hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
縦断的脳イメージングによる脳可塑性の解明と脳可塑性促進法の開発

本研究は、学習における脳構造や脳活動の変化を個体毎に評価し、個々に合わせた効果的なリハビリテーション法開発への知見を得ることを目的とした。はじめに、ブレイン・マシン・インターフェイス(BMI)は、病気や怪我により障害された運動機能を補う“神経補綴技術"であり、リハビリテーションに併用することで治療効果を促進することが報告されている。一方、BMIの操作には個人差があり、うまく使いこなせない患者もいる。この個人差は、BMIの臨床応用を妨げる大きな要因のひとつである。そこで申請者は、このBMI操作能力の個人差を経頭蓋直流電気刺激(tDCS)によって改善できると考え、その仮説を実験的に検証した。さらに運動学習による脳の可塑的変化の生物学的基盤を動物実験により検証した。運動課題成績を向上させる目的で陽極刺激を実施した被験者群は、偽刺激群に比べ、functional MRIで計測される安静時脳機能結合が、刺激直下の運動野ー尾状核間、運動野ー小脳間で増加していた。一方、申請者の仮説に反して成功率は減少した。この結果は、本研究のtDCSは運動機能の機能結合を高めるにも関わらず、BMI操作成績に対しては抑制的な影響を示した。この知見は、29年度7月に開催された日本神経科学会で発表した。また今年度は、臨床展開として運動機能障害を呈するパーキンソン病患者にBMIを応用した症例についての研究成果がBrain-Computer Interfaces誌に掲載された。さらに本研究では、マウスを対象に運動学習による脳機能や構造の可塑的変化を解明する実験も進めてきた。7週間の学習前後のMRI計測の結果、運動野と小脳間、左右運動野間の機能的連絡が、トレーニング前後で増加する傾向が見られた。以上、運動学習によって脳に可塑的変化が引き起こされている可能性が示唆されており、解析を進め論文にまとめたい。29年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は、運動学習における脳構造や脳活動の変化を個人ごとに評価し、個人ごとに合わせた脳刺激により効果的なリハビリテーション法を開発することである。ブレイン・マシン・インターフェイス(Brain Machine Interface: BMI)は、失われた運動機能を補う新しい“神経補綴技術"である。近年、運動機能障害におけるリハビリテーションにBMIを併用することで、治療効果が促進することが報告され、今後臨床応用が期待される。一方、BMIの操作能力には個人差があり、うまく使いこなせない患者も多い。そこで申請者は、MRIによる網羅的な脳構造解析法であるVoxel-based morphometryを用い、手の運動イメージを用いたBMI操作能力に関連する脳部位を探索した。その結果、運動関連領域や体性感覚領域の灰白質体積が大きいほど、本BMIの操作能力が高いことが示唆された。この結果は、BMIの操作に関わる脳領域を明らかにし、臨床応用においてBMIの適応基準を判断するだけでなく、患者の状態に合わせた“テーラーメイド・リハビリテーション"の開発に展開できると考える。以上の結果は、神経科学分野で著名なNeuroimage誌に掲載された。さらに、脳刺激法によるBMI操作能力の促進を目指した実験や、運動学習における脳構造や脳機能を詳細に反映するDiffusion Spectrum Imagingの開発を進めている。申請者は、運動学習における脳構造や脳活動の変化を個人毎に評価し、個々の状態に合わせたリハビリテーションにより効率的に回復を誘導する新しいリハビリテーション法を目指している。その第一歩として、本研究の目的は、ブレイン・マシン・インターフェイス(Brain Machine Interface; BMI)を学習する際の操作成績や脳構造、脳活動の変化の個人差を解明し、新しいリハビリテーションへの知見を得ることである。BMIは、失われた脳機能を代替する先進的な神経補綴技術である。この手法は、運動障害のリハビリテーションに併用することで治療効果を増強することが知られており、臨床研究が活発に行われている。一方、BMIの操作は難しく、上手く使いこなせない方も多い。そこで申請者は、Voxel-based morphometry MRIを用いた脳灰白質体積とBMI操作成績の相関解析から、BMIの操作能力が運動野の灰白質体積に関係することを示した。この成果は、Neuroimage誌に掲載された。さらに申請者は、運動野への陽極経頭蓋直流電気刺激が、運動野-基底核間の安静時機能的結合や運動野脳波の事象関連脱同期(Event-Related Desynchronization; ERD)を増強することを明らかにした。本研究のBMIは運動野のERDによって動作しているため、将来的に経頭蓋直流電気刺激によってBMI操作成績を促進できる可能性が示唆された。今年度は、ブレイン・マシン・インターフェイスの操作能力の個人差に関する研究が国際誌に掲載され、経頭蓋直流電気刺激の実験も開始した。出産に伴う産休によって半年間中断したが、研究期間の延長も考慮するとおおむね順調に進展している。本研究の目的は、患者一人ひとりの脳の状態に合わせた効率的なリハビリテーション支援法開発への基礎的知見を得ることである。ブレイン・マシン・インターフェイス(Brain Machine Interface;BMI)は、病気や怪我により失った脳機能を補う新しい「神経補綴技術」である。近年、運動機能障害におけるリハビリテーションにBMIを併用することで、治療効果が促進することが報告され、臨床応用への期待が高まっている。一方、BMIの操作には個人差があり、うまく使いこなせない被験者も多い。

この個人差は、BMIの臨床応用を妨げる大きな要因のひとつである。申請者は、このBMIの操作能力の個人差を経頭蓋直流電気刺激(Transcranial Direct Durrent Stimulation;tDCS)によって改善できると考え、その仮説を実験的に検証するとともに、その効果が脳に与える影響をMRI計測により評価した。BMI操作成績を向上させる目的で実施した陽極刺激群は、Sham刺激群に比べ、MRIで計測される安静時脳機能結合が、刺激直下の運動野ー尾状核間、運動野ー小脳間で増加していた。一方、申請者の仮説に反して、陽極電気刺激群はSham刺激群に比べBMIの操作成績が減少した。陽極刺激による脱同期の増加は、Control時で顕著であり、BMI操作時には増加が小さかった。これらの結果は、陽極刺激がベースラインの脱同期を増加させてしまったため、BMIを操作するには既に増加しているControl時よりもさらに脱同期を増加させる必要があり、難しかったと推測する。以上の結果は、BMIの操作に対するtDCSの限界を示しており、申請者が目標とする手法の開発を実現するために非常に重要な知見となる。この成果は、来年度の神経科学会で発表予定であり、今後さらに解析を進め論文として発表する。他に2本の関連論文も投稿中であり、次年度の採択を目指す。17名の被験者の実験と解析を終了し、順調に進展している。次年度は、学会発表と論文投稿を行い、研究成果を公開する。本研究は、学習における脳構造や脳活動の変化を個体毎に評価し、個々に合わせた効果的なリハビリテーション法開発への知見を得ることを目的とした。はじめに、ブレイン・マシン・インターフェイス(BMI)は、病気や怪我により障害された運動機能を補う“神経補綴技術"であり、リハビリテーションに併用することで治療効果を促進することが報告されている。一方、BMIの操作には個人差があり、うまく使いこなせない患者もいる。そこで申請者は、このBMI操作能力の個人差を経頭蓋直流電気刺激(tDCS)によって改善できると考え、その仮説を実験的に検証した。さらに運動学習による脳の可塑的変化の生物学的基盤を動物実験により検証した。運動課題成績を向上させる目的で陽極刺激を実施した被験者群は、偽刺激群に比べ、functional MRIで計測される安静時脳機能結合が、刺激直下の運動野ー尾状核間、運動野ー小脳間で増加していた。一方、申請者の仮説に反して成功率は減少した。この結果は、本研究のtDCSは運動機能の機能結合を高めるにも関わらず、BMI操作成績に対しては抑制的な影響を示した。この知見は、29年度7月に開催された日本神経科学会で発表した。また今年度は、臨床展開として運動機能障害を呈するパーキンソン病患者にBMIを応用した症例についての研究成果がBrain-Computer Interfaces誌に掲載された。
肝臓特異的サイトカイン発現トランスジェニックマウスの作製とその解析

好中球走化活性化因子interleukin-8(IL-8)はin vitroにて好中球、好塩基球、T細胞に対し強い走化活性を示すとともに、in vivoにて好中球依存性急性炎症における組織損傷に対して重要な役割を担っていることがわかっている。本研究において、IL-8をマウスを用いて特定のある臓器に特異的に過剰に発現させた場合、それが炎症性の疾患モデルとしての病態を呈することを想定し、tissue-specific(臓器特異的)、特に肝特異的なIL-8の発現マウス(IL-8 Tg)の作製とその解析を行った。導入遺伝子はマウス肝臓に特異的にサイトカインを発現させるために血清アミロイドP遺伝子(serum amyloid P component gene)のプロモーターを利用し(熊本大学、山村研より供与)、この下流にヒトIL-8cDNAを挿入し、これをマウス受精卵前核にマイクロマニピュレーターを用いて導入した。IL-8 TgはNo.53とNo.56の2系統を樹立した。ともにヒトIL-8をプローブにしたsouthern blotting(EcoRI処理)にて、約250bp付近にてシングルバンドを認め、northern blottingにて、肝臓特異的にヒトIL-8のmRNAの発現が認められた。また、血清中のヒトIL-8量は4.0-10ng/mlに達し、末梢血白血球数はコントロールマウスと比較して有意の上昇を認めた(p<0.05)。好中球の割合もコントロールに比較して増加していた。末梢血白血球上の表面抗原(B220,CD3,Mac-1,Gr-1,ER,ERHi)はIL-8 Tgとコントロールにおいて明らかな差は見られなかった。しかし、末梢血好中球表面上のL-selectinはIL-8 Tgにおいてdownregulationが認められた。さらに、好中球表面上のmouse IL-8 receptorの発現はIL-8 Tgとコントロールにおいて差は認めなかった。病理組織学的にはIL-8 Tgの肝臓においてコントロールよりも好中球を散見できるものの明らかな好中球浸潤による組織破壊は認めなかった。
ペルオキシソームを欠損させた線虫における神経細胞の移動障害

ペルオキシソームを形成できないZellweger脳・肝・腎症の患者では、脳神経細胞の移動障害、筋緊張の著しい低下、反射の消失などの神経学的異常が多く認められる。私は神経細胞の移動障害とペルオキシソームとの関係を明かにすることを究極の目的とし、今年度はその前段階としてペルオキシソームの形成やその機能に関与する遺伝子を線虫より単離した。これまでに私は酵母よりペルオキシソームの形成にかかわる遺伝子(PAS1)を取得している。そこでそのアミノ酸配列を参考にして合成したDNA断片をプローブに用いてcDNAライブラリーに対するサザン法により線虫の相同遺伝子を単離した。この遺伝子は第V染色体の左腕、dpy-11からテロメア側に約6.9地図単位離れた領域に存在した。cDNAおよびゲノムの塩基配列を調べたところ、酵母PAS1遺伝子と全体として25%、機能に大きくかかわるATP結合部位では48%のアミノ酸が同一であることがわかった。このことから得られた遺伝子が線虫のPAS1ホモログであることが強く示唆された。線虫ペルオキシソームの機能にかかわる遺伝子としては、ラットの肝臓に局在するステロール運搬蛋白質x(SCPx)のN末端側に存在するチオラーゼをコードする遺伝子をクローニングした。取得したDNAに由来する蛋白質を大腸菌に生産させ、それを用いて酵素反応機構を調べたところ、SCPxでこれまでに知られている様式と同じであった。このことから、単離した遺伝子を利用することで、線虫のペルオキシソームに特異的に反応する抗体を作製することが可能と考えている。今後は単離した遺伝子を用いてペルオキシソームを欠損させた線虫を作製し、抗チオラーゼ抗体等を用いてその線虫の表現型を解析していくつもりである。
発熱誘導DDS用パーソナルバイオナノ粒子の創成と機能評価

本研究において詳細にナノ粒子形成条件を検討する事により直径12 nmの馬由来フェリチンタンパク質の内部空洞内(直径7 nm)に温熱効果を発揮すると考えられる酸化鉄ナノ粒子の作製に成功した。作製した本ナノ粒子集合体はネオジウム磁石への吸着が肉眼で観察されるとともに、XRDやEDX分析、高分解能電子顕微鏡観察等を行った結果、作製されたナノ粒子はマグネタイト(Fe3O4)であることが確認された。また、酸化鉄ナノ粒子以外にも詳細な検討作製条件検討によりフェリチン空洞内へのCuS及びFeS,タンタル(Ta)のナノ粒子の作製にも成功し、現在ひきつづき元素分析及び磁性観察を行っている。さらに最近、よりDDSに適しているヒトの心臓由来のフェリチンタンパク質の作製と内部への酸化鉄ナノ粒子の作製にも成功した。今後はこれらの作製したナノ粒子の発熱実験とフェリチン表面への認識ペプチドの結合を行うことでバイオナノ粒子を作製し、機能評価を行う。本研究は直径12nmの球殻状タンパク質であるフェリチンタンパク質が保持する直径7nmの内部空洞に外部刺激により発熱するナノ粒子を作製する事で、ナノ粒子の温熱効果を利用した特にガン治療に有効な新規DDSシステム構築を目指したものである。本研究ではまず、フェリチン内部に温熱効果を発揮する酸化鉄磁性ナノ粒子の作製を行った。硫酸アンモニウム鉄を鉄源として馬肝臓由来フェリチン内部へ酸化鉄ナノ粒子の作製条件検討を行った結果、90%以上のコア形成率で効率良いナノ粒子作製が可能となった。しかし、作製されたナノ粒子は元素分析によりフェリハイドライト(5Fe2O3・9H2O)であることが明らかになったため、再度、反応溶液の温度の上昇による鉄酸化促進とN2バブリングを併用した改良ナノ粒子作製法を開発した。本法により作製された鉄ナノ粒子はネオジウム磁石への吸着が肉眼で観察され、XRDやEDX分析により、マグネタイト(Fe3O4)であることが確認された。最終年度は作製された上記粒子に対して高磁場環境下での発熱量測定に挑戦しているが、残念ながら未だ発熱現象を観察できていない。高分解能TEMにより作製ナノ粒子の結晶構造の観察の結果、作製したナノ粒子は一つ以上の小さな微粒子結晶の集まりである多結晶状態になっていることが確認されたたため、これが一つの原因ではないかと考えている。また、本研究においては酸化鉄ナノ粒子以外にも、作製条件の詳細な検討によりフェリチン内部へCuS及びFeS, Taの磁性ナノ粒子の作製にも成功し、現在これらの元素分析を行っている(論文投稿準備中)。さらに最近、よりDDSに適しているヒトの心臓由来のフェリチン内部への酸化鉄ナノ粒子の作製にも成功した。今後は作製したナノ粒子の元素分析及び発熱実験を行う予定である。本研究は直径12 nmの球殻状タンパク質であるフェリチンタンパク質が保持する直径7 nmの内部空洞内に外部刺激により発熱するナノ粒子を作製することで、現在研究が進められている多くのドラッグデリバリーシステム(DDS)用ナノケージの緒問題を解決し、がん治療に効果的なナノ粒子温熱効果(ハイパーサーミア効果)を有効活用した新DDS構築を目指したものである。初年度にあたる本年は、まず最も重要な要素技術の一つである温熱効果を発揮する発熱ナノ粒子の作製を目指した。フェリチン空洞内に高周波磁場により発熱するナノ粒子である、酸化鉄(マグネタイト・Fe3O4,マグヘマタイト・Fe2O3)の作製を行った。始めに、通常の水溶液中で作製したナノ粒子は当初の予想通りフェリハイドライト(5Fe2O3・9H2O)ナノ粒子であった。そこで反応溶液の温度を高くし酸化剤を添加するとともに、窒素ガスでバブリングすることで溶液中の溶存酸素量を減少させた反応溶液を使用してナノ粒子を作製した。この改良ナノ粒子作製法によりフェリチン内部に酸化鉄のナノ粒子を作製することに成功した。作製したナノ粒子のバルク体は目視によりネオジウム磁石への結合を確認でき、また、高分解能TEM観察及びEDX , XRD等によるナノ粒子の元素分析によりマグネタイト(Fe3O4)であることが明らかになった。さらに、これらのナノ粒子作製のための溶液条件の検討中にフェリチン内部へのFeSとCuS新規ナノ粒子の作製にも成功した(論文提出済)。また、フェリチンへの細胞認識ペプチドの結合のために、フェリチン外表面に24個のシステインを呈示したSH-リコンビナントフェリチンの作製にも成功した。現在、この部分のSH基をターゲットにしてマレイミドリンカーを用いてフェリチンと認識ペプチドの結合を行っている。

本年度は当初に計画した最も重要な要素技術の一つである、フェリチン内部に磁性ナノ粒子を作製を目指して実験を進めたが、詳細なナノ粒子作製条件の検討により、フェリチン内部空洞にFe3O4の酸化鉄ナノ粒子を作製することに成功し、磁性ナノ粒子ーフェリチン複合体の作製に成功した。本磁性ナノ粒子作製のための反応溶液条件の検討に多少時間がかかったが、各種元素分析により作製したナノ粒子は酸化鉄ナノ粒子(Fe3O4)であることも確認できた。現在、ひきつづき作製した磁性ナノ粒子に高周波磁気等の外部刺激を照射することにより、本ナノ粒子が発熱するかどうかの検討を行っており、本研究はほぼ研究計画の項目通りに進んでいると考えている。また、初年度のもう一つの目標である発熱バイオナノ粒子へのがん細胞認識機能ペプチドの修飾については、フェリチン表面に認識ペプチドを結合するために24個のシステイン残基を導入したSHー修飾リコンビナントフェリチンの作製にも成功した。今後はこの部分への認識ペプチド結合は、今までフェリチンタンパク質にDNA結合を行ってきた私の研究知見と条件を参考にすればすぐに達成できるはずである。以上の結果をまとめると、本研究はおおむね順調に進展していると考えている。2年目である本年度の研究方針としては、初年度に作製した磁性ナノ粒子に対して、高周波磁場により実際に発熱するかどうかの検討を行うとともに、2年目の目標である生体内フェリチンの取得と磁性ナノ粒子の作製についても着手する予定である。また、初年度に作製した酸化鉄ナノ粒子Fe3O4が発熱しなかった場合を考え、溶液条件の温度と酸化剤の条件を再検討をすることで第二のターゲットであるFe2O3ナノ粒子の作製も視野に入れている。また、初年度の温熱効果を発揮する発熱ナノ粒子のもう一つのターゲットである、金(Au)ナノ粒子の作製に関しては、多くのナノ粒子作製条件の検討を行った結果、直接フェリチン内部にAuナノ粒子を作製するのは困難であるという結果が得られたため、現在、Auナノ粒子を作製のための代替方法を検討中である。これは金ナノ粒子のまわりにフェリチンサブユニットを結合させることで球状にして機能を発揮させるという方法で(ポータープロテイン法)、実際にTEM観察で金ナノ粒子の周りにフェリチンサブユニットが結合しているのを観察できている。この方法をより発展させ金ナノ粒子ーフェリチン複合体を作製する予定である。これらの計画に従い、ナノ粒子作製方法を改良しながら効果的に発熱するナノ粒子を作製するとともに、最終的にフェリチン外部に認識ペプチドの結合を行い発熱バイオナノ粒子の発熱性能評価及び発熱コントロールとDDS適用のための機能確認をおこなっていく予定である。未使用額が生じた理由としては、震災の影響で計画していた装置及び試薬が手に入りにくくなり、既存のもので対応したことに伴うものである。初年度は磁性ナノ粒子の作製を精力的に行ったため、既存設備にある装置を使用することで十分研究を進める事ができた。しかし、次年度はナノ粒子の発熱の特性評価や機能発現を効率良くすすめるために、当初計画にある装置の購入を検討している。
デジタルコンテンツ・プラットフォームの成立に関する研究

本研究の目的は、デジタルコンテンツを提供する産業の発展を促し、国際的な競争力を有する産業とする基盤の成立条件を明らかにすることである。この研究目的に照らし、国内の家庭用ゲーム開発・販売、アニメーション制作を行う企業へのヒアリング調査、一次データ及び既存研究の収集、研究会の開催などを行った。研究の結果、良質で国際競争力のあるデジタルコンテンツの創出のためには、各企業とそこで働くクリエイターの活動はもちろんのこと、それを支える企業を超えた取り組みが必要なことが明らかになった。本研究の目的は、デジタルコンテンツを提供する産業の発展を促し、国際的な競争力を有する産業とするシステム(デジタルコンテンツ・プラットフォーム)の成立条件を明らかにすることである。そのために、当初の研究実施計画では、国内の家庭用ゲーム産業、アニメーション産業の代表的企業を対象としたヒアリング調査を予定していた。しかしながら、企業との日程調整などに手間取り、十分に行い得なかった。そこでこの点を補うために、既存研究のサーベイを行うと共に、他の研究者とほぼ毎月研究会を開催した。また、実務家を招聘しての講演会をほぼ毎月開催した。こうした活動の結果、当初の研究実施計画で対象としていた家庭用ゲーム産業、アニメーション産業に留まらない知見を得ることができた。すなわち、音楽産業、携帯電話向けコンテンツ、国内外のアニメーション産業などについて知見を得ることができた。この成果を踏まえ、特にアニメーション産業の現状と今後を考えるために、中国(上海)のアニメーション産業の調査も前倒しで行った。来年度以降、日中間の比較などを通じて、デジタルコンテンツ・プラットフォームの成立条件を明らかにすることに繋げでいきたいと考えている。なお、来年度(平成22年度)に実施するアンケート調査については、予定通り、調査票の設計を終了した。来年度中にアンケート調査を実施し、体系的なデータの収集と分析を行う予定である。これにより、デジタルコンテンツ・プラットフォームの一端が解明されることを期待している。以上にように、代表的企業を対象としたヒアリング調査こそ予定通りに進まなかったものの、合同研究会と講演会、海外調査、調査票設計などを遂行することができた。これらの研究成果を今年度中にまとめることはできなかったが、来年度以降に取りまとめて、広く公開したいと考えている。今年度の研究では、企業の実証研究、文献及び資料、データの収集と整理、研究会の開催などを行った。当初は、ゲームソフト企業を対象とした大規模なアンケート調査を実施する予定であったため、質問票の作成、一次データの収集と整理を行った。一次データとしては、ゲームソフトの売上本数や、ゲームソフト企業の詳細(企業名、発売タイトル数、所在地など)をデータベースして整備した。しかしながら、一次データのデータベース整備の過程で、ゲームソフト産業における状況の変化、特にオンライン配信の普及を組み入れる必要性が浮かび上がり、一次データを再整備し、アンケート調査を再設計する必要に迫られた。そのため、今年度中のアンケート調査の実施を延期し、再度、企業に対するヒアリング調査などを実施した。あわせて、ゲームソフトやアニメーションを対象とした研究を進めている他の研究者との研究会を毎月実施し、デジタルコンテンツのマネジメントに関する研究成果を交換した。さらに、実務家や研究者を招聘しての研究会もほぼ毎月実施し、ゲームソフトやアニメーション以外のデジタルコンテンツ(音楽産業、映画産業、Webサービスなど)の現状把握に努めた。くわえて、2011年3月に九州(福岡)に実地調査を行った。福岡では、3社の優れたゲームソフト企業を中心に、産官学でゲームソフト産業の振興を図っており、本研究が目指す、デジタルコンテンツ・プラットフォームに近い事象が観察されると考えたからである。研究期間の最終年度にあたる本年度は、暫定的ながらも、これらの研究成果を取りまとめ、論文2文、書籍掲載論文2本を発表することがでた。今後、さらに研究を進め、来年度(平成23年度)以降の研究成果として発表していく予定である。また、今年度に見送りをしたアンケート調査についても、データベースの更新などを含めて準備を継続し、来年度の実施を目指している。
ゲノム多様性を基盤とした霊長類の種内・種間感覚特性の解明

霊長類の視覚・味覚などの感覚特性について、種内・種間のゲノム多様性をもとに、遺伝子・タンパク質・行動レベルでの研究を行った。特に苦味感覚について、受容体の遺伝子多型が多く発見され、採食行動の地域差や個体差に影響があることが示唆された。また、タンパク質機能の種間比較により、類似の受容体でも感受性の種差があり、採食植物等に含まれる生理活性物質に対する味覚の差が存在することが明らかになった。京都大学霊長類研究所(14個体)および京都大学野生動物研究センター・チンパンジーサンクチュアリ宇土(約80個体)に飼育中のチンパンジー個体、霊長類研究所に飼育中のニホンザル個体(約580個体)の味覚受容体遺伝子型を網羅的に解析している。40近い遺伝子のうち、20個近くが非同義置換を含む遺伝子多型を示すことを見いだした。そこで、これらの遺伝子多型の受容体機能に対する影響を、培養細胞系を用いて比較検討した。具体的には、T2R16,T2R38,T2R42,T2R43についてHEK293細胞に発現させた受容体にリガンドの候補物質を順次作用させ、細胞内カルシウム濃度の上昇としてイメージング法により検出した。味覚受容体が発現したことは確認できたため、様々な天然リガンドへの応答特性を検討中である。また、これらの遺伝子産物が舌上の味細胞で発現している量を、ナショナルバイオリソース(GAIN:大型類人猿情報ネットワーク)等で提供された死亡個体を対象としたRT-PCR実験により確認した。試料は舌前方の茸状乳頭を用いた結果、2005年2007年に死亡・供与され冷凍した状態で保存していた3個体についてほぼ全てのT2Rの発現を確認した。また、ニホンザルの試料については、舌前方の茸状乳頭、後方の有郭乳頭についてリアルタイムPCR法により味細胞中に含まれるmRNA量を計測して遺伝子産物の発現量を確認した。ゲノムレベル、mRNAレベルで遺伝千型と細胞レベルの発現量を決定することができたので、行動実験によりさらに表現型レベルの解析を推進している。霊長類の苦味受容体について、行動実験と細胞レベルの発現実験を中心に研究を進めた。行動実験についてはTAS2R38とphenylthiocarbamide (PTC)の系を用いて実験条件を整備した。これまでは霊長類を対象とした実験にはリンゴなどを苦味物質を含む溶液に浸したものを与え、拒否反応の程度を評価する方法が主流であったが、定量性に疑問が残った。そこで、マウスなどで広く用いられているtwo bottletestを用いることにより、一塩基多型(SNP)程度の感受性の違いでも検出可能な実験系の構築を行った。この実験系により、様々な濃度のPTCに対するTAS2R38の反応に由来する個体レベルでの忌避反応の定量的なEC50値等が算出できることがわかった。一方で天然苦味物質によるTAS2Rのリガンド結合実験を続行した。十分に発現量があるTAS2R16とTAS2R38を中心に研究を進めた結果、アミノ酸置換の効果により、受容体の機能が大きく変動することがわかった。また、これらの遺伝子産物が舌上の味細胞で発現している量を、主に様々な年齢のニホンザル・アカゲザルの試料を用いて検討した。リアルタイムPCR法により、茸状乳頭、有郭乳頭等に存在する味細胞中に含まれるmRNA量を計測して遺伝子産物の発現量を確認した結果、遺伝子型や行動実験との相関があることがわかった。また、ヒト以外の霊長類においても舌以外の様々な臓器で味覚情報伝達に関わるタンパク質が発現していることがわかった。チンパンジー、マカク類(ニホンザル、アカゲザル)、コロブス類(white-headed langur)等の苦味受容体について遺伝子解析を行った。これらのアミノ酸置換により受容体の特性が変化する可能性が予測されたので、様々な種や個体の遺伝子配列比較から候補となるアミノ酸残基を抽出し、細胞レベル・個体レベルの実験により検証した。具体的には、苦味受容体として樹皮等に含まれる苦味物質βグルコシドを受容するTAS2R16を対象に、このような種間の反応性の違いを行動レベルで検討した。タンパク質・細胞レベルの特性を検討するカルシウムイメージング装置によるリガンド結合実験によると、ヒトとチンパンジー、ラングール、ニホンザルといった種間で相同遺伝子産物でも受容体の反応性が異なることがわかった。特に、ヤナギの樹皮に含まれるサリシンに対する反応性はヒトとニホンザルで大きく異なり、ニホンザルはヒトよりも10倍近く感受性が低いことがわかった。そこで前年度までに整備した二瓶法(two bottle test)を用いた行動実験によりその傾向を検証した結果、行動レベルでもニホンザルはサリシンに対する感受性がヒトよりも10倍近く低いことがわかった。これらの原因となるアミノ酸残基を同定するために、マカク類特異的に変異が起こっている部位を対象としてヒト受容体の部位特異的変異体を作成し、効果を検討した。

その結果、3番目の膜貫通領域に存在する86番目のグルタミン酸(E)をマカク型(T)にすると感受性が大きく下がることが分かった。この部位をマカク型(T)にしたラングール受容体でも感受性が低下し、逆にその他の霊長類型(E)にしたマカク受容体では感受性が増加した。これらの結果、ニホンザルなどのマカク類ではこの部位のアミノ酸置換によりTAS2R16の感受性が低下し、その結果、樹皮などの苦味を感じにくいため採食対象となりうることが示唆された。
金属絶縁体転移近傍に出現する超伝導・異常金属相の電子状態の解明

強相関電子系における超伝導発現の起源を調べるために,幾何学的なフラストレーションをもつ有機モット絶縁体およびバナジウム酸化物絶縁体における金属-絶縁体転移、超伝導相近傍の金属相の異常性を調べた.有機モット絶縁体においては,共有結合固体とよばれる非磁性モット絶縁体からの磁場誘起絶縁体-金属転移し,非フェルミ液体的な電気抵抗の挙動を見出した.バナジウム酸化物においては, 9GPa下の高圧下NMRの実験手法を確立し,反強磁性秩序をもつ電荷整列絶縁体から,フェルミ液体的な帯磁率を示す金属相への一次転移を観測した.いずれもこれまでに知られていないタイプの絶縁体-超伝導転移の発見であり,強相関電子系における超伝導の普遍性を高める成果である.強相関電子系における超伝導発現の起源を調べるために,幾何学的なフラストレーションをもつ有機モット絶縁体およびバナジウム酸化物絶縁体における金属-絶縁体転移、超伝導相近傍の金属相の異常性を調べた.有機モット絶縁体においては,共有結合固体とよばれる非磁性モット絶縁体からの磁場誘起絶縁体-金属転移し,非フェルミ液体的な電気抵抗の挙動を見出した.バナジウム酸化物においては, 9GPa下の高圧下NMRの実験手法を確立し,反強磁性秩序をもつ電荷整列絶縁体から,フェルミ液体的な帯磁率を示す金属相への一次転移を観測した.いずれもこれまでに知られていないタイプの絶縁体-超伝導転移の発見であり,強相関電子系における超伝導の普遍性を高める成果である.分子性導体や遷移金属酸化物で起こる金属-絶縁体転移近傍に見られる超伝導の発現機構の解明を目指して、様々なスピンと電荷の基底状態を示す強相関絶縁体を出発物質として、圧力印加によって連続的に電子状態を制御し、絶縁相の磁性と隣接する金属相や超伝導相の相関を調べた。スピンの幾何学的なフラストレーションのために様々な磁性を示す三角格子分子性導体において、詳細な圧カ-温度相図を構築した。わずかな結晶構造の違いによって、モット金属絶縁体転移の性質だけでなく、面間-面内抵抗の異方性や金属相の性質に顕著な違いが生じることを明らかにした。特に、非磁性のモット絶縁体相と超伝導相とが隣接している実験的証拠を磁気抵抗測定から突き止めた。これらの成果は、強相関電子系の超伝導の発現メカニズムの解明につながる重要な発見である。さらに、極低温で180°回転可能な小型BeCuクランプ式セルを設計し、回転機構付NMR測定用のプローブを設計・製作した。これを用いて電荷秩序をもつバナジウム酸化物のNMR測定を試みた結果、これまで知られていなかった金属-絶縁体転移近傍でのスピン・電荷・軌道が示す局所的な特異性が明らかになってきた。つまり、NMRで観測される局所帯磁率の空間的な異方性が、金属-絶縁体転移に向けて温度変化することを発見した。さらに圧力下で金属-絶縁体転移温度が減少するにつれて、帯磁率において局在スピン的振る舞いから擬ギャップをもつフェルミ液体的な金属へと連続的に移行する様子が観測された。これは、3d電子系においてこれまで明らかにされていなかった、局在スピンと遍歴電子の相互作用の存在を示す重要な実験結果として、今後注目を浴びることになると期待される。分子性導体・遷移金属酸化物で起こる金属-絶縁体転移を、核磁気共鳴で得られる局所帯磁率によって微視的に調べた。本年度は、3つの異なる電荷秩序系に着目して研究を行った。(i)電荷秩序を起こす擬一次元導体であるバナジウムブロンズおいてNMR測定を行い、キュリーワイス的なスピン帯磁率をもつVサイトとパウリ常磁性的な挙動を示すサイトを微視的に観測した。さらに8.8GPaの高圧下NMR測定を成功させ、超伝導相近傍の金属相ではすべてのVサイトがパウリ常磁性的になることを示した。遍歴性と局在性が空間的に共存している擬一次元導体から三次元的なフェルミ液体へと圧力誘起のクロスオーバが起こることで超伝導が出現することが分かった。また、反強磁性電荷秩序相が超伝導相に隣接することを示した。(ii)軌道・電荷・スピン秩序に対するフラストレーションのあるスピネル型バナジウム酸化物において、金属-絶縁体転移を^<51>V NMRと^<27>Al NMRによって微視的に調べた結果、理論的に提案されていた非磁性バナジウム七量体と磁性サイトが共存していることを実証した。(iii)分子性導体α-(ET)_2I_3の高圧下で現れる零ギャップ状態において^<13>C NMR測定を行い、ギャップレスのスピン励起および低温でのスピン帯磁率の消失を観測した。近年、ナローギャップ半導体における量子輸送特性が注目されているが、本研究によってバルクの磁性が初めて明らかになった。前年度は、様々な基底状態を示すモット絶縁体からのモット転移と超伝導の特徴を明らかにしたが、以上の本年度研究によって、様々な基底状態を示す電荷秩序相からの金属-絶縁体転移において、格子の幾何学的構造や軌道自由度の有無によって特徴的な量子状態へ転移することが明らかになった。
Bifocal Lengtheningに関する実験的研究

54羽の家兎の下腿骨に小型の骨延長器を設置後、オシレイティングソーを用いて脛骨を骨切りし、仮骨延長法による脚延長術を行った。骨切り部位を変えることにより各群を比較し、以下の新たな知見を得た。1.骨切り部位が一つであるMonofocal延長では、近位骨幹部での骨切り群(以下、近位群)と遠位骨幹部での骨切り群(以下、遠位群)とを比較した。Softex像による延長経過中の仮骨形成は、近位群の方が遠位群より明らかに良好であった。延長終了後の皮質骨化の完成した時期において、延長骨の捻り強度を比較した結果は、近位群のほうが遠位群より大きくその差は有意であった。よって家兎の下腿骨では、Monofocal延長時の骨切り部位は近位部で行うのが適切であると考えられた。延長部の組織学的検討においては、両群とも軟骨内骨化と結合組織内骨化とが混在していた。しかし仮骨形成が良好であった近位群の中には結合組織内骨化のみを認めるものもあり、骨切り部位を含めた延長条件は、骨化様式の決定に関与していることを示唆した。2.骨切り部位が二つであるBifocal延長では、中間骨片が短くなるように近位部で2カ所の骨切りを行った群(以下、short群)と中間骨片が長くなるように近位部で1箇所と遠位部で1箇所の骨切りを行った群(以下、long群)とを比較した。Softex像による仮骨形成はlong群の方がshort群より良好であった。捻り試験の結果は、long群の方がshort群より捻り強度が大きく、その差は有意であった。short群が不利となった原因は、アンギオグラムの所見より、中間骨片に栄養血管流入部を含まず骨髄血行が障害されたためと考えられた。よってさらに骨切り部位を増やすMultifocal延長については、中間骨片が小さくなるためshort群と同様に骨髄血行が障害されると予測され、その応用は困難と考えられた。
磁力分離可能な高機能放射性セシウムイオン吸着剤の創製

放射性セシウムイオンの吸着除去にはプルシアンブルー(PB)が有効であることがチェルノブイリ原発事故後に示され、福島原発事故においてもその利用が期待された。しかし、一般的に合成されるPB粒子サイズがナノオーダーであることから放射性セシウムイオンを吸着し、吸着飽和に達したPB粒子を効率良く汚染水から分離回収することが大変困難なため実際の適用には至っていない。そこで申請者が有する磁性ナノ粒子の固定化技術を応用し、PBナノ粒子の固定化と融合させることで、磁力により容易に回収可能な球状PB含有吸着剤の創製を試み、高いセシウムイオン吸着能を有し、かつ、磁力により回収可能な機能性吸着剤の創製に成功した。福島第一原発事故から2017年春で6年が経過したが、依然として放射性物質を含む汚染水は増加し続け、その処理法などが議論されている。汚染水には放射性セシウムイオンが大量に溶存しており、この除去を効率的に行う必要がある。チェルノブイリ原発事故後に多くの研究者が放射性セシウムイオンの吸着にプルシアンブルー(PB)が有効であることを報告していたことから、福島第一原発事故後にも大変大きな期待がされた。しかしながら、一般的に合成されるPB粒子サイズがナノオーダーであることから放射性セシウムイオンを吸着し、吸着飽和に達したPB粒子を効率良く汚染水から分離回収することが大変困難であることから実際に適用するには至っていない。実際に放射性セシウムイオン吸着分離に適用するためには、PB粒子の何らかの固定化技術が求められ、ポリマーにPB粒子を練り込み吸着布などとして使用する方法が現在取られている。しかし、それらの方法も吸着飽和に達した吸着布の処理法が問題となる;吸着布が布状であるため含水性が高く脱水の際に吸着したセシウムイオンも脱着する恐れがある、ポリマーに含有できるPB量が小さいため嵩効率が非常に低い、など挙げられる。本研究では、申請者が有する磁性ナノ粒子の炭素材料への固定化技術を応用し、PBナノ粒子の固定化と融合させることで、磁力により容易に回収可能な球状PB含有吸着剤を創製を試みている。現時点で、PB粒子と磁性ナノ粒子の固定化に成功し、調製した材料のセシウムイオン吸着特性について調査中であるが、PB粒子の有するセシウムイオン吸着能を低減することなく固定化できた。今後はさらにPB粒子量、磁性体量を最適化する。この材料は、吸着布に比べ球状粒子であるため水切れが良く、また、溶液からの粒子回収に磁力を利用するため機械的な遠隔操作が可能となり、作業員の被曝の危険性を大幅に下げることが期待できる。本申請研究成果の一部を下記の通り、国内学会4件に報告した。国内学会:(1)白井大輝,小西駿介,堀河俊英,外輪健一郎,アルカンタラアビラヘスースラファエル:プルシアンブルー固定化吸着剤の調製およびそのセシウム吸着特性,化学工学会第48回秋季大会, 2016年9月、(2)白井大輝,小西駿介,堀河俊英,外輪健一郎,アルカンタラアビラヘスースラファエル: PB@RF resinの調製およびそのセシウム吸着特性,第10回中四国若手CE合宿, 2016年9月、(3)白井大輝,小西駿介,堀河俊英,外輪健一郎,アルカンタラアビラヘスースラファエル:プルシアンブルー固定化球状粒子の調製方法の検討,第3回海水・生活・化学連携シンポジウム, 2016年10月、(4)白井大輝,小西駿介,堀河俊英,外輪健一郎,アルカンタラアビラヘスースラファエル:プルシアンブルー固定化球状吸着材の調製方法の検討およびそのセシウム吸着特性,第30回日本吸着学会研究発表会, 2016年11月以上のように、順調に進展し成果が出ている。福島第一原発事故から2018年春で7年が経過したが、依然として放射性物質を含む汚染水は増加し続け、その処理法などが議論されている。しかしながら、一般的に合成されるPB粒子サイズがナノオーダーであることから放射性セシウムイオンを吸着し、吸着飽和に達したPB粒子を効率良く汚染水から分離回収することが大変困難であり実際の適用には至っていない。放射性セシウムイオン吸着分離に適用するためには、PB粒子の何らかの固定化技術が求められ、ポリマーにPB粒子を練り込み吸着布などとして使用する方法が現在取られている。しかし、それらの方法も吸着飽和に達した吸着布の処理法が問題となる、吸着布が布状であるため含水性が高く脱水の際に吸着したセシウムイオンも脱着する恐れがある、ポリマーに含有できるPB量が小さいため嵩効率が非常に低い、など挙げられる。本研究では、申請者が有する磁性ナノ粒子の炭素材料への固定化技術を応用し、PBナノ粒子の固定化と融合させることで、磁力により容易に回収可能な球状PB含有吸着剤の創製を試みた。PB粒子と磁性ナノ粒子の同時固定化に成功し、調製した材料のセシウムイオン吸着特性について調査した結果、PB粒子が有するセシウムイオン吸着能を低減することなく固定化されたことがわかった。

この材料は、吸着布に比べ球状粒子であるため水切れが良く、また、溶液からの粒子回収に磁力を利用するため機械的な遠隔操作が可能となり、作業員の被曝の危険性を大幅に下げることが期待できる。放射性セシウムイオンの吸着除去にはプルシアンブルー(PB)が有効であることがチェルノブイリ原発事故後に示され、福島原発事故においてもその利用が期待された。しかし、一般的に合成されるPB粒子サイズがナノオーダーであることから放射性セシウムイオンを吸着し、吸着飽和に達したPB粒子を効率良く汚染水から分離回収することが大変困難なため実際の適用には至っていない。そこで申請者が有する磁性ナノ粒子の固定化技術を応用し、PBナノ粒子の固定化と融合させることで、磁力により容易に回収可能な球状PB含有吸着剤の創製を試み、高いセシウムイオン吸着能を有し、かつ、磁力により回収可能な機能性吸着剤の創製に成功した。最終年度となる平成29年度は、平成28年度までに得られた知見をより詳細に精査し、実用化に耐えられる磁力分離可能な高機能放射性セシウムイオン吸着剤の調製に係る最適調製条件を検討する。調製条件として、複合化するPB粒子量、磁性体量、さらに調製する粒子形状(最終目標は真球状粒子)があげられ、すでに平成28年度の後半から取り組んでいるところである。粒子形状については、申請書に挙げた過去に報告した乳化重合法(Horikawa et al, Carbon 42, 169-175, 2004)が本系に適用可能であることを確認したことから、より効率的なPB粒子、磁性体の複合化条件とそれに適した手順を構築する。調製した材料のセシウムイオン吸着試験を行い、その吸着剤性能を評価し、より高精度な吸着剤が開発できるよう努める。化学工学当初予定していた以上に効率よく目的材料調製の開発が行えたことで、無駄な調製試薬を消費することなく研究が遂行できた。また、既存の調製器具の一部を材料調製の開発に流用できたため、予算を次年度の実用に向けた材料開発に使用することとした。平成29年度は、実用化に向けた材料調製・開発をを行うための器具・試薬類に平成28年度残額を投入し、より効率的に材料の開発に取り組む。具体的には、PB粒子、磁性体粒子を真球となるように固定化するための製造装置、また、調製後試料の吸着試験を効率よく行うためのシステム構築に残額を使用する。
解析学の諸問題

我々は解析学に固有の課題ばかりでなく,幾何学および代数学に関係した解析学の諸問題も併せて研究した.過去三年間の研究活動は極めて活発で,大きな成果が得られた.まず,研究代表者は楕円型偏微分作用素についての教科書の英訳を完成し,さらに自由境界問題および行列空間におけるベッセルの偏微分作用素の研究を行なった.次に研究分担者が行なったのは,有限または無限の時間遅れをもつ微分方程式の安全性のリャプノフの方法による研究(加藤),ハミルトン系の平衡点の近傍でのバーコフ標準形と完全積分可能性(伊藤),小さな拡散係数をもつ反応拡散系とそれから導かれた半線形楕円型方程式(高木),非線形楕円型方程式の解の特異点の集合のハウスドルフ次元(堀畑),強擬凸完全ラインハルト領域のベルグマン核の境界の近傍での漸近展開(中澤),特性初期値問題の解の超幾何的特異性(藤家),強擬凸領域における2階楕円型作用素のポテンシャル論的および調和解析的研究(新井),シュレーディンガー作用素の固有値の漸近分布法則の不確定性原理に基づく研究(立澤),リーマン葉層構造に対するスペクトル幾何と双曲空間から双曲空間への調和写像(西川),コンパクトでない可換群上のフーリエ解析における作用函数(猪狩),C^*-環とくに正則完備化環の構造(斉藤),ケーラー多様体におけるアインシュタイン-エルミート計量(板東),などであった.さらに研究協力者は,群の作用と磁場のもとでのシュレーディンガー作用素のスペクトル解析(砂田),多変数超幾何函数の代数解析的研究(堀田),ヤン-バックスター方程式(長谷川),超楕円曲面上の有理点の分布(森田),トーリック多様体(小田,石田),などの研究を行なった.我々は解析学に固有の課題ばかりでなく,幾何学および代数学に関係した解析学の諸問題も併せて研究した.過去三年間の研究活動は極めて活発で,大きな成果が得られた.まず,研究代表者は楕円型偏微分作用素についての教科書の英訳を完成し,さらに自由境界問題および行列空間におけるベッセルの偏微分作用素の研究を行なった.次に研究分担者が行なったのは,有限または無限の時間遅れをもつ微分方程式の安全性のリャプノフの方法による研究(加藤),ハミルトン系の平衡点の近傍でのバーコフ標準形と完全積分可能性(伊藤),小さな拡散係数をもつ反応拡散系とそれから導かれた半線形楕円型方程式(高木),非線形楕円型方程式の解の特異点の集合のハウスドルフ次元(堀畑),強擬凸完全ラインハルト領域のベルグマン核の境界の近傍での漸近展開(中澤),特性初期値問題の解の超幾何的特異性(藤家),強擬凸領域における2階楕円型作用素のポテンシャル論的および調和解析的研究(新井),シュレーディンガー作用素の固有値の漸近分布法則の不確定性原理に基づく研究(立澤),リーマン葉層構造に対するスペクトル幾何と双曲空間から双曲空間への調和写像(西川),コンパクトでない可換群上のフーリエ解析における作用函数(猪狩),C^*-環とくに正則完備化環の構造(斉藤),ケーラー多様体におけるアインシュタイン-エルミート計量(板東),などであった.さらに研究協力者は,群の作用と磁場のもとでのシュレーディンガー作用素のスペクトル解析(砂田),多変数超幾何函数の代数解析的研究(堀田),ヤン-バックスター方程式(長谷川),超楕円曲面上の有理点の分布(森田),トーリック多様体(小田,石田),などの研究を行なった.本年度に得られた解析学の主な研究成果は次の通りである。島倉紀夫は先に紀伊國屋書店から刊行した教科書「楕円型偏微分作用素」に幾つかの内容をつけ加えた英訳の原稿を完成させた。加藤順二は函数微分方程式を研究し、時間遅れが有限のときかつそのときに限り終局有界な解がつねに同等終局有界であることを示した。猪狩惺はソボレフの不等式,ニ-レンバ-グの不等式などが混合ノルム空間の上の作用素についての補間定理からも導かれることを示した。斉藤和之はノイマン環ではない単調完備C^*ー環を研究し,可算鎖条件をみたす互いに同値でない因子環が2つ以上存在することを示した。高木泉はある半線形楕円型方程式について,正でエネルギ-が最小なノイマン問題の解は平均曲率が最大な境界点で最大になることを示した。伊藤秀一は解析的ハミルトン力学系を研究し,共鳴度1の平衡点の近傍でバ-コフ標準形に直せることと完全積分可能性との同値を示した。新井仁之は多変数擬凸領域の上のポテンシァル論を研究し,コンパクト化に関するテイラ-の問題を肯定的に解決した。堀畑和弘はある種の非線形放物型偏微分方程式を研究し,解がカチョポリ=ゲ-リングの不等式をみたすことを示した。中澤則之は多変数複素領域のセゲ-核の漸近展開を研究し,展開式の各項の係数を幾つかの異なる方法で具体的に計算した。立沢一哉はシュレ-ディンガ-型偏微分作用素の固有(直の漸近分布法則を研究し,ポテンシァルが非古典的な幾つかの場合の法則を導した。藤家雪朗は高階フックス型偏微分方程式に対する初期値問題を研究し初期値が有理型函数のときの解の特異性を明らかにした。会田茂樹はウィ-ナ-空間の部分多様体を研究し,ある種のコホモロジ-を定義し,2次曲面についてその消滅を示した。本年度に得られた解析学の主な成果は次のとおりである.

島倉紀夫は行列空間におけるベッセルの微分方程式の基本解を研究した.板東重稔はケーラー多様体上の安定ベクトル束を研究し,局所L^2評価をもつ断面からなるねじれのない層を定義した.これにより一般のケーラー多様体における安定ベクトル束のモデュライを代数多様体の場合と同じ方法でコンパクト化できるようになった.新井仁之は境界で退化する楕円型偏微分作用素を調和解析の立場から研究した.ある条件のもとで,正のグリーン函数が一意的に存在すると仮定してポテンシアル論を展開し,とくにハーディー空間についてのヴォイタシュチークの予想を肯定的に解決した.堀畑和弘は変分法から導かれる非線形楕円型偏微分方程式の解の特異性を研究した.とくに解のルベーグ点でない点全体のハウスドルフ次元を評価した.立沢一哉はウェイヴレット解析におけるウィルソン基底を研究した.緩い超函数をこの基底を用いて展開することにより,非古典的な一群の擬微分作用素の連続性を証明した.藤家雪朗は偏微分方程式の解の複素領域における特異性を研究した.とくに2階のあるフックス型作用素について,初期値問題の解の特異性を超幾何函数を用いて記述した.そのほか,猪狩惺は混合ノルム空間の上の作用素,加藤順二は函数微分方程式,斉藤和之はノイマン環でないC^<1+>_-環,高木泉は非線形楕円型方程式の解の密度凝集,伊藤秀一は解析的ハミルトン力学系の積分可能性,中沢則之は強擬凸領域のセゲー核の漸近展開,会田茂樹はウィーナー空間の部分多様体,などをそれぞれ研究した.我々は解析学に固有の課題ばかりでなく,幾何学および代数学に関係した解析学の諸問題も併せて研究した.過去三年間の研究活動は極めて活発で,大きな成果が得られた.まず,研究代表者は楕円型偏微分作用素についての教科書の英訳を完成し,さらに自由境界問題および行列空間におけるベッセルの偏微分作用素の研究を行なった.次に研究分担者が行なったのは,有限または無限の時間遅れをもつ微分方程式の安定性のリャプノフの方法による研究(加藤),ハミルトン系の平衡点の近傍でのバーコフ標準形と完全積分可能性(伊藤),小さな拡散係数をもつ反応拡散系とそれから導かれた半線形楕円型方程式(高木),非線形楕円型方程式の解の特異点の集合のハウスドルフ次元(堀畑),強擬凸完全ラインハルト領域のベルグマン核の境界の近傍での漸近展開(中澤),特性初期値問題の解の超幾何的特異性(藤家),強擬凸領域における2階楕円型作用素のポテンシャル論的および調和解析的研究(新井),シュレーディンガー作用素の固有値の漸近分布法則の不確定性原理に基づく研究(立澤),リーマン葉層構造に対するスペクトル幾何と双曲空間から双曲空間への調和写像(西川),コンパクトでない可換群上のフーリエ解析における作用函数(猪狩),C^*-環とくに正則完備化環の構造(斉藤),ケーラー多様体におけるアインシュタイン-エルミート計量(板東),などであった.さらに研究協力者は,群の作用と磁場のもとでのシュレーディンガー作用素のスペクトル解析(砂田),多変数超幾何函数の代数解析的研究(堀田),ヤン-バックスター方程式(長谷川),超楕円曲面上の有理点の分布(森田),トーリック多様体(小田,石田),などの研究を行なった.
触媒による分子ねじり作用を駆使する複素環融合型中員環の不斉合成法開発

本プロジェクトに対して、触媒の鋳型効果によって「分子ねじり作用」を加え、基質分子を活性型配座へ移行させる戦略で解決に挑む。1)分子全体をねじることで、2)反応点を近づけ、3)反応を促進させるという戦略は普遍的であり、基質構造に依存しない信頼性の高い方法論になることが期待できる。この反応設計において、理論的には高希釈条件は不要となる。さらに、生成物が再度触媒によってねじられることで次の反応の基質となる連続的な反応(ドミノ反応)にも展開できる。
ヒト神経疾患の発症に関与するレトロウイルスの検索

レトロウイルスがその発症に強く関与している可能性が、最近HTLVーI関連脊髄症(HAM)と多発性硬化症(MS)で示唆されている。本課題では、HTLVーI様レトロウイルスがHAMの原因として必要・十分な條件を満たすことを立証し、更にHTLV-Iのゲノム構造の変化が中枢性神経疾患であるHAMの発症の引き金となっている可能性を検討した。HTLV-I様ウイルスが中枢神経系に感染していることを明らかにするため、HAM患者9名の髄液よりILー2存在下で3株のHTLV-I様プロウイルス陽性のT細胞株を樹立した。中一株(HAM-2C)より調整された高分子DNAより定法に従い、EMBL-4を用いてプロウイルスDNAのクローニングをおこなった。得られた幾つかのクローンの中一つについてヂデオキシ法によりプロウイルスDNAの塩基配例を調べた。得られたクローンDNAはLTRのRU_5およびgag遺伝子の一部からなる760bpの欠損プロウイルスであった。9Kbの大きさをもつHTLV-Iゲノムのわずか10%足らずではあったが、760bpに関しては清木らにより報告されているHTLV-IプロウイルスDNAの塩基配例と99%の相同性を示した。次に、上記の3株のHAM患者髄液由来のT細胞株に組み込まれているHTLV-I様プロウイルスとATL由来のT細胞株のそれとについてプロウイルスDNA構造を比較・検討するため、HTLV-Iゲノム中に複数の切断部位をもつ制限酵素(PstI、HindIII)を用いてサザンブロット解析を行なった。その結果、両者には同一の構造を示すプロウイルスDNAが存在していることが強く示唆された。一方、サザン法、血清抗体価の測定により、16名のHAM患者中14名でプロウイルスの組み込みが末梢血有核細胞中に同定されたが、6名のHTLV-I健康保有者では陰性であった。抗HTLV-I抗体価もHAM患者では有意に高く、HAM患者ではHTLV-Iの感染が強く生じており、HTLV-IそのものがHAMの発症に直接関与している可能性が強く支持された。