hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
博物館におけるマルチメディア情報展示手法の基礎的研究

平成8年度は、(1)博物館・美術館等における展示手法のアンケート調査・現地調査の分析とまとめ、および、(2)国立民族学博物館新展示棟におけるマルチメディア情報展示向けコンテンツ作成への本研究成果の適用と評価、を中心に研究を行った。(1)については、昨年度行った、歴史民族系博物館・美術館に対するアンケート調査の分析と評価を行った。その結果、博物館設立年次と展示におけるコンピュータ導入との間に、次のような一般的関係の認められることが明らかになった。すなわち、収蔵品との連携が深い展示に関するコンピュータ化については、設立年次の新しい館ほど進んでいること、展示用に独立したコンピュータ設備については、近年のシステム低廉化を反映して設立年次にかかわらず導入が進んでいること、ただしその内容は、予算規模を反映してゲーム的なシステムから纏まりのある関連情報の提供システムに至るまで大きな幅があること、が認められる。(2)は、平成8年11月から国立民族学博物館新展示棟内で開始された、「ものの広場」及び「映像の広場」と名付けられた二つのマルチメディア情報展示に対する本研究の適用である。前者は、感応型チップを埋め込んだものを端末に近づけると端末が対応する解説情報を提供するシステムを中心とする、いわゆるハンズオン型を指向したコーナーである。後者は、マルチスクリーンを用いてビデオ映像とCG映像をマルチ画面で組み合わせた映像番組を提供するコーナーである。これら二つのシステムとコンテンツ作成において、従来から本研究で進めてきたシソ-ラス整備とそれを介した情報探索を活用した。しかし、観覧者の実際の使用実績を分析した結果、マルチメディア展示については、コンテンツの内容(用語、分かりやすさ等)と提示のあり方(操作性、応答時間など)と言った端末固有の問題だけでなく、その配置、周囲の照明や音響レベル、観覧者の動線、支援スタッフの配置や服装・態度、なども含めた展示空間全体の設計が重要であることが、改めて明らかになった。展示シミュレーションも事前に試みたが、実施してみないと分からない部分が多い展示の難しさを実感するとともに、展示空間全体を評価する客観的な指標を確立することの必要を痛感した。今後は、マルチメディア情報展示の総合評価指標の確立、展示設計にそれを生かす手法、現場で観覧者の反応を直ちにフィードバックできるコンテンツ作成・修正手法、などの研究を進めたい。民族学資料のシソ-ラス整備とマルチメディア情報展示への応用に関しては、前年度に引き続き、主に服飾関連資料を中心とするシステムの精緻化を進めた。今年度は、(1)博物館・美術館等における展示手法の現地調査、および、(2)神話のアニメーション合成システムの試作開発、を中心に研究を行った。(1)については、自然史・理工系、歴史・人文系の両者に関する博物館・美術館のうち新設されたものを中心に現地調査と当該機関の担当者との意見交換を行ってマルチメディア活用の実態把握につとめた。

新しい傾向として、(a)モノを収蔵状態で展示する「収蔵展示」に代表されるような博物館の裏方をできるだけ公開する方向、(b)モノに触れることができる「可触型」展示のような体感型・参加型をねらう方向、(c)パソコンを用いた対話型解説や移動体通信技術とヘッドホンを結びつけた解説末端などのパーソナル対応、(d)ハイビジョン等の映像機器を用いた大型展示、などが確認できた。いずれの機関においても、技術的シ-ズの採用を模索している段階であり、利用者にマルチメディア情報を総合的・統合的に提供するという点では、完成された状況ではない。(2)については、オーストラリア・アボリジニの神話を題材に、神話のアニメ化を利用者が簡単に行えるシステムの試作開始を行った。そのために、映像取り込みカメラや、映像信号入力可能なマッキントッシュ・パソコンを設備備品として購入した。本システムは、神話や民話には部分エピソードを組み替えたバ-ジョンの見られることが多いことに着目し、追跡、逃走、その途中での事件、などの部分エピソードを部分アニメとして準備しておき、それらを自由に組み合わせて神話を組み立てるシステムである。部分エピソードの代表場面をインデックス画像として表示し、それらを選択して時系列に組み上げるという、本研究で編み出した手法の有効性が確認された。次年度もこのシステムの精緻化を引き続き行う予定である。今年度は、(1)博物館・美術館等における展示手法の現地調査、および、(2)マルチメディア情報をシソ-ラスを用いて相互にリンク付けする手法の開発、を中心に研究を行った。(1)については、まず、自然史・理工系、歴史・人文系の両者に関する博物館・美術館のうち新設されたものを中心に現地調査と当該機関の担当者との意見交換を行ってマルチメディア活用の実態把握につとめた。新しい傾向として、(a)「収蔵展示」に代表されるような博物館の裏方を公開する方向、(b)「可触型」展示のような体感型・参加型をねらう方向、(c)パソコンを用いた対話型解説や移動体通信技術を用いた端末などパーソナル対応、(d)ハイビジョン等の映像機器を用いた大型展示、(e)インターネットを用いた館外への情報発信をねらう方向、などが確認できた。いずれも、技術的模索の段階であり、利用者にマルチメディア情報を総合的・統合的に提供するという点では、完成された状況ではない。一方、これら先進的施設の他に、資料の情報化は行っているものの、コンピュータ化に着手していない美術館・博物館も数多く存在する。これらの中には、インターネットベース化も含めて、展示の現状と計画についてアンケート調査を行った。現在、結果の集計を終わり、データ項目の共通化などの可能性を探る作業を進めている。そのための通信運搬費を「その他」費目として支出している。(2)については、民博所蔵の服飾関連資料を題材に、衣服写真、解説記事、新聞記事、雑誌記事索引、論文記事索引などのマルチメディア情報について、既存の服飾用語シソ-ラスと、HRAFのOCMに基づく民族学概念シソ-ラスとの連携を動的に行いながら検索を行うシステムの試作開発を行った。
高等植物の維管束組織における概日時計機構と光周性花成メカニズムの解析

概日時計機構により遺伝子発現制御されたCO-FT遺伝子の情報伝達系は日長の変化を感知し、最適な時期に花成を誘導することが知られている。CO遺伝子やFT遺伝子は葉の維管束組織の師部伴細胞に強い発現が見られる事が報告されている。COおよびFTの発現している組織の細胞のみから核を抽出・精製することで、その中に含まれるRNAを用いた組織特異的な遺伝子発現解析を行い、CO遺伝子の転写調節を担う新規因子の取得を試みた。高等植物のモデル植物であるシロイヌナズナにおいて、概日時計機構と時計機構によって制御される光周性花成応答の分子メカニズムはこれまで精力的に解析されてきた。これまでに、花成応答の根幹となる日長の感知メカニズムは、遺伝子発現が概日時計によって制御されているCO、FTの2つの遺伝子が中心的に働き、重要な役割を果たしていることが知られている。この2つの遺伝子は様々な他の高等植物においても保存されており、経時的な発現パターンも非常によく似ている。このことから概日時計機構がCO、FT遺伝子をどのように転写制御しているのかを解析することは応用的観点からも非常に重要である。植物の概日時計機構はすべての細胞で細胞自律的に機能していると考えられているが、CO、FT遺伝子は幼少期(栄養成長期)の葉の維管束組織にのみ特異的に強く発現している。技術的な問題から、組織特異性を考慮したこれら遺伝子の発現メカニズム解析はこれまで植物の時計研究においては行われていなかった。本年度は組織特異的な細胞(葉肉細胞、維管束師部柔細胞、表皮細胞など)に特異的に発現する遺伝子のプロモーターをクローニングし各組織から核を精製するための形質転換植物体の作成を終えた。プロモーター領域の詳細な情報がない遺伝子については、GUS遺伝子との融合レポータを発現する植物体を作成し、内在の遺伝子の発現パターンの報告と、レポーターの活性領域のパターンが一致するかどうか解析した。作出した形質転換植物体を用いて核精製プロセスを高速化するためにプロトコルの改良を行い、迅速に核を精製することが可能となった。これらの特異的な組織由来の核から精製したRNAを用いて次世代シーケンサーによってトランスクリプトーム解析を行った。今回は長日条件の日の出から16時間後のサンプルを使用したが、今後は長日、短日条件の様々な時間の遺伝子発現解析をしていく。高等植物のモデル植物であるシロイヌナズナにおいて、光周性花成経路で中心的に働く2つの遺伝子COとFTは、その遺伝子発現が概日時計によって制御されていることが解ってきている。高等植物において、概日時計機構は、すべての細胞で細胞自律的に機能しており、それぞれの細胞がその分子機構を保持していると考えられているが、CO、FT遺伝子が発現するのは主に葉の維管束組織にある師部柔細胞である。本年度は25年度から作成した植物の各組織から核を生成するための形質転換植物体を用いて、組織特異的な核から由来するRNAのトランスクリプトーム解析を行った。研究費の問題も有り、申請時に計画していた3時間毎の詳細なタイムコース解析は出来なかったが、日の出から4時間後(ZT4)の朝のサンプルと、日の入り直前(ZT16)のサンプルを用いて解析を行い、師部柔組織、COの発現している組織、FTの発現している組織において特異的に発現している遺伝子群のリストを得た。これらの解析から、遺伝子発現活性の低いFTプロモーターを用いた植物体のデータは大きなノイズを含むことが明らかとなり、精度を高めた解析が必要であることが問題となったが、これらの組織で非常に強く発現しており、着目したCOやFT遺伝子との発現パターンの相関の高い遺伝子の絞り込みを行うことが出来た。次年度は、新たに作出しなおした形質転換体を含めてさらに精度の高いデータを得るべく、RNA抽出方法の改良を試みる。また、シロイヌナズナだけでなく、ウキクサの形質転換も試み、時計機構と光周性花成機構の分子メカニズムの解析を行う。研究室の移動が伴い研究が本来よりも遅れたが、本年度は26年度からの解析で得られた師部柔組織、COの発現している組織、FTの発現している組織において特異的に発現している遺伝子群のリストからCO遺伝子の転写調節候補遺伝子の解析を進めた。その結果既知のCO転写活性化因子と物理的に相互作用しながら協調的にCOの転写を活性化する新規因子を同定し、それらの多重変異体解析により遺伝学的に転写活性化因子の相関を見出すことができた。ウキクサを用いた花成経路の研究では形質転換体の作成が進み既知の花成回路に加えて新たな花成を促進する経路の存在が示唆され、今後の解析の基礎となる結果が得られた。

COおよびFTの発現している組織の細胞のみから核を抽出・精製することで、その中に含まれるRNAを用いた組織特異的な遺伝子発現解析を行い、CO遺伝子の転写調節を担う新規因子の取得を試みた。25年度から研究課題の解析に必須な形質転換植物を作成してきたが、所属研究機関の変更に伴って、植物の生育条件が変化してしまったため、一部の形質転換植物が死滅してしまった。これらの形質転換植物を再度26年度の途中から再び作製を進め、解析に遅れを生じたため研究期間の延長申請を行った。光合成生物の時間生物学組織特異的なプロモーターを用いてINTACT法により精製した核から抽出したRNAが部分的に分解してしまう問題は、抽出時間の短縮化によって、ある程度克服することが可能となった。しかしながら相対的に活性の低いプロモーターを用いた場合は、初発のサンプル量を増やしても、比較的多くの非特異的細胞からの核の夾雑が問題となることがわかった。磁気ビーズによる、精製、洗浄のプロセスの一層の迅速化と効率化を図って、この問題を解決し有意なデータを得たい。また植物体はシロイヌナズナだけでなく単子葉類、サトイモ科のウキクサも解析対象に加えウキクサ植物における概日時計機構と光周性花成機構のメカニズムの解明にも挑む。25年度の実施計画に記載した1プロモーターのクローニング、2発現組織の解析、3形質転換植物体の作成については予定通り終了できた。3RNA-seq解析についても1条件のみであるがデータを得ることができた。年度末に研究機関を変更することが決定し若干の遅れが出たが、最も時間のかかる部分である形質転換植物体の作成が重量しているので今後の解析はスムーズに進むと考えられる。これらの形質転換植物を再度26年度の途中から再び作製を進め、時計遺伝子・花成遺伝子の発現解析が遅れてしまい、未使用額が生じた。論文投稿のための費用も未使用となった。RNA-seqにかけるサンプルのRNAが部分的に分解していることがわかった。この部分が発現解析の結果を大きく左右することが想像できるので一層の精製プロセスの高速化するためのプロトコルの改良を行う予定である。長日条件でのサンプルのみでなく短日条件で生育させた植物も使い、更に一日を通して様々なタイミングで核を精製し経時的な遺伝子発現の情報を取得する予定である。26年度の研究実施計画にも記載したとおり組織特異的な細胞由来の核からDNAも精製し免疫沈降法を用いて細胞特異的なCO, FT遺伝子のクロマチン修飾状態(ヒストンのアセチル化、メチル化など)の変動も詳細に解析する予定である。作製の遅れた形質転換植物を用いた遺伝子発現解析を次年度に行い、それらの研亜を含めて論文を投稿する予定である。未使用額はこれらの経費にあてる予定である。25年度末に、次年度から京都大学へ研究機関を変更することが決定された。その準備に伴って、研究計画が若干遅れ、当初購入を予定していた比較的高額のRNAからcDNAライブラリーを作成するキット一式の購入を延期したため未使用額が生じた。次年度にこれらキットを購入する予定である。
水中プラットフォームを用いた浮体式洋上ウィンドファームの開発に関する基礎研究

浮体式洋上風力発電システムについては、海洋再生可能エネルギーの中でも採算可能性が高いと言われている。その浮体式洋上風車の動揺を抑える構造体として、水中プラットフォームという概念を提案し、その有効性について水槽実験及び数値計算を通して検証検討を行った。その結果、水深50mに設置された水中プラットフォームに搭載された洋上風車のタワー部の応答に着目すると、波向き依らず波浪中応答が浮体単体の応答に比して、少なくとも40%以上、多い場合には75%近く低減することを確認した。浮体式風車による大規模洋上ファームの構築にあたっては、浮体式風車単体としての性能と経済性の向上が不可欠であり、数多く研究が実施されている。一方で、現状の研究の多くが洋上風車単体での性能向上に焦点が絞られており、ウィンドファームの評価は単体浮体の単純な足し算での評価となっている。しかし、大規模ファームの構築にあたっては、海域からの空間的なエネルギー取得率の最大化を目的としつつ、浮体施設の大規模化によるメリットを活かしたオリジナル技術開発に基づいた効率性や経済性の追求が欠かせない。本研究では、水中プラットフォームという構造体で複数の風車群を水中で連結する手法を提案する。水中プラットフォームにより浮体式洋上風車を水中で連結することの最大のメリットは、着底式風車のウィンドファームのように相対的な位置保持が安定的に達成され、空間的なエネルギーの取得の効率性向上と複数浮体の一体化による係留事故や浸水事故に対する安全面での冗長性が期待されることである。このようなウィンドファームの大規模化によるスケールメリットを活かせる浮体構造物の考案、そして考案した浮体構造物の成立性についての検討を行う。初年度の平成25年度は、水槽実験および数値解析を通して、特に波浪中での動揺の低減に注目して水中プラットフォームの基礎的な波浪中挙動特性の把握と有効性について検討を行い、以下の事が成果を得た。「大規模化によるメリットを活かす」「既存の設備を活かす」といった設計要件を盛り込んだ浮体形状の提案。設計した水中プラットフォームの水中動揺について数値計算との定性的、定量的一致の確認。その応答は設計の見込み通り波高影響を受けにくいことを確認。また、次年度につながる数値解析として、複数の浮体を連結したプラットフォームを水中に沈めた時の応答の低減を確認でき、水中プラットフォームの有効性を示せた。浮体式風車による大規模洋上ファームの構築にあたっては、浮体式風車単体としての性能と経済性の向上が不可欠であり、多くの研究が実践されている。しかし、大規模ファームの構築にあたっては、海域からの空間的なエネルギー取得率の最大を目的としつつ、浮体施設の大規模化によるスケールメリットを活かしたオリジナル技術の開発と、それに基づいた効率性や経済性の追求が欠かせない。本研究では、水中プラットフォームという構造体で、複数の風車群を水中で連結する手法を提案する。水中により浮体式洋上風車を水中で連結することのメリットは、着底式風車のウィンドファームのように洋上での相対的な位置関係が安定的に保持されることにある。このことは、空間的なエネルギーの取得の効率性向上と複数浮体の一体化による係留事故や浸水事故に対する安全面での冗長性が期待される。このようなウィンドファームの大規模化によるスケールメリットをいかせる浮体構造物の考案と、その考案した浮体構造物の工学的な成立性について検討を行った。平成26年度は、平成25年度の基礎的な剛体としての浮体の応答特性についての検討結果を踏まえ、3つの洋上風車の連結を模擬した実験模型を制作し、水槽実験を通して波浪中での弾性応答について、検討を行った。その結果、水中プラットフォームには無視できない弾性応答が生じ、応答の支配的要素になることを数値計算、水槽実験の両面から確認した。一方で、設置水深を実機換算で50m以深とすると、応答が明確に低減した。また、本コンセプトの工学的な成立性に関して、風荷重についても数値解析を行い、2MW級の浮体式洋上風車であれば、十分に成立することを確認した。浮体式洋上風力発電施設については,海洋再生可能エネルギーの中で採算可能性が高くまたエネルギーポテンシャルも高いとされ注目を集めている.世界的にも実用化に向けた活発な研究が行われており,一般に風車の発電効率の観点では浮体が波浪中においてあまり動揺しないことが求められている.本研究課題では,水中プラットフォームという新しい概念を提案し,それにより応答の低減を図れることを示すことを目的とした。H25年度は複数の浮体式風車を水中でつなぐ水中プラットフォームの概念を提案し,十分な復原力を有する重心範囲などの工学的な可能性について検討を行い,一部浮体による模型実験および数値解析から応答減衰の可能性を示した.H26年度には,対象物体が柔軟構造物になることから,2次元水槽を用いて,水中プラットフォームの長手方向に対する流力弾性応答に関する模型実験および数値解析を行い,その応答が無視できない程度に大きいことを確認した.H27年度には3つのタワー部を有する縮尺模型を製作し,平面水槽において水槽実験を行い,水中プラットフォームによる風車部の波浪中の応答低減効果について3次元的に検討を行った.その結果,水深50mに設置された水中プラットフォームに搭載されるタワー部分の応答に着目すると,波向きによらず波浪中応答が浮体単体の運動に比して,少なくとも40%以上,多いときには75%近く低減することを確認した.

水中プラットフォームの設置深度と応答の関係については,数値解析でも想定されたように,どの波向き状態でもタワー部,浮体全体としての応答のいずれを見ても,数分の1まで応答が抑制されることが確認された.水中プラットフォームの全長を長くし,両端部には風車となるタワー部を設置しないことで,水中プラットフォームに繋がっているタワー型浮体式洋上風車の応答抑制効果は発揮されることが示唆された.浮体式洋上風力発電システムについては、海洋再生可能エネルギーの中でも採算可能性が高いと言われている。その浮体式洋上風車の動揺を抑える構造体として、水中プラットフォームという概念を提案し、その有効性について水槽実験及び数値計算を通して検証検討を行った。その結果、水深50mに設置された水中プラットフォームに搭載された洋上風車のタワー部の応答に着目すると、波向き依らず波浪中応答が浮体単体の応答に比して、少なくとも40%以上、多い場合には75%近く低減することを確認した。平成26年度の目標としていた、長大な構造物の場合には無視することが出来ない流力弾性応答に関して、1/200のバックボーンモデルによる弾性浮体模型を制作し、水槽実験を実施することが出来た。水槽実験と数値計算の両面から水中プラットフォームの弾性応答について比較検討を実施することが出来た。小型模型ということもあり、浮力体間の数mmのギャップが流力弾性応答の水槽実験結果に影響を与えていると思われることも確認できたが、この点については、今後さらなる詳細な確認と検討が必要である。また、風荷重を想定した数値解析についても実施でき、本コンセプトの工学的な成立性について多面的に検討を行うことが出来た。以上のことから、現段階として、おおむね順調に進展していると判断した。海洋工学この2カ年の研究により、水中プラットフォームという新しいコンセプトに関して、構成要素の一部に関する剛体の水槽実験による基礎的成立性、及び細長い浮体構造物が波浪中にあることを想定した弾性浮体としての水槽実験から、操業時を想定した場合には工学的に成立しうることを確認した。それらを踏まえ、今年度は長大浮体への斜め波、横波中での弾性応答を含めた応答についても検討を行い、操業時だけ無く、設置過程やよりシビアな波浪環境下を想定した状態での、平面内変形などについて検討を行う。平成25年度の研究目標としていた、水中プラットフォームの単体挙動に関する基礎的な研究として、当初の予定通り、小型水槽を用いて基礎的水槽実験と水中プラットフォームの1/200の要素模型を用いた実験を行った。また、これらの水槽実験結果と数値解析とを相互に検証材料として使うことで、水槽実験および数値解析手法の合理性を確認できた。これらの合理性が確認できたことから、本研究で新たに提案をしている水中プラットフォームという形式が、工学的にメリットのある形で成立する可能性を示すことが出来た。また、次年度への研究活動を見据え、全体応答に関する基礎的な数値解析コードの検討およびそのコードに基づく数値解析を実施することが出来た。
ラットNanog遺伝子を用いたラットES細胞の開発

申請者は生殖系列移行ラットES細胞の樹立研究のため、ラットNanog遺伝子制御下で蛍光タンパクおよびピューロマイシン耐性遺伝子を発現するBAC遺伝子改変ラットの作製に成功した。さらに、Long EvansラットES細胞を用いた前記BAC遺伝子導入において外来性BACが相同組換えによりゲノムに導入されていることが明らかとなり、ラットES細胞での相同組換え方法においてBACの有用性が示唆された。医学・生物学研究においてES細胞は重要なバイオリソースである。特にノックアウトラット作製のために生殖系列移行能力が高いES細胞は必要不可欠である。本計画は、未分化細胞を可視化及び薬剤選別可能なES細胞樹立しキメララット作製方法の検討を行うことを目的とした。細菌人工染色体(BAC)に導入されたラットNanogゲノムの第1エクソンに可視化のためVenus遺伝子さらにIRESを挟みその下流にピューロマイシン耐性遺伝子を相同組換えしたNanog-Venus-puro (NVP)BAC遺伝子を構築した。この直鎖化したNVP BAC遺伝子はWIラットの受精卵前核に導入し、NVB BACファウンダーラットを作製した。この外来遺伝子が未分化細胞特異的にVenusを発現させるか検討するため、NVB BACラット胚盤胞内部細胞塊を解析、結果、強いVerus蛍光が確認され、NVB遺伝子が個体レベルで機能することが明らかとなった。次にこのNVBラット胚盤胞よりES細胞の樹立を試みが、GSK3やMEKインヒビターを用いた標準的培養法ではES様コロニーが形成されず、ラット系統によりES細胞樹立のための培養法を改善する必要があることも明らかとなった。そこで我々は、LEラットから常法に従って樹立したラットES細胞にNVB BACベクターを用い導入し、継代可能なラットNVP ES細胞を作製した。この細胞ではVenus蛍光とピューロマイシン耐性が確認された。そこでVenus陽性ES細胞を用いキメララットの作製を実施したが、生殖系列移行キメララットは得られなかった。現在、より未分化性が強いと思われるピューロマイシン抵抗性ES細胞を用い個体レベルで生殖系列移行を確認中である。本研究によって作製されたRat Nanog-Venus-puro (NVP)BACラットはNBRに寄託するため準備中である。ラットES細胞はその樹立が困難であったが、マウスES細胞研究の発達により複数の細胞内シグナル分子のインヒビターを用いることにより樹立が可能となってきた。しかし、ラットES細胞はマウスES細胞より倍加時間が遅く、形態や接着性等も異なり、ノックアウトラット作製のため生殖系列移行能力の高いES細胞樹立方法を更に検討する必要がある。そのためにも、ラットES細胞の未分化性を可視化できるES細胞の樹立は必須である。本計画は、ラット多能性幹細胞が可視化及び薬剤選別可能とするラットNanog遺伝子改変ラットを作製し、多能性幹細胞の可視化を初期胚から成体まで組織レベルで検討し、ラットNanog遺伝子発現を基盤とした可視化と薬剤選別を利用したES細胞樹立やキメララット作製方法の検討を行い、ノックアウトラット作製のため最適なラットES細胞生殖系列移行の環境を検討する挑戦的研究である。現在までに、(1)多能性細胞の可視化と薬剤選別可能なラットNanog/Venus-Purorを構築し、ラットNanog遺伝子改変ラットを作製に成功した。(2)ラットNanog遺伝子改変ラットにおける内在性Nanogと外来性ラットNanog/Venus-Puror遺伝子発現を初期胚及び成体まで組織レベルで比較検討し、初期胚においてNanog/ Venusの発現が多能性を有すると思われる組織において発現することを確認した。本計画は下記(1)(4)となっている。(1)多能性細胞の可視化と薬剤選別可能なラットNanog/Venus-Purorを構築し、ラットNanog遺伝子改変ラットを作製する。(2)ラットNanog遺伝子改変ラットにおける内在性Nanogと外来性ラットNanog/Venus-Puror遺伝子発現を初期胚及び成体まで組織レベルで比較検討する。(3)ラットNanog遺伝子導入ラット胚盤胞を用いVenus及びPuror選別によるラットES細胞樹立と生殖系列移行を解析する。(4)(3)の培養条件およびキメラ胚作製方法を改変し、効率的な生殖系列移行ES細胞とキメララット作製方法を検討する。昨年度までに(1)(2)まで終了しており、現在(3)を実施中であり、おおむね順調に計画が実施されている。今後の研究の推進方策は以下の通りである。(1)ラットNanog遺伝子導入ラット胚盤胞を用いVenus及びPuror選別によるラットES細胞樹立と生殖系列移行を解析する。(2)前項で明らかとなった培養条件およびキメラ胚作製方法を改変し、効率的な生殖系列移行ES細胞とキメララット作製方法を検討する。本研究はラットNanog遺伝子改変ラットのES細胞樹立と生殖移行解析であり、経費の多くは初期胚やES細胞培養、分子生物学的解析及びラット購入のための物品に使用される。さらに、複数ラインの遺伝子改変ラットを多数維持する必要があるため、筑波大学生命科学動物資源センターにて飼育維持することが必要となる。
ＦＡＰの発症を規定する断片化ＴＴＲの形成機構の解明および新規病態マーカーの開発

家族性アミロイドポリニューロパチー(FAP)患者のアミロイドを生化学的に解析すると、断片化したトランスサイレチン(TTR)が検出される。試験管内で形成させたTTR凝集物を神経系の培養細胞に添加したところ、ヒトで観察されるものと類似したTTRの断片化が観察された。生化学的に解析したところ、TTRのC末端側ペプチドが複数観察された。また、断片化部位から、TTRの断片化に関与する酵素の候補が判明し、さらに、TTRのC末端側がアミロイド形成に重要な役割を果たしていることも判明した。今後は、本知見を基に、新たな診断法や治療法の開発を行うと共に、本症の病態モデルの作成も行う。家族性アミロイドーシスポリニューロパチー(FAP)は、トランスサイレチン(TTR)遺伝子の変異により、末梢神経障害などでTTRがアミロイド線維化する代表的な遺伝性ニューロパチーである。しかし、同じ遺伝子変異でも患者の出身地により発症年齢や浸透率が大きく異なることが知られている。すなわち、集積地(熊本や長野)のFAP家系は発症年齢が20-30歳代と低く浸透率も高いが、非集積地のFAP家系では発症年齢が50-80歳代と高く、浸透率も低いため家族歴が明確でない場合が多い。本研究では、組織に沈着したアミロイドから検出される断片化TTRに着目し、集積地と非集積地のFAP家系でTTR断片化の出現に差があるかなど、本症の病態と断片化TTRが関与するか検証するとともに、TTR断片化の生じる機構をin vitroで解析した。非集積地FAP患者の組織からは断片化TTRが検出されたが、集積地FAP患者の組織からは断片化TTRが検出されない傾向が認められた。神経由来の細胞株にTTRアミロイドを加えた場合にTTRの断片化が生じた。TTRの断片化部位を解析したところ、トリプシンの切断部位と類似していた。siRNAを用いて、トリプシノーゲンの発現を抑制すると断片化TTRの生成も抑制された。また、試験管内で、トリプシンとTTRアミロイドを混合し、インキュベーションしたところ、細胞培養で観察されたものと類似したTTRの断片化が生じることが判明した。未変性のTTRとトリプシンをインキュベーションしても、TTRの断片化は検出されなかったことから、トリプシンによる断片化にはTTRのアミロイド化が必要であると考えられた。断片化TTRは本症の発症に関連していると考えられる。TTRの断片化はアミロイド線維形成後に生じ、トリプシンがTTR断片化に関与していると考えられる。試験管内で形成させたTTR凝集物を神経系の培養細胞に添加すると、TTRに断片化が生じることが判明したため、本年度は、各種のTTRフラグメントを大腸菌で作成し、アミロイド形成性や細胞毒性等を解析した。TTRの全長およびN末端側フラグメント、C末端フラグメントを用いて、チューブ内のアミロイド形成性をチオフラビンT法を用いて解析したところ、C末端フラグメントは高いアミロイド形成性を有していることが判明した。同じ条件下でインキュベーションしてもTTRのN末端側フラグメントはアミロイド線維を形成しないことも判明した。また、TTRのC末端側フラグメントにより形成されたアミロイド線維には、アミロイド形成の促進効果が確認された。これらのTTRフラグメントを神経細胞等の培養細胞に添加しても、明らかな細胞傷害や細胞死は誘導されなかった。TTRのC末端フラグメントに対する抗体を作成し、FAP患者組織に沈着したTTRアミロイドと反応させたところ、良好な反応性が確認された。これらの結果は、TTRのアミロイド形成メカニズムを考察する上で極めて重要な知見であると考えられると共に、TTRのC末端側フラグメントを用いることで、本疾患の新たなin vitroおよびin vivoモデルが構築できる可能性がある。神経内科学、アミロイドーシストランスサイレチンの断片化機構をin vitroの検討を中心に明らかになってきた。研究は当初の計画通りに進行している。リコンビナント断片化TTR、断片化TTRに対する抗体を作成し、さらに詳細に解析を進める。また、臨床検体を用いた検討を行うことや、断片化TTRを用いた病態モデルを作成し、新規の治療法や診断法の開発を検討する。作成中であるリコンビナント断片化TTRに対する抗体の作成が本年度中に完了しなかったため、次年度に使用する予定である。リコンビナント断片化TTRに対する抗体の作成に関して使用する予定である。
TRAILとDR5を標的とした癌の「分子標的併用療法」の開発

近年、癌の分子機構および様々な薬剤の薬理機構が明らかにされ、科学的に根拠を持つ併用が可能になりつつある。我々は、こういった背景を基に、このような併用を「分子標的併用療法」と提唱し、そのモデルとして、アポトーシス関連因子のTRAIL経路に着目した。本研究目的を、(1)DR5の発現誘導剤の探索、(2)TRAILの発現誘導剤の探索、(3)DR5発現誘導剤とTRAILの発現誘導剤との併用による「癌の分子標的併用療法」の開発、とする。現在までの研究の結果、新規のTRAIL発現誘導剤を見出し、論文発表に至った。乳酸菌の一種であるLactobacillusplantarumに、ヒト末梢血単核球(PBMC)からTRAILの産生を誘導する効果が認められた。その効果は、熱処理を施した死菌体で認められたことから、乳酸菌の分泌物ではなく、乳酸菌の菌体組成にTRAIL発現誘導を刺激する物質が含まれていると考えられた。その同定も、今後の課題である。動物実験の結果、二週間、乳酸菌を経口摂取(混餌)させたマウスは、コントロール群と比較して、血清内TAIL濃度が上昇しでいる傾向が見られた(データ未公開)。現在、個体数を増やした確認実験を計画しているところである。さらに、TRAIL感受性増強剤として、真菌の代謝産物であるchetominを見出した。その分子機構の解析を行ったところ、DR5の発現誘導ではなく、細胞内のアポトーシス阻害因子であるXIAPの分解促進によって、TRAILによるcaspase依存的なアポトーシスを亢進するというものであった。この作用は、ヒト前立腺癌細胞株、ヒト膀胱癌細胞株、ヒト腎癌細胞株で確認されたことから、幅広い癌への効果が期待される。また、正常細胞であるPBMCに対しては、TRAILとの併用時もアポトーシス誘導効果は認められなかったことから、安全性については現段階では期待できると考えられる。新たに見出したXIAP分解促進というメカニズムにも、今後、さらに注目していく必要があると考えている。TRAIL発現誘導剤との新たな組み合わせの検討を進めていく。近年、癌の分子メカニズムおよび様々な薬剤の薬理メカニズムが明らかにされ、科学的に根拠を持つ併用が可能になりつつある。我々は、こういった背景を基に、このような分子メカニズムに基づいた併用を「分子標的併用療法」と名付け提唱している。そのモデルとして、アポトーシス関連因子のDR5と、そのリガンドであるTRAILに着目した。
光誘起超両親媒性チタン表面における生体分子および細胞の接着挙動のリアルタイム分析

本研究の目的は、水晶マイクロバランス(QCM)を用いて光誘起超両親媒性チタン表面における生体分子および骨形成原性細胞の接着挙動のリアルタイム分析を行うことである。本研究の成果より、組織バイオマテリアル界面における相互作用を分子レベルで解明するのに有用であることが示され,光照射により生体分子および細胞の吸着スピードと総吸着量が共に顕著に増加する可能性が示唆された。われわれはこれまでに超両親媒性(超親水性かつ超親油性)チタン表面の優れた骨伝導能について報告してきたが、チタン表面への生体分子(各種タンパクなど)や細胞の付着についてはいまだに不明な点が多い。本研究の日的は、生体分子間相互作用定量測定装置を用いて光誘起超両親媒性チタン表面における生体分子および細胞の接着挙動のリアルタイム分析を行うことであり、バイオマテリアル表面で起こる生体分子や細胞の挙動を解明することを目指す。本年度は、水晶振動子センサーの表面修飾と生体分子(タンパク質)のセンサー表面への吸着挙動をいくつかのタイムポイントで簡便に調べることを到達日標とした。1)水晶振動子センサーの表面解析生体分子間相互作用定量測定装置の水晶振動子センサーは日的に応じて自由にセンサー表面をコーティングや改質ができる。本年度は、チタンコートセンサー表面に対してSEMとAFMによる表面のトポロジー解析、XPSによる成分解析、XRDによる結晶構造解析、原子吸光分析装置を用いた表面水酸基の定量を試みた。このうち表面水酸基の定量法に関しては、検出を試みる元素が弐極めて微量であることから、測定条件を最適化する必要があり、次年度以降も引き続き検討していく必要がある。2)チタン表面への生体分子の吸着挙動の横断的分析チタン表面への前骨芽細胞の接着に関与すると考えられている生体分子の代表的なものとして、アルブミンに着目し、チタン表面への吸着挙動の横断的分析を行ったところ、紫外線処理時間と初期細胞接着にはきわめて高い相関があることが確認された。次年度以降は実験条件のさらなる最適化を図ると共に他のタンパク質吸着に関しても引き続き検討していく必要がある。われわれはこれまでに光誘起超両親媒性チタン表面の優れた骨伝導能について報告してきたが、チタン表面と生体分子や細胞との相互作用についてはいまだに不明な点が多い。本研究の目的は、生体分子間相互作用定量測定装置を用いて光誘起超両親媒性チタン表面における生体分子の吸着挙動および細胞の接着挙動をリアルタイムで分析を行うことであり、バイオマテリアル-組織界面で起こる生体分子や細胞のダイナミクスを解明することを目指す。昨年度は、水晶振動子センサー表面への生体分子の吸着挙動を横断的に調べたので、今年度はさらにセンサー表面への生体分子の吸着挙動をリアルタイムで分析することを到達目標とした。1)水晶振動子センサーの表面解析生体分子間相互作用定量測定装置の水晶振動子センサーは目的に応じてセンサー表面を薄膜コーティングすることにより表面修飾することができる。これまでにも、チタンコートセンサー表面に対してSEMとAFMによる表面のトポロジー解析、XPSによる表面元素分析、XRDによる結晶構造解析、原子吸光分析装置を用いた表面水酸基の定量を行ってきた。今年度はさらにチタンコートセンサー表面の電荷を測定することを試みた。2)チタン表面への生体分子吸着挙動のリアルタイム分析チタン表面での細胞ダイナミクスに影響を与えると考えられている生体分子の代表的なものとして、血漿構成タンパク成分のうち最も多くを占めるアルブミンに着目し、チタン表面への吸着挙動のリアルタイム分析を行った。その結果、紫外線処理をしていないチタンコートセンサー表面と比べて、紫外線処理をしたセンサー表面ではアルブミンの吸着スピードと総吸着量がそれぞれ1.4倍、1.5倍と有意に増加することが確認された。次年度以降はセンサー周囲の溶液のpHや成分イオンを変えた際の吸着挙動の変化や骨系細胞の接着挙動に関しても引き続き検討していく必要がある。これまで水晶振動子センサー表面への生体分子の吸着挙動の横断的解析ならびにリアルタイム解析を行ってきたので、最終年度はセンサー表面への細胞の初期接着挙動をリアルタイムで分析することを到達目標とした。1.水晶振動子センサーの表面解析生体分子間相互作用定量測定装置の水晶振動子センサーは月的に応じてセンサー表面を薄膜コーティングすることにより表面修飾することができる。これまでにも、チタンコートセンサー表面に対してSEMとAFMによる表面のトポロジー解析、XPSによる表面元素分析、XRDによる結晶構造解析を行ってきた。今年度はさらにセンサー表面の水酸基を無水トリフルオロ酢酸で誘導化し、定量することを試みた。2.チタン表面へのラット骨髄由来間葉系幹細胞の接着挙動のリアルタイム分析オッセオインテグレーションの成立にはチタン表面での骨新生が重要な役割を果たす。そこで間葉系幹細胞のチタン表面への初期接着に着目し、初期細胞接着挙動のリアルタイム分析を行った。

その結果、紫外線処理をしていないチタンコートセンサー表面と比べて、紫外線処理をしたセンサー表面では播種後初期の細胞接着スピードと総接着細胞数がそれぞれ3.8倍、1.7倍と増加する傾向が示された。今後さらにセンサー周囲の溶液のpHや成分イオンを変えた際の吸着挙動の変化を調べることを目指していく予定である。
ヘテロMXene積層構造の構築

層状ナノシート化合物MXeneの電極特性を明らかにするために、様々な組成のMXene合成に取り組んだ。例えば、Nb2CTxの組成を持つMXeneを、Nb2AlC組成のMAX相からAl層をエッチング除去することで合成した。得られたMXene Nb2CTxについて電気化学特性を評価したところ、エッチング剤に大きく依存した電極活性を示すことが分かった。すなわち、塩化物イオンを含むエッチング剤を使用した場合、ナトリウムイオンとの反応活性が著しく向上することが分かった。また、Mo2CTxの組成をもつMXeneについて、Mo2Ga2Cの組成のMAX相からGa2層をエッチング除去することで得た。このエッチングは非常に反応速度が遅く困難であったが、条件の最適化により完全なMXeneを合成することに成功した。得られたMXene Mo2CTxについて電極活性を調べたところ、アルカリ金属イオンの種類に依存したキャパシタンスを示すことが分かった。この結果は、Ti2CTxやTi3C2Txなどの組成を持つMXeneにおいても普遍的に観測される傾向であった。そこで、電子状態計算、溶媒和構造計算、および電位計算を行うことでMXeneの電化貯蔵メカニズムを検討した結果、溶媒和構造が特異的な誘電応答を示すことでキャパシタンスの特異的挙動が発現することが分かった。以上の知見を基にすることで、更なるキャパシタンスを実現することが可能となった。今後は、組成の更なる最適化、表面官能基の最適化を行うことで、より優れた電極特性をMXeneで実現することを狙う。29年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、グラフェン・カルコゲナイド・酸化物とは全く異なる新しい原子層物質としてナノシートMXeneに着目し、その未開拓な基礎物性の解明を通じて新規物質群に基づく原子層科学の新領域を切り拓くことを研究目標とする。MXeneと総称される導電性ナノシート(組成:Mn+1XnTx,ただしTxは末端基-F, -OH, -Oなど)は、2011年に合成法が報告された全く新しい原子層物質であり、その物性は殆ど明らかになっていない。そこで本研究開発では、多彩な組成のMXeneを合成し、その導電性を含めた物性をA03応用班長汐Gとの共同研究で解明する。また、A04理論班安藤Gとの共同研究により理論計算を行い、系統的な物性理解を図る。更に、多彩な組成の単層MXeneをbuilding unitとして、ヘテロMXene積層膜の作成法を確立して得られたヘテロ積層膜の物性を解明することで、最終的には新規物性現象の創出を狙う。本年度においては、MXeneの物性測定を長汐グループとの共同で行った。その結果、MAX相Ti2AlC、MXene Ti2CTxは半導体的挙動を示すことが明らかとなった。また、安藤グループとの共同でMXeneの電子状態計算を行い、蓄電デバイスの電極活物質として使用した際の電位分布を計算し、非常に特異的な閉じ込め効果が発現していることが分かった。この閉じ込め効果は、電極のキャパシタンスを増大することが分かり、学術的にも工業応用上も非常に意義の大きい成果であると言える。特筆すべき成果として、安藤グループとの共同でMXeneの第一原理計算を行い、特に二次電池の電極活物質に応用した際、層間に存在するイオンと溶媒が強く相互作用し、極めて特異的な閉じ込め効果が発現することを見出した。この閉じ込め効果は、電極が示すキャパシタンスを増大することも明らかとなり、今後の応用展開が期待される成果であることから、当初の計画以上に進展しているとした。MXeneを単層で剥離してその物性を測定することにこれまでに成功しておらず、MXene剥離技術を化学的、物理的に探究する必要がある。同時に、表面官能基がMXeneの安定性に大きな影響を与えることが示唆されており、今後、安定な表面官能基制御技術を確立する。

単層剥離に成功した際は、長汐グループとの協業で物性測定、特に、ゲート電圧によるキャリア数制御が可能であるか試みる。また、理論との協業で、MXeneの電子状態について系統的な知見を得たうえで、優れた特性を示すMXeneを合理的に設計する。29年度が最終年度であるため、記入しない。
地方財政モデルの構築

地方財政は地域経済に財政学的考察を加えるものである。したがって、経済的な相互依存関係と財政的な政府間の相互依存関係がどのように関連しあうかが研究の中心的課題である。科研費の助成を受けた本研究は2種類のタイプのものに分けることができる。1つは財政的側面を重視したものであり,いま1つは経済的側面を重視したものである。前者の研究は次の2つの研究「中央政府による財政支援の問題」(『神戸の復興を求めて』103-118,神戸新聞総合出版センター,1997年5月),「中央と地方の財政構造-戦後財源調整制度から見た一考察-」(1997年度日本財政学会報告)である。これらはともに神戸大学の玉岡雅之助教授との共同研究である。これらの研究は,中央政府が何がしかの評価(厚生ポジション)を各地方に対して持っており、それによって財源の再分配をおこなっていると理解したとき,(1)中央政府の地方に対する評価をデータから数値化する。(2)各年度の数値化された評価を見ることによって地方財政の在り方を評価する。(3)阪神大震災の支援額の決定について応用する。というものである。とくに、課題(2)について,「戦後一貫して都市部が地方に比べて中央から高い評価が与えられてきた」が得られた。経済的側面に焦点を当てた研究は「法人税の地域間の人口移動に及ぼす効果について」(未発表論文)である。法人税の経済的効果の研究は租税帰着論が中心的議論であった。これは税の負担が誰に帰着するかという問題設定であった。これを法人税が人口移動にどのような効果を持つかという視点に変えて展開したのが本研究である。得られた結果は「法人への配当課税は都市部の人口を減少させ、留保分への法人課税は都市部の人口を増加させる」というものである。というものである。国の財政は、1つの中央政府と多数の地方政府の相互依存的関係として記述される。複綜した中央・地方政府間の財政は,従来,制度的・実証的な研究対象となってきた。しかるに理論的フレイムワークは,いまだ地方公共財の理論に依拠するものがあるだけである。地方交付税や補助金の在り方が本質的に理論の中に取り入れられていないのである。これらを説明しうる理論的モデルを開発することが研究目的である。本年度は,基本的な書物を収集するとともに,試験的なモデル構築を行った。それは,次のような設定である。(i)政府間の財源の移動がある種の功利主義的な目標の最大化の手段であると想定する。(ii)各地域には単純化された生産が想定され,地方税と国税が課される。これらの下で,税制度を一定とするとき,功利主義的な目標に応じて,国税の地方への再配分システムが決定される,というモデルである。ここでは各地方と中央政府の財政の相互依存関係が明瞭に考察されている。また,(i)に関わる功利的価値判断では,財政のデータを利用することによって,「中央政府が各地方政府の相対的重要度をどのように考慮しているか」を判定できるという利点もある。このモデルの応用例として,阪神大震災の引き起こした被害にたいしてどの程度の財源の再配分をすべきであるかを試算した。これによって,もし被害額の推定(約10兆円)が正しく,現状の財源配分の在り方が災害時にも適応できるものであれば,被災地への支援額はほぼ妥当な額であることが得られた。

また,中央政府が想定している各地方の相対的重要度はほぼ同一であることが判明した。前年度からの研究の自然な発展として「厚生ポジション」という概念によって中央と地方の財源調整の評価を行った。地方と中央は,地方交付税等で財源の再配分を行っているが,それは,端的には財源の豊かな地域(具体的には都市部)から豊かでない地域(非都市部)への財源の移転になる。この事実は都市に対して地方を優遇しているように評価されることが多い。本年度の研究では,財政的な相互依存関係を考慮すれば,これまでの評価とは異なる結論「戦後一貫して都市部が地方に比べて中央から高い評価が与えられてきた」が得られることをが判明した。さらに,地域間の人口移動に租税が及ぼす影響に焦点を当てた研究に着手した。この研究は,第一にこれまでの租税の帰着理論の成果を人口移動に応用できることを示すとともに,第二に従来の租税帰着論では考慮できなかった法人の配当分に対する法人課税と留保分へのそれとを区別して表現できることを示したことが,大きな貢献である。この研究は「法人税の地域間の人口移動に及ぼす効果について」(未発表論文)に結実した。得られた結果は「法人への配当課税は都市部の人口を減少させ,留保分への法人家税は都市部の人口を増加させる」というものである。
共形多様体とバブリング・ツリーの幾何および解析の研究

平成15年度に行った研究としては,次の3つを挙げることが出来る.1.シリンダー的山辺不変量,オービフォールド山辺不変量の研究なめらかなコンパクト多様体の一般化として,オービフォールドの山辺定数/不変量をシリンダー的山辺不変量を用いて適切な定義を与えた.4次元のシリンダー多様体でそのシリンダー的山辺不変量が正の場合には,Atiyah-Patodi-Singer L^2-指数定理を共形幾何的に適用でき,その値を上から評価する方法を与えた.また山辺不変量に関する小林型の不等式をシリンダー的山辺不変量に拡張し,その応用の研究をした.2.コンパクト共形多様体のMassの研究Mass(またはADM Mass)は,漸近的平坦な多様体に対して定義される幾何学的不変量である.正の山辺不変量を持つコンパクト共形多様体(M, C)に対して,C内のリーマン計量gとM上の1点pを選ぶことにより,ゼロ・スカラー曲率を持つ漸近的平坦な多様体M-{p}が定義され,そのMassは非負となる.この値は,計量gと点pの選び方に依存する.(M, C)の共形不変量を構成するために,M上のHabermann-Jostの標準計量g_<HJ>から始めて漸近的平坦な多様体M-{p}を構成すると,そのMassは点pの選び方に依らず一定値となる.このことを利用して,(M, C)の共形不変量としてのMassが定義される.さらに共形類Cを変数としてその下限をとることにより,コンパクト可微分多様体MのMass不変量が定義可能である.この不変量の連結和に関する小林型の不等式の研究を行った.3.3次元多様体の山辺不変量宇宙論における「リーマン的ペンローズ予想」の解決に用いられた中心的手法である「逆平均曲率流の手法」を応用することにより,3次元実射影空間RP^3の山辺不変量がBray-Nevesにより決定された.これは「定曲率多様体の山辺不変量に関するSchoen予想」の最初の肯定的解答である.この予想に関しては依然多くが未解決であるが,特に本研究では'RP^3と有限個のS^2xS^1の連結和多様体'の山辺不変量を逆平均曲率流の手法を用いて決定した.上記の研究において,研究費補助金による国内・外の研究者の招聘等による研究連絡は極めて有用であった.平成15年度に行った研究としては,次の3つを挙げることが出来る.1.シリンダー的山辺不変量,オービフォールド山辺不変量の研究なめらかなコンパクト多様体の一般化として,オービフォールドの山辺定数/不変量をシリンダー的山辺不変量を用いて適切な定義を与えた.4次元のシリンダー多様体でそのシリンダー的山辺不変量が正の場合には,Atiyah-Patodi-Singer L^2-指数定理を共形幾何的に適用でき,その値を上から評価する方法を与えた.また山辺不変量に関する小林型の不等式をシリンダー的山辺不変量に拡張し,その応用の研究をした.2.コンパクト共形多様体のMassの研究Mass(またはADM Mass)は,漸近的平坦な多様体に対して定義される幾何学的不変量である.正の山辺不変量を持つコンパクト共形多様体(M, C)に対して,C内のリーマン計量gとM上の1点pを選ぶことにより,ゼロ・スカラー曲率を持つ漸近的平坦な多様体M-{p}が定義され,そのMassは非負となる.この値は,計量gと点pの選び方に依存する.(M, C)の共形不変量を構成するために,M上のHabermann-Jostの標準計量g_<HJ>から始めて漸近的平坦な多様体M-{p}を構成すると,そのMassは点pの選び方に依らず一定値となる.このことを利用して,(M, C)の共形不変量としてのMassが定義される.さらに共形類Cを変数としてその下限をとることにより,コンパクト可微分多様体MのMass不変量が定義可能である.この不変量の連結和に関する小林型の不等式の研究を行った.3.3次元多様体の山辺不変量宇宙論における「リーマン的ペンローズ予想」の解決に用いられた中心的手法である「逆平均曲率流の手法」を応用することにより,3次元実射影空間RP^3の山辺不変量がBray-Nevesにより決定された.これは「定曲率多様体の山辺不変量に関するSchoen予想」の最初の肯定的解答である.この予想に関しては依然多くが未解決であるが,特に本研究では'RP^3と有限個のS^2xS^1の連結和多様体'の山辺不変量を逆平均曲率流の手法を用いて決定した.上記の研究において,研究費補助金による国内・外の研究者の招聘等による研究連絡は極めて有用であった.平成14年度に行った研究としては次の3つを挙げることが出来る.1.シリンダー多様体の山辺計量の研究.2.シリンダー的山辺不変量,オービフォールド山辺不変量の研究.3.山辺不変量とワイル不変量の研究.1.シリンダー多様体の山辺計量の研究.シリンダー計量の属する共形類内の計量で,全スカラー曲率および体積が有限となるようなもの全体に制限して,山辺汎関数(i.e.,正規化した全スカラー曲率汎関数)を考え,その下限(i.e.,シリンダー的山辺定数)を達成する計量(i.e.,山辺計量)の存在問題をほぼ完全に肯定的に解いた.