hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
低ビタミンK摂取が生体にあたえる影響について

ビタミンK(VK)は、血液凝固、骨代謝等に対し重要であり骨粗鬆症の治療薬にも応用されている。しかし、我国での所要量は未決定であり、その栄養学的重要性、摂取状況、最低必要量等の究明が待たれている。さらに、VKは、肝臓、骨以上に脳、唾液線、膵臓等に高濃度に分布するが、これら諸臓器でのVKの生理学的役割についても充分に解明きれていない。本科学研究費補助等により、低VK摂取状態のラットモデルが作成され、特に経静脈的糖負荷における早期インスリン反応の低下傾向と負荷後高インスリン血症が観察され、低VK摂取と耐糖能異常との関係が注目された。また、ヒトにおけるVK摂取状態を簡便に推定するため、四訂食品成分表をもとに、VKを豊富に含む50食品について連日7日間摂取回数と量を自記する一覧表を作成し、若年男女に施行した。その結果、男女とも、VKの推定一日平均摂取量は、米国における一日摂取所要量(5ug/kg/day)の半分以下であった。実際、低摂取者の血清VK状態は、高摂取者のそれより、悪化しており、尿中ヘのカルシウム排泄も高値であった。また、VKを高濃度に含有する納豆摂取者はVK状態が良好である可能性が示された。さらに、ラットモデルと同様、低VK摂取者は高摂取者に比較し早期インスリン反応の低下傾向が注目された。以上の結果から、調査表を用いたVK摂取量推定の有用性、若年男女の低VK状態の実態と、カルシウム状態への悪影響、さらに、ラットおよびヒトの低VK状態による耐糖能異常の可能性等が示唆された。これらの研究成果は、2報の英文原著論文に執筆され、Intemational Joumalfor Vitamin and Nutrition Resarch誌およびNutrition and Health誌に採択された。今後は、低VK摂取の耐糖能に及ぼす影響について、培養膵組織等も利用し、より詳細に検討したい。食餌由来のビタミンKの栄養医学的意義を検討するため、慢性的低ビタミンK摂取状態のラットモデルを作成し、その生体機能の変化を、対照ラットと比較した。5週齢SD系ラットを2群に分け、対照群には米国栄養協会推奨の配合飼料AIN93Gを、低ビタミンK摂取群にはビタミンK無添加AIN93G(ビタミンK1量1/5以下)をそれぞれ6週間摂取させ、2週間ごとに24時間尿を採取し、尿中クレアチニン、カルシウム、無機リン、マグネシウム量を測定し、その経時的変化を検討した。6週間後採血し、血液生化学検査、血液凝固検査を行なった。また、肝臓、膵臓内ビタミンK濃度を測定した。その結果、長期の低ビタミンK摂取状態が組織内のビタミンK濃度を低下させると共に、血中無機リン濃度を低下させ、尿中へのクレアチニン、マグネシウムの排泄量を増加させ、カルシウムの尿中排泄率を上昇させることが示唆された。また、ヒトにおけるビタミンK摂取状態を調査するため、四訂食品成分表を用い、若年男女におけるビタミンK(K1)摂取状況を調査した。複数の教育機関に在籍する、健康な若年男性182名女性203名について、四訂食品成分表に記載されたK1含有量の比較的高い(K1含有量5μg/100g以上)食品52品目につき、その摂取状況を1週間にわたり自記させた。その結果、体重1kgあたり一日K1摂取量は、男性は、女性に比べ有意にK1の摂取が少なかった。穀類、肉類、藻類、嗜好品類からの平均K1摂取量は、男性が女性よりも高かったが、K1含量の多い野菜類、調味料類からの摂取量は、女性のほうが高かった。また、男女別のBody Mass IndexとK1摂取量との相関では、女性のほうがより強い有意な負の相関を示した。下宿者、女性の栄養バランスに注意していない群、男性の出血傾向を示す群、骨折しやすく、齲歯の多い群はK1の摂取量が少ない傾向にあった。平成9年度の科学研究費助成により、ビタミンK測定環境の整備が順調におこなわれつつある。この結果、次年度には、さらに有意義な知見がえられる事が期待される。

さらに、ラットモデルと同様、低VK摂取者は高摂取者に比較し早期インスリン反応の低下傾向が注目された。以上の結果から、調査表を用いたVK摂取量推定の有用性、若年男女の低VK状態の実態と、カルシウム状態への悪影響、さらに、ラットおよびヒトの低VK状態による耐糖能異常の可能性等が示唆された。これらの研究成果は、2報の英文原著論文に執筆され、Intemational Joumalfor Vitamin and Nutrition Resarch誌およびNutrition and Health誌に採択された。今後は、低VK摂取の耐糖能に及ぼす影響について、培養膵組織等も利用し、より詳細に検討したい。
初期の楽府と楽府詩

1.楽府詩は、雅楽と俗楽に二大別されるが、舞歌もこれと同様に雅舞と雑舞とに分けられる。前者は郊廟において演奏される文武の二舞が主なものであり、後者は宴席で用いられる雑多なものを含む。従来、雅舞と雑舞とを弁別する指標として、この上演される場の違いが指摘されていたが、それが流動的であることを例証した。2.上演の場に代わるものとして、楽器の種類が考えられる。雅楽で使用する楽器は鐘や磬といった金石であり、俗楽で用いるのは管弦楽器であるとされてきたが、出土資料によれば、俗楽でも一部分金石を使っていて、これは文献資料の記述とも合致する。このことは、俗楽に相当する雑舞についてもあてはまり、雑舞でも金石が゙用いられており、雅舞でも糸竹が使われていることを明らかにした。3.漢代に雑技が音楽をともなって元会儀礼で催されていた。この儀式が雅舞・雑舞の両方から構成されていることに着目して、雅と俗が混淆しやすい典型的な例の一つをここに求めた。4.後漢時代の画像石に見える雑技の図像に、雑舞中の〓舞・杯盤舞・七盤舞・巾舞等に対応すると考えられるものが存在する。これらの図を雑舞歌辞と併せて検討することで、これまで意味不明であった歌辞の一部が明確になった。5.雑舞は複雑な過程をたどっていて、本来民間で行われていた舞の一部が、宮中に取り入れられて雅舞の範疇に入るのが、大まかな流れとして捉えられる。その時期については従来劉宋の頃とされていたが、一部分は更にさかのぼって、魏晋時代に求められる。詩形式や表現面では、雅舞歌辞は経書の句形式や表現をそのまま使用しているのが多いのに対して、雑舞歌辞はその度合いが比較的小さい。1.出土資料を中心に雅楽と俗楽とをそれぞれ管轄する役所は、前漢時期は太楽と楽府であったのが、後漢時期では、太予楽署と承華令とになる。その際使用する楽器が、従来は雅楽では鐘や〓といった金石であり、俗楽では管弦楽器であるとされていた。だが、前漢墳墓の出土品等の画像では、俗楽で金石の楽器が用いられており、これはこれまでよく分からなかった『漢書』礼楽志の記述と、むしろ合致する。俗楽が雅楽にとりこまれていく一方で、使用する楽器も出入りがあったわけで、時代の推移による雅楽俗楽の区分の変化を、跡づける必要がある。また画像石によると、百戯とよばれる様々な雑技が音楽を伴っていたと考えられ、こうした技芸を披露する場の多くは宴席であり、そこで俗楽を伴って楽府詩が歌われたと想定すれば、後の建安詩の形成過程の解明に寄与するところがある。2.文献資料を中心に先秦時期の俳優の技芸や弁論が、実は前漢における賦の朗詠の淵源の一つであって、こうしたものが演じられる場に着目すれば、皇帝などの催す宴席があげられる。西域から伝来した音楽、舞、雑技をも加えつつ、歌舞や雑技が披露される場での、歌われるうたが楽府詩であって、これは時代とともに容易に変容していく。一方、郊祀と宗廟の祭りの歌は規範性を継承していて、変化の度合いが小さい。

制度としての楽府を考える際に、最も重要な文献資料である『宋書』楽志一について、訳注を完成し、更に検討を加えての公刊を計画している。同楽志二所収の楽府詩、とりわけ郊廟の歌の訳注を引き続き行なっている。1.文献資料を中心に広義の楽府詩は、雅楽と俗楽に二大別されるが、舞楽もこれと同様に雅舞と雑舞とに分けられる。前者は郊廟において演奏される文武の二舞が主なものであり、後者は宴席で用いられる雑多なものを含む。雅舞が多少の出入りを持ちながらも、先奏から後世まで連綿と継承されているのに比して、雑舞は非常に複雑な過程をたどっている。概していえば、本来民間で行われていた舞の一部が、宮中に取り入れられて雅舞の範疇に入るのが、大まかな流れとして捉えられる。その時期については従来劉宋の頃とされていたが、一部分は更にさかのぼって、魏晋時代に求められる。詩形式や表現面では、雅舞歌辞は経書の句形式や表現をそのまま使用しているのが多いのに対して、雑舞歌辞はその度合いは比較的小さい。楽府を考察する際に最も重要な文献資料である『宋書』楽志について、楽志一の訳注完成に続き、楽志二所収の楽府詩、とりわけ郊廟の歌の訳注をほぼ終えた。2.出土資料を中心に後漢時代の画像石に見える雑技の図像に、楽府の雑舞中の〓舞・杯盤舞・七盤舞・巾舞等に対応すると考えられるものが存在する。これらの図を雑舞歌辞と併せて検討することで、これまで意味不明であった歌辞の一部が明確になった。雑舞の背景に描かれている楽器の種類を考察することで、使用される楽器が雅楽では鐘や磬といった金石であり、俗楽では管弦楽器であるとされていた従来の説を訂正する必要が生じた。俗楽や雑舞にも金石の楽器が一部用いられており、この変化を跡づけるためには、魏晋南北朝時代の画像を検討する必要がある。
脳と心を持たせる進化的アドバンスド知能ロボットの創造

進化的ロボットを構築するため、まず、ロボット自身が学習機能を持たなければならない。本研究における「深層学習」や「アドバンスド知能」などのプロセスでは、ビッグデータが必要であるので、我々は言葉感情コーパス、スーパー関数、そして顔表情コーパスを開発した。最終の年度で、プログラムの実装、評価を行い、以下のような研究実績があげられている。1.スーパー関数を活かした会話意味理解手法のプログラム実装を行った。特に、平成29年度開発したスーパー関数を活かした会話意味理解手法を改良して、介護限定場面にテストを行った。動画顔表情データベースに基づく感情の認識アルゴリズムを改善した。特に、従来の静止画を利用する学習アルゴリズムにおいて、いくつかの表情を区別できなかったが、平成29年度動的な顔表情データベースを構築したので、動画顔表情データベースに基づく感情を認識するアルゴリズムを開発した。2.ロボットの心の創造及びその応用に関する評価およびロボットに脳と心を持たせるかどうかに関する論証をおこなった。これまで、心状態遷移ネットワークを使い心のモデルを開発した。このモデルにおいて、心的状態を8つ設定し、外部刺激により、状態間に遷移をする。構築したコーパスと各要素技術を総合的に生かし、ロボットの心の創造およびその実応用を行い、結果を評価した。さらに、「アドバンスド知能」と「心的状態遷移ネットワーク」を発展させ、多層思考モデルに深層学習を活かした進化的脳・心を持つロボットを創造した。3.プロトタイプシステムの構築・テスト・評価をおこなった。音声認識と理解、会話、感情の認識、創生、表出がどのような効果を生むのかについての知見を得るため、アンケート調査を行った。本研究で提案された「アドバンスド知能」と「心的状態遷移ネットワーク」に基づく進化的ロボットを創造する手法の有効性を確かめることができた。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、アドバンスド知能と心的状態遷移ネットワークに基づいてロボットに脳と心を持たせた進化的ロボットの構築を目的とするものである。平成27年度は、アドバンスド知能を活かしロボットの脳のモデル化を目標として、以下のように研究を実施した。1.人間らしい進化的ロボットの構築理論と方法を研究した。人間らしいロボットとは、人間らしい動作を実現する機能、人間らしい感情を表現する機能、人間らしく対話する機能をロボットに持たせるということである。我々は定期的に人間らしいロボットの構築について検討会を開催し、さまざまな議論をしたことによって、アドバンスド知能を提案し、心的状態遷移ネットワークに基づく進化的な手法を開発した。特に、大規模なデータの収集と分析により、工学的な手法によって感情遷移ネットワークを構築した。2.脳のモデル化と心のモデルの改善を研究した。人間の機能を統合的にロボットで実現することが可能であると考え、「認知コンピューティング」から逆向に「認知科学」へのパラダイムを提唱した。「脳のモデル」を開発するため、まず必要なのはデータ、情報、知識、知能の転換手法を開発している。本年度では、介護現場で想定される自然言語会話シーンを収集・開発し、会話システムにおける知識ベースを構築した。3.ビッグデータの収集と解析を実施した。本研究では、Minskyの多層常識思考モデルを活かし、知能と感情を統一に対処できる発想に基づくロボットの脳と心を創造するが、深層学習という新しい手段を採用した。言語コーパス、音声コーパス、顔表情コーパス、生理情報コーパスの構築方針を決定し、収集作業を開始した。4.深層学習とロボットの進化メカニズムを研究した。我々は深層学習DNNを実装し、ロボットの進化メカニズムを研究している。これは完成していないが、言語データから一部実証できた。本研究の当初計画では、二足歩行ロボットを我々の技術を活かしてロボット製造会社に特製のものを購入するが、予算上の事情で、そのような二足歩行ロボットを購入できなかった。しかしながら、我々は、ロボットの脳と心の実証実験は二足歩行ロボットを使わず、現在のロボットを活かし、シミュレーション方案を研究した。これにより、研究に予定通り、実施できるので、特に支障がない。本研究では、「アドバンスド知能」と「心的状態遷移ネットワーク」に基づいて、ロボットに脳と心を持たせた進化的ロボットの構築を目的とするものである。平成28年度は、ロボットの心の創造をメインに、感情コーパスの充実及び言語理解と感情解析を行ってきた。具体的には、以下のように研究を実施した。1.感情コーパスの充実と感情認識精度の向上に関する研究を行った。特に、顔表情コーパスについて、従来、静止画コーパスを開発したが、静止画だけで感情推定精度が低いので、今年度では、動画コーパスを試行錯誤しながら、開発してみた。動画感情コーパスを作成するには、時間と労力がかかるが、いくつかの経験が収められた。特に、動画感情コーパスを構築するとき、場面の設定、温度や照明などが工夫しなければならない。例えば、暑いとき、喜びや平静の感情が出にくいので、避ける必要がある。2.深層学習アルゴリズムの実装とスーパー関数を活かした言語理解に関する研究を行った。深層学習手法DNNを活かして、3千万くらいのデータを対象として、解析を行った。その結果から、深層学習手法で、スーパー関数を導入すると、感情認識精度が向上されることが分かった。3.ロボットの脳と心の再定義と感情認識に関する実験を行なった。従来、提案した「心状態遷移ネットワーク」を発展して、ロボットの脳がIQ、ロボットの心がEQ、そしてIQとEQの関連性を研究した。

発表できる成果がまだ得られなかったが、今後の研究方向性が明らかにした。また、ヒューマノイドロボットを使って、自動的にロボットの表情生成アルゴリズムを開発した。本研究の最初予定は、「アドバンスド知能」と、これまで開発された「心的状態遷移ネットワーク」を発展させ、多層思考モデルに深層学習を活かした進化的脳・心を持つロボットを創造する。なお、ハードウェアとしてのロボットの開発は行わず、表情変化などの機能を持ち、2足歩行できるヒューマノイドロボットを特製・購入して実験に用いるが、予算上の事情で、2足歩行できるヒューマノイドロボットを購入できなかった。しかしながら、ロボットの感情表現およびロボットの脳の実証実験は2足歩行ヒューマノイドロボットを使わず、我々のもっている坐姿勢のヒューマノイドロボットを活かし、模擬手法を提案した。今年度の結果から見て、特に支障がなく、順調に進展している。本研究では、「心状態遷移ネットワーク」を発展させ、深層学習を活かした進化的脳・心をもつロボットを創造する。平成29年度では、次の研究を行い、それぞれの研究業績を下記に概要する。顔表情認識及び会話と自然言語理解を通じ、ロボットの感情を創生する研究した。近年、ロボットのIQは飛躍的に進展があったが、そのEQ(感情指数)はあまり進んでいない。人間の脳機能、特に感情の発生・遷移のメカニズムについて、いままで得られた成果が少なく、活用できるものがあまりあげられない。よって、我々は、「心的状態遷移ネットワーク」理論を発展し、まず人間の感情認知機能をロボットに組み込んで、ロボットのEQを研究した。具体的には、会話における言語表現に現れる感情要素を抽出し、自然言語理解を通じて、話者の感情を分析する。また、話者の顔表情を深層学習を通じて解析して、顔表情から感情認識アルゴリズムを開発した。言葉使い及び顔表情を総合的に生かして、話者の感情(心的状態)を推定した。一方、このような方法を発展し、ロボット自身の感情を創造した。会話解析において、我々は、介護ロボットが具えるべき対話機能や行動、想定されるシナリオなどを設計し、スクリプトを活かし、特定な場面における自然言語理解機能を開発した。看護現場に収集したデータを検討し、10個スクリプトを作成し、実験を行ない、その有効性を確かめることができた。なお、言葉使いに基づく感情認識には、予め開発した感情辞書と感情コーパスを活用した。顔表情解析において、まず、50人分の顔表情データベースを構築した。これは静止顔データではなく、動的な顔表情データである。従来の深層学習方法では、静止画に対したものが多くて、動画に適応な方法がすくない。我々は、動的な顔表情データに適用な機械学習方法を開発した。なお、推定精度は高くない点について今後、引き続き検討していく。
低放射化材料・液体金属増殖材間の動的物質移行と材料健全性

核融合炉ブランケット候補液体金属増殖材である液体リチウムとリチウム鉛合金および低放射化候補構造材である低放射化フェライト鋼(JLF-1)とバナジウム合金、酸化物分散強化鋼(ODS鋼)間の腐食特性と材料の特性変化を明らかにした。特に、静止場と流動場の差、不純物窒素、酸素、炭素の影響を求めると共に、周辺材料との物質移行過程を明らかにし、液体金属ブランケットの物質移行制御への指針を得た。近未来の核融合炉構造材として期待される低放射化フェライト鋼(Fe-9Cr-2W-C合金)と高トリチウム生成効率が期待される液体リチウム増殖材との両立性試験を行った。まず、わずかに自然対流のみが生じるポット形浸漬試験装置を設計製作し、700°Cまでの温度範囲で最大750時間までの浸漬試験を行った。純鉄、Fe-Cr二元合金、低放射化フェライト鋼の腐食を比較し、純鉄が最も腐食が少ないことが明らかになった。また、低放射化フェライト鋼の腐食は600°C以上で急増すること、接液表面近傍において、炭素が溶出することにより、マルテンサイト相がフェライト相に変化し、局所的に軟化すること、などが分かった。炭素溶出による相変化はこれまで報告されておらず、新しい腐食機構として重要な発見である。また、表面近傍ではクロムとタングステンの濃度も減少し、組成が純鉄に近づくことが明らかになった。純鉄が耐食性に優れていた結果と合わせると、この組成変化は低放射化フェライト鋼の腐食の飽和機構を示唆するものであり、重要な成果である。次に、循環流動型の試験装置を設計、製作した。500°Cにおいて浸漬試験と循環流動試験による腐食を比較したところ、循環流動の場合のほうが腐食量が5-10倍大きいことが分かった。ほぼ同条件で浸漬試験と循環流動試験を比べた研究はこれまでほとんどなく、流動効果を示す貴重な成果である。以上のように、低放射化フェライト鋼の液体リチウム腐食特性を調べ、温度依存性を明らかにするとともに、腐食機構、腐食の飽和の機構、循環流動効果などに関しての重要な成果を得た。19年度開始したポット形浸漬試験装置を発展させ、窒化リチウムを添加し、不純物窒素濃度を変化させたリチウム中で700°Cまでの温度範囲で250時間の浸漬試験を行った。その結果、窒素濃度が高いと、低放射化マルテンサイト鋼のラス境界や粒界から選択的に激しい腐食が進み、表面が激しく凹凸を生じるようになることがわかった。また設計製作したフェライト鋼製の循環流動試験装置を用い500°C、100時間の流動試験を行った。その結果、同じ条件の静的浸漬試験に比べ約10倍の腐食損失があり、昨年度のオーステナイト鋼ループとほぼ同じ結果であった。フェライト鋼製の循環装置による試験は殆ど例が無く、オーステナイト鋼ループとほぼ同じ腐食であることが分かったことは新しい知見である。接液表面近傍において、炭素が溶出することにより、マルテンサイト相がフェライト相に変化し、局所的に軟化することを昨年度の実験で示したが、本年度は、ダイナミック超微小硬度計を用い、表面ごく近傍の局所硬度を測定した。その結果、断面組織観察や断面硬度測定では相変化やそれに伴う軟化が観測されない条件でも、表面ごく近傍は同様に軟化していることが明らかになった。次に、流速を変えることができる、強制対流試験装置を設計製作した。本装置は小型プロペラを用いインベントリーを小さくした。微小球を加えた水試験と熱流動解析計算により、流速分布の評価が可能になった。清浄かつ一定速度の環境でリチウム浸漬試験が行うことが可能であることを確認した。20年度から開始した強制流動形浸漬試験を発展させ、液体リチウム静的浸漬下と強制流動下の腐食特性の違いを比較した。その結果、強制流動下では、低放射化フェライト鋼のラス境界の侵食に伴う小粒子単位での剥離と見られる表面の凹凸が観察され、流動によるエロージョン効果が明確に示された。また、リチウムに窒素、酸素、炭素をそれぞれ加えた浸漬試験を比較し、窒素添加が他の不純物添加に比べ腐食を大きく促進することが明らかになった。また長期的な低放射化材料として期待される、バナジウム合金(V-4Cr-4Ti)、酸化物分散強化フェライト鋼(ODSフェライト鋼)についてもリチウム浸漬試験を行い、バナジウム合金は腐食損失が少なく、熱時効効果に伴う強度変化のみが観察された。一方、ODS鋼では、低放射化フェライト鋼より激しい腐食が観察された。

ODS鋼は高密度の酸化物粒子を分散強化したもので、酸化物粒子のリチウム中の安定性が低いことが原因と考えられる。酸化エルビウムによるブランケット用絶縁被覆を施した材料の液体リチウム浸漬試験を行い、基板表面に酸化層が顕著に形成する被覆条件ではリチウム耐食性が低下することが明らかになった。次に、液体リチウムをもう一つの候補液体金属増殖材であるLi-Pb合金に代えて低放射化フェライト鋼の浸漬腐食試験を行った。Li-Pbは液体リチウムより一般に腐食は大きいが、表面の凹凸形成も激しく、粒界腐食がより進行しやすいことが示唆された。
細胞増殖に伴い発現上昇する新規遺伝子RA3の解析

我々は、ヒトパピローマウイルス16型ウイルスのE6蛋白質(HPV16-E6)が転写調節する宿主遺伝子cDNAをdifferential hybridization法によりクローニングし、解析を行った。これらの遺伝子群の約2/3は、HMG-IY(high mobility group protein-I[Y]),prothymosin-α、ornithine decarboxylaseなどの細胞周期によりその発現が変動する遺伝子群であった。これらのcDNA中で未知の新規遺伝子RA3は、細胞の増殖期に発現しており、細胞密度が上昇し接触阻止による増殖抑制が働くとその発現が抑制された。一方、接触阻止による本遺伝子の抑制はHPV16-E6蛋白質により解除された。一方、本遺伝子発現は、prothymosin-αおよびJUNの発現と連動していることが明らかとなったが、prothymosin-α発現は、c-myc遺伝子プロモーターのE2Fモチーフを介してHPV15E6により活性化されていた。また、JUN/ATF2lヘテロダイマー形成をHPV16E6が促進し、CREモチーフを持つ下流の遺伝子群が活性化されることが明らかになった。以上の結果から、本遺伝子発現は、c-mycあるいはJUN/ATF2により転写調節される遺伝子群の下流に存在し、細胞増殖機構に関与しているものと考えられた。我々は、ヒトパピローマウイルス16型ウイルスのE6蛋白質(HPV16-E6)が転写調節する宿主遺伝子cDNAをdifferential hybridization法によりクローニングし、解析を進めつつある。これらの遺伝子群の約2/3は、HMG-IY(high mobility group protein-I[Y]),prothymosin-α,ornithine decarboxylaseなどの細胞周期によりその発現が変動する遺伝子群であった。これらのcDNA中で未知の新規遺伝子RA3は、細胞の増殖期に発現しており、細胞密度が上昇し接触阻止による増殖抑制が働くとその発現が抑制される。一方、接触阻止による本遺伝子の抑制はHPV16-E6蛋白質により解除されることを確認した。この新規遺伝子の塩基配列決定は、ほぼ完了した。cDNAサイズは、1.3kbで、コーディング領域に他の既知の遺伝子とのホモロジーはなく、特徴的なモチーフ等も見いだされなかった。特徴的なモチーフ等が見いだされないため、現在のところ、この遺伝子の果たす役割等の推測が困難である。この新規遺伝子の塩基配列決定の結果、cDNAサイズは、1.3kbで、コーディング領域に他の既知の遺伝子とのホモロジーはなく、特徴的なモチーフ等も見いだされなかった。一方、本遺伝子発現は、prothymosin-αおよびJUNの発現と連動していることが明かとなったが、prothymosin-α発現は、c-myc遺伝子プロモーターのE2Fモチーフを介してHPV16E6により活性化されていた。また、JUN/ATF2へテロダイマー形成をHPV16E6が促進し、CREモチーフを持つ下流の遺伝子群が活性化されることが明らかになった。
災害死をデータ化して防災に還元する

本研究では国際的に用いられているInterpol式チャートに基づいた「日本版DVIチャート」を作成し、これをアプリケーションとして電子化し、医師、歯科医師、警察など大規模災害における検視検案作業従事者がそれぞれ簡便に入力できるモデルを作成することを目的としている。平成30年度では、学会への参加により災害時の医学的対応の現況の情報収集を行い、またデータベースの基礎となるチャートに関して検討を行った。研究採択後の異動により、機関間での移行手続きに遅延が生じた。また本研究では、災害時における死体検案等の作業の記入フォームとしてINTERPOL guidelineに準じた書式を導入し、災害訓練内で試用することが必要であったが、予定していた災害訓練が悪天候により中止になったため、予定の運用を行ことができなかった。当初の研究計画に従い、初年度で達成できなかったInterpol式DVIチャートの試験運用を次年度の訓練内で作業できるように、日本版チャートの作成、スコアリングなど行い、アプリケーション作成へと進めていく。同時に、国内外での学会、訓練参加により、災害時のDVI活動のほか、救助、トリアージから連続した災害対応の中で、他機関との連携の在り方についても検討を行う。異動に伴う移管手続きに時間を要したこと、研究の一部で行われる予定であった訓練が中止になったことなどから当初の計画で予定されていた物品購入や多機関での災害訓練視察などができず、次年度使用額が生じたものである。次年度では、本年度未使用分と合わせ、早急に物品の購入等の手続きを完了する予定である。
血漿Mg^<2+>の血液凝固カスケケードにおける役割の解明

本研究は血液凝固第IX因子に及ぼすMg^<2+>の影響を解明することを目的として行った。特にIXa因子による下位の凝固因子の活性化(すなわち酵素としての機能)に及ぼすMg^<2+>の影響の解明を重点においた。(1)IXa因子によるX因子活性化へのMg^<2+>の影響IXa因子/VIIIa因子/リン脂質複合体によるX因子活性化をCa^<2+>単独時とCa^<2+>、Mg^<2+>の両者を共存させたときで比較し、この反応へのMg^<2+>の影響を観察した。その結果、Mg^<2+>は補助因子であるVIIIa因子とIXa因子の相互作用を強めることで、酵素複合体の見かけの活性を亢進させることを明らかにした。(2)血液凝固反応におけるMg^<2+>の役割の解明(1)の検討の結果をもとに実際の生体試料である血漿を用いた凝固試験を行った。Mg^<2+>の存在下ではIXa因子で開始した凝固時間が大幅に短縮した。さらに生理的な凝固反応の開始因子である組織因子の添加によって開始された凝固時間もMg^<2+>により短縮されることを確認した。以上の結果より生体内の血液凝固反応において実際にMg^<2+>が重要な役割を果たしていることを明らかにし、その生理作用を確立した。なお本研究の成果は学術雑誌に投稿中である。
出穂後のイネ葉鞘におけるデンプン代謝の制御と登熟との関係

イネは出穂期までに茎部である葉鞘などに多くのデンプンを蓄積し,それをコメの登熟に利用している.よって,出穂期以降の葉鞘におけるデンプン分解に関わる仕組みを解明することは,コメの収量を向上させるために必要な課題である.本研究では,デンプンを蓄積する細胞小器官であるプラスチドに局在するデンプン分解酵素として, OsBAM2とOsBAM3という2つのβ-アミラーゼを同定した.また,それらをコードする遺伝子が出穂期以降の葉鞘のデンプン分解に重要な役割を担っている可能性が高いことを示した.イネは出穂期までに茎部である葉鞘などに多くのデンプンを蓄積し,それをコメの登熟に利用している.よって,出穂期以降の葉鞘におけるデンプン分解に関わる仕組みを解明することは,コメの収量を向上させるために必要な課題である.本研究では,デンプンを蓄積する細胞小器官であるプラスチドに局在するデンプン分解酵素として, OsBAM2とOsBAM3という2つのβ-アミラーゼを同定した.また,それらをコードする遺伝子が出穂期以降の葉鞘のデンプン分解に重要な役割を担っている可能性が高いことを示した.イネの収量性向上を目指すためにはソース機能の改良が必要である.出穂期までに葉鞘に畜積したデンプンはイネ穎果の登熟のための重要なソースであるが,蓄積したデンプンの分解ならびに転流過程の仕組みについてはほとんどわかっていない.本申請課題では,デンプン分解酵素としてβ-アミラーゼに着目し,出穂後のイネ葉鞘における機能の解析を進めている.イネゲノム上にはβ-アミラーゼをコードすると予想される遺伝子が9つ存在するが,そのうちOsBAM2とOsBAM3に関して本年度は解析を進めた.これら2つのHis-tag融合タンパク質を大腸菌で発現させ,活性を測定した結果,OsBAM2とOsBAM3はβ-アミラーゼとして機能していることが明らかになった.さらに,葉鞘におけるこれら2つの遺伝子転写レベルをリアルタイムRT-PCRによって調査した.その結果,出穂後の葉鞘においてOsBAM2とOsBAM3の転写レベルの変動は異なっており,OsBAM3の転写レベルはデンプン分解が活発に生じている時期に高く維持されていることが示された.以上ことから,OsBAM3は葉鞘において機能しているβ-アミラーゼの一つであると考えられた.また,OsBAM3とOsBAM2の機能解析をさらに進めるため,それら2つの遺伝子に関する形質転換イネを作出しつつある.それに加えて,OsBAM2とOsBAM3の細胞内局在性について調査するため,GFPとの融合タンパク質の一過性発現用ベクターを構築した.イネの収量性向上のためにはソース機能の仕組みを理解することが不可欠である。本研究課題では、登熟に対するソースの一つである葉鞘蓄積デンプンの分解機構を解明し、登熟の向上へとつなげる知見を得ることを目的としている。デンプン分解酵素であるβ-アミラーゼのうち、OsBAM2とOsBAM3の細胞内局在性を明らかにするため、それらとGFPとのキメラタンパク質をタマネギ表皮細胞で一過性発現させたところ、OsBAM2とOsBAM3ともにプラスチドに局在することが示された。これら2つのタンパク質の機能解析を進めるため、OsBAM2とOsBAM3のRNAiによるノックダウン系統の作出を進めている。現在、OsBAM3のノックダウン系統では、野生型よりもOsBAM3の転写レベルが有意に低下した系統が数系統得られたため、そのT2世代の育成ならびに表現型の解析を進めている。また、連携研究者である(財)岩手生物工学研究センターの寺内研究部長とともに、同センターが所有しているイネ品種ひとめぼれの突然変異系統群からTILLING法によりOsBAM2とOsBAM3のコード領域に塩基の置換が生じた変異系統を選抜した。その中から、OsBAM3の基質結合部位であるグルタミン酸がバリンへと置換した系統が一つ得られたため、来年度はその系統の表現型を解析する予定である。イネゲノムアノテーションデータベースからα-グルカンリン酸化酵素ならびにマルトース輸送体をコードすると予想される遺伝子、OsGWD1とOsMEX1の情報を得た。リアルタイムRT-PCRによりイネ葉鞘における転写レベルの変化を解析した結果、出穂前の早い段階から葉鞘のデンプン含量の減少が生じているインド型品種では、OsGWD1の転写レベルが日本型品種と比べて有意に高いことが明らかになった。来年度はOsGWD1の機能解析を進めるための形質転換体の作出を進める。イネの収量性向上のためには穎果の登熟に対するソース機能の仕組みを理解することが不可欠である。本研究課題では,登熟に対するソースの一つである葉鞘蓄積デンプンの分解機構を解明し,登熟の向上へとつなげる知見を得ることを目的としている.昨年度までに,出穂期前後の葉鞘において転写レベルが高く,その翻訳産物がプラスチドに局在することを明らかにした2つのβ-アミラーゼ遺伝子,OsBAM2とOsBAM3について,本年度はその機能解析を進めるために,それぞれの発現抑制系統をRNAi法により作出することを目指した.その結果,転写レベルが野生型よりも有意に低下した系統が,OsBAM2については2系統,OsBAM3については1系統得られた.また,OsBAM2とOsBAM3が同時にノックダウンされた系統を作出する

ため,ベクターを構築し,形質転換を実施し,現在は数系統の形質転換体が得られている.さらに,OsBAm2およびOsBAM3の過剰発現系統についてもそれぞれアグロバクテリウム法により作出し,OsBAM2については現在数系統の形質転換体が得られている.α-グルカンリン酸化酵素(Glucan,water dikinase, GWD1)はシロイヌナズナにおいて葉のデンプン分解に重要な役割を担っていることが明らかにされている.そこで,イネにおいてGWDをコードすると予想されるOsGWD1遺伝子の転写レベルを日本型とインド型品種の葉鞘で解析した結果,インド型品種の葉鞘において出穂後に特にその転写レベルが高くなることがわかった.インド型品種の葉鞘蓄積デンプンは,出穂後に日本型品種よりも速やかに分解されることが我々の今までの研究から明らかにされているが,OsGWD1の転写レベルが高いことがその要因のひとつであるかもしれない.
非侵襲的神経新生誘導技術の開発と実験的損傷脳への応用

拡延性抑制(SD)とは、神経細胞の一過性脱分極現象であり、脳内直流電位上では伝搬性の波紋として観察される。このSD現象は、てんかん発作誘発性電気的刺激や、膜ポンプ機能の低下を招く化学的刺激(塩化カリウムの局所注入)で誘発することができる。脳の胎生期には、SD様の一過性細胞内カルシウム流入の波現象が観察されているが、その意義は不明である。本研究では、SDを繰り返し脳内にて発生させることで、脳室下壁に存在する神経幹細胞を活性化し、それらの細胞分裂を促進する。また、前頭脳室下壁における幼弱神経細胞の数を増加させ、さらに、同箇所以外、基底核、あるいは、脳皮質といった幼若神経細胞とは無縁と考えられた領域に、新たな神経細胞を生じさせることを明らかとした(2005,36,1544-50,Stroke)。そして、このSD刺激後に観察された脳内幹細胞の活性化には、脳内において普遍的に存在している神経栄養因子の一種、脳由来神経栄養因子(BDNF)の産生増加が関与すると考えられた。しかしながら、BDNFを増やすための塩化カリウムの脳内注入手法を、そのまま臨床へ応用することは困難であった。脳内BDNFを増加させるため、SD刺激以外の、さらに安全な手段があれば、神経幹細胞を活性化できる可能性がある。電気的な刺激手段を用い、脳内BDNFを安全に増加させる新たな技術の開発を試みた結果、生体に対する高電圧印加が、脳内BDNF量を有意に増加させることを発見した(2006年、米国神経科学学会発表)。一定の高電位刺激がマウス脳内のBDNFを安全、かつ、有意に増加させることを確認し、その時間経過、印加電圧と脳内BDNF量との関連、増加したBDNFによる脳保護効果の検討、さらに、それによる記憶能の変化に関する検討を行った(2007年、国際脳循環代謝学会発表、2007年、米国神経科学会発表予定)。細胞分裂により、新たな神経細胞を生み出すことのできる神経前駆(幹)細胞は、ヒトをも含めた哺乳類脳内に成長発達後も残存しており、常時、一部の領域において新生神経を生産していることはすでに知ちれている。また、それらの内在性神経前駆細胞を活性化させ、神経細胞の産生、増殖を促す刺激として、脳虚血負荷あるいは、持続的てんかん発作誘発刺激が報告されている。しかしながら、これら両刺激は直接的に脳に傷害を与えるため、脳損傷修復を目的とした内在性神経幹細胞の活性化、いわゆる脳再生医療への応用は困難である。脳における局所の一過性可逆性脱分極現象である拡延性抑制、spreading depression(SD)は正常脳に対しては、無害であることが知られ、さらに、これら内在性神経前駆細胞を刺激する脳虚血あるいは、てんかん発作といった両病態に共通する随伴堤象である。本年度は、脳虚血あるいは、てんかん発作誘発刺激ではなく、SD単独刺激が内在性神経前駆細胞を活性するが否かを検討した。8-9週令雄性Sprague-Dawleyラットを用いて、化学的にSDを誘発した。具体的には、体内埋め込み型浸透圧ポンプ内に充填した高濃度塩化カリウムをカテーテルにて誘導し、脳皮質(somatosensory area)内に48時間にわたり持続(1 microl/h)注入した。ポンプ装着中に脳皮質においてモニターした直流電位においては、連続的にSD波が生じていいることが確認された。

脳内塩化カリウム持続注入による連続的SD刺激終了の1、3、6、12日後、深麻酔下に脳を取り出し、前頭葉側脳室・脳室壁下層(forebrain subventricular zone, fSVZ)に存在する神経前駆細胞を含む細胞群の動態に関して免疫組織化学的手法を用いて観察した。その結果SD刺激終了時点より、1-3日後には、分裂活性の指標であるPCNA(proliferating cell nuclear antigen)の免疫活性を示す細胞数および細胞分裂像(mitotic figures)が、また、3-12日後にはポンプ装着後に細胞分裂を経た指標であるBrdU陽性細胞数がそれぞれ有意に増加した。さらに、SD刺激の6日後にはBrdU免疫活性と幼若神経細胞の指標であるbeta-tubulin IIIに対する免疫活性を併せ持つ細胞(新生神経細胞)数が有意に増加した。以上の結果より、SD刺激はfSVZに存在する内在性神経前駆細胞を刺激し、同領域での新生神経の産生及び増殖を促すことが明らかとなった。成長発達後の脳内において新たな神経細胞を生み出すことのできる神経前駆(幹)細胞は、ヒトをも含めた哺乳類脳内に残存しており、持続的に脳の特定の領域へのみ新生神経を生産し続けている。そして、この持続的神経新生は、長期のてんかん発作誘発刺激や脳虚血性刺激により顕著に活性化し、局所での新生神経数が増加することはすでに知られている。これまでの本研究により、これらの脳傷害を伴う刺激を用いずとも、長期にわたる拡延性抑制(Spreading depression, SD)による刺激が、Sprague-Dawleyラット脳室壁下層において、てんかん発作や虚血性刺激と同様に内在性神経前駆細胞を活性化させることを見出した。本年度は、さらにSD刺激が、前脳脳室壁下層(forebrain subventricular zone, SVZ)のみならず、その他の脳領域、すなわち、通常は、新生神経細胞が出現し得ない基底核や脳皮質においても、細胞分裂後のマーカーであるBrdUと幼若神経細胞(early committed neurons)のマーカーであるbeta-tubulin IIIに二重にラベルされる細胞(異所性新生神経細胞)が多数出現することを見出した。長期SDによる脳傷害の有無を検討した結果、これらの脳領域における。成熟神経細胞(NeuN陽性細胞)数や神経突起(Bodian's silver stain)の染色密度には、刺激前と比して変化なかった。すなわち、長期SDの誘発により、正常脳に神経損傷が生じ、そのことが、これらの異所性新生神経細胞産生に寄与したのではないということを証明した。また、長期SD刺激後の急性期には、アポトーシスを示すTUNEL陽性細胞の出現がないことも確認した。さらに、これらの異所性変化が長期SDによるものであることを証明するために、SD波出現に対する抑制作用を有するNMDA受容体阻害剤であるMK-801をSD誘発モデルに前投与したところ、これらの内在性神経活性化は消失した。すなわち、長期SDや塩化カリウムの局所持続的注入による脳傷害ではなく、正常脳を伝播するSD波刺激こそが内在性神経前駆細胞を活性化させ、異所性新生神経様細胞を出現させていることが明らかとなった。成長発達後の脳内において新たな神経細胞を生み出すことのできる神経前駆(幹)細胞は、ヒトをも含めた哺乳類の脳に存在しており、持続的に脳の特定の領域へのみ新生神経を生産し続けている。そして、この持続的神経新生は、長期のてんかん重積や脳虚血性刺激により活性化し、局所での新生神経数が増加することが知られていた。
有機高分子多点吸着膜と表面粗さ形状とのマッチングによる摩擦低減効果に関する研究

本研究では,高分子化合物の多点吸着膜と表面粗さに起因するマイクロ流体潤滑効果とのマッチングによる低摩擦メカニズムの構築を目的とする.高分子化合物として多数の官能基を有するポリメタクリレート(PMA,Polymethacrylate)を用いて,極低速を含む広い速度範囲における速度変化試験,および昇温試験など各種摩擦試験を実施した.得られた実験結果より,高分子多点吸着膜の摩擦低減効果を明らかにし,摩擦低減効果を発揮するための最適な高分子鎖構造モデルを提案した.また,表面粗さとして異方性粗さを導入し極低速を含む広い速度範囲における摩擦試験を実施した.その結果,直交粗さにおける摩擦低減効果は,粗さに起因する微視的な流体潤滑効果の発生のみならず,吸着膜の形成状態に依存する付加的な荷重支持効果の発生という双方の性質の相乗作用により発現することを明らかにした.有機分子吸着膜による低摩擦機構への転換として,低速度・高荷重などの厳しい摺動条件において吸着膜の脱離・配向性の消失を防止し優れた摩擦低減効果を発現させるために,多官能性高分子化合物の分子設計および表面粗さ付与によるマイクロ流体効果の発生とのマッチングにより,高分子の吸着挙動を制御し,高分子吸着膜による低摩擦メカニズムの構築を最終目的とする.平成23年度では,多官能性高分子の多点吸着挙動を評価し,摩擦低減効果を発揮するための最適な高分子鎖構造モデルを提案した.最終年度の平成24年度では,表面粗さとして異方性粗さを導入し,多官能性高分子として極性基を多数有するポリメタクリレート(PMA, Polymethacrylate),および直鎖脂肪酸や直鎖アルコールなど直鎖アルキル基と1つの極性基を有する直鎖有機化合物をそれぞれ使用し,極低速を含む広い速度範囲における摩擦試験を実施した.各々の摩擦特性を評価した結果,異方性粗さの直交方向粗さ(直交粗さ)にて顕著な摩擦低減効果が発現し,その効果は極性基の種類や数により異なることが明らかになった.直交粗さでは,粗さ突起間に停滞する潤滑油が突起先端接触部に適度に供給され,集中接触の増大に伴う潤滑油のくさび作用により微視的な流体効果(Micro-EHL効果)が発生し,吸着膜を補助する付加的な荷重支持効果であると考えられていたが,本実験結果から吸着膜の吸着性や状態に起因する負荷圧も同時に発現していることが示唆された.この負荷圧を吸着膜の状態変化に基づく浸透圧現象によるものと結論付け,直交粗さにおける摩擦低減効果は,粗さに起因する微視的な流体効果の発生と,高密度吸着膜の浸透現象よる荷重負荷圧の発生という双方の性質の相乗作用により発現するというメカニズムを提案した.本研究では,高分子化合物の多点吸着膜と表面粗さに起因するマイクロ流体潤滑効果とのマッチングによる低摩擦メカニズムの構築を目的とする.高分子化合物として多数の官能基を有するポリメタクリレート(PMA,Polymethacrylate)を用いて,極低速を含む広い速度範囲における速度変化試験,および昇温試験など各種摩擦試験を実施した.得られた実験結果より,高分子多点吸着膜の摩擦低減効果を明らかにし,摩擦低減効果を発揮するための最適な高分子鎖構造モデルを提案した.また,表面粗さとして異方性粗さを導入し極低速を含む広い速度範囲における摩擦試験を実施した.その結果,直交粗さにおける摩擦低減効果は,粗さに起因する微視的な流体潤滑効果の発生のみならず,吸着膜の形成状態に依存する付加的な荷重支持効果の発生という双方の性質の相乗作用により発現することを明らかにした.有機分子吸着膜による低摩擦機構への転換が求められている背景から,低速度・高荷重などの厳しいしゅう動条件において吸着膜の脱離・配向性の消失を防止し摩擦低減効果を維持することが要求されている.本研究では,多官能性高分子化合物の分子設計および表面粗さ付与によるマイクロ流体効果の発生とのマッチングにより,高分子の吸着挙動を制御し,高分子吸着膜による低摩擦メカニズムの構築を最終目標とする.平成23年度では,高分子の多点吸着性の向上と高分子吸着膜における高分子鎖構造の評価を目的として,官能基化されたポリメタクリレート(PMA, Polymethacrylate)を用いて,極低速を含む広い速度範囲における速度変化および昇温試験など厳しいしゅう動条件における摩擦試験を実施した.官能基化されたPMAでは,官能基濃度(PMA中の官能基数)が増大するにつれて,極低速域や高温度など厳しい条件にもかかわらず,低い摩擦係数を示すことが明らかになった.この結果より,多官能性高分子化合物では,多数の官能基が吸着点を担う多点吸着により吸着膜が形成されるため,分子が容易に脱離せずに摩擦面に維持され,低速域や高温度条件においても吸着膜を維持し摩擦を低減することが示唆された.さらに,極性が異なる数種類の潤滑油基油に添加したPMAに着目し,極性基油におけるPMAの増粘効果,誘電緩和現象,摩擦挙動を測定し相互の関連性を明らかにした結果,膨潤状態や糸鞠状など高分子鎖構造の変化に伴い,摩擦低減効果が異なることが示された.また,高分子の電気的性質として誘電緩和現象を応用することにより,多官能性高分子化合物の多点吸着挙動を評価することが可能であることを明らかにした.平成23年度は,多官能性高分子化合物の多点吸着性の向上と吸着膜における高分子鎖の構造の評価を実施した.

さらに,多点吸着性の向上をもたらす官能基の割合など分子設計に関する基礎的知見が得られ,高分子鎖の構造と摩擦低減効果の関連性も明らかになっており,本研究はおおむね予定どおり進展していると思われる.平成24年度は,多官能性高分子化合物から形成された多点吸着膜の摩擦低減効果を明らかにするために,マクロスケールで形成された多点吸着膜から潤滑油分を除去し,軽荷重・無潤滑下でマクロスケールの摩擦試験を実施して,吸着膜自身の真の摩擦特性を評価する.また,ポリマーブラシ膜など種々の高分子膜におけるマイクロ摩擦特性の比較評価を実施して,優れた摩擦低減効果を発揮する最適は高分子鎖構造のモデルを検討する.同時に,本研究の最終目標である多点吸着膜と表面粗さとのマッチング効果を達成するため,表面粗さやテクスチャを導入し,多官能性高分子化合物の多点吸着挙動や摩擦低減効果に及ぼす表面テクスチャの影響を明らかにする.得られた結果より,表面粗さと多点吸着膜の相乗的摩擦低減メカニズムを提案する.平成23年度は,当初予定していた学会発表などの出張がなくなったため,旅費や謝金などから未使用見込額が生じた.平成24年度は,この未使用見込額を物品費として計上する.平成24年度において,物品費は,摩擦試験関連や分析機器関連の消耗品として使用する.予定である.また,旅費では,12回の国内発表による出張費として使用する.謝金・その他として,学内で相互利用が可能である高度な分析器類(課金制)の使用料として用いる予定である.
カジュダン・ルスティック多項式への量子対称対の表現論によるアプローチ

本年度の初めの1か月半は,昨年度末に引き続きヴァージニア大学に滞在し,Huanchen Bao, Weiqiang Wangと量子対称対のi-標準基底に関する共同研究を行った.特に,今まで知られていた結果よりも広いクラスの表現に対して,そのi-標準基底の存在を証明した.また,その応用として直交斜交スーパー・リー代数のBGG圏の既約指標を完全に決定した.本研究の主な研究対象であるカジュダン・ルスティック多項式は,i-標準基底の一例であるため,一般のi-標準基底に関する上記の共同研究は,本研究を遂行するための重要なステップとなった.次に,AIII型の量子対称対の「大域的i-結晶基底」という概念を導入し,その基本的な性質を調べた.この研究によって、大域的i-結晶基底は,AIII型の量子対称対の表現やi-標準基底の構造を調べる基本的な道具となることがわかった.特に,カジュダン・ルスティック多項式を量子対称対の表現論として捉えることが可能になった.最後に,上記の結果を応用して「周期的カジュダン・ルスティック多項式の有限性」という問題に取り組んだ.周期的カジュダン・ルスティック多項式は通常のカジュダン・ルスティック多項式と異なり,アフィン量子対称対の表現のi-標準基底の一例である.アフィン量子対称対は2つのAIII型の量子対称対で生成される代数であるため,周期的カジュダン・ルスティック多項式をその2つの量子対称対に制限することで,その性質を詳しく調べることができる.これによって上記の問題はいくつかの具体例では解決されたが,完全に一般的な状況で解決するには至らなかった.これは,AIII型の量子対称対の表現のi-標準基底や大域的i-標準基底についての理解をさらに深めていくことで解決できると考えている.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的はカジュダン・ルスティック多項式を量子対称対の表現論という新しい視点から解析することである。カジュダン・ルスティック多項式はヘッケ代数及びその表現に現れる標準的な基底(カジュダン・ルスティック基底)とある別の基底の間の変換表列の成分に現れる多項式のことで、半単純リー代数・ヘッケ代数・量子群の表現論において重要な役割を果たすことが知られている。一方、量子対称対とは量子群のある余イデアル部分代数のことで、AIII型と呼ばれる特別な場合には、B・C・D型のヘッケ代数とシューア双対性を満たすことが知られている。従って、量子対称対の表現論はヘッケ代数のそれと密に結びついていると言える。本年度はまず量子対称対の表現論において最高ウェイト理論を確立した。これにより、ある適切な表現圏における既約表現を全て分類することに成功した。次に、結晶基底の理論を導入し、その性質を調べた。その結果、量子対称対の結晶基底は通常の結晶基底と同様に、表現の組合せ論的な性質を抽出していることがわかった。また、Wangらとの共同研究において、アフィン量子対称対とアフィン・ヘッケ代数の間にシューア双対性が成り立つことを証明した。これにより、周期的カジュダン・ルスティック多項式がアフィン量子対称対の表現論で捉えられるという更なる確証が得られた。年度末にはヴァージニア大学のWang氏を訪ね、量子対称対の表現論とその標準基底について議論を重ねた。特に、スーパー・リー代数のBGG圏の研究への応用が期待される考察を得た。研究実施計画に従って量子対称対の表現論において最高ウェイト理論を確立し、結晶基底の理論を導入することで適切な表現圏における既約表現を分類し、各既約表現の構造を組合せ論的に記述することに成功した。この結果はアフィン量子対称対の表現論やヘッケ代数の表現論などにおいて様々な応用が期待できる。また、Wangらとの共同研究において、アフィン量子対称対とアフィン・ヘッケ代数との間にシューア双対性が成り立つことを証明した。この結果は、今後の周期的カジュダン・ルスティック多項式の研究への応用が大いに見込まれるものである。以上の理由から、おおむね順調に進展していると判断する。本年度の初めの1か月半は,昨年度末に引き続きヴァージニア大学に滞在し,Huanchen Bao, Weiqiang Wangと量子対称対のi-標準基底に関する共同研究を行った.特に,今まで知られていた結果よりも広いクラスの表現に対して,そのi-標準基底の存在を証明した.また,その応用として直交斜交スーパー・リー代数のBGG圏の既約指標を完全に決定した.本研究の主な研究対象であるカジュダン・ルスティック多項式は,i-標準基底の一例であるため,一般のi-標準基底に関する上記の共同研究は,本研究を遂行するための重要なステップとなった.次に,AIII型の量子対称対の「大域的i-結晶基底」という概念を導入し,その基本的な性質を調べた.この研究によって、大域的i-結晶基底は,AIII型の量子対称対の表現やi-標準基底の構造を調べる基本的な道具となることがわかった.特に,カジュダン・ルスティック多項式を量子対称対の表現論として捉えることが可能になった.最後に,上記の結果を応用して「周期的カジュダン・ルスティック多項式の有限性」という問題に取り組んだ.周期的カジュダン・ルスティック多項式は通常のカジュダン・ルスティック多項式と異なり,アフィン量子対称対の表現のi-標準基底の一例である.

アフィン量子対称対は2つのAIII型の量子対称対で生成される代数であるため,周期的カジュダン・ルスティック多項式をその2つの量子対称対に制限することで,その性質を詳しく調べることができる.これによって上記の問題はいくつかの具体例では解決されたが,完全に一般的な状況で解決するには至らなかった.これは,AIII型の量子対称対の表現のi-標準基底や大域的i-標準基底についての理解をさらに深めていくことで解決できると考えている.まず、量子対称対の表現論において大域的結晶基底の理論を導入し、その性質を調べる。大域的結晶基底の理論が確立すれば、結晶基底の組合せ論的な性質と合わせて、各表現の構造をより詳細に調べられるようになる。次に、アフィン量子対称対のある表現に、アフィン量子対称対の作用と両立するような対合を構成する。この対合は、構成のしかたから、三角性や整性といった重要な性質を持つことが期待され、したがって大域的結晶基底を持つことが証明できる。さらに、この表現がアフィン・ヘッケ代数の周期的加群と同型であることを示し、両者の標準的な基底を同定することで、周期的カジュダン・ルスティック多項式をアフィン量子対称対の表現論の枠組みで捉える。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。