hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
β2アドレナリン受容体シグナルによる転写因子FOXO1の遺伝子発現調節機構の解明

本研究は、骨格筋のβ2アドレナリン受容体(β2-AR)シグナルの役割の解明を目的としている。β2-ARシグナルの活性化は、FoxO1 mRNAおよびタンパク質の発現量を急速に減少させることが判明した。続いて、β2- ARシグナルの活性化による急速なFoxO1 mRNAの発現量減少の作用機序解明を目的として、microRNAのマイクロアレイを行った結果、β2-ARシグナルの活性化により103種のmicroRNAの発現量が有意に変動することが明らかとなった。また、103種のうちの2種のmicroRNAの導入により、FoxO1 mRNAの発現量が減少することが明らかとなった。本研究では、β2アドレナリン受容体(β2-AR)シグナルによる転写因子FOXO1の発現調節メカニズムの解明を目的としている。H28年度は、β2-ARにより活性化され、FOXO1 mRNAの発現量を減少させるシグナル経路の検討を行った。先行研究より、β2-ARにより、CREB-PKA経路、AKT経路、およびp38MAPK経路が活性化されることが報告されていたので、これらの3経路に焦点を当てて研究を進めた。C2C12培養筋管細胞に対するβ2-AR作動薬(クレンブテロール)刺激は、先行研究と同様に、CREB-PKA経路、AKT経路、およびp38MAPK経路を全て活性化させた。続いて、CREB-PKA経路、AKT経路、およびp38MAPK経路の阻害剤(H89、Triciribine、およびSB203580)でそれぞれ前処理したC2C12培養筋管細胞に対するクレンブテロール刺激の影響を検討した。その結果、CREB-PKA経路およびAKT経路を阻害してもクレンブテロールは、FOXO1 mRNAの発現量を減少させたが、p38MAPK経路を阻害するとクレンブテロール誘導性のFOXO1 mRNAの発現量の減少は認められなかった。これらの結果から、クレンブテロールによるβ2-ARの活性化は、p38MAPK経路を介して、FOXO1 mRNAの発現量を減少させることが示唆された。今後は、p38MAPK経路の活性化とFOXO1 mRNA発現量の減少を仲介するメカニズムを解明する必要がある。研究は、ほぼ実験計画通りに進展している。H29年度は、β2-ARの作用機序を詳細に解明するために、培養骨格筋細胞(C2C12細胞)を同受容体の作動薬(クレンブテロール)で刺激し、β2-ARとその下流シグナルによるタンパク質分解の抑制機構の解明を試みた。β2-ARシグナルの活性化は、FoxO1のリン酸化割合の増加に加えて、FoxO1 mRNAおよびタンパク質の発現量を急速に減少させることが判明した。続いて、β2-ARシグナルの活性化による急速なFoxO1 mRNAの発現量減少の作用機序解明を目的として、microRNAのマイクロアレイを行った結果、β2-ARシグナルの活性化により103種のmicroRNAの発現量が有意に変動することが明らかとなった。103種のmicroRNAからFoxO1 mRNAの3'UTR領域への結合が推測された4種のmicroRNAを選抜し、C2C12細胞へのトランスフェクションを行った。そのうちの2種のmicroRNAの導入により、FoxO1 mRNAの発現量が減少することを明らかとした。これらの結果より、β2-ARシグナルの活性化による骨格筋タンパク質分解の抑制は、既知のリン酸化を介したFoxO1の転写活性の抑制に加えて、microRNAによるFoxO1 mRNAの発現量の減少を介してFoxO1タンパク質を減少させる2つの経路を介して誘導される可能性が示唆された。栄養生化学
がん指向性多機能型カーボンナノチューブの音響化学活性化を利用した新規治療法の開発

機能性カーボンナノチューブが、光化学的励起し活性酸素を産生数ことが報告されているそこで、本研究では、従来の治療法の技術的な限界を克服することを目的に、超音波と音響化学的に抗腫瘍活性化する水溶性の機能性カーボンナノチューブを組み合わせた新たな腫瘍ターゲティングシステムの開発を行うことを目的とした。本研究では、超音波単独、または水酸化カーボンナノチューブとの併用による単離腫瘍細胞に対する殺細胞作用と固形腫瘍に対する抗腫瘍効果の増強を確認した。さらに、活性酸素種の一重項酸素の消去剤であるヒスチジンの添加が殺細胞効果を著しく抑制することを認め、その機序においける一重項酸素の関与を推定した。癌治療に広く用いられている化学療法は、癌細胞(または組織)を正常細胞(または組織)と識別してアタックする能力において充分ではなく、このため、その現状における副作用は、臨床的に望ましいレベルに必ずしもとどまっていない。一方、波動の性質を利用して、物理的に限定した領域に作用を発生させて治療効果を得るアプローチとしては、超音波の応とがある。超音波は、化学作用を誘発し、深部にまで到達させることができ、集束して照射できるという長所を有している。また、機能性フラーレンおよび機能性カーボンナノチューブが、光化学的励起し活性酸素を産生数ことが報告されている。我々は、これまでの基礎研究により、ナノ粒子であるフラーレン誘導体が超音波照射により顕著な抗腫瘍効果を発生することを発見した。上記薬物の薬物単独による毒性は、従来の抗癌剤に比べて無視できるほど小さく、また、超音波の集束性により超音波焦域外における音響化学効果発生を原理的にさらに小さく抑えることができるので、超音波を集束した患部以外における副作用が実質的に無視できる治療の実現を期待することができる。そこで、本研究では、従来の治療法の技術的な限界を克服することを目的に、遠隔作用力を持つ外部エネルギーである超音波と音響化学的に抗腫瘍活性化する水溶性の機能性カーボンナノチューブを組み合わせた新たな腫瘍ターゲティングシステムの開発を行うことを目的とした。本年度は、超音波単独、または機能性カーボンナノチューブとの併用による単離腫瘍細胞に対する殺細胞作用の増強を確認した。さらに、活性酸素種消去剤添加の超音波と機能性カーボンナノチューブ併用による殺細胞作用に対する影響を検討したところ、一重項酸素の消去剤であるヒスチジンの添加が、超音波と水酸化フラーレン併用処置の殺細胞効果を著しく抑制することを認め、その殺細胞作用機序においける一重項酸素の関与を推定した。がんの治療は、外科手術、放射線治療、化学療法により行なわれてきたが、いずれも腫瘍選択性の観点において理想的と言えるものではなく、これらを腫瘍選択性に優れる新療法の実現が望まれている。我々は、これまでの基礎研究により、ナノ粒子であるカーボンナノチューブが超音波照射により顕著な抗腫瘍効果を発生することを発見した。また、機能性フラーレンおよび機能性カーボンナノチューブが、光化学的励起し活性酸素を産生数ことが報告されているそこで、本研究では、従来の治療法の技術的な限界を克服することを目的に、遠隔作用力を持つ外部エネルギーである超音波と音響化学的に抗腫瘍活性化する水溶性の機能性カーボンナノチューブを組み合わせた新たな腫瘍ターゲティングシステムの開発を行うことを目的とした。さらに、活性酸素種消去剤添加の超音波と機能性カーボンナノチューブ併用による殺細胞作用に対する影響を検討したところ、一重項酸素の消去剤であるヒスチジンの添加が、超音波とカーボンナノチューブ併用処置の殺細胞効果を著しく抑制することを認め、その殺細胞作用機序においける一重項酸素の関与を推定した。これまでに、超音波単独、または機能性カーボンナノチューブとの併用による単離腫瘍細胞に対する殺細胞作用をトリパンブルー排除法によって確認した。超音波と併用することにより殺細胞効果が発現、または増強されるナノ粒子をスクリーニングした結果、水酸化カーボンナノチューブで優れた増強効果を認めた。超音波の作用には物理作用と、キャビテ-ションを介して発生する活性酸素種による化学作用とがあると推定されるため、活性酸素種消去剤添加の超音波と水酸化カーボンナノチューブ併用による殺細胞作用に対する影響を検討した。OHラジカルの消去剤であるマンニトールとスパーオキサイドラジカルの消去剤であるSODは併用による殺細胞効果に対し有意な抑制作用を示さなかったのに対し、一重項酸素の消去剤であるヒスチジンの添加が、超音波とカーボンナノチューブ、または水酸化カーボンナノチューブ併用処置の殺細胞効果を著しく抑制することを認めた。以上の所見より超音波と水酸化カーボンナノチューブ併用による殺細胞作用機序において一重項酸素の関与を確認した。理想的な癌の治療法としては(1)生体への損傷が少ないこと。(2)選択性に優れること.の2条件が要求される.ところで、超音波には,人体程度のスケールと減衰係数をもつ媒体に対し,深部への到達性を維持しながら,フォーカスによって必要にして充分な空間的選択性が得られるという物理的特長を備えている。

上記薬物の薬物単独による毒性は、従来の抗癌剤に比べて無視できるほど小さく、また、超音波の集束性により超音波焦域外における音響化学効果発生を原理的にさらに小さく抑えることができるので、超音波を集束した患部以外における副作用が実質的に無視できる治療の実現を期待することができる。そこで、本研究では、従来の治療法の技術的な限界を克服することを日的に、遠隔作用力を持つ外部エネルギーである超音波と音響化学的に抗腫瘍活性化する水溶性の機能性カーボンナノチューブを組み合わせた新たな腫瘍ターゲティングシステムの開発を行うことを日的とした。本年度は、超音波単独、または水酸化カーボンナノチューブとの併用による単離腫瘍細胞に対する過酸化脂質産生の増強を確認した。活性酸素種消去剤添加の超音波と水酸化カーボンナノチューブ併用による過酸化脂質産生に対する影響を検討したところ、一重項酸素の消去剤であるヒスチジンの添加が、超音波と水酸化カーボンナノチューブ併用処置の過酸化脂質産生を著しく抑制することを認め、その過酸化脂質産生機序における一重項酸素の関与を推定した。さらに水酸化カーボンナノチューブと超音波の併用にではアポトーシスの誘発を蛍光顕微鏡による形態変化の観察、DNA断片化のアーガロース電気泳動による検出とカスパーゼ3の活性化によって確認した。機能性カーボンナノチューブが、光化学的励起し活性酸素を産生数ことが報告されているそこで、本研究では、従来の治療法の技術的な限界を克服することを目的に、超音波と音響化学的に抗腫瘍活性化する水溶性の機能性カーボンナノチューブを組み合わせた新たな腫瘍ターゲティングシステムの開発を行うことを目的とした。本研究では、超音波単独、または水酸化カーボンナノチューブとの併用による単離腫瘍細胞に対する殺細胞作用と固形腫瘍に対する抗腫瘍効果の増強を確認した。さらに、活性酸素種の一重項酸素の消去剤であるヒスチジンの添加が殺細胞効果を著しく抑制することを認め、その機序においける一重項酸素の関与を推定した。これまでに、機能性カーボンナノチューブの一つであるポリエチレングリコール(PEG)修飾カーボンナノチューブを選び、その音響化学活性を調べた。超音波単独、またはPEG修飾カーボンナノチューブの併用による単離腫瘍細胞に対する殺細胞作用をトリパンブルー排除法によって確認した。超音波と併用することにより殺細胞効果が発現、または増強されるナノ粒子をスクリーニングした結果、PEG修飾カーボンナノチューブで優れた増強効果を認めた。超音波の作用には物理作用と、キャビテ-ションを介して発生する活性酸素種による化学作用とがあると推定されるため、活性酸素種消去剤添加の超音波と機能性カーボンナノチューブ併用による殺細胞作用に対する影響を検討した。OHラジカルの消去剤であるマンニトールとスパーオキサイドラジカルの消去剤であるSODは併用による殺細胞効果に対し有意な抑制作用を示さなかったのに対し、一重項酸素の消去剤であるヒスチジンの添加が、超音波とPEG修飾カーボンナノチューブ、またはPEG修飾カーボンナノチューブ併用処置の殺細胞効果を著しく抑制することを認めた。
専門科目受講前の予備体験用アクティブ・ラーニング仮想教材の学生視点による開発

VR/AR(仮想現実/拡張現実)技術は企業の設計・開発現場で製品企画や設計,評価や検討に実用されている.この技術を教育分野に,特に実体験が求められるアクティブ・ラーニングに導入活用することは学生の学習への動機付けに高い効果が認められる.専門科目へ進級前の予備学習として工業力学や機構学などの教材をVR/ARの形態でネットワーク上にコンテンツを置くことで,学生は仮想空間で動きを見たり,自身で動かしたりして動作を確認できる.このようなVR/AR教材の学習効果を確認したい.この際,これまでの経験から単に教員の製作した教材でなく,学生の視点で教材を製作してその有効性を再確認しようとする研究である.VR/AR(仮想現実/拡張現実)技術は企業の設計・開発現場で製品企画や設計,評価や検討に実用されている.この技術を教育分野に,特に実体験が求められるアクティブ・ラーニングに導入活用することは学生の学習への動機付けに高い効果が認められる.専門科目へ進級前の予備学習として工業力学や機構学などの教材をVR/ARの形態でネットワーク上にコンテンツを置くことで,学生は仮想空間で動きを見たり,自身で動かしたりして動作を確認できる.このようなVR/AR教材の学習効果を確認したい.この際,これまでの経験から単に教員の製作した教材でなく,学生の視点で教材を製作してその有効性を再確認しようとする研究である.
マントルへ沈み込んだ大陸地殻物質の量の推定と、マントル対流への影響

伊豆・小笠原諸島は、本州に衝突後、一部が本州の下に沈み込んでいると考えられている。本研究では、伊豆半島などの海洋性島弧の沈み込み過程を取り扱うことのできる二次元の数値計算モデルを開発し、系統的にパラメータを変化させながら、多数の計算を行った。その結果、伊豆半島と同じくらいの大きさの島弧では、沈み込むスラブの温度が平均的な値である場合、島弧を構成する大陸地殻物質の20%程度の量が地下300km付近まで、沈み込めることがわかった。また、より小規模な海洋性島弧では、より多くの割合の大陸地殻物質がマントル深部まで沈み込めることが明らかになった。近年の地質学的な研究により、年間3-5km3/yrもの大陸地殻物質が地表から、沈み込んでいることが指摘されているが、どの程度の深さまで沈み込むかについての詳細な研究はあまり行われておらず、特に、日本列島に衝突している伊豆半島のような海洋性島弧を構成する物質のマントル深部に沈み込む割合についての研究はなされていない。大陸地殻物質は放射性元素を大量に含むため、仮にマントル深部まで沈み込んだ場合、熱源として、マントルダイナミクスに影響を与える可能性が大きい。島弧の沈み込みを扱える数値計算コードを開発し、大陸地殻物質がマントル深部へ沈み込む量を推定することが、本研究の実施計画の平成26年度の課題の一つであった。島弧の沈み込みの数値計算コードは、平成26年度に完成し、現在、伊豆半島の沈み込みについての予備計算を行っているところである。計算コードは問題なく正常に動いており、正確に沈み込む島弧を構成する大陸地殻物質の沈み込み量を評価できると考えられる。このコードは有限要素法に基づいており、島弧のジオメトリやサイズを変えるのは容易であり、現在の地球に存在する伊豆半島以外の島弧の沈み込みの数値計算も行うことができる。今後、それらの結果を総括して、島弧の沈み込みにより、マントル深部に沈み込んでいる大陸地殻物質の総量の見積もりを行う予定である。もう一つの平成26年度の課題の一つである、スラブ沈み込み対流計算モデルの作成であるが、現在の所、対流計算モデル自体の開発は終了したが、詳細な予備計算等は行っていない。大陸地殻物質は放射性元素を大量に含むため、仮にマントル深部まで、沈み込んだ場合、熱源として、マントルダイナミクスに大きな影響を与える可能性が大きい。平成26年度にほぼ完成した島弧の沈み込みを扱える数値計算コードを用いて、大陸地殻物質がマントル深部へ沈み込む量を推定することが、本研究の実施計画の平成27年度の主要な課題であった。平成27年度は、本研究で開発した計算コードを用いて、島弧の沈み込みの数値計算の条件を系統的に変化させて、多数行った。また、沈み込む島弧の大きさを系統的に変えて行った数値計算の結果より、九州-パラオ海嶺などの小規模な海洋性島弧では、より多くの割合の大陸地殻物質がマントル深部まで沈み込めることが明らかになった。さらに沈み込むスラブの温度を系統的に変化させ行った数値計算の結果より、暖かいスラブでは島弧を構成する大陸地殻物質はマントル深部まで、ほとんど沈み込めないことも明らかになった。本研究課題の主要な目的の一つである島弧の沈み込みの数値計算コードの開発は終了しており、系統的にパラメータを変化させ、多数の数値計算を行った。現在その結果をまとめており、論文誌に投稿する予定である。もう一つの主要な目的である、スラブの沈み込みの二次元対流計算コードを用いた数値計算にはまだ着手していないが、計算コードの開発は終了している。従って、本研究は、おおむね順調に進展していると考えられる。島弧の沈み込みを扱える数値計算コードを開発し、大陸地殻物質がマントル深部へ沈み込む量を推定することを、本研究の目標の一つとしていた。その島弧の沈み込み過程を扱える数値計算コードは作成は終了し、詳細は論文にまとめられ、英文誌に掲載された。このコードは有限要素法に基づいており、島弧のジオメトリやサイズを変えるのは容易であり、島弧の沈み込み量のサイズ依存性や温度依存性も数値計算により、明らかにした。

伊豆半島ほどのサイズの島弧の場合、20%ほどの大陸地殻物質がマントル深部まで沈み込み、より小さい島弧では、沈み込み量が増えることを明らかにした。それらの結果を総括して、島弧の沈み込みにより、現在、マントル深部に沈み込んでいる大陸地殻物質の総量の見積もりを行った。さらに、太古代以降、マントル深部に沈み込んだ大陸地殻物質の総量も見積もった。また、スラブ沈み込み対流計算モデルも完成した。伊豆・小笠原諸島は、本州に衝突後、一部が本州の下に沈み込んでいると考えられている。本研究では、伊豆半島などの海洋性島弧の沈み込み過程を取り扱うことのできる二次元の数値計算モデルを開発し、系統的にパラメータを変化させながら、多数の計算を行った。その結果、伊豆半島と同じくらいの大きさの島弧では、沈み込むスラブの温度が平均的な値である場合、島弧を構成する大陸地殻物質の20%程度の量が地下300km付近まで、沈み込めることがわかった。また、より小規模な海洋性島弧では、より多くの割合の大陸地殻物質がマントル深部まで沈み込めることが明らかになった。平成26年度の研究計画の要点は以下の二つである。1.島弧の沈み込み過程を数値計算するための二次元計算コードの開発とその適用2.スラブの沈み込みの二次元対流計算コードの開発とその計算このどちらの計画に対しても、計算コードの開発は、平成26年度中に終了している。1.については、予備計算から、本計算に移る段階まで来ており、2.については、これから詳細な予備計算をする段階である。従って、本研究は、おおむね順調に進展していると考えられる。平成27年度までに、本研究課題で開発した島弧の沈み込みの数値計算コードを用いて、島弧を形成する物質の内、どの程度の量が沈み込むかを明らかにした。平成28年度は、その結果をまとめて、論文誌に投稿する予定である。その結果と、現在までに研究代表者らによって見積もられた、海溝での堆積物や構造浸食によって削られた大陸地殻物質のマントル深部までの沈み込み量を合算して、マントル深部に沈み込まれた大陸地殻物質の総量を見積もる。一方、平成27年度までに開発したもう一つの計算コード(スラブ沈み込みの二次元対流計算コード)を用いて、沈み込んだ大陸地殻物質のマントル内での分布を明らかにする。例えば、沈み込んだ大陸地殻物質は、大陸の下に集中的に存在するのか、それとも、大陸や海洋の下に関わらず、まんべんなく存在するのかを確かめる。最終的には、沈み込んだ大陸地殻物質を含んだマントル対流計算を行い、沈み込んだ大陸地殻物質が大陸移動に与える影響を評価する。そして、沈み込んだ大陸地殻物質がマントルの熱史に与える影響の評価も行う。固体地球物理学平成26年度に開発した島弧の沈み込みの数値計算コードを用いて、島弧を形成する物質の内、どの程度の量が沈み込むかを明らかにするため、現在地表にある島弧のジオメトリを参考にして、島弧のサイズ等を変化させ、系統的に数値計算を行う。その結果を用いて、過去から、現在に至までに、島弧の沈み込みにより、マントル深部に運ばれる大陸地殻物質の総量を見積もる。一方、平成26年度に開発したもう一つの計算コード(スラブ沈み込みの二次元対流計算コード)を用いて、沈み込んだ大陸地殻物質のマントル内での分布を明らかにする。
花粉管動態を可視化する耐光性近赤外蛍光分子ツールの創製

植物の生殖過程に関与する「鍵と鍵穴」の機能解明において,有機蛍光色素を用いた植物ライブイメージングは,多様な植物種を対象に「その場で,すぐに染色」できる強力な手法である。本研究では,耐光性近赤外蛍光色素と機能性ペプチドと組み合わせることで,花粉管動態のライブイメージングに資する独自性が高い分子ツールを創製し,有機合成化学的な側面から植物新種誕生の原理に迫る。またこれを用いて二光子蛍光顕微鏡による植物深部イメージング技術を確立する。
新機能電子材料創出のための極低エネルギ-原子流堆積装置の試作

本研究では、低エネルギ-原子流堆積装置を設計・製作しその動作を確認することを目指した。1.設計のために低エネルギ-原子流の生成について理論的に考察した。(1)アルゴンガス中の金属・半導体原子について、原子がその運動エネルギ-を失う過程を計算機シミュレ-ションにより検討した。その結果、ガスの圧力は0.5から10Torr、ガスの流速は数十m/secにおいて、100eVの高エネルギ-の原子も完全に熱化し0.1eV以下の低エネルギ-になることが分かった。(2)原子流の安定性について気体分子理論により検討したところ、(1)の条件下で金属原子の濃度が10^<12>cm^<-3>以下の時、低エネルギ-原子の流れを数cm以上安定に輸送できることが分かった。(3)拡散過程を検討することにより、低エネルギ-原子を堆積させて応用上の薄膜作製を行うためには、ガスの流れを利用しなければならないことが確かめられた。2.1.の結果をもとに実用的な低エネルギ-原子流堆積装置を製作した。装置の主な特性は次の通りである。(1)300Kから600K程度の熱エネルギ-(0.1eV以下の運動エネルギ-)をもった原子をかなり高速で堆積できる。(2)成膜面積は広く、直径5cmから15cmである。(3)2種類の物質を同じ成膜室で成膜できる。(4)超高真空のシステムであり、高純度の薄膜が作製できる。今後の課題として、本装置で種々の物質の薄膜を作製し、世界で唯一のこの成膜法で期待される効果の確認を行う予定である。
強誘電性物質におけるディスコメンシュレーションの動力学の実験的研究

強誘電性物質の不整合-整合相転位はその動力学が最近興味をもたれている. A_2BX_4型物質では,微視的サイズの分域を隔てているディスコメンシュレーションがある活性化エネルギーを得て6個を単位として生成・消滅していき,その時間依存性は理論的には対数関数的であるとされている.我々は,不純物や格子欠陥によるピン止めのためその時間変化が極めて緩慢になっていると考えられているK_2ZnCl_4について,ディスコメンシュレーションの密度とその易動度に依存する誘電率の測定及び,平均密度と分散を反映するX線衛星反射の観測を行った.その結果,整合相から不整合相に(あるいは逆に,又は不整合相内において)結晶の温度をジャンプさせた後の変化は,比較的短い時間には通常の指数関数的に,長時間的には理論の予想と合う対数関数的緩和になっていることを見出した.次に我々はディスコメンシュレーションの生成・消滅の動的過程を直接観測することを目的として高分解能電子顕微鏡写真を撮影し, 3倍周期の整合相の格子像とその格子不整(ディスコメンシュレーションの端点の構造と関連していると考えられる)を観察し,引き続き実験を進めている.また,ディスコメンシュレーションの構造を調べるため,チオ尿素,硫酸リチウムルビジウム・およびテトラメチルアンモニウム塩の高次整合相のX線結晶構造解析を行った.このうちチオ尿素の9倍相で特に明瞭にディスコメンシュレーションの領域が識別出来た.それは微視的サイズの強誘電的領域を隔てる分域壁に相当しており,その幅は結晶の基本周期の12倍程度と狭く,局所的構造は常誘電相のものとなっている.その他,関連する物質のX線的研究等により,不整合-整合転移に関する研究を行っている.強誘電性物質の不整合-整合相転位はその動力学が最近興味をもたれている. A_2BX_4型物質では,微視的サイズの分域を隔てているディスコメンシュレーションがある活性化エネルギーを得て6個を単位として生成・消滅していき,その時間依存性は理論的には対数関数的であるとされている.我々は,不純物や格子欠陥によるピン止めのためその時間変化が極めて緩慢になっていると考えられているK_2ZnCl_4について,ディスコメンシュレーションの密度とその易動度に依存する誘電率の測定及び,平均密度と分散を反映するX線衛星反射の観測を行った.その結果,整合相から不整合相に(あるいは逆に,又は不整合相内において)結晶の温度をジャンプさせた後の変化は,比較的短い時間には通常の指数関数的に,長時間的には理論の予想と合う対数関数的緩和になっていることを見出した.次に我々はディスコメンシュレーションの生成・消滅の動的過程を直接観測することを目的として高分解能電子顕微鏡写真を撮影し, 3倍周期の整合相の格子像とその格子不整(ディスコメンシュレーションの端点の構造と関連していると考えられる)を観察し,引き続き実験を進めている.また,ディスコメンシュレーションの構造を調べるため,チオ尿素,硫酸リチウムルビジウム・およびテトラメチルアンモニウム塩の高次整合相のX線結晶構造解析を行った.このうちチオ尿素の9倍相で特に明瞭にディスコメンシュレーションの領域が識別出来た.それは微視的サイズの強誘電的領域を隔てる分域壁に相当しており,その幅は結晶の基本周期の12倍程度と狭く,局所的構造は常誘電相のものとなっている.その他,関連する物質のX線的研究等により,不整合-整合転移に関する研究を行っている.強誘電体における不整合・整合相転移の動力学は、不純物や格子欠陥によるピン止め効果を被ったディスコメンシュレーション(DC)の生成・消滅過程として理解される。今年度の研究はまず、いわゆる硫安型物質の一つである【K_2】Zn【Cl_4】でDCの動力学を反映すると考えられる誘電率とX線衛星反射の同時測定を行い、相転移過程及び熱平衡状態への緩和の時間発展過程を実験的に明らかにした。その結果、以下のことが分った。1.整合相から不整合相へ温度をジャンプさせた時誘電率が増加していく過程は、結晶中に出現した不整合相が整合相と共存した状態であり、初期過程は【e^(-t/5)】の時間依存性を示す。2.そして誘電率が最大値に達する時に整合相は消え去り、以後の誘電率が平衡値に減少していく過程、及び、不整合相内で温度をジャンプさせた後に誘電率が平衡値に変化していく過程は、ともにその温度での熱平衡の間隔にDCが配列していく過程である。3.その初期には誘電率とDC間隔はともに【e^(-〓!(t/t)】のように振舞うが、晩期には後者は【(lnt)^(-1)】のように極めてゆっくり変化し、これはKawasakiの理論を支持する。4.不整合相から整合相へ温度をジャンプさせた時は、誘電率が最大値に達すると整合相が出現しはじめ、以後2つの相の占める比が除々に変化していく。5.不整合相と共存している時の整合相はDCの完全に無い状態ではなく、DC間隔が桁違いに広い状態であって、時間とともにDCがさらに消滅(もしくは生成)している。このことはDCが6個単位で消滅(生成)しているとして理解できる。また、

同じく硫安型物質である【(N(CH_3)_4)_2】Zn【Cl_4】の高次整合構造の精密解析によってDCの微視的構造の決定を、【(N(CH_3)_4)_2】Mn【Cl_4】において分城壁として残留しているDCの分布の光学的観察なども行った。
細胞内情報伝達の可視化を基盤とする電気的細胞機能制御法の開拓

本研究では、まず第1に、細胞内情報伝達反応の新規な可視化法を開発することを目的とした。表面プラズモン共鳴イメージング法を用いることにより、細胞膜受容体へのアゴニスト刺激によって細胞内のPKCが細胞膜へトランスロケーションする情報伝達過程をモニタリングできることを明らかにできた。次いで、既知及び新規の可視化法を用いて、電気刺激による細胞内情報伝達反応の変化を観察し、その制御を実現することを第2の目的とした。印加電圧と時間幅を変えられるナノ秒パルス発生装置を自作し、Ca2+感受性蛍光タンパク質を発現した神経モデル細胞を用い、細胞内のCa2+濃度変化を誘起できるパルス条件を検討することができた。本研究では、(1)細胞内情報伝達の新規可視化法の開発、(2)従来法及び(1)で開発した新規の細胞内情報伝達可視化法を駆使して、種々の電気刺激が細胞内情報伝達や遺伝子発現に及ぼす効果をリアルタイム観察し、細胞内情報伝達を制御し得る条件を明らかにすることにより、電気刺激による細胞機能制御法を確立することを目指す。H26年度は、このうち(1)の可視化法として、表面プラズモン共鳴イメージングを用いることにより、種々の培養動物細胞を薬物刺激した時の細胞内情報伝達を単一細胞内の細胞膜近傍の情報伝達を担う蛋白質のトランスロケーションによる屈折率の増加やその後の減少としてリアルタイム観測できることを明らかにした。さらに(2)として、細胞内のセカンドメッセンジャーであるCa2+に着目し、遺伝子導入により、Ca2+プローブとなるYellow Cameleonを発現させた神経前駆細胞を用意し、研究室で自作したナノ秒直流パルス発生装置を用いて電気刺激した時の細胞内Ca2+濃度の増加を蛍光観察し、細胞内へのCa2+流入を誘起することが可能なパルス条件の検討を行った。その結果、適当な電圧、時定数(パルス幅)で、細胞内Ca2+の流入を引き起こせる可能性が示唆された。これらの研究成果は、関連する国内外の国際会議で発表したか、今後発表予定である。H27年度は、26年度の成果を踏まえ、さらに異なる組織の培養動物細胞でもナノ秒パルス刺激条件の検討によるCa2+流入の制御を実現し、さらに(1)の成果と電気刺激とを合わせて細胞内情報蛋白質のトランスロケーションの電気制御を可能とし、動物細胞機能の電気制御の実現を図る計画である。本研究では、(1)細胞内情報伝達の新規な可視化法を開発する、(2)既存の細胞内反応の可視化法を用いて、種々の電気刺激が細胞内情報伝達、特にCa2+濃度変化に及ぼす効果をリアルタイム観察し、電気刺激による細胞機能の制御法を確立する、(3)開発した新規な細胞内情報伝達の可視化法を用いる細胞への電気刺激効果の観察を試み、その細胞機能制御への応用を図ることを目的とした。こうした目的に対し、H26年度には(1)の細胞内情報伝達反応の新規な可視化法として、表面プラズモン共鳴イメージング法の応用を進めた。種々の動物細胞を金薄膜でできたセンサチップ上で培養し、薬物刺激した際の細胞内情報伝達として、細胞質から細胞膜近傍へPKCなどの酵素タンパク質のトランスローケーションが起こるのを屈折率変化として観察できることを明らかにした。さらに種々の細胞膜受容体のアゴニストやアンタゴニストの検出・定量や作用評価に応用できることを明らかにできた。また(2)として、パルス幅と印加電圧が可変のナノ秒パルスの発生装置を自作した。さらに細胞内Ca2+濃度の変化を蛍光共鳴エネルギー移動で観察できる蛍光タンパク質であるYellow Cameleonを発現した株化神経モデル細胞を用い、ナノ秒電気パルスの印加による細胞内Ca2+濃度変化の誘起に成功した。H27年度には、(1)のSPRイメージングシステムを幹細胞の神経細胞への分化に伴う薬物刺激応答変化の観察に応用し、分化判定に役立つことを示した。今後の幹細胞利用に極めて役立つ成果である。また、強制的に膜受容体を発現した細胞での薬物刺激応答観察により、膜受容体間の相互作用評価にも成功した。さらに(2)として、ナノ秒パルスの時間幅と電圧値の制御により、細胞内へのCa2+流入を一過的に制御できる可能性を示せた。(3)は時間切れで実施できなかったが、今後期待できる課題である。研究成果を関連する国内学会で発表したり、今後さらに国際会議の関連セクションで発表の予定(発表申し込み済み)である。細胞機能工学おおむね順調に進んでいるので、H27年度は予定通り、基礎研究の拡大と応用展開を図る。具体的には、(1)神経系、内分泌系、免疫系の細胞内のCa2+濃度上昇や情報蛋白質のトランスロケーションを誘起する電気パルス条件を明らかにする。(2)上記条件により、神経伝達物質、ホルモン、抗体の産生や分泌能を電気刺激により制御できることを示す。ナノ秒パルス発生装置を自作したため、物品費が安くついた。

ただし、種々の時間幅のパルスを安定に発生するための改良が必要で、残金はこの改良に使用予定です。種々の時間幅のパルスを安定に発生するナノ秒パルス発生装置の作製・改良に使用する。
難治性リンパ腫の病態に関連する遺伝子群の解明と新規治療標的分子の同定

難治群であるCD5陽性DLBCLの予後不良性、中枢神経系再発機序の解明のため、遺伝子発現網羅的解析を行い、CD5陽性DLBCLの大多数がactivated Bcell-like DLBCLに分別されることを確認した。CD5陽性DLBCLを特徴づける遺伝子群を抽出し、そのtop geneがSH3BP5であり、神経構成成分あるいは神経機能に関連する多数の遺伝子が含まれることを明らかにした。免疫組織学的検討においてもSH3BP5抗原の腫瘍細胞における発現が確認された。悪性リンパ腫の約70%がB細胞性リンパ腫であり、その予後は抗CD20抗体であるrituximabの導入により飛躍的に改善した。しかしCD5陽性びまん性大細胞型B細胞リンパ腫(DLBCL)はrituximab導入以後も予後不良であり、臨床的特徴の一つである中枢神経系(CNS)再発/増悪率は診断後2年時点で11.4%と高率で改善がない。その上、リンパ腫のCNS再発に対する確立した標準治療は皆無である。今回の研究はDLBCLにおけるCD5発現の差異をゲノム網羅的な解析を行い、CD5陽性DLBCLの予後不良性の病因、CNS再発の機序を解明することを目的としている。CD5陽性DLBCL、CD5陰性DLBCLの生検凍結試料よりtotalRNAを抽出し、DNAマイクロアレイを用いた遺伝子発現解析を行った。その結果、supervised法でのクラスタリングではCD5+ DLBCL群とCD5-DLBCL群の2群に分別された。また、ABC DLBCLにおいても検討を加え、CD5+群とCD5-群の2群に分別しえた。この抽出された特異的な遺伝子セットに対して詳細な検討を行い、機能的な遺伝子グループとして捉えるため、Gene ontology (GO)解析、Gene Set Enrichment解析を施行した。その結果、GOカテゴリーの中で、synapseに含まれる遺伝子がCD5+ ABCDLBCLに最も関連していることが解明された。またこれらの遺伝子セットにsynapseに属する遺伝子に加え、中枢神経系に関係した遺伝子が多数含まれており、CD5陽性DLBCLの高率なCNS再発との関係性が示唆された。現在、同定された遺伝子群の蛋白発現を検討し、免疫組織学的検証を進めている。遺伝子発現との再現性、一致性があるか否か、CNS再発予防を可能とする有効な治療開発への応用可能性をめざした検討を行っている。悪性リンパ腫の最大病型であるびまん性大細胞型B細胞リンパ腫(DLBCL)において、特にCD5陽性(CD5+)DLBCLはrituximab導入以後も予後不良であり、臨床的特徴の一つである中枢神経系(CNS)再発/増悪率は診断後2年時点で11.4%と高く、全く改善がない。この難治群であるCD5+DLBCLの予後不良性の病因、CNS再発の機序を解明するため、前年度、DNAマイクロアレイを用い遺伝子発現網羅的解析を行った。その結果、CD5+DLBCLの大多数がactivated Bcell-like DLBCLに分別されることを確認した。さらにCD5+DLBCLとCD5陰性(CD5-)DLBCLの両者を識別可能な遺伝子セットを同定し、CD5+DLBCLを特徴づける遺伝子群を抽出した。種々の得られたデータセットを詳細に検討を加え、Gene Ontology解析を行ったところ、そのtop geneがSH3BP5であり、神経構成成分あるいは神経機能に関連する多数の遺伝子が含まれることを明らかにした。続いて、抽出されたsignature gene setから同定された、予後及び臨床病態に影響を与えると思われる遺伝子の蛋白発現を検討するため、モノクローナル抗体を用いて凍結切片使用免疫組織化学での検討を行った。正常神経組織の混在を避けるため、リンパ節検体のみを用いてCD5+DLBCLとCD5-DLBCLの両者で検討したところ、SH3BP5抗原のCD5+DLBCL腫瘍細胞における発現が初めて確認された。また神経に関係する遺伝子であるLMO3およびSNAP25においてもCD5+DLBCLで有意に高率に陽性であった。これらは正常ヒトでは神経系組織に特異的に発現し、正常および腫瘍化造血細胞での抗原発現は過去に報告がない。以上の研究成果は難治群であるCD5+DLBCLの予後不良性、CNS再発機序の解明に貢献すると思われる。
高校生の喫煙行動へのポピュレーションアプローチおよびリスク別アプローチの効果検討

3高等学校1年生の548名を対象に喫煙防止教育の実施および自記式質問紙調査での評価を行った。教育の効果の分析は、生徒を事前調査時点の喫煙行動および将来の喫煙意思の結果から低・中・高リスク群の3群に分類し教育前後で比較検討した。結果、リスク状況に関わらず、喫煙に関する知識にはポピュレーションアプローチが、禁煙勧奨意欲にはリスク別アプローチが有効だった。一方、高リスク群では加えてリスク別アプローチを行うことで将来の喫煙意思、喫煙行動や禁煙への関心などの項目でより効果が得られる傾向だった。本研究は高校生に対し喫煙に関するポピュレーションアプローチとリスク別アプローチを包括的に行う効果的なプログラムを開発し、その結果を検証することである。平成20年度は、介入高校への事前調査の結果から生徒の将来喫煙のリスクによる特徴の分析を行いそれぞれのリスク群への効果的なアプローチ方法について検討した。対象者は近畿3府県の4高等学校1年生747名(男子311名、女子436名)である。質問項目は、性別、喫煙行動、将来の喫煙意思、喫煙の勧めを断る自信、喫煙に関する知識、喫煙に対する認識、主観的規範意識、自尊感情、周囲の喫煙状況および禁煙勧奨意欲である。将来喫煙のリスク状況を把握には喫煙行動と将来の喫煙意思を用い対象者を3群に分類した。この3群による各項目の得点の群間による差の検定を行った結果、各質問項目の平均値は、ほとんどの項目でリスクが高い群ほど、喫煙を断る自信がない、喫煙に対する美化や効用を信じる気持ちが強い、主観的規範意識が低い、周囲に禁煙をすすめる意欲が低いというように好ましくない状況を示した。さらに自尊感情以外の項目で低リスク群と高リスク群、低リスク群と中リスク群の間に有意な差がみられた一方、喫煙に関する知識、喫煙に対する認識、禁煙勧奨意欲の項目で中リスク群と高リスク群に有意な差がなかった。また、自尊感情以外のすべての項目で女子に比べて男子の方が好ましくないという傾向だった。以上の結果により、喫煙行動の中リスク群は非喫煙者ではあるが、既に喫煙を開始している高リスク群に近い傾向を持っていることが示唆された。高等学校で行われる集団的な喫煙防止教育ではこれら中リスク群の特徴を考慮した教育内容の強化が必要であることが明らかとなった。現在学校で行われている喫煙防止教育は、生徒全体に一律に行われるポピュレーションアプローチが主流であり、先行研究では知識などの向上はみられるものの喫煙行動の変化はほとんど報告されていない。一方、喫煙者や喫煙経験者といったリスクの高い生徒に対するアプローチは個別的な生徒指導がほとんどであり、再喫煙者も多い。そこで本研究は、生徒の喫煙に関するリスク状況が多様となる高校生を対象に生徒全体への啓発を目的としたポピュレーションアプローチと将来喫煙のリスクに応じたリスク別アプローチを実施し、リスク別に効果を評価することで高等学校での効果的な喫煙防止教育について検討することを目的とした。対象は高校1年生747名である。まず質問紙調査により将来喫煙のリスク分類による特徴の分析を行った。さらにポピュレーションアプローチとリスク別アプローチから成る喫煙防止教育プログラムを段階的に実施しリスク分類による教育の評価を行った。結果、ポピュレーションアプローチと将来喫煙のリスクに応じたリスク別アプローチを段階的に行う本プログラムは、将来喫煙のリスクが高い対象者に対し行動面および知識、認識面で効果が確認された。従来のポピュレーションアプローチ単独で行われる喫煙防止教育では得にくかった喫煙行動に対する効果が確認されたことは意義深い。また、本プログラムは、これまで健康教育としてアプローチすることが難しかったリスクの高い生徒に対しても授業等の中でリスクに応じたアプローチできること、養護教諭などが予防的なアプローチとして実施しやすいことから、高等学校のような将来喫煙のリスクが多様な集団への支援方法として有効である。また、従来の喫煙防止プログラムに比べ比較的短時間で実施できることやスライドなどの利用により導入が容易であり活用性が高いといえる。
滑らかな関数の局所表示と調和解析における漸近解析

関数が実解析的である場合には,特異点解消により,その関数を局所的に単項式で表すことができる.なおかつある種の非退化の条件の下では,関数の複雑な退化の情報がその局所表示の中に現れるように特異点解消を構成できる.本研究では,実解析性を仮定しない(無限回微分可能な)滑らかな関数に関する同様の局所表示について研究を行う.また,その局所表示を用いて調和解析における種々の問題において滑らかな関数の場合に関する解析を行う.本研究を通して,滑らかな関数と実解析的関数の,解析的な取り扱いにおける違いが明らかになると期待される.関数が実解析的である場合には,特異点解消により,その関数を局所的に単項式で表すことができる.なおかつある種の非退化の条件の下では,関数の複雑な退化の情報がその局所表示の中に現れるように特異点解消を構成できる.本研究では,実解析性を仮定しない(無限回微分可能な)滑らかな関数に関する同様の局所表示について研究を行う.また,その局所表示を用いて調和解析における種々の問題において滑らかな関数の場合に関する解析を行う.本研究を通して,滑らかな関数と実解析的関数の,解析的な取り扱いにおける違いが明らかになると期待される.
プロテオーム時代におけるタンパク質立体構造の第一原理的予測

ポストゲノムシークエンシング時代において、タンパク質の構造、機能を知ることが分子生物学の最重要課題である。本研究はタンパク質立体構造の第一原理的予測に真っ向から挑戦するものである。その解決のために、3つの側面から研究を進める。1)良いモデル=エネルギー関数の構築、2)高効率な構造探索法の開発、および3)ドメイン境界の予測法の開発。本研究はそれぞれに独自のアプローチで挑み、ゲノム配列がコードする大規模なタンパク質群の立体構造予測を目指す。(1)まず、Zスコア法によるエネルギー関数の最適化を行った。エネルギーパラメータのトレーニングのために40個のタンパク質のセットを用意し、各々について変性構造を構造データベース中の別の構造へのThreadingでつくった。構造予測を可能とするエネルギー関数は、セットの全てのタンパク質が十分に小さいZをもつことを満たす必要があるので、その平均Z_<ave>を最小化した。最小化にはシミュレテッドアニーリング法を用い、メトロポリスモンテカルロ(MC)法で最適パラメーターを探索した。(2)得られたエネルギー関数の精度を確かめるために、Park&Levittのdecoy(非天然構造)セットによる構造認識テストを行った。セットの全てのタンパク質で天然構造に近いほどエネルギーが低いという相関がみられ、エネルギー関数による天然構造の認識ができた。(3)得られたエネルギー関数を使って、比較的小さなタンパク質を対象として、Bakerのフラグメントアセンブリ法により構造予測を行った。まず、構造データベースから配列相同性を基準にフラグメント(3残基、9残基断片)候補を選び、それらを組み合わせて3次構造を構築した。3次構造をつくるときには、フラグメントを置換していくMC法で行った。比較的小さく単純なトポロジーをもつタンパク質Immunoglobulin-binding Protein Gの立体構造予測結果を示す。局所構造を既知構造に限った狭い構造空間での構造予測は成功したといえる。(4)さらに統計力学に基づくレプリカ交換分子動力学法で構造予測を行った。温度レプリカ交換法では、レプリカを温度に関してランダムウォークさせることで、幅広く構造空間を探索することができる。広い構造空間においてもprotein Gのおおまかなトポロジーの予測に成功した。
同じ絡み目の2つの射影図をつなぐライデマイスター変形の回数

同じ結び目を表す2つの異なる射影図はライデマイスター変形(R変形)と呼ばれる射影図の基本変形を有限回適用して移り合うことが知られている。(n+1,n)-トーラス結び目の通常の射影図Dと(n,n+1)-トーラス結び目の通常の射影図Eは同一の結び目を表す。DをEに変形する際のR変形の最小数を決定した。日常用語で言えば、紐を動かしてDをEに重ね合わせる際の、最も簡単な動かし方を決定した。2つの「絡み目の図」が1つの同じ絡み目を表すとき、片方の図に何回のライデマイスター変形を適用してもう片方に変形できるか、その上界を交点数の式で求める。結び目の射影図を交差点を持たない射影図に変形するために必要なReidemeister movesの回数の上からの評価は2001年にHassとLagariasによって与えられた。その議論の根幹の部分はHakenのnormal surfaceの理論に基づいていた。結び目を縁とするdiskは結び目外部空間の四面体分割に対して綺麗な位置にあるnormal surfaceに変形でき,さらに簡単な位置にあるfundamental surfaceに取り直せる。それが四面体たちの中の何枚の断片(normal disks)によって構成されているかを上から評価するのが鍵となる。今年度もそのfundamental surfacesの具体例の計算においてさらなる進展があった。昨年度は(p,q)-レンズ空間全てのQ-fundamental surfacesを計算しきることにq=1,2の場合に成功した。レンズ空間内の曲面で最も興味深いのはオイラー標数最大の向き付け不可能閉曲面である。今年度はそれに焦点を絞って,pやqの大きな(p,q)-レンズ空間を調べた。その結果,任意の2より大きい自然数nに対して,同じタイプのn-2枚のnormal disksの平行コピーを持つnormal surfaceでオイラー標数最大の向き付け不可能閉曲面となっているものを含む(pn,qn)-レンズ空間の無限列を見つけることができた。{pn}と{qn}は或る自然数列である。それらはfundamental surfaceになっていることも示すことができた。(しかし,まだQ-fundamental surfaceであるか否かは不明である。)つまり,幾らでも複雑なfundamental surfaceが存在する。現在,このことに関する論文を準備中である。絡み目Lが橋分解されている状況を考える。3次元球面が2次元球面Sによって2つの3次元球体B1とB2に分解されており、Lはそれぞれの球体とb本の自明弧で交わっている。各球体内に自明弧が自明であることを表すb枚の円盤のシステムが取れる。各円盤の縁の輪はLの部分弧とS上の弧を繋げたものになる。このS上の弧は円盤の枚数と同じ2b本あり、それらを繋げて結び目の図となる。この結び目の図はこの橋分解に基づくと言う。結び目の図において、結び目の上の有限な偶数個の点をうまく指定して区切り、橋分解のB1内の弧とB2内の弧が交互に繋がっていると見做せる。同じ絡み目を表す2つの図は区切り点をうまく増やすと同じ橋分解に基づくと見做せることが知られている。Lの部分弧が自明であることを示す2b枚の円盤のシステムの取り方を2通り考えると、Lの2つの図D1とD2が得られる。D1、D2の交差点の数をn1、n2と置く。一般にはD1とD2は幾らでも多くの交差点で交わり得る。D1とD2の配置の無駄を無くして、D1とD2の間の交差点の数cをn1、n2、bの式で上から抑える。cが無駄に大きいと、D1の弧2本とD2の弧2本で囲まれた四角形領域が多いことが分かった。実際、c、n1、n2、bの或る1次式で表わすことができた。四角形でない領域の数はn1、n2、bの或る1次式△以下であることが分かった。D1をその交差点と橋分解の分割点で2n1+b本の紐に区切り、D2も同様に区切る。このとき、D1のある紐とD2のある紐はc/(n1、n2、bの2次式)以上の交差点を持つことが分かった。片方の紐を基準にもう一方を交差点で部分紐に区切って考えると、高々△-1個の平行類しか無いことが分かった。2つの結び目の射影図が同じ結び目を表すとき、片方の図に有限回のライデマイスター変形(図の局所的な基本変形)を適用してもう片方の図に変形することができる。そのようなライデマイスター変形の列は無限個あるが、そのうちでライデマイスター変形の回数が最小のものを考える。その最小数の上界を射影図たちの交差点数の具体的な式で与えることが研究テーマであった。

しかし、そのような上界を得ることはできなかった。2つの図の同時配置が複雑な場合に多数の四角形領域が生じ、それから「うず巻き」の存在を示す予定だったが、それが実現できなかった。ライデマイスター変形の必要回数について、得られた結果を述べる。最近の論文で、HassとNowikは自明結び目の図の或る無限個の具体例に対して、それらを交差点無しの図に変形するためのライデマイスター変形の最小数は元の図の交差点数の2次式回以上必要であることを示した。今回の研究では、非自明結び目の図のペアの無限個の具体例に対し、各ペアをつなぐライデマイスター変形の最小回数を正確に求めた。それは交差点数の「2分の3」次式となった。一般に、(p,q)-トーラス結び目と(q,p)-トーラス結び目は同じ結び目であることは良く知られている。(n+1,n)-トーラス結び目の通常の図を(n,n+1)-トーラス結び目の通常の図に変形するためのライデマイスター変形の最小回数は正確に{(n-1)n(2n-1)/6}+1であることを示した。(n+1,n)-トーラス結び目の通常の図は交差点を「nの2乗」個持つので、「2分の3」次式が得られたことになる。手法はHassとNowikのものとは異なり、研究代表者の2006年の論文で定義したcowritheを用いている。現在、論文を専門雑誌に投稿中である。他に、2009年度には、次頁の表のように、ノーマル曲面に関する論文とデーン手術に関する論文が出版された。
大学教育における高度熟練技術伝承法を活用した学習カリキュラムの開発

本研究の目的は、日本の大学教育において未だ十分には達成されていない高度熟練技術分野における人材育成法を活用した教育カリキュラムを開発することにある。本研究は、現在最先端技術分野において、高度な熟練技術を保有し先進的な取り組みをしている企業(以下「先進企業」という)の人材育成法および日本と欧州の伝統的技術伝承法に関するこれまでの研究成果を検証、統合し推進される。本研究の目的は、高度熟練技術分野における人材育成法を活用した教育カリキュラムを開発することにある。平成24年度は日本および欧州の「先進企業」の専門職人材育成法、ならびに大学および専門学校における専門職人材育成教育の特性について調査研究した。日本および欧州の「先進企業」において、伝統的な技術伝承法の精神がどのような形で受け継がれ、または変容してきているかについて考察し、その類似点と相違点を明らかにし、わが国の今後の企業内教育の方向性について検討した。それらに基づきカリキュラムの構成原理を提示し検証授業を実施した。また、日本および欧州の伝統的な技術伝承法が、「守、破、離」等に見られる職人遍歴プロセスを持ち、極めて類似した形で行われてきたことを検証し、そのような学習法の意味について考察した。平成24年度の研究実績の概要は以下の通りである。12012年12月9日、「ドイツの高度熟練技術企業の人材育成と知的財産ポリシー」というテーマで日本知財学会において発表した。22013年2月16日、新潟大学社会連携フォーラム「働く幸せ」において人材育成法について公開討論会を開催した。32012年7月6日、徳島大学において暗黙知教育「感性の磨き方」というテーマで講演とワークショップを開催した。その後、同大学教職員とFD討論会を開催した。42013年1月26日、新潟市西蒲区コミュニティ交流会において、「明日は今日よりも」というテーマで、まちづくりにおける人材育成のあり方について講演した。平成25年度は、日本および欧州の「先進企業」の専門職人材育成法、ならびに大学および専門学校における専門職人材育成教育の特性について調査研究した。日本および欧州の伝統的な技術伝承法が「守、破、離」等に見られる職人遍歴プロセスをもち、極めて類似した形で行われてきたことを検証し、そのような学習法の意味について考察した。平成25年度の研究実績の概要は次のとおりである。12013年5月16日および5月23日:新潟市立内野中学校において、「もしも内野の町をどんな町にでもできるとしたら」というテーマで、午後の総合学習の時間にワークショップを実施した。22013年6月21日:徳島大学において、暗黙知教育「感性の磨き方」というテーマで、講演とワークショップを開催した。同日、同大学教職員とFD討論会を開催した。32013年9月:新潟大学主催の「夢立国プロジェクト」におけるワークショップの企画に参画した。42013年12月6日:日本知的財産協会関東支部において、「これからの知財人材の育成暗黙知経営の視点から考える」について講演とワークショップを行った。52013年12月14日:日本知財学会において「アベノミクスを解明する暗黙知経営から見た知財八策」というテーマで発表した。62014年2月1日:新潟市東区まちづくり講座において「東区のまちづくり」というテーマで、10年後のまちづくりのあり方についてワークショップを行った。72014年2月22日:新潟大学社会連携フォーラムにおいて「夢のもつ力について」というテーマで人材育成法について公開討論会を開催した。平成23年度は、日本および欧州の「先進企業」の専門職人材育成法、ならびに大学および専門学校における専門職人材育成教育の特性について調査研究した。また、日本および欧州の伝統的な技術伝承法が「守、破、離」等に見られる職人遍歴プロセスをもち、極めて類似した形で行われてきたことを検証し、そのような学習法の意味について考察した。平成23年度の研究実績の概要は次のとおりである。(1)2011年6月25日『先進的高度熟練技術企業における専門職人材育成の日欧比較』というテーマで日本知財学会において発表した。(2)2012年3月13日:NEC知的資産セミナー「形式知と暗黙知から見た人材育成のあり方」において日欧の高度熟練技術企業の人材育成について講演するとともに暗黙知経営企業の人材育成についてワークショップを開催した。(3)2012年2月12日:平成23年度第2回新潟大学社会連携フォーラム『Best or Nothing/ものづくりへの誇りと連帯』において、東海バネ工業、曙産業、ドイツ・アーブルグ社の招待講演の後、人材育成法について公開討論会を開催した。(4)2012年2月10日:新潟市区自治協議会委員研修会基調講演「改めて問い直す『協働の要』とは」において、地方自治における人材育成のあり方について講演した。(5)2011年10月7日:新潟清心女子高等学校特別授業