hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
分子性ガスを吸着した多孔性金属有機ハイブリッド化合物の磁性

多孔性金属有機ハイブリッド化合物結晶は,ガス吸着や触媒への応用,さらに,ガスの吸着・脱着に伴う磁性や光学的特性の変化を利用するセンサーとしての応用を目的に研究されてきた.しかし,これらの実験はex-situ(その場状態でない状態)で行われているが,in-situ(その場状態)での性質を理解する事が必要である.我々は,in-situで磁性のガス吸着効果の測定ができる装置を開発し,いくつかの多孔性金属有機ハイブリッド化合物結晶の磁性の酸素,一酸化窒素のガス吸着効果の研究を行った.多孔性金属有機ハイブリッド化合物結晶は,ガス吸着や触媒への応用,さらに,ガスの吸着・脱着に伴う磁性や光学的特性の変化を利用するセンサーとしての応用を目的に研究されてきた.しかし,これらの実験はex-situ(その場状態でない状態)で行われているが,in-situ(その場状態)での性質を理解する事が必要である.我々は,in-situで磁性のガス吸着効果の測定ができる装置を開発し,いくつかの多孔性金属有機ハイブリッド化合物結晶の磁性の酸素,一酸化窒素のガス吸着効果の研究を行った.磁性金属イオンに有機酸を配位させ,2次元,3次元のネットワークを形成させた磁性金属・有機ハイブリッド化合物は,含んでいる比較的フリーな水分子を取り除くことにより,沢山の規則的な細孔を作ることができるので,この細孔を利用したガス吸着,触媒,化学物質の分離などに使える新しい機能材料としても期待されているが,その為には,この細孔に他の分子性ガスなどを吸着させることができるか否か,また吸着させて作製した新物質の物性,特に磁性の変化を明らかにすることが必要である,また,ガス分子等を吸着させた時の,主として磁性は多彩であると期待され非常に興味がある.本研究では,これらの化合物に酸素などの分子性ガスを吸着させ,その磁性の変化などを各種の実験手法を用いて明らかにすることを目的に研究を進めた.まず,平成20年度は,分子性ガス吸着を連続的,可逆的に行いながら,その状態のままで磁気測定(in situ磁気測定)ができる測定システムを立ち上げ,研究対象として候補に上げているいくつかの物質について,ガス吸着の状況とガス吸着による磁性の変化に関して予備的な測定を行った.その結果,酸素ガス(O_2)吸着,あるいは,笑気ガス(NO)吸着に依ると思われる磁性の変化を観測でき,作製した測定システムの機能が計画通りである事を確認するとともに,次年度の精密測定の為の準備ができた.磁性金属イオンに有機酸を配位させ,2次元,3次元のネットワークを形成させた磁性金属・有機ハイブリッド化合物は,含んでいる比較的フリーな水分子を取り除くことにより,沢山の規則的な細孔を作ることができるので,この細孔を利用したガス吸着,触媒,化学物質の分離などに使える新しい機能材料としても期待されているが,その為には,この細孔に他の分子性ガスなどを吸着させることができるか否か,また吸着させて作製した新物質の物性,特に磁性の変化を明らかにすることが必要である.また,ガス分子等を吸着させた時の,主として磁性は多彩であると期待され非常に興味がある.本研究では,これらの化合物に酸素などの分子性ガスを吸着させ,その磁性の変化などを各種の実験手法を用いて明らかにすることを目的に研究を進めた.まず,平成20年度は,測定システムを立ち上げ,ガス吸着による磁性の変化に関して予備的な測定を行い,測定システムが計画通りに機能している事を確認したが,平成21年度は,この測定システムを用いて,3種類の磁性金属・有機酸ハイブリッド化合物について,酸素ガス(O_2)および笑気ガス(NO)吸着に依る磁性の変化を精密に測定し,明らかなガス吸着効果を明らかにした.いずれの化合物においても,磁性分子であるこれらの分子を吸着させると,これらの化合物は反強磁性状態になると思われるが,そのメカニズムなど詳細はまだ明らかではない.関連する研究成果は国際磁気学会(カールスーエ:ドイツ)および物理学会九州支部例会(宮崎大学)において研究発表をした.磁性金属イオンに有機酸を配位させ,2次元,3次元のネットワークを形成させた磁性金属・有機ハイブリッド化合物は,含んでいる比較的フリーな水分子を取り除くことにより,沢山の規則的な細孔を作ることができるので,この細孔を利用したガス吸着,触媒,化学物質の分離などに使える新しい機能材料としても期待されているが,その為には,この細孔に他の分子性ガスなどを吸着させることができるか否か,また吸着させて作製した新物質の物性,特に磁性の変化を明らかにすることが必要である.また,ガス分子等を吸着させた時の,主として磁性は多彩であると期待され非常に興味がある.本研究では,これらの化合物に酸素などの分子性ガスを吸着させ,その磁性の変化などを各種の実験手法を用いて明らかにすることを目的に研究を進めたまず,平成22年度は,平成21年度に引き続いて,自作の測定システムを用いて,さらに異なる2種類の磁性金属・有機酸ハイブリッド化合物について,酸素ガス(O_2)および笑気ガス(NO)吸着に依る磁性の変化を精密に測定し,ガス吸着効果を明らかにした.いずれの化合物においても,これまでの化合物と同様に,磁性分子であるこれらの分子を吸着させると,反強磁性状態になると思われるが,そのメカニズムなど詳細はまだ明らかではない.関連する研究成果は分子磁性国際学会(北京)および物理学会九州支部例会(長崎大学)などにおいて研究発表するとともに,研究論文として公表した
一過性の血流制限筋萎縮防止の分子メカニズムの解明

本研究は一過性の筋肉への血流制限の筋萎縮防止効果の明確な分子メカニズムを解明するため実験を行った。マウス筋芽細胞に対する過酸化水素・低酸素の共刺激により骨格筋特異的ユビキチンリガーゼの発現は著明に抑制された。また、同様の系にて筋管細胞の直径の減少も抑制され、一過性の低酸素刺激は何らかのシグナル伝達を経て骨格筋萎縮に予防的に働くことが予想された。一方、筋委縮と関連がある不活動時の骨格筋のインスリン抵抗性について検討した結果、ギプス固定後の骨格筋において、インスリン刺激時の糖取り込み量が有意に減少したという結果が得られた。新たな筋委縮予防法開発の一助として、一過性の筋肉への血流制限の筋萎縮防止効果の明確な分子メカニズムをin vitro, in vivoの実験系において解明することを目的として研究を行った。C2C12マウス筋管細胞を用いたin vitroでの過酸化水素依存性の廃用性萎縮モデルに対して、同時に筋への血流制限によってもたらすと考えられる低酸素刺激を加え、30分、3時間、6時間後に、骨格筋特異的ユビキチンリガーゼであるMuRF1、atrogin1mRNAの発現を調べた。その結果、各刺激によって30分後よりMuRF1の発現の上昇がみられたが、過酸化水素・低酸素の共刺激によりMuRF1の発現は著明に抑制された。一方、atrogin1の発現は、過酸化水素の刺激により30分後変化が見られなかったが、低酸素刺激、過酸化水素・低酸素の共刺激では発現レベルが基礎値より低下していた。3時間、6時間後においては、共刺激による発現の抑制はみられなかった。これらのことより、短時間の一過性の低酸素刺激が筋委縮を惹起する骨格筋特異的ユビキチンリガーゼであるMuRF1、atrogin1の発現を抑制する可能性が示唆された。一方、筋委縮と関連がある不活動時の骨格筋のインスリン抵抗性については、その分子機序については未だ明らかになっていない。そこでギプス固定による骨格筋の活動制限をした場合の骨格筋におけるインスリン抵抗性の変化について検討した結果、ギプス固定(24時間)後の腓腹筋・足底筋において、インスリン刺激時のdeoxyglucoseの取り込み量が有意に減少したという結果が得られた。以上より身体活動量の減少によってインスリン抵抗性を惹起する可能性が示唆され、これらの結果と一過性の血流制限の効果について今後さらなる検討をしていく予定である。C2C12マウス筋管細胞を用いたin vitroでの過酸化水素依存性の廃用性萎縮モデルに対して、低酸素刺激を加え、骨格筋特異的ユビキチンリガーゼであるMuRF1、atrogin1mRNAの発現を調べた。筋委縮と関連がある不活動時の骨格筋のインスリン抵抗性については、その分子機序については未だ明らかになっていない。また、ギプス固定によるインスリン抵抗性はインスリンシグナルに係るAKTのリン酸化、RS-1の発現量と関連することが認められた。
複合レジン溶出物の免疫担当細胞に及ぼす影響

1.コンポジットレジン溶出液のマイトジェン活性硬化させた光重合型コンポジットレジン(フォトクリアフィルA)よりR-PMI-1640培地中に溶出してきた成分のもつマイトジェン活性をBALB-/cマウス脾細胞を用いて調べた。各実験ごとのデータのバラツキが非常に大きく、明確なdose-responseは得られなかったが、溶出液の最終希釈倍数が2倍と16倍のときには常に明確なマイトジェン活性の発現が観察された。2.溶出液の高速液体クロマトグラフィー(HPLC)による分画蒸留水中へのコンポジットレジン溶出物をHPLCで分画し、モノマーであるBis-GMAと3Gの存在を確認した。他にも多くの成分の存在はあったが、その物質名を特定することができなかった。各成分を分取・濃縮し、各々についてそのマイトジェン活性を確認することを試みたが、元来蒸留水中への溶出量が非常に少ないことと、HPLCの装置全体を滅菌することができないため、分画中の細菌汚染を完全に排除することができないのでこの計画は断念し、HPLC分析で溶出の認められたBis-GMAと3Gについて、そのマイトジェン活性を調べた。3.コンポジットレジン成分のマイトジェン活性Bis-GMAと3GのRPMI-1640培地での飽和溶液を同培地で2倍連続希釈したものについて、そのマイトジェン活性を調べた。その結果、双方ともに強いマイトジェン活性を認めた。これによりコンポジットレジン溶出物のもつマイトジェン活性のかなりの部分は、未反位のBis-GMAと3Gが担っていることが推測された。1.複合レジン溶出物のマイトジェン活性可視光線重合型複合レジン(Photoclearfil A,クラレ社製)の硬化円盤状試料を,RPMI1640培地に浸漬し,成分を溶出させた.こり溶出液のBALB/cマウスの脾臓リンパ球に対するマイトジェン活性を^3Hーチミジンの取り込み量を指標に測定した.溶出期間を14週間,溶出液の希釈を2^02^5まで変化させて行った.溶出期間の変化によるdose responseについては未だ一定した結果は得られていないが,各溶出液の2^0希釈のものについては,常にコントロールの数倍の^3Hーチミジンの取りこみが観察され,複合レジン溶出液にマイトジェン活性を持つ物質が含まれていることは確実と思われる.次年度においては, dose responseを明らかにするとともに,純化したT細胞, B細胞それぞれについてマイトジェン活性を調べ,活性の発現様式をさらに詳しく検討する.また,次項で分画した溶出液成分についてもマイトジェン活性を調べ,有効な成分を明らかにしてゆく予定である.2.複合レジン溶出物の分画複合レジン硬化試料より蒸留水にて溶出してきた成分を高速液体クロマトグラフィーにて屈折率ディテクターを用いて分析したところ,モノマー成分であるTEGDMA, BisーGMAの他,数種の成分未知の物質が検出された.これらは,上記モノマーの低度重合物であると考えられる.これらの分析は,逆相分配クロマトグラフィーを用いて行ったが,未知成分が重合体であると考えられることや,以後の実験に分画した成分を用いる計画であることから,移動相にバッファーを用いることのできる水系GPCが適当と考えられ,現在同法用カラムを発注し,再分析を予定している.1.コンポジットレジン溶出液のマイトジェン活性:前年に引き続き、硬化させた光重合型コンポジットレジンよりRPMI-1640培地中に溶出してきた成分のBALB/cマウス脾細胞に対するマイトジェン活性を調べた。

各実験ごとのバラツキが大きく明確なdose-responseは得られなかったが、溶出液の最終希釈倍数2倍と16倍において、常にマイトジェン活性が認められた。2.溶出液の高速液体クロマトグラフィー(PHLC)による分画コンポジットレジンにより蒸留水中への溶出物をHPLCで分析し、モノマーであるBis-GMAと3Gの溶出を確認した。さらに分離された各成分を分取・濃縮し、マイトジェン活性を担う画分を確認することを試みたが、HPLC分析の過程で生じるおそれのあるグラム陰性菌(強力なマイトジェンであるLPSを含む)などの細菌汚染を完全に排除することが困難なためこの計画は断念し、HPLC分析でその溶出が確認されたBis-GMAと3Gについて各々のマイトジェン活性を調べた。3.コンポジットレジン成分のマイトジェン活性モノマーであるBis-GMAと3GのRPMI-1640培地での飽和溶液を出発材料に、同培地で2倍連続希釈を行ったものについて、そのマイトジェン活性を調べた。その結果双方ともに強いマイトジェン活性を認めた。これにより、コンポジットレジン溶出物のもつマイトジェン活性のかなりの部分は、未反応のBis-GMAと3Gが担っていることが推測された。以上のような結果が得られたが、コンポジットレジン溶出液のもつマイトジェン活性が、どの種類のリンパ球に対するものかは不明であるため、今後は純化したTおよびBリンパ球に対する作用を調べる計画である。
新規自己抗体による高安動脈炎の病態解明と臨床応用

高安動脈炎における抗血管内皮細胞抗体(AECA)活性を測定し、SARFを用いて高安動脈炎における新規自己抗原の同定を行った。同定した2種類のAECAの測定系を確立し健常人、高安動脈炎患者、他膠原病患者における出現率を測定した。抗膜蛋白A抗体は高安動脈炎の36.9%で、抗膜蛋白B抗体は高安動脈炎の30.4%で検出された。他膠原病での検出はSLEにおいて4%程度で認めるのみで、これらの抗体は高安動脈炎に特異的な自己抗体であると考えられた。本検討では、巨細胞性動脈炎での検出は認めなかった。各自己抗体は比較的特徴的な臨床徴候を示しており、更にTNFαによる血管内皮細胞活性化を増強させる効果を認めた。本研究では、以下の実験を行った。(1)抗膜蛋白A、B抗体価測定系の樹立。膜蛋白A、BのcDNAをIRES-GFPベクターに挿入後、レトロウイルスを用いてラット骨髄腫細胞に移入することで、膜蛋白AまたはBを永続的に細胞表面に過剰発現する細胞を作成した。膜蛋白A、B発現細胞、非発現細胞両者を、希釈ヒト検体血清(1次抗体)、PE-抗ヒトIgG抗体(2次抗体)にて染色し、フローサイトメトリーにて蛍光強度を測定した。両者の相対的平均蛍光強度を算出し、基準抗膜蛋白A、B抗体より作成した標準曲線を用いて自己抗体活性を測定した。(2)健常人、高安動脈炎、血管炎、膠原病患者での膜蛋白A、B抗体活性の測定。研究方法(1)で記載した系を用いて、高安動脈炎患者、他血管炎患者(巨細胞性動脈炎、結節性多発動脈炎、ANCA関連血管炎など)、他膠原病患者(SLE、シェーグレン症候群、筋炎、強皮症など)、健常人の血清中の抗膜蛋白抗体価を測定した。各々の群における各自己抗体の出現頻度、疾患活動性や臨床パラメーターとの相関の有無について解析した。(4)(3)抗膜蛋白A、B抗体のリコンビナント蛋白による阻止試験。(1)で樹立した測定系に異なる濃度のリコンビナント蛋白を添加し、抗膜蛋白A、B抗体の結合の特異性を確認した。(5)血管内皮細胞、血管平滑筋細胞、免疫細胞における膜蛋白A、B発現の解析。膜蛋白Bは血管内皮細胞の他にも、マクロファージで重要な役割を果たしている事が知られている。このことより、抗膜蛋白A、B抗体が血管内皮細胞以外の細胞に作用することも十分に考えられるため、大動脈内皮細胞、腎糸球体内皮細胞といった内皮細胞の他に、血管平滑筋細胞、末梢血単核球、マクロファージにおいて、フローサイトメトリー、定量的PCRやウェスタンブロッティングを用いて細胞の膜蛋白A、B発現を定量を行っている。実験の概要(1)に記したように、膜蛋白A、BのcDNAをラット骨髄腫細胞に移入することで、恒久的に膜蛋白AまたはBを発現する細胞を作成した。膜蛋白発現細胞と非発現細胞に対する検体血清の結合をフローサイトメトリーにて測定し、平均蛍光強度差より抗膜蛋白A、B抗体価を測定した。健常人の平均値+2SDカットオフとしたところ、高安動脈炎では抗膜蛋白A抗体は38.4%で、抗膜蛋白B抗体は28.1%で検出された。興味深いことに、抗膜蛋白B抗体は他血管症候群である顕微鏡的多発血管炎でも出現がみられ、高安動脈炎、顕微鏡的多発血管炎両者における血管障害への関与が考えられた。抗膜蛋白A、B抗体各々を有する新規発症高安動脈炎患者において治療経過での抗体価の変化を観察し、治療に応じて抗体価が低下することを確認した。同定された自己抗体の病原性を検討するために、血管内皮細胞や他免疫細胞における発現の検討を行い、膜蛋白A、Bともに血管内皮細胞に発現していることを確認した。また膜蛋白AはT細胞の一部で、膜蛋白Bは単球における発現を確認した。現在は、これら自己抗原の血管内皮細胞や免疫細胞における病的意義をin vitroで検討している。具体的には、膜蛋白A、Bを介したシグナリングによるサイトカインや接着分子の発現変化を血管内皮細胞において測定している。自己抗体が血管内皮細胞を介し、向炎症性または向血栓性にどのように関わるかの検討を行っている。本研究では以下の検討を行った。1.抗膜蛋白A、B抗体の陽性率の検討と臨床的特徴の解析。膜蛋白A、Bを過剰発現する細胞を作成し、フローサイトメトリーを用いて血清検体の抗膜蛋白A、B抗体活性を測定した。高安動脈炎46人における検討では、抗膜蛋白A抗体は36.9%に検出され、抗膜蛋白B抗体は30.4%に検出された。両者陽性は4%、両者陰性が36%であり、各々が高安動脈炎の主要な自己抗体であることが明らかになった。他膠原病にても検討を行い、全身性エリテマトーデスにて4%程度に抗体活性を認めたが、いずれも低力価であることから、抗膜蛋白A、B抗体は高安動脈炎の特異抗体であると考えられた。更に臨床所見についての解析を行い、抗膜蛋白A抗体、抗膜蛋白B抗体が異なる臨床特徴を呈することが明らかになった。これらの結果から、抗膜蛋白A抗体、抗膜蛋白B抗体を臨床応用できる可能性が考慮された。2.血管内皮細胞に対する抗膜蛋白A、B抗体の作用の解析。

高安動脈炎における抗膜蛋白A、B抗体の病変形成能を検討するために、抗膜蛋白A、B抗体をヒト臍帯静脈血管内皮細胞(HUVEC)と共培養することにより、血管内皮細胞機能の解析を行った。膜蛋白A、Bに対するリガンドの添加により、TNFαによるHUVECの接着分子発現が減弱することが確認された。更に抗膜蛋白A、B抗体を添加することでHUVECの接着分子発現が亢進し、更に膜蛋白A、Bのリコンビナントタンパクを添加することにより接着分子発現が減弱した。これらの結果より、定常状態では膜蛋白A、Bにより血管内皮細胞の活性化が抑制されていること、そして抗膜蛋白A、B抗体が出現することにより、血管内皮細胞の活性化抑制が働かず、接着分子発現が亢進することが明らかになった。この内皮細胞活性化により更なる白血球の炎症部位への誘導が起こり、血管炎症を増悪していることが考慮された。高安動脈炎における抗血管内皮細胞抗体(AECA)活性を測定し、SARFを用いて高安動脈炎における新規自己抗原の同定を行った。同定した2種類のAECAの測定系を確立し健常人、高安動脈炎患者、他膠原病患者における出現率を測定した。抗膜蛋白A抗体は高安動脈炎の36.9%で、抗膜蛋白B抗体は高安動脈炎の30.4%で検出された。他膠原病での検出はSLEにおいて4%程度で認めるのみで、これらの抗体は高安動脈炎に特異的な自己抗体であると考えられた。本検討では、巨細胞性動脈炎での検出は認めなかった。各自己抗体は比較的特徴的な臨床徴候を示しており、更にTNFαによる血管内皮細胞活性化を増強させる効果を認めた。抗膜蛋白A抗体は特異的に高安動脈炎で出現しており、高安動脈炎の疾患特異的な自己抗体となりうる。治療介入後の抗膜蛋白A抗体価を継続して測定しているが、治療介入により抗体価の減少が認められることから、疾患活動性の判定に応用できる可能性について検討を行っている。また、抗膜蛋白A、B抗体陽性者の臨床的特徴の解析も並行して行っている。基礎的検討としては、これら自己抗体の病態への関与をin vitroにおいて進めている。具体的には、抗膜蛋白A、B抗体を血管内皮細胞と共培養することにより、血管内皮細胞機能(内皮細胞活性化(前炎症性サイトカイン分泌、接着分子発現、白血球遊走能)や血管新生作用)直接的な細胞傷害性、アポトーシス誘導の検討を行う予定である。また、抗膜蛋白A抗体による凝固反応への影響の検討、抗膜蛋白B抗体によるマクロファージ機能の解析を予定している。ヒト・マウス大動脈組織における膜蛋白A、Bの発現を蛍光染色にて検討し、局在を確認し抗膜蛋白A、B抗体によるin vivoでの病原性の検討も行いたいと考えている。29年度が最終年度であるため、記入しない。アレルギー・膠原病29年度が最終年度であるため、記入しない。
補酵素の蛍光検出を利用したメチル基転移酵素の活性評価法の確立と阻害剤探索

本研究では,メチル基の広範な活性を高感度に評価可能な新たな実験系の構築と,これを用いた阻害剤スクリーニングの実施により,メチル基転移酵素の活性を「視る」「操る」ことを可能とする分子ツール群の開発を目指した研究を実施した.2年間の研究期間で,SAMの高感度定量法の開発,これを用いたメチル基転移酵素阻害剤スクリーニング系の構築,大規模スクリーニングによる,新規癌関連メチル基転移酵素阻害剤のリードの取得,更には,これらの成果の特許出願,論文発表,という,一連の研究を完遂することができ,本研究の目的を達成した.本研究課題では,補酵素S-adenosylmethionine(SAM)の蛍光による定量系を開発し,メチル基転移酵素(メチルトランスフェラーゼ)の酵素活性検出系を開発すること,また,メチルトランスフェラーゼの阻害剤を,大規模化合物ライブラリを利用したスクリーニングにより取得することを目的として進められてきた.初年度の段階で,本研究の主体となる蛍光プローブの開発に成功し,更にその構造展開により,高感度のSAM定量が可能な実験系,実験条件を確立することを達成した.更に,これを用いたメチルトランスフェラーゼ活性の広範な検出系を開発し,各種ヒストンメチルトランスフェラーゼの活性を本システムによって評価できることを確かめ,これらの研究成果について学術論文を投稿した.また,メチルトランスフェラーゼの阻害剤開発に関しては,近年癌化との関わりが明らかにされた酵素protein L-isoaspartyl methyltransferase(PIMT)について,スクリーニング系を構築し,東京大学創薬機構が保有する20万化合物のうちから有用な阻害剤候補化合物を取得しており,これらのヒット化合物より構造展開を実施し,新たな抗癌剤候補リード化合物を取得できることが期待される.これらの研究成果より,本研究は当初の予想以上のペースで進行していると言え,次年度以降は,これらの成果を発展させる形で新たなSAM定量系およびメチルトランスフェラーゼの活性検出系の開発を進めると共に,スクリーニングによる更に有用な酵素阻害剤の取得,構造活性相関の精査による研究の高次系への展開を図る.上述のとおり,研究の初年度の段階で,高感度のSAM定量システムおよびこれを用いたメチルトランスフェラーゼの活性検出系の開発という本研究の主目標を達成することができたことから,本研究は予想以上に進展していると判断した.次年度以降は,これらの成果を更に発展させることに注力していくことができると期待される.本研究課題では,補酵素S-adenosylmethionine(SAM)の蛍光による定量系を開発し,メチル基転移酵素(メチルトランスフェラーゼ)の酵素活性検出系を開発すること,また,メチルトランスフェラーゼの阻害剤を,大規模化合物ライブラリを利用したスクリーニングにより取得することを目的として進められてきた.はじめに,これらの研究成果に関連する仕事をまとめた論文を昨年度中に発表することに成功した(Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 153-157. ).論文化のための実験と並行し,プローブのSAM定量の精度の向上に関する検討を更に進め,開発に成功した化合物から構造展開をおこなった10種類の新規プローブを合成し,初期検討時よりも1オーダーほどのS/N比の向上を実現している(unpublished data).これと併せて,本システムを生細胞系への応用に拡張する試みのため,当初の開発計画とは異なる酵素系を用いたSAM検出蛍光プローブの開発にも着手し,端緒となる成果を得ることが出来た.これは,研究課題終了後に,より実用性の高い蛍光プローブとして完成させる予定である本研究課題において,SAMの高感度定量法の開発,これを用いたメチル基転移酵素阻害剤スクリーニング系の構築,大規模スクリーニングによる,新規癌関連メチル基転移酵素阻害剤のリードの取得,更には,これらの成果の特許出願,論文発表,という,一連の研究を完遂することができ,また,今後の更なる技術開発の端緒となる成果を挙げることができたことは,本研究の大きな成果として評価することができると考えられる.本研究では,メチル基の広範な活性を高感度に評価可能な新たな実験系の構築と,これを用いた阻害剤スクリーニングの実施により,メチル基転移酵素の活性を「視る」「操る」ことを可能とする分子ツール群の開発を目指した研究を実施した.2年間の研究期間で,SAMの高感度定量法の開発,これを用いたメチル基転移酵素阻害剤スクリーニング系の構築,大規模スクリーニングによる,新規癌関連メチル基転移酵素阻害剤のリードの取得,更には,これらの成果の特許出願,論文発表,という,一連の研究を完遂することができ,本研究の目的を達成した.本研究で開発したSAMの定量系を,生体サンプル中のSAMの検出およびより広範なメチルトランスフェラーゼ活性の検出に展開していくため,更に高感度にSAM濃度を定量できる仕組みの開発を目指す.これは,現在用いている蛍光プローブの更なる構造の精査,あるいは,新たな分子設計に基づく蛍光プローブの開発によって達成可能であると期待される.ここでの新たな分子設計とは,現在用いている酵素PIMT,Caspase-3と基質のペアによってSAMを定量するシステムを,新たな酵素-基質ペアを利用することでより迅速,高感度な検出系へと発展させることを意味する.ケミカルバイオロジー
肝細胞癌発癌動物モデルを用いた遺伝子メチル化網羅的解析

【背景】多段階発癌におけるEpigeneticな異常すなわち癌抑制遺伝子プロモーター領域のメチル化は、その発現を抑制することで、IGF2遺伝子のloss of imprintingはその過剰発現を誘導することで発癌の原因として関与する。多段階発癌をきたす肝細胞癌においても発癌過程においてEpigeneticな異常、すなわちDNAメチル化異常の関与が推測されるが、十分な検討はなされていない。【目的】Woodchuckは構造および増殖サイクルがHepatitis B virusに類似したWoodchuck hepatitis virus(WHV)に感染し、感染後2-4年で肝細胞癌を発症することが知られている。これらの組織を用い、網羅的メチル化解析を行うことで、正常肝から肝炎、ひいては肝細胞癌発症に至る遺伝子のEpigeneticな異常を経時的に捕らえることが可能となり、肝細胞癌発癌に特異的に関与するEpigeneticな異常の抽出をする。【方法】臨床HBV感染肝癌症例におけるエピジェネティックな異常(特にDNAメチル化異常)を癌部、非癌部を用いることによりMSP法にて比較検討し、既報告の検証解析を行う。B型肝炎ウイルスおよびWHVに共通のウイルス側CpGアイランドを解析し、ウイルス側遺伝子CpGアイランドにおけるDNAメチル化の異常を解析する。【成績】臨床HBV感染肝癌症例におけるMSPを用いたDNAメチル化異常の検討ではSFRP1、p16、APC、GSTP1、SFRP1、SFRP2、SFRP5におけるDNAメチル化の検討をMSP法により行った。以下に示すように非腫瘍部と比較して腫瘍部で高度メチル化を認めた。WHVにも、X遺伝子のプロモーター領域にCGリッチなCpG islandが存在することを我々は発見し、この部位の塩基配列はヒトB型肝炎ウイルスと非常に相同性が高いことが判明したことから今後、WHVおよびWoodchuck肝組織を用いた検討を行う。【結論】肝細胞癌発癌機序にDNAメチル化異常が深く関与する可能性が示された。
学校・学校関係者・学校設置者の三者が連携した効果的な学校評価システムの実証的研究

1研究の目的学校関係者評価委員に求められる資質について明らかにすると同時に、学校・学校関係者評価委員会・学校設置者の学校評価および学校設置者の学校支援に関する認識の違いを整理し、その結果から学校・学校関係者評価委員会・学校設置者の三者連携のもと、より具体性のある効果的な学校評価システムを構築することを目的としている。2研究の方法前年度に実施した学校関係者評価委員へのアンケート調査結果をもとに、学校関係者評価を実施する上での阻害要因を明らかにし、学校関係者評価委員の資質向上を図るための選考・研修・実施に関する具体的な方策を検討した。また、学校設置者へのインタビュー調査をもとに、学校支援策に対する学校と学校設置者の認識の違いを明らかにし、学校評価に関する三者が連携した学校改善システムの研究を進めた。3研究の成果学校においては、学校自己評価を学校改善に結びつける工程についてある程度示唆することができた。また、学校関係者評価においては、学校関係者評価委員が抱く学校関係者評価に対する不安要因を分析し、不安を除くための研修や対応策を提示することできた。この2点から学校自己評価と学校関係者評価を連動させた学校改善システムを構築することはある程度できた。4今後の課題学校改善システムを実践する中心的役割を担う教職員の実働について、以下の2点が明確になり、今後改善すべき課題として研究を継続すべきものと考える。(1)学校においては、学校改善に向けた工程表を作成しても実践する各教職員の職能の違いから学校改善については各学校において進捗に差があること。(2)人材育成に関する研修においては、県教育委員会の研修プログラムは『義務教育の質を保証する』といった観点から均一的になりがちであり、個別の学校事例に対応した研修プログラムを作成することは困難が大きく、このため市町村教育委員会が担う研修が重要であること。
サブハーモニック超音波による新たな定量的き裂評価の統括的アプローチに関する研究

本研究は、き裂非破壊評面の高信頼化における障壁である閉じたき裂検出の問題解決のための技術基盤の開発と学術基盤の確立を目的とするものである。高度経済成長期に集中的に建造された発電プラント、石油・化学プラント、橋梁、トンネルおよび高速道路などには、供用期間の増大とともに損傷・劣化が蓄積されている。循環型経済社会構築のために安全な長寿命化を実現するには、き裂を検出するのみでは不十分であり、その定量評価が不可欠である。き裂評価において従来、超音波が多く使われてきているが、閉じたき裂の見逃しという問題が未解決のまま残されていた。このなかで、非線形超音波法は、閉じたき裂でも大振幅超音波の応力でわずかに開口させて、入射超音波の整数倍の周波数をもつ高調波によりき裂を計測するため、閉じたき裂も検出できると期待されている。しかし、高調波はその発生度合いが小さい上、その発生源が閉じたき裂以外(探触子、探触子と試料の間のカップラント、電気回路など)にも存在する。一方、入射超音波の整数分の1の周波数のサブハーモニック波は、閉じたき裂のみが発生源であるため、従来の検査手法を大きく上回るパフォーマンスが期待されている。しかしながら、サブハーモニック波はまだ現象の解明が進んでいない。本研究では、超音波AFMの解析モデルをき裂面に導入することにより、理論モデルを構築し、この解析結果と実験結果を比較検討することで、サブハーモニック発生機構がき裂面の共振現象によることを解明した。閉じたき裂の画像化が可能な測定システムに発展させることを目的として、昨年度に構築した画像化アルゴリズムで画像化を行う際、適切なディジタルフィルタを設計・適用することで、線形(入力超音波の周波数)成分およびサブハーモニック成分を各々抽出し、解析を行った。その結果、線形像では過小評価してしまう閉じたき裂を、サブハーモニック像でのみ高精度に画像化できることを実証した。1、ステンレス合金SUS316Lおよびアルミニウム合金A7075に対して、閉じたき裂を作製するのに適した疲労条件K_<max>およびK_<min>を選定し、3点曲げ疲労試験により、閉じた疲労き裂の導入を行った。2、作製した試料に静的曲げ応力を負荷することにより、き裂開口量を制御しつつ、試作した平面型探触子(LiNbO_3単結晶振動子)により大振幅超音波を入射した。そのときのき裂面からの応答波形およびそれらの周波数解析(ウェーブレット変換)から、サブハーモニック波の荷重および振幅依存性を観察し、き裂性状とサブハーモニック波の相関の基礎的検討を行った。3、入力超音波の周波数を変化させ、閉じたき裂におけるサブハーモニック発生と入力超音波周波数の相関についての基礎実験および検討を行った。4、送信側にはサブハーモニック波の測定に必要な大振幅超音波発生に適したLiNbO_3単結晶振動子、受信側には画像化能力に優れたアレイセンサを用いた非線形超音波画像化システム開発のため、送受信で異なるセンサを用いる場合の画像化アルゴリズムの構築(試料中の伝搬時間およびアレイセンサの素子ごとの遅れ時間の定式化と画像化システムへの反映)を行った。
等方性・液体窒素温度超伝導ケーブルの基礎研究

高温超伝導体の多くは,本来結晶学的に層状構造をとる.そのため強い磁場方向依存性を示し,結晶のc軸に平行な磁場での臨界電流J_cは低い.磁界下での線材設計をする場合には,J_cの異方性を考慮しなければならず,高温超伝導線材の応用範囲を制限する要因の一つである.本研究では,Y系高温超伝導体の電力ケーブルへの応用を図る基礎研究として,Y系酸化物超伝導薄膜をスパッタ法により作製し,臨界電流密度の観点から製作条件,基板材質効果,結晶性および表面構造を中心に研究を実施した.YBCO相のMgO(100)基板上での生成と配向は,主に基板温度により支配される.ほぼ900°Cで,臨界温度T_cが約90Kのc軸配向膜が成長する.さらに温度が上昇すると45°-rotated結晶粒が現れ,T_cは維持されるもののJ_cは急激に低下する.また,成膜後の熱処理条件は,T_cの遷移幅に影響を与える.基板表面状態及び基板材質もc軸配向膜成長に影響を及ぼす。SrTiO_3(100)基板や酸エッチング表面処理したMgO(100)基板上に作製されたYBCO膜表面は,より規則化したピラミッド状形態を示し、c軸配向度とJ_cは向上する。これらのJ_cは,3.0〔MA/cm^3〕以上の高い値を示し,世界的なレベルに達した.高J_cを達成するためには,高二軸面内配向したc軸配向膜を成長させなければならない.そのためには,基板温度を高い精度で制御し,YBCO相と同種な基板材を使用し,その表面の歪み層を除去する必要がある.高温超伝導体の多くは,本来結晶学的に層状構造をとる.そのため強い磁場方向依存性を示し,結晶のc軸に平行な磁場での臨界電流J_cは低い.磁界下での線材設計をする場合には,J_cの異方性を考慮しなければならず,高温超伝導線材の応用範囲を制限する要因の一つである.本研究では,Y系高温超伝導体の電力ケーブルへの応用を図る基礎研究として,Y系酸化物超伝導薄膜をスパッタ法により作製し,臨界電流密度の観点から製作条件,基板材質効果,結晶性および表面構造を中心に研究を実施した.YBCO相のMgO(100)基板上での生成と配向は,主に基板温度により支配される.ほぼ900°Cで,臨界温度T_cが約90Kのc軸配向膜が成長する.さらに温度が上昇すると45°-rotated結晶粒が現れ,T_cは維持されるもののJ_cは急激に低下する.また,成膜後の熱処理条件は,T_cの遷移幅に影響を与える.基板表面状態及び基板材質もc軸配向膜成長に影響を及ぼす。これらのJ_cは,3.0〔MA/cm^3〕以上の高い値を示し,世界的なレベルに達した.高J_cを達成するためには,高二軸面内配向したc軸配向膜を成長させなければならない.そのためには,基板温度を高い精度で制御し,YBCO相と同種な基板材を使用し,その表面の歪み層を除去する必要がある.高温超伝導体ケーブルの基礎特性を得るため、その基盤となる薄膜試料をスパッタ法により作製し、高品位薄膜の生成条件を検討した。ターゲットには、Y-Ba-Cu-O(YBCO)及びNd-Ba-Cu-O(NdBCO)の焼結体を使用し、純酸素ガス中におけるdcスパッタリングにより、加熱されたMgO(100)単結晶基板上に薄膜を育成した。試料の結晶相の同定、格子定数、配向性をX線回折法から解析し、また超伝導臨界温度T_cを四端子抵抗法により測定した。その結果、YBCO薄膜で90-91Kのゼロ抵抗臨界温度T_cが得られた。高T_c特性を発現する薄膜の合成温度と酸素ガス圧は、900-920°C及び260Paであり、基板面にc軸配向したYBCO相が生成された。合成温度が860°Cより低くなるとa軸配向が優勢になり、840°Cではc軸配向領域からのX線反射は見られなくなった。他方、920°Cより高温になると、c軸配向であるにも拘わらず45°面内回転した結晶粒(45°結晶粒)が現れ、温度の上昇とともにその比率は増加した。このような薄膜組織と臨界電流密度との関係は、今後の課題の一つである。バルク材料の結果から、YBCOより高T_c特性が期待されるNdBCOの薄膜も、ほぼ同様のT_cを示した。しかしながら、適切な酸素ガス圧はより高く、350Paを必要とした。YBCO薄膜作製の場合と異なり、薄膜作製直後に行うポストアニールは、遷移特性を劣化させることが明らかとなった。より高いT_cのNdBCO薄膜を実現させるためには、ターゲットの組成等を検討する必要がある。前年度と同様、高温超伝導体ケーブルの基礎特性を得るため、その基盤となる薄膜試料をスパッタ法により作製し、高品位薄膜の生成条件を検討した。

ターゲットには、Y-Ba-Cu-O(YBCO)及びNd-Ba-Cu-O(NdBCO)の焼結体を使用し、純酸素ガス中におけるdcスパッタリングにより、加熱されたMgO(100)単結晶基板上に薄膜を育成した。試料の結晶相の同定、格子定数、配向性をX線回折法から解析し、また超伝導臨界温度T_cを四端子抵抗法により測定した。今年度は、特に高T_c薄膜の成長過程を調べるため、成長厚に対する超伝導臨界温度の依存性をYBCO材料について重点を置き、検討した。その結果、MgO(100)単結晶基板上に成長したc軸配向YBCO薄膜では、数十nm以上の厚さになると超伝導開始温度はほぼ90Kに達し、それ以上の厚さではほとんど一定であった。ゼロ抵抗超伝導臨界温度は、約200nm以上でほぼ一定(約88K)になるのに対して、これ以下の厚さでは、単調に低下することが明らかになった。c軸格子定数には、膜厚に対する顕著な変化は認められず、ほぼ1.168nmである。従って薄い膜厚領域での結晶相の成長形態・組織などの変動が、超伝導臨界温度に影響を与えていることが考えられる。今後、結晶組織及び結晶粒の配向性に関するミクロ的な解析が必要である。合わせて、種々の膜厚試料の超伝導臨界電流を測定し、結晶粒径・配向性等の組織変化が超伝導諸特性に及ぼす効果を究明したい。前年度と同様、高温超伝導体ケーブルの基礎特性を得るため、その基盤となる薄膜試料をスパッタ法により作製し、高品位薄膜の作製条件を検討した。ターゲットには、Y-Ba-Cu-O(YBCO)の焼結体を使用し、純酸素ガス中におけるdcスパッタリングにより、加熱されたMgO(100)及びSrTiO_3(100)単結晶基板上に薄膜を育成した。試料の結晶相の同定・格子定数・配向性等をX線回折法から解析し、薄膜表面を原子間力顕微鏡にて観察した。また超伝導臨界温度T_cと超伝導臨界電流J_cを四端子抵抗法により測定した。今年度は、ケーブル特性として最も重要な要素であるJ_c特性に焦点をあて、基板表面状態及び基板材質が及ぼす効果を検討した。その結果、MgO(100)基板上ではスパイラル成長したc軸配向のYBCO相が成長する。60-90秒の酸エッチング表面処理を行ったMgO(100)基板上では、YBCO相の成長形態が規則正しいピラミッド状に変化し、c軸配向度とJ_cは向上する。YBCO相と格子定数が整合するSrTiO_3(100)基板上では,酸エッチング処理を施さなくとも,表面にピラミッド状のYBCO相の成長が見られ、高いc軸配向度と高J_c特性を示す。したがって、MgO(100)基板では表面上の加工歪み層を除去することにより、高c軸配向度のYBCO相を成長させることができ、その超伝導特性がSrTiO_3(100)基板上で得られたものに近づくことを明らかにした。
数フェムト秒パルスレーザー光を光源とする多光子イオン化質量分析の研究

本研究では深紫外超短光パルスを光源とする多光子イオン化質量分析計を開発し、フラグメントイオンを抑制して分子イオンを効率よく観測できる新しい質量分析法について研究した。これを実現するためチタンサファイアレーザーの第三高調波(267 nm)の光パルスを圧縮する方法について検討した。その結果、希ガスを用いる自己位相変調によりレーザーパルスのスペクトル幅を拡大し、パルス幅を圧縮できることを明らかにした。また、これを多光子イオン化質量分析の光源に用いて有用性を検討した。この方法は、今後超高速現象の解明のための新しい計測手段として利用が期待される。平成27年度は、エタロンの機能を有する特殊な誘電体鏡を特注し、チタンサファイアレーザーのスペクトル波形を整形した。その結果、複数本のスペクトル線が得られた。そのスペクトル間隔は、レーザー光の入射角度により変化したが、誘電体鏡の損傷により再現性のある結果が得られなかった。このため、この方式については、これで検討を打ち切ることにした。そこで、“インパルシブ誘導ラマン散乱"を利用した回転ラマン光の発生、深紫外超短パルス光の発生について検討した。実際に800 nm、35 fsの近赤外超短パルス光で水素を励起し、その後、チタンサファイアレーザーの第三高調波(267 nm)をプローブ光として水素に導入したところ、4本の回転ラマン光を発生させることができた。光パルスを圧縮するには、発生するラマン光の"スペクトル位相"を求める必要がある。そこで、自己回折(SD)効果に基づく周波数分解光ゲート(FROG)法に基づいて光パルス幅を計測する装置を製作した。まず、紫外プローブ光として用いるチタンサファイアレーザーの第三高調波(267 nm)のパルス幅を測定した。SD FROGトレースの傾きからチャープ量を求めると共に、パルス幅として62 fsの値を得た。スペクトル幅(2.6 nm)から求めたフーリエ限界パルス幅は41 fsであった。これらの値と通過する空気等の分散を考慮すると、SD FROG装置のところでは、パルス幅が52 fsに延長すると考えられる。したがって、測定値の62 fsは妥当と考えられる。これらを勘案すると、開発したSD FROG装置は所定の性能を有していると考えられる。エタロンの機能を有する誘電体鏡を特注し、これを用いて基本光のスペクトル波形を整形した。実際に誘電体鏡で反射したレーザー光のスペクトルを測定したところ、複数のスペクトル線が観測された。そのスペクトル間隔は、予測したようにレーザー光の入射角度により変化したが、再現性のある結果が得られなかった。これはレーザー光により誘電体鏡が損傷したためであった。そこで、本方式については検討を断念した。次に、インパルシブ誘導ラマン散乱を利用した回転ラマン光の発生について検討した。水素の回転周期の57 fsより短い光パルス(35 fs)により水素分子を同期回転させ、そこに紫外光を導入して多数の回転ラマン光を得る方法である。実際に800 nm、35 fsの光パルスで水素を励起し、チタンサファイアレーザーの第三高調波(267 nm)をプローブ光として水素に導入し、4本の回転ラマン光を得た。光パルスを圧縮するには、発生するラマン光のスペクトル位相を求める必要がある。そこで、自己回折(SD)に基づく周波数分解光ゲート(FROG)装置を製作し、光パルス幅を測定した。紫外プローブ光(267 nm)について測定し、SD FROGトレースの傾きからチャープ量を求め、62 fsのパルス幅を得た。時間とバンド幅の積(TBP)は0.66であり、フーリエ限界時の値である0.441から大きくなっており、パルスがチャープしていることがわかる。ラマンセルからSD FROGまでの光路中の光学素子(空気を含む)の分散は500 fs2程度であり、SD FROG装置まででは光パルスが52 fsに延長されると予測され、測定値の62 fsは妥当な値と考えられる。これらを勘案すると開発したSD FROG装置は所定の性能を有していると考えられる。本研究では深紫外超短光パルスを光源とする多光子イオン化質量分析計を開発し、フラグメントイオンを抑制できる新しい質量分析法について検討した。これを実現するため、チタンサファイアレーザー(800 nm)の第三高調波(267 nm)の光パルスを圧縮する方法について研究した。まずエタロンの機能をもつ誘電体鏡によりスペクトル波形を整形したが、レーザーにより損傷したので本方式については断念した。次いでインパルシブ誘導回転ラマン散乱によるスペクトル領域の拡大について検討した。その結果、4本のスペクトル線を発生できたが、強度が弱く十分な結果が得られなかった。そこでキセノンガスを用いて相互位相変調によりスペクトル幅を拡大する方法を試みた。その結果、プローブ光単独でも自己位相変調によりスペクトル幅が5倍拡大できることがわかった。しかし紫外域では空気の分散が大きく、空気中を伝播してチャープした光パルスを補正するための負分散鏡が入手できず、プリズム対を用いる方法も自己収束による光パルスの歪みが大きかった。そこでチタンサファイアレーザーの基本波を予め負にチャープさせる方式について検討したところ、発生する光パルスのチャープ量を調整できることがわかった。

その光パルスを自己回折周波数分解光ゲート法により測定したところ、75 fs前後の光パルスを24 fsまで圧縮できることが判明した(理論限界のフーリエ限界パルス幅は15 fsであり、条件の最適化により更なる光パルスの圧縮が可能)。得られた光パルスをレーザー多光子イオン化質量分析計に導入し、2光子イオン化が予想されるペンタクロロベンゼンを測定したところ、光パルス圧縮により信号強度が明瞭に増大することが確認できた。これらの結果より、本方法は過酸化アセトンなどの爆発物の分子イオンの観測と信頼性の高い分析に広く利用できると期待される。本研究では深紫外超短光パルスを光源とする多光子イオン化質量分析計を開発し、フラグメントイオンを抑制して分子イオンを効率よく観測できる新しい質量分析法について研究した。これを実現するためチタンサファイアレーザーの第三高調波(267 nm)の光パルスを圧縮する方法について検討した。その結果、希ガスを用いる自己位相変調によりレーザーパルスのスペクトル幅を拡大し、パルス幅を圧縮できることを明らかにした。また、これを多光子イオン化質量分析の光源に用いて有用性を検討した。この方法は、今後超高速現象の解明のための新しい計測手段として利用が期待される。前年度に得られたラマン光の発振線の数を増大するため、キャピラリー導波路を用いて光と水素の相互作用長を長くする。光パルスを圧縮するためには、発生するラマン光のスペクトル位相を測定する必要がある。そこで、前年度に開発したSD FROGを用いてラマン光のスペクトル位相を測定する。すなわち、FROGトレースの傾きからチャープ量を求める。次いで、ポンプ光とプローブ光の遅延量を調整し、光パルスを圧縮する。さらに、光パルス圧縮のためにプリズム対を用いる方法も検討する。従来の石英プリズムからCaF2プリズムに変更し、3次の分散を低減して光パルスをより圧縮する。上記のパルス幅測定装置は、空気中でパルス幅を測定するため、さらに質量分析計まで光を伝播させると、空気の分散によりパルス幅が広がる。この問題を解決するため、質量分析計を検出部とする自己相関法(MS-AC)によりパルス幅を測定する方法を開発する。すなわち、2光子イオン化するジオキサンなどを質量分析計に導入して自己相関波形を測定し、パルス幅を求める。このような方式により、質量分析計内において深紫外超短パルスレーザーのパルス幅を測定する。現在まで、35-100 fsのパルス幅のフェムト秒レーザーを用い、多光子イオン化質量分析における分子イオンを増強する研究を行っている。そこで、本研究では前述の方法により数fsの深紫外超短パルス光を発生させ、C-Cの振動周期の1/4以下の光パルスを用いてフラグメント化を抑制できる"インパルシブイオン化"の有用性を実証する。さらに、この方法を過酸化アセトンなどの爆発物の測定等に適用し、超短パルスレーザーイオン化法の有用性を実証する。分析化学平成27年度は、物品費が見積もり金額より低かったので、本年度使用額がゼロとはならなかった。平成28年度に、当初の予定に加えて物品費として使用する。
流体力学に現れる非線形偏微分方程式の調和解析の方法による研究

今年度は,非圧縮粘性流体を表す非圧縮Navier-Stokes方程式の定常問題(SNS)の研究を行った.SNSは非定常問題と同様に弱解の滑らかさや無限遠方での減衰の研究が古くから行われているが,実際の解の特異性を扱った研究は少ないように思われる.(ただし,ここでの特異点とは,流速が無限大に発散する点を意味する.)L.Landauは,軸対称性等を仮定し,SNSを常微分方程式に帰着させることにより,原点でのみ特異性を持つ特殊解の族を構成した.この解にこではLandau解と呼ぶ)は外力項として原点にデルタ関数をもつ非斉次SNSを満たす.特異性を持つような特殊解の例はあまり知られていないので,特異点の研究の第一歩としてこのような解を詳細に調べることは意義のあることと思われる.ここで,原点以外で定義された一般の解か原点で特異性を示すとしたら,その近傍ではLandau解と同じように振る舞うと予想することは自然なことと思われる.今回,報告者はブリティッシュ・コロンビア大学のTai-Peng Tsai氏との共同研究により,適切な仮定(解の大きさ等の制限)の下で,実際に解の原点近傍での挙動があるLandau解によって近似できることを証明した.今回の結果はSNSの解の特異性をLandau解によって分類すると同時に,従来のSNSに対する特異点除去定理,正則性定理をある意味で拡張しており興味深いと思われる.ドイツ・ボンのボン大学に滞在し,臨界消散指数の2次元準地衡近似方程式(CQG)の解の減衰評価の研究を行った.CQG方程式はラプラシアンを一般化した分数べきラプラシアンを含む平滑化効果を持つ非線形偏微分方程式で,海洋学,気象学に現れるモデルとして導出されたが,近年はNavier-Stokes方程式と数学的な構造が類似している方程式としても注目され,活発な研究が行われている.昨年度までの研究により,方程式の時間局所的な可解性および解の減衰評価の部分的結果を得ることができていたが,これらの結果には初期データのサイズに制限があり,一般の大きな初期データに対する解の時間大域的な評価は得られていなかった.今年度はKiselev-Nazarov-Volbergらによって最近得られた新しいタイプの最大値原理を応用することにより,この初期データのサイズの仮定を外すことに成功した.これにより,CQG方程式の解とその微分のL2ノルムの時間減衰評価および各時刻における空間減衰のoptimalな評価を求めることができた.時間減衰評価はM.Schonbek-T.SchonbekによるFourier Splittingとよばれる手法と,交換子評価を用いて導出することができる.また空間減衰評価ま,Hayashi-Kaikina-Naumkinによる重みつきLebesgue空間での線形評価を基に,時間減衰評価を応用して導出する.その際,非線形項のcancellation propertyおよび非局所性を考慮した議論が重要となる.今年度は,非圧縮粘性流体を表す非圧縮Navier-Stokes方程式の定常問題(SNS)の研究を行った.SNSは非定常問題と同様に弱解の滑らかさや無限遠方での減衰の研究が古くから行われているが,実際の解の特異性を扱った研究は少ないように思われる.(ただし,ここでの特異点とは,流速が無限大に発散する点を意味する.)L.Landauは,軸対称性等を仮定し,SNSを常微分方程式に帰着させることにより,原点でのみ特異性を持つ特殊解の族を構成した.この解にこではLandau解と呼ぶ)は外力項として原点にデルタ関数をもつ非斉次SNSを満たす.特異性を持つような特殊解の例はあまり知られていないので,特異点の研究の第一歩としてこのような解を詳細に調べることは意義のあることと思われる.ここで,原点以外で定義された一般の解か原点で特異性を示すとしたら,その近傍ではLandau解と同じように振る舞うと予想することは自然なことと思われる.今回,報告者はブリティッシュ・コロンビア大学のTai-Peng Tsai氏との共同研究により,適切な仮定(解の大きさ等の制限)の下で,実際に解の原点近傍での挙動があるLandau解によって近似できることを証明した.今回の結果はSNSの解の特異性をLandau解によって分類すると同時に,従来のSNSに対する特異点除去定理,正則性定理をある意味で拡張しており興味深いと思われる.