hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
熱暴走抑制機能を有する新規な複合酸化物担持金属触媒の開発

熱暴走反応を自己抑制する触媒の開発を行った。ニッケル触媒上の残留塩素は熱暴走反応のCO2メタン化反応を顕著に抑制できることを明らかとした。赤外分光測定によって触媒上のCO2解離が抑制されることが分かった。同様に、バナジウムを添加した場合も選択性が制御できることを明らかとした。メソポーラスシリカによるニッケル触媒の被覆を検討した結果、触媒活性を維持したまま選択性が向上することが明らかとなった。さらに触媒寿命も向上することが分かった。この特性向上は、被覆されたニッケル系触媒から拡散したニッケルおよびバナジウム種がメソポーラスシリカ層内に再析出するためと考えられる。平成25年度は、研究計画に従って前年度の熱暴走反応抑止添加剤の探索を引き続き行い、著しい効果を有するバナジウム系添加物を見出した。アルミナ担持Ni触媒をモデル触媒としてバナジウムを添加したところ、熱暴走反応であるCO2の水素化(メタン化反応および逆水性シフト反応)が顕著に抑制されることが分かった。この機構を明らかにするためにバナジウムの添加量が触媒上のバナジウムの微細構造や吸着特性、触媒特性に及ぼす影響を詳細に検討した。まずSTEM-EDS分析を行った結果、添加バナジウムは活性点であるNiナノ粒子の近傍に偏在しており、特にバナジウム添加量が少量の場合においてはアルミナ担体上にはバナジウムは存在せず、添加バナジウムのほとんどがNi粒子上および担体とNiの界面上に析出していることが確認された。X線光電子分光法によって触媒の表面組成を詳細に検討したところ、バナジウム添加量がNiの1/10まではバナジウムはモノレイヤー状に触媒上(特にNi近傍)に存在しており、それ以上ではある程度のサイズのバナジウム酸化物粒子が形成されることが分かった。本研究の触媒の使用が想定される改質模擬ガス中の主成分であるCOおよびCO2の吸着特性を検討した結果、バナジウムが極少量(V/Ni<0.025)存在するとCOの吸着量が激減することから、バナジウムがNiの化学状態を変えている可能性が示唆された。さらに担体上に存在するバナジウム酸化物によってCO2の吸着阻害が生じていることも明らかとなり、この担体上またはNi粒子と担体界面近傍のCO2の吸着阻害が熱暴走反応を抑制していることが示唆された。今後は最適なバナジウム量およびバナジウム添加方法を明らかとし、触媒活性を維持したまま熱暴走反応を効果的に抑制する触媒組成を明らかとする予定である。平成24年度の研究実績を研究計画に従い遂行した。研究実施計画の「1.燃料改質反応装置の制作」では、反応容器2器を収め容器全体をムラなく精密に温度制御する精密恒温槽と、出口ガスの水分を除去しマイクロガスクロに出口ガスを導入・組成分析できる水分除去トラップを備えた燃料改質反応装置を製作した。本装置の運転には別途製作したガス導入装置と既存のマイクロガスクロを用いた。本装置はH24年度既に稼働しており、H25-H26年度の全研究期間を通しても、触媒の活性評価、前処理、後処理に使用する。研究実施計画の「2.担持金属触媒への添加物探索」では、ニッケル/アルミナモデル触媒に対して、白金、パラジウム、ルテニウム、セリア、銅等の一酸化炭素水素化、二酸化炭素水素化に対する添加効果を検討した。これらの添加と反応の温度依存性を検討した結果、白金、パラジウムを添加した場合活性の大きな抑制効果が見られた。またルテニウムを添加した場合は反応中の活性低下が著しく、種々の分析の結果炭素種の堆積が生じていることが示唆された。セリア添加の場合、セリアに対して所定量のジルコニアを添加することによって二酸化炭素水素化反応(熱暴走反応)の抑制効果が発現することが分かった。もっとも著しい効果が得られたのは銅添加でありこの添加量依存性を研究実施計画の「3.最適添加量の検討」に従って実施したところ、ニッケルに対して10分の1から5分の1(原子比)の銅添加によって最も高い効果が得られることが分かった。実施計画書の「4.添加物の微細構造と化学状態分析」のために透過型電子顕微鏡観察と走査透過型電子顕微鏡観察を行い、添加物の担体上およびニッケル金属との化合状態について詳細な検討を行った。その結果銅添加の場合、ニッケルと添加した銅のほぼすべてが合金化していることが明らかとなった。本研究は、工業的に重要な固体触媒上で進行する水素化反応や酸化反応など、大きな発熱を伴う化学反応に対して、反応の熱暴走を自動的に制御する機能を触媒自身に付与することを目的としたものである。本研究では特に、家庭用固体高分子形燃料電池向け燃料改質器のための低コストなCO除去プロセスとして近年注目を集めているCO選択メタン化反応に着目し、この反応系で選択性を制御し熱暴走を抑制できる触媒の開発を行った。

本反応に着目した動機としては、CO除去反応で対象とする反応物(CO)の濃度が0.5%前後と低いのに対して、副反応を引き起こす元となるCO2の濃度が20%と高く、熱暴走反応の制御の難易度が高いことから、本系で熱暴走の抑制を実現することは関連分野への波及効果が大きいと考えたためである。実施した項目は大きく分けて三つある。第一に、触媒処理装置の作成であり、正確な測定の為に精密な温度制御のできる恒温槽を備えた流通式反応装置の作成を行った。第二に、熱暴走を制御し得る被覆層の探索を行い、活性金属のNiと相互作用の強いチタニア、ジルコニア、ランタニアの他、安定な被覆層を形成可能なアルミナ、シリカによる被覆と、熱暴走反応の抑制の関係を詳細に検討した。その結果、ナノポーラスな構造を有するシリカで触媒表面を被覆した場合に、顕著な熱暴走制御効果が表れることを見出した。また、この被覆層は層内に設けたナノチャンネルを通してガス拡散が容易に行われるために、暴走反応を起こす前の定常状態においても反応を阻害しないことを明らかとした。そして第三に、選択性制御のための添加物の探索であり、被覆層の他にも選択性を化学的・幾何学的に制御し得る添加物を種々探索し、ハロゲン化合物とバナジウムが特に優れた効果を示すことを見出した。以上の結果、当初目的とした熱暴走機能の触媒自身への付与に対して十分な成果を上げることに成功した。触媒化学平成25年度の研究は順調に進展していると判断できる。その根拠としてまず、本研究の主の目的である熱暴走反応抑止効果の著しいバナジウム添加物を見出し、その特性発現機構を一定程度解明できたことが挙げられる。研究計画に挙げた触媒の微細構造も、透過型電子顕微鏡、走査透過型電子顕微鏡等を駆使して詳細に解析し、触媒構造と熱暴走反応の抑止発現の関係を明らかとすることができた。また一定条件下における触媒の寿命評価も実施した。これらの研究成果は、第112回触媒討論会、第23回北米触媒会議、第113回触媒討論会において発表し大きな反響を得ることができた。また熱暴走反応抑止剤の添加に関する論文を国際学術誌に投稿した。以上のことから本研究は順調に進捗していると結論した。平成24年度の研究は順調に進展していると判断できる。その根拠としてまず、研究目的及び研究実施計画に基づき、研究実施計画の14のすべてについて目的に従って研究計画を遂行できていることが挙げられる。実施計画の「1.装置作成」においては既存のガス供給装置とガス分析装置(マイクロガスクロ)を用いることによって、研究実施計画の予算通り改質反応装置を作成し、目的通り問題なく装置を稼働することができている。また実施計画の「2および3.添加物の探索」では5つの添加物を探索し、セリアと銅という効果的な添加物を二つ見出すことができている。さらに「4.触媒の微細構造と化学状態分析」においても既存の分析装置を活用し触媒の微細構造を解明することができている。さらにこの成果は、第21回日本エネルギー学会大会、第110回触媒討論会、日本エネルギー学会天然ガス部会科学分科会シンポジウムにおいて発表を実施した。以上のことから本研究は順調に進展していると判断できる。
発生の場における蛹コミットメントと予定細胞死の内分泌支配

本研究期間に次のことを明らかにした。(1)ホルモン濃度変化。幼若ホルモンとエクジステロイドの体液濃度の詳細な変化を、ラジオイムノアッセイにより測定した。幼若ホルモンは3蛹期まで12時間おき。エクジステロイドは4蛹化まで2時間間隔の測定。(2)翅成虫原基の蛹コミットメント。翅成虫原基で蛹コミットメントが生じる時期を5令脱皮後16時間までと確定した。また、この時期のコミットメントにはエクジステロイドは必要ないこと、幼若ホルモンは単独ではコミットメントを抑制するものの20-ヒドロキシエクジソン(20E)存在化では抑制効果を失うこと、翅成虫原基での20E感受性は4令head capsule slippage(HCS)の頃に現れ、脱皮に向かって強くなること、等を明らかにした。ホルモンの応答を全くもたない4令初期の翅成虫原基を、ホルモンフリー条件で前培養後20Eでチャレンジすると蛹コミットメントが誘導できた。この時の幼若ホルモン感受性は高く、培養下で生理的濃度で強く抑制させた。これらの結果、翅成虫原基の蛹コミットメントの進行は、翅成虫原基の幼若ホルモン応答能の急激な低下と密接な関係があることがわかった。(3)前部絹糸腺の予定細胞死。前部絹糸腺の予定細胞死を培養下で20Eを加えることにより再現した。この時の細胞死の進行を数値化した。細胞死に必要な遺伝子発現の時間を調べた結果、20E投与後8時間で死の実行に必要な遺伝子の転写は完了し、18時間で翻訳が完了した。しかし20Eは42時間必要であった。これは20Eの膜受容体の存在を示唆している。また、20Eチャレンジにより発現する遺伝子をDD鵬により7つクローニングした。現在その機能解析が進行中である。昆虫の変態に際して、成虫原基は成虫組織の構築に向けて分化・形態形成を開始するとともに、幼虫特異的組織は予定細胞死のもとに崩壊除去される。カイコ翅成虫原基は5令初期には成虫分化の決定(蛹コミットメント)をうけ、吐糸期後のエクジステロイドサージにより蛹変態を行う。蛹コミットメントは2種類のホルモン、幼若ホルモンとエクジステロイドのバランスによりもたらされる。翅成虫原基の蛹コミットメントはそのホルモン依存性と進行から4期に分けうる段階を経て完了することを明らかにした。また、この間翅成虫原基の幼若ホルモン感受性は大きく低下し、この低下が蛹コミットメントをもたらす上で重要な要素であり、4令期間中の体液幼若ホルモン濃度がほぼ一定であるにも関わらず、幼若ホルモンにより蛹コミットメントが抑制されなくなる現象を説明できるようになった。カイコ幼虫の絹糸腺は幼虫組織の中最大のものであるが、吐糸終了後崩壊を始める。細胞死はエクジステロイドにより引き金を引かれる。エクジステロイド応答性はガットパ-ジをする夜間の6時間の間に出現し、これ以前ではホルモン濃度を上げても細胞死は誘起されない。ホルモン応答能を有する絹糸腺をエクジステロイド存在下で培養すると、6-7日後には細胞死を完了する。細胞死はDNAラダー、α-アマニチン、シクロヘキシミドによる阻害とうから、アポトーシスである。アポトーシスの進行はその形態学的及びホルモン要求性から4段階に分けうることが明らかとなった。加えて、カスパーゼが関与する段階は3段階であり、現在アポトーシスの分子生物学での研究の最前線の場はアポトーシスの最終段階に近い部分であることも解った。

昆虫が蛹に変態するとき、それまでの幼虫特有の組織のあるものは崩壊・除去される。これを予定細胞死、またはアポトーシスと言う。一方で、翅などの成虫特有の組織は、分化の決定を受けた後成虫分化を行う。この決定を蛹コミットメントと称している。本研究は予定細胞死と蛹コミットメントがホルモンの支配下にあり、どの様な微細調節下にあるかを知ることを目的としてきた。蛹コミットメントに関しては、本年度は以下の成果を得た。カイコ4令幼虫の翅成虫原基を幼若ホルモンフリーで前培養した後、20-ヒドロキシエクジソン(20E)とともに後培養し、その後4令1日幼虫に移植し5令1日で摘出・観察という移植決定に付すと、幼若ホルモンフリーでの前培養時間が32時間を境としてその効果は急激に低下する。この理由を、エクジソン受容体(EcR)の消長に求めるため、カイコのEcRアイソフォーム2種類の発現パターンをみた。その結果、EcRAには全く差が無く、EcRB1に特定の差が認められた。現在、この差が生じる原因を詳細に調べている。カイコ前部絹糸腺のアポトーシスは、20Eにより誘導される。20Eチャレンジ後数時間のうちに発現してくる死の遺伝子を2種類DD法によりつり上げ、現在この遺伝子の作用を検討している。また、アポトーシスの完了に20Eチャレンジ開始後30時間まで20Eの存在が必須である。この時の20Eの作用は、核受容体ではなく膜受容体を介したものであるとの想定に基づき、研究を進めている。カイコ5齢のガットパージした幼虫の前部絹糸腺を20Eと共に培養すると、予定細胞死が誘導され、数日後に完了する。PCR select subtractionにより、細胞死に際して20Eにより誘導される初期遺伝子の単離した。単離した7遺伝子は全て新規遺伝子であり、このうち、2遺伝子はタンパク質をコードするopenreading frame(ORF)を持たず、かつ細胞破砕液中の5-6種類のタンパク質と会合すした。これは、この2遺伝子がコードするRNAはRNAのままに、coactivatorとして機能している可能性がある。また、5遺伝子のうち3遺伝子は、相同性検索でヒト細胞のアポトーシスに関連すると思われる遺伝子と高い相同性を示した。これらの遺伝子は全てがシクロヘキシミド存在下で20Eにより発現することから、初期遺伝子群と考えられた。これまでに判明している初期遺伝子発現後の20E作用は、cAMP経由であるとの傍証を得た。しかしステロイドホルモンが核受容体を介さないで作用するとの報告は殆ど無く、検証には慎重を期さねばならない。現在、20Eが直接膜受容体に結合するのか、細胞質因子を介したオートクリンの結果なのかは不明であり、これを検証中である。翅成虫原基の蛹コミットメントを培養系で誘導する際の、EcRAとEcRB1の挙動をしらべた。何れのmRNAもノーザンではかからないほどに少量で、半定量的RT-PCRにて検証した結果、EcRの発現調節とコミットメントの間に直接の関連性は無いものと示唆された。現在細胞周期調節遺伝子、20Eとコミットメントの関連を調べるための準備中である。
ガルビン予想の解決にむけての研究

ガルビン予想は,「任意の半順序集合Xの濃度ω_1の部分順序が可算個の連鎖の和集合となっているとき,X自身も可算個の連鎖の和集合になる」という主張の無矛盾性を問うものである.本研究では,ラドー予想,ガルビン予想等に関する反映数を導入し,これらの関連を調べた.ラドー予想やガルビン予想の成立は,対応する反映数がω_2になることと同値である.σ-closedな強制拡大に関して,可算個の連鎖の和集合にならない,という性質が保存される半順序のクラスに対しては,対応する反映数がω_2となることも,連続体濃度が大きなものである状況でそれりより小さなものとなることも無矛盾であることを示した.本研究の目標はガルビン予想に関しての研究を推進することである.ガルビン予想は,「無限半順序Xのすべての濃度aleph 1の部分順序が可算個の全順序の和として表されるとき,X自身も可算個の全順序として表わせる」という主張でああるが,この主張が無矛盾であるかどうかは未解決である.この主張からラドー予想が導かれることが知られているので,ラドー予想を含む,(スーパーコンパクト基数の存在の仮定の下で)無矛盾であることが知られている反映原理の研究の進展が,ガルビン予想の無矛盾性の是非を決定する研究への足掛りになることが予想される.本研究の平成26年度の研究では,無限ゲームの必勝法の存在に関する反映の原理に関する研究(渕野昌,薄葉季路),リスト彩色数(list chromatic number)の反映原理に関する研究(薄葉季路),非正則基数予想(Singular Caridnal Hypothesis)のいくつかの反映原理からの直接証明の発見(酒井拓史)等により,この方向での研究成果が得られている.これらの研究成果について国際学会(ウイーン,京都),国際ワークショップ(シンガポール)等で発表している.Bernhard KoenigによるGame ReflectionPrinciple+はスーパーコンパクト基数をレヴィ崩壊でaleph 2に崩壊したときに得られるモデルで成り立つ反映原理のうち最強のものと看倣せるものとなっているが,薄葉は最近この原理からlist chromatic numberの反映原理が導かれることを発見した.この結果はGame Reflection Principle+とガルビン予想の関係についての考察が研究の次のステップとなる可能性を示唆しているように思える.本研究の目標はガルビン予想に関しての研究を推進することである.ガルビン予想は,「無限半順序Xのすべての濃度aleph_1の部分順序が可算個の全順序の和として表されるとき,X自身も可算個の全順序として表わせる」という主張であある.この主張が無矛盾であるかどうかは未解決である.この主張からラドー予想が導かれるので,ラドー予想を含む,(スーパーコンパクト基数の存在の仮定の下での)無矛盾性が既に知られている反映原理の研究の進展が,この予想の無矛盾性の是非の決定へのの足掛りになると予想される.本研究では,無限ゲームの必勝法の存在に関する反映の原理に関する研究(渕野昌,薄葉季路),リスト彩色数(list chromatic number)の反映原理に関する研究(薄葉季路),非正則基数予想(Singular Caridnal Hypothesis)のいくつかの反映原理からの直接証明の発見(酒井拓史),また,反映原理の基数不変量(Reflection number) ,pre-Hilbert spaceがorthonormal basisを持たないことの反映原理に関する結果が得られた(以上,渕野昌).特に,反映原理の基数不変量に関する研究では,ガルビンの予想やハンブルガー問題を弱めた命題の超コンパクト基数の存在の下での無矛盾性が得られた.また,aleph_2未満への反映原理と対応する連続体濃度未満への反映原理の関係に関する結果を得た.これらの研究結果を,国内外のセミナー,国際学会,国際ワークショップ等で発表した.ガルビン予想は,「任意の半順序集合Xの濃度ω_1の部分順序が可算個の連鎖の和集合となっているとき,X自身も可算個の連鎖の和集合になる」という主張の無矛盾性を問うものである.本研究では,ラドー予想,ガルビン予想等に関する反映数を導入し,これらの関連を調べた.ラドー予想やガルビン予想の成立は,対応する反映数がω_2になることと同値である.σ-closedな強制拡大に関して,可算個の連鎖の和集合にならない,という性質が保存される半順序のクラスに対しては,対応する反映数がω_2となることも,連続体濃度が大きなものである状況でそれりより小さなものとなることも無矛盾であることを示した.平成26年度に計画していた反映原理に関する準備的研究において,いくつかの結果が得られており,これらの結果から次年度の研究につながりうるいくつかの可能なアプローチの方向も見えきている.数理論理学,公理的集合論平成27年度の研究では,平成26年度の研究を推し進めるとともに,ガルビン予想の無矛盾性証明に結びつく可能性のある強制法による構成法について,網羅的な研究を行なう.特にsupercompact基数より更に大きな基数の崩壊によるモデルでの状況と無限個の巨大基数の崩壊により得られるモデルで何が起こっているかを系統的に調べる.また,集合のstationarityの反映に関する諸原理と概自由代数の自由性に関する結果の間にある類似性の背後にある関係を記述する結果を探る.平成26年度に行った海外出張,海外研究滞在のうちのいくつかが先方の招待で滞在費等が先方負担になったため.連携研究者の旅費の援助が計画時の見つもりより多く必要になる予定であることと,平成26年後期に時間の都合がつくため,当初の予定より長く海外出張,海外研究滞在を行なう予定である.
シアノバクテリオクロムによるｃ－ｄｉ－ＧＭＰシグナル伝達機構の解明

解析対象である三つの光受容体は協調して、c-di-GMPというセカンドメッセンジャーを介したシグナル伝達を行い、好熱性シアノバクテリアが示す細胞凝集を照射光波長依存的に制御している。本研究にさらに深い考察を与えるため、細胞凝集における最も重要なトリガーであるSesAの定量的解析を行った。SesAが示すc-di-GMP合成活性は、青色光照射下での活性化状態であっても、産物であるc-di-GMPによってその活性が阻害されることがわかった。c-di-GMP受容体であるセルロース合成酵素Tll0007のc-di-GMPに対する親和性を測定すると、その親和性は低く、SesAが合成するc-di-GMPはTll0007を活性化するのに量が足りないことが示唆された。他のc-di-GMP合成酵素が、SesAとTll0007を仲介する増幅因子として機能する可能性を考え、網羅的な遺伝子破壊株を作製して増幅因子を探索した。増幅因子としてのc-di-GMP合成酵素は発見できなかったが、細胞凝集を抑制するのに必要な因子を同定した。現在は、この抑制因子の「抑制」が増幅因子として機能する可能性を検証している。上記で示唆したようにc-di-GMPシグナル伝達が二段階に分かれていることは、細胞凝集という固着性への転換が、運動性の抑制、細胞外多糖生産など、多段階で進む反応であることを反映していると予想される。本研究は、バクテリアが固着性へ転換するという普遍的かつ複雑な生体プロセスを支える分子機構の解明に大きく貢献できることが期待される。27年度が最終年度であるため、記入しない。1、シアノバクテリオクロム型光受容体の定性的生化学解析Tlr1999の全長タンパク質はc-di-GMP分解活性を示し、その活性は青色光下に比べてシアン光下で上昇した。これによりTlr1999はc-di-GMP分解にはたらくシアン光センサーとしての機能が示唆された。TlrO911の全長タンパク質は発色団にフィコビオロビリンを用いて、411nmの青色光吸収型と522nmの緑色光吸収型とを可逆的に光変換した。また、TlrO911は青色光下で活性化されるc-di-GMP合成活性、緑色光下で活性化されるc-di-GMP分解活性を示した。これによりTlrO911は青色光下でc-di-GMP量を上昇させ、緑色光下でc-di-GMP量を減少させるデュアルセンサーとしての機能が示唆された。TlrO911は私たちの知る限り、光を感知する一つのドメインが、二つのシグナル伝達ドメインの活性を別々に制御する初の例である。2、三つのシアノバクテリオクロムの単独破壊株を用いた表現型解析野生株とtlrO924単独破壊株に加えて新たにtlr1999とtlrO911の単独破壊株をそれぞれ作製し、四種の波長の光(紫、青、緑、赤)を照射したときの細胞凝集を測定した。Thermosynechococcusは紫青色光依存的に細胞凝集を示し、tlrO924がその細胞凝集に必須な因子であることが再現できた。ここでtlr1999破壊株は全体的に野生株よりも顕著な細胞凝集を示し、特に緑色光下で有意な細胞凝集を示した。これはTlr1999がシアン光下でc-di-GMPを分解することにより、TlrO924が生産したc-di-GMPによる細胞凝集という応答を、短波長側の紫青の領域に制限していることを示唆している。解析対象である三つの光受容体、tlr0924, tlr1999, tlr0911に関して、その多重(二重もしくは三重)遺伝子破壊株を作製した。表現型の解析は一年目と同様、四種の波長の光(紫、青、緑、赤)を照射したときの細胞凝集にて評価した。得られた結果から新たに次のことがわかった。1. Tlr0924は細胞凝集の誘導に最も重要な因子ではあるが、必須ではないこと。2. Tlr1999はあらゆる光条件下で細胞凝集を抑制することで、Tlr0924以外の因子による細胞凝集の誘導を抑えていること。3.これまで細胞凝集への寄与が不明瞭であったTlr0911は実際に細胞凝集の制御に関わっており、Tlr0924とTlr1999からなるコアに対して補佐的な役割を担っていること。また、大腸菌由来タンパク質の異種発現系を用いた実験から、これら三つの光受容体による細胞凝集の制御がc-di-GMPというセカンドメッセンジャーを介したシグナル伝達により行われていることを示した。本研究は、細胞が示す光応答の光波長特異性とそのシグナル伝達の厳密性が、複数の光受容体の協調によって実現されているということを明らかにした。これは、シアノバクテリアにおいてシアノバクテリオクロム型光受容体が多数存在するという事実に対して初めてその意義を明らかにした点で重要である。二年目である本年度にて、当初の研究実施計画をほぼ完遂した。現在は上記の結果を含めて本研究の成果をまとめ、論文を執筆し、投稿作業中である。その前段階として、当研究室の前任者が行った、本研究の先行研究にあたる部分をまとめ、本年度にThe Journal of Biological Chemistry誌に発表した。

解析対象である三つの光受容体は協調して、c-di-GMPというセカンドメッセンジャーを介したシグナル伝達を行い、好熱性シアノバクテリアが示す細胞凝集を照射光波長依存的に制御している。本研究にさらに深い考察を与えるため、細胞凝集における最も重要なトリガーであるSesAの定量的解析を行った。SesAが示すc-di-GMP合成活性は、青色光照射下での活性化状態であっても、産物であるc-di-GMPによってその活性が阻害されることがわかった。c-di-GMP受容体であるセルロース合成酵素Tll0007のc-di-GMPに対する親和性を測定すると、その親和性は低く、SesAが合成するc-di-GMPはTll0007を活性化するのに量が足りないことが示唆された。他のc-di-GMP合成酵素が、SesAとTll0007を仲介する増幅因子として機能する可能性を考え、網羅的な遺伝子破壊株を作製して増幅因子を探索した。増幅因子としてのc-di-GMP合成酵素は発見できなかったが、細胞凝集を抑制するのに必要な因子を同定した。現在は、この抑制因子の「抑制」が増幅因子として機能する可能性を検証している。上記で示唆したようにc-di-GMPシグナル伝達が二段階に分かれていることは、細胞凝集という固着性への転換が、運動性の抑制、細胞外多糖生産など、多段階で進む反応であることを反映していると予想される。本研究は、バクテリアが固着性へ転換するという普遍的かつ複雑な生体プロセスを支える分子機構の解明に大きく貢献できることが期待される。解析対象である三つの光受容体、Tlr0924, Tlr1999, Tlr0911に関して、それらの個別の機能と、その関連を明らかにすることができた。これは当初3年かけて行うはずだった研究の大筋を既に完遂したことを示している。現在これらの結果をまとめ、本研究課題の集大成となる論文の投稿作業中である。よって本研究は計画以上の進展を見せており、最終年度である次年度にはさらなる発展を見せることができると期待している。27年度が最終年度であるため、記入しない。当初の年次計画のうち「タンパク質の詳細な生化学解析」が唯一遂行せずに残っているため、今後行っていきたい。具体的には、Tlr0924タンパク質の結晶構造解析を試みる予定である。解析対象である三つの光受容体は、c-di-GMPというセカンドメッセンジャーの細胞内濃度を、光環境に応じたかたちで協調して制御することが示唆された。現在までの先行研究で、c-di-GMPはセルロース合成酵素Tll0007を活性化することで細胞凝集を引き起こすことが示唆されているが、直接的な証拠はまだない。そこで今後、Tll0007がc-di-GMPを結合することを試験管内で直接示したい。二種の蛍光タンパク質を用いて融合タンパク質を作製し、蛍光共鳴エネルギー移動の測定により可能であろうと考えている。また、細胞内c-di-GMP濃度の測定を行い、表現型である細胞凝集との関連を調べたい。これらの解析により、本研究がより体系的かつ先駆的なものになると期待している。初年度はtlr0924とtlr1999の二つの遺伝子について、そのタンパク質の生化学解析を行い、破壌株の表現型解析を行う予定であった。しかし実際には、残るもう一つの遺伝子であるtlrO911についても同様の解析を行うことができた。三年にわたる研究の年次計画のうち半分以上を遂行することができており、当初の予定よりもさらに進んだ研究が最終的にまとめられると期待している。
次世代ミリ波磁気光学効果を実現するための新規磁性酸化物の研究

本研究課題では、高性能ミリ波吸収材料の創製を目的として、ミリ波吸収周波数の広域制御を狙い、化学的合成法を用いた磁性ナノ粒子の開発を行った。ゾルゲル法など化学的な金属酸化物ナノ粒子合成法により合成を行い、得られた試料の形態観察、結晶構造解析、磁気特性および電磁波吸収特性の評価を行った。得られた試料の中でも斜方晶三酸化二鉄の金属置換試料は、室温で大きな磁気ヒステリシスを示し、2テスラを超える室温保磁力を示した。ミリ波吸収特性を調べたところ、0.2テラヘルツを超える高周波ミリ波領域に電磁波吸収特性を有することが観測された。磁気異方性制御により、電磁波吸収の高周波化が実現できたと考えられる。絶縁性磁性体は自然共鳴現象による電磁波吸収を示すが、保磁力が大きいほど自然共鳴周波数が高くなることが期待されるため、自然共鳴周波数の広域制御という観点から、高保磁力磁性材料の開発を進めた。具体的には、金属磁性酸化物の中で最大の保磁力を示す、イプシロン型-酸化鉄(ε-Fe2O3)の鉄イオン(Fe3+)の一部を、他種の金属イオンで置換することにより、保磁力の向上を狙った。中でも、保磁力・共鳴周波数が向上することを見出しているロジウム置換について、重点的に検討を行い、保磁力・共鳴周波数のさらなる向上を検討した。合成法としては、1ゾルーゲル法、2逆ミセル法とゾルーゲル法の組み合わせ法、3メソポーラスシリカを鋳型に用いたナノ微粒子合成法等の化学的ナノ微粒子合成法を用いた。得られた試料については、透過型電子顕微鏡による形状観察、X線粉末回折による結晶構造解析、磁気特性の評価、ミリ波帯における電磁波吸収特性評価を行った。その結果、ゾルーゲル法を用いた合成により、ロジウム置換量が最も多い試料を得た。得られた試料は、イプシロン酸化鉄と同じ斜方晶の結晶構造をとっていた。X線粉末回折のリートベルト解析の結果、4つある非等価鉄サイト(ADサイト)のうち、選択的にCサイトを置換することを明らかにした。得られたロジウム置換型イプシロン酸化鉄は、高周波ミリ波領域に磁気光学効果を示すことが期待される。検討したゾルゲル法による合成プロセスは、簡便であり、有機溶媒を用いないため、有用であると考えられる。また、金属置換型イプシロン酸化鉄ナノ粒子を分散させた溶液と樹脂の混合液を作成し、約1Tの外部磁場を印加しながら固化させることにより、配向体作成の検討を行った。その結果、X線粉末回折および磁気特性の測定により、結晶方向の配向が認められた。本材料は、高周波ミリ波回転効果を示すことが期待される。本研究課題では、高性能ミリ波吸収材料の創製を目的として、ミリ波吸収周波数の広域制御を狙い、化学的合成法を用いた磁性材料ナノ粒子の開発を行った。平成25年度は、新規磁性金属酸化物の合成を行い、ミリ波吸収特性を観測した。本磁性金属酸化物は、ゾルゲル法による金属酸化物ナノ粒子合成法により得られた。具体的には、金属塩水溶液に塩基性水溶液を混合し、金属水酸化物ゾルを生成させた後、珪素アルコキシドの加水分解・重縮合反応により、ガラスとのコンポジットを生成させた。このコンポジットを分離・洗浄・乾燥させて粉末状にし、高温焼成し、金属酸化物ナノ微粒子を得た。得られた試料について、テラヘルツ分光法を用いてミリ波吸収特性を調べたところ、高周波ミリ波帯域に電磁波吸収ピークが観測された。磁気特性を調べた結果、本磁性金属酸化物は大きな磁気異方性を有していた。この大きな磁気異方性により、高周波ミリ波吸収特性が実現できたと考えられる。H24年度は、種々の化学的ナノ微粒子合成法を用いて、金属置換型イプシロン酸化鉄の合成検討を行った。その結果、保磁力・共鳴周波数の増大効果を見出しているロジウム置換型イプシロン酸化鉄において、ロジウム置換量の多い試料の合成に成功した。本材料は、本研究課題において目標に掲げている、「大気の窓」と呼ばれる、大気中で電磁波が伝搬しやすい周波数の最高周波数である220 GHzにおいて、電磁波吸収を示すことが期待される。また、H24年度は金属置換型イプシロン酸化鉄の結晶配向体作成の検討を行い、結晶方向の配列に一定の成果が上がっている。ミリ波吸収測定システムに偏光子・検光子を組み込み、ミリ波帯の偏光特性を調べることで、ミリ波磁気光学効果の観測が期待される。H25年度は、得られた試料のミリ波吸収特性および回転特性の観測を行う予定であり、本研究課題はおおむね順調に進展していると考えている。25年度が最終年度であるため、記入しない。

H25年度は、H24年度に得られた試料のミリ波吸収特性の測定を進め、ミリ波吸収周波数の220 GHzへの到達を目指す。具体的には、ロジウム置換型イプシロン酸化鉄において、形状制御材の添加など合成法を詳細に検討して高置換を目指すとともに、他種の金属置換による吸収周波数の高周波化と、吸収量の向上の検討を行う。金属置換種の検討には、電子状態を調べることも有用であると考えられるため、第一原理計算による電子状態計算を行う。また、H24年度に得られた結晶配向体のミリ波回転特性の測定を進めるとともに、結晶配向体の作成において重要である粒子分散性の向上の検討と、高磁場下での試料作製を進める。結晶配列体を作成することにより、ミリ波帯の磁気光学効果が期待されるだけでなく、ミリ波吸収量の向上も期待される。更には、結晶構造、磁気特性、ミリ波吸収特性の相関を、温度依存性や結晶方位依存性の測定により調べ、イプシロン酸化鉄の高周波ミリ波吸収特性のメカニズムを検討する。25年度が最終年度であるため、記入しない。
特異な水素結合反応場をもつ不斉触媒系の設計とその応用

触媒的不斉合成は光学活性有用化合物の合成に非常に効果的なプロセスであるため、世界中で活発に研究が行なわれている。新しい不斉配位子の開発、新しい反応媒体の利用は大きな注目を浴びる研究領域である。特に、複数の相互作用を巧みに組み合わせた協奏機能触媒系は、一般的な触媒的分子変換反応において、その応用が大いに期待される。本研究では、分子内に水素結合部位を有する新しい触媒配位子の開発を目指した。まず、ビス(トリフルオロメチル)カルビノール部位を有する新規ビナフチル配位子の合成に着手した。様々な合成ルートを検討した結果、光学活性BINOLを出発原料として用いるルートが有効であることがわかった。すなわち、BINOLの2つのフェノール性水酸基を別々に官能基変換し、エステル及びホスフィンオキシド部位を有するビナフチル化合物に誘導した。そのエステル部位に対し逐次的にトリフルオロメチル基を導入し、最後にボスフィンオキシド部位を還元することによって、目的の不斉ホスフィン配位子を得ることに成功した。フッ素系アルコール部位及びリン原子を有する化合物において、水酸基の性質に関する興味深い知見を得た。^1HNMRの化学シフトにおいて、ビス(トリフルオロメチル)カルビノール部位を持つホスフィンオキシドの水酸基プロトンのシグナルはδ9.54(ppm)という低磁場領域に観測された。これは、化合物中の水酸基プロトンのホスフィンオキシド酸素原子への分子内水素結合が関与するものと考えられる。これらのリン化合物の水素結合を活かした合成化学的応用(有機分子触媒など)が期待される。
食道癌に対するテーラーメイド分子標的化学放射線療法の基礎的研究

食道癌に対して放射線療法や5-FU等の化学療法が実施されているが、その奏効率は未だ不十分である。新規分子標的抗癌剤であるHDAC阻害剤は、放射線照射、5-FUのそれぞれの細胞増殖抑制効果を増強することが知られていることから、HDAC阻害剤OBP-801/YM753、放射線照射、5-FUの三者併用による細胞増殖抑制効果を検討した。食道癌細胞株KYSE170を用いたコロニー形成抑制実験において、3者併用は単独あるいは2者併用よりも強力なコロニー形成抑制効果を示した。HDAC阻害剤が5-FUの標的分子であるTS発現を抑制することと、放射線照射により生じるDNA傷害を遷延させることを明らかにした。食道がんに対する治療法として、放射線療法や5-FU等の化学療法が実施されているが、その奏効率は未だ不十分である。新規分子標的抗癌剤として注目されるHDAC阻害剤は、放射線照射、5-FUのそれぞれの細胞増殖抑制効果を増強することが知られていることから、HDAC阻害剤OBP-801/YM753、放射線照射、5-FUの三者併用による細胞増殖抑制効果を評価した。昨年度は、食道がん細胞KYSE170でのコロニー形成抑制能評価において、この三者併用は、単剤及び二者併用よりも強いコロニー形成抑制効果を示すことを確認した。今年度は、HDAC阻害剤OBP-801/YM753と5-FUの併用効果に関する分子機構の解析を行った。5-FUの標的分子であり、その発現が5-FUの感受性に影響することが知られているthymidylate synthase(TS)の発現が、OBP-801/YM753処理により抑制されること、さらに5-FUにより発現誘導されるTSもまたOBP-801/YM753処理により抑制されることを確認した。その結果、食道がん細胞KYSE170でのコロニー形成抑制能評価において、この三者併用は、単剤及び二者併用よりも強いコロニー形成抑制効果を示すことが確認された。24年度は、食道がん細胞KYSE170でのコロニー形成抑制能評価において、この三者併用は、単剤及び二者併用よりも強いコロニー形成抑制効果を示すことを確認した。25年度は、HDAC阻害剤OBP-801/YM753と5-FUの併用効果に関する分子機構の解析を行った。26年度は、HDAC阻害剤OBP-801/YM753と放射線照射の併用効果に関する解析を行った。食道がん細胞KYSE170において、HDAC阻害剤OBP-801/YM753と放射線照射を併用した場合、HDAC阻害剤OBP-801/YM753のみ、あるいは放射線照射のみに比べて、がん細胞の生存率が低下した。これは、放射線照射により生じるDNA傷害を修復する分子群の発現がHDAC阻害剤により低下したことで、放射線照射により生じるDNA傷害が遷延したためがん細胞の生存率が低下したと推測される。したがって、HDAC阻害剤OBP-801/YM753、放射線照射、5-FUの三者併用による細胞増殖抑制効果は、HDAC阻害剤が5-FUの標的分子であるTS発現を抑制することと、放射線照射により生じるDNA傷害を遷延させることにより生じていると考えられた。食道外科学HDAC阻害剤は、放射線照射、5-FUのそれぞれの細胞増殖抑制効果を増強することが知られていることから、HDAC阻害剤OBP-801/YM753、放射線照射、5-FUの三者併用は、単剤及び二者併用よりも強い細胞増殖抑制効果を示すこと作業仮説として、研究を実施した。

食道がん細胞KYSE170でのそれぞれ処理やコロニー形成の条件を確立した上で、三者併用のコロニー形成への影響を評価したところ、期待通り三者併用が、単剤及び二者併用よりも強いコロニー形成抑制効果を示すことが確認出来た。今年度は、食道がん細胞でもOBP-801/YM753がTS発現を抑制することで5-FUの効果を増強していることを示す結果が得られた。HDAC阻害剤は、放射線照射、5-FUのそれぞれの細胞増殖抑制効果を増強することが知られていることから、HDAC阻害剤OBP-801/YM753、放射線照射、5-FUの三者併用は、単剤及び二者併用よりも強い細胞増殖抑制効果を示すことを作業仮説として、研究を実施した。食道がん細胞KYSE170でのそれぞれ処理やコロニー形成の条件を確立した上で、三者併用のコロニー形成への影響を評価したところ、期待通り三者併用が、単剤及び二者併用よりも強いコロニー形成抑制効果を示すことを確認した。食道がん細胞KYSE170でのコロニー形成抑制能評価において、HDAC阻害剤OBP-801/YM753、放射線照射、5-FUの三者併用効は、単剤及び二者併用よりも強い増殖抑制効果を示すことが確認され、食道がん細胞におけるHDAC阻害剤OBP-801/YM753と5-FUの併用効果は、TS発現の抑制を介しているものとなったことから、今後は、食道がん細胞におけるHDAC阻害剤OBP-801/YM753と放射線照射の併用効果の分子機構を明らかにする。食道がん細胞KYSE170でのコロニー形成抑制能評価において、HDAC阻害剤OBP-801/YM753、放射線照射、5-FUの三者併用は、単剤及び二者併用よりも強い増殖抑制効果を示すことが確認されたことから、その三者併用効果を裏付ける分子機構を確認する予定である。該当なし
深海酵母による新規界面活性物質の効率生産

相模湾の深度1,156mの深海底から採取されたシロウリガイから分離されたPseudozyma hubeiensis SY62株によって生産されたバイオサーファクタントの詳細な分子構造解析を実施した。核磁気共鳴分光法(NMR)によって、主生産物はMEL-Cと推定された。脂肪酸組成を分析したところ、主要な脂肪酸は、既存のMEL-Cよりも短い脂肪酸を多く含むことがわかった。表面張力を測定した結果、取得したMEL-Cは既存のMEL-Cよりも低い臨界ミセル濃度を示すことがわかった。培地組成等の培養条件を検討した結果、1週間で129 ±8.2 g/LのMELを生産することができた。高圧環境と深海微生物の脂質代謝は密接な関係性があると考えられる。一方で、最近機能性バイオ素材として応用開発が進んでいるバイオサーファクタント(BS);マンノシルエリスリトールリピド(MEL)は、生産菌であるPseudozyma属酵母の系統学分類と主生産物のアセチル化度や脂肪酸側鎖に高い相関がある。そこで、特殊な脂質代謝系を有することが期待できる深海の高圧環境由来のPseudozyma属酵母を用いて、新しい構造のBSを生産できる可能性が高いと考え、JAMSTECが保有する深海由来酵母ライブラリーからPseudozyma属酵母の探索し、BS生産条件を決定した。さらに、生産されるBSの構造解析を実施した。探索の結果、深海由来酵母SY62株がPseudozyma hubeiensisの近縁種であることがわかった。BSの生産性を調べるため、一般的な油脂を単一炭素源とするMEL生産用培地を用いた場合、BSの生産量はTLC分析の検出限界以下であった。さらに、グルコースを加えた場合,約30g/Lの糖脂質を蓄積していることがわかった.主生産物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーを用いて精製し、^1H-、^<13>C-NMR、MALDI-TOF-MS、GC-MSを用いて、詳細に構造解析を行った結果、既存のP.hubeiensis同様MEL-Cが主成分であったが、短鎖脂肪酸の含有量が多いことがわかった。また、当該MEL-Cは脂肪酸鎖長が短いことから、既存のMEL-Cより親水性が高いことがわかった。微生物が発酵生産するバイオサーファクタント(BS)は環境にやさしい界面活性剤としての応用が期待されている。BSを利活用するために、効率的な発酵生産が可能なBS生産菌の取得や培養方法の改良は重要な研究課題である。前年度取得したBSの一種マンノシルエリスリトールリピッド(MEL)を生産する菌Pseudozymahubeiensis SY62株を用いて、培養条件の検討を実施した。撹拌振とうフラスコを用いて、培養温度・撹拌速度などの条件検討に加え、培地組成の検討を実施した。また、MELの生産量を推定するために高速液体クロマトグラフィー・蒸発光散乱測定(HPLC・ELSD)法を導入した。培養条件検討の結果、MEL生産の最適温度ならびに撹拌速度は25°Cならびに200rpmであった。さらに培地組成の検討をした結果、炭素源として、100g/Lのグルコースならびにオリーブ油と10g/L酵母エキスを添加した培地でMELの生産量は3日間で約50g/Lに達した。このことから、酵母エキスがMELの生産を促進することがわかった。しかしながら、3日間で炭素源をほぼ消費していることから、炭素源の逐次添加培養が効果的であることが推測された。そこで、3日目にさらに100g/Lのグルコースとオリーブ油を添加する逐次添加培養を行った結果、7日間の培養で129g/LのMELを発酵生産することができた。培養液体積あたりの生産性は18.4g/L/dayに達し、既存の報告にあるMEL生産方法と比べて、最も効率的にMELを生産できることがわかった。
MTAP遺伝子変異を利用した肺癌に対する選択的癌化学療法の臨床応用―Translational Researchは抗癌剤感受性試験を越えられるか―

術前未治療の非小細胞肺癌の手術検体を用いて以下の結果を得た。1.肺癌におけるMTAP異常MTAP-MoAbを用いた免疫染色法で81例中36例(44.4%)をMTAP蛋白欠損、real time PCR法で73例中24例(32.9%)をMTAP遺伝子欠失と判定した。両法の診断一致率は63/70(90%)で、有意な相関を認めた(P<.001)。不一致例はIHCで陰性、PCRで陽性と判定された7例であったが、全例でmethylation-specific PCRによりMTAP promoter領域のメチル化を確認した。以上より、固形癌(肺癌)のMTAP診断における、免疫染色法の有用性が示された。2.P16との相関(免疫染色)での検討65例中MTAP(+)/p16(+)が35例、MTAP(-)/P16(-)が11例と71%で発現パターンが一致し、有意な相関を認めた(P<.001)。一方、p53とMTAPの発現パターンの一致率は45%で、両者に相関は認めなかった。3.MTAP欠損によるプリン新生合成酵素阻害剤の効果とMTA添加の影響MTAを含まない培地(=purine合成salvage経路の抑制状態)でのMTX, L-ALAに対する感受性は、MTAP statusによる差違を認めなかった。MTX感受性(IR≧35%)の18例で、MTA添加によりMTAP(+)ではIRが60.6%から42.3%へと有意な低下(P<0.05)を認めたが、MTAP(-)では感受性の変化を認めなかった。L-ALA感受性(IR≧35%)の22例で、MTA添加によりMTAP(+)ではIRが55.7%から29.9%へと有意な低下(P<0.001)を認めたが、MTAP(-)では感受性の変化を認めなかった。目的:プリン代謝酵素Methylthioadenoisinephosophorylase(MTAP)は非小細胞癌の30%に欠損しており、このMTAP欠損細胞はプリン・サルベージ回路を介したアデニン・ヌクレオチドが供給されないため、プリン新生合成酵素阻害剤に選択的に感受性が高いと推測される。一方、正常細胞はMTAPの基質で血中に存在するMethylthioadenosine(MTA)を利用してアデニン・グアニンを産生できるのでプリン新生合成酵素阻害剤による影響は少ない。その差異を利用した選択的癌化学療法の可能性をin vitroで証明する。方法:(1)抗癌剤感受性試験(CD-DST)により腫瘍のMTXに対する感受性を評価(MTXは40μg/ml、4μg/ml、0.4μg/mlの濃度で24時間接触。これにMTAを加えた群と加えていない群を比較検討)。(2)Real-time PCR法にてMTAP遺伝子変異の有無を判定する。結果:術前にinformed consentが得られた原発性肺癌手術症例38例より腫瘍検体を得た。(1)CD-DSTに用いる通常の培地ではMTXの制癌作用が現れにくいことが判明したため、培地を葉酸含有量が少ないRPMI-1640培地に変更。(2)real-time PCR法によるMTAP遺伝子変異検索は22例で測定を終了しており、3例に遺伝子変異を確認した。

MTAP正常例でMTXに感受性を認めた例は、MTA添加によりMTX感受性が低下することより、プリン新生合成阻害治療時のMTAによるMTAP正常細胞のsalvageの可能性が示唆された。一方、現在のところMTAP変異例ではMTX感受性を認めておらず、MTA添加の効果など詳細は不明である。展望:理論上,MTAP変異例はMTXに感受性が高いと考えられるが、臨床例では他の感受性耐性のメカニズムが関与している可能性もあり、症例数を増やして検討中である。さらに、MTAP変異の有無が判っているcell lineでも検討中である。また、臨床検体でのMTAP変異診断の妥当性を裏付けるために、micro dissectionにより得た腫瘍細胞を用いた再検と抗MTAP抗体による免染結果との対応を計画している。【目的】癌細胞におけるMTAP^*(プリン代謝経路におけるsalvage回路のキーエンザイム)欠失に着目した選択的化学療法の可能性を肺癌臨床検体で検討した。【対象と方法】手術で切除した原発性肺癌78例を対象とした。MTAP欠失は9P21 exon8に対するreal time PCR法と抗MTAPモノクロナール抗体を用いた免疫染色法で判定した。同時に抗癌剤感受性試験をCD-DST法で施行し、MTA(MTAPの基質)添加によるプリン新生合成酵素阻害剤methotrexate(MTX)に対する感受性の変化を検討し、MTAP欠失の有無との関連を調べた。【結果】real time PCRは73例で評価可能、うち57例ではCD-DST法を同時に施行(46例が判定可能)した。肺癌におけるMTAP欠失の頻度はreal time PCR法で73例中24例(32.9%)、免疫染色で66例中27例(40.9%)で、両法における診断一致率は90.6%であった。MTXに対して発育阻害率(IR)35%以上の感受性を認めた検体19例中14例がMTAP正常であり、IRはMTX単独接触での60.5±15.3%からMTA添加により42.8±26.1%へと有意な低下を認めた(P=0.0106)。一方MTAP欠失と判定された5検体では、IRはMTX単独接触で45.8±8.5%で、MTAを添加しても55.8±15.6%と変化を認めなかった。【結論】MTAP遺伝子欠失を指標としたプリン新生合成酵素阻害剤による選択的化学療法の可能性が、臨床肺癌検体においても示唆された。
Palis予想の研究と力学系の新しい方向の研究

この研究では次の2つの課題を追求した。1.高次元Palis予想を一般次元で解決することと、2.解決後の研究のために力学系理論の新しい方向を模索すること。課題1については、いくつかの国際会議で成果を発表し、現在準備中の論文において、その解決を宣言している。しかしながら、証明についてはまだ専門家の認めるところではない。全体の証明は大きく分けて次の3つの部分に分けることができる。微分同相写像がPalis予想で想定されているホモクリニック分岐を示すもので近似できなしとき、双曲型(Axiom A)であることを証明する過程として、(1)エルゴード閉補題の拡張を用いて、エルゴード測度の台の上にリアプノフ分解に関連する優越分解を構成する部分。(2)そのエルゴード測度上の優越分解では、リアプノフ指数0に対応する部分空間がゼロであること。つまり、双曲型エルゴード測度であること。(3)その双曲型エルゴード測度の台の閉包が実は双曲型不変集合であり、しかもその双曲性が(微分同相写像の近傍に関する)一様性を持つことから非遊走集合上の双曲性まで示せること。当研究費交付期間中に、(1)についてはプレプリントとしてまとめ、(2)と(3)については現在、執筆中である。課題2については、まだ課題1が終了していないため、本格的な研究成果はまだないが、スメールの提起した「複雑さ」や計算機科学に関連する新しい方向に興味を持ち、スメールの観点の研究と力学系理論への応用の可能性を考えた。京都での国際会議"New Directions in Dynamical Systems"をはじめ、いくつかの研究集会に参加し、雑誌「数理科学」や「数学セミナー」の執筆では、この研究の成果がもとになっている。今年度の研究では、ここ数年間取り組んでいるPalis予想(多様体上の任意の微分同相写像は双曲型かホモクリニック分岐を引き起こすもので近似できる)を、一般次元C^1位相で肯定的に解決するためのアイデアを得た。つまり、最大の困難はリアプノフ指数が0に対応する1次元の不変部分空間の消去であるが、その1次元の方向に沿ってある種の弱い双曲性を持つ不変閉曲線をわずかな摂動によってつくっていけば、有限回の操作で問題の1次元不変部分空間が完全に消去できることに気づいた。ただし、その摂動の実現には、複雑な組み合わせ的議論が必要であり、今後の注意深いチェックが必要である。以下の口頭発表においてそのアイデアを述べた。1.タイトル:双曲性とホモクリニック分岐場所と日時:日本数学会春季総合分科会,明治大学,2002年3月30日2.タイトル:双曲性とホモクリニック分岐場所と日時:京都力学系セミナー,京都大学,2002年7月4日,7月5日,7月18日,7月19日4.タイトル:双曲性とホモクリニック分岐場所と日時:トポロジー火曜セミナー,東京大学,2002年11月26日力学系の新しい方向の研究に関しては、国際会議"New Directions in Dynamical Systems"に参加し、関連文献を購入した。雑誌「数理科学」に掲載予定の記事"トポロジーからカオスへ"の執筆では、購入文献による研究を部分的に活用した。今年度は、これまでの本研究課題であるPalis予想に関する結果を国際会議で報告するとともに、論文にまとめる作業を前年度に引き続き行った。国際会議については、まず6月にポルトガルで開催された"Recent Trends in Dynamics 2003"において、"Hyperbolicity and homoclinicbifurcationsgeneratingnonhyperbolicdynamics