hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高機能光集積化ルーティングシステムの研究

トラフィックの増大に伴い,大容量の光ノードが必要となる.しかしながら現状のノードアーキテクチャはスケーラビリティが無く,新しいアーキテクチャの研究開発が必要となる.本研究では、ネットワーク内におけるブロッキングの要因を分析し,新しい構造のノードアーキテクチャを,複数考案した.適用するサービス形態に応じて,最適なアーキテクチャを使用することにより,超大規模の光クロスコネクトノードを実現可能で有ることを実証した.トラフィックの増大に伴い,大容量の光ノードが必要となる.しかしながら現状のノードアーキテクチャはスケーラビリティが無く,新しいアーキテクチャの研究開発が必要となる.本研究では、ネットワーク内におけるブロッキングの要因を分析し,新しい構造のノードアーキテクチャを,複数考案した.適用するサービス形態に応じて,最適なアーキテクチャを使用することにより,超大規模の光クロスコネクトノードを実現可能で有ることを実証した.現状のインターネット技術では,世界の人口の1/3が10Mbps級のブロードバンドを利用した場合,必要な電力は世界の総発電電力の1/2に達すると予測されている.1992年に申請者らが提案した光パスルーティングは大容量性,低消費電力性(ルータと比べて,23桁小さい)の観点で極めてインパクトが大きく,現在ROADMとして世界的に導入が開始されている.しかし,その導入は未だ限定的で、大規模なノードへの導入は実現されていない。その主な理由は、(1)現行のROADMシステムではノードで始終端する信号の波長や方路選択の自由度が大きく制約される,(2)効率的な大規模光ルーティングスイッチが経済的に実現できない,にある.本研究の目的は,上記2つの課題を解決する技術を開発するものである.本研究期間の研究成果の概要を以下に示す.(1)新しいアイデアに基づく,波長や方路設定に関する制約が無く,自由に光信号をadd/dropする為の光集積化機能部品/モジュールの基本設計を行なった.また,add/drop率に一定の制限を適用することにより,add/drop部分のハード規模が大幅に低減できる事を定量的に明らかにした.add/drop率の制限手法として,ノードに入力するファイバ全体に関する制限,ファイバ毎の制限,波長毎の制限,波長群を利用する場合は波長群毎の制限,がネットワークの性能に与えるインパクトを解析するための設計アルゴリズム並びに設計ツールを開発した.(2)大規模な光ルーティングスイッチノードを実現するに当り,ノードに必要な機能の分析とハードウエアとを対応づけた機能配備の最適化を行った.ルーティングノードに必要な,光信号のadd/drop機能,スルーパスのルーティング,波長群を利用する場合はグルーミングスイッチ機能,の各々について必要なトータルのハード規模が最小となる機能分割の最適化を行った.現状のインターネット技術では,世界の人口の1/3が10 Mbps級のブロードバンドを利用した場合,必要な電力は世界の総発電電力の1/2に達すると予測されている.1992年に申請者らが提案した光パスルーティングは大容量性,低消費電力性(ルータと比べて,23桁小さい)の観点で極めてインパクトが大きく,現在ROADMとして世界的に導入が進められている.しかし,その導入は未だ限定的で、大規模なノードへの導入は実現されていない。その主な理由は、(1)現行のROADMシステムではノードで始終端する信号の波長や方路選択の自由度が大きく制約される,(2)効率的な大規模光ルーティングスイッチが経済的に実現できない,にある.本研究の目的は,上記2つの課題を解決する技術を開発するものである.本研究期間の研究成果の概要を以下に示す.(1)波長や方路設定に関する制約が無く自由に光信号をadd/dropする為の新しいアーキテクチャを実現するために,1x64光スイッチモジュール並びに新しいアイデアに基づく192チャンネル用チューナブルフィルタの試作を行いその特性を評価し,所望の結果を得た.これらの導入によりadd/drop部分のハード規模が大幅に低減できる事を定量的に明らかにした.また,さらにadd/drop部を小型化するための新しいアーキテクチャが,ネットワークの性能に与えるインパクトを解析するための設計アルゴリズム並びに設計ツールの開発に着手した.(2)大規模な光ルーティングノードの光スイッチを実現するに当り,波長ルーティングの適用性を明らかにし,大規模スイッチの実現性を示した.また,高速の切替が可能となる波長可変レーザが必要となるため,現状の技術で低コストで得られる波長可変レーザに関して,可変速度の評価を開始した.研究課題の解決に向けて研究を精力的に進めており,予想以上の進捗を得ている.研究成果発表は国外・国内の会議で積極的に行なった.特に,国際会議では3件の招待講演を含む6件の講演と,国内会議では4件の招待講演を行なうなど,本研究成果に関しては,国内外で高い評価を受けていると考えている.25年度が最終年度であるため、記入しない。研究課題の解決に向けて精力的に研究を進めており,予想以上の進捗を得た.研究成果発表は国外・国内の会議で積極的に行なった.特に,国際会議では6件の招待講演を含む26件の講演,国内会議では2件の招待講演を行ない,またIEEE/OSA JOCN,電子情報通信学会誌へそれぞれ招待論文を発表した.また,本分野で最も重要な国際会議の一つOFC/NFOEC 2013での発表論文が,2013 Corning Outstanding Student Paper CompetitionのSemi-finalistに選定されるなど,本研究成果は,国内外で高い評価を受けた.光集積回路の試作においては,世界をリードする最先端の試作企業(例えばアレイ導波路回折格子は日本が世界的に大きなシェアを占めている)との密接な連携により,申請者らのアイデアに基づく世界最高性能の各種光機能モジュールを実現する.

各種デバイスの仕様は,適用領域やネットワークトポロジーに応じた様々なノードアーキテクチャに応じた最適化が必要となる.そのためにはネットワーク設計との密接な連携が必要となる.研究代表者は,全体の統括と主にハード設計に関する部分を担当し,分担研究者は主にネットワーク設計を担当している.上記の様にハード設計とネットワーク設計は相互に深く関連しているため,研究打合せは一体として行うなど,最大限の相乗効果が得られる体制で研究を進めている.25年度が最終年度であるため、記入しない。光集積回路の試作においては,世界をリードする最先端の企業(例えばアレイ導波路回折格子は日本企業が世界的に大きなシェアを占めている)との密接な連携により,申請者らのアイデアに基づく世界最高性能の各種光機能集積回路チップを実現した.今年度は,そのモジュール化とともに,さらに新しいアイデアに基づく光機能素子の試作を行なう.各種デバイスの仕様の決定には,適用領域やネットワーク条件に応じた最適化が必要となるため,ネットワーク設計と密接に連携して研究を遂行する.研究代表者は,全体の統括と主にハード設計に関する部分を担当し,分担研究者は主にネットワーク設計を担当している.上記の様にハード設計とネットワーク設計は相互に深く関連しているため,研究打合せは一体として行うなど,最大限の相乗効果が得られる体制で研究を進めている.ハイパージャイアントコンテンツホルダの出現とともに,現在ネットワークは大きな変革の時を迎えている.本研究領域はデータセンタの光化を含め,今後さらに大きな発展が予想されている.本研究課題終了後はさらに広範囲なアプリケーション領域を想定した課題として発展させたいと考えている.
構法的視点による建築部品情報の記述手法に関する研究-PCa技術と空間構成を中心として-

STEPのIntegrated ResourcesとApplication Protocolのレベル分けでは,幾何表現など数学的あるいは工学的に一般な事柄などの比較的変更が少なく頑強な標準と,応用分野毎の変更の頻度が高いと期待される標準とを区別している。これは,情報統合化の実現と対象とする生産の形態との関係が緊密であるという認識から派生していると思われる。本年度の研究では,プロトタイプ制作による検証の対象をPCa構工法に限定し,PCaを用いた建築の生産形態における「設計情報」および「生産情報」の関連を考察した。これらの情報は時間的制約のもとで複雑に交錯しており,設計の極めて初期の段階でPCa構工法を採用するという決定がなければ,現状では,ほとんど採用不可能であることが明白となった。在来の手法であれば,設計の各局面において技術的検討を未決定のまま次段階に進み,その後に成立した条件をフィードバックする形で未決定事項を確定していくという手段をとりうる。現在の建築生産においてはこれが常態化しており,これが情報統合化支援ツールの構築を阻害している。PCaの場合であれば,その部材の生産拠点が多くは「工場」である為に低コストの実現には事前の綿密な生産計画が必要になるが,その立案に必要な十分な設計情報が事前に知らされないために優れた構法にも関らず,十分な効率を発揮できないでいる。本年度の研究でこれらを抜本的に改善する為の方法理論を確立することは出来なかったが,形状情報の扱いに関しては次に列挙する機能を最低限保有することを示した。1.3次元かつ寸法精度が高いこと。2.形状情報は,それを含む「部品概念」に付随する一属性として扱えること。形状への操作がそれを包含する上位の部品概念に対し悪影響を及ぼさないこと。以上を満たすプロトタイプを作成し,簡単な例に関してその効果を研究した。
タバコの膜結合型オ-キシン受容体と発根遺伝子群

1.タバコ膜結合型オ-キシン受容体(ABP)の細胞内所在とサイトカイニンによる活性誘導:Agrobacterium tumefaciens LBA4210(gene4^-)によるタバコの形質転換体を材料に、ABPの細胞内所在とサイトカイニンによるオ-キシン結合活性の誘導について調査した。ABPのオ-キシン結合活性の50%以上が存在した800g画分には、形質膜の標識酵素と液胞膜の標識酵素の活性が認められた。この画分のABPはミクロゾ-ムのABPと同様にオ-キシン結合活性がkinetinにより大幅に増加した。一方、ミクロゾ-ムのABPはTriton Xー100で可容化されたが、この画分のABPは用いた3種の界面活性剤では可容化されなかった。加えて、形質膜のABPとオ-キシンとの結合には他の因子が関与している可能性が示唆された。2.トウモロコシABPのcDNA塩基配列を利用したPCR法によるABP遺伝子の増幅:トウモロコシで単離されたABPーcDNAの塩基配列を用いてトウモロコシ・パンコムギとタバコのゲノミックDNAからABP遺伝子の増幅を試み、約400塩基からなる主要断片を含む複数の増幅産物を得た。3.毛状根を利用したタバコ発根遺伝子群のクロ-ニング:Ag.rhizogenes15834によるタバコの毛状根からcDNAバンクを作成し、毛状根組織と根以外の組織から得たcDNAおよびAg.rhizogenes Ri plasmid DNA(TーDNA)を用いた分別スクリ-ニングにより毛状根特異的cDNAのクロ-ンを6種類得た。4.Agrobacteriumによるタバコの発根変異株の形質転換:Ag.tumefaciensとAg.rhizogenesを用いてタバコの発根変異株2系統(いづれもオ-キシン耐性変異株)の形質転換体の作成を試みた。両変異株ともrhizogenesでは形質転換体が得られず、1系統ではtumefaciensによる形質転換体の全てでテラト-マ状の茎葉分化が認められ、変異株のオ-キシン応答が野生株のそれと異なっていることが示唆された。
糖尿病での骨・カルシウム代謝異常における Klotho 蛋白の意義の解明

α-Klotho(α-KL)蛋白は、遠位尿細管に発現する膜蛋白で、カルシウム(Ca)代謝に関与する。糖尿病性腎症(DN)では、早期より尿中Ca排泄が増加するが、その発症機序は不明である。われわれは、早期DN例で腎臓でのα-KL蛋白発現が有意に低下、尿中Ca排泄が有意に上昇することを明らかとした。また、尿中Ca排泄と腎臓でのKL発現量は有意な負の相関関係を示していた。一方、DNモデルマウスを用いた検討でも、尿中Ca排泄の増加に腎臓でのKL発現量が関与することを明らかとした。さらに早期DNで誘導される尿中Ca排泄増加が、骨代謝マーカー(骨型アルカリフォスファターゼ活性(BAP)とTRACP-5B)に与える影響について検討したが、今回の検討では有意な結果は得られなかった。糖尿病性腎症例(DN)での尿中カルシウム増加における腎臓でのα-Klotho(rKL)および血中分泌型α-Klotho(sKL)蛋白の臨床的意義,および骨代謝マーカーとの関連性について,ヒトサンプルを用いて検討した.DN(74例)で,空腹時の尿中fractional excretion of Ca(FeCa)値は,IgA腎症例(IgAN)(90例)および無症候性蛋白尿・血尿例(MCD)(26例)に比べ有意に上昇していた.そこで,対象をeGFRが60mi/min/1.73m^2以上の群(軽度腎機能低下群)とそれ未満の群(高度腎機能低下群)の2群に分けて解析すると,軽度腎機能低下群では,IgANやMCDに比べてDNでのFeCa値の上昇がより顕著になったが,高度腎機能低下群では,DNでの有意なFeCaの上昇は認めなかった.また,軽度腎機能低下群では,DNでのrKL発現量は,IgANやMCDに比べて有意に低下していた.そこで,多量変解析(重回帰分析)を行ったところ,FeCaに対する影響因子としてrKL発現量が唯一の有意な相関因子であった.このことから,早期DNでの尿中カルシウム排泄増加の機序にrKLの発現低下が関与することを明らかとした.今後,rKLの低下が,尿中カルシウムの増加に関与する直接的な機序の解明が必要である.DNでは,骨代謝マーカーである骨型アルカリフォスファターゼ活性(BAP)とTRACP-5は,いずれもFeCaおよびsKL量とは有意な相関関係を認めなかった.また,FeCaとsKL量は有意な相関関係を認めなかった,つまり,DNにおけるFeCaの上昇にsKLは直接的に関与する可能性は低く,また,FeCaの上昇が骨代謝に直接関与している可能性は低いと考えられた.つまり,糖尿病での骨代謝異常は,FeCaの上昇に加え他の様々な骨代謝に関与する因子との総合的な解析が必要と考えられた.糖尿病性腎症例(DN)を含む腎臓病における血中分泌型α-Klotho(sKL)蛋白の臨床的意義,および骨代謝マーカーとの関連性について,ヒトサンプルを用いて検討した.腎生検を施行した228例を対象とし,腎生検時に採取した血液・尿で,血清カルシウム.リン・活性型ビタミンD値・副甲状腺ホルモン値・sKL量・FGF23量および尿中カルシウム排泄量を測定した.腎機能はestimated GFRを用いて算定した.腎生検凍結切片よりmRNAを抽出し,α-Klotho(KL) mRNA発現量をreal-time PCR法で定量的に検討した.その結果,(1)血中カルシウム-リン値の恒常性はeGFRが30ml/min以上の症例では維持されていた.(2)腎臓でのα-KL発現量は,腎機能の低下とともに早期より有意に低下した.(3)血中sKL量は,eGFRが60ml/min以上の症例では,腎機能の低下に伴い有意に低下したが,eGFRが60ml/min以下の症例では低下せず,一定の範囲内に留まっていた.(4)血中VitD値は,eGFRが90ml/min以下の症例で,腎機能の低下に伴い有意に低下した.(5)血中FGF23値は,eGFRが90ml/min以下の症例で,腎機能の低下に伴い有意に上昇した.(6)血中intact PTHは,GFRが60ml/min以下の症例で,腎機能の低下に伴い有意に上昇した.eGFRが60ml/min以上の症例では,血中α-KL量は腎臓でのα-KL発現量および腎機能と有意な相関関係を示したが,60ml/min以下の症例では認めなかった.また,その他骨代謝マーカーとの有意な相関を認めなかった.

しかし,これらパラメーターの所見で糖尿病性腎症に特異的なものは認められなかった.以上のことから,腎機能障害の進行に伴い,腎臓でのα-KL発現量が低下,ネフロンの減少→(腎臓でのリン排泄量が低下)→FGF23値の代償的上昇→VitD値の低下→(カルシウムの低下)→PTHの上昇となっていることが推察されるが,分泌型α-KL量はカルシウム・リン代謝異常に大きな影響を及ぼさなかったと考えられる.腎臓病例では,早期の段階からカルシウム.リン値の恒常性を維持するためにα-Klotho-FGF23系シグナルが作用しあい重要な働きをすることが示唆された.早期の腎臓病から,これらのパラメーターが骨病変および心血管病変の形成に関与する可能性が示唆され.今後の詳細な検討を要する.糖尿病性腎症(DN)のUca上昇に対する腎臓でのα-KLの関与を明らかとするため,α-Klotho蛋白欠損遺伝子改変マウス(KL-/-),同へテロマウス(KL+/-),およびWildマウス(KL+/+)にストレプトゾシン(STZ)を投与し,DNを惹起させ,Uca量を比較検討した.KL+/-マウスでは,腎臓でのα-KL発現量がWildマウスの約半量であったが,DNが惹起されない状態では,両群にUcaの有意な差はなかった.しかし,DNが惹起されると,UcaはWildマウスで有意に上昇したが,KL+/-マウスではその上昇がさらに増強した.一方で,KL-/-マウスでは,DNが惹起されない状態で,Wildマウスに比して有意にUca量が高かったが,DNを誘導してもUcaの増加量が有意に増強されなかった.ところで, Transient Receptor Potential Vanilloid 5(TRPV5)は腎臓での遠位尿細管でカルシウム再吸収調節に関与する分子であるが,最近α-KLはTRPV5の活性化・安定化に関与することが報告された.そこで,α-KL発現量とTRPV5の活性について検討するために,TRPV5を発現させたHuman Embryonic Kidney 293(HEK)細胞を用い,様々な濃度でα-KL遺伝子を導入し,カルシウムの取り込みを検討した.同細胞はα-KL発現量に正相関してカルシウムの取り込みが増加した.一方,TRPV5を発現していないHEK細胞では,カルシウムの取り込みに変化はなかった.つまり,α-KL発現量に依存しTRPV5が活性化,遠位尿細管でのカルシウム取り込みが増加すると考えられた.以上のことから,糖尿病性腎症における尿中カルシウム排泄の増加に,α-KL発現低下が関与し,それはTRPV5の活性化の低下を介するものであることが示唆された.分泌型α-Klothoの臨床的意義をさらに明かとするため,分泌型α-Klotho蛋白欠損遺伝子改変マウスの作成を目指し,膜型α-Klotho蛋白の切断部位のmutationをおこすことで分泌型Klothoへと切断されない変異体を作成しようと試みているが未だ作成できていない.24年度が最終年度であるため、記入しない。これまでのヒト臨床サンプルを用いた検討では,分泌型α-Klotho蛋白のカルシウム・リン代謝への直接の影響はないように思われる.しかし,分泌型α-Klotho蛋白およびFGF23蛋白が,カルシウム・リンの恒常性を維持するため腎臓病では早期から作用していることが明らかとされた。
音響情報を用いたジュゴンの摂餌場利用特性の解明

草食性の絶滅危惧種ジュゴンが発する鳴音、ならびに摂餌の際に発生する音を観察することで、ジュゴンが「いつ・どこで」摂餌を行うのかを明らかにすることが本研究の目的である。マレーシア・シブ島周辺の海草藻場において音響観察を実施し、対象音を検出してその発生パターンを時空間的に解析することで、ジュゴンが摂餌を行う上で重要な時間・場所を把握することを目指す。
高齢者の有意味な視覚情報の処理と記憶の脳賦活領域

視覚情報の持つ有意味性が高齢者の視覚情報処理と保持能力に与える影響を吟味すべく,fMRIによって高齢者の視覚的ワーキングメモリ課題遂行中の全脳の計測を試みた。その結果,TSP ,N-backもに課題難度の上昇に伴う賦活の亢進が見られた。その差は年代群によって異なり,加えて脳領域によってもパタンが異なることが示された。これらの結果から,視空間認知と意思決定に関わる領域の加齢影響を客観的に検出する認知計測法として,難度の異なる認知課題の脳賦活応答の比較を臨床画像診断に応用できる可能性が示唆された。fMRIを用いて,若年者と高齢者の視覚的短期記憶課題遂行時の脳賦活応答を比較した。言語的符号化が容易な線画と言語的符号化が困難なマトリクス図形を刺激として,加齢による視覚情報処理の違いと記憶成績の差を検討した。先行研究では,加齢に伴いBOLD信号は亢進し,その程度やパターンは課題と難度に依存することが示されている。指標となる行動データとそれを反映する脳活動の関係を明らかにすれば,この現象は臨床診断に応用することが可能である。その結果,両年代群とも,視覚野および前頭前野の広範囲にわたる賦活が見られた。特に,認知や意思決定を行う前頭前野背外側部([BA] 46)や視覚的注意を担う角回([BA] 39)の賦活が示された。年代群間で比較すると,全般的に高齢者の方が若年者よりも強い賦活が認められた。特に前頭前野背外側部のほか,色と形の判断に関係すると考えられる左右の紡錘状回([BA] 18)の賦活に有意な差が見られた。背側視覚経路と腹側視覚経路の差が示された。本研究から記憶の更新機能に関わる領域の加齢影響を客観的に検出する認知計測法として,難度の異なる認知課題の脳賦活応答の比較を臨床画像診断に応用できる可能性が示唆された。本研究は,高齢者が視覚情報の処理と保持を行う際に賦活する脳領域が,その強さや範囲の面で若年者と差があることをfunctional magnetic resonance (fMRI)によって示すとともに,臨床場面へ応用可能な技術の開発を目的とした。平成25年度は視覚的記憶課題(N-back)を用いて成績を年代群間(若年群,高齢群)で比較した。その結果,課題負荷の異なる認知課題の脳賦活応答の比較を臨床画像診断に応用できる可能性を示唆した。この結果を受け,26年度はワーキングメモリ負荷の上昇に伴う賦活応答の傾斜をWBG (the working memory load-dependent BOLD response gradient)とし,その年代群間の差を吟味することを目的とした。負荷上昇と加齢との間に生ずるWBGの交互作用によって認知機能の加齢影響を客観的に検出する手法の開発を試みた。本研究ではfMRIを用い,Task Switch課題(TSP)と視覚的N-back課題におけるWBGの年代群間の差を検討した。TSPでは速度(CSI = 50,650,1250ms),N-backでは記憶負荷量(N = 1, 2, 3)のそれぞれ3条件を実験条件とし,課題難度の上昇に伴う脳賦活の亢進を調べた。その結果,年代群間のWBGの傾斜の差がみとめられた。この結果は5) CRUNCH現象および6)高齢者のワーキングメモリキャパシティの低下が影響したと考察された。本研究から課題選択の抑制機能(TSP)や記憶の更新機能(N-back)に関わる領域の加齢影響を客観的に検出する認知計測法として,難度の異なる認知課題の脳賦活応答の比較を臨床画像診断に応用できる可能性が示唆された。認知心理学計画通り初年度の予定は遂行された。分析を進め,脳賦活応答と課題成績や事前にとったペーパなどとの相関を調べる。さらに実験2として,課題難度を段階的に変化させ,脳賦活応答を比較する。本研究の視覚刺激を用いた記憶課題が,加齢影響を客観的に検出する臨床画像診断に利用できる認知負荷ストレステストとして応用可能か,その妥当性を検討する。研究を進める上で必要な物品の購入時期がずれた。計画に基づいて購入を進める。
ナノ構造体における励起状態電子‐核相関ダイナミクスの第一原理計算手法の開発

本課題では、時間依存密度汎関数理論(TDDFT)とExact Factorization理論に基づく、ナノ構造体中の電子・原子核相関ダイナミクス計算手法の開発を目的として研究を行った。最終年度(2018年度)は、前年度に引き続き、TDDFTを用いて電子散乱過程を記述するための交換相関項の研究と、多成分密度汎関数理論(TDMCDFT)の開発研究を推し進めた。前者では、電子とヘリウムイオンの散乱過程を対象に、実時間TDDFTにおける厳密な交換相関ポテンシャルを計算し、電子散乱過程を記述するための交換相関項の性質を解析した。さらに、線形応答TDDFT法による計算との比較も行い、弾性散乱過程であれば、厳密交換ポテンシャル(EXX)を用いた線形応答TDDFT法は、精度よく透過係数・反射係数を計算できることも明らかにした。本成果について論文発表(The European Physical Journal B)を行った。後者については、電子・陽電子相関ダイナミクス計算に向けたTDMCDFTの基礎理論を完成させ、レーザー場中の陽電子吸着水素化リチウム分子のダイナミクス計算に適用した。その結果、分子からの陽電子脱離に適したレーザーパラメータや、陽電子の遮蔽効果による電子励起の抑制機構などを解明した。本成果について論文発表(Physical Review Letters)を行った。また、これらの研究成果について、招待講演(国際学会2件)を行った。研究期間全体を通じて、(1)Exact Factorization理論に基づく電子・原子核相関ダイナミクス計算手法の開発、(2)TDDFTの交換相関項の研究開発、(3)TDMCDFTの開発と物質への応用、の3つの研究項目において実績を残した。本課題では、ナノ構造体における電子・原子核相関ダイナミクスを第一原理計算するための手法開発を、Exact Factorization理論と時間依存密度汎関数理論(TDDFT)を土台として行っている。本年度は当初の計画に則り、まずExact Factorization理論に基づいて、電子・原子核相関ダイナミクスにおける核に働く厳密な力の定義と解析を行った。すなわち、電子・原子核相関系における厳密なボーム力学の定式化を行い、そこで厳密な力として表れる式には、時間依存ポテンシャルの勾配のみならず、ボームの量子ポテンシャルに相当する項も現れることを明らかにした。そしてこの厳密なボーム力学理論を1次元水素分子イオンの強レーザー場反応に適用し、厳密な力により運動する古典軌道の集団を用いれば強レーザー場中の量子ダイナミクスをも再現できることを明らかにした。本研究で明らかになった知見は、今後のExact Factorization理論に基づく電子・原子核相関ダイナミクス計算手法開発において重要な役割を果たす。本内容について論文を発表(Physical Review A)し、また学会発表(国内学会1件、国際学会1件)を行った。次に、TDDFTの交換相関汎関数改良に向けた研究として、シュレディンガー方程式を数値的に厳密に解ける1次元2電子散乱モデルを開発し、その解から厳密な時間依存交換相関ポテンシャルを計算して、その解析を行った。その結果、衝突を起こす2つの電子の局所速度が異なることに由来する時間依存相関項が、ステップ型あるいはピーク型の構造をポテンシャル上に作り出し、これが正しく電子の反射を再現するために重要であることを明らかにした。本研究は、TDDFTを電子散乱過程にも適用できるよう改良するための重要な知見を与える。本内容について、学会発表(国内1件)を行った。本年度は、(1)電子・原子核相関ダイナミクスにおける核に働く厳密な力の定式化とその解析、そして(2)1次元2電子散乱過程における厳密な時間依存交換相関ポテンシャルの計算とその解析を行うことができた。上記(1)は今後のExact Factorization理論に基づく電子・原子核相関ダイナミクス計算手法開発における量子ポテンシャルの導入部分において重要な役割を果たし、(2)は電子ダイナミクス計算部分を担うTDDFTの交換相関項の改良に向け重要な役割を果たす。上記2つの成果は年度初めに立てた計画をおおむね達成したものである。本課題では、ナノ構造体における電子・原子核相関ダイナミクスを第一原理的に計算するための手法開発を、時間依存密度汎関数理論(TDDFT)とExact Factorization理論を基にして行っている。平成29年度は、まず前年度に引き続き、TDDFTで電子散乱効果を正しく記述するための交換相関項開発に向けた研究を行った。数値的に解くことができる1次元電子散乱系について、厳密な交換相関ポテンシャルを計算し、その成分のうちの運動項と呼ぶべき項が、電子散乱効果の記述に決定的な役割を果たすことを明らかにした。また、厳密な交換相関項の初期Kohn-Sham状態依存性を解析し、さらに厳密交換ポテンシャル(EXX)、および、非断熱交換相関ポテンシャルVxcSの有効性と限界を明らかにした。特にVxcSは運動項の記述が欠如していることから、今後運動項の汎関数化を目指す方針を打ち立てた。本成果について論文を発表(Physical Review Letters)し、また学会発表(国際学会2件)を行った。次に、多成分系のダイナミクスの第一原理計算手法である多成分時間依存密度汎関数理論(TDMCDFT)の確立を目指し、電子・陽電子相関系に対するTDMCDFTの開発を行った。原子核を古典電荷として扱うことで電子・陽電子の座標系の定義を行い、また電子・陽電子の時間依存相関効果には、基底状態二成分密度汎関数法の相関項を用いる断熱局所密度近似を用いて理論の定式化を行った。このTDMCDFTを用いて、レーザー場中の陽電子吸着分子のダイナミクスを解析し、陽電子が電子の励起を抑制するように動くことなどを明らかにした。

これは、本課題達成のためのTDMCDFT開発を推し進めた重要な成果である。本内容について、学会発表(国際学会1件、国内学会1件)を行った。本年度は、(1) TDDFTで電子散乱効果を正しく記述するための、初期Kohn-Sham状態依存性の重要性と交換相関項の成分のうちの運動項の解析、そして(2)電子・陽電子・原子核相関ダイナミクス計算のためのTDMCDFTの開発を行うことができた。上記(1)は本課題で開発する計算手法のTDDFT部分の交換相関項開発に向けて具体的な方針を与え、(2)は目標とする計算手法の開発そのものを推し進めた、これらの成果は年度初めに立てた計画を達成したものである。本課題では、時間依存密度汎関数理論(TDDFT)とExact Factorization理論に基づく、ナノ構造体中の電子・原子核相関ダイナミクス計算手法の開発を目的として研究を行った。最終年度(2018年度)は、前年度に引き続き、TDDFTを用いて電子散乱過程を記述するための交換相関項の研究と、多成分密度汎関数理論(TDMCDFT)の開発研究を推し進めた。前者では、電子とヘリウムイオンの散乱過程を対象に、実時間TDDFTにおける厳密な交換相関ポテンシャルを計算し、電子散乱過程を記述するための交換相関項の性質を解析した。さらに、線形応答TDDFT法による計算との比較も行い、弾性散乱過程であれば、厳密交換ポテンシャル(EXX)を用いた線形応答TDDFT法は、精度よく透過係数・反射係数を計算できることも明らかにした。本成果について論文発表(The European Physical Journal B)を行った。後者については、電子・陽電子相関ダイナミクス計算に向けたTDMCDFTの基礎理論を完成させ、レーザー場中の陽電子吸着水素化リチウム分子のダイナミクス計算に適用した。その結果、分子からの陽電子脱離に適したレーザーパラメータや、陽電子の遮蔽効果による電子励起の抑制機構などを解明した。本成果について論文発表(Physical Review Letters)を行った。また、これらの研究成果について、招待講演(国際学会2件)を行った。研究期間全体を通じて、(1)Exact Factorization理論に基づく電子・原子核相関ダイナミクス計算手法の開発、(2)TDDFTの交換相関項の研究開発、(3)TDMCDFTの開発と物質への応用、の3つの研究項目において実績を残した。上述の通り、本年度においては電子・原子核相関ダイナミクスにおける核に働く厳密な力の解析と、電子散乱過程における時間依存交換相関ポテンシャルの解析を行い、それぞれについて重要な知見を得た。次年度においては、これらの成果を基に、本研究課題の目的であるナノ構造体に適用可能な電子・原子核相関ダイナミクス計算手法の開発を進めていく。
私立学校の公的責任のあり方に関する調査研究

近年、私立学校のあり方をめぐって数々の議論が展開されている。少子化傾向を前提として、私学の経営危機や公私間の協調性と競合関係、私学助成の見直しなどがその具体的な内容である。このような中で、私学をどのように捉え、日本の学校教育制度全体の中における私立学校の役割が検討されなければならない。これまで私立学校に関する研究は、私学助成との関連で、その自主性と公共性のあり方が論じられてきたため、ややもすれば法解釈論に傾斜しがちであった。本研究は、小学校、中学校または高等学校を設置する全国の学校法人および学校長を対象に質問紙調査を行い、私学の経営の実態とその設置する学校との関係を明らかにすることを目的としている。調査およびその結果の検討から、(1)理事会の構成については、設置法人に相当程度の裁量があるため、極めて多様であること、(2)その設置する学校長がすべて理事とはなっていないこと、(3)保護者から理事を選出する法人はごく少数にとどまっていること、(4)学校長は公立学校のカリキュラムを下敷きに、それに若干の上乗せ・工夫を加えることを私学の自主性と考える傾向にあること、(5)学校長には公費助成を望む声が多いが、自主財源に基づく経営を求める意見もある程度存在すること、などが判明した。これらの結果から、私立学校の経営組織の整備と設置する学校との関係等を明確にするために法の整備が急がれる。また、私立学校に子どもを通わせている保護者が理事となって、学校経営に関する意思表示ができるような措置がとられなければならない。これらの措置を前提として、私学に対する行政的規制を一層緩和することが望まれると思われる。私立学校の独自性を維持しながら、同時に公共的責任を全うし私学の健全な発展を確保することを基本的な視点にして、上記の課題を実現するためにどのような方策が必要であるかを検討するために、本年度はまず全国の私学の管理運営の中核にある学校法人の実態と学校長の意識を明確にする質問紙調査を11月に実施した。調査は全国で約6400ある学校法人のうち、小学校、中学校または高等学校を設置する学校法人(約1100)および当該学校長(約1600名)を対象にした。回収状況は前者が42%、後者が45%であった。データの解析は現在進行中であるが、私学の独自性について「財政的基盤の安定が必要」と考える理事会が多く、またそのために公費による助成を望む傾向が非常に高かった。また学校にたいする「規制緩和」を求める傾向も数多く認められた点が注目される。他方、学校長から得られた回答のなかで、私立学校は当然公共性を持っているとの認識が非常に強かった。これからの少子化のなかで私学経営がますます困難になっていくことを懸念しながら、経営の安定を求める傾向は理事会とほぼ同様であった。これまで全国的規模で私立学校の実態を明らかにした調査がなかったことから、現在集計中のデータが有効性を発揮するものと考えている。次年度はここで得られたデータをさらに克明に分析しながら、他方で欧米諸国で進行中の学校改革の動向を絡ませながら我が国の私学が独自性と公共性を発揮するべき方向を検討したいと考えている。

これらの結果から、私立学校の経営組織の整備と設置する学校との関係等を明確にするために法の整備が急がれる。また、私立学校に子どもを通わせている保護者が理事となって、学校経営に関する意思表示ができるような措置がとられなければならない。これらの措置を前提として、私学に対する行政的規制を一層緩和することが望まれると思われる。
細胞外ヌクレオチドによる血管内皮細胞の機能調節機構の解明

血管内皮細胞上の主要なATPやADP分解酵素であるecto-ATPDase/cd39のノックアウトマウスは、血小板の凝集能が著しく低下しているにも関わらず、各臓器において凝固系の活性化を示唆するフィブリンの沈着が増加している。この事は、cd39が除かれたために、過剰に存在する細胞外ヌクレオチドが、血管内皮細胞の機能に影響を与えている可能性を示唆している。細胞外ヌクレオチドの生理機能への影響をcd39ノックアウトマウスを用いて検討た。血管透過性への影響を、エバンスブルーを前投与しておいたマウスの皮内にATP, ADP或いは、ブラディキニンを投与して、一定時間後に血管外に漏出した色素の程度をもとに判定した。ATPやADPは、野生系マウスとcd39ノックアウトマウスとの間で、血管透過性には明かな差を生じなかった。一方、ブラディキニンはcd39ノックアウトマウスにおいて、著しい血管透過性の低下を示した。ブラディキニンは血管透過性の亢進、血圧降下作用があるので、次にマウス血圧への影響を検討するために、無麻酔下での血圧を測定した。この際、ブラディキニンの分解酵素であるアンギオテンシン変換酵素の阻害剤であるカプトプリルを投与したマウス、或いは8%食塩を含む餌で飼育したマウスの血圧も同時に測定した。cd39ノックアウトマウスの血圧は、野生系と比較して、若干、高い値を示したが、8%食塩負荷においても、野生系と明かな差は認められなかった。カプトプリル投与群においては、予想に反して、野生系よりもやや低値を示す傾向にあった。ATPもブラディキニンも血管内皮細胞でのNOの産生に影響を与えることが知られており、NO産生を通じた血圧の調節の関与が疑われた。また、ATP, ADP或いは、ブラディキニンを静注した場合には血圧降下作用には野生系と差が認められなかった。以上のことは、ブラディキニンの作用が、血管内と血管外では、異なる機構によって調節されていること、この調節にプリン受容体系が関与していることを示している。細胞外ヌクレオチドの生理機能への影響をcd39ノックアウトマウスを用いて検討した。マウスにエンドトキシン(LPS)を投予後、経時的に観察し生存率を測定した。又、血漿中のIL-1β,TNF-α,IFN-r,IL-6の濃度をELISA法によって測定した。さらに肺、肝臓、腎臓でのNOS並びにICAM-1の発現をノーザンによって経時的に観察した。その結果、このノックアウトマウスは、LPS投与に対して、完全な耐性ではないものの、野生系と比較して、遅延した致死を認めた。また、血漿中のTNF-αは野生系と比較して低い値を示したが、一方IFN-rは野生系よりもむしろ高い値を示し、これはノックアウトマウスのリンパ球の機能低下のために血管内にとどまるリンパ球、白血球の多いことによると思われた。光顕レベルでの組織像には野生系との間に際だった差は認められなかったが、現在、抗体を用いて、免疫組織学的に精査を進めている。ATPは、NOの産生を促すことが知られており、又、NOはLPSに対して保護作用を発揮することによって致死率を減少させているのではないかと検討を行ったが,mRNAレベルではNO合成酵素の発現は野生系と差は認められなかった。2年度に計画しているAPOEとのダブルノックアウトマウスについては、すでにその約4分の1がcd39もしくはAPOEのホモであり、16分の1が両遺伝子のダブルノックアウトマウスであることを確認しており、生存率には影響を与えていないようである。今後十分な数のマウスが得られしだい、高コレステロール食を負荷して、動脈硬化症発症への影響を検討する予定である。

この際、ブラディキニンの分解酵素であるアンギオテンシン変換酵素の阻害剤であるカプトプリルを投与したマウス、或いは8%食塩を含む餌で飼育したマウスの血圧も同時に測定した。cd39ノックアウトマウスの血圧は、野生系と比較して、若干、高い値を示したが、8%食塩負荷においても、野生系と明かな差は認められなかった。カプトプリル投与群においては、予想に反して、野生系よりもやや低値を示す傾向にあった。ATPもブラディキニンも血管内皮細胞でのNOの産生に影響を与えることが知られており、NO産生を通じた血圧の調節の関与が疑われた。また、ATP, ADP或いは、ブラディキニンを静注した場合には血圧降下作用には野生系と差が認められなかった。以上のことは、ブラディキニンの作用が、血管内と血管外では、異なる機構によって調節されていること、この調節にプリン受容体系が関与していることを示している。
ヒドロゲナ-ゼ・COデヒドロゲナ-ゼのサイトアナログ合成

本研究の目的は、ヒドロゲナ-ゼ及び一酸化炭素デヒドロゲナ-ゼのニッケルサイトモデルとして、ニッケル-硫黄近傍が嵩高い官能基で覆われた平面4配位NiS_4,型錯体を合成することであり、そのため、カリックスアレンをアンカ-として嵩高チオレ-ト及びチオエ-テルリガンドを合成し、次いで、それらのニッケル錯体を合成することに目指した。この研究の成果と結果、及びそれに基づいた研究展開の現状を以下に述べる。1)嵩高チオエ-テル部を有するリガンド(A)の合成に成功した。この配位子を用いてニッケル錯体の合成試みたが、安定なニッケル錯体を単離することた出来なかった。これは配位子がニッケルと配位するとき、嵩高官能基同士が互いに立体障害を起こすためと考えられる。2)嵩高チオアルコ-ルを有する配位子は、これも立体障害のため、立体異性の異なるものの混合物をつくらざるを得なく、しかもこれを分離することが出来なかった。従って、目的錯体の単離にまで到らなかった。3)以上の結果をもとに、更に新たなカリックスアレン型配位子の合成を目指した。新規のものは、旧型の配位子が、カリックスアレンのキャビティ-の閉じた側のフェノ-ル性水酸基にチオエ-テル部やチオアルコ-ル部をカップルさせるものであったのを改め、キャビティ-の開いた側に導入することにした。これによって錯体がキャビティ-の及摂機能を利用できるものになると共に、嵩高官能基間の立体障害が無くる。このル-トはステップ数が増えるため原料合成に難があったが、初段の原料を100グラム単位で合成する技法を開介することに成功し、現在、8種類にのぼる中間原料を有して配位子合成ル-トの検討を行っている。
ラグランジュ平均曲率流における安定性と収束性の関係

今年度の前半はFutaki-Li-Liにより示されたユークリッド空間内のself-shrinkerに対する直径の下からの評価とCao-Liにより示されたユークリッド空間内のコンパクトself-expanderの非存在定理を勾配縮小ケーラーリッチソリトン内に拡張された意味でのラグランジュself-shrinker及び,ラグランジュself-expanderに対して拡張した.勾配縮小リッチソリトン内のself-shrinkerはリッチ平均曲率流のI型特異点をリスケールしたときに現れるバブルと考えられるということが前年度の申請者の結果である.従って今年度の結果はバブルそのものの性質の研究といえる.今年度の後半はA.Stoneの結果の一般のリーマン多様体への拡張について研究を行った.Stoneの論文では平均曲率流をユークリッド空間の中で考える.このとき,平均曲率がゼロ以上という仮定の下では,「平均曲率流の一般I型特異点は実は全て特殊I型特異点である」ということが証明できる.この定理の証明に使う道具はG.Huiskenの「単調性公式」と平均曲率がゼロ以上の自己相似解に対するある種の「Gap Theorem」の2つである.そこで, Huiskenの単調性公式を弱い意味で拡張することを考えた.具体的には一般のリーマン多様体上で熱核に近いある関数を平均曲率流に沿って積分した量を考える。すると,この量は単調減少ではないが, I型特異点を形成する場合には,時間を爆発時間に漸近させると,ある値に収束することが分かった.さらにその値は, Stoneの結果と同様に平均曲率流のI型特異点のリスケーリングのバブルとして出てくるself-shrinkerのweightedvolumeと一致することも分かった.27年度が最終年度であるため、記入しない。27年度が最終年度であるため、記入しない。申請者はトーリックカラビヤウ錐多様体の中に特殊ラグランジュ部分多様体及びラグランジュ自己相似解の具体例を構成し,次にこの結果を錐多様体とは限らない一般のトーリックカラビヤウ多様体に対して拡張した.これにより,様々な位相形をもつ特殊ラグランジュ部分多様体の族を構成することができた.さらに族のパラメーターを特殊な値にすると特異点を持つ特殊ラグランジュ部分多様体も構成できることが分かった.また,特殊ラグランジュ部分多様体よりも弱い概念として重み付きハミルトン極小部分多様体という概念を定義し,この具体例も構成した.この重み付きハミルトン極小部分多様体の構成は見方を変えればMironovとPanovのn次元複索平面におけるハミルトン極小部分多様の構成のトーリック多様体への拡張とも思えるということも分かった.さらにこの重み付きハミルトン極小部分多様の具体例のラグランジュ平均曲率流の挙動も考察した.すると,このラグランンジュ平均曲率流は特異点を形成すると同時に位相形を変えながら変形していくことが分かった.この具体例はLeeとWangによるn次元復素平面での先行結果のトーリック多様体への拡張とも考えられる.LeeとWangの具体例は特異点形成は1回だけであるが,申請者の例は特異点を複数回形成し得る.この具体例を観察することはラグランジュ平均曲率流の一般的な特異点形成の研究や手術理論の構築のために有用であると考えている.一般に、カラビヤウ多様体の中でグレイデッドなラグランジュ部分多様体を初期状態とするラグランジュ平均曲率流はI型特異点を形成しないということが知られている。この事実を証明するためのキーポイントはHuisken氏が証明したユークリッド空間内で平均曲率流がI型特異点を形成するならばそのリスケーリングは自己相似解に収束するという事実である。申請者はこのHuiskenの仕事をユークリッド空間から、より一般のリーマン多様体に対して拡張する研究を行った。Huiskenの平均曲率流に関する結果の重要な道具はある重み付体積の平均曲率流に沿っての単調性公式である。従って、まずユークリッド空間内の平均曲率流に対する単調性公式と同様の単調性公式が存在するよう外部空間は何であるかを考えた。その結果として、外部空間は勾配縮小ソリトンならばその中を動く平均曲率流に対する単調性公式があるということに気が付いた。ただし、厳密には平均曲率流ではなくリッチ平均曲率流というリッチ流と平均曲率流を混合した方程式を考えなければならない。その他のいくつかのHuisken氏の仕事も勾配縮小ソリトン内に拡張することで、結果として、勾配縮小ソリトン内を動くリッチ平均曲率流がI型特異点を形成するならば、そのリスケーリングは勾配縮小ソリトン内の自己相似解に収束するということを証明した。これはHuiskenの上述の結果の拡張になっている。この結果と、最近発表されたLotay氏とPacini氏によるケーラー多様体内ではラグランジュ部分多様体を初期状態とするリッチ平均曲率流はラグランジュ部分多様体であり続けるという結果を合わせると、もし勾配縮小ケーラーリッチソリトン内のラグランジュ部分多様体を初期状態とするリッチ平均曲率流がI型特異点を形成したとすると、そのリスケーリングは勾配縮小ケーラーリッチソリトン内のラグランジュ自己相似解になる収束するということが分かる。今年度の前半はFutaki-Li-Liにより示されたユークリッド空間内のself-shrinkerに対する直径の下からの評価とCao-Liにより示されたユークリッド空間内のコンパクトself-expanderの非存在定理を勾配縮小ケーラーリッチソリトン内に拡張された意味でのラグランジュself-shrinker及び,ラグランジュself-expanderに対して拡張した.勾配縮小

リッチソリトン内のself-shrinkerはリッチ平均曲率流のI型特異点をリスケールしたときに現れるバブルと考えられるということが前年度の申請者の結果である.従って今年度の結果はバブルそのものの性質の研究といえる.今年度の後半はA.Stoneの結果の一般のリーマン多様体への拡張について研究を行った.Stoneの論文では平均曲率流をユークリッド空間の中で考える.このとき,平均曲率がゼロ以上という仮定の下では,「平均曲率流の一般I型特異点は実は全て特殊I型特異点である」ということが証明できる.この定理の証明に使う道具はG.Huiskenの「単調性公式」と平均曲率がゼロ以上の自己相似解に対するある種の「Gap Theorem」の2つである.そこで, Huiskenの単調性公式を弱い意味で拡張することを考えた.具体的には一般のリーマン多様体上で熱核に近いある関数を平均曲率流に沿って積分した量を考える。すると,この量は単調減少ではないが, I型特異点を形成する場合には,時間を爆発時間に漸近させると,ある値に収束することが分かった.さらにその値は, Stoneの結果と同様に平均曲率流のI型特異点のリスケーリングのバブルとして出てくるself-shrinkerのweightedvolumeと一致することも分かった.Huisken氏のユークリッド空間での結果が実際はユークリッド空間が縮小勾配ソリトンであるという事実だけから証明できるということが分かった点でおおむね順調に進展しているといえる。またリッチ流と平均曲率流を混合するというアイデアに触れたことで、今までのカラビヤウ多様体の中で示されていたことが、カラビヤウ多様体でなくてもリッチ平均曲率流を考えればうまくいく場合があるのではないかといった新しい研究の方向性が生まれた。27年度が最終年度であるため、記入しない。ラグランジュ平均曲率流とフレアーホモロジーの関係性について研究したい。例えば初期ラグランジュ部分多様体がフレアーホモロジーの意味で非障害ならば悪い特異点は起きえないといったタイプの結果が得られるとよい。しかし、現状ではフレアーホモロジー自体が非常に難しい理論でそれを平均曲率流の研究の中に取り込むのは非常に難しいと思われる。もし、フレアーホモロジーを研究に導入することが困難な場合は、ケーラー多様体の中でラグランジュ部分多様体を初期状態とするリッチ平均曲率流の研究を行う。特異点を形成すると同時に位相形を変えるラグランンジュ平均曲率流の具体例が得られた点でおおむね順調に進展していると言える.27年度が最終年度であるため、記入しない。ラグランジュ平均曲率流は初期ラグランジュ部分多様体がグレイデッドの場合はI型特異点を形成しないことが知られているため,特異点の研究はII型特異点の研究のみに集中すべきと考えている.またJoyceがフレアーコホモロジーをラグランンジュ平均曲率流の安定性の研究に導入すべきと示唆していて,申請者もその方針は有効であると考えているので,フレアーコホモロジーの方法もラグランジェ平均曲率流の研究に組み入れていく方針である.
多能性幹細胞からの卵子産生系の再構築

本研究では多能性幹細胞から卵子産生系を再構築するために必須である生殖巣細胞をも誘導する方法の確立を行った。条件検討のため、生殖巣細胞までの各分化を示すレポーターマウスES細胞を樹立、利用し、以下の様に初期発生を模倣する方法を確立した。(i)生殖巣の各分化段階(中胚葉、前駆細胞など)を胚発生と同じ速度で経る。(ii)Hhシグナルなど各過程で働く機構を利用する。(iii)初期胚様のパターンで分化し、胎児生殖巣と同レベルの分化レポーター活性を示す。成果は様々な動物の多能性幹細胞からの卵母細胞を誘導に貢献することが期待される。発生生物学
局部銀河群における矮小銀河の恒星種族および星形成史の包括的解明

最終年度にあたる平成22年度においては、本研究の主目的である「銀河系周辺の様々な性質の矮小銀河の広視野撮像観測から、それぞれの銀河の恒星種族の特徴を明らかにし、その特徴を持つに至った主な要因を考察する」ことを達成した。初年度に行った銀河系近傍の8つの矮小銀河と校正用データの解析から、それぞれの銀河の恒星種族(年齢)と、その空間分布を明らかにし、雑誌に論文として投稿した。すばる望遠鏡の主焦点カメラを用いて取得した、銀河系近傍の非常に暗い矮小銀河の、明るい赤色巨星から暗い主系列星まで銀河内の個々の恒星の色と等級を、恒星進化の理論モデル、および銀河系球状星団と比較して、それぞれの銀河までの距離、平均年齢と空間構造を明らかにした。その結果、比較的明るい倭小銀河では複数の世代の恒星種族が存在して、平均年齢は126億年であること、一方それよりも暗い銀河は宇宙年齢程度の平均年齢(135億年)だった。複数種族を持つ銀河では、若い/金属量の多い種族が銀河の中心に集中し、古い/金属量の低い種族の方が空間的に広がって分布していることも確認した。この性質の違いは、それぞれの銀河の祖先が異なった暗黒物質ポテンシャルの中で成長したことを示唆する。また調べた銀河のうち最も暗く、銀河系から比較的遠い二つの矮小銀河では、潮汐半径の外側で星分布の密度超過が見られた。この密度超過は矮小銀河が銀河系の強い潮汐力を受けていることを示す。星密度分布を今後、様々なモデルと比較することで、矮小銀河内の中心の暗黒物質分布がどうなっているか、あるいは暗黒物質の性質自体に制限を付けられる可能性がある。初年度にあたる平成21年度においては、本研究の主目的の1つである「銀河系周辺の様々な性質の矮小銀河の広視野撮像観測から、各銀河内の領域毎の過去の星形成史を導く」ことを達成した.これまでに撮像した銀河系近傍の8つの矮小銀河と校正用データの解析を進め、その結果を博士論文として所属大学に提出して受理された。具体的には、すばる望遠鏡の主焦点カメラを用いて、銀河系近傍の矮小銀河について広く深い撮像観測を行い、明るい赤色巨星から暗い主系列星まで銀河内の個々の恒星の色と等級の情報を得た。観測した8つは銀河系近傍で知られている矮小銀河のうち、MV=-8.7より暗い全ての矮小銀河であり、さらに最初の6つは近年発見されたばかりの非常に暗い矮小銀河(UFD)で、詳しい恒星種族の研究が待たれていた天体である。それぞれの銀河について、恒星の色-等級図上の分布と恒星進化の理論モデル、および銀河系球状星団との比較から、それぞれの銀河までの距離,平均年齢と空間構造を調べた。その結果、比較的明るいCVn IとDracoでは複数の世代の恒星種族が存在して、平均年齢は126億年であること、一方それよりも暗い4つの銀河は宇宙年齢程度の平均年齢(135億年)であり、そのうちのBootes Iは単一種族で構成されていることを明らかにした。複数種族を持つCVn IとDracoでは、若い/金属量の多い種族が銀河の中心に集中し、古い/金属量の低い種族の方が空間的に広がって分布していることを確認した。この結果より、明るい矮小銀河の方が複数種族を持ち、暗い矮小銀河は星形成期間の短い単一種族で構成されているという、光度-種族関係を明らかにした。また銀河系から遠く孤立したUFDであるLeo Tは、古い恒星種族とともに若い世代(およそ2000万年)の星も見られ、銀河系周辺のUFDとは異なる星形成史を明らかにした。