hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
下等植物葉緑体におけるRNAエディティングに関する研究

葉緑体におけるRNAエディティングの機構が植物進化のどの段階で獲得されたかを明らかにする目的で、緑藻であるクロレラとシダ植物のワラビについて葉緑体でのRNAエディティングの有無を調べた。クロレラでは葉緑体DNAの構造決定を行い、全塩基配列を決定した。その配列データをもとにエディテング部位を予想した。その結果、psbA産物のC末端プロセシング部位のアミノ酸残基、chlL産物の保存されたシステイン残基に対応する部分、infAの開始コドンなどが他の植物のものと異なっておりRNAエディティングが起きている可能性が考えられた。これらの部位で実際にRNAエディティングが起きているかどうかをゲノムDNAとcDNAの配列を比較して調べた。しかし、クロレラでは解析したいずれの部位においてもRNAエディティングは確認できなかった。なお、この研究の過程でクロレラchlL遺伝子には他の植物には見られないイントロンが存在することを明らかにした。シダ植物のワラビでは葉緑体遺伝子accDの転写物において14カ所でRNAエディティングが起きていることを明らかにした。以上の結果から、緑藻の少なくともクロレラにおいては葉緑体でのRNAエディティングが起きている可能性は低いことが明らかになると同時に、シダ植物ではすでにRNAエディティングの能力が獲得されていることが明らかになった。これまで種子植物以外では葉緑体におけるRNAエディティングの報告はなかったが、本研究の結果、緑藻からシダ植物へと進化してくる過程においてRNAエディティングの機構が獲得されたことが示唆された。
血小板抗体スクリーニング及び同定検査法の実用化

血小板型は現在、15種類確認されている。母児間に血小板型の不適合があると、妊娠中に母が児の血小板型抗原(HPA:human platelet antigen)に対する同種抗体(血小板抗体)を産生することがある。研究代表者柴田は1986年、本邦での新生児血小板減少性紫斑病症例で、血小板型のYuk^a、続いてその対立抗原Yuk^bを発見した。その後、母児血小板型不適合による本疾患は続々と報告されており、研究代表者は、これまでに40症例を確認している。そのうち、5症例の新生児が脳内出血を合併していた。血小板輸血を繰り返していると、患者に同種抗体が産生され、それ以後の血小板輸血が無効になる、これを血小板輸血不応状態と言う。HLA抗体の他に血小板抗体が関与しており、その抗体の特異性は、抗Sib^a抗体などであることが判明している。研究代表者らは1981年に血小板抗体の検出法として混合受身凝集法(MPHA:Mixed Passive Hemagglytina-tion)を開発し、改良を続けて来た。多くの病院で血小板抗体検査キットは待望されているが、血小板そのものを固相する上記の方法はキット化するには難点があった。我々は血小板膜から可溶性抗原を抽出し固相化することにより、血小板抗体を検出することが可能であることを見い出したので、これを応用して血小板抗体キットの開発を試みた。平成8年度と平成9年度の本研究により、ほぼ実用化のメドをつけることが出来た。即ち、これまでに確立している、血小板型15種類の内、本邦で臨床上重要な8つの型を網羅し、可溶性の血小板抗原をモジュールタイプのU底マイクロタイタ-プレートに固相し、スクリーニング及び固定用のキット開発を行った。HPA1-7に対する抗体を用いて検討したところ、血小板そのものを固相する従来のMPHA法に匹敵する結果を得ることが出来、キット開発のメドがついた。血小板抗体の検査は臨床上、(1)母児血小板型不適合による新生児血小板減少性紫斑病、(2)血小板輸血不応答などに関与しており、実用的な検査法が求められて来た。本年度、我々は以下の研究実績を上げ、ほぼ実用化のメドをつけることが出来た。1.十分量の可溶性血小板抗原を抽出できたのは当日のバフィーコートからだけだった。2.既知のすべてのHPAに対する抗体の検出が可能であることが判明した。3.この可溶性の血小板抗原抽出液を血小板膜を可溶化したタンバク液とともに電気泳動すると、既知のHPAが局在している血小板膜のGlycoprotein Ia/b IIa/b IIIa/bのいずれも両者で近似の泳動パターンを示すことを確認した。4.患者血清や妊婦血清を用いて、HPA抗体の検出を試み、従来法である血小板そのものを、マイクロタイタ-プレートに固相する方法と比較したところ、いずれのHPAに対する抗体においても、より高感度に検出しうることが判明した。

母児間に血小板型の不適合があると、妊娠中に母が児の血小板型抗原(HPA:human platelet antigen)に対する同種抗体(血小板抗体)を産生することがある。研究代表者柴田は1986年、本邦での新生児血小板減少性紫斑病症例で、血小板型のYuk^a、続いてその対立抗原Yuk^bを発見した。その後、母児血小板型不適合による本疾患は続々と報告されており、研究代表者は、これまでに40症例を確認している。そのうち、5症例の新生児が脳内出血を合併していた。血小板輸血を繰り返していると、患者に同種抗体が産生され、それ以後の血小板輸血が無効になる、これを血小板輸血不応状態と言う。HLA抗体の他に血小板抗体が関与しており、その抗体の特異性は、抗Sib^a抗体などであることが判明している。研究代表者らは1981年に血小板抗体の検出法として混合受身凝集法(MPHA:Mixed Passive Hemagglutina-tion)を開発し、改良を続けて来た。多くの病院で血小板抗体検査キットは待望されているが、血小板そのものを固相する上記の方法はキット化するには難点があった。我々は血小板膜から可溶性抗原を抽出し固相化することにより、血小板抗体を検出することが可能であることを見い出したので、これを応用して血小板抗体検出キットの開発を試みた。平成8年度と平成9年度の本研究により、ほぼ実用化のメドをつけることが出来た。即ち、これまでに確立している、血小板型15種類の内、本邦で臨床上重要な8つの型を網羅し、可溶性の血小板抗原をモジュールタイプのU底マイクロタイタ-プレートに固相し、スクリーニング及び固定用のキット開発を行った。HPA1-7に対する抗体を用いて検討したところ、血小板そのものを固相する従来のMPHA法に匹敵する結果を得ることが出来、キット開発のメドがついた。
ヘッジホグシグナルを伝達するSufuの点突然変異マウスを用いた発がん機構の解明

Sufuは、Hhシグナル伝達を仲介するがん抑制遺伝子である。Sufuの機能解明を目指し、理研ENU誘発マウス点突然変異ライブラリーから発見したSufu点突然変異マウスの解析を行った。その結果、Sufuは、Gli3^<REP>転写因子の安定性、及び、細胞質内局在を、Thr^<396>残基を介し調節することを見いだした。この結果は、先行研究の結論とは異なっており、本研究によって、新たなHhシグナル伝達の調節機構を見いだすことができた。マウス形態形成や発がんに重要な役割を果たすと考えられているヘッジホグシグナル伝達機構の解明を目指し、理研ENU誘発マウス突然変異ライブラリーのスクリーニングによって得られたSufu遺伝子内の点突然変異R146XとT396Iの解析を行った。発生9.5日胚において神経管の背腹軸形成を、複数のマーカー遺伝子の発現領域を基に調べたところ、R146X胚では、Sufuノックアウト胚と同様の強い腹側化が観察された。また、T396I胚では、R146Xと比較して軽度の腹側化が観察されたため、R146Xは、機能を完全に欠失した突然変異である事が、また、T396Iは、部分的機能低下型(ハイポモルフ)の突然変異である事が示唆された。各突然変異マウスが示す表現型の分子的機構を明らかにするため、変異Sufuタンパク質分子の活性や特徴をin vitroの系で解析した。その結果、R146Xは、Hhシグナル伝達の抑制活性を全く示さなかった事から、R146Xは、完全な機能喪失型のアリルであり事が明らかとなった。また、T396Iタンパク質は、野生型Sufuタンパク質と同等のHhシグナル抑制活性を示す反面、安定性が半減していた事から、T396I突然変異は、Sufuタンパク質の安定化に関与する可能性が考えられた。さらに、発生9.5日胚でT396Iタンパク質の発現量を調べたところ、野生型胚と比較してSufuタンパク質の発現量は著しく低かった。以上の結果により、T396I突然変異は、不安定化したSufuタンパク質が著しく減少したことによる機能低下型の突然変異である事が明らかとなった。当該年度の研究により、ヘッジホグシグナル伝達では、Sufuタンパク質量がシグナルの強さを決定する因子の一つである可能性が見いだされたため、今後は、Sufuタンパク質量の調節機構の解明を通して、形態形成や発がん機構の解明を目指す。ヘッジホグ(Hh)シグナル伝達系は、胎児の発生や発がんに重要な役割を果たす事が知られている。これまでの遺伝学的解析により、Sufuは、膜タンパク質SmoからGli転写因子へ、シグナルを抑制的に仲介する因子であると考えられてきた。さらに、近年、作用機序は不明であるが、Sufuは、Gli3^<FL>の安定性化や、Gli3^<FL>から転写抑制活性を持つGli3^<REP>へのプロセシング反応に必須であることが示された。また、生成されたGli3^<REP>は、Sufuによる活性や安定性の制御を受けないことも示された。昨年度、本研究課題において、理研ENUマウス点突然変異ライブラリーから見いだしたSufuT396Iミスセンス変異系統の発生遺伝学的解析を行い、T396I突然変異は、部分的に機能を欠損した突然変異である事を明らかにした。本年度は、その成果を基に、これまでは相互作用しないと考えられてきたSufuとGli3^<REP>の間に、SufuのThr^<396>残基を介したGli3^<REP>活性調節機構が存在する事を明らかにした。1、SufuによるGli3^<REP>の安定化2010年にHumkeらやWangらによって発表された知見に反して、野生型Sufuは、Gli3^<REP>を安定化する活性を持ち、さらに、その活性は、Thr^<396>残基に依存する事を見いだした。2、SufuによるGli3^<REP>の細胞内局在調節野生型Sufuは、Gli3^<REP>の細胞質への局在を促進する活性を持つ事を初めて見いだした。一方、T396IによるGli3^<REP>の細胞質局在は著しく低下しため、Sufuは、Thr^<396>を介してGli3^<REP>の細胞質局在を促進する事を見いだした。これらの結果は、点突然変異を生体内で解析して初めて分かった事であり、長年にわたって謎とされて来たHhシグナル伝達機構の解明に大きく近づくことができた。
新しい細胞内情報伝達物質cyclic ADP-riboseの定量法の開発

我々は、NADより合成される環状物質であるcyclic ADP-riboseが、動物細胞で小胞体よりCa^<2+>を動員することにより新しい細胞内情報伝達物質として働いていることを見出した。cyclic ADP-riboseは動物細胞機能に極めて重要でありその定量法が切望されていたことから、cyclic ADP-riboseの定量法の開発を本研究の目的とした。平成5年度から平成7年度の本研究で我々は、以下の成果を得た。1.cyclic ADP-ribose合成酵素(ADP-ribosyl cyclase)をアメフラシ(Aplysia kurodai)卵精巣より遠心分画法、イオン交換カラムクロマトグラフィー、ゲルろ化過クロマトグラフィーを用いて大量に精製した。2.1.で調整した酵素をNADと反応させ、除蛋白の後、反応産物中のcyclic ADP-riboseを高速液体クロマトグラフィーで分離し、大量に調整した。3.2.で得たcyclic ADP-riboseを標準物質として、動物細胞ミクロソームからのCa^<2+>遊離を測定することによるcyclic ADP-riboseの定量法を開発した。4.さらに上記の系にカルモジュリンを添加すると哺乳動物細胞ミクロソームからのカルシウム放出が著しく増強されることを見出し、これを用いた極めて高感度のcyclic ADP-ribose定量法を確立した。5.確立したcyclic ADP-ribose定量法を用いて、cyclic ADP-riboseが膵β細胞でグルコースの刺激により合成されること、cyclic ADP-riboseの代謝にはこれまで白血球表面抗原として同定されていたCD38分子が合成・分解酵素として機能していることを明らかにした。本研究の目的は、最近研究代表者らが膵ランゲルハンス島β細胞のインスリン分泌過程において見いだした新しい細胞内情報伝達物質であるcyclic ADP-riboseの定量法を開発・確立することである。cyclic ADP-riboseは、cyclic ADP-ribose合成酵素(ADP-ribosyl cyclase)によりNADから合成され、小胞体からカルシウムイオンを動員して、細胞内カルシウムイオン濃度を上昇させるセカンドメッセンジャーとして機能している。平成5年度の研究計画は、計画どうりに進行し、以下の成果が得られた。2.1.で調製した酵素をNADと反応させ、除蛋白の後、反応産物中のcyclic ADP-riboseを高速液体クロマトグラフィーで分離し、大量に調製した。3.2.で調製したcyclic ADP-riboseをサクシニル化し、2,-O-サクシニルcyclic ADP-riboseとした後、BSA(ウシ血清アルブミン)とKLH(スカシガイヘモシアニン)にカップリングさせて家兎に免疫した。本研究の目的は、最近研究代表者らが膵ランゲルハンス島β細胞のインスリン分泌過程において見いだした新しい細胞内情報伝達物質であるcyclicADP-riboseの定量法を開発・確立することである。cyclicADP-riboseは、cyclicADP-ribose合成酵素(ADP-ribosyl cyclase)によりNADから合成され、小胞体からカルシウムイオンを動員して、細胞内カルシウムイオン濃度を上昇させるカセンドメッセンジャーとして機能している。平成6年度の研究は、以下のとうりに進行し、期待された成果が得られた。1.平成5年度に調整した2′-O-サクシニルcyclicADP-riboseをチロシンメチルエステル化した後、クロラミンT法または酵素法で^<125>I標識し^<125>I-2′-O-サクシニルcyclicADP-riboseを調製した。

本研究の目的は、最近研究代表者らが膵ランゲルハンス島β細胞のインスリン分泌過程において見いだした新しい細胞内情報伝達物質であるcyclic ADP-riboseの定量法を開発・確立することである。cyclic ADP-riboseは、cyclic ADP-ribose合成酵素(ADP-ribosyl cyclase)によりNADから合成され、小胞体からカルシウムイオンを動員して、細胞内カルシウムイオン濃度を上昇させるセカンドメッセンジャーとして機能している。平成7年度の研究は、以下のとうりに進行し、期待された成果が得られた。1.動物細胞ミクロソームからのCa^<2+>遊離を測定することによるcyclic ADP-riboseの定量法を開発した。2.さらに上記の系にカルモジュリンを添加すると哺乳動物細胞ミクロソームからのカルシウム放出が著しく増強されることを見出し、これを用いた極めて高感度のcyclic ADP-ribose定量法を確立した。3.cyclic ADP-ribose定量法の簡便化、迅速化を計るため、膵ランゲルハンス島などの哺乳動物細胞・組織抽出液とその部分精製サンプルを比較し、cyclic ADP-ribose定量のための生体サンプル調製法を確立した。4.確立したcyclic ADP-ribose定量法を用いて、cyclic ADP-riboseが膵β細胞でグリコールの刺激により合成されること、cyclic ADP-riboseの代謝にはこれまで白血球表面抗原として同定されていたCD38分子が合成・分解酵素として機能していることを明らかにした。
紫黒米の調理・加工過程におけるアントシアニン成分とその機能性の挙動に関する研究

紫黒米はさまざまな機能性を有するアントシアニン色素を豊富に含むため、それら機能性が期待される食品であるが、調理・加工による機能性の変化は不明である。本研究では、紫黒米粉含有パンを作成し、加工に伴うアントシアニンの挙動と抗酸化性の変化を検討した。主要成分のシアニジン3-グルコシド(C3G)の約80%はプロトカテキュ酸(PCA)に分解されたが、PCAはC3Gより高い抗酸化性を示した。これらの結果から、紫黒米は加工後も抗酸化性を有することが明らかになった。紫黒米は、色素成分として抗酸化能をはじめ様々な生理機能を有するアントシアニンのシアニジン3-グルコシド(C3G)を含有するため、紫黒米を調理・加工した食品は機能性食品としての利用が期待される。さらに、米は小麦粉の代替品として消費拡大が図られている。しかし、紫黒米のアントシアニンの調理・加工後の機能性は十分理解されていない。本研究では、.紫黒米粉食パンを作成し、紫黒米粉食パンの機能性食品としての有効性について、加工から摂取後の生体内での効果の検討を目的とした。本年度は紫黒米を用いて食パンを作製し、製パンによるC3Gの挙動を解析した。紫黒米にはおくのむらさきを用い、湿式製粉した黒米粉を強力粉に対して0、10、20、30、40%配合したパンを焼成した。比容積の測定、物性測定、および官能検査により製パン性を評価した。30%以上の配合により比容積が低下した。物性測定では、黒米粉の配合割合の増加に従って硬さ、凝集性、付着性が上昇した。官能検査は、味や触感など11項目について5段階評点法および順位法にて評価した結果、黒米粉20%配合で評価が高く、小麦粉100%と同等の嗜好性を有した。以上の評価から、黒米の最適な製パンの配合条件は20%であることが明らかになった。次いで、パンを凍結乾燥後に粉砕した試料の酸性エタノール抽出液における有効成分としてC3G及びその熱分解産物であるプロトカテキュ酸(PCA)をHPLCにより分離・定量した。C3Gは、製パン後には約20%に減少し、一方で分解産物のPCAは約5倍に増加した。この現象は、紫黒米の炊飯によるC3Gの挙動と同様であった。さらに、標準品の熱安定性は、C3Gが100°Cで15分の加熱によりPCAが生成されるのに対し、PCAは8時間の加熱でも安定であった。これらの結果は、C3Gの調理・加工後の機能性を評価する上でPCAが重要な成分であることを示すものである。しかし、C3GはPCA(プロトカテキュ酸)に容易に分解するが、紫黒米の調理・加工後の機能性は十分理解されていない。本研究では、紫黒米粉食パンを作成し、紫黒米粉食パンの機能性食品としての有効性について、加工から摂取後の生体内での効果の検討を目的とした。本年度は紫黒米配合パンおよび原材料の酸性エタノール抽出液の抗酸化能と抗アレルギー効果を指標に、加工後の機能性とアントシアニン成分との関連性について、前年度に定量したC3Gおよびその加熱分解産物であるPCAの含有量と併せて検討した。抗酸化能は親水性ORACにより検討し、黒米粉の添加により無添加の約2倍のORAC値を示し、さらにその効果は製パン後に有意に上昇した。さらに、標準物質のORAC値については、C3Gと比較してPCAにおいて高値を示した。加工後にはC3Gの約8割は分解してPCAを生成することから、製パン後に上昇したORAC値はC3Gの分解物であるPCAに起因することを示唆した。抗アレルギー効果は、RBL2H-3細胞による脱顆粒抑制効果を指標に検討した。黒米粉添加による抑制効果は認められなかったが、製パン後に高くなることが示された。しかし、C3GとPCAの抑制効果は同程度であり、製パン後に上昇した効果は他の物質に起因することが示唆された。以上の結果から、アントシアニン由来の抗酸化能は、加工後にはC3Gの分解産物のPCAに起因して高くなるが、一方で、脱顆粒抑制効果には変化を及ぼさないことが明らかになった。機能性成分のアントシアニンを豊富に含む紫黒米を用いた加工食品は機能性食品として利用が期待されるが、調理・加工による機能性の変化はよく理解されていない。

そこで、小麦粉の一部を紫黒米粉に置換した食パンを作成し、アントシアニンが関与する機能に着目して紫黒米粉食パンの機能性食品としての有効性の検討を目的とした。本年度は、紫黒米に含まれる主要アントシアニンの(C3G)ならびに加熱調理後に生成するC3Gの分解産物であるPCA(プロトカテキュ酸)の抗酸化性と抗アレルギー効果について、生体における効果の検証を行った。抗酸化性の検討は、ICRマウスにC3GおよびPCAを投与後に一定時間ごとに血液を採取して、ORAC法により抗酸化能を測定した。PCAを投与したマウスでは、同モル濃度のC3Gでは認められなかったORAC値の上昇が観察された。従って、PCAの経口摂取は抗酸化性を発揮し、その効果はC3Gよりも高いことが明らかになった。次いで、抗アレルギー効果はマウス耳介急性受動皮膚アナフィラキシー反応を利用して、抗原刺激前にPCAもしくはC3Gを経口投与した際の反応抑制効果を検討した。C3GとPCAを同モル濃度で投与した場合、C3Gの方がPCAよりも阻害率が高いが、PCAにも抑制効果を認めた。以上の結果から、紫黒米に含まれるC3Gの多くは加熱を伴う調理・加工過程でPCAに分解されるが、調理・加工後の機能性の本体であるPCAは、生体でより高い抗酸化作用を示すことが明らかになった。加えて、C3Gよりは劣るが、抗アレルギー効果も有することを認めた。本研究の成果は、紫黒米を調理・加工してC3Gを加熱分解してPCAとして摂取することで、特に抗酸化性に関しては効率的な機能の利用を可能とし、紫黒米利用食品は機能性食品としてその効果が期待できることを示すものである。実験系も確立していたこと、さらに大学院生の協力もあったことから、順調に進展している。24年度が最終年度であるため、記入しない。平成23年度に試験管実験あるいは培養細胞レベルで検討した機能性(抗酸化能および抗アレルギー効果)について、当初の計画通り、動物実験によりその効果の程度を明らかにする予定である。実験手法も確立しており、現在のところ問題はないものと考える。
バルクハウゼンノイズ解析による鉄鋼材料の経年劣化と強度の同時評価

機械構造物の非破壊検査とそれを踏えた材料強度と安全評価を信頼性の高いものにするには,部材に加わっている応力と材質の両方の情報を同時に結合させて材料強度評価を行える非破壊検査法を開発することが不可欠となる.本研究では,この目的が可能で,かつ鉄鋼材料の経年劣化と強度評価に最適で有望なバルクハウゼンノイズ(BHN)法の実用化を目指したが前年度(昭和61年度)までにBHNセンサーと計測システムの開発に成功した.そこで,以上の経過を踏えて本年度(昭和62年度)は(1)一般的な機械構造物表面での二軸応力下でのBHN計測(現在不明のBHN出力と各応力成分の関係)を行ない, BHN出力が主応力差に依存することを明らかにした.そして,円孔切欠試験片での応力評価を試み,有効性を示した.次に(2)マイコンとBHN計測システムを直結させて計測用ソフトを作成した結果,現在大きな問題になっているタービン用ローター材(Cr-Mo低合金鋼)の経年劣化に伴う微視的な組織変化の検出に成功した.さらに,(3)このシステムにより黒鉛鋳鉄や焼き入れ鋼の金属組織と強度の非破壊評価にも成功した.また溶接構造物の残留応力計測への可能性を示すこともできた.以上の成果は順次学会等で発表してきたが,強い関心を受けることができ,これまでに10社程度から問合せと共同研究の申込みをいただいた.以上,当初目標としたBNH法による鉄鋼材料の非破壊的材料評価(応力と材質の同時評価)の可能性を明確に示すことができた.機械構造物の非破壊検査とそれを踏えた材料強度と安全評価を信頼性の高いものにするには,部材に加わっている応力と材質の両方の情報を同時に結合させて材料強度評価を行える非破壊検査法を開発することが不可欠となる.本研究では,この目的が可能で,かつ鉄鋼材料の経年劣化と強度評価に最適で有望なバルクハウゼンノイズ(BHN)法の実用化を目指したが前年度(昭和61年度)までにBHNセンサーと計測システムの開発に成功した.そこで,以上の経過を踏えて本年度(昭和62年度)は(1)一般的な機械構造物表面での二軸応力下でのBHN計測(現在不明のBHN出力と各応力成分の関係)を行ない, BHN出力が主応力差に依存することを明らかにした.そして,円孔切欠試験片での応力評価を試み,有効性を示した.次に(2)マイコンとBHN計測システムを直結させて計測用ソフトを作成した結果,現在大きな問題になっているタービン用ローター材(Cr-Mo低合金鋼)の経年劣化に伴う微視的な組織変化の検出に成功した.さらに,(3)このシステムにより黒鉛鋳鉄や焼き入れ鋼の金属組織と強度の非破壊評価にも成功した.また溶接構造物の残留応力計測への可能性を示すこともできた.以上の成果は順次学会等で発表してきたが,強い関心を受けることができ,これまでに10社程度から問合せと共同研究の申込みをいただいた.以上,当初目標としたBNH法による鉄鋼材料の非破壊的材料評価(応力と材質の同時評価)の可能性を明確に示すことができた.機械・構造物の非破壊検査とそれを踏えた材料強度と安全評価をさらに信頼性の高いものにするには、部材に加わっている応力と材質の両方の情報を同時に結合させて材料強度評価を行なえる非破壊検査法を開発することが不可欠になる。本研究では、この目的のために磁気的性質を利用したバルクハウゼンノイズ(BHN)材料評価法の可能性を検討した。先ず、BHN計測用機器を購入し、小型磁気センサーの開発とBHN計測システムを組立てることを第一の目標とした。BHN解析には最新の2チャンネルスペクトラムアナライザー(FFT,岩通(株)SM-2701)を購入し、BHNと透磁率変化を同時に計測できるハイブリッド型BHN計測システムを完成させた。BHNセンサーについても、新たに小型の接触型を試作し、二軸応力場での応力計測が行なえる様にした。以上、BHNセンサーと計測システムの開発をしたのち、本方法の実用性を検討した。(1)各種鉄鋼材料の引張・圧縮応力とBHN出力の関係(2)二軸応力下におけるBHN計測を行なった。その結果、BHN出力(dBV)と付加応力(〓)との関係は、各材質により異なった曲線で示されること,さらに二軸テストからのBHN出力(dBV)は、主応力差(【〓_1】-【〓_2】)に依存しているという基本的特性を明らかにできた。そして、円孔付き試験片での非破壊的応力評価に成功した。また、もう一方の情報であるBHNの音色に注目して周波数解析を行ない、鉄鋼材料の劣化熱処理材の判別が可能であること,また黒鉛鋳鉄の粒度,粒分布,硬度等の非破壊的材料評価にも有効であることを示した。
Ewing肉腫の腫瘍発生と分化の分子機序

Ewing肉腫/末梢型神経上皮腫では染色体転座の結果により生じるEWS遺伝子とetsファミリー遺伝子との融合によるキメラ遺伝子の発現が腫瘍発生の要因と考えられている。etsファミリー遺伝子は多くの器官形成に関与しているが、EWSとのキメラ遺伝子の腫瘍発生における役割は未だ明らかになっていない。本研究はEwing肉腫におけるキメラ蛋白の腫瘍発生における機能を遺伝子レベルで詳細に解析することを目的とした。【平成13年度】は,キメラ蛋白のターゲットとなる遺伝子の検索をし、候補と考えられる遺伝子とキメラ遺伝子との相互作用について解析した.(1)Gene arrayによるEwing肉腫特異的発現遺伝子の探索:588個の主要遺伝子のcDNA arrayを用いてEwing肉腫細胞およびその他の腫瘍細胞における遺伝子発現を検討した.その結果c-myc, cyclin Dなど腫瘍細胞に共通して高発現していることが確認された.一方,Ewing肉腫細胞ではHLH型分化抑制遺伝子ld2が特異的に発現していたがEwing肉腫以外の腫瘍細胞ではその発現は極めて低かった.そこで,Id2がEWS/etsキメラ蛋白の標的遺伝子の一つとしての可能性を更に詳細に検検討した.(2)Ewing肉腫細胞および腫瘍粗織におけるId2遺伝子発現:Ewing肉腫およびその他の小児固形腫瘍の組織におけるId2遺伝子発現を比較したところEwing肉腫において高発現していることが確認された.(3)標的遺伝子のプロモーターに対するキメラ蛋白の転写活性化作用:キメラ蛋白が標的遺伝子の転写調節領域に直接的に作用するかをreporter assayで測定した結果,Id2遺伝子の5'-転写調節配列はEWS/ets発現ベクターとのcotransfectionによりld2のプロモーター活性を有意に上昇させた.【平成14年度】平成13年度の研究により分化抑制遺伝子Id2をキメラ蛋白の標的遺伝子の一つと考え,キメラ蛋白とId2遺伝子との相互作用をさらに詳細に解析した.(1)Id2遺伝子のプロモーター配列に種々の変異を導入したレポーターアッセイのよりEWS/etsキメラ蛋白はets認識配列を通してId2遺伝子の発現を促進していることが明らかとなった.さらにキメラ蛋白の方がprorotypeのets蛋白よりさらに強い転写活性化があることが確認された.(2)キメラ蛋白とId2遺伝子プロモーターとの相互作用を解析した結果,キメラ蛋白がId2遺伝子の転写調節配列に直接結合することが明らかとなった.(3)Id2発現をsiRNAによりknock downすると未熟な細胞形態が神経系細胞の形態を示すようになった.この研究によりEWS/etsキメラ蛋白は直接的に分化抑制遺伝子であるId2を活性化することが明らかとなった.キメラ蛋白によって発現の亢進したId2はretinoblastoma protein (RB)と結合しているE2Fを遊撃させ,細胞を分裂増殖へと向かわせると考えられる.一方では,Id2は分化に関与した遺伝子の発現に必要なE蛋白のヘテロダイマー形成を阻害し,正常の組織系列への分化を抑制することが考えられる.即ち,Ewing肉腫ではEWSキメラ蛋白の出現によりc-myc/RB/Id2の遺伝子系列が活性化され細胞増殖へと進む一方,E蛋白による分化が抑制され極めて未分化な形態を示すことと考えられる.Ewing/PNET肉腫発生の分子メカニズムの詳細な解明は分子標的治療法の開発につながるものと期待される.Ewing肉腫/末梢型神経上皮腫では染色体転座の結果により生じるEWS遺伝子とetsファミリー遺伝子との融合によるキメラ遺伝子の発現が腫瘍発生の要因と考えられている。【平成13年度】は,キメラ蛋白のターゲットとなる遺伝子の検索をし、候補と考えられる遺伝子とキメラ遺伝子との相互作用について解析した.(1)Gene arrayによるEwing肉腫特異的発現遺伝子の探索:588個の主要遺伝子のcDNA arrayを用いてEwing肉腫細胞およびその他の腫瘍細胞における遺伝子発現を検討した.その結果c-myc, cyclin Dなど腫瘍細胞に共通して高発現していることが確認された.一方,Ewing肉腫細胞ではHLH型分化抑制遺伝子ld2が特異的に発現していたがEwing肉腫以外の腫瘍細胞ではその発現は極めて低かった.そこで,Id2がEWS/etsキメラ蛋白の標的遺伝子の一つとしての可能性を更に詳細に検検討した.(2)Ewing肉腫細胞および腫瘍粗織におけるId2遺伝子発現:Ewing肉腫およびその他の小児固形腫瘍の組織におけるId2遺伝子発現を比較したところEwing肉腫において高発現していることが確認された.(3)標的遺伝子のプロモーターに対するキメラ蛋白の転写活性化作用:キメラ蛋白が標的遺伝子の転写調節領域に直接的に作用するかをreporter assayで測定した結果,Id2遺伝子の5'-転写調節配列はEWS/ets発現ベクターとのcotransfectionによりld2のプロモーター活性を有意に上昇させた.【平成14年度】平成13年度の研究により分化抑制遺伝子Id2をキメラ蛋白の標的遺伝子の一つと考え,キメラ蛋白とId2遺伝子との相互作用をさらに詳細に解析した.(1)Id2遺伝子のプロモーター配列に種々の変異を導入したレポーターアッセイのよりEWS/etsキメラ蛋白はets認識配列を通してId2遺伝子の発現を促進していることが明らかとなった.

さらにキメラ蛋白の方がprorotypeのets蛋白よりさらに強い転写活性化があることが確認された.(2)キメラ蛋白とId2遺伝子プロモーターとの相互作用を解析した結果,キメラ蛋白がId2遺伝子の転写調節配列に直接結合することが明らかとなった.(3)Id2発現をsiRNAによりknock downすると未熟な細胞形態が神経系細胞の形態を示すようになった.この研究によりEWS/etsキメラ蛋白は直接的に分化抑制遺伝子であるId2を活性化することが明らかとなった.キメラ蛋白によって発現の亢進したId2はretinoblastoma protein (RB)と結合しているE2Fを遊撃させ,細胞を分裂増殖へと向かわせると考えられる.一方では,Id2は分化に関与した遺伝子の発現に必要なE蛋白のヘテロダイマー形成を阻害し,正常の組織系列への分化を抑制することが考えられる.即ち,Ewing肉腫ではEWSキメラ蛋白の出現によりc-myc/RB/Id2の遺伝子系列が活性化され細胞増殖へと進む一方,E蛋白による分化が抑制され極めて未分化な形態を示すことと考えられる.Ewing/PNET肉腫発生の分子メカニズムの詳細な解明は分子標的治療法の開発につながるものと期待される.【平成13年度研究実績】ets遺伝子は分化に関わる多くの遺伝子の転写に関与していると考えられている。即ち、EWS/etsキメラ遺伝子の標的遺伝子もおそらく複数存在すると考えられる。そこで本年度はGene Arrayを用いEwing/PNET腫瘍群におけるキメラ蛋白の標的遺伝子を探索し、候補と考えられる遺伝子とキメラ遺伝子とのと相互作用について詳細に解析を加えた.2.Ewing肉腫細胞および腫瘍組織におけるId2遺伝子発現:Ewing肉腫およびその他の小児固形腫瘍におけるId2遺伝子発現を比較したところEwing肉腫において高発現していることが確認された.【平成14年度研究実績】平成13年度には,Ewing肉腫細胞において発現している遺伝子を検索し,分化抑制遺伝子Id2が特異的に高発現していることを見いだした.今年度はId2遺伝子をキメラ蛋白の標的遺伝子の一つと考え,キメラ蛋白とId2遺伝子との相互作用を詳細に解析した.1.Id2遺伝子のプロモーター配列を単離し,キメラ蛋白のId2遺伝子発現に及ぼす作用を詳細に検討した結果EWS/etsキメラ蛋白はets認識配列を通してId2遺伝子の発現を促進していることが明らかとなった.さらにキメラ蛋白の方がprorotypeのets蛋白よりさらに強い転写活性化があることが確認された.2.キメラ蛋白とId2遺伝子プロモーターとの相互作用を解析した結果,キメラ蛋白がId2遺伝子の転写調節配列に直接結合することが明らかとなった.
外集団に対する先制攻撃の心理基盤の解明

戦争や紛争のように、人々が集団で他の集団を争う時、どのような心理が働くのだろうか。しばしば、人間には他集団を攻撃する「本能」があると主張されることがあるが、本研究によって人々が何の理由もなく他集団を攻撃することはほとんどないことが示された。一方、相手が自分を攻撃する力が、自分が相手を攻撃する力よりも強い場合、何の理由もなく他集団を攻撃する可能性も示された。本申請研究では、先制攻撃ゲームを用い、外集団への攻撃行動の生起メカニズムを明らかにすることを目的としている。平成26年度は二つの実験を実施した。ひとつは複数人対複数人で先制攻撃ゲームを実施する実験である。この実験では四つの個室を用い、1人対1人、1人対3人、3人対3人でお互いに先制攻撃を行うか否かを決定した。実験の結果、3人対3人でも1人対1人と同程度の攻撃率が観察された。1人が3人と対戦する時も同程度の攻撃率であったが、3人が1人と対戦する時は他の三条件と比較して2倍近い攻撃率が観察された。3人が1人と対戦した時の攻撃率の上昇は、相手の攻撃力の大きさ(自分たちに比べて三倍の攻撃の効果)が自身の攻撃を高める可能性があることを示している。これらの結果を踏まえて26年度はさらに最小条件集団を用いた実験も実施した。この最小条件集団実験の目的は二つである。ひとつは、申請者が過去に実施した最小条件集団実験の結果が再現されるかを確かめること、もうひとつは相手の攻撃率が大きいことが外集団への攻撃を高める可能性を検討することである。1対1で、最小条件集団における内集団あるいは外集団を相手とし、自分と相手で攻撃の効率が同じゲームと効率が異なるゲームを実施した。結果、攻撃の効率が同じ場合は内集団相手と外集団相手で攻撃率に差が見られず、先行研究の結果を再現した。さらに、相手の攻撃の効果が自分よりも大きい場合は内集団相手よりも外集団相手に対してより多く攻撃する傾向が見られたのに対して、自分の攻撃の効果が相手よりも大きい場合は外集団よりも内集団に対して多く攻撃する傾向が見られている。さらに、平成26年度は外集団攻撃が生起する要因として「脅威」に着目し、外集団との争い場面をプライミングすることが集団間行動に影響することを示す実験も実施した。平成27年度は、平成26年度に実施した実験を論文化することと、その実験で得られた成果を踏まえ、最小条件集団実験を行う計画となっていた。平成26年度では、1対1の場合と3対3の場合とで先制攻撃ゲームの攻撃率が変わらないことを示した。これは同じ条件比較を囚人のジレンマゲームにおいて実施した先行研究と異なる結果が得られたという意味で新規性のある研究となった。さらに、1対3条件と3対1条件も実施した結果、3対1条件でのみ、他の3条件よりも高い攻撃率が得られた。この結果をまとめ、国際的な学術雑誌であるPLoSONE誌に投稿した。論文は現在、minor revisionを行っている段階であり、公刊される確率が非常に高い状況となっている。平成26年度の実験結果は、自分が相手よりも攻撃力が高い状況では相手への攻撃率が高まらないが、相手が自分よりも攻撃力が高い場合に攻撃率が高まる可能性があることを示唆していた。この、相手の攻撃力の増加に伴う攻撃率の上昇が、特に外集団に対して働く可能性を検討するため、自分と相手で攻撃の効率が異なる先制攻撃ゲームを実施した。条件としては、攻撃の効率3水準(同じ・自分の方が大きい・相手の方が大きい)×相手の集団(相手は内集団・相手は外集団)の6条件を設定した。この実験は平成26年度の終わりから実施し、平成27年度も継続して実施した。平成27年度末時点において、約160人のデータを収集している。相手の攻撃率が高いということ、そしてそれが外集団に対する攻撃行動につながるということは「外集団がこちらに攻撃してくるかもしれない」という脅威が外集団攻撃を生み出す可能性を示唆している。この脅威をプライミングとして操作する手法を開発する実験を平成26年度から継続して実施した。この研究結果は現在、国際的な学術雑誌に投稿中である。申請書の計画では、平成27年度は最小条件集団を用いた先制攻撃ゲームを実施することとなっている。この実験は平成26年度から継続する形で、現在約160人を対象として実施されている。平成26年度に実施した「個人間vs集団間における先制攻撃ゲーム」実験の結果から効果量を算出した結果、適切なデータ数は1条件35名程度だと考えられるため、まだ50名ほどのデータが足りない状況であり、平成28年度も継続して実施する。平成26年度に実施した「個人間vs集団間における先制攻撃ゲーム」実験の結果は国際的な学術雑誌にすでに投稿済みであり、さらに外集団攻撃を誘発するためのプライミング研究も国際雑誌に投稿中である。これらを鑑みると、本申請研究は予定通りに進捗していると考えられる。平成28年度は、平成27年度に投稿中であった論文の改稿作業、新たな論文の執筆と投稿作業、そして平成26年度から継続してデータを取っていた実験を完遂した。平成26年度に実施した実験は平成27年度末にPLoSONE誌に投稿し、平成28年度は改稿作業を進めた。その結果、平成28年度中に論文の掲載が採択され、5月に掲載された。

2013年に掲載された論文によって、最小条件集団実験状況において先制攻撃ゲームにおける内集団バイアス(外集団相手の場合に内集団相手よりも攻撃率が高まる現象)が生じないことは確認されていた。しかし、先制攻撃ゲームで内集団バイアスが生じないことを示した研究はこのひとつに限られていたため、追試研究を論文化する必要があった。平成28年度は山岸俊男氏、Dora Simunovic氏との共同研究として実施した追試研究を論文化した。異なるパラメータにおいてもやはり最小条件集団における先制攻撃の内集団バイアスが生じないことを示した知見はFrontiers in Psychology誌に平成28年度中に掲載された。PLoSONE誌に掲載された論文により、自分が相手よりも攻撃力が高い状況では相手への攻撃率が高まらないが、相手が自分よりも攻撃力が高い場合に攻撃率が高まる可能性があることを示唆されていた。この、相手の攻撃力の増加に伴う攻撃率の上昇が、特に外集団に対して働く可能性を検討するため、自分と相手で攻撃の効率が異なる先制攻撃ゲームを実施した。この実験は平成26年度末から平成28年度も継続して実施し、予定していたデータ数とほぼ同じ222名のデータを得た。実験の結果は予測通り、攻撃の効率が同じ場合と自分の方が大きい場合は内集団相手と外集団相手で攻撃率に差が見られないが、相手の攻撃効率が大きい場合には内集団相手よりも外集団相手の攻撃率が高くなった。戦争や紛争のように、人々が集団で他の集団を争う時、どのような心理が働くのだろうか。しばしば、人間には他集団を攻撃する「本能」があると主張されることがあるが、本研究によって人々が何の理由もなく他集団を攻撃することはほとんどないことが示された。一方、相手が自分を攻撃する力が、自分が相手を攻撃する力よりも強い場合、何の理由もなく他集団を攻撃する可能性も示された。申請書の計画では、平成26年度は複数人対複数人の先制攻撃ゲームと最小条件集団を用いた先制攻撃ゲームを実施することとなっている。前者は約400人の学生を対象とした実験を実施したことで、達成された。この実験結果は現在、英語論文としてまとめられつつある。後者もまた約100人を対象として実施されている。後者の実験ではまだデータ数が足りないため実験終了とは言えず、今後も継続して実験を実施する必要がある。しかし、攻撃の効率の効果の違いという、複数人対複数人の実験から新たに可能性が示された外集団攻撃を高める要因も含んでおり、これは平成27年度の計画を先取りして実施していると言える。また、外集団との争いの状況をプライミングするという、外集団攻撃を誘発する新たな要因の効果を実験的に示すための準備実験も開始しており、本申請研究は当初の計画以上に進展しているものと考えられる。「個人間vs集団間における先制攻撃ゲーム」実験は、現在、国際誌に投稿中であり、レビューワーからのコメントに適切に対処しつつ、平成28年度中のアクセプトを目指す。最小条件集団を用いた実験は約50人程度のデータを追加し、結果を統計的に分析し、論文にまとめ始める予定である。また、攻撃の効率が自分と相手で変わらない、通常の先制攻撃ゲームを用いた場合には最小条件集団において内集団バイアスが生じないことを示した過去のデータを再分析し、国際的な学術雑誌に投稿する予定である。社会心理学
自己免疫疾患発症におけるＳｏｘファミリー分子の役割の解明

自己免疫疾患の発症を惹起するTh17細胞の分化には、IL-6やIL-21によるStat3の活性化とその下流のTh17細胞系列規定転写因子であるRORγtの発現が必須である。本研究では、Sox5とc-MafがStat3依存的に発現し、両者がRORγtプロモーターに結合することにより協調的にRORγtの発現とTh17細胞分化を誘導する事を明らかにした。さらにT細胞特異的Sox5欠損マウスではTh17細胞分化が障害され、実験的脳脊髄炎や遅延型過敏反応が抑制される事を明らかにした。自己免疫疾患は人口の約5%が罹患する多因子疾患であり、遺伝的素因を持つ個体にウィルス感染などの環境要因が加わることにより発症すると考えられているが、その分子基盤は依然不明である。ステロイド薬や免疫抑制薬に加え、近年では生物学的製剤による治療法が進歩し、一定の予後の改善がもたらされているが、未だ特異的治療法は存在しない。近年、実験的自己免疫性脳脊髄炎(EAE)を用いた解析により、自己免疫疾患の発症にIL-17やIL-21を産生し病態の惹起に寄与するTh17細胞と抑制性に機能する制御性T細胞(Treg細胞)との分化バランスが病態に深く関与することが明らかにされた。そしてTh17細胞の分化にはIL-6またはIL-21によるSTAT3の活性化とmaster regulatorであるRORγtの発現が必須であることが報告されている。本研究者は、IL-6にて刺激したT細胞の遺伝子発現プロファイルを検討し、SRY- related HMGbox-containing genefamily (Soxファミリー)に属する転写因子Sox5および転写因子c-Mafが高発現していることを見出した。そして、T細胞特異的Sox5欠損マウスではEAEの発症が抑制され、中枢神経系のTh17細胞が有意に減少しており、In vitroにおいてもSox5欠損CD4陽性T細胞はTh17細胞分化が阻害されていることを見いだした。さらに、Sox5やc-Mafの過剰発現およびSox5欠損マウスやc-Mafのノックダウンを用いた解析により、これらの転写因子が協調的に働いてTh17細胞分化において重要な役割を果たしていることを見いだした。自己免疫疾患は人口の約5%が罹患する多因子疾患であり、その分子基盤は依然不明である。近年、実験的自己免疫性脳脊髄炎(EAE)を用いた解析により、自己免疫疾患の発症にIL-17やIL-21を産生し病態の惹起に寄与するTh17細胞が病態に深く関与することが明らかにされた。しかしながら、STAT3の下流のシグナル伝達機構の詳細は不明であった。そこで本研究者は、IL-6にて刺激したCD4陽性T細胞の遺伝子発現プロファイルを検討し、転写因子であるSox5およびc-Mafが高発現していることを見出した。そして、Sox5やc-Mafの過剰発現により、野生型およびSTAT3欠損CD4陽性T細胞においてもTh17細胞分化を誘導されるが、RORγt欠損CD4陽性T細胞のTh17細胞分化は誘導されなかったことより、Sox5とc-MafがStat3の下流でかつRORγtの上流で働いていることを見いだした。さらにクロマチン免疫沈降シーケンスおよびRNAアシーケンスを行い、Sox5とc-MafがRORγtのプロモーターの同じ領域に結合しRORγtを直接発現誘導することによりTh17細胞分化を誘導していることを明らかにした。さらに、T細胞特異的Sox5欠損マウスではEAEの発症が抑制され、中枢神経系へのTh17細胞の浸潤が有意に減少していること、in vitroにおいてもSox5欠損CD4陽性T細胞はTh17細胞分化が阻害されていることを見いだした。以上の結果、STAT3の下流でSox5とc-Mafが協調的にRORγtの発現を誘導することによりTh17細胞分化を誘導していることを明らかとした。近年、実験的自己免疫性脳脊髄炎(EAE)を用いた解析により、自己免疫疾患の発症にIL-17やIL-21を産生し病態の惹起に寄与するTh17細胞と抑制性に機能する制御性T細胞(Treg細胞)との分化バランスが深く関与することが明らかにされた。

そしてTh17細胞の分化にはIL-6またはIL-21によるSTAT3の活性化とmaster regulatorであるRORγtの発現が必須であることが報告されている。本研究者は、IL-6で刺激したT細胞の遺伝子発現プロファイルを検討し、SRY- related HMGbox-containing genefamily (Soxファミリー)に属する転写因子Sox5および転写因子c-Mafが高発現していることを見出した。そして、c-Mafは直接IL-21のpromoter及びenhancerに結合しIL-21の転写を促進することを明らかにした。次に、Sox5やc-Mafの過剰発現およびSox5欠損マウスやc-Mafのノックダウンを用いた解析により、これらの転写因子がTh17細胞分化においても重要な役割を果たしていることを見いだした。さらにIL-21受容体欠損マウスを用いた解析により、Sox5やc-MafによるTh17細胞分化はIL-21非依存的な経路でも誘導されることを見いだしている。今後、Sox5とc-MafによるTh17細胞誘導の詳細な分子メカニズムを検討していく予定である。研究計画1のTh17細胞分化におけるSox5とc-Mafの役割の解明がほぼ完全に終了しているため。当初の平成23年度の研究計画であるTh17細胞分化におけるSox5とc-Mafの役割の解明がほぼ完全に終了しているため。今後、研究計画1.のTh17細胞分化におけるSox5とc-Mafの役割の解明について引き続き行っていく。さらに研究計画2の制御性T細胞分化におけるSox12の役割の解明を行っていく。すでに研究計画2のin vitroにおける実験の大半は終了しており、今後の実験に必要なSox12欠損マウスも準備されている。Sox12欠損マウスのバッククロスが終了次第、in vivoでの実験を開始し、世界に先駆けて自己免疫疾患発症におけるSoxファミリー分子の役割の解明できると確信している。該当なし既に本研究者は、CD4陽性T細胞にSox12を発現させるとFoxp3の発現が誘導されることを見出している。そこでH24年度の研究では以下の解析によりiTreg細胞の分化におけるSox12の役割を解析する。1) Foxp3発現誘導におけるSox12の役割の解明a)iTreg細胞分化誘導条件下でSox12のノックダウンを行い、Foxp3の発現レベルへの影響を検討する。b)Foxp3のプロモーターおよびCNS13のエンハンサーのレポーターコンストラクトを用いてSox12のFoxp3転写に対する作用を検討する。2) Foxp3発現の安定性におけるSox12の役割の解明iTreg細胞におけるFoxp3の発現は不安定であり、純化したFoxp
曲面のスケイン代数、ゴールドマン・リー代数および写像類群の相互関係の研究

この研究の目的は、スケイン代数を用いて2次元におけるトポロジーの研究と3次元のトポロジーの研究を結びつけることである。スケイン代数は2次元トポロジーにおいては、ゴールドマン・リー代数を深化させた対象と思うことができる。また3次元トポロジーにおいてはカウフマン・ブラケットやHOMFLY-PT多項式といった多項式絡み目不変量をハンドルボディの絡み目の研究に拡張したものとみなすことができる。この研究では、スケイン代数の2次元トポロジーと3次元トポロジーの二つの見方により、2次元トポロジーと3次元トポロジーの研究を行った。著者は修士課程において、河澄-久野、マシュヨ-テュラエフの研究で得られたゴールドマン・リー代数と基本群の研究のアナロジーとして、カウフマン・ブラケット・スケイン加群へのデーン・ツィストの作用をカウフマン・ブラケット・スケイン代数の作用で記述する公式を得た。デーン・ツィストは、曲面の研究で中心的な役割をする写像類群を生成する元である。一年目の研究では、カウフマン・ブラケット・スケイン代数におけるデーン・ツイストの公式を用いて、トレリ群から完備化されたカウフマン・ブラケット・スケイン代数への埋め込みを構成した。この埋め込みは次の二つの意味を持つ。一つ目は、写像類群に正規部分群からなる新しいフィルトレーションを入れることができたことである。二つ目は整係数ホモロジー3-球面の不変量の構成ができたことである。さらに、1年目の研究を踏まえて、2年目の研究では、カウフマン・ブラケット・スケイン代数で行った研究のアナロジーとしてHOMFLY-PTタイプ・スケイン代数において研究を行った。これらを踏まえて3年目の研究では、HOMFLY-PTタイプ・スケイン代数の研究とカウフマン・ブラケット・スケイン代数の研究を明確に結びつけた。29年度が最終年度であるため、記入しない。結び目理論により定義されたスケイン関係式を曲面に拡張したスケイン代数を通して、2次元トポロジーと3次元トポロジーを結びつけることを目的として研究している。スケイン代数は、ゴールドマン・リー代数や基本群といった2次元トポロジーで重要な研究対象を深化させた概念とみなすことができ、さらにタイヒミュラー空間や曲面の基本群の表現空間とも大きく関わりがある。また、3次元トポロジーにおいては、スケイン代数はハンドルボディの結び目の研究で重要な役割をする。特に、ジョーンズ多項式の計算に用いられるカウフマン・ブラケットを曲面に拡張したカウフマン・ブラケット・スケイン代数に興味を持っている。カウフマン・ブラケット・スケイン加群へのデーン・ツィストの作用をカウフマン・ブラケット・スケイン代数の作用で記述する公式は、河澄-久野、マシュヨ-テュラエフの研究で得られたゴールドマン・リー代数と基本群の研究のアナロジーとして得られた。この公式を使うことにより、ゴールドマン・リー代数と基本群の研究のアナロジーとして、2次元トポロジーの新しい研究ができた。また、このスケイン代数と写像類群の研究を通して3次元トポロジーに新たな考え方を導入することができた。さらに、今後の研究において、HOMFLY-PT多項式を曲面に拡張したテュラエフ・スケイン代数を用いてカウフマン・ブラケット・スケイン代数の研究のアナロジーとなる研究をする予定である。ジョーンズ多項式を拡張したHOMFLY-PT多項式はより複雑になるがより絡み目の情報を持つので、テュラエフ・スケイン代数の研究を通してさらに多くの2次元トポロジーの情報と3次元トポロジーの情報が得られると期待している。今年度の研究の主な成果は、ある曲面のトレリ群から完備カウフマン・ブラケット・スケイン代数への埋め込みができたことである。トレリ群は曲面の写像類群の重要な部分群である。この研究成果は、次の二つの意味を持つ。二つ目は整数ホモロジー3-球面の不変量の構成ができたことである。以下これらを詳しく説明する。一つ目について、トレリ群から完備カウフマン・ブラケット・スケイン代数への埋め込みは完備カウフマン・ブラケット・スケイン代数の自然なフィルトレーションにより、写像類群に自然なフィルトレーションを与える。このフィルトレーションにより、新しく第一ジョンソン準同型を得ることができた。第一ジョンソン準同型はトレリ群の基本群への作用の研究において重要な対象である。この第一ジョンソン準同型の核をジョンソン核と呼ぶ。第二ジョンソン準同型はジョンソン核からの写像である。カウフマン・ブラケット・スケイン代数への埋め込みにより第二ジョンソン準同型の類似の準同型を構成することできた。二つ目について、トレリ群をある同値関係で割った集合が整数ホモロジー3-球面と一対一に対応することが知られている。この研究でトレリ群から完備カウフマン・ブラケット・スケイン代数への埋め込みとこの同値関係を用いて、整数ホモロジー3-球面の不変量を構成した。この不変量は(A+1)を変数とした級数の不変量である。(A+1)の係数はキャッソン不変量となる。この不変量が今までの級数を値にとる不変量と関係がつけば、新しくその不変量の計算方法が得られたことになる。また、今までの級数を値にとる不変量と全く異なることがわかれば、新たな不変量となる。