定して年表を作成した。室町時代や江戸時代の資料も少なくないし、逆に年時不明の資料も多い点、やや問題が残るが、資料の文学的価値を重視して、時代を限定しつつ、年代の判明しているものからまとめていく方針をとらざるをえなかった。また願文・表白に付随して諷誦文をはじめ、法会や唱導に関連する資料も少なからず視野に入ってきたが、これも含めると、資料が膨大になって収拾がつかなくなるため、今回は割愛せざるをえなかった。実際の法会は高野山の常楽会を聴聞するに止まり、予定していた日吉大社の礼拝講などは都合がつかず見学することができなかったのが惜しまれる。現行の法会との関連もまた今後の課題として残った。
自己決定権意識からとらえた子どもの個性化の日本型モデルの検討

子どもの自己決定権意識の構造を解明するために,小学生(5年生),中学生(2年生),高校生(2年生)と小学生・中学生の保護者(親)を対象に質問紙調査を行った.調査内容は,自己決定権意識(子どもが自分のことは自分で決定してよいと考える程度),自己決定欲求(自分で決定したいと考える程度),自己決定能力(自分で決定する自信の程度),自己決定環境(自分に決定が任されている程度)の4つである.その結果,次のような結果が見い出された.【子どもの結果】1小学生・中学生・高校生とも,自己決定権意識よりも自己決定欲求のほうが高いレベルにある.(2)小学生・中学生・高校生とも,自己決定能力を自己決定欲求よりも,低く認知している.中学生・高校生は自己決定能力を自己決定権意識よりも低く認知している.(3)小学生・中学生・高校生とも,自己決定欲求や自己決定権意識よりも,自己決定環境を低く認知している.自己決定能力との関係では,小学生は自己決定能力よりも自己決定環境を低く認知し,中学生ではそれらを同レベルに捉えるが,高校生では自己決定能力よりも自己決定環境を高く認知している.【保護者の結果】(1)小学生・中学生の保護者は,子どもの自己決定権意識よりも自己決定欲求を高めに認知している.(2)小学生・中学生の保護者は,子どもの自己決定能力を自己決定欲求よりも低く,自己決定権意識とほぼ同レベルに認知している.(3)小学生・中学生の保護者は,子どもの自己決定欲求や自己決定権意識ならびに自己決定能力よりも,自己決定環境を低く認知している.以上のように,日本の小・中・高等学校の子どもに自己決定欲求が特に日常生活上の身近な出来事について高く見られるが,自己決定権意識はそれほどの高さではなく,自己決定能力は低く認知されている。このような結果をふまえて、小学校高学年までに放任ではなく指導的観点から自己決定環境を用意し,自己決定能力を身につけ,この自己決定能力とバランス(調和)のとれた自己決定権意識を発達させることが重要と思われる。子どもの自己決定権意識の発達についての質問紙調査を行った。調査対象は、小学、中学、高校生である。調査内容は、次に示すようなイベントをどの程度自己決定する権利がるかについての意識であった。(1)家でどのようなテレビや漫画、ビデオを見るか、(2)学校にいく日の朝、起きるか起きないか、(3)夜、何時に寝るか、(4)普段、どのような服を着るか、(5)髪の形をどのようにするのか、(5)登校するかしないか、(7)宿題を含めて家で勉強をするかしないか、(8)こづかいやお年玉をどのように使うのか、(9)どのような友達と遊んだり仲良くしたりするか、(10)学校でどのようなクラブ活動や部活動をするのか、(11)習い事や塾にいくかどうか、(12)将来、高校(大学)にいくかどうか、(13)将来、どのような職業に就くか、(14)将来、結婚するかどうか、またどのような人と結婚するのか、の計14のイベントである。これらのイベントの自己決定権意識を調査すると同時に、これらのイベントについての自己決定欲求の程度、自己決定能力の自己評定、さらに実際にどの程度自分に任されているのかについても調査を行った。このことにより、自己決定権意識の程度、自己決定欲求の程度、自己決定能力の自己評定および実際の自己決定環境の四者の関係を見ていくことができる。現在、データの入力中である。以上の結果を見て、中学、高校生に対し、麻薬、援助交際などのデリケートなイベントについてのヒアリング調査を実施していく計画である。

このような結果をふまえて、小学校高学年までに放任ではなく指導的観点から自己決定環境を用意し,自己決定能力を身につけ,この自己決定能力とバランス(調和)のとれた自己決定権意識を発達させることが重要と思われる。小学生・中学生・高校生の「自己決定権意識」についての実態調査を質問紙によって行った。その調査と平行して、どのくらい自己決定を望むかという「自己決定欲求」、家庭のなかでどのくらい自己決定が許されているかという「自己決定環境」ならびに適切な自己決定ができるかという「自己決定能力」の調査も行い、データの集計および基本的統計処理が終了した。子ども側の調査と平行して、親(保護者)側の同種の調査も完了し、そのデータ集計および基本的統計処理が終了した。また、アジアおよび南米諸国の留学生を対象に、自国の子どもの自己決定の実態ならびに「自己決定権意識」についての、インタビュー調査を行い、その結果を集計中である。さらに、自己決定権についての社会・教育・心理学的な捉え方について、紙上シンポジウムを行い、その結果を整理している。生得的に有している個人的欲求レベルとしての自己決定欲求の強さと社会のなかで形成される社会的意識としての自己決定権意識の高さとの関係を,小学生,中学生,高校生を対象に調査研究した.その結果,いずれの年齢の児童・生徒においても,0.8程度の相関が見られ,自己決定欲求の強さと自己決定権意識の高さとに強い関係が明らかになった.また,子どもの自己決定権意識の高さと自分に自己決定する力があると考える「自己決定能力の認知」の高さとの関係は,小学生,中学生において0.4程度の相関が見られたのに対し高校生は0.2程度の相関に低下しており,両者の関係が年齢で異なってくることが見出された.さらに,子どもの自己決定欲求の強さと「自己決定能力の認知」の高さについては,いずれの年齢においても0.4程度の相関が見られ,両者の関係は年齢により変化がみられないことが明らかになった.一方,子どもの自己決定を家庭で保護者がどの程度認めるかを調べた「子どもの自己決定環境」と子どもの自己決定権意識との相関は,いずれの年齢の児童・生徒において0.01程度の相関しか得られなく,子どもの自己決定を認めることと子どもが自己決定権意識をもつことに関連がないことが明らかになった.子どもの自己決定権意識の構造を解明するために,小学生(5年生),中学生(2年生),高校生(2年生)と小学生・中学生の保護者(親)を対象に質問紙調査を行った.調査内容は,自己決定権意識(子どもが自分のことは自分で決定してよいと考える程度),自己決定欲求(自分で決定したいと考える程度),自己決定能力(自分で決定する自信の程度),自己決定環境(自分に決定が任されている程度)の4つである.その結果,次のような結果が見い出された.【子どもの結果】1小学生・中学生・高校生とも,自己決定権意識よりも自己決定欲求のほうが高いレベルにある.(2)小学生・中学生・高校生とも,自己決定能力を自己決定欲求よりも,低く認知している.中学生・高校生は自己決定能力を自己決定権意識よりも低く認知している.(3)小学生・中学生・高校生とも,自己決定欲求や自己決定権意識よりも,自己決定環境を低く認知している.自己決定能力との関係では,小学生は自己決定能力よりも自己決定環境を低く認知し,中学生ではそれらを同レベルに捉えるが,高校生では自己決定能力よりも自己決定環境を高く認知している.【保護者の結果】
「普賢岳」火山災害からの住民の生活復旧過程について

本報告での考察結果をまとめれば、以下のようになる。1.被害体験がなければ、事前避難は非常に少ない.2.退避行動には、避難勧告と避難誘導が非常に有効である.3.災害を体験すれば退避行動が促進され、体験が二度になればほぼ100%が警戒宣言や避難勧告発令なしで.事前避難を行う.4.復興基金利用の手引きは具体的な説明が乏しく,住民によく理解されていないので,より分かりやすい説明が必要とされる。5.各種助成資金の貸出・返還は非常に弾力的な運用が必要である.6.日常生活レベルは多くが未回復であり,とくに専業農家において著しい.7.農地を借りやすくするような措置のほかに融資資金の返済に当たっては生産可能状態までの据置き期間の延長およびその明示が必要である.8.被災住民の住宅再建への関心は非常に高い.9.再建費用の確保の観点から,補助・助成額の増加と警戒区域内の所有地の地方公共団体への売却希望とが多い.10.被災住民の希望する住宅建設地は,島原市・深江町内がほとんどを占める.11.住宅建設を希望しない被災住民は公営住宅への入居希望がほとんどを占めるので,公営住宅の早期整備が望まれる。12.高齢者では,生活資金あまりかからない,仮設住宅の居住期間延長の希望が多い.本報告での考察結果をまとめれば、以下のようになる。12.高齢者では,生活資金あまりかからない,仮設住宅の居住期間延長の希望が多い.
光と電場と用いた有機分子配向性薄膜の作製

フタロシアニン系有機物質の超薄膜のMBE法によるエピタキシャル成長に関する研究を前年度にひきつづいて行った。これまでの研究により、アルミニウムフタロシアニン(F)ポリマ-((AlPcF)_n)がアルカリハライド単結晶上でエピタキシャル成長することが明らかになっており、特にKBr上では1配向性の良質な単晶性薄膜が得られる。ところが、ルテチウムジフタロシアニン(LuPc_2)は、KBr上で2配向性(互いに37°の傾きを持つ)のエピタキシャル膜を形成する。そこで本年度は、エピタキシャル成長の制御を発展させて2成分系薄膜を作製することを試みた。まず、KBr上に(AlPcF)_nを蒸着して1配向性薄膜(15Å)を作製し、その上にLuPc_2を蒸着したところ、LuPc_2は(AlPcF)_n上に1配向性薄膜を形成することが明らかとなった。これは、LuPc_2が直接接している(AlPcF)_n下地によってエピタキシャル成長していることを示しており、下地によって膜の構造を制御できることが明らかになったといえる。又、この系では2種のフタロシアニンの電子状態が異るため、両者の間での電荷移動などの相互作用によりその界面に新しい電子状態が出現する可能性があり、今後の興味ある研究課題となる。又、中性ラジカルであるリチウムフタロシアニン(LiPc)についても同様な実験を行った所、上述のエピタキシャル成長に加えて、4配向性の単斜晶系型のエピタキシャル成長が確認された。又、その生成機構についても可能なモデルを提案した。以上の研究は主として透過型電子顕徴鏡(TEM)及び電子線析法によって行われた。今後は、さらに新しいエピタキシャル成長の可能性を探究すると共に、多層2成分膜の光学物性(非線型光学効果)、電気物性(強誘電性、2次元電導性)を研究する予定である。
ウイルスを吸着捕捉する新素材を活用した環境浄化のための新しい手法

ウイルスは環境衛生の立場からみると水質汚濁物質として重要であるが,ウイルスによる汚染を効果的に防除する方法は知られていない.ウイルスは病原体として重要であるが,ウイルスによる病気には特効薬がなく,ワクチンで予防する以外に対処方法がない.一方ウイルスは塩素その他の消毒薬に対して強く抵抗することが知られており,小さいため濾過によって取り除くことも困難である.筆者らの研究グループにおいて最近開発した不溶性ピリジニウム型樹脂が,水中に存在するウイルスを強力に吸着捕捉する機能を有することを見出した.このような機能を有する材料はこれまで全く知られていない.本研究の目的は,この新しい高分子材料を活用して環境中からウイルスを効果的に除去するための新しい手法を開発することである.まずはじめに不溶性ピリジニウム型樹脂を繰り返し仕様する方法を確立する目的で,この樹脂に吸着捕捉したウイルスを脱着させて樹脂を再生する問題から検討した.しかし満足できるような結果は得られなかった.そこで研究計画を一部変更し,橋かけしていない,即ち水に可溶性のピリジニウム型ポリマーを合成し,バクテリオファージT4に対する作用について調べた.可溶性であっても基本的性質は不溶性ピリジニウム型樹脂と類似していると思われるので可溶性ピリジニウム型ポリマーもウイルスを強力に吸着するものと期待した.不溶性樹脂として用いる表面だけが利用されるので無駄が多いが,可溶性ポリマーとして用いると無駄なく利用され,少量の添加で十分ではないかと期待される.可溶性ピリジニウム型ポリマーとしてポリーN-ベンジルー4-ビニルピリジニウムブロミドを用い,ウイルスとしてバクテリオファージT4を用いて実験したところ,このポリマーが強力なウイルス不活化作用を示すことが分った.例えば0.5μg/mlの添加で5分以内に99.97%のウイルスが不活化された.ウイルスは環境衛生の立場からみると水質汚濁物質として重要であるが,ウイルスによる汚染を効果的に防除する方法は知られていない.ウイルスは病原体として重要であるが,ウイルスによる病気には特効薬がなく,ワクチンで予防する以外に対処方法がない.一方ウイルスは塩素その他の消毒薬に対して強く抵抗することが知られており,小さいため濾過によって取り除くことも困難である.筆者らの研究グループにおいて最近開発した不溶性ピリジニウム型樹脂が,水中に存在するウイルスを強力に吸着捕捉する機能を有することを見出した.このような機能を有する材料はこれまで全く知られていない.本研究の目的は,この新しい高分子材料を活用して環境中からウイルスを効果的に除去するための新しい手法を開発することである.まずはじめに不溶性ピリジニウム型樹脂を繰り返し仕様する方法を確立する目的で,この樹脂に吸着捕捉したウイルスを脱着させて樹脂を再生する問題から検討した.しかし満足できるような結果は得られなかった.そこで研究計画を一部変更し,橋かけしていない,即ち水に可溶性のピリジニウム型ポリマーを合成し,バクテリオファージT4に対する作用について調べた.可溶性であっても基本的性質は不溶性ピリジニウム型樹脂と類似していると思われるので可溶性ピリジニウム型ポリマーもウイルスを強力に吸着するものと期待した.不溶性樹脂として用いる表面だけが利用されるので無駄が多いが,可溶性ポリマーとして用いると無駄なく利用され,少量の添加で十分ではないかと期待される.可溶性ピリジニウム型ポリマーとしてポリーN-ベンジルー4-ビニルピリジニウムブロミドを用い,ウイルスとしてバクテリオファージT4を用いて実験したところ,このポリマーが強力なウイルス不活化作用を示すことが分った.例えば0.5μg/mlの添加で5分以内に99.97%のウイルスが不活化された.
作用素環論の総合的展開

近年,本計画の参加者らの活躍により,再び日本は作用素環論研究における世界の中心国の一つとなった.国際的にみても日本の作用素環論研究体制は十分優れたものであると言える.本計画はこの日本の勢いをさらに加速し,頂点作用素代数,離散群論,指数定理,共形場理論などとの関係を一段と深めながら,作用素環論研究の一層の進展を目指すものである.そのためフィールズ賞受賞者のJonesらを協力研究者に加え,作用素環論の幅広い話題をカバーした計画で,若手研究者も養成しながら世界のトップに立つことが目的である.このため,数理物理学との関係に重心を置きながら,研究を進めていく.重要な物理理論であるカイラル共形場理論を、作用素環論の手法を用いて深く理解し、頂点作用素代数、離散群論、指数定理、共形場理論などとの関係を一層深めながら作用素環論の研究の進展を目指す研究課題である。世界をリードする日本の作用素環論研究の一層の進展を目指す研究課題で、トップレベルの研究成果が期待でき、その学術的意義は極めて高い。近年,本計画の参加者らの活躍により,再び日本は作用素環論研究における世界の中心国の一つとなった.国際的にみても日本の作用素環論研究体制は十分優れたものであると言える.本計画はこの日本の勢いをさらに加速し,頂点作用素代数,離散群論,指数定理,共形場理論などとの関係を一段と深めながら,作用素環論研究の一層の進展を目指すものである.そのためフィールズ賞受賞者のJonesらを協力研究者に加え,作用素環論の幅広い話題をカバーした計画で,若手研究者も養成しながら世界のトップに立つことが目的である.このため,数理物理学との関係に重心を置きながら,研究を進めていく.
多様体の微分幾何学

荻上等は部分多様体の微分幾何学的性質とスペクトルとの関係を研究して新しい理論を展開している。大仁田、辻等はRiemann多様体やKaehler多様体の間の写像及びそれらの部分多様体の微分幾何学的性質を研究していくつかの新しい結果を得た。宮岡、辻等は複素多様体やKaehler多様体の性質を微分幾何学、代数幾何学、多変数関数論等の立場から多角的に研究し多くの成果を挙げている。笹倉等は特異点をもつ解析多様体の研究を続けている。宮岡、卜部等は複素多様体及び代数多様体を研究対象として多くの成果を挙げた。吉田、大原等は位相幾何学の立場から低次元多様体の幾何学とゲ-ジ理論を研究しいくつかの新しい結果を得た。佐々井、荻上等は平均曲率が一定な曲面に微分方程式の理論を応用する研究を続けている。これらの研究の成果はそれぞれ英文の論文として専門誌に発表されている。