hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
流体力学における構造保存型数値解法の開発

相変化と表面張力を伴う圧縮性二相流れに対するNavier-Stokes-Korteweg方程式(状態方程式はvan der Waalsのものを用いた)を、歪対称のPoisson括弧と半負定値対称の散逸括弧を用いるGENERICの枠組みで定式化した。具体的には、内部エネルギー関数に密度勾配への依存性を追加し、Lagrange記述における正準Hamilton系から対応するEuler記述におけるPoisson括弧を導出した。散逸括弧についてはNavier-Stokesと同じものを用いた。未知関数を密度、運動量、エントロピーとした場合とエントロピーの代わりに内部エネルギーを用いた場合についてKorteweg応力を加えたときに現れる項の比較・検討を行った。このような定式化を行う中でKorteweg応力が非散逸的であることを示し、熱力学と整合する定式化においてDunn and Serrin(1985)が提唱したinterstitial workingが重要な役割を果たすことを示した。さらにKorteweg応力に密度の高階微分が含まれる高次のモデルを同様の手法により導出した。またGurtinによるmicro-forceによる定式化との比較・検討を行った。この定式化を受けて、上記の構造を保存するような離散化手法を検討し、この問題に対してエネルギー保存則とエントロピー増大則が正確に成り立つ数値解析手法を開発する際に生じる問題点を分析した。当初の予定通り、相変化と表面張力を伴う二相流れに対して、その支配方程式をPoisson括弧と散逸格好によって定式化することができた。しかし、その構造を保存する数値解析手法を開発するにおいて一つの問題があることが明らかになった。それは三つの関数の積に対するLeibniz則を保つ離散化が困難なことに起因するもので、その場限りの工夫によってある程度は回避することが可能であるように思えるが、現在のところ計算格子幅が0になる極限において0になるような(物理的に意味付けできていない)付加項が残っている。引き続き相変化と表面張力を伴う二相流れの構造保存型数値解法の検討を行う。また現在浮上している問題点を完全には解決できない場合を考え、抜本的な定式化の再検討も同時に進める予定である。具体的には、現在行っているPoisson括弧と散逸括弧によるGENERIC型の定式化を微分形式を用いて表すことを考える。また、その定式化に対してDiscrete Exterior Calculusのような離散化手法を適用することによって、GENERIC型の構造を保存するような数値計算手法の開発を目指す。既に提案されている圧縮性Navier-Stokes方程式に対するGENERICによる定式化の手法を調査・検討し,今後の利用に向けて理論を整理した.またvan der Waalsの状態方程式をもつ圧縮性流れに対して,そのGENERIC定式化に離散変分導関数法とmimetic finite difference法を適用することを検討した.さらに,非圧縮流れに対する三次元渦度方程式にCahn-Hilliard方程式あるいはAllen-Cahn方程式を組み合わせたdiffuse interface modelに対しても同様にGENERIC型の定式化と構造保存型数値解法の適用性を検討した.その結果,このdiffuse interface modelに対しては歪対称のPoisson括弧と半負定値対称の散逸括弧を用いた定式化が可能であり,それにmimetic finite difference法と離散変分導関数法を適用できることが明らかになった.そこで,それらに基づき,三次元Euclid空間上のde Rham複体の構造を正しく受け継ぐとともに,運動エネルギーとヘリシティが非粘性流れにおいては正確に保存し,粘性流れに対しては適切に散逸する数値計算手法を開発した.特に,これは流れの物理的解釈において重要な意味をもつ運動エネルギー,ヘリシティ,エンストロフィーの収支をそのまま離散式で模擬できるような計算手法になっている.また実際にC++言語による計算プログラムを作成し,それを用いて周期的に配置された液滴の表面張力による振動運動の計算を行って,開発した数値解析手法の有効性を確認した.非圧縮性の場合に限るが,当初の予定よりも早く二相流れの構造保存型数値解法を開発することができた.しかしその一方で,相変化を含む二相流れに向けた予備的検討において複雑な状態方程式を構造保存型数値解法に取り入れる際の困難さが明らかになった.相変化と表面張力を伴う圧縮性二相流れに対するNavier-Stokes-Korteweg方程式(状態方程式はvan der Waalsのものを用いた)を、歪対称のPoisson括弧と半負定値対称の散逸括弧を用いるGENERICの枠組みで定式化した。

当初の予定通り、相変化と表面張力を伴う二相流れに対して、その支配方程式をPoisson括弧と散逸格好によって定式化することができた。しかし、その構造を保存する数値解析手法を開発するにおいて一つの問題があることが明らかになった。それは三つの関数の積に対するLeibniz則を保つ離散化が困難なことに起因するもので、その場限りの工夫によってある程度は回避することが可能であるように思えるが、現在のところ計算格子幅が0になる極限において0になるような(物理的に意味付けできていない)付加項が残っている。今後も引き続き二相流れの構造保存型数値解法の開発を進めて行く.具体的には,今年度の検討で明らかになった複雑な状態方程式を構造保存型数値解法で扱う際に生じる困難を克服する方法を検討する.また同時に,圧縮性の二相流れに対するGENERICの枠組みでの定式化を検討し,さらに表面張力を伴う場合を扱うためにKorteweg応力を組み入れることも考える予定である.引き続き相変化と表面張力を伴う二相流れの構造保存型数値解法の検討を行う。また現在浮上している問題点を完全には解決できない場合を考え、抜本的な定式化の再検討も同時に進める予定である。具体的には、現在行っているPoisson括弧と散逸括弧によるGENERIC型の定式化を微分形式を用いて表すことを考える。また、その定式化に対してDiscrete Exterior Calculusのような離散化手法を適用することによって、GENERIC型の構造を保存するような数値計算手法の開発を目指す。論文の査読結果の通知が年度終了間際になり、見込んでいた修正原稿の英文校正費用が次年度予算での処理となったため。次年度では今年度と同様に参考文献の購入、出張旅費、英文校正費に使用するとともにデスクトップPCの購入を行う計画である。数値計算手法の開発とそのプログラム作成が遅れたため検証計算用PCの購入が遅れた。次年度前半に計算用PCを購入する計画である。
in situハイブリダイゼーション法を利用したカンキツ不定胚形成過程の解析

本研究では、in situハイブリダイゼーション法の植物材料への適用を念頭におき、そのプロトコールの確立を中心に行った。計画の最終目標であったin situのPCRのプロトコールの確立には成功しなかったが、手順中の重要なステップである新しい包理法による切片作製および蛍光色素による染色に成功し、また、PCRの最適条件の検討も行った。得られた結果の概要は以下の通りである。1.組織形態学的手法として、テクノビット樹脂を用いた包理法を確立した。従来用いられてきたパラフィン包理法によって作製したプレパラートと比較して、組織・細胞の保存性に著しく優れていた。また、毒性のある薬品の使用が少なかったうえ、迅速な切片作製が可能であった点、現在最も一般的な樹脂であるスパー樹脂による包理法よりも利用価値が高いものと思われた。2.テクノビットによって作製した切片の染色性を確認するため、DAPIおよびCalcofluor Whiteで染色を行った。その結果両蛍光色素とも十分に利用できることを確認した。3.分子生物学的手法としてDNA増幅装置(PCR)の最適反応条件の検討を行った。PCRの利用経験はわずかであったので、既存のデータのあるカランボラの葉を材料に手法の確認を行った。DNAの抽出法としていくつかの方法を試みたが、その中で、PEGを用いて多糖類を除去した後、SDSとCTABを併用する方法がもっとも効率的に全DNAを抽出できた。RAPD法によってカランボラ12系統の識別が可能かどうかを検討した結果、確実な系統間識別が可能であることがわかり、PCRの反応溶液組成および設定条件の妥当性が確認された。
低電圧および低消費電力特性を有するサブスレッショルド断熱的論理の電力モデル構 築

本研究では,低電圧・低消費電力であるサブスレッショルド断熱的論理回路の電力特性について,等価回路モデルおよび電力モデル式を明らかにするために,先行研究にて計測した回路の消費電力値より,電気的等価回路モデルを導いた.導出した電気的等価モデルは,RC等価回路モデルと似た関係にあるが,トランジスタのオン抵抗Rが時間の平方根に反比例する値を示すことが分かった.この等価回路モデルから電力式を導出した結果,平方根に反比例する理由が,トランジスタの寄生容量を充放電するのに要する時間に起因することが分かった.これら結果は,今後の集積回路分野において,消費電力をモデル化できる一つの解をなす重要な結論であるといえる.本研究では,低電圧・低消費電力であるサブスレッショルド断熱的論理回路の電力特性について,等価回路モデルおよび電力モデル式を明らかにするために,先行研究にて計測した回路の消費電力値より,電気的等価回路モデルを導いた.導出した電気的等価モデルは,RC等価回路モデルと似た関係にあるが,トランジスタのオン抵抗Rが時間の平方根に反比例する値を示すことが分かった.しかし,この等価回路モデルから電力式を導出するまでには至っておらず,引き続き,測定値と等価回路モデルの比較検証を行う必要があり,研究進捗としてやや遅れている状況である.遅れている研究進捗状況を挽回するために,次年度では,研究計画を拡張展開して機械学習に数値シミュレーションにより,等価回路モデルの導出を試みる.機械学習を取り入れることで,回路の汎用性が期待でき,より最適かつ簡素な電力式が構築できると予想する.初年次は,等価回路モデルを導出することが出来たが,電力モデル式への導出に至っていないため,やや遅れている状況である.本研究では,低電圧・低消費電力であるサブスレッショルド断熱的論理回路の電力特性について,等価回路モデルおよび電力モデル式を明らかにするために,先行研究にて計測した回路の消費電力値より,電気的等価回路モデルを導いた.導出した電気的等価モデルは,RC等価回路モデルと似た関係にあるが,トランジスタのオン抵抗Rが時間の平方根に反比例する値を示すことが分かった.この等価回路モデルから電力式を導出した結果,平方根に反比例する理由が,トランジスタの寄生容量を充放電するのに要する時間に起因することが分かった.これら結果は,今後の集積回路分野において,消費電力をモデル化できる一つの解をなす重要な結論であるといえる.今後は,等価回路モデルをRC回路の1次から次数を拡張することで,電力モデル式への到達に至りたい.その後,集積回路試作を通して提案する電力モデル式に普遍性があることを示す.
3次元口腔粘膜モデルを用いた分子・細胞レベルでの義歯床下骨吸収メカニズムの検証

一般的に義歯の加圧刺激により歯槽骨吸収は促進されると言われており、そのメカニズム解明を目的として、加圧刺激を負荷した3次元培養口腔粘膜モデル(3DOMM)から放出された、骨代謝関連サイトカインの分泌量を分析した。その結果、骨吸収促進性を示唆するものと、抑制性を示唆するものがあり、一貫した傾向を示さなかったことより、分泌量のバランスが肝要であることが示唆された。(75文字)また、サイトカインの分泌量と3DOMM上皮再生の組織学的所見が関連しており、加圧刺激を受けた結果による口腔粘膜の“病理組織学的"状態に、培養上清中に分泌されるサイトカイン量が左右される可能性が示唆された。顎骨吸収は義歯の維持安定を困難にする一大要因であり、咀嚼が満足に行えないことは高齢者のQOL(Quality of Life)を著しく低下させる。本研究では、義歯装着における顎骨吸収のメカニズムを解明することを最終目的として、ヒト口腔粘膜上皮細胞とヒト口腔粘膜線維芽細胞を共培養した3次元培養口腔粘膜モデル(three-dimensional oral mucosa model, 3DOMM)に反復加圧刺激を加えることで義歯装着による口腔粘膜への圧力刺激を培養環境下でシミュレートし、口腔粘膜組織が放出する液性因子の解析と、それによる骨芽細胞の細胞増殖能や骨基質分泌量、破骨前駆細胞の分化の割合への影響を明らかにすることを目的とした。Osteoprotegerin (OPG)は破骨細胞分化誘導因子RANKLのデコイ(おとり)受容体であり、RANKLとその受容体であるRANKの結合を競争阻害し、破骨細胞の分化と骨吸収機能を阻害する。培養圧縮装置を用いて3DOMMに反復加圧刺激を加えた後、回収した培地中に放出されたOPGの濃度をELISAにて定量し、3DOMMに発現したRANKLを免疫組織化学的に検索した。また、OPGに関しては単層培養した上皮細胞と線維芽細胞に対してもELISAにて定量解析を行った。3DOMMの結果から骨形成と骨吸収がともに亢進し高代謝回転型の骨吸収が惹起されることが予想され、単層培養の結果から培地による影響や上皮細胞と線維芽細胞のクロストークによる影響が示唆された。当初の計画では、平成27年度に(1)3次元培養粘膜モデル(3DOMM)の作成とサンプル回収・処理、(2)培養上清サンプルの解析、(3)3DOMMの組織学的・免疫組織化学的検討、平成28年度に(4)3DOMMが放出した液性因子がヒト骨芽細胞と破骨細胞に及ぼす影響の分析を行う予定であったが、今年度は(1)のサンプルの回収と(4)の破骨細胞の培養を開始するに留まり、(2)(3)の解析が遅れている。しかし、(2)に関しては今年度末に実験室にマルチプレックス解析装置が導入されたためサイトカインの網羅的解析が可能であり、平成28年度予定であった(4)の破骨細胞培養開始に成功しているため、計画通りに研究を遂行できる見込みである。ヒト口腔粘膜上皮細胞と線維芽細胞を組み込んだ3次元培養口腔粘膜モデル(3DOMM)に対して義歯装着による刺激を想定した反復加圧刺激を加え、加圧期間中に回収した培養上清に含まれる骨代謝に関連する液性因子を定量し、加圧群と非加圧群とで比較・検討した。1.sRANKLは加圧群・非加圧群ともにほとんど検出されなかったが、作成した3DOMMを免疫組織化学的に検討した結果では、加圧群でRANKLの発現が増強したことから、粘膜上皮ではsRANKLの産生はわずかであり、膜型RANKLの産生が活発に行われていることが示唆された。2.骨芽細胞のRANKL発現を誘導するPTHとIL-11は、ほとんどの加圧群で増加したことから、加圧刺激により粘膜上皮から骨吸収を誘導するサイトカインが放出されることが明らかとなった。3.M-CSFはRANKLとともに破骨細胞分化に重要な役割を担う因子であるが、ほとんどの加圧群において減少したことから、上皮細胞から放出されるM-CSFは加圧刺激によって抑制される可能性が示唆された。4.炎症性サイトカインであり骨吸収誘導因子でもあるIL-1bとIL-6は、加圧群において増加した個体と減少した個体と両方がみられた。複数個作成した3DOMMの中でも、上皮層が多層に及び口腔粘膜組織に近い3DOMMでは減少し、重層化が少なく上皮層が一部断続的に形成された3DOMMでは増加する傾向がみられた。このことから、上皮層が薄く創傷がある口腔粘膜では、加圧刺激を受けると炎症や骨吸収が起こりやすいことが示唆された。

当初培養上清サンプルの分析にはELISA法を用いる予定であったが、今年度導入されたマルチプレックス解析装置を用いることで複数のタンパクを同時に定量することができるようになったため、所要時間の短縮が期待できる。これにより、骨代謝に関係するサイトカインを定量解析する。3次元培養粘膜モデル(3DOMM)が放出した液性因子が骨芽細胞と破骨細胞に及ぼす影響の分析においては、3DOMM培養上清添加による骨芽細胞の骨基質分泌量や破骨細胞の分化の割合の変化を解析する予定であるが、より生体に近い状態である3DOMMとの共培養や、より基礎的である単独培養での反復加圧刺激による変化についても検討していく。歯科補綴学物品購入等の納品検収は平成27年度内に完了したが、支払いが4月となり次年度となったため。平成27年度内に執行済みであり、支払いは4月に完了している。
指紋構造を有した印刷法による触覚・すべり同時検出人工電子皮膚の開発

本研究では、「触覚」「すべり」「温度」分布計測可能な電子皮膚デバイスの開発を行った。特に歪みセンサ及び温度センサを大面積フレキシブル基板上に印刷形成することで低価格・多機能フレキシブルデバイスを作製した。歪み工学に基づいた3次元構造をフレキシブル基板上に適用することで、「触覚」と「すべり」応力を同時に検出することが可能であることを確認した。さらに各センサをアレイ状に集積化させることで、人の指先のように「触覚」「すべり」「温度」分布計測可能な電子皮膚デバイスを作製することに成功した。本研究では、「触覚」と「摩擦」両方を同時に検出可能、且つ大面積ナノ材料印刷法による低価格化を両立した人工電子皮膚デバイスの実現を目指している。平成26年度では、当初目標としていた(1)指紋構造を有した「触覚」と「摩擦」センサのプロセス開発、(2)1ピクセルでの「触覚」と「摩擦」の電気的解析を予定通り実施し、実験結果と有限要素法の結果が良く一致することを確認し、フレキシブル基板上に印刷技術のみを用いて「触覚」と「摩擦」の同時検出を実現した。特に「摩擦」計測に関しては、有限要素法による歪み分布の解析を行い、最適な条件を用いてデバイスの設計・作製を行った。従来のSiプロセスとは異なり、フレキシブル基板、及び印刷技術を用いた作製プロセスを提案しており、そのプロセスの最適化及び新規構造などの提案を行った。結果として、ポリエチレンフィルム上に歪みセンサを複数個、印刷形成することで、「触覚」「摩擦」印加時のポリエチレンフィルムの曲げ及び伸張による引っ張り応力の分布を計測する構造を用いた。本構造により、「触覚」と「摩擦」の同時計測をフレキシブル基板上で実現した。またフレキシブル基板の厚みを変えることで、センサの測定ダイナミックレンジを調節することが可能であることも実験的に確認した。このような構造の工夫により、強い力が加わった際のデバイスの破壊防止などが可能となり、デバイスの信頼性向上が実現できる。さらに次年度予定していた「触覚」と「摩擦」の2次元マッピングにも成功した。本研究では、「触覚」と「摩擦」両方を同時に検出可能、且つ大面積ナノ材料印刷法による低価格化を両立した人工電子皮膚デバイスの実現を目指した。平成26年度では、(1)指紋構造を有した「触覚」と「摩擦」センサのプロセス開発、(2)温度センサの集積化、(3)「触覚」「摩擦」「温度」分布の2次元マッピング計測に成功した。当初の計画であった研究課題を平成26年度に全て達成することができたため、平成27年度は、さらに発展した電子皮膚として、(1)センサと回路の集積化プロセスの検討、(2)触覚のみに反応するフレキシブル触覚センサの開発、(3)開発した電子皮膚構造を応用した活動量センサの開発を目指した。センサ材料及び導電性ナノ材料の印刷技術の開発及び最適化により、電子皮膚デバイスの高い信頼性を達成しただけでなく、様々なプリンテッドフレキシブルセンサデバイスとしての可能性を示すことができた。特筆すべき点として、フレキシブル基板上で、センサと増幅回路の集積によるセンサ出力の増幅(最大で38倍まで増幅が可能)、歪み工学に基づいた構造を提案することで曲げに対して感度を持たない触覚センサの開発、そして世界初の印刷形成によるフレキシブル加速度センサを実現することができた。本加速度センサは、人の動きを検出することが可能であり、ロボットの人口電子皮膚応用だけでなく、将来のウェアラブルデバイスとしての可能性を示唆することができた。これらの成果は、当初計画していた研究内容を遥かに超えた結果を得ることができた。本研究では、「触覚」と「摩擦」両方を同時に検出可能な電子皮膚デバイスの実現を目指し研究開発を行っている。平成26年度では、当初目標としていた(1)指紋構造を有した「触覚」と「摩擦」センサのプロセス開発、(2)1ピクセルでの「触覚」と「摩擦」の電気的解析を予定通り実施し、実際に、実験結果と有限要素法の結果が良く一致することを確認した。本結果から「触覚」と「摩擦」の同時検出が可能であることを確認でき、当初予定した計画を完了できた。さらに次年度実施を予定していた、「触覚」と「摩擦」の2次元マッピングにも成功しており、当初の計画以上に進展していると判断した。フレキシブルデバイス27年度は、26年度に達成した電子皮膚デバイスに更なる多機能化として温度センサや回路などを集積化させる技術を開発する。さらに、電子皮膚デバイス応用だけではなく、フレキシブルデバイスの実用化への可能性を示す技術開発を行う。購入した無機ナノ材料の価格が予想以上に安価であったため、当初の予定より予算に残額が生じた。センサの多機能化や集積化回路作製技術開発に伴い、さらにナノ材料の購入が必要であり、その材料(消耗品)購入に使用を予定している。
強度近視眼における眼内線維増殖および網膜剥離の研究

強度近視に特異的に発症する黄斑円孔網膜剥離は、強度近視による失明が本邦においては、重要な課題である。我々は一連の研究により、黄斑円孔網膜剥離が眼内の線維化に伴う、網膜への牽引力から中心窩分離症を生じて、最終形態として生ずることを突き止めた。また、内境界膜剥離を併用した硝子体手術による治療が有効だが、その際に染色剤として用いられるインドシアニングリーンは眼内に長期に残存し、軸索流に乗って神経内を移動するが、網膜色素上皮には長期に残存することが解明された。Heidelberg retina angiograph 2 (HRA2)は共焦点方式を採用したレーザー走査検眼鏡で、眼底網膜内に残存したインドシアニングリーン(ICG)を非常に鋭敏にかつ非侵襲的に検出できる。我々は非強度近視眼で非常に長期にわたってICGが残存すること、その後軸索流にそって吸収されることを解明した(Sayanagi, Ikuno, et. al. Br J Ophthalmol. 2006;90:652-3)。今回は近視眼の黄斑病変において残存ICGを評価した。その結果術直後は非常に高濃度のICGが黄斑部に見られるが、時間の経過につれて点状の過螢光となり、術後6ケ月以上に亘ってICGは残存していた。ICGを塗布した網膜全体に残留するが、特に網脈絡膜萎縮巣への蓄積が強くみられた。網膜自発螢光(FAF)は網膜の機能的異常を鋭敏に検知する。FAFを強度近視に特異的な黄斑円孔網膜剥離と中心窩分離症で検討したところ、網膜剥離では非常に低螢光を示したが分離症では自発螢光はほぼ正常であった。この事実は綱膜剥離では著しい網膜機能低下をきたすが、分離では視細胞が網膜色素上皮に接着しているため機能がある程度維持されていることを示している。またFAFは従来の眼底検査や光干渉断層計で鑑別が困難な網膜剥離と分離の範囲を簡便かつ明瞭に示すことができ、臨床的にも非常に役立つ検査であることがわかった。このように共焦点システムは強度近視眼の黄斑病変の診断および機能評価に非常に有用である。黄斑円孔網膜剥離は強度近視特有の疾病で、黄斑部に生じた黄斑円孔から網膜剥離を生じ失明にいたる。黄斑円孔網膜剥離は手術によって治療可能であるが、手術成績は不良である。中心窩分離症は黄斑円孔網膜剥離の前駆状態と考えられており、中心窩分離症に硝子体手術を施行することにより、黄斑円孔網膜剥離の予防的治療が可能で、手術予後も黄斑円孔網膜剥離と比較して良好である。このように中心窩分離症と黄斑円孔網膜剥離の鑑別は非常に重要だが、検眼鏡的には困難なことも事実である。今回、我々は眼底自発蛍光を用いて、網膜剥離と網膜分離の区別が可能であることを報告した。すなわち網膜剥離では眼底自発螢光が低蛍光になるのに対し、網膜分離では蛍光強度に差がないことを発見した。この所見により今後、網膜剥離と分離の鑑別診断に役立つだけでなく、低蛍光領域の面積を追跡することにより、網膜剥離進行速度や予後推定に役立てることも可能である。また、分離症には中心窩視細胞が網膜色素上皮より剥離している中心窩剥離型と分離だけで剥離は生じていない網膜分離型の2型があることを報告し、手術成績が異なることを報告した。すなわち、中心窩剥離型では術前に中心窩視細胞が障害されているため、手術後の網膜復位により視力改善がより期待できることを報告した。しかしながら、最新の光干渉断層計所見から、中心窩剥離型では、視細胞障害が強くまた、網膜分離型では障害が著明でないことも発見した。このことから、中心窩剥離型で手術を行うのが理想であるが、長期に放置すると視力改善の期待が低下することも示唆された。強度近視に特異的な合併症に対する硝子体手術において、我々は網膜内面や硝子体における牽引力の重要性について検討をおこなってきた。このような難治性網膜剥離の成因として、硝子体牽引や網膜血管、そして内境界膜の重要に加えて、眼球が後方に突出する後部ぶどう腫の重要性が認識されるようになった。そこで我々は近年眼科領域で盛んに用いられるようになったスペクトラルドメイン光干渉断層計を用いて合併症のない強度近視の後部ぶどう腫の程度や脈絡膜厚を測定した(ikuno & Tano IOVS 2009)。この研究では、合併症のない強度近視31眼(平均51.7歳)において、中心窩より上下耳鼻側1.5mmの網脈絡膜厚と、後部ぶどう腫高(中心窩下と上下耳鼻側4つの画像縁における色素上皮線の前後方向の距離の総和)を光干渉断層計で測定し、臨床データとの関連を検討した。

その結果、中心窩下脈絡膜厚は100.5μmで、耳側(125.4μm)、上方(129.4μm)、鼻側(81.9μm)に比べて有意な差を認め(各々P<0.01)、屈折値(P<0.05)、後部ぶどう腫高(P<0.01)と有意に相関した。一方、平均中心窩網膜厚は200.9□mで、有意な相関はなかった。また、後部ぶどう腫高は屈折値と眼軸長に有意に相関した(各々P<0.01)。Stepwise解析では、脈絡膜厚は年齢と後部ぶどう腫高に強い相関があった(P<0.01)。この結果から、従来はIn vivoで測定困難であった近視の脈絡膜は本技術を用いることで十分に測定可能であるとともに、強度近視眼では、網膜よりむしろ、脈絡膜から菲薄化が始まること、脈絡膜の中でも中心窩付近もしくは下方が主として菲薄化すること、そして下方が特に後部ぶどう腫が急峻になっていることが発見された。このことは強度近視眼における黄斑円孔網膜剥離や中心窩分離症の発症機序に深く関与している可能性があると考えられた。
遺伝子サイレンシングを受けない万能型レトロウイルスベクターの開発

レトロウイルスのインテグラーゼ(IN)および逆転写酵素は、ウイルス感染に必要不可欠な酵素である。本研究では、モロニーマウス白血病ウイルスのこれらの酵素が、前骨髄性白血病(PML)タンパク質と相互作用することが明らかとなった。また、INはSUMO化を受けることが明らかとなり、PMLはSUMO化蛋白質と親和性が高いことが知られている。従って、INのSUMO化が不可欠と予想したが、PMLとの相互作用には影響を与えないことが分かった。さらに、ウイルス感染実験により、ウイルス感染におけるPMLの重要性が明らかとなった。また別のSUMO化酵素でもあり、ポリコーム染色体抑制因子の一つでもあるPc2がINと結合することもわかり、そのサイレンシングへの効果も示唆された。本研究はレトロウイルスンテグラーゼのSUMO化とその役割について解析し、応用への道筋をつけることを目的としている。そこで本年度はまず、インテグラーゼのSUMO化をin vitro, in vivoで調べた(研究計画1)。In vitroの実験系としては大腸菌におけるSUMO化システムを用いた。これは大腸菌用プラスミドにUbc9, Sae1/2、SUMO-1の遺伝子を組み込んだものである。この大腸菌にGST融合型のMLVとHIVのインテグラーゼを導入してそのSUMO化を観察したところ、いずれのインテグラーゼもSUMO化されることが判明した。In vivoの実験系では、293FT細胞においてSUMO化の確認を行った。次にSUMO化の酵素についての解析を行ったところ、PIASyとPc2がその役割を担っている可能性が示された。これらの蛋白質は両方のインテグラーゼと直接結合することも明らかにした。また興味深いことに、これらの蛋白質がインテグラーゼと共存するとその安定性が上昇することも示唆された。これがSUMO化によるものなのか蛋白質との相互作用によるものなのかは現時点では不明である。今後SUMO化能力のないPIASyやPc2を作製し、インテグラーゼの安定化能力を維持できるかどうかの検証を進める。またMLVをPIASyをノックアウトした細胞と強制発現した細胞に感染させ、インテグラーゼの安定化及びその感染能力とウイルス由来遺伝子の発現に対する効果を調べている。本研究はレトロウイルスインテグラーゼのSUMo化とその役割さらには細胞内蛋白質との相互作用について解析し、応用への道筋をつけることを目的としている。本年度は前年度のインテグラーゼSUMO化の結果を受けて、SUMO化関連蛋白質との相互作用について詳しく調べた。SUMO化された蛋白質が蓄積する細胞内構造として、PMLボディと呼ばれる核内構造体があるが、その主要蛋白質であるPMLとインテグラーゼの相互作用について研究した。予想通り、直接的な結合を観察することができたが、インテグラーゼのSUMO化がどのように関わるのかという点についてはまだ不明である。予備的な結果ではあるが、免疫沈降の際に、インテグラーゼのSUMO化を増強すべく,SUMO化酵素であるPIASyとSUMO-1を過剰発現させてみたが、インテグラーゼとPMLの間の相互作用に顕著な変化は見られなかった。今後、in vitroでSUMO化されたインテグラーゼを用意し、結合に対する影響を検討する必要がある。現在のところ、このSUMO化は結合には関与しないものと考えている。次にこのPMLの重要性を調べるために、siRNAを用いてノックダウン細胞を調製し、MLVレトロウイルスを感染させた。その結果、PMLをノックダウンさせた場合には、ウイルスゲノムの逆転写の減少が見られた。これはPMLがレトロウイルスの逆転写を活性化していることを示すものであった。しかし、インテグラーゼの活性には影響しなかったことから、インテグラーゼを介した間接的な相互作用の効果ではないかと考えられる。恐らくインテグラーゼと逆転写酵素の結合に対する影響を引き起こしているのではないかと推測される。本研究はレトロウイルスインテグラーゼのSUMO化とその役割さらには細胞内蛋白質との相互作用について解析し、応用への道筋をつけることを目的としている。前年度はインテグラーゼとPML蛋白質の相互作用とその役割について研究を遂行し、PMLがレトロウイルスの逆転写に関与しているのではないかという結果を得た。本年度は、SUMO化関連蛋白質で、インテグラーゼの活性に影響する可能性のある蛋白質として、初年度に結合を発見したポリコーム因子Pc2蛋白質の機能を調べた。NIH3T3細胞においてPc2をsiRNAでノックダウンし、そこにレトロウイルスの感染させることでその影響を解析した。Pc2のノックダウンをウェスタンブロッティングで確認後、ウイルス感染と宿主ゲノムへのウイルスゲノム挿入を調べた。

ウイルス感染はGFP発現細胞の数をフローサイトメーターにより測定し、ゲノムへの挿入はNested PCR法によって調べた。その結果、GFP発現細胞の数が有意に増加した(約2倍)一方でゲノムへの挿入に変化はなかった。このことはPc2がウイルスゲノムのインテグレーション後にその発現を抑制する機能を持つことを示唆している。おそらくPc2はポリコーム複合体としてインテグラーゼと結合し、この結合を通してサイレンシングで重要な役割を担っていると考えられる。従って、本研究の目的であるサイレンシングのないレトロウイルスベクターを構築するためには、結合をさらに詳細に解析し、Pc2と結合できないインテグラーゼの作製が必要となる。遺伝子サイレンシングに関係する可能性があるPMLとの相互作用を詳細に解析することができた。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後、インテグラーゼとPMLの相互作用について詳細に解析し、両蛋白質のどのドメイン、どの領域が結合に与るのかという点を解明することができれば、PMLに結合しないインテグラーゼ変異体を持つウイルスを作成し、サイレンシングなどを回避した新たなレトロウイルスベクターを開発できる。サイレンシングに関してはもうひとつの蛋白質Pc2についても解析を進めていきたい。
ペプチド核酸型蛍光プローブを用いた生体中遺伝子発現の定量化に関する研究

本研究者は、新規に開発した細胞膜透過性蛍光PNAプローブを用いた生細胞中に発現しているmRNAの逐次定量法の開発を平成15年度に引き続き目指した。(1)特定遺伝子に対応した細胞膜透過性蛍光PNAプローブの合成に成功した。細胞膜透過性蛍光PNAプローブの設計に必要な各種ビルディングブロックとその製法及び細胞膜透過性蛍光PNAプローブの細胞導入等分子生物学的応用に関する特許出願のうち、昨年12月にUS特許を取得できた。現在、生態系で代謝されにくい蛍光プローブの開発が急ピッチで進む中、US特許取得により、我々の研究成果が独自性の高いものであることを確認できた。(2)細胞膜透過性蛍光PNAプローブの生細胞への導入実験を行った。モデル系.として、既に実験系を確立している神経細胞を用いた。その結果、本PNAプローブが前処理や後処理を必要としないことに加え、a)標的を捕捉出来なかった過剰なプローブは細胞外に排出可能であること、b)細胞内局在化が可能であること、を証明した。細胞外排出できるということと酵素分解に耐えうるということを考え合わせると、今回新規に開発した細胞膜透過性蛍光PNAプローブは、FISHのみならずWISHに対応可能であることを証明できたことになり、今後1分子イメージング技術等の開発などへ幅広く展開できることを示唆した内容となった。以上、複数の細胞膜透過性蛍光PNAプローブによる同時検出に関する技術開発を行い、生細胞中の複数同時遺伝子発現量の定量化を確立し、当初予定していた研究目的は達成できた。
株主総還元政策の実証分析

主として株主還元の立場から,日本企業の配当・自社株取得・消却に関する総合的な実証分析を行った。外部資金の相対的必要度を示す変数が配当の決定要因として有効で,ライフサイクル仮説が支持されること, 1990年代にとられていた安定配当政策は2004年3月期を境にこれから離脱したこと,自社株取得を決議した機関が株主総会か取締役会かによって,自社株取得と配当との代替性,自社株取得と消却との代替性が正反対であることが明らかになった。この研究の目的は,配当と自社株買入・消却の両方を考慮した株主総還元政策について,日本企業が従来型の「安定配当政策」から決別したのか,その行動(変化)の背後に「横並び行動」があったかどうかを確認することを通じて,日本企業の株主総還元行動が周囲の企業行動からどう影響されているかを明らかにすることである。当初計画では2008年9月のリーマン・ショックより生じる世界的金融危機と経済大不況は想定していなかったが,高利益・高配当を続けてきた日本企業の多くが2009年3月決算では一転して大幅赤字となり配当を激減させ,2010年4月時点でも景気回復にはほど遠い状況にある。この世界的金融危機は通常の環境(変化)とは具なり,「横並び行動」があったとしても通常のそれとは違う可能性がある。そこで本年度は,配当データの蓄積を進めながら,今回の世界的金融危機と経済大不況を引き起こした本質は何か,考察を開始した。その結果,(1)米国サブプライムローン市場というローカルな市場で生じた問題が世界へ波及した理由のひとつは証券化とグローバル化であるが,1970年代以降に各国で実施された金融自由化により金融機関(行動)が変化したことのインパクトも大きい,(2)産油国や中国等の新興国に巨額な金融資産が蓄積しその資金運用が機関化した結果,投資行動が同質化し資産価格の変動性は高まった,(3)短期借入の繰り返しにより資金調達をする金融機関が増えた結果,金融機関が保有する金融資産の時価変動の高まり(下落)が金融仲介機能を低下させ実体経済にマイナス効果をもたらした,といった知見を得た。今後は,金融セクターに生じたこのような変化を考慮の上,企業の総還元行動に関する横並び行動の理論モデル開発を進めていく。この研究の目的は,配当と自社株買入・消却の両方を考慮した株主総還元政策について,日本企業が従来型の「安定配当政策」から決別したのか,その行動(変化)の背後に「横並び行動」があったかどうかを確認することを通じて,日本企業の株主総還元行動が周囲の企業行動からどう影響されたかを明らかにすることである。株主総還元のあり方は,(配当の原資となる)前年度利益や(資金需要となる)今年度の設備投資計画など,企業それぞれに固有の要因により影響を受ける。そこで個別企業の資金調達行動について分析したところ,普通社債の財務制限条項(財務上の特約)について横並び行動と考えられるものが見つかった。財務上の特約の主たる目的は,債権保全(期限の利益喪失条項,担保切り替え条項),信用力低下に対する早期警戒(純資産維持条項,利益維持条項,配当制限条項),劣後性回避(担保提供制約)である。これらは,償還期限や担保を付加できる資産保有状況など個別の状況に応じて自由に選択可能なはずであるが,2006年1月から2010年9月公募発行990銘柄のうち約7割が,無担保社債に担保提供制限のみを追加していた。信用力を標準化(コントロール)するため償還期限と格付情報センターによる格付が同じ既存銘柄のクーポンと当該銘柄のクーポンとの乖離を計算し,無担保かつそうした特約のない41銘柄のクーポン乖離との間で比較したところ,担保制限条項をもつ銘柄のクーポン乖離は統計上有意に低いことも確かめられた。研究会での報告に対するコメントを受けて,信用力指標として格付が提供する以上の情報を財務特約(担保提供制限)が持つかどうかを識別する回帰分析を現在行っている。併せて,特約付加は社債市場の評価に対する対応なのか,投資家との情報格差に対処するためのシグナル発信なのか,株主総還元との関連はどうかなどを明らかにする計量分析を実行中である。この研究の目的は,配当と自社株買入・消却の両方を考慮した株主総還元政策について,日本企業が従来型の「安定配当政策」から決別したのか,その行動変化の背後に横並び行動があるか否かを確認することを通じて,日本企業の株主還元行動が周囲の企業行動からどう影響されたかを明らかにすることである。1990年代までの安定配当政策が20022003年度を境に増配に転じ,日本企業全体を集計すると2006年度の配当金総額は2001年度の4倍弱である。配当の決定理論はいくつか並立しているものの,そのうちのライフサィクル仮説を支持する先行研究が多い。

ここでは,個別企業の一株あたり配当金に関する実証分析を行い,日本の企業についてもライフサイクル仮説が支持されることを確認するとともに,2004年度以後はそれ以前と比べて行動パラメターの推定値が統計的に有意に変化したことを見いだした。また,2004年度以降配当を変化させた企業を増配/減配/復配/無配転落という4つのカテゴリーに分類しロジットモデルを推定したところ,企業のライフサイクルをとらえる変数の他,総資本利益率(ROA)の影響が圧倒的に強いことがわかった。毎年一定した自社株買入・消却を行っている企業はない。そのため,株主還元として配当との代替・補完関係が関心事となる。2003年度以降について調べたところ,取得金額が数百億円にのぼるものは株主総会決議を経ているが,実施件数が圧倒的に多い取締役会決議による取得では,取得金額は数十億円であった。自社株取得金額を被説明変数とする計量分析を行ったところ,配当は,株主総会決議による自社株取得に対しては負の,取締役会決議による自社株取得に対しては正の効果を有意に与えていた。消却に関する計量分析でも同様の結果が得られ,決議体ないし取得規模によって,配当との代替・補完関係が異なることが明らかになった。
CRFの鎮痛作用の解明-ノックアウトマウスを用いた解析-

1.急性疼痛刺激に対する反応の解析Hot platetest、Tail-flicktestで熱刺激に対する回避行動までの潜時を測定したが、CRFKOマウスは野生型マウスに比べ潜時は有意に短縮していた。Formalinを右後肢に注射直後(直接の侵害刺激)の疼痛関連行動は両群間で差は認められなかったが、25分から40分までの行動(炎症性疼痛、中枢性感作を反映)はCRFKOマウスで有意に減少していた。以上より、CRFKOマウスは、直接的な侵害刺激に対する疼痛閾値は低下するが、逆に炎症性の疼痛に対する閾値は上昇していた。従って、内因性のCRFは鎮痛作用を持つ一方で、炎症性疼痛は促進することが明らかとなった。Formalin注射後野生型マウスでは血中ACTH、コルチコステロンは著明に増加したが、CRFKOマウスでは両者に有意な上昇は見られなかったので、Formalin注射後の疼痛閾値の上昇には、副腎皮質ホルモンの分泌欠損が関与している可能性も否定できない。強制水泳ストレスや拘束ストレス後、CRFKO・野生型マウスともに、ストレス前に比べてTail-flickの潜時は有意に延長した(ストレス性鎮痛作用)。潜時はCRFKOマウスのほうが野生型に比べてやや延長する傾向が見られたが統計学的には有意差は見られなかった。従って、内因性のCRFはストレス性鎮痛を少なくとも促進しないことが示唆された。3.慢性疼痛刺激に対する反応神経損傷に伴う神経因性疼痛のモデルとして、坐骨神経結紮による慢性疼痛の実験を行った。マウスでは手技的に困難であったため、ラットで予備実験を行った。Selzerらの方法によりラットの右坐骨神経の1/2から1/3を結紮した。疼痛閾値は偽手術群に比べ神経結紮群で14日目より有意に低下し、28日まで持続した。血中ACTH、コルチコステロンには差は認められなかったが、急性ストレス後の増加反応は結紮群で偽手術群に比べ有意に増加していた。また、視床下部CRFmRNA及びCRF様免疫活性が結紮群で増加していた。従って、慢性疼痛ではCRF-下垂体-副腎系の反応亢進がみられ、それが疼痛閾値の低下(痛覚過敏)に関連している可能性が考えられた。現在、CRFKOマウスを用いて内因性CRFの役割を検討中である。1.急性疼痛刺激に対する反応の解析CRFKOマウス・野生型マウスを用いて、Hot plate test、Tail Flicktest、Formalin testを行い、疼痛閾値を解析した。

Hot plate testで、51°C、53°C、55°Cと温度を変えてpaw withdrawal latency(後肢をなめるか、跳び上がるまでの時間)を測定したが、いずれの温度でも、CRFKOマウスと野生型マウスで潜時の変化は全く認められなかった。Tial-flicktestで、Beamの強度を60、65、70に設定して、Tail-flick latency(尻尾を回避するまでの時間)を計測したが、やはりCRFKOマウスと野生型との間で潜時に差は見られなかった。一方、Formalin testでは、formalinを右後肢に注射後15分まで(第1相:直接の侵害刺激)の疼痛関連行動(注射部位をなめる、或いは右後肢を挙上する時間)は両群間で差は認められなかったが、25分から40分までの行動(第2相:炎症性疼痛、中枢性感作を反映)はCRFKOマウスで統計学的に有意に減少していた。以上の結果から、CRFKOマウスは、熱刺激やFormalinによる直接的な侵害刺激に対する疼痛閾値は変化しなかったが、炎症性の疼痛に対する閾値は明らかに上昇していた。従って、内因性のCRFは炎症性疼痛に促進的に作用する可能性が示唆された。CRFKOマウスでは副腎皮質ホルモンの分泌増加反応も減弱しているため、今後、副腎皮質ホルモンを補充したCRFKOマウスと野生型との比較、逆に副腎を摘出したマウスとCRFKOマウスとの比較を行い、副腎皮質ホルモンの関与を検討する必要がある。マウスに10分間の強制水泳ストレスをかけ、終了後5分、15分、30分でTail-flick test(beam65)を行った。5分、15分では、CRFKO・野生型マウスともに、ストレス前に比べてTail-flickの潜時は有意に延長し、ストレス性鎮痛作用が認められた。CRFKOマウスは、野生型に比較して5分での潜時は延長傾向はあったものの、両群で統計学的な有意差は認められなかった。また、30分間の拘束ストレス後に同様の実験を行ったところ、Tail-flickの潜時はCRFKO・野生型マウスともにストレス前に比べて有意に延長した。ストレス直後と10分後では、CRFKOマウスのほうが、野生型に比べて潜時は延長していたが、統計学的に有意ではなかった。従って、CRFKOマウスではストレス性鎮痛作用が増強している傾向があり、内因性のCRFはストレス性鎮痛に抑制的に作用している可能性が示唆された。1.Formalin投与後の下垂体-副腎系の反応CRFKOマウスでは、CRFの分泌欠損によりACTH-副腎皮質ホルモンの分泌が低下していることが予想される。野生型マウスではFormalin注射後血中ACTH、コルチコステロンは著明に増加した(ACTH:83.3±19.5pg/ml→381.7±66.4pg/ml,;コルチコステロン:12.5±6.0ng/ml→137.6±12.8ng/ml)。一方、CRFKOマウスでは、血中ACTH、コルチコステロン共に有意な上昇は見られなかった(ACTH:108.8±24.1pg/ml→141.5±18.9pg/ml;コルチコステロン:6.0±0.7mg/ml→12.5±2.7ngml)。従って、昨年度に報告したように、CRFKOマウスで見られたFormalin注射後の疼痛閾値の上昇には、副腎皮質ホルモンの分泌欠損が関与している可能性が考えられた。現在、野生型とCRFKOマウスに副腎摘徐を行い、疼痛閾値を検討中である。2.慢性疼痛刺激に対する反応神経損傷に伴う神経因性疼痛のモデルとして、坐骨神経結紮による慢性疼痛の実験を行った。マウスで行うのは手技的に困難であったことから、Wistar系雄ラットを用いて予備実験を行った。Selzerらの方法によりラットの右坐骨神経の1/2から1/3を結紮し、疼痛閾値をRandall-Selitto法で解析した。
サイズ・構造に分布のない分子性金属ナノ粒子の創製

代表者らが開発した独自のクラスター合成反応、すなわち非極性の有機溶媒中で低配位Fe, Coアミド錯体M{N(SiMe3)2}2 (M = Co, Fe)に対して補助配位子Lおよびピナコールボランを順次加える均一系の反応から、正方形型のCo4クラスターや正八面体のCo6ヒドリドクラスター、ヒドリド配位子を持つFe4, Fe6クラスターを合成した。一連のクラスターは全て常磁性化合物であったが、分光測定とX線結晶構造解析に基づいて同定した。金属数に分布のある金属「粒子」を、金属数や構造が規定された「分子」として精密合成できれば、金属数や構造と性質・反応性の関係を明らかにし、合目的に触媒・材料開発等の応用へ繋ぐ端緒が開ける。そこで本研究では、独自の合成コンセプトに基づいて、先例のない分子性の金属クラスター化合物群の創製を目指した。金属元素としては、入手が比較的容易かつ高い反応性を兼ね備えた鉄とコバルトを主な対象とし、ボトムアップ型の均一系自己集積化反応を利用することとした。H27年度の本研究では、金属-アミド錯体とボラン類のσ-結合メタセシス型の反応に基づく、非極性有機溶媒中での金属クラスターの合成を検討した。その結果、コバルトアミド錯体とピナコールボランの反応から、四角形型の四核コバルトクラスターならびに平面型の七核コバルトクラスターが得られ、またトリイソプロピルホスフィンを共存させた反応からは、八面体型のコバルト六核クラスターが生成した。これらのクラスターは、空気や湿気と瞬時に反応するほど反応性が高いことから、分子触媒として利用できると考えた。コバルト六核クラスターが、α,β不飽和カルボニル類を共役還元することで知られる銅六核ヒドリドクラスター(通称Stryker試薬)と似ていることに着目し、シクロヘキセノンの触媒的ヒドロシリル化を検討した結果、共役還元が進むことが明らかになった。また同じ条件で、四核クラスターならびにコバルトアミド錯体は1,2-還元を触媒することを見出した。コバルト六核クラスターと不斉キレート配位子を共存させて実施したアセトフェノン誘導体のヒドロシリル化反応からは、触媒反応に主に寄与する化学種はクラスター骨格を保持していることを示唆する結果を得た。当初計画通りにクラスター分子の合成を進め、また触媒として利用できることも明らかにした。本研究では、金属数に分布のある金属「粒子」を、金属数や構造が規定された「分子」として精密合成することを目指し、独自の合成コンセプトである金属アミド錯体とピナコールボランの反応を検討した。また、金属元素としては、入手が比較的容易かつ高い反応性を兼ね備えた鉄とコバルトを主な対象とした。H28年の本研究では、非極性の有機溶媒中、ホスフィン類を共存させた条件下で、鉄クラスター合成を検討した。その結果、トリメチルホスフィン、トリエチルホスフィン、ジメチルフェニルホスフィンを用いる反応からは、アミド配位子を持つ四核ヒドリドクラスターが生成し、ホスフィンを共存させずトルエン中で行った反応からは、トルエンを配位させた四核ヒドリドクラスターが得られた。さらに、トリメチルホスフィンを補助配位子とする四核クラスターを溶液中で発生させ、適量の鉄アミド錯体とホスフィン、ピナコールボランを作用させる反応からはアミド配位子を持たない六核ヒドリドクラスターが、適量の嵩高いチオールを作用させる反応からはアミド配位子の代わりにチオラート配位子を持つ四核ヒドリドクラスターが、それぞれ得られた。得られた一連のヒドリドクラスターは全て常磁性であり、1H NMRスペクトルではヒドリド配位子のシグナルが観測されなかったが、ヒドリド配位子の数と位置を含めた分子構造は単結晶X線構造解析により決定し、またヒドリド配位子を重水素標識したクラスターを合成し、質量分析ならびに赤外吸収スペクトルに基づいて、化学組成ならびにFe-H伸縮を確認した。さらに57Feメスバウアースペクトルを測定し、合成した化合物に含まれる鉄の電子状態も明らかにした。当初計画通りにクラスター合成を推進し、得られたクラスター類の同定ならびに反応への利用を検討する。錯体化学、有機金属化学、生物無機化学
ロバチェフスキー空間内の部分多様体に関する研究

空間形内の部分多様体について、その特徴付けと記述は微分幾何学において基本的な問題である。しかし、現在の数学ではこの問題に完全な解答を与えることはできない。このため歴史的には、部分多様体に種々な条件を付けることによって、上記の問題をその枠組みの中で解決してきている。このような条件としては、「親空間との余次元が1であり且つ、断面曲率が同じである」という条件である。考察している多様体がリーマン多様体である場合、断面曲率が零であるときは、1959年にHartmanとNirenbergにより、断面曲率が正であるときは、1963年にO'NeillとStielにより解決された。断面曲率が負であるときは、部分的な記述は20数年前から報告されていた。つい最近Abe教授と報告者は、部分多様体の基本定理を使用して、n次元ロバチェフスキー空間からn+1次元ロバチェフスキー空間への等長的はめ込みの記述を完全に決定することができた。四元数ケーラー構造をもつ多様体は、その定義から、概複素構造(almost complex structures)が3個存在して、計量構造と関連する度合いにより、概四元数エルミート構造、四元数ケーラー構造、超ケーラー構造という大きく分けて3段階がある。また、佐々木3-構造をもつ多様体にも、同様に計量構造との関連する度合いにより3段階がある。
MARCKS及び類縁蛋白質のフレキシブルな蛋白質・脂質間相互作用様式の解明

構造をとらないタンパク質MARCKSおよびその類縁タンパク質が、複数の異なるターゲットとの結合に際し、どのような結合様式をとるのかを明らかにするため、質量分析を用いたH/D交換-MS/MS解析による結合部位の詳細なマッピング、また脂質膜及びアクチンとの複合体の結晶構造解析を試みた。それぞれのターゲットとの結合領域を探索するため、MARCKSのeffector domainの中から全長、及び各部分を含むいくつかのペプチドを作成し、それぞれ、カルモジュリン、リン脂質膜、アクチンと結合した際の相互作用部位を、H/D交換反応後、エレクトロスプレーイオン化、ハイブリッド型質量分析計を用いた-MS測定、MS/MS測定により解析を行った。その結果、異なるターゲットに対して、コアとなる結合領域は、全く同一では無いことが示唆された。また、今回行った同一測定条件においては、重水素交換後のペプチドは、異なるターゲットにより、部分的に異なったMS/MSスペクトルを示した。また、リン脂質膜との結合については、そのリン脂質の組成によっても結合様式が異なることが示唆された。一方、これらの測定方法は、その測定条件、温度、時間などのコントロールが難しく、他の衝突条件などの検討も必要であることが明らかとなった。これらの知見を元に、effector domainの中から作成したいくつかのペプチドについて、現在、リン脂質、特にアクチンとの複合体の結晶化を試みている。