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宇宙マイクロ波背景放射偏光観測装置POLARBEAR-2で探る宇宙創生の物理学

熱いビッグバン以前を記述するインフレーション宇宙仮説が予言する原始重力波を検出すれば、科学史上最大の発見になる。現在これを可能にする唯一の手段が、宇宙マイクロ波背景放射(CMBと略す)の偏光観測である。本計画は、現在世界トップレベルの感度を達成しているPOLARBEAR-1検出器より感度が6倍高く複数周波数を同時に観測できるPOLARBEAR-2を開発し、併せてPOLARBEAR-1による観測データの解析も行った。本年度の成果を以下にまとめる。(1) POLARBEAR-2検出器システムの開発に成功した。POLARBEAR-2の大きな特長は、世界初の二波長(95 GHzと150 GHz)同時読み出しTESボロメータを7,588個搭載したCMB観測史上最大級の検出器アレイを搭載したことである。高エネ研におけるシステム試験を経て、2018年秋にチリへ移設し、直径3.5メートルの主鏡を持つ望遠鏡に搭載し、2019年初頭にファーストライトを得た。現在試験観測を続けながらその性能評価が進展している。なお、POLARBEAR-2用に本研究で技術開発に成功した装置(例としてはアルミナを用いた赤外線フィルター)は、他の宇宙背景放射観測実験にも用いられており、事実上の世界業界標準の一つになりつつある。(2) POLARBEAR-1のデータ解析から、地上実験で克服する必要がある新しい効果を発見した。それは、氷雲が地上からの放射を反射することによりできる偏光の効果である。この効果は、POLARBEARで導入しているような偏光変調器では取り除けないため、将来のより高統計の観測においては、何らかの手段で影響を十分小さく抑える必要がある。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。インフレーション宇宙仮説が予言する原始重力波を検出すれば、科学史上最大の発見になる。現在これを可能にする唯一の手段が、宇宙マイクロ波背景放射の偏光観測である。本計画は、現在世界最高感度を達成しているPOLARBEAR-1検出器より感度がおよそ6倍高いPOLARBEAR-2検出器を開発し、原始重力波の発見・精密測定を目指す。と同時に、重力レンズ効果に起因するCMB偏光を観測し、ニュートリノ質量和への制限を得る。当該年度(繰り越し分も含む)では、POLARBEAR-2検出器システムの本番部品製作、読み出しエレクトロニクス製作、総合試験を行い、チリ移設の準備を完了することを目標とした。日本側担当の分に関しては、ほぼ予定通りの準備を終えることができた。具体的には、光学望遠鏡の製作、性能評価、冷却システムの製作、性能評価、ミリ波を入射し、信号を検出し、性能を評価する総合試験、などを遂行した。光学望遠鏡の製作に関しては、特に、新しい技術として、新しい方法による反射防止膜の開発、新しい黒体(ミリ波・遠赤外領域で特に性能の高い物)の開発に成功し、これらについて学会発表などを行った。また、本番の観測に向けて、様々なシミュレーションを行い、観測ストラテジーなどを固めた。さらに、現存するPOLARBEAR-1検出器で取得したデータの解析を進め、特に大角度の相関を見るための新しい解析手法を発展させることができた。日本側が担当する測定器の開発については、概ね計画された目標を達成している。米国が担当している部分について若干の遅れが見られるが、これについては、今後の総合試験の効率化によって挽回が可能な範囲と考えている。以上から、概ね順調に進展していると判断される。インフレーション宇宙仮説が予言する原始重力波を検出すれば,科学史上最大の発見になる.現在これを可能にする唯一の手段が,宇宙マイクロ波背景放射(Cosmic Microwave Background,以下CMBと略す)の偏光観測である.本計画は,現在世界最高感度を達成しているPOLARBEAR-1検出器のデータ解析とともに、より感度が6倍高いPOLARBEAR-2により,原始重力波の発見をめざす.と同時に,重力レンズ効果に起因するCMB偏光を観測し,ニュートリノ質量和への制限を得る.本計画代表者が領域代表をつとめた科研費・新学術領域研究「背景放射で拓く宇宙創成の物理ーインフレーションからダークエイジまでー」(平成21年度ー25年度,領域番号2110)と接続する計画で,格段の発展が得られる.平成27年度はPOLARBEAR-2検出器システムの開発を進めた。本番用の検出器システムで冷却試験を行い、所定の性能(18時間以上の低温保持時間)を満たすことを確認した。また、光学系の基本性能、検出器の基本性能を確かめた。POLARBEAR-1では2015年9月にパリティを破る新しい物理による宇宙論的複屈折効果の探索結果を発表した。光子と相互作用する新しい擬スカラー粒子などがあると、偏光が回転する効果(複屈折効果)が生まれ、相関がないはずのCMB偏光Bモード(パリティが負のモード)とEモード(パリティが正のモード)の間に相関が生じる。POLARBEAR-1で得られたCMB偏光データを用いて偏光の回転角を測定し、その相関を求めた。得られた制限は従来の結果を約15倍改善する世界最高の結果である。POLARBEAR-1では、このように、主たる科学目標以外の新しい物理の探索もおこなっている。

米国が担当している部分について若干の遅れが見られるが、これについては、平成27年度の研究進捗に関して言えば、今後の総合試験の効率化によって挽回が可能な範囲と考えている。以上から、平成27年度の研究については概ね順調に進展していると判断される。インフレーション宇宙仮説が予言する原始重力波を検出すれば,科学史上最大の発見になる.現在これを可能にする唯一の手段が,宇宙マイクロ波背景放射(Cosmic Microwave Background,以下CMBと略す)の偏光観測である.本計画は,現在世界最高感度を達成しているPOLARBEAR-1検出器のデータ解析とともに、より感度が6倍高いPOLARBEAR-2により,原始重力波の発見をめざす.と同時に,重力レンズ効果に起因するCMB偏光を観測し,ニュートリノ質量和への制限を得る.本計画代表者が領域代表をつとめた科研費・新学術領域研究「背景放射で拓く宇宙創成の物理ーインフレーションからダークエイジまでー」(平成21年度ー25年度,領域番号2110)と接続する計画で,格段の発展が得られる.当該年度は、POLARBEAR-2検出器システムの開発を推進し、本観測用超伝導TES検出器の受け入れ体制を完成させた。また、POLARBEAR-2検出器の開発と並行して、POLARBEAR-1検出器による観測データの解析を進めた。特に、パリティを破る新しい物理による宇宙論的複屈折効果の探索結果を発表した。得られた制限は従来の結果を約15倍改善する世界最高の結果である。また、偏光変調器という新しい装置を導入して、波数の小さいゆらぎ(つまり大角度相関によるゆらぎ)の観測を行った。1/fノイズによるノイズスペクトルの屈曲点は32mHzであり、これは波数に換算すると39に相当する。原始重力波によるBモード信号のピークが波数でおよそ80のところにあるので、ノイズを十分に抑えることができた。POLARBEARのような大きな口径を持つ望遠鏡でこの波数に到達したのは世界初めてであり、今後の観測へ向けた大きな技術的成果である。本科研費を使用して進める開発については順調に目標を達成してきている。それに関する技術論文も順調に出版している。さらに、すでに取得済みのPOLARBEAR-1検出器によるデータ解析も進行中であり、標準的宇宙論を超えた現象(宇宙複屈折の効果)の探索結果など、ユニークな観測結果を出すことにも成功している。一方、国際協力の中で、米国が担当するTESボロメータの開発に関して、幾つかの新しい問題が生じた。このため米国から日本へ検出器を送るスケジュールが遅れた。申請時には、国際協力に関わるリスクとして、米国側の予算獲得が失敗する場合については記述したが、TESボロメータ製作に関しては世界をリードしてきた信頼と実績があったため、TESボロメータ開発の問題はリスクとして想定していなかった。以上から、現時点では、当初の目標に向けて概ね順調に研究が進展しており、一定の成果が見込まれるが、一部に遅れがあると自己評価する。インフレーション宇宙仮説が予言する原始重力波を検出すれば,科学史上最大の発見になる.
高励起・連続状態の関与する反応に関する理論的研究

第1種超励起状態の崩壊過程であるペニングイオン化は、種々の相で実験的研究がなされているが、共鳴エネルギー幅の計算が難しいこともあり、理論的研究は少ない。今年度は、準安定励起種として、He^*(2^1S)を用いた系について、量子化学計算、動力学計算を行い、He^*(2^3S)の系との比較を行った。共鳴状態ポテンシャルはH_2Oの非共有電子対の領域で引力的で、H_2OのH側で斥力的であった。これは、He^*(2^3S)の場合と類似しているが、斥力領域が広く、引力井戸が深くなっているのが特徴である。井戸の深さV^*_<min>は約0.65eVであり、3重項の場合と比べ、約0.2eV大きかった。Γ_iも、3重項Heの場合と同じく、イオン化に関与する分子軌道の分布を反映したものになっている。断面積を求めるために、2000本のトラジェクトリ計算を行い、速度依存性をH_2Oの回転温度T_<rot>=0,150,300Kで得た。トラジェクトリの解析のため、オパシティ関数を求めた。T_<rot>=300Kの場合、断面積は低エネルギーで増加し、E=0.3eV以上では全断面積・部分断面積がいずれもほぼ一定か、わずかに減少した。この傾向は、He^*(2^3S)の場合とほぼ一致しているが、回転温度を下げたときの低エネルギーでの断面積の増加、^2A_1イオン化の比率の高まりは、三重項Heの場合に比べ、顕著でなかった。オパシチ関数を比較すると、H_2O-He^*系のように異方性が強く、引力的、斥力的の両方の領域が現れる系については、そのどちらかが優勢であるかで、断面積の速度依存性が決まるが、その依存性は標的分子の回転の影響を大きく受け、回転温度が低いほど、引力的な領域の効果が強く現れるることが明らかになった。
ＥＣによる心血管イベント抑制効果の詳細な分子機序の解明と生体における作用の検討

歯周病などで惹起される軽微な慢性炎症が動脈硬化の増悪因子となり得ることが示唆されている。一方、ダークココアの経口摂取によって心血管イベント発生率が減少する事が報告され、その主成分であるエピカテキン( EC )の心血管イベント抑制効果が注目されている。本研究では、ECによる心血管イベント抑制効果の分子機序の解明を脂肪細胞ーマクロファージ相互作用説に着目して解析を進めた。両細胞の共培養系にLPS刺激を加えた際の炎症関連分子の動態変化を解析した結果、ECを添加することで炎症関連分子の産生抑制が確認できた。これらの結果からECの抗炎症作用によって心血管イベント発生率が減少する可能性が示唆された。申請者がこれまでにマウス培養細胞を用いて脂肪細胞とマクロファージの共培養系を用いて明らかにした結果を踏まえ、ECの標的分子の同定を行った。最初の手段として、TLR4シグナル伝達によるNF-κBの活性化に関与するタンパク質群についての検討を行った。まず、TLR4シグナル下流に存在しNF-κBの活性化に関与するタンパク質に対するECの影響を検討することによりECの標的分子の同定を図った。具体的には、マウスマクロファージ細胞株RAW264.7および脂肪細胞にLPS刺激を行い、EC添加群および非添加群の細胞ライセートのウェスタンブロット分析により、TAK1、TRAF6、IRAK等の関連タンパク質の活性化に対するECの影響を検討した。その結果いくつかの候補タンパク質を同定できた。現在、同定した遺伝子のノックダウンを行い、LPS刺激によるTLR4シグナル伝達においてEC添加の有無による差はないことを、関連タンパク質群のウェスタンブロット分析および炎症性サイトカインの遺伝子発現についての検討から確認している。今後は同定された標的タンパク質について、in vitroでのノックダウンや過剰発現系において、その分子の性質に応じ関連する機能解析を行う。さらに、in vivoにおける機能解析として、炎症の誘発や高脂肪食を負荷したマウスにおいて、標的タンパク質の挙動について検討する予定である。ECによる心血管イベント抑制効果の詳細な分子機序の解明を行うことで、ECによる新薬開発などの新規の治療戦略の構築へ発展を目指す。TLR4シグナル下流に存在しNF-κBの活性化に関与するタンパク質に対するECの影響を検討することによりECの標的分子の同定を図った。その結果、いくつかの候補は絞られたが、有力なタンパク質が特定できなかったため、より幅広い候補の中からECと親和性のあるタンパク質を探索する必要性が生じた。そこで、ビオチンタグで標識したECとLPS刺激をしたマクロファージの細胞ライセートを固定化したカラムに入れ、ビオチンタグで標識された化合物を回収しサンプルを得た。今後は特異的に結合したタンパク質を分離しクマシー染色で可視化した後に質量分析で同定、さらにウェスタンブロット分析により確認するという作業を行っていく予定である。結合するタンパク質が全く採れない場合や、多数のタンパク質が結合する場合が考えられ、その際にはビオチン化の条件検討をし直し、相互作用のあるタンパク質を数種類選択してから再度検討する予定である。またECのin vivoにおいての作用を確認するためApoE KO male miceを用いたECの抗動脈硬化作用の検討を行った。実験動物は、動脈硬化症発症モデルマウスであるApoE KO male miceを用いた。7週齢のApoE KO malemiceを3群に分けて比較検討した。第1群として普通食を与えてPBSを経口投与したもの、第2群として高脂肪食を与えてPBSを経口投与したもの、第3群として高脂肪食を与えECを経口投与したものとした。固定処理した大動脈はナイルレッドで脂質染色し、蛍光実体顕微鏡で観察するとともに、写真撮影して、動脈硬化部位の画像解析を行った。画像解析の結果、EC投与群と非投与群の間には動脈硬化の進行に優位な差は見られなかった。今後は投与期間、投与時期などの条件を変えて検討していく予定である。当初の予定としては、ECの標的分子の同定を行い、同定された標的タンパク質についてin vitroでのノックダウンや過剰発現系で検討することによって分子の機能解析を行い、さらにin vivoにおける機能解析として、炎症の誘発や高脂肪食を負荷したマウスにおいて標的タンパク質の挙動について検討する予定であった。予定していたECの標的分子の同定を行い、その結果いくつかの候補タンパク質を同定できた。しかしながらNF-κBの活性化に関与するタンパク質群の数は多く、候補タンパク質を絞り込むのに多くの時間を要したため、現在はLPS刺激によるTLR4シグナル伝達においてEC添加の有無による差はないことを、関連タンパク質群のウェスタンブロット分析および炎症性サイトカインの遺伝子発現から確認している段階であり、同定された標的タンパク質についてその分子の性質に応じ関連する機能解析を行う段階までは至っていない。25年度が最終年度であるため、記入しない。今後は同定された標的タンパク質についてその分子の性質に応じ関連する機能解析を行う。

さらにApoEKO male miceを用いてin vivoでのECの作用の検討を行う。実験動物は、動脈硬化症発症モデルマウスであるApoEKO male miceを用いる。7週齢のApoEKO male miceを以下の3群に分けて比較検討する。第1群として普通食(nomal diet)を与えてPBSを経口投与したもの、第2群として高脂肪食(high-fat diet)を与えてPBSを経口投与したもの、第3群として高脂肪食を与えECを経口投与する。EC摂取量は0.76mg/dayとする。ECは20%エタノールで溶解しゾンデで経口投与する予定であったが、アルコールの影響を考慮し、ECをPBSに溶解して投与する。実験開始4週間に実験を終了しマウスを12時間絶食させた後、屠殺し、血清を採取する。その後、PBSで虚血還流し、実体顕微鏡下で大動脈を摘出する。大動脈は切開し、内皮組織が表になるようにシリコン樹脂上に針で固定した後、4%パラホルムアルデヒドで固定処理を行う。固定処理した大動脈はオイルレッドで脂質染色し、蛍光実体顕微鏡で観察するとともに、写真撮影して動脈硬化部位の画像解析を行う。また同時に、肝臓、脂肪組織、を回収し各群を比較し、ECの抗動脈硬化作用について検討を行う。25年度が最終年度であるため、記入しない。
分裂期キナーゼハスピンによるSgo2の局在制御機構の解析

姉妹動原体の間に位置するインナーセントロメアにはAurora B複合体やシュゴシンが局在し、これらの因子が正しい動原体-微小管結合の確立や姉妹染色分体の接着維持に寄与することで正確な染色体分配を可能にする。前年度までにHaspinキナーゼによるピストンH3-Thr3のリン酸化とBub1キナーゼによるピストンH2A-Thr120のリン酸化がインナーセントロメアを規定することを明らかにしてきた。H3-Thr3のリン酸化がAurora B複合体中のSurvivinサブユニットによって直接認識されるのに対し、H2A-Thr120のリン酸化がどのようにしてインナーセントロメアの形成に関与するか、その詳細は明らかになっていなかった。本年度はH2A-Thr120のリン酸化の分子機能の解明を目的とした。シュゴシンとピストンのin vitro結合アッセイを行ったところ、H2A-Thr120のリン酸化がヌクレオソームとシュゴシンの相互作用を促進することが明らかになった。シュゴシンファミリータンパク質はN末端付近にコイルドコイルを、C末端付近に塩基性アミノ酸に富んだSGOモチーフと呼ばれる保存された領域を有している。当研究室におけるスクリーニングで得られたインナーセントロメア局在に異常を示すシュゴシンのSGOモチーフ変異体ではリン酸化ヌクレオソームとの相互作用が観察されなかったことから、シュゴシンはSGOモチーフを介してBub1によってリン酸化されたヌクレオソームと直接相互作用することで、インナーセントロメアに局在することが示唆された。H2A-Thr120のリン酸化を触媒するBub1は癌抑制遺伝子として知られており、マウスを用いた解析ではBub1の発現量の減少が癌の発生を促進することが示されている。本研究成果によりBub1の異常を原因とした細胞の癌化について分子レベルでの理解が進むことが期待される。現在までにH3-Thr3およびH2A-Thr120のリン酸化が如何にしてインナーセントロメアを形成するのかをほぼ明らかにすることができた。申請書の計画にあるインナーセントロメア機能の理解に踏み込むことができたと考える。今後はH2A-Thr120にリン酸化を受けたヌクレオソームとシュゴシンの複合体状態での立体構造を明らかにすることで、シュゴシンがどのようにしてインナーセントロメアクロマチンに局在しているのかを原子レベルで明らかにしたいと考えている。既に、複合体の調整方法を確立し、結晶化条件のスクリーニングを始めているが、立体構造の決定には至っていない。複合体調製方法の再検討や、シュゴシンの断片化などを行うことで構造解析に適した結晶を得ることができるかもしれない。姉妹染色分体は、それぞれの動原体が微小管によって反対方向から捕らえられること(2方向性結合)で、正確に娘細胞へと分配される。Aurora B複合体は姉妹動原体の間のインナーセントロメアと呼ばれる領域に局在し、微小管と動原体の誤った結合を修正することで正しい2方向性結合の確立に寄与する。しかし、インナーセントロメアを規定する分子は不明であり、Aurora B複合体のインナーセントロメアへの局在化機構の詳細も明らかにされていない。我々は分裂期に機能するキナーゼHaspinがAurora B複合体の局在を制御することを見出し、その分子機構の解析を行った。HaspinはヒストンH3をリン酸化することが報告されていたが、このリン酸化がAurora B複合体サブユニットの一つ、SurvivinとH3との結合を促進することを明らかにした。さらに、リン酸化H3との結合能を失った変異型Survivinは細胞内においてインナーセントロメアへ局在しなかったことから、HaspinはH3のリン酸化を介してAurora B複合体の局在を制御していることが明らかになった。当研究室では、キナーゼBublによるヒストンH2Aのリン酸化がセントロメアタンパク質Shugoshinに謎識され,ShugoshinがAurora B複合体と相互作用することでAurora B複合体のインナーセントロメア局在を促進することを明らかにしている。H3、H2Aのリン酸化とAurora B複合体の染色体上の位置関係を詳細に観察すると、Aurora B複合体は2つのリン酸化が同時に起こる領域に特に強く局在することが分かった。これは、Shugoshin-Aurora B複合体が2つのリン酸化ヒストンを同時に認識したことによると考えられる。本研究により、インナーセントロメアがBublとHaspinによる2つのヒストンのリン酸化修飾の重複領域として定義されることが明らかになった。

シュゴシンとピストンのin vitro結合アッセイを行ったところ、H2A-Thr120のリン酸化がヌクレオソームとシュゴシンの相互作用を促進することが明らかになった。シュゴシンファミリータンパク質はN末端付近にコイルドコイルを、C末端付近に塩基性アミノ酸に富んだSGOモチーフと呼ばれる保存された領域を有している。当研究室におけるスクリーニングで得られたインナーセントロメア局在に異常を示すシュゴシンのSGOモチーフ変異体ではリン酸化ヌクレオソームとの相互作用が観察されなかったことから、シュゴシンはSGOモチーフを介してBub1によってリン酸化されたヌクレオソームと直接相互作用することで、インナーセントロメアに局在することが示唆された。H2A-Thr120のリン酸化を触媒するBub1は癌抑制遺伝子として知られており、マウスを用いた解析ではBub1の発現量の減少が癌の発生を促進することが示されている。本研究成果によりBub1の異常を原因とした細胞の癌化について分子レベルでの理解が進むことが期待される。現在までにH3-Thr3およびH2A-Thr120のリン酸化が如何にしてインナーセントロメアを形成するのかをほぼ明らかにすることができた。申請書の計画にあるインナーセントロメア機能の理解に踏み込むことができたと考える。今後はH2A-Thr120にリン酸化を受けたヌクレオソームとシュゴシンの複合体状態での立体構造を明らかにすることで、シュゴシンがどのようにしてインナーセントロメアクロマチンに局在しているのかを原子レベルで明らかにしたいと考えている。既に、複合体の調整方法を確立し、結晶化条件のスクリーニングを始めているが、立体構造の決定には至っていない。複合体調製方法の再検討や、シュゴシンの断片化などを行うことで構造解析に適した結晶を得ることができるかもしれない。
幼児の生活習慣改善と不登校：昼寝、照明、入浴時刻からの検討

東京都足立区の未就学児(5歳児)、小学4年生、中学2年生を対象にして、質問紙により睡眠習慣を調査した。平日の起床時刻については、5歳児、小学4年生、中学2年生の間に大きな違いは認められなかったが、平日の就寝時刻に関しては学年差が顕著で特に中学2年生において極端な後退が認められた。5歳児については、平日に比較して休日に起床時刻が後退する傾向を示すものの他の学年と比べるとそれほど大きな後退ではなかった。一方で、就寝時刻は平日と週末での差はほとんど認められなかった。小学4年生でも週末に起床時刻の後退が認められ、それに比較すると昇進時刻の後退は顕著ではなかった。中学2年生においても同様に平日に比べて週末で起床時刻の後退が顕著に認められたが、他の学年と比較して、後退の程度が著しかった。就寝時刻の週末での後退は顕著ではなかった。起床時刻と就床時刻のズレの大きさ(最大値と最小値の差)について検討すると、起床時刻については、5歳児、小学4年生、中学2年生のいずれの学年でも平日・週末すべて7日間を対象にした場合と、平日のみを対象にした場合では、週末を含めた場合に顕著に大きくなっていた。一方で、就寝時刻については、どの学年でも平日のみの値と週全体の値との間に大きな差は認められなかった。つまり、睡眠の時刻に関するズレ、つまり不規則性は、主に、起床時刻で、しかも、平日と週末との生活習慣の差によって起こっていることが明らかとなった。また、この週末の起床時刻の後退は、中学生で非常に顕著であることが分かった。中学生になり思春期を迎えると就寝時刻が極端に後退し(2時間以上)夜間睡眠の時間が非常に短縮し、平日の睡眠負債を週末の起床時刻の後退(朝寝坊)で補おうという戦略をとっていると考えられるが、この事は、生物時計の乱れを引き起こしいわゆる「社会的時差ボケ」の状態を作り出している事が明確となった。当初目的としていた東京都足立区において調査を行い、保育園の昼寝の中止の影響を調べるためのデータを入手している。分析はまだ途上だが、今後、本来の研究目的に沿った分析を更に加えていく予定である。今後は、現在入手したデータの分析をすすめるとともに、他の環境要因(特に照明環境)や食事や入浴の影響などについてデータ収集や分析を進める予定である。フィリップス・レスピロニックスのアクチウォッチが当初予定よりも安価で導入できたため。
作物の耐湿性強化に寄与するRadial O_2 Lossバリア形成の分子機構の解明

これまで、耐湿性・耐塩性極強のオオムギ属の雑草であるHordeum marinumに着目し、その耐湿性機構の解明を目指し研究を進めてきた。その結果、H.marinumはイネと同様に根の通気組織が良く発達していることを明らかにした。さらにRadial Oxygen Loss(ROL)バリアが形成されることを報告した。ROLバリアとは、根の基部からの酸素漏洩を防ぐバリアのことで、通気組織を通じた酸素輸送過程での酸素損失を最小限に抑えて根端まで効率的に酸素を供給する役割を担っている。これは、湿生植物の特徴の一つである。それに対し、コムギの根では、通気組織の形成に時間がかかることとROLバリアが全く形成されないことを明らかにしており、両植物のこれらの性質の違いが耐湿性の強弱を決定することを示唆した。根の酸素通気システムの効率化に関わるROLバリアは植物の耐湿性にとって重要な形質の一つであるが、その分子機構は解明されていなかった。本年度、イネを材料にしてROLバリア形成中の組織のみをLaser Microdissection(LMD)法で回収し、マイクロアレイを行うことで、ROLバリア形成中に発現量が増加する67個の遺伝子と発現量が減少する70個の遺伝子を同定した。その中には、ROLバリアの構成成分と考えられるスベリン合成系の遺伝子が含まれていた。さらに、コムギとH.marinumを材料にして、同様のアプローチを試みた。そのためにこれらの植物の根を用いたLMDの条件検討をして最適条件を確立できた。今後、LMDによって単離した組織のRNAを用いたマイクロアレイ解析を行い、ROLバリアの形成に重要な役割を果たす遺伝子の同定を試みる。これは、水生植物、半水生植物の特徴の一つである。それに対し、コムギの根では、通気組織の形成に時間がかかることとROLバリアが全く形成されないことを、我々は明らかにしており、両植物のこれらの性質の違いが耐湿性の強弱を決定することを示唆した。本研究では、耐湿性・耐塩性極強のオオムギ属の雑草であるH.marinumとイネのROLバリア形成の分子機構を解明する。これまでの研究により、ROLバリアの実体は低酸素に応答して根の外皮付近に蓄積する物質であることが示唆されている。この物質の候補がスベリンという長鎖のヒドロキシ脂肪酸とカルボン酸から成る重合体である。本年度は、スベリンがROLバリアの構成成分であるかどうかを検証するために、まず、イネの根の横断切片を作製し、組織染色をすることで、低酸素処理してからの経時的なスベリンの蓄積パターンとROLバリアの形成パターンの比較を行った。その結果、ROLバリアの形成される条件でスベリンの蓄積量が増加することが明らかになった。平成20年度にスベリン合成とROLバリア形成の関係について詳細に調査する。平成20年度、申請者は当初の予定通り、イネのROLバリア形成のタイミングを特定した。さらに、形成中の組織のみをLaser Microdissection(LM)法で回収し、マイクロアレイを行うことで、ROLバリア形成中に発現量が増加する67個の遺伝子と発現量が減少する70個の遺伝子を同定した。その中には、ROLバリアの構成成分であるスベリン合成への関与が考えられる遺伝子が含まれていた。実際に湿害が問題となっているコムギはROLバリアを形成できない。そこで、イネで行ったLM-マイクロアレイのアプローチをコムギに適用し、コムギにおけるイネで同定した遺伝子のホモログの発現挙動を調べる。イネとコムギの遺伝子発現の比較により、ROLバリアの形成に重要な役割を果たす遺伝子の同定を試みている。これまで、コムギにおけるLM法の条件設定を決定した。現在はコムギの発現解析に注力しており、その後は、H.marinumを加えた比較解析により、ROLバリアの機構解明を目指す。

これまで、耐湿性・耐塩性極強のオオムギ属の雑草であるHordeum marinumに着目し、その耐湿性機構の解明を目指し研究を進めてきた。その結果、H.marinumはイネと同様に根の通気組織が良く発達していることを明らかにした。さらにRadial Oxygen Loss(ROL)バリアが形成されることを報告した。ROLバリアとは、根の基部からの酸素漏洩を防ぐバリアのことで、通気組織を通じた酸素輸送過程での酸素損失を最小限に抑えて根端まで効率的に酸素を供給する役割を担っている。これは、湿生植物の特徴の一つである。それに対し、コムギの根では、通気組織の形成に時間がかかることとROLバリアが全く形成されないことを明らかにしており、両植物のこれらの性質の違いが耐湿性の強弱を決定することを示唆した。根の酸素通気システムの効率化に関わるROLバリアは植物の耐湿性にとって重要な形質の一つであるが、その分子機構は解明されていなかった。本年度、イネを材料にしてROLバリア形成中の組織のみをLaser Microdissection(LMD)法で回収し、マイクロアレイを行うことで、ROLバリア形成中に発現量が増加する67個の遺伝子と発現量が減少する70個の遺伝子を同定した。その中には、ROLバリアの構成成分と考えられるスベリン合成系の遺伝子が含まれていた。さらに、コムギとH.marinumを材料にして、同様のアプローチを試みた。そのためにこれらの植物の根を用いたLMDの条件検討をして最適条件を確立できた。今後、LMDによって単離した組織のRNAを用いたマイクロアレイ解析を行い、ROLバリアの形成に重要な役割を果たす遺伝子の同定を試みる。
桜島火山の活動により放出された水銀の環境影響

1.大気中水銀の挙動を明らかにすることを目的とし、1999年7月2001年12月まで継続して鹿児島市大気中水銀の追跡を行い、大気中水銀に影響を与える環境要因について詳細に検討した。さらに、地上3mおよび12mの2点における大気中水銀の経時変化を追跡し、気温変化および種々の気象条件の変化による大気中水銀の詳細な挙動を明らかにすると共に桜島の影響を明確にした。2.周辺環境から植物への水銀の取り込み経路を明らかにする事を目的とし、日本に広く分布するセイタカアワダチソウ(Solidago altissima L)を対象に選び、植物体内における水銀の分布について検討した。葉、茎、根及び土壌中総水銀濃度を測定したところ、茎の水銀濃度は、葉、根に比べて明らかに低かった。葉の水銀濃度は下部ほど高くなる傾向があったが、土壌との相関はなかった。一方、土壌と根の総水銀濃度の間には正の相関が見られ、土壌から根に取り込まれた水銀はほとんど移動せず、葉の水銀は主に大気から取り込まれることが示唆された。3.桜島火山活動と密接に関わりがあると考えられる鹿児島湾海底噴気活動によって放出される水銀の周辺影響について検討した。まず、海洋底質中水銀の化学形を評価するための分別抽出法について検討を行い、底質中における有機錯形成水銀の定量法を確立した。さらに、鹿児島湾の全域52点から柱状に試料を採取し、鹿児島湾底質中総水銀濃度を測定するとともに、開発した方法を用いて分別定量を行い、水銀の三次元分布及び化学形評価を行った。その結果、噴気孔周辺底質中水銀濃度は噴気活動の消長を反映し鉛直変動を示すこと、湾北部底質中水銀は主に海底噴気孔に由来していることが示された。また、噴気孔周辺底質では有機錯形成水銀が高い割合で存在することが明らかになった。1.土壌への水銀供給量の評価これまでの研究で、土壌中水銀濃度は、桜島6.5ng/g、高峠29ng/g(桜島から11km)、錫山229ng/g(桜島から22km)と桜島から離れるにつれて、高くなることが示されていた。しかし、本研究において、土壌の堆積速度等を考慮してさらに詳細に検討した結果、桜島では大量の火山灰が沈降するため、濃度は低いものの土壌表面が受け取る水銀の絶対量はこの3地点の中で最も高いことが明らかとなった。桜島、高峠、錫山では土壌が1m堆積するのに、それぞれ、90年、1200年、11000年を要している。また、桜島の土壌密度は1.1g/cm^3と報告されていることから、以下の式を用い水銀の土壌への沈降量を計算した。年間水銀沈降量(ng/m^2/年)=土壌中水銀濃度(ng/g)×土壌密度(g/m3)/堆積速度(年/m)これにより、桜島、高峠及び錫山の年間水銀沈降量は、9×10^4ng/m^2/年、3×10^4ng/m^2/年及び2×10^4ng/m^2/年と見積もられたのである。桜島では土壌中水銀濃度は調査地点の中で最も低いが、土壌へ供給される水銀量としては最も多いことになり、これらの周辺生態系への影響を調査することが今後の課題となる。2.対照地域における植物中水銀濃度と植物への水銀の取り込み

本研究では日本に広く分布するセイタカアワダチソウ(Solidago altissima)を桜島火山活動の影響評価に用いることとし、まず、そのバックグラウンドレベルを知るために体内中の水銀の分布について検討を行った。鹿児島市内で採取されたセイタカアワダチソウを根、茎、葉に分別し、茎と葉についてはさらに先端から5cm間隔で分け、水銀濃度の変化を追跡した。その結果、茎では部位による濃度変化はみられなかったが、葉中水銀濃度は先端が低く、そこから地面に近くなるほど高くなることが分かった。根、茎及び葉の水銀濃度はそれぞれ、1.1-387ng/g(平均71.2±116ng/g, n=18)、0.54-8.37ng/g(平均2.8±2.3ng/g, n=21)そして11.4-37.8(平均25.6±8.2ng/g, n=20)であった。ここで葉については、各個体の最高水銀濃度を用いている。葉における水銀濃度勾配は、植物に吸収された水銀が葉に濃縮される事を示唆するものである。一方で、セイタカアワダチソウの分布していた土壌と根の水銀濃度の間に高い相関(r^2=0.93)が観察されたものの、土壌中水銀濃度と葉の間にはそのような相関はみられなかった。これらのことは水銀の環境から植物への移行を考える上で重要な示唆を与える極めて興味深いデータである。現在、人為的に水銀を添加した土壌、水において植物を育成させその植物体内への水銀の取り込みについて研究を進めている。1.大気中水銀の挙動を明らかにすることを目的とし、1999年7月2001年12月まで継続して鹿児島市大気中水銀の追跡を行い、大気中水銀に影響を与える環境要因について詳細に検討した。さらに、地上3mおよび12mの2点における大気中水銀の経時変化を追跡し、気温変化および種々の気象条件の変化による大気中水銀の詳細な挙動を明らかにすると共に桜島の影響を明確にした。2.周辺環境から植物への水銀の取り込み経路を明らかにする事を目的とし、日本に広く分布するセイタカアワダチソウ(Solidago altissima L)を対象に選び、植物体内における水銀の分布について検討した。葉、茎、根及び土壌中総水銀濃度を測定したところ、茎の水銀濃度は、葉、根に比べて明らかに低かった。葉の水銀濃度は下部ほど高くなる傾向があったが、土壌との相関はなかった。一方、土壌と根の総水銀濃度の間には正の相関が見られ、土壌から根に取り込まれた水銀はほとんど移動せず、葉の水銀は主に大気から取り込まれることが示唆された。3.桜島火山活動と密接に関わりがあると考えられる鹿児島湾海底噴気活動によって放出される水銀の周辺影響について検討した。まず、海洋底質中水銀の化学形を評価するための分別抽出法について検討を行い、底質中における有機錯形成水銀の定量法を確立した。さらに、鹿児島湾の全域52点から柱状に試料を採取し、鹿児島湾底質中総水銀濃度を測定するとともに、開発した方法を用いて分別定量を行い、水銀の三次元分布及び化学形評価を行った。その結果、噴気孔周辺底質中水銀濃度は噴気活動の消長を反映し鉛直変動を示すこと、湾北部底質中水銀は主に海底噴気孔に由来していることが示された。また、噴気孔周辺底質では有機錯形成水銀が高い割合で存在することが明らかになった。
憲政実施と言論政策-戦後中国(1945〜1949年)の自由と秩序-

今年度は、1945年-1949年の言論自由化政策と民主化論が国連の活動とどのように関連していたのか(1)、当該時期の言論界においてどの程度の政府批判が許容されていたのか(2)について分析した。これらの研究作業から得られた知見は、次のとおりである。1、1944年春に始まった国際報道自由運動はアメリカ新聞編集者協会の活動を通じて全世界に波及し、その理念は第二次世界大戦後に発足した国連に受け継がれた。国連人権委員会は新聞・報道の自由のあり方をめぐって議論を重ね、1948年春の国連報道自由会議で一つの合意に達した。しかし、同会議において、報道の自由を重視した西側諸国と自由に対する責任を重視した東側諸国とが対立し、その後、国連による報道自由化政策は遅々としてすすまなかった。この間、戦後国民党政権は、当初こそ戦後五大国の一員として西側の報道自由化論に同調していたが、米ソ冷戦と内戦の悪化によって次第に統制政策へと逆戻りしていった。1948年春の国連報道自由会議において、戦後国民党政権は、アメリカ・イギリスの報道自由化政策に共感しつつも、英米メディアによる市場の独占と共産主義勢力の宣伝活動に対する警戒心から、「責任をともなった自由論」と統制の必要性を次第に主張するようになった。2、戦時統制が解除された戦後言論界において、辛辣な政府批判が新聞の「副刊」欄や大衆娯楽紙(誌)上にしばしば掲載されていた。その代表的存在が、自由主義者が結集した雑誌『観察』(編者:儲安平)であった。同誌は、戦後国民党政権の対米政策・金融経済政策・民主化政策に対して時として厳しい批判を加え、それ故に広範な読者層を獲得していた。同誌は、言論統制が再強化されていく1948年12月に停刊処分を受けることになった。今年度は、抗日戦争後期から戦後前期にかけての言論政策を当該時期の国際政治と関連させて分析し、併せて戦後言論界の実態について考察した。これらの研究作業から得られた新たな知見は、次のとおりである。1、1943年秋以降、国民党政権は戦後の憲政実施を展望し、戦時言論統制の解除へと主体的に取り組み始めた。その背景には、統制緩和を求める社会・思想界の圧力のみならず、当時の自由主義的な世界潮流とその潮流に乗じて戦後国家建設に取り組もうとした政策担当者の対外認識があった。具体的に述べれば、44年春以降アメリカを中心に国際報道自由運動が展開し、その運動の理念に共感した国民党の政策担当者(馬星野ら)が言論自由化を主張し、抗戦末期から戦後前期にかけて戦時言論統制政策を段階的に解除していった。2、上述のような戦時言論統制政策の緩和をうけて、戦後言論界は先ず復興・発展段階へとむかった。この事実は、重慶・南京・上海・台北で収集した党・政府内部資料(統計)や非国民党系の新聞・雑誌の記述からも明らかであり、それらのデータによれば、47年後半が復興・発展段階のピークであったことがわかる。しかし、47年後半以降、戦後経済が崩壊し始めたこと、国共内戦の軍事情勢が悪化し始めたこと、国際社会で米ソ冷戦が決定的になったことにより、戦後言論政策は緩和から統制へと逆戻りし、48年以降、戦後言論界の活動が停滞することになった。
ドリップライン近傍核の集団相関と励起構造-cHFB線形応答理論の展開-

1.質量ドリップライン近傍核である0,Ca, Niを対象にしたcHFB(座標表示Hartree-Fock-Bogoliubov)平均場計算から、ダイニュートロン相関の特徴の定量的詳細を明らかにした。相関中性子対は、2-3fm程度以内の相対近接領域で強く相関し、この近接領域に存在する確率が30-50%に達すること。核表面付近から核表面から2-3fm程度外部領域にある中性子過剰核のスキン領域でもっとも顕著となる、などである。核の内部や安定核においてもダイニュートロン相関がみられることも明らかにし、ダイニュートロン相関が原子核における対相関の一般的性質であることも示した。2.ダイニュートロン相関の量子多体論的な微視的構造に関して、Hartree-Fock1粒子状態を基底とした配位混合の観点から分析した。ダイニュートロン相関の形成には高い軌道角運動量をもつ1粒子軌道および10-50MeV程度の高い準粒子エネルギーをもつ1粒子軌道の配位混合の寄与が重要であることを解明した。3.一様核物質中のダイニュートロン相関を分析し、通常密度の1/5から1/100程度のスキン領域に対応する低密度状態において最も顕著なダイニュートロン相関が生じることを明らかにした。ゼロレンジ有効力との比較から、ダイニュートロン相関が有限レンジであるかどうかに依らない普遍性を持つことを明らかにした。4.質量領域ドリップライン近傍球形核におけるソフト双極子励起の研究については、cHFB線形応答理論(連続状態QRPA理論)により、中性子間の対相間の結果ソフト双極子励起が、粒子空孔型励起ではなく粒子対型励起となる原因の分析を行なった。1粒子軌道の分析から、高い軌道角運動量軌道の寄与がこの増大の主要な原因であること、また、この理由から、このモードがダイニュートロンの相対運動としての性格を持つ励起モードであることを明らかにした。5.Skyrme有効相互作用をcHFB平均場計算での組み込んだことに加え、cHFB線形応答理論においては速度依存(スピン非依存)項から付随する密度場と応答関数の定式化を球対称の場合の定式化を完成した。1.座標空間表示Hartree-Fock-Bogoliubovによる連続状態線形応答理論(以下cHFB線形応答理論)により、中性子過剰酸素同位体の双極子励起の構造を詳細に分析した。特に、ドリップライン近傍核の特徴であるソフトダイポールモードと中性子対相関との関連を分析し、(1)ソフトダイポール領域の双極子強度の大小は中性子対相関に強く支配されていること、(2)核内部での対相関よりも核表面低密度領域での対相関が重要な役割を果たしていること、(3)表面型の対相関の場合には、核表面で2中性子間の近接空間的な対相関(ダイニュートロン的相関)が基底状態に強く現れること、(4)ソフトダイポール励起では、このダイニュートロン的相関をもった中性子がコアに対して運動していること、などを明らかにした。このような特徴が多数のバレンス中性子を持つ中性子過剰酸素同位体でも成立することを明らかにしたのは初めてである。なお、このような分析において、(5)2次元グラフィックス表示した2体相関密度がcHFB理論でのダイニュートロン相関を視覚化するうえで極めて優れた情報を与えること、(6)ソフトダイポール励起の構造を明らかにするには、従来使われてきた遷移密度だけでなく、対密度に対する遷移密度の情報が極めて有効であることもあわせて明らかにした。

2.より現実的なSkyrme型相互作用を採用してのセルフコンシステントなcHFB線形応答理論模型の構築に着手した。その第一段階として、基底状態をセルフコンシステントに記述する数値計算プログラムをコーディングした。引き続きコーディングの改良を行っている。この段階では予備的な数値計算結果であるが、これを利用して、われわれのcHFB線形応答理論の後で独立に提案された別グループの線形応答理論と比較し、われわれの模型では考慮される粒子放出幅に関して、競合理論では問題が生じていることを明らかにした。1.昨年に引き続き、座標空間表示Hartree-Fock-Bogoliubovによる連続状態QRPA理論を用いて、中質量数のドリップライン近傍中性子過剰核におけるソフト双極子励起の構造を分析した。新たに、カルシウム(Ca)同位体とニッケル(Ni)同位体を分析の対象に加え、酸素同位体で見出した特徴が、中質量数原子核において一般的に成立するものであるかどうかに着目した。研究の結果、1)ソフトダイポール領域の双極子強度の大小は中性子対相関に強く支配されていること、2)中性子対遷移密度の増大は、ソフト双極子励起を担う2中性子が空間的に近接しているダイニュートロン的相関に起因するものであること、が共通して見出される性質であることが発見された。一方、E1強度に関していえば、中性子対相関はかならずしも強度の増加を引き起こすわけではないことも見出したこのことは、E1遷移強度だけでなく中性子の相関を直接測定することの重要性を示している。2.Skyrme型有効相互作用を用いての自己無撞着な座標空間表示Hartree-Fock-Bogoliubov理論の計算コードを完成させた。これを用い、基底状態における中性子対相関の特徴を分析した。特に、ダイニュートロン相関に着目し、粒子空孔チャネルの平均場にHartree-Fock場を用いるかあるいはより現象論的なWoods-Saxon模型を用いるかによらず、ダイニュートロン相関が生じることを数値計算から示した。さらに、CaおよびNi同位体でのダイニュートロン相関が、O同位体よりもよりはっきりと現れること、ドリップラィン近傍に限定されない性質であることなど、ダイニュートロン相関の基本的特徴を明らかにした。3.Skyrme型有効相互作用を用いての連続状態QRPA理論の定式化を行い、基本的な方程式である密度線形応答方程式の具体的な形を導いた。今後、この成果に基づく数値計算コードを作成し、数値分析を行なう準備ができた。1.中質量ドリップライン近傍核であるO,Ca,Niを対象にしたcHFB(座標表示Hartree-Fock-Bogoliubov)平均場計算から、ダイニュートロン相関の特徴の定量的詳細を明らかにした。相関中性子対は、2-3fm程度以内の相対近接領域で強く相関し、この近接領域に存在する確率が30-50%に達すること。核表面付近から核表面から2-3fm程度外部領域にある中性子過剰核のスキン領域でもっとも顕著となる、などである。核の内部や安定核においてもダイニュートロン相関がみられることも明らかにし、ダイニュートロン相関が原子核における対相関の一般的性質であることも示した。
非線形放物型初期境界値問題における解の対称性及び幾何学的性質

主な研究目的は,非線形放物型および楕円型方程式の境界値問題において,領域の形状と解の形状との関わりを知ることであった。主な研究成果は二つある。一つは過度境界条件を課す完全非線形楕円型境界値問題による楕円体の特徴付けを与えたことであり,もう一つは準線形放物型初期境界値問題の解の挙動に関する研究成果である。前者において,一般次元ユークリッド空間内の有界領域上であるクラスの完全非線形楕円型方程式を考えた。領域の境界上で斉次ディリクレ条件を満たす解かもし境界と相似な一つの等位面をもつならば解は2次式であって領域は楕円体に限ることを示した。また,境界上に等式または不等式で与えられる過度境界条件を課す楕円型境界値問題が解をもつならば領域は楕円体に限ることを示した。これらの結果を共著論文「Some fully nonlinear elliptic boundary value problems with ellipsoidal free boundaries」(国際学術誌に投稿中)にまとめた。球の特徴付けの定理はJ.Serrin(Arch.Rational Mech.Anal.43(1971),304--318)に始まり,現在に至るまで多くの研究者によって既にさまざまな楕円型境界値問題に対して多くの定理が得られているが,楕円体の特徴付けの定理は少なく,この共同研究による成果は意味がある。実際,2008年9月の広島大学への招聘の際,専門家のG.A.Philippin教授からもよい評価を受けた。後者の研究成果は,ある新しいクラスの準線形放物型方程式の初期境界値問題の解の爆発や指数減衰のための十分条件を与えたことである。(研究発表に記載の論文:C.Enache,Nonlinear Analysis 69-9(2008),2864-2874)主な研究目的は、非線形放物型および楕円型方程式の境界値問題において、領域の形状と解の形状(解の対称性や幾何学的性質等)との関わりを知ることである。今年度、この研究によって得られた新たな知見は主に次のようである。一般次元ユークリッド空間内の有界領域Ω上で弾性学のねじれ問題を記述する線形楕円型方程式を考える。境界∂Ω上で斉次ディリクレ境界条件を満たす古典解がもし境界∂Ωと相似な一つの等位面をもつならば領域Ωは楕円体に限る。このことはねじれ問題を含む一般のあるクラスの完全非線形楕円型方程式についても成り立つ。(論文準備中)一般次元の楕円型境界値問題の解に過度の境界条件を課すとき、その領域は球に限るという対称性の定理はJ.Serrin(1971年)に始まり、現在に至るまで多くの研究者によって既にさまざまな楕円型境界値問題に対して多くの定理が得られている。つまり、楕円型方程式の解による球の特徴付けは多くある。これに反して、楕円体の特徴付けは2次元の問題についていくつかあるのみであった。従って、上記の知見の意義は大きいと思われる。今後の研究の展開の一つとして、上記の結果を古典解とは限らない一般の粘性解に対する結果に拡張することが考えられ、2007年6月4日から6日にかけて東京大学で開催される国際会議「粘性解生誕25周年国際研究集会」に参加し、情報収集および会議参加者との討論や情報交換を予定している。有益な情報が得られることが期待される。主な研究目的は、非線形放物型および楕円型方程式の境界値問題において,領域の形状と解の形状(解の対称性や幾何学的性質等)との関わりを知ることである。普段の愛媛大学における研究打合せの他に,特にEnache特別研究員が2008年1月12日から2月9日までの約1ヶ月間カナダ・ラバール大学において,過度境界値問題の優れた専門家であるラバール大学のPhilippin教授と討論・情報交換および情報収集を行った。また,日本においても,2007年6月に東京大学で開かれた国際研究集会「粘性解生誕25周年国際研究集会」および2007年12月に龍谷大学で開かれた国際研究集会「Recent Advances on Nonlinear Parabolic and Elliptic Differential Equations」に出席し,討論並びに情報交換を行った。今年度,この研究によって得られた新たな知見を述べよう。一般次元ユークリッド空間内の有界領域Ω上で一般のあるクラスの完全非線形楕円型方程式を考える。境界∂Ω上で斉次ディリクレ境界条件を満たす正値古典解がもし境界∂Ωと相似な一つの等位面をもつならば解は2次関数であって領域Ωは楕円体に限る。また,特に,未知関数のヘッセ行列の固有値の関数で与えられる完全非線形楕円型方程式のいくつかの過度境界値問題による楕円体領域Ωの特徴付けの定理が成り立つ。ここで,境界∂Ωは過度の境界条件を満たす自由境界と見なされる。証明は何れも適切な補助関数の導入と最大値原理および比較原理の応用によってなされる。(論文準備中)主な研究目的は,非線形放物型および楕円型方程式の境界値問題において,領域の形状と解の形状との関わりを知ることであった。

領域の境界上で斉次ディリクレ条件を満たす解かもし境界と相似な一つの等位面をもつならば解は2次式であって領域は楕円体に限ることを示した。また,境界上に等式または不等式で与えられる過度境界条件を課す楕円型境界値問題が解をもつならば領域は楕円体に限ることを示した。これらの結果を共著論文「Some fully nonlinear elliptic boundary value problems with ellipsoidal free boundaries」(国際学術誌に投稿中)にまとめた。球の特徴付けの定理はJ.Serrin(Arch.Rational Mech.Anal.43(1971),304--318)に始まり,現在に至るまで多くの研究者によって既にさまざまな楕円型境界値問題に対して多くの定理が得られているが,楕円体の特徴付けの定理は少なく,この共同研究による成果は意味がある。実際,2008年9月の広島大学への招聘の際,専門家のG.A.Philippin教授からもよい評価を受けた。後者の研究成果は,ある新しいクラスの準線形放物型方程式の初期境界値問題の解の爆発や指数減衰のための十分条件を与えたことである。(研究発表に記載の論文:C.Enache,Nonlinear Analysis 69-9(2008),2864-2874)
学童を核とした非医薬的公衆衛生対策（NPIs）のインフルエンザ制御効果の検証

インフルエンザ予防はワクチン接種を基本とし,手洗い等の非医薬的公衆衛生対策(Non-pharmaceutic interventions,以下NPIs)が重要とされている。しかしNPIsは多種多様であり,有効性について十分な結論に至っていない。新型インフルエンザ発生が危惧される現在,質の高いエビデンスの蓄積による有効なNPIsの確立は喫緊の課題である。本研究はインフルエンザ発症登録システムにより流行状況を把握できる大規模離島の佐渡市をフィールドとし,伝播の中心的役割を担っている小児に焦点を当て,小児への予防行動介入の個人予防効果及び地域の流行拡大防止効果を検証することを目的とした。初年度はターゲットとする予防行動の選定に向け,個人予防行動の有効性について研究代表者の先行研究(学童におけるインフルエンザ予防行動実践状況とその効果.日本小児科学会雑誌2016)以降の文献を中心にレビューを行った。その結果,手洗いは医療介護施設を含むメタアナリシスにより有効とした文献がある一方,地域住民を対象とした予防効果は結論付けられないとのレビューも認められた。またうがいは本邦独自の習慣のため先行研究が少なく,茶うがい効果を示したメタアナリシスはあるもののサンプルサイズの小ささなど課題も多かった。マスク着用はメタアナリシスでは効果は否定的であった。以上より,手洗い,うがいを予防行動介入のターゲット候補とし,具体的な介入方法についてより詳細な文献レビューを引き続き行うこととした。また我々が2005/06シーズンから島内医療機関との連携により構築・運営しているインフルエンザ発症登録システムの登録票等を本研究に備えてバージョンアップした。なおこのシステムは佐渡市内のインフルエンザ患者のほぼ全数把握が可能であり2018/19シーズンも発生マップの作成,Web公開を行っている。関連機関の調整に時間を有したため,介入校の選定などがやや遅れている。2019年度は学校医等との連携を強化し,介入校を早期に選定するとともに,基盤整備を行う。また介入する予防行動のターゲット候補とした手洗い,うがいについて,より詳細な文献レビューを行い,具体的な介入方法を検討する。さらにこれまで蓄積している過去の複数シーズンの流行状況を小学校区別に解析し,予防行動介入以外に流行拡大に影響する要因を検討する。関連機関との連絡調整に時間を有しており,研究計画の遂行がやや遅れているため。