hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
東海・関東地域をターゲットとした地震発生直前過程における電磁現象の基礎研究

東海地震の固着域にまで侵入しているのかについて,国土地理院の観測と併せる事により,より精密な情報が得られる事となった.さらに本科研費の目標の一つである力学的現象と電磁気学的な現象との相互関係を明らかにすることに資するデータが得られるものと期待される.データベースに関しては,当初計画どおり,千葉大学理学部にミラーサーバーを立ち上げ,東海大学と同等のデータセットを常時保有するシステムを構築した.データ処理では,独立要素解析(ICA)だけでなく,主成分解析(PCA)の固有ベクトルも解析できるようになり,2000年夏の三宅島噴火をきっかけとする激しい群発地震活動に伴い,ULF帯の電磁放射来方位を決める事にも成功した.地震学でいえば,トリパタイト(アレー)観測により,ようやく地震電磁気学の分野でも震源決定ができるようになったと言える.前駆的な現象は将来の地震発生の領域で発生している事は十分予測される事であり,地震電磁気学に大きな歩をしるすことができたと考えている.平成16年度までに整備されてきた電磁気観測網を引き続き良好な状態で維持し,地磁気・地電流データの記録を実施した.地殻変動観測では,東海スローイベントに対応すべく,別途予算でGPS観測網を国土地理院のGEONET観測網の隙間を埋めるように展開を行った.特にGPSの短期変動(数秒から1000秒程度の変動)と電磁気学的な変動との相互相関関係について予備的な解析を実施し,周期100秒前後の佐久間観測点の地磁気鉛直成分と,東海スロースリップの消長との間に関連が認められる可能性が発見できた.地電流解析については,独立要素解析を適用することにより電車からの漏洩電流に起因するノイズを15dBほどは確実に低減できる事が判明した.そしてより精度を上げて地下の状態を監視するために,核燃料サイクル機構と協力し,能動的地下構造監視の一手法である電磁アクロスシグナルを東海大学観測網で受信するという長距離送信実験を行い,440Amダイポールモーメントで送信されたシグナルを約2週間のデータスタッキングで40km離れた観測点で受信する事に成功した.従来電磁アクロスの最大の問題点であった長距離送信の実証実験を初めて成功させた試みと位置づけられ,将来のプレート境界固着域の電磁的な監視に道を開くものといえよう.さらに海洋研究開発機構と共同で,初島沖海底ケーブルに海底電位差磁力計を接続し,常時観測を開始した.データベースについても千葉大学との間に設置したミラーサーバーを常時運用すると同時に,これまでマニュアル処理していた地磁気偏波解析の自動化(WWWでの表示を含む)を実施した.これまでの基盤研究等により整備されてきた電磁気観測網を引き続き良好な状態で維持し,地磁気・地電流データの収録を実施した.
単一ハライドペロブスカイトナノ結晶における電界発光及び光物理過程の研究

有機無機ハライドペロブスカイトが優れた光物理的特性を持ち、発光デバイス、ディスプレーなど次世代の光・電子デバイスの材料として注目されている。しかし、ハライドペロブスカイトナノ結晶を発光体として用いた電界発光デバイスの効率が低いことが課題として残っている。本研究では、単一粒子分光法を用い、ペロブスカイトナノ結晶の基礎的な光物理特性を解明することを目的にする。ペロブスカイトの構造および表面特性と発光特性の関係に注目し、発光ブリンキング、スペクトル拡散などの現象を明確にする。電界発光デバイス効率の向上を目指し、本研究の成果がナノスケール光・電子デバイスの開発のフィードバックになることを期待する。
対物レンズ入射型エバネッセンス顕微鏡によるイオンチャネル動態の解析

本研究では、チャネル分子内の電圧感受性膜貫通セグメント(S4)の動きを捉え、膜電位というタンパク構造の調節要因がどのようにイオン透過部の構造変化に到るのかという点を解明することを目的とした。光学的な一分子測定の技術を用い、アフリカツメガエルの卵母細胞に発現させたKチャネルにおいて、電圧感受性ドメインに蛍光色素(テトラメチルロダミン)を結合させ、ゲート1個を対象にした動作解析をした。膜電圧を60mV脱分極にした場合とそれに続いて120mV脱分極した場合では、一分子像と思われる蛍光点の光量変化に基づくゲートの静止位置からの変位量は、電圧にアナログ的に比例する部分があったが、全体としてはAll-or-Noneのデジタル的な反応となった。分子的な揺らぎによる状態の確率的な振動を直接的に検出することはできなかったが、量子的な反応が現れる電位依存性を得た。これは、ゲーティングセグメントがデジタル的に動いている可能性を示唆した。Kチャネルは、4量体構造を持つことで、各ゲーティングセグメントが多数決の用にイオンコンダクタンスを調節するD/D変換器であり、統計的にOpen-Closeの2状態をとるものであることが一応の結論となった。ただ、確立的な振動が観察されない理由として、細胞膜の凹凸が激しく、膜電圧固定が不完全である可能性も残された。対物レンズを用いる照明光学系の応用としてスリット照明法を開発し、神経終末の反応に応用し、開口放出とエンドサイトーシスをイメージングで捉えることができた。開口放出の高速(5ms/frame)観察に成功した。しかし、電位シグナルの方は明瞭には取れなかった。観察対象が小さい部分であることと、チャネルの発現量が低いことが問題として残された。蛍光輝点の効率的な解析を行うことを目指して、今年度は、ピエゾ駆動ステージの組み込み開発を進めた。装置の完成に近づいたが、それによるデータを取るには至らず、実験としては、旧来の装置を使用したデータとりを進めた。ゼノパスの卵母細胞に、mRNAを注入し、351番セリンをシステインに置き換えたShaker Kチャネルを発現させ、2本電極刺入による膜電圧固定下に、細胞膜を脱分極させた。システインにデトラメチルロダミンを標識しエバネッセンス顕微鏡下に蛍光輝点の光強度変化を観察した。120mVの脱分極パルスに応じて、輝点の明るさは5080%の変化を示さないものとがあった。変化を示すのもと全く変化を示さないものは、Shaker Kチャネルに結合した色素ではなく、他の内在性膜タンパクのシステインに結合したものであると解釈した。変化を示したものについてさらに調べると、明るさ変化のベースラインに2種類があった。すなわち、静止電位に固定したときの明るさが、一分子蛍光強度ほどのレベルであり、励起光の照射下でその明るさがステップ状に落ちるものと、静止電位に固定したときの明るさが低く、脱分極時の信号が大きく、脱分極パルスを間欠的に与えているにもかかわらず、光信号がまったくでなくなるタイプである。このときの、光信号の大きさは、100%を超える。ベースラインがほぼ0に近い状態であることを考えると、信号変化分はさらに大きいことも考えられる。この結果は、Kチャネルの複数のサブユニットに標識が入り、それらはお互いに強度を高めるような相互作用をすると仮定すると説明できるが、この点について、次年度は、ピエゾ装置を組み合わせ、高速記録を録ることによって研究を進めたい。広い領域に光照射して細胞膜上に反応する蛍光輝点を見出し、標本を動かしてその反応する輝点を顕微鏡視野中心に移動させてそこだけに励起光を狭めて、反応の時間経過を測定するという方法をとった。これによって、他の輝点の退色を防ぐことに成功した。

しかし、チャネル活動に由来すると思われる蛍光輝度変化が高速(ミリ秒)の膜電圧変化に追随しないという特性があることが分かった。これは、次の可能性のいずれかを示唆している。輝点として見えるものがまだ単一の蛍光色素を代表していないこと(チャネルは4つのサブユニットからなるので可能性が高い)、色素が付いている電圧感受性セグメントの動きがデジタル的(本研究の結論となる?)ということ、膜電圧固定が観察している細胞膜の領域において不完全なものとなっている(修正は卵母細胞では困難)ということである。最終年度にこれらの可能性を判別し、最終結論を出す必要がある。これに加えて、HEK297細胞にてチャネルを発現させることを試みた実験の段階には、RNAの注入、本来的に存在する膜上のシステインをポリグルタミンマレイマイドによりブロックする、Kチャネルを発現させる、それをテトラメチルロダミンマレイマイドにより修飾する、膜電位固定法により細胞膜に脱分極刺激を与える、蛍光強度変化を測定する、などがあり、各段階の効率を評価した。結果、発現したチャネルが細胞膜に移行する段階が最も困難な過程であった。すなわち、発現タンパクが細胞内に留まる傾向があった。これは、GFP化チャネルの振る舞いとも一致していた。この段階をカエルの卵母細胞のように効率よく進ませることが課題となった。本研究では、チャネル分子内の電圧感受性膜貫通セグメント(S4)の動きを捉え、膜電位というタンパク構造の調節要因がどのようにイオン透過部の構造変化に到るのかという点を解明することを目的とした。光学的な一分子測定の技術を用い、アフリカツメガエルの卵母細胞に発現させたKチャネルにおいて、電圧感受性ドメインに蛍光色素(テトラメチルロダミン)を結合させ、ゲート1個を対象にした動作解析をした。膜電圧を50mV脱分極にした場合とそれに続いて100mV脱分極した場合では、一分子像と思われる蛍光点の光量変化に基づくゲートの静止位置からの変位量は、電圧にアナログ的に比例するという結果となった。分子的な揺らぎによる状態の確率的な振動を直接的に検出することはできなかった。これは、ゲートの振る舞いがアナログ的であることを意味している。Kチャネルは、4量体構造を持つことで、イオンコンダクタンスをアナログ的に調節するA/D変換器であり、統計的にOpen-Closeの2状態をとるものであることが一応の結論となった。ただ、確立的な振動が観察されない理由として、細胞膜の凹凸が激しく、膜電圧固定が不完全である可能性も残された。神経終末を使って、Kチャネルの蛍光信号から膜電位を光学モニターしながら、同時に開口放出をイメージングで捉えるという応用展開も進めた。この目的のために開口放出の高速(5ms/frame)観察に成功した。しかし、電位シグナルの方は明瞭には取れなかった。観察対象が小さい部分であることと、チャネルの発現量が低いことが問題であり、mRNAの注入に加えて、DNAの細胞内導入を試みる必要性もあると思われた。
東京圏プライマリ・ケア分野高度実践看護師のコンピテンシー・モデルの開発

高齢者人口が増えつづける東京圏では,地域包括ケアシステムの構築が急務である.しかし,居宅医療に携わる医師不足も影響し,タイムリーな保健・医療サービスを提供できる体制が十分に整備できていない.そうした状況の中で,一定範囲内で診療も行えるプライマリ・ケア分野高度実践看護師を活用することによって,これまで以上に住み慣れた地域で療養生活を送ることができる.本研究では,地域包括ケアに資する高度実践看護師の養成とその活用に向けて,地域住民や診療所医師,訪問看護師,高齢者施設看護師に対する調査を実施し,当該看護師に求められるコンピテンシー(知識,スキル,思考パターンなど)を明らかにする.高齢者人口が増えつづける東京圏では,地域包括ケアシステムの構築が急務である.しかし,居宅医療に携わる医師不足も影響し,タイムリーな保健・医療サービスを提供できる体制が十分に整備できていない.そうした状況の中で,一定範囲内で診療も行えるプライマリ・ケア分野高度実践看護師を活用することによって,これまで以上に住み慣れた地域で療養生活を送ることができる.本研究では,地域包括ケアに資する高度実践看護師の養成とその活用に向けて,地域住民や診療所医師,訪問看護師,高齢者施設看護師に対する調査を実施し,当該看護師に求められるコンピテンシー(知識,スキル,思考パターンなど)を明らかにする.
ミトコンドリア・クリステ形態を構築するロジック

ミトコンドリアの持つ複雑な形態を生み出すメカニズムについて、力学モデルを用いて研究を進めた。結果、これまでに解明されていない二つの問題、チューブ形態を生み出すメカニズムは何か、と、ミトコンドリア・クリステを生み出すメカニズムは何か、はある仮説の元で一つの同じ機構で説明できることを見出した。その仮説においてはクリステを形成する力の存在を仮定し、この力がクリステを生成・伸長させるとともに、クリステ膜が内膜へ張力を伝えることにより、ミトコンドリア概形に曲率が生じ、チューブ形態が生み出される。さらに、この機構に基づいてオイラー・ラクランジュ方程式を解くことにより、エネルギー的に安定なミトコンドリア形態を求めたところ、ミトコンドリアチューブ形態には所々に"くびれ"が生じることが分かった。ミトコンドリアは細胞の中で頻繁に分裂・融合を繰り返しているが、その分裂のきっかけを生み出す分子メカニズムはまだ完全には理解されていないが、このくびれは、分子的なきっかけを必要とせず、ミトコンドリア膜のエネルギー的な安定化が自発的に分裂を促進させることを示唆している。さらに、この仮説の妥当性を調べるために、既知のミトコンドリア局在分子の分布・運動がクリステへ及ぼす効果を検証した。結果、ミトコンドリア局在分子のうち、特に呼吸鎖複合体やATP合成酵素などの能動的な膜輸送とカップルした非平衡ゆらぎが、この仮説において仮定したクリステ形成力を生み出しうることを示した。ミトコンドリア概形のチューブ形態の力学モデルの研究が当初考えていたより進んだ。さらにこのモデルがクリステ形成についても説明能力があることが分かり、ミトコンドリア形態を総合的に説明するところまで行きついたことは、思っていた以上の成果である。また、この力学モデルにおいて導入した仮説であるクリステ形成力の、分子的な根拠についても説明できるところまできており、このモデル研究の方向での進展はたいへん満足のいく結果である。一方、力学モデルの研究が予想外の進展を見せたため、その進度に研究資源をさいた結果、もう一つの目標である、ミトコンドリア形態の機械学習による解析には遅れが生じた。前年度に進展した力学モデルを用いたミトコンドリア形態の仮説を精緻化するとともに、ミトコンドリア形態の機械学習による解析も進める。統計的な形を解析する手法として近年発展している、パーシステント・ホモロジー解析を用いる。これは空間的に広がりを持ったデータの集合に対し、データが持つ様々な空間スケールでのトポロジー構造を抽出し、そのエッセンスを2次元グラフへと射影する手法である。この方法は、基礎として膜のつながりが作るトポロジー構造があり、さらにそれが3次元的に高次配置されて形態を作り出しているクリステ構造を解析するのに、最適の手法である。パーシステント・ホモロジー解析より得られるデータは、形態の統計的特徴を保存しながら元の形態データにくらべ大幅に圧縮されており、このデータを機械学習にかけることにより、効率的にクリステ形態の統計分類を行う。

この方法は、基礎として膜のつながりが作るトポロジー構造があり、さらにそれが3次元的に高次配置されて形態を作り出しているクリステ構造を解析するのに、最適の手法である。パーシステント・ホモロジー解析より得られるデータは、形態の統計的特徴を保存しながら元の形態データにくらべ大幅に圧縮されており、このデータを機械学習にかけることにより、効率的にクリステ形態の統計分類を行う。
超遠縁作物間の雑種胚における染色体脱落機構の解明(II)

研究成果本研究では、コムギまたはエンバクにトウモロコシまたはトウジンビエ(パールミレット)の花粉を交配し、花粉管伸長、受精・胚発生過程の染色体行動を分子生物学的手法によって調査した。また、転座染色体を誘発し、異種植物遺伝子をコムギに導入することを試みた。すでに、コムギ×トウモロコシで、受精胚の第一分裂でトウモロコシ染色体の動原体に紡錘糸が付着しないことを明らかにしていたので、動原体タンパク質の挙動を免疫染色法で解析し、その原因究明を試みた。まず、リン酸化ヒストンH3抗体を根端の分裂細胞に適用し、3次元に観察する実験手法を開発した。しかし、本手法は雑種胚ではうまく働かず、研究期間内に動原体不全と動原体タンパク質の関係を解明することができなかった。エンバク×トウモロコシの組合せでは、トウモロコシの系統間差を調査した。この組合せでは、トウモロコシ染色体が完全に脱落せず、一部の染色体が残った個体を得ることができた。コムギ×トウジンビエの組合せでは、雑種胚におけるトウジンビエ染色体の脱落が緩慢であり、受精後7日目でもトウジンビエ染色体の一部分が残存し、残存率にはコムギの品種差が見られた。脱落過程の染色体をFISH/GISH法により調査した。その結果、トウジンビエ染色体に構造異常が見られ、またコムギ染色体にも染色体橋などの異常が観察された。さらに、トウジンビエ染色体が間期核から排除される過程が見られた。この組合せでは、コムギ×トウモロコシとは別機構の染色体脱落機構があることが明らかになった。コムギ×トウモロコシまたはトウジンビエの組合せでの初期胚にX線を照射して、脱落する前にコムギと異種植物の染色体転座を誘発させ、安定して伝達する染色体の作成を試みた。しかし、目的とする転座染色体をもつ個体は得られなかった。以上の結果より、イネ科亜科間雑種における、染色体挙動が明らかとなった。コムギの雌蕊にトウモロコシやトウジンビエの花粉を交配した時、雑種細胞において花粉親の染色体が脱落する。この原因として、花粉親種の染色体がもつ動原体が正常に機能していないことが考えられる。その原因を探るために、脱落途中の染色体の動原体タンパク質の構成の調査が必要である。本年は、そのためにまず実験手法の開発を行った。パラフォルムアルデヒドで固定したコムギおよびトウモロコシの根端細胞を、セルラーゼとペクチナーゼを利用して細胞壁を除去しプロトプラストを作った。これをアクリルアミドに封埋して、立体的に細胞を観察できる資料を作った。この資料に対し市販の動原体マーカーであるリン酸化ヒストンH3抗体を反応させ、動原体における同タンパク質の配置をデコンボリューション顕微鏡によって3次元観察を行った。この一連の実験系を確立できたので、雑種胚において動原体に関与するタンパク質の存在を調査する系の検討を行った。一方、コムギ×トウモロコシまたはトウジンビエ、エンバク×トウモロコシを行い、交雑後、植物ホルモンを処理して種子の発育を図り、胚を多数得て上記の細胞学的観察のために準備した。一方、コムギ×トウジンビエの交雑では、X-線を照射しコムギ-トウジンビエ染色体間での転座を図った。そのために、まず既存のX-線照射装置が発生するX-線が初期胚に及ぼす影響を調査した。その結果に基づき、コムギ×トウジンビエの交雑後、X-線を照射し、胚発生に及ぼす影響を調査した。

コムギにトウモロコシを交配した後、植物ホルモンを処理し、経時的に胚発生の状況を調査した。しかしながら、胚形成率が悪く(数パーセント以下)、また、実験系が不安定であり、ゲノム内での動原体特異的タンパク質の所在を解明するまでにはいたっていない。そこで花粉親とするトウモロコシの品種を変更した。その結果、約30%と高い胚形成率を示した。これにより、効率よく受精初期胚を得たが、細胞分裂増を得るには、さらなる観察法の改善が求められた。一方、エンバク×トウモロコシの交配では雑種胚を多数得ることができ、一部の胚は、トウモロコシ染色体を有することをゲノミック・in situハイブリダイゼーション法(GISH)で確認した。また、コムギ×トウジンビエでは、胚形成を確認したが、全て半数体であった。トウジンビエについては、反復DNAを抽出し、これを蛍光in situハイブリダイゼーション(FISH)のプローブにした結果、この配列が動原体周囲にあることを見出した。また、その観察過程で多糸染色体を見出した。ところで、コムギ×トウモロコシで、発生中の幼胚に様々な線量のX線を照射したが、適正線量が明らかでなかったために、胚救助を行う時期(14日後)に正常胚まで成長しているものはなかった。そこで、胚形成率が高く、胚救助が不要なコムギ×ライムギの組み合わせの交配をモデルとして行い、交配後、X線を照射して幼胚に染色体切断を誘発する適正線量を算出した。初期胚は、きわめて、X線に対して感受性が高いことが明らかになった。コムギとトウモロコシの交配では、接合子の第一分裂において、トウモロコシ染色体のほとんどが、動原体の機能不全を示し、娘細胞に入らず脱落する。これに対し、コムギとトウジンビエの交配では脱落が緩慢であり、長い期間染色体が残存することを明らかにした。脱落程度の遺伝を調査するために、パンコムギ6品種およびマカロニコムギ1品種を種子親としてトウジンビエ花粉を交配した。その結果、7日目の胚形成率および染色体残存率は有意に異なっていた。一方で、雑種胚におけるトウジンビエ染色体を識別同定するために、トウジンビエ特異的反復配列をクローニングした。この配列はトウジンビエを含むPennisetum属に広く分布し、挟動原体ヘテロクロマチンに相当する配列であった。同配列とトウジンビエゲノムDNAをプローブとした多色FISH/GISH方により、脱落過程を観察したところ、トウジンビエ染色体の脱落は動原体の機能不全によるのではなく、染色体のユークロマチン部分に構造異常がおこり、激しい断片化が原因となっていることを明らかにした。脱落前の雑種胚に、X線を照射しトウジンビエ染色体の一部分をコムギに導入させることを試みたが、FISH/GISHによる観察の結果、期待した個体は得られなかった。仮に転座が起こっていたとしても、トウジンビエのクロマチンが何らかの原因で断片化し排除され観察時には存在しない可能性がある。この結果は、超遠縁交雑によって遠縁の染色体部分が導入されたときに、特別な染色体排除機構、あるいはクロマチンが安定して存在するための条件が存在することを示唆している。
鶏卵加工廃棄物からのシアル酸の工業的新製造法の開発

シアル酸は生化学試薬として、また医薬品製造のための出発原料として、近年需要が急増しているが、その製造のための原料は、ツバメの巣などのごく限られたものとなっており、安価で大量の製造が困難な状況にあった。卵処理工場において卵成分の濾過の際に得られるカラザや卵黄膜の中には、多くのシアル酸が含まれていることに気付いたので、これを原料として工業的規模でシアル酸を製造することを試みた。これらの成分中には、シアル酸として代表的なN-アセチルノイラミン酸が高濃度で含まれているので、これを取り出すことを実験室的規模で検討した。原料を硫酸酸性下で加熱してシアル酸を遊離させ、陰イオン交換樹脂に吸着させたのち、ギ酸で溶出させ、減圧乾固、活性炭処理を行なった結果、湿カラザ試料100gより約50mg,湿卵黄膜試料100gより約175mgのシアル酸を得ることができた。これらの検討をもとに、つぎに大規模工業的製造のための製造テストを行なった。原料としては、カラザおよび卵黄膜部の混合試料800Kgを使用して、実験室的検討で得られた工程に従って処理を行なうことにより精製N-アセチルノイラミン酸を約300g得ることができた。現在試薬として市販されているN-アセチルノイラミン酸の価格は、1g約3万円と非常に高価であるが、卵は世界的に広く分布した食品であり、しかも卵の加工工場で得られるカラザや卵黄膜部は、従来は利用されず廃棄されていた部分である。従って原料は非常に安価であり、シアル酸の含量はかなり高く、かつ分離のための処理工程も比較的簡単であることから、本法によって今後はシアル酸の大量かつ安価な製造が可能となり、シアル酸を用いての研究や医薬品製造が容易になるものと期待される。
セイヨウナシ果実に含まれるデンプンがもつ生理学的意識の再評価

セイヨウナシ果実に含まれるデンプンが持つ生理学的意義を解明するために,平成11年度は,収穫後のデンプン含量の消長について検討を行った。その結果,′ラ・フランス′果実では,20°Cでの追熟中にデンプンがエチレンの生成に先駆けて急激に分解すること,また,低温処理中においてもデンプンの分解はすみやかに進行することが判明した。そこで,本年度は,低温処理中のデンプンの消長が果実の追熟におよぼす影響を検討した。実験には,適期に採取した′ラ・フランス′果実を供試した。収穫した果実は,ただちに1°C,5°Cおよび20°Cの恒温室に移した。20°C区では30日間,また,1°C区と5°C区では20日間,2日ごとに果実内エチレン濃度,果肉硬度およびデンプン含量を測定した。さらに,1°C区と5°C区については,2日ごとに3果ずつ20°Cに移し追熟を行い,2週間後に果肉硬度を測定した。その結果,果実内エチレン濃度は,20°C区と5°C区では10日目から,また,1°C区では12日目から増加し始めた。果肉硬度は,20°C区において急激に低下した。これに対して,1°C区と5°C区では,実験期間を通して,ほとんど変化しなかった。デンプン含量は,20°C区において,収穫直後から8日目までに急激に低下した。他方,1°C区と5°C区では,デンプンの分解速度は20°C区と比較して遅くなるものの,比較的すみやかに分解が進み,20日後にはほとんどが消失した。1°C区と5°C区から20°Cに移した果実の2週間後の果肉硬度は,両区ともに,低温処理を8日間以上施した場合,果肉硬度が約5Nと一定の値になった。以上の結果から,′ラ・フランス′では,8日間以上の低温処理日数が有効であることが判明した。また,この低温処理の8日間でデンプン含量が両区ともに収穫時の1/3になることから,低温処理中のデンプンの分解が低温処理の有効性にかかわっていることが示唆された。セイヨウナシ果実のデンプンに関する研究は,収獲適期の指標として用いる観点でなされたものがほとんどである。本研究は,追熟中および低温処理中のデンプンの消長を調べ,デンプンが持つ生理学的意義を解明することを目的とするものである。実験には,収穫適期に採取した'ラ・フランス'果実を供試し、半数はただちに20°Cで追熟を行い(20°C区)、残り半数は1°Cで低温貯蔵を行った(1°C区)。20°C区と1°C区それぞれにおいて、収穫後30日間毎日12果について、果肉硬度,果実内エチレン濃度(20°C区ではエチレン生成量)を測定したのち、果肉組織をサンプリングし、デンプン含量とエチレンの前駆物質である1-アミノシクロプロパン-1-カルボン酸(ACC)含量(1°C区のみ)を測定した。その結果、20°C区では、収穫後4日目までにデンプン含量が急激に低下し、7日目にはデンプンはほとんど消失した。エチレン生成量が増加したのは15日目以降であったことから、デンプンの分解はエチレン非依存性であることが示唆された。これに対して,1°C区におけるデンプン含量は、果実の個体差によるばらつきがみられたが、10日目ごろまで徐々に減少し、その後は低いレベルで推移した。1°C区における果実内エチレン濃度とACC含量は,ともに18日目以降に増加し始めた。以上の結果から、セイヨウナシ'ラ・フランス'果実では、20°Cでの追熟中にデンプンがエチレンの生成に先駆けて急激に分解すること、また,低温貯蔵中においてもデンプンの分解はすみやかに進行することが判明した。さらに,セイヨウナシでは,果実を確実にかつ均一に追熟させるために,低温処理(2°C-10日間)が行われているが,今回の実験から,低温処理の意義は,これまで考えられていたエチレン生成の誘導というよりはむしろ,デンプンの分解であることが示唆された。

デンプン含量は,20°C区において,収穫直後から8日目までに急激に低下した。他方,1°C区と5°C区では,デンプンの分解速度は20°C区と比較して遅くなるものの,比較的すみやかに分解が進み,20日後にはほとんどが消失した。1°C区と5°C区から20°Cに移した果実の2週間後の果肉硬度は,両区ともに,低温処理を8日間以上施した場合,果肉硬度が約5Nと一定の値になった。以上の結果から,′ラ・フランス′では,8日間以上の低温処理日数が有効であることが判明した。また,この低温処理の8日間でデンプン含量が両区ともに収穫時の1/3になることから,低温処理中のデンプンの分解が低温処理の有効性にかかわっていることが示唆された。
機能性資材への鉱物化による排水中フッ素・リン資源のアップグレードリサイクル

本研究では第二リン酸カルシウム二水和物(DCPD)がフッ化物イオンと反応して安定な鉱物であるフッ素アパタイト(FAp)を生成する反応を,環境中未利用リン・フッ素資源のアップグレードリサイクルに展開することを目的として種々の検討を進めている。2018年度の研究実績の概要は以下の通り。(1)DCPDから回収したFApによる脱臭性能の評価:昨年度に引き続いてFApのアンモニア吸着効果を検討した。結果,FApの結晶性とアンモニアの吸着性能に相関があることが見いだされた。この結果,FApを実際に資材として用いる際に高温での焼結等の手法は採用できず,別の対策が必要であることがわかった。(2)FApへの金属共存効果の評価・金属共存手法の構築:分担者の川井(山形大学)のハイドロキシアパタイトへの金属共存によるアンモニア吸着性能の増大に関連する成果も活用し,未だにその詳細が明らかとなっていないアパタイト系資材のアンモニア吸着機構の検討を行った。(3)DCPDの下水処理液等未利用リン資源からの回収:DCPDの反応性を向上させる方法として,DCPDに単純な組成の水溶液を用いてFApをハイブリッド化させることが有効であることを明らかにした。また,食品廃棄物の動物骨から得られる骨炭からのDCPD合成,それを用いたフッ素処理資材の開発を行った。(4)実排水の検討を加えた,資源回収システムの構築:特に回収したアンモニアの利活用法の検討を,琉球大学等と連携してすすめた。また,DCPDに炭酸カルシウムを含む未利用資材をハイブリッド化させることにより,未利用資材の処理にかかるコストを相殺できるデカップリングが可能であることを見いだした。以上の成果に基づき,最終年度の2019年度は(1)アパタイト系資材のアンモニア吸着機構の解明,(2)回収したアンモニアの利活用法の検討を進める予定。アパタイト系資材のアンモニア吸着機能が未だに明らかになっていないなど,本研究を通して新たな学術的課題が見いだされ,その推進により本研究の目的をより高度なレベルで展開できることが見いだされたこと。これまでに課題となっていた「脱臭後の資材の有効利用法」に関連して,アンモニアの利活用について検討できる目処が立ったことなど,当初の計画で想定していなかった学術的な課題に取り組むことができているため。最終年度となる2019年度は,これまでの国内外での学会発表でのフィードバックを踏まえて検討した成果を国際学術誌に投稿を積極的に進める。また未だ未解決な以下の課題に重点的に取り組み,本研究のとりまとめとしたい。(1)アパタイト系資材のアンモニア等の吸着機構の解明(2)フッ素,リン含有排水処理に対して,本成果を組み込むことによって期待される環境技術面でのデカップリング効果の検討(3)脱臭資材以外へのFApの用途展開の検討【目的】本研究では未利用資源のみからなる,排水中リン,フッ素資源のアップグレードリサイクルを最終目的として,脱臭性能を示すことが期待されるフッ素アパタイト(FAp)を代表者らが検討を進めてきた第二リン酸カルシウム二水和物(DCPD)とフッ素排水から合成,脱臭性能の評価,性能発現機構の検討等を行うことを目指している。【成果】平成29年度に得られた成果は以下の通りである。(1)DCPDから得られるFApの脱臭性能評価:DCPDと模擬フッ素排水を用いてFApを回収し,アンモニアガスの吸着性能を評価した。結果,10ppmのアンモニアガスを10分以内で検出下限以下まで吸着できる,優れた脱臭性能を示すことを見いだした。(2)金属共存効果の検討,金属イオンを含む模擬リン酸排水を用いてフッ素を含まないアパタイトである水酸アパタイト(HAp)を合成し,脱臭性能を評価した結果,アルミニウム共存時に高い吸着性能を示すことを確認した。(3)実排水への展開,資源回収システム構築:展示会出展などを通して実排水への展開を目指した。特にJST-NEDO主催のイノベーションジャパンにおいて出展を行った結果,JSTが平成30年5月に開催する中日大学フェアの新技術展示への推薦をいただくことができた。また未利用リン資源の確保については食品産業から発生するリン酸排水から合成したDCPDについて検討を行うことができた。上記の結果は国内外の学会での発表等を行ったが,来年度は論文投稿も積極的に進めたい。1)DCPDから誘導されたFApがアンモニアガスに対して優れた脱臭性能を示すことを確認できたこと。2)食品産業から発生するリン資源を活用したDCPDで1)の検討を行うことにより,カルシウム塩以外については未利用資源のみで脱臭性能を示す資材の開発に成功したこと。上記の理由により,当初の計画よりも若干早く研究が進展していると考えられる。

(2)FApへの金属共存効果の評価・金属共存手法の構築:分担者の川井(山形大学)のハイドロキシアパタイトへの金属共存によるアンモニア吸着性能の増大に関連する成果も活用し,未だにその詳細が明らかとなっていないアパタイト系資材のアンモニア吸着機構の検討を行った。(3)DCPDの下水処理液等未利用リン資源からの回収:DCPDの反応性を向上させる方法として,DCPDに単純な組成の水溶液を用いてFApをハイブリッド化させることが有効であることを明らかにした。また,食品廃棄物の動物骨から得られる骨炭からのDCPD合成,それを用いたフッ素処理資材の開発を行った。(4)実排水の検討を加えた,資源回収システムの構築:特に回収したアンモニアの利活用法の検討を,琉球大学等と連携してすすめた。また,DCPDに炭酸カルシウムを含む未利用資材をハイブリッド化させることにより,未利用資材の処理にかかるコストを相殺できるデカップリングが可能であることを見いだした。以上の成果に基づき,最終年度の2019年度は(1)アパタイト系資材のアンモニア吸着機構の解明,(2)回収したアンモニアの利活用法の検討を進める予定。アパタイト系資材のアンモニア吸着機能が未だに明らかになっていないなど,本研究を通して新たな学術的課題が見いだされ,その推進により本研究の目的をより高度なレベルで展開できることが見いだされたこと。これまでに課題となっていた「脱臭後の資材の有効利用法」に関連して,アンモニアの利活用について検討できる目処が立ったことなど,当初の計画で想定していなかった学術的な課題に取り組むことができているため。おおむね研究計画に示した方策で研究を継続するが,特に平成30年度は1)アンモニア以外の悪臭物質(硫化水素など)に対するFApの脱臭性能評価2)悪臭物質の吸着機構の評価・解明(分担者の川井に加え,北海道立総合研究機構の助言指導を受けながら行う)3)フッ素排水処理に伴う他の共存イオンによるFApの脱臭性能評価などを行う予定。最終年度となる2019年度は,これまでの国内外での学会発表でのフィードバックを踏まえて検討した成果を国際学術誌に投稿を積極的に進める。また未だ未解決な以下の課題に重点的に取り組み,本研究のとりまとめとしたい。(1)アパタイト系資材のアンモニア等の吸着機構の解明(2)フッ素,リン含有排水処理に対して,本成果を組み込むことによって期待される環境技術面でのデカップリング効果の検討(3)脱臭資材以外へのFApの用途展開の検討一部の研究課題(排水処理で得られたリン酸カルシウムの構造解析)等を平成29年度中に実施出来なかったこと,論文投稿を計画していた課題について投稿が間に合わなかったため。これらの課題については平成30年度の早い期間中に実施予定。山形大学との研究打ち合わせの準備および,「アパタイト系資材のアンモニア吸着機構」に関する調査に時間を要したため,それらに予定していた旅費,消耗品費の利用を来年度に繰り越すこととなったため。
モジュール構造ニューラルネットワークの学習過程に関する研究

ニューラルネットワーク学習における計算量の膨大さ、極小値問題などを解決する上でモジュール構造は重要性である。特に複数のモジュール間でのタスク分割を自動的に学習することは重要である。図形の形、大きさ、位置の各々に対応するモジュールが、忘却付き構造学習により自動的に形成されることを簡単な図形を例として平成4年度に示した。しかしこの汎化能力が低いことが判明した。すなわち外見上はタスク分割がなされているが、基礎となる入力特徴が、特に形に関して適切ではない。そこで形に関しては特徴抽出細胞を先験的に与え、大きさ、位置に関しては先験的情報を与えることなく形の認識を行い、タスクの自動分割に関する実験を行った。視覚タスクとしては、8X8のメッシュ上の図形の形、大きさ、位置の認識である。図形の種類としては正方形、中抜き正方形、左向き三角形、右向き三角形の4種類を、大きさとしては8種類を、位置としては横方向に4種類、縦方向に4種類を用意した。14種類の形の特徴抽出細胞をすべての場所に配置し、各特徴抽出細胞のうち一個でも発火すれば当該特徴が存在するという場所不変の認識を行った。忘却付き構造学習による実験の結果、形、大きさ、位置の各々でモジュールが形成されタスクの自動分割が実現し、汎化能力も高い。誤差逆伝播学習の場合にはモジュール構造すら出現しない。本年は汎化能力を重視したタスクの自動分割を中心的に行ったため、当初計画の中でやり残したものも出てきた。しかし、先験的特徴抽出細胞を併せ用いたモジュール構造ネットワークの学習は重要性の高い課題であり、やむを得ないと考えている。特徴抽出細胞自体を学習するというより魅力的な課題も残されている。既に提案した忘却付き構造学習は,学習によりできるだけ単純なネットワークを生成できるという利点がある.この「節約の原理」により,モジュールの形成を説明できる.すなわちあるタスクの学習時に,潜在的に利用可能なニューロン群の中から,できるだけ少数のニューロンが選択され,これを当該タスクに対応するモジュールの形成と考えることが可能である.形,大きさ,位置などが異なる図形の認識の課題において,モジュール数や各モジュールの大きさに関する情報を何も与えることなく,忘却付き構造学習により適切な数の適切な大きさのモジュールが自動的に生成されることを示した.しかも形,大きさ,位置のそれぞれに対応するモジュールが生成され,タスクが自動的に分割可能であることを示している.このタスク分割も上記学習法の「節約の原理」に基づくものであり,ジョルダンらの方法のような調整モジュールを要しない画期的なものである.タスク分割のもう一つの利点として,一般化能力の向上が考えられるが,これに関しては未検討である.タスクの分割にはこれ以外にも,入力空間の分割,訓練パターンの分割などがある.また対象とするタスクとして比較的単純な例しか用いていないが,より現実的な課題についても取り組みたい.これらは今後の課題として残されている.さらに既に提案したエントロピー最小化学習とモジュール構造ネットワークの関連として,全体ネットワークのエントロピーを,モジュール内ネットワーク,モジュール間ネットワークおよびマクロエントロピーの和として定式化できることを示した.ニューラルネットワーク学習における計算量の膨大さ、極小値問題などを解決する上でモジュール構造は重要性である。
飽食シグナルとして機能する新規生理活性物質の同定と作用機構の解明

摂食行動やエネルギー代謝を制御する脳視床下部において、リガンドが不明なため機能が知られていない受容体(オーファン受容体)は多数存在し、未知の生理活性物質の存在が示唆されている。申請者は現在、摂食・エネルギー代謝調節に関与するが、オーファン受容体であるGPCR-Xの内因性リガンド候補の単離に成功し、構造解析を進めている。本研究ではGPCR-Xのリガンド候補を同定し、細胞や個体レベルでの機能解析を行うことにより、新たな飽食制御機構の解明を目指す。
旋毛虫感染防御反応を誘導するヘルパ-T細胞由来のサイトカインの研究

旋毛虫が寄生する消化管には、特徴のあるリンパ組織が分布し、全身免疫系とは独立した、いわゆるgutーassociated lymphoid tissue(GALT)を形成している。そこに分布している免疫細胞の数は全身の免疫系の1/4を占めるともいわれ,免疫臓器としての消化管の意義が注目されるようになってきた。GALTに属するB細胞系については、特にIgA抗体産生機序など詳細な研究が行なわれてきたが、T細胞についての研究は数少ない。最近、私達は、旋毛虫成虫を腸管から排除するヘルパ-T細胞の存在を明らかにした。本研究ではこれらのT細胞集団から分泌されるサイトカインの作用を特に好酸球遊走活性の点から解明した。消化法により得た旋毛虫筋肉内幼虫を経口的にラットに感染させた。感染3日目のラット胸管よりドレナ-ジ法により感作リンパ球を得た。リンパ球をアフィニティカラムクロマト法、パンニング法によりT細胞、およびT細胞亜集団(OX8^-OX22^-、OX8^-OX22^+)に分画した。これらのリンパ球を正常ラットに移入し攻撃感染するとOX8^-OX22^-ヘルパ-T細胞移入群のみに養子免疫が成立する。また小腸粘膜組織に好酸球の集積が認められた。一方OX8^-OX22^+ヘルパ-T細胞移入群では感染防御免疫は移入できず、小腸粘膜には肥満細胞の増生が観察された。馬血清にて感作したモルモット腹腔から好酸球を得、T細胞培養上清中に含まれる好酸球遊走活性をボイデンチャンバ-法により調べた。OX8^-OX22^+ヘルパ-T細胞群の培養上清中には遊走活性が殆どみられず、OX8^-OX22^-ヘルパ-T細胞培養上清中のみに活性が存在した。これはin vivoでの結果を支持するものであった。現在これらの活性が転写レベルで阻害し得るのかまたは蛋白質合成レベルで阻害し得るのか検討中である。
心停止肝移植向上の為のCO含有バッファーpost　conditioning

ラット肝を用いたex vivo灌流実験モデルを用いて、温阻血再灌流障害軽減目的で酸素化バッファーでの冷保存前灌流及び前灌流液への一酸化炭素放出剤であるCORM-3(Carbon Monoxide Releasing Molecule-3)添加効果について検討し、温阻血群では、30分のラット肝温阻血後に6時間冷保存し1時間再灌流した。前灌流群では、冷保存前に30分間常温酸素化バッファーにて灌流し、CORM群では、前灌流液にCORM-3を添加した。CORM-3の一酸化炭素放出量の検討を、10%赤血球懸濁液にCORM-3を100、500、5000μMの濃度で添加し、COHbを血液ガス分析装置を用いて測定した。100μMでは添加15分後でもほとんどCOHbを検出できなかったが、500μMでは5分後に最高値0.7%、5000μMでは15分後に最高値2.5%のCOHbが検出された。この結果を基にして、前灌流液へのCORM-3の添加濃度を5000μMとした。CORM-3添加の効果を再灌流時の門脈流量(肝静脈排液量)、胆汁産生量、排液中AST、ALT、LDH濃度、ミトコンドリアプロトンATPase活性、ミトコンドリア膨化について検討した。門脈流量は、温阻血群で210ml/liver・g、前灌流群では206ml/liver・gであったがCORM-3添加によってむしろ減少し、183ml/liver・gであった。胆汁産生量も、温阻血群で0.024mg/liver・g、前灌流群では0.0394mg/liver・gであったがCORM-3添加によってむしろ減少し、.0034mg/liver・gであった。AST、ALT、LDH濃度もCORM-3添加による改善効果は認められなかった。ミトコンドリアプロトンATPase活性、ミトコンドリア膨化においても改善効果が認められなかった。肝組織像では、CORM-3添加によりまだらな壊死領域が増加していた。、まず、CORM-3を含有させたバッファーに対し95%酸素をバブリングさせた場合、CORM-3から遊離した一酸化炭素が揮発してしまう恐れがあったため、再灌流直前までに酸素のバブリングを行い飽和させておくこととした。そこで、95%酸素で十分にバブリングさせたバッファーを、一時間灌流装置内のバッファー容器に放置し、血液ガス分析装置を用いて、バッファーの酸素分圧を測定した。その結果、バブリング直後と一時間放置後で、その酸素分圧に変化がない事がわかった。又、その条件下で再灌流を行っても、バブリングしつつ再灌流する場合と実験結果に齟齬が生じないことが分かった。当研究室は9階にあり、東日本大震災で冷蔵庫や各種測定機器等ほとんどの実験機器が破損した他、実験台や実験用の水も使用不能となった。実験器具の再購入も大幅に遅れたため、繰り越しの分の薬品等の購入はできたものの、実際の実験は、夏以降となった。
アデノシン5'ーリン酸ナトリウム塩結晶の誘電特性の研究

固体物性の分野において、水素結合系の新しい展開をめざす上で、生体系は一つの興味あるターゲットである。生体分子のうち、遺伝情報を担う核酸はヌクレオチドと呼ばれる構成単位からなる。ヌクレオチドの結晶内には、分子間直接、または、非対称単位あたり複数個存在する緩和時間の異なる結晶水を介した1次元水素結合鎖等、物性的に興味ある水素結合パターンの存在が確認されている。しかし、これらの物性の系統的探索は未だなされていない。最近、研究代表者らは、ヌクレオチドの一種であるアデノシン5'ーリン酸のナトリウム塩結晶(Na_<1.5>AMP・7H_2O)で、結晶の極軸と並行に1次元水素結合鎖がリン酸基間に形成されており、また、これと並行に、ナトリウムイオンのチャンネル構造が存在することを結晶構造解析により見いだした。そこで本研究では、生体系結晶の物性への展開をめざした研究の第一歩として、Na_<1.5>AMP結晶の誘電特性の解析に着手した。結晶構造解析の結果よりリン酸基間に形成されている1次元水素結合鎖において、常温ではプロトン位置の乱れは存在しないとみられる。そこで、誘電率の温度依存性の測定(昇温実験)を行った。80°C付近で誘電率の大きな揺らぎが観測されたが、この辺かは、結晶水(常温では非対称単位あたり14個存在)が抜ける変化に対応しているとみられた。そこで、結晶水の離脱を押さえることを目的とし、相対湿度70%条件下での昇温実験を行ったが、改善がみっれなかった。今後、水蒸気圧の制御方法の改良、結晶のコーティング等を行い、誘電率の温度依存性、周波数特性等の解析を試みる予定である。
ヘムによる酵素機能のスイッチング

本研究では、ヘムが持つ潜在的な機能を探求することを目的として、ヘム蛋白質が本来の基質とは異なる分子に遭遇した時におこる化学反応を検証した。具体的には、(1)本来は過酸化水素を利用して酸化反応を行うペルオキシダーゼが、亜硫酸(還元剤)存在下では、酸素分子を用いて酸化反応を触媒すること(2)あるミオグロビン変異体では、過酸が存在すると過酸化水素ではおこらない芳香環への酸素原子付加反応がおこること(3)アスコルビン酸(還元剤)存在下でミオグロビンのヘムが好気的にかつ立体特異的に分解されることなどを見出し、その反応機構を考察した。さらに、通常とは異なるユニークなヘムの役割が期待されるヘム蛋白質の一例として、シスタチオニンシンターゼを取り上げ、ヘム結合ドメインの役割を検証した。その結果、本酵素は、(1)ペルオキシダーゼのように過酸化水素存在下で一電子ないし二電子酸化反応を行うことが出来ないこと(2)ミオグロビンやヘモグロビンのように安定な酸素付加体を形成することが出来ないこと(3)ヘム鉄の酸化状態に応じて酵素活性が変化することなどを明らかにした。今のところ、シスタチオニンシンターゼのヘム結合ドメインは、酵素活性の制御に関与していると考えている。現在、「ヘム鉄の酸化状態による酵素機能の制御を裏付けるさらなる証拠の蓄積」と「メディエーター存在下で光によりヘム鉄の酸化状態を調節することで本酵素の活性を自在に制御する仕組みの構築」を目指して実験を継続している。ヘムを補欠分子として持ちながら、酸化-還元に関わらない反応を促進するユニークなヘム酵素の例として、セリンとホモシステインの縮合反応を行うシスタチオニンシンターゼ(CBS)を取り上げ、本酵素におけるヘムの役割を解明するのがこの研究の目的である。本プロジェクトの初年度にあたり、平成13年度は、研究材料であるシスタチオニンシンターゼを大量に得る方法を検討した。これまでに、T7プロモータを持つベクターやガラクトシダーゼとの融合蛋白質を作るシステムなどで酵素の発現・精製を試みたが、収量が少なかった。そこで、今回、グルタチオンSトランスフェラーゼ(GST)との融合蛋白質を作成したところ、シスタチオニンシンターゼの発現量が増加し、今後の実験を行うのに充分な量の酵素を高い純度で得ることができた。次に、本酵素の活性測定法として、生成物であるシスタチオニンを1)ニンヒドリン反応に基づき吸収スペクトルで分析する方法、2)フェニルイソチオシアネート(PITC)誘導体あるいはフェニルチオカルバモイル(PTC)誘導体として高速液体クロマトグラフィーで分析する方法、を新たに確立した。これらの方法は、放射性セリンを用いたこれまでの活性測定法よりも簡便であり、シスタチオニンシンターゼの機能を探る実験を効率的に進める上で有用であると考えられる。本年度に培ったシスタチオニンシンターゼの研究ノウハウをもとに、来年度は、「シスタチオニンシンターゼではヘムが酵素機能を制御する役目を持っているのではないか」という仮説の検証を進める予定である。さらに、変異体の作成、活性測定、酵素の結晶化、共鳴ラマンの測定などを行い、酵素の機能-構造相関を考察することで、本酵素におけるヘムの役割に迫る計画である。
ヤン-バクスター方程式の解の構成とその物理学・数学への応用

本年度も,4年度に引き続き,物理学および数学への応用を念頭において可解格子模型の研究を行った.可解格子模型にもとづく絡み目不変量の構成法においては,ヤン-バクスター方程式の解としてのボルツマン重率を用いた組み紐群の表現から出発する.通常の解を用いた場合は,解を特徴づけるパラメータの適当な極限で,対応する組み紐群の生成子(組み紐行列)が単に置換作用子になる.このような極限を古典極限ということにすると,4年度までに得られていた,紐ごとに異なる変数(色変数)をもつ組み紐群の表現は,通常の意味の古典極限をもたない場合に相当する.このような表現は,数学的には絡み目の新しい位相不変量の構成という観点から,また物理的にはいわゆるエニオン粒子との関連で大変興味深い.本年度は,主としてこのようなエキゾティックな表現の可能性を検討した.具体的には,上記の古典極限を拡張した「擬古典極限」を新たに考え,擬古典極限と整合的な組み紐行列の構成を行った.その際,組み紐群の定義関係式(スペクトル変数なしのヤン-バクスター方程式)は組み紐行列要素に対する代数方程式となる.さらに,絡み目不変量構成の立場からは不可欠の,いわゆるマルコフトレースの存在条件を要求すると,行列要素に対する非常に強い拘束条件が得られ,解の有無の判定および解の具体形の構成が容易になることが明らかになった.この方法を用い,いくつかの自明でない解を得た(投稿準備中).この解の具体的応用やヤンバクスター化等についても研究を進めつつある.また上記色つき解(および対応する頂点模型)については,その物理的意味解明の一環として,秩序変数展開の計算を行った.本年度交付補助金によって計算機環境が補強され,これらの研究を進める上では大きな利点となった.本年度も,4年度に引き続き,物理学および数学への応用を念頭において可解格子模型の研究を行った.可解格子模型にもとづく絡み目不変量の構成法においては,ヤン-バクスター方程式の解としてのボルツマン重率を用いた組み紐群の表現から出発する.通常の解を用いた場合は,解を特徴づけるパラメータの適当な極限で,対応する組み紐群の生成子(組み紐行列)が単に置換作用子になる.このような極限を古典極限ということにすると,4年度までに得られていた,紐ごとに異なる変数(色変数)をもつ組み紐群の表現は,通常の意味の古典極限をもたない場合に相当する.このような表現は,数学的には絡み目の新しい位相不変量の構成という観点から,また物理的にはいわゆるエニオン粒子との関連で大変興味深い.本年度は,主としてこのようなエキゾティックな表現の可能性を検討した.具体的には,上記の古典極限を拡張した「擬古典極限」を新たに考え,擬古典極限と整合的な組み紐行列の構成を行った.その際,組み紐群の定義関係式(スペクトル変数なしのヤン-バクスター方程式)は組み紐行列要素に対する代数方程式となる.さらに,絡み目不変量構成の立場からは不可欠の,いわゆるマルコフトレースの存在条件を要求すると,行列要素に対する非常に強い拘束条件が得られ,解の有無の判定および解の具体形の構成が容易になることが明らかになった.この方法を用い,いくつかの自明でない解を得た(投稿準備中).この解の具体的応用やヤンバクスター化等についても研究を進めつつある.また上記色つき解(および対応する頂点模型)については,その物理的意味解明の一環として,秩序変数展開の計算を行った.本年度交付補助金によって計算機環境が補強され,これらの研究を進める上では大きな利点となった.