hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
翻訳が滞ったリボソームのｔｍＲＮＡ非依存的な新規レスキュー機構の解析

この結果はこの保存されたアミノ酸残基が,YaeJのリボソームのAサイトの活性部位に位置する効率に関係していることを示唆している。第二に,塩基性に富むC末端の非構造領域の保存残基のいずれもが,リボソームの結合に重要であることが示された。さらにその長さを変えた変異体を使った実験から,一定の長さが必要なことが示された。また,分担者の姫野らのdirected hydroxyl radical probing実験から,リボソームの30SサブユニットにあるmRNA tunnelの位置にYaeJのC末端領域が結合している可能性が示唆された。これらの結果から,C末端領域をアンカーとしたリボソーム上でのYaeJの反応メカニズムのモデルが考えられた。「YaeJにおけるリボソームとの機能部位の同定」に関しては,本来はこれらの実験は昨年度で終了しているはずであるが,(1)YaeJがリボソーム分画と混ぜると分解されてしまうこと(YaeJのC末端領域にある塩基性アミノ酸が豊富な領域をプロテアーゼOmpTが切断すると推測される)(2)それに従って,リボソームの結合実験の再現性が悪いという問題点が明らかとなった。そこでこれまで使用していたMG1655株の使用を止め,新たにOmpTが欠損されているBL21株においてyaeJ遺伝子を欠損させた株を作製し,それを用いて実験をやり直している。従って,(3)と判断した。計画通り「YaeJにおけるリボソームとの機能部位の同定」と「directed hydroxyl radical probingによるリボソームとYaeJの相互作用解析」が実施でき,重要な結果を得られたため,このように判断した。次年度は,変更した株を用いて,「YaeJにおけるリボソームとの機能部位の同定」の実験を,結果をまとめて論文投稿までを確実に行う。また,「大腸菌無細胞蛋白質合成系を用いたtmRNAとYaeJのリボソームレスキューの競合実験」および「プロテオーム解析によるYaeJ特異的に発現抑制される遺伝子の探索」を実施する。本年度は,「YaeJにおけるリボソームとの機能部位の同定」の実験をさらに進めて,結果をまとめて論文投稿まで行う。同時に「大腸菌無細胞蛋白質合成系を用いたtmRNAとYaeJのリボソームレスキューの競合実験」に着手する。また,予定通り「プロテオーム解析によるYaeJ特異的に発現抑制される遺伝子の探索」を実施する。前年度未使用額が生じたのは,株の変更のため,PTH活性の測定など費用の掛かる実験が一時停止したためである。本年度は,すでに株の変更には成功しており,引き続きこれらの実験を行うため特に問題なく使用される。次年度でも,消耗品(DNA合成費,薬品類・酵素・試薬,プラスチック製品など)を中心に使用する。実験で使用する消耗品(DNA合成費,薬品類・酵素・試薬,プラスチック製品など)を中心に使用する。
てんかん欠神発作における酸化的および小胞体ストレス関連因子の変動とその意義

欠神発作の遺伝的モデルマウスであるlethargic(lh/lh)マウスおよび発作を生じないコントロール(+/+)マウス脳において、小胞体ストレスに関連する因子の変動を中心に加齢変化と併せて検討した結果より、欠神発作に重要な約割りを演じている視床において、小胞体ストレスに関連するGRP78やJNKの変化が観察されたことから、欠神発作発現により、小胞体ストレスが誘発され、それによる障害が他の部位より強いことが考えられた。本申請課題においては、細胞内ストレス因子の詳細な調節機を調べるために、培養細胞を用いた検討も計画したが、それに関しては、マウス海馬由来神経様細胞であるHT22細胞において、小胞体ストレスおよび酸化的ストレス関連因子の影響について検討した。小胞体ストレス誘発薬であるツニカマイシン(TM)は、濃度および時間依存的な細胞死が誘導された。また、TM曝露により、GADD153/C/EBP(CHOP)の発現上昇が認められたが、小胞体ストレス特異的caspaseであるcaspase-12(不活性化型)の発現は、影響を受けなかった。一方、酸化的ストレス関連因子として脂質過酸化産生物質である4-hydroxy-2-nonenal(HNE)誘発細胞死と過酸化水素(H_2O_2)誘発細胞死と比較した。HT22細胞は、HNEまたはH_2O_2処置により生存率が濃度および時間依存的に減少したが、細胞死誘導機構は両薬物では異なっており、H2O2誘発細胞死にはDJ-1、NF-κBおよびCa^<2+>濃度の上昇が関与するが、HNE誘発細胞死にはHNE付加タンパク質の生成および細胞内におけるSH基の障害が重要な役割を演ずることが示唆された。HT22細胞で認められた細胞死誘導経路を参考に今後、lethargicマウス視床における障害誘発機構を検討していく予定である。当初の計画の通りに、まず、欠神発作の遺伝的モデルマウスであるlethargic(lh/lh)マウスおよび発作を生じないコントロール(+/+)マウス脳視床中脳および大脳皮質において、小胞体ストレスに関連する因子の変動について加齢変化と併せてWestern blot法により検討した。小胞体分子シャペロンであるglucose-regulated protein(GRP)78は、3週齢lethargicマウス視床・中脳においてコントロールマウスに比較し、上昇傾向を示したが、10週齢および20週齢では、変化が認められなかった。Lethargicマウス脳波には、15日齢で初めて欠神発作の指標である棘徐波複合が認められるようになることから、GRP78の上昇は、発作発現後の比較的早期に認められ、発作発現初期に小胞体ストレスに曝される可能性があるものと考えられた。一方、大脳皮質においては、このようなGRP78の変化は認められなかった。現在、引き続き、小胞体ストレスおよび酸化的ストレス関連因子の挙動について、発作発現早期に焦点を当てて検討中である。本申請課題では、培養細胞を用いて小胞体ストレスおよび酸化的ストレス関連因子の細胞内調節機構について調べることも計画している。この検討の一環としてマウス海馬由来神経様細胞であるHT22細胞において小胞体ストレス誘発薬であるツニカマイシン(TM)曝露の影響を調べた。TMを曝露すると、濃度および時間依存的な細胞死が誘導された。また、TM曝露により、CHOPの発現上昇が認められたが、小胞体ストレス特異的caspaseであるcaspase-12(不活性化型)の発現は、影響を受けなかった。Caspase-12については、今後、活性化型の動態を検討する予定である。

上記のように1年目は概ね計画通りに遂行したので、次年度は形態学的変化の検討に重点を置いて進める予定である。遺伝的欠神発作モデルであるlethargic(lh/lh)マウスにおいて成熟後の全脳の湿重量が発作を生じないコントロールマウス(+/+)より軽いことから、発現に伴い、脳の発達あるいは成熟過程が何らかの障害を受けることが予想されたので、発作発現から6週後の9週齢lethargicマウスの脳切片において細胞の形態変化を観察したが、コントロールマウスとの問に差は認められなかった。また、変性神経細胞結合性蛍光誘導体(Fluoro-Jade B)染色によっても変化は認められなかった。この点に関しては、発作が発現し始める時期からの経時変化を検討すべきであると考えられた。次に、以前の結果より、lethargicマウスにおける欠神発作発現にcyclic AMP responsive element(CRE)-binding protein(CREB)を介した転写の活性化およびMAPキナーゼ系が関与する可能性を示唆してきた。そこで、視床においてcAMPおよびCa^<2+>に関連する細胞内情報伝達系およびMAPキナーゼ系に関し、関係するmRNA発現量を市販のマイクロアレイキットを利用し、lethargicマウスとコントロールマウスで網羅的に比較した。約150のmRNAについて調べたところ、Neuropeptide Y、Early growth response 1、ELKI、Heat shock protein 1、calmodulinのmRNAで発現の低下傾向が認められた。また、以前、ゲルシフトアッセイで認められたCRE結合活性の増加が、CREBの総量増加にはよらず、活性化体であるリン酸化CREBの増加であることを明らかにしたが、これと一致してCREBのmRNA発現量に差は認められなかった。現在、新たにmRNA発現量に変化の認められたものに関してタンパク発現レベルについて調べている。
発散形楕円型作用素の理論と応用

発散形および非発散形の強楕円型作用素をディリクレ境界条件の下で考え,この作用素がLpソボレフ空間の間の同型写像を与えることを示した。先行結果と比べると,係数と領域の境界に関する滑らかさの条件を究極まで弱めたことに意義がある。この系として,楕円型偏微分方程式の解が,係数および領域の境界の滑らかさに応じて滑らかになるという正則性定理を従来の仮定よりも弱い条件の下で導いた。類似の結果が古典的な微分可能性と関連するヘルダー連続な関数空間の枠組みでも成り立つことを示した。楕円型偏微分作用素の理論に関して初年度からの継続した研究を行い、次の成果を得た。1.楕円型方程式に対するグリーン関数の評価を新しい方法で導出した。楕円型作用素のレゾルベント核は、定数係数で最高階のみの項からなる場合は、主表象から作られる関数のフーリエ変換ととらえることができるが、一般には可積分とは限らないので、従来の方法では少し複雑な議論を要した。新しい方法では、スペクトル・パラメータの積分で表すことで、見通しのよい証明となっている。変数係数の場合もこの方法が有効であることがわかった。2.発散形の楕円型作用素に対するLp正則性定理を、領域の境界が従来よりも弱い微分可能性の下で導いた。正則性定理を導く従来の方法は、差分をとる方法であるが、境界の滑らかさが小さい場合には、直接利用できない。そこで、ソボレフ空間にスペクトル・パラメータに関連した同値なノルムを導入し、楕円型作用素を2つのソボレフ空間の間の同型写像である事実をうまく数式化することによって、この困難を克服した。正則性定理は楕円型作用素の同型性から導くことができた。3.非発散形の楕円型作用素でも、発散形の場合の議論を修正することにより、類似のLp正則性定理が成り立つことを証明した。4.楕円型作用素に対するシャウダー理論は、ヘルダー空間の指数が1未満のときは、初年度の研究で示されていたが、1以上の場合にも領域の境界が十分滑らかであるという仮定の下で、部分的な解決を得た。1.前年度の研究では、非発散形および発散形楕円型方程式のLp正則性定理を係数と領域の境界の滑らかさに関して従来よりも弱い仮定の下で得ていたが、これらの仮定をL∞ソボレフ空間の言葉を用いてより洗練された形にした。2.「全平面で調和で有界な関数は定数である」というリウヴィルの定理に対して熱核を利用した証明法を考案した。関数が古典的な微分可能性をもつ場合は、球面平均の性質を使うネルソンによる簡明な方法がある。しかし、超関数の枠組みで扱うときには正則化の過程が必要であった。熱核による証明法は、正則化の過程を組み込めるという利点があり、調和関数は熱伝導において熱平衡に達した状態を表すという物理現象を反映したものになっている。3. Lp空間の枠組みで考えるとき、ソボレフ空間におけるトレース定理と楕円型作用素の境界値問題の一意可解性は、一般的には局所化と微分同相により半空間の場合に帰着させ証明される。本研究では、領域が単位円のときに円の特殊性を用いて、トレース定理と境界値問題を直接的に取り扱えることを示した。同時に、古典的な枠組みで境界値問題を解くために使われてきたポアッソン核が、Lp空間の枠組みでも有効であることがわかった。単位円での考察は、一般論に入る前に理論全体を概観できる好例となっている。4.整数階数のソボレフ空間の複素補間空間について,村松の第1積分公式を用いて簡潔に証明する方法を考案した。従来の方法として、分数階数の場合にも適用できる村松の第2積分公式による方法があるが、強力な反面、証明がやや複雑になる。第1積分公式による方法では、複素補間法で登場する帯状領域における正則関数を具体的に構成でき、見通しがよくなっている。発散形の楕円型偏微分作用素のシャウダー理論をディリクレ境界条件の下で考察した。係数は指数が1未満のヘルダー連続性をもつことを仮定して、レゾルベントの存在とその作用素ノルムの評価を得た。これは、Lp理論において既に得られていた結果に対応する。Lp理論の場合と違って、シャウダー理論では通常のヘルダー空間のノルムでは望みのノルム評価は得られない。この困難は、スペクトル・パラメータの大きさに関連した同値なノルムを導入するという工夫によって克服できた。楕円型作用素が定義される領域は、微分作用素の階数に対応する滑らかな境界を持つと仮定しておけば、領域を局所的に半空間に移すという標準的な手法により、半空間の問題に簡単に帰着できるが、本研究では半空間への写像を単純なものではなく、無限回微分可能になるようにうまく構成することにより、領域の境界の滑らかさの仮定を究極まで弱めることに成功した。その結果、境界が係数の滑らかさよりも1だけ多い微分可能性を持てば、2階だけでなく高階の微分作用素に対しもシャウダー理論が成立するということがわかった。さらに、シャウダー理論で得られた結果を応用して、楕円型作用素の解析半群やレゾルベントの積分核の滑らかさとその導関数の評価を得た。係数に連続性を仮定した場合は、微分階数の半分未満の滑らかさを持つことは、既知であったが、係数にヘルダー連続性を仮定すると、ヘルダー連続指数の分だけ滑らかさが増すということが解明できた。

1.前年度までの研究では、非発散形および発散形楕円型方程式のLp正則性定理について、係数と領域の境界に関して従来よりも弱い仮定の下で導いている。しかも、有界ソボレフ空間の言葉を用いて定理をより洗練された形にした。今年度は、スケール変換の方法を駆使することにより、証明を見通しのよいものにすることができた。前年度までの方法ではスペクトル・パラメータのベキに細心の注意を払って証明していたが、パラメータが1の場合にだけ証明しておけば、スケール変換によりパラメータが他の値のときの結果はそこから導かれることがわかった。2. Lp正則性定理に対応する定理がヘルダー空間の枠内でも成立することを、ヘルダ-指数が自然数以外のときに証明できた。言い換えると、ヘルダー指数が1より大きく自然数以外の場合のシャウダー理論を構築できた。領域の境界が滑らかなときは、古くから知られていた結果ではあるが、境界の滑らかさの仮定を究極の階数まで落とせたところに意義がある。今後の課題として、ヘルダー指数が自然数の場合にも同様の正則性定理を目指したい。3.前年度は楕円型作用素のディリクレ境界値問題の典型的な例である、単位円におけるラプラシアンを考え、これに対して一般論で知られている方法よりも簡明で直接的な方法を考案した。今年度は、この方法を単位球へと拡張をした。単位円に比べ単位球での考察が難しいのは、単位円ではその上の関数が直線上の周期関数と同一視できるのに対し、単位球ではこのような性質を持たないからである。村松の積分公式を球に最適化された形で用いることにより、この困難を克服できた。楕円型偏微分作用素の理論に関して初年度から継続した研究を行い、次の成果を得た。1.発散形および非発散形の楕円型作用素に関して、前年度までにLp正則性定理を得ていたが、係数の滑らかさを一様連続性からVMOへと緩めることができた。DongとKim (2011)はスペクトル・パラメータが正数のときに同じ結果を得ているが、本研究では、スペクトル・パラメータが複素平面の角領域に属する場合でも成り立つことを示せた。とくに、非発散形の楕円型作用素に対しては、領域の滑らかさは従来知られている条件よりも(m-1)小さくできることがわかった。ここで、mは楕円型作用素の階数を2で割った値である。2.整数階数のソボレフ空間の実補間空間がベソフ空間であるという定理の別証明を考えた。この定理は、既に村松により第2積分公式を使って証明されている。本研究での証明は、村松の第1積分公式を用いるものであり、より簡明なものになっている。3.ラプラシアンの固有関数の境界での漸近挙動について、ノイマン境界条件の場合にどのような量を考えればよいかを考察し、その量は既存のディリクレ境界条件の場合と統一的な視点で記述できるということがわかった。さらに、領域が球のときにノイマン境界条件での漸近挙動の公式を得た。学内業務である共用試験のための会場選定や設営の準備で研究時間が圧迫されたことと、執筆に取りかかっていたソボレフ空間に関する論文で、論理的なギャップが見つかり、その解決に予想外の期間を要したことによる。楕円型偏微分作用素の理論に関して初年度から継続した研究を行い、次の結果を得た。
知覚における全体、部分、相互作用

(1)理論面の考察:知覚的認識において、全体と部分のいずれも認識できる場合には、全体の知覚(部分間の統合)、部分の知覚、全体と部分の相互作用、部分間の作用効果という少なくとも4つの側面をとりあげねばならない点などを考察した。具体例として顔の知覚を対象に、研究を行った。(2)部品間の一致・不一致と顔の類似性:単純化された正立図顔の類似性評定を多次元尺度法で解析した。類似性空間配置の傾斜は、正立顔知覚における「部分間の作用効果」(部品を関係づける働き)を表わすと推定した。(3)類似性判断からみた正立顔と倒立顔の知覚スタイルの違い:正立顔における上記の部品間作用効果は再確認されたが、倒立顔ではそのような作用効果は認められなかった。倒立顔では部品を関係づける統合的見方は後退すると言える。(4)顔の類似の眉差弁別:「目と輪郭が同じ場合は、それにひかれて顔の類似度が高まり、眉異の効果がそがれる」という結果から、よく似ている顔では細かな眉差が気づかれないという仮定をたて、弁別閾の測定を行った(全体→部分の作用効果の検討)。その結果、似ている顔では確かに眉差の弁別閾は似てない顔の場合よりは大きくなり、そのような効果の存在することが実質的に示された。この効果は倒立顔においてはみられない。(5)倒立顔観察時の眼球運動:正立顔、倒立顔の知覚方略の違いを眼球運動の面から考察した。倒立時の輪郭部分に目が届かない傾向があるだろうという予想に反し、倒立と正立との間には特別の差はみられなかった。すなわち、走査スタイルには差がないのであるから、正立・倒立の知覚方略の差は、統合スタイルの差と言えそうである。(6)"相貌的知覚"に関する研究:蝶の模様を顔とみたてる相貌的知覚の実験を行い、考察を与えた。(1)理論面の考察ー知覚的認識において,全体と部分のいずれも認識できる場合には,全体の知覚(部分間の統合),部分の知覚,全体と部分の相互作用,部分間の作用効果,という少なくとも4つの側面をとりあげねばならない点などを考察した.そして具体例として顔の知覚を対象に,研究を計画した.(2)部分→全体(部分による全体の規定)効果の例として,顔の部品を変えた場合,顔の類似性の判断がいかに変わるかを実験的に調べた.正立顔と倒立顔での結果を比べると,目と輪郭が同じ場合は,全体性としての顔の類似度がとくに高められて,眉差の効果が抑制されるという効果がみられた.倒立顔ではこのような目輪相乗効果はみられない.(3)上の効果が実質的なものであることを,眉差弁別の國値測定によって確認した.正立顔では倒立顔に比べて眉差の弁別感度が低下する. "似てる顔は少し位眉差が違っても同じ眉に見られる"という結果である.(4)正立顔と倒立顔知覚時の特性を,眼球運動の面から調べるべく,現在中国からの留学生とともに眼球運動測定装置を改良調整中.(5)合成陰影パタンによる顔の奥行き知覚(日本基礎心理学会発表).(6)表情認知の多変量解析. Stimuluspatternによる相違と倒立呈示の効果の検討. (東北心理学会,日本心理学会発表)

(7)顔以外のパタンを顔とみることの探索的研究.(8)陰影パタンからの奥行き判断における顔刺激の諸特性.(9)連続量としての対称性の測定(日心発表).(1)理論面の考察:知覚的認識において、全体と部分のいずれも認識できる場合には、全体の知覚(部分間の等号)、部分の知覚、全体と部分の相互作用、部分間の作用効果、とういう4つの側面をとりあげねばならない点を考察し、具体例として顔の知覚を対象に、研究を計画した。(2)部分間の一致・不一致と顔の類似性:単純化された正立顔を用いて、それらの類似性を評定させ、結果を多次元尺度法で解析した結果、解である図顔間の類似性空間配置直方体が、座標空間において奇妙にも傾斜の形を示した。この理由について考察を重ねた結果、これこそが正立顔知覚における「部分間の作用効果」を表すと推定された。例えば、目と輪郭が同じ場合は、それによって顔の類似度がやや高まり、眉異の効果がそがれる。同様に、目と眉が同じ場合は輪郭の異なりがややそがれる。更にこの3者がすべて異なる場合は相乗的になって顔の類似度はやや高まる。こうした部分間作用効果の存在が実験的に検証された。(3)類似性判断からみた正立顔と倒立顔の知覚スタイルの違い:上記の部分間作用効果が倒立顔では認められず、したがって倒立では、部分間を関係づけるといった総合的な見方は後退するという結論に達した。(4)倒立顔観察時の眼球運動:正立顔、倒立顔の知覚方略の違いを眼球運動の面から考察した(中国人留学生との共同研究)。結果は予想に反し、正立と倒立との間には特別な差はみられなかった。従って、正立・倒立の知覚方略の差は、走査スタイルには差がないことから、総合スタイルの差と癒える。すなわち、部分情報はpick-upされても、統合の段階で、それらに与える重みが異なると推定された。(5)"相貌的知覚"に関する研究:Wernerの言う相貌的知覚の意味を吟味した上で、蝶の模様を顔とみたてる実験を行い、考察を与えた。
新規関節形成マスター遺伝子SOX11を軸とした関節形成分子ネットワークの解明

SOX11の発現パターンについてマウス発生過程において経時的に解析した。まず胎生11. 5-12. 5日のマウス胚においてwhole mount in situ hybridizationを行ったところ、未分化間葉系細胞の凝集部位もしくは未分化軟骨細胞の部位に局所的な強い発現がみられた。続けて組織切片においてin situ hybridizationを行ったところ、成長とともにSOX11は関節形成部分に限局して発現するが、関節が形成された後は成熟するにかけて発現は漸減していくことが分かった。次にSOX11の転写標的として関節マーカー遺伝子、軟骨基質遺伝子、軟骨内骨化関連遺伝子、軟骨変性関連遺伝子などを広く検討した。SOX11はGDF5、WNT9Aなどの関節マーカー遺伝子だけでなく、2型コラーゲンやアグリカンなどの軟骨全般に発現する基質タンパクを広く誘導することが分かり、それぞれの遺伝子について転写解析を行って応答領域を同定することができた。反対に軟骨内骨化関連遺伝子や軟骨変性関連遺伝子については発現を抑制する傾向があることが分かったが、その詳細なメカニズムについては解明できなかった。軟骨基質誘導についてSOX9など既知の分子との協調性があるかどうか検証したが、相加的な効果にとどまり直接の関連はないことが分かった。またルブリシンなど関節軟骨の成熟とともに発現が増す遺伝子についても検証したが、SOX11はこれらの誘導には深い関係はなく、関節軟骨の発生過程については関与していても、その維持については関与していないと考えられる。本研究は、SOX11を軸とした関節形成分子ネットワークを網羅的に同定することを目的としている。このため本年度はSOX11の機能解析の他、発現クローニングによる機能未知の遺伝子の同定を試みた。我々は、関節形成に重要なWNT9A遺伝子上流に種間で高度に保存された領域を同定、これとファージ発現ライブラリーを組み合わせ、機能未知の新規関節形成遺伝子の候補を複数得た。現在、これら候補遺伝子の発現ベクターを作成しin vitroでの解析を行っている。2)SOX11の機能ドメインの同定と既知シグナル伝達系の中での位置づけSOX11の機能ドメインとしてN末、C末の種間で保存された領域の重要性を見出すことに成功した。また、WNT9AおよびGDF5プロモーターへのSOX11の直接の結合をEMSAにより確認済みである。また、SOX11の過剰発現がII型コラーゲンや、アグリカンといった軟骨特異的な遺伝子発現を上昇させることから、関節組織の中でも特に関節軟骨への分化を強く誘導する因子であることを見出した。現在進行中の課題である。基礎検討の結果、胎生11.5日前後のマウスを使用することがよいことが判明しているが、ex vivoでの関節形成のために必要十分な成長因子の組み合わせは同定できていない。今後も必要な因子につき検討を続ける予定である。なお研究成果がまとまった時点で、国内外の学術集会や学術誌を通じて公表する予定である。本年度はSOX11の機能解析をin vitroおよびin vivoで行い、複数の新たな知見を得た。1)SOX11の機能ドメインの同定と既知シグナル伝達系の中での位置づけSOX11のアポトーシスへの関与について検討したが、BIM、BAX、BADなど各種アポトーシス関連分子の発現量の変化は認められなかった。しかしながら、SOX11の過剰発現はII型コラーゲンや、アグリカンといった軟骨特異的な遺伝子発現を上昇させるだけでなく一方で軟骨の肥大化を有意に抑制することが分かった。これは関節組織の中でも特に関節軟骨への分化を強く誘導する因子であることを示唆している。さらに、SOX11は同じSOX Cグループに属するSOX4およびSOX12と協調作用があることが判明した。マウスエンブリオの四肢におけるSOX11の発現を経時的に確認した。まず胎生11.5日および12.5日のマウスエンブリオでwhole mount in situ hybridizationを行い、SOX11の強い四肢での発現をみた。

さらにsection in situ hybridization法により胎生14.5日までの発現を詳細に検討した。SOX11は初期では軟骨組織に全体的に発現がみられるが、その発現が成長とともに関節形成の第一ステップであるinterzoneに限局してくることが判明した。Ex vivoでの関節形成のために必要十分な成長因子の組み合わせは未だ同定できていない。実際の生体内で非常に多くの因子が空間・時期依存的に関与している可能性が高く、ex vivoでの再現は極めて困難であると考えている。SOX11の発現パターンについてマウス発生過程において経時的に解析した。まず胎生11.5-12.5日のマウス胚においてwhole mount in situ hybridizationを行ったところ、未分化間葉系細胞の凝集部位もしくは未分化軟骨細胞の部位に局所的な強い発現がみられた。続けて組織切片においてin situ hybridizationを行ったところ、成長とともにSOX11は関節形成部分に限局して発現するが、関節が形成された後は成熟するにかけて発現は漸減していくことが分かった。次にSOX11の転写標的として関節マーカー遺伝子、軟骨基質遺伝子、軟骨内骨化関連遺伝子、軟骨変性関連遺伝子などを広く検討した。SOX11はGDF5、WNT9Aなどの関節マーカー遺伝子だけでなく、2型コラーゲンやアグリカンなどの軟骨全般に発現する基質タンパクを広く誘導することが分かり、それぞれの遺伝子について転写解析を行って応答領域を同定することができた。反対に軟骨内骨化関連遺伝子や軟骨変性関連遺伝子については発現を抑制する傾向があることが分かったが、その詳細なメカニズムについては解明できなかった。軟骨基質誘導についてSOX9など既知の分子との協調性があるかどうか検証したが、相加的な効果にとどまり直接の関連はないことが分かった。またルブリシンなど関節軟骨の成熟とともに発現が増す遺伝子についても検証したが、SOX11はこれらの誘導には深い関係はなく、関節軟骨の発生過程については関与していても、その維持については関与していないと考えられる。
周術期使用薬がトロンボキサンによるヒト腎血流制御機構に及ぼす作用と患者予後の研究

トロンボキサン活性は強力な血管収縮性の刺激であり、内皮機能を抑制し臓器血流を低下させることで、様々な心血管疾患の発症に関与している。本研究では、トロンボキサン活性がヒト腎動脈内皮機能を抑制する細胞内機序を明らかにし、ヒト血管機能異常に対する各種の心血管病態による修飾の程度や、心血管疾患治療薬あるいは麻酔薬投与の、治療および予防効果を検討する。とくに、ヒト腎動脈において、麻酔薬や周術期に使用される薬剤の作用や効果、また、血管を摘出した患者の予後を検討することで、腎動脈内皮機能を温存し、腎機能を保護することができる麻酔薬の選択を含めた周術期管理の基礎的知見を得ることを目的とする。本年度は、ラット大動脈と腎動脈を用いた実験を行った。申請者は、トロンボキサン活性化が、揮発性麻酔薬であるセボフルランによるラット大動脈内皮機能障害を引き起こすという結果を得ており、その作用に酸化ストレスやプロテインキナーゼCが関与している可能性を考えている。ヒト腎皮膜動脈を用いた血管張力変化の測定や、ウエスタンブロット法などの分子薬理学的実験を予定しており、本年度は各種の研究手法を詳細に検討し、ヒト腎皮膜動脈を用いて行う研究技術を調整した。また、来年度からの臨床研究(ヒト組織の採取)に関する準備(本学所定の倫理委員会申請など)を行い、倫理委員会の承認を得て、対象患者摘出腎の腎被膜動脈を用いた分子薬理学的検討の準備が整った。本研究では、実験系の一つとして、ヒト腎被膜動脈から外径1-2mm、長さ2-3mmの血管標本を作製後、血管張力測定用の器械に懸垂しデータ収集を行う予定である。この実験手技を習得するために、同サイズのラット血管を用いて予備実験を行ったが、安定した結果が得られるようになるまでに想定以上の時間を要しており、当初の計画より若干の遅れが生じている。ラットおよび健常ヒト腎皮膜動脈を用いて、内皮血管機能とトロンボキサン活性について、血管張力変化の測定、蛍光イメージング、分子薬理学的検討を行う。また、心血管病態を合併する患者のヒト人皮膜動脈で同様の実験を行い、心血管病態および新血管疾患治療薬が各実験結果に与える影響を検証する。3月に納品となり支払が完了していないため、4月に支払が完了する予定である。
土壌水分量と傾斜変位に着目した低コストで簡便な豪雨時の斜面監視システムの開発

豪雨による斜面災害の予兆を捉えて早期警報を発するために、計測項目を斜面の土壌水分量と傾斜変位に絞って、安価で簡便なモニタリング装置を開発した。電源供給や配線のコストと手間を省くために、完全にワイヤレス化し、データ通信は無線で行い、消費電力も削減を重ねて乾電池で13年間動作するものとし、かつ600mの通信距離をもつセンサーユニットを開発した。大型模型実験や実斜面での検証実験を行い、信頼線、耐久性を確認した。市民による自主防災や発展途上国での利用を可能にするために、低コストで簡便な斜面災害の予兆のモニタリングシステムの開発に取り組んだ。先行研究で、斜面上で測定した傾斜及び土壌水分量のデータを無線で転送する装置を試作していたが、19年度は、大きさと電力消費を大幅に抑えることのできるMEMS技術を使った傾斜計の導入、電力消費を抑えるためのスリープモードを含む電源管理の徹底、最大600mまでデータを送信できる特定小電力無線モジュールの導入、携帯電話回線を使ったインターネットへのデータ送信など、実用化に必要な改良を施した。これを用いて堤防模型の人工降雨実験のモニタリングを行い、斜面崩壊前の挙動を観測した。また、省電力化により、10分ごとに計測した場合、単3アルカリ電池4本で1年以上動作できることを確かめた。さらなる改良として、手作りでなく工場生産できるユニットを設計し、次年度に予定している野外の実斜面での長期モニタリングを行う条件を整えた。一方、このような低コストのモニタリングの手段が実用化されることで、比較的小規模な斜面でも、常時モニタリングを行い、降水量と土壌水分量の経時変化の関係から、斜面の透水性や水はけなどの水理特性を把握し、斜面防災に役立てられる可能性がある。19年度は、もっとも単純な条件として、1次元の鉛直カラムの模型地盤に断続的な人工降雨を与え、地盤中の水分分布の浸水、排水の様子を計測した。その結果、排水過程の進行速度は、雨の強度や長さにかかわらず土壌水分量だけに依存しており、降水パターンによらない斜面の水理特性を、定量的に評価できる可能性を示した。我が国で発生する斜面災害の大多数は、小規模かつ多発的な表層すべりである。このような小規模斜面全てに、擁壁やアンカーなどのハード対策を行うことは、費用対効果の点から困難である。本研究では、斜面災害の前兆を捉えてリスクを評価する、安価で使い勝手の良い警報システムの一連の開発に取り組んだ。計測が比較的容易な、斜面の表面に設置した傾斜計の傾斜変位と土壌水分量を常時監視し、無線によりリアルタイムでデータを収集するセンサーユニットとデータ中継装置を開発した。安価で、小型、省電力のMEMSセンサーを採用し、電子回路も消費電力を抑える改良を重ねた結果、コストが従来品より1桁安く、乾電池で3年近く動作し、小型で20分程度で設置できるセンサーユニットを開発した。広い斜面に適用するために、通信距離は300600mで、複数のユニットで中継することで数kmの範囲を監視できる。このユニットは既に工場生産できる段階にあり、神戸・六甲の砂防工事斜面、岩手宮城内陸地震で被災した荒砥沢ダムの斜面、中国四川省の三峡ダム周辺の地すべり地域で、試験運用を開始した。また、開発した装置では、斜面の変位の監視に一般に用いられている伸縮計による絶対変位の測定のかわりに、傾斜計で地表面の回転変位を測ることで、設置運用の手間とコストを省いたが、伸縮計による絶対変位計測を傾斜計による回転変位計測で置き換えるためには、両者の関係、違いを理解する必要がある。大型模型斜面の人工降雨崩壊実験で、斜面の傾斜変位と絶対変位を測定し、比較を行った。均一の緩い砂質斜面では、伸縮計による絶対変位の測定では、斜面上部の測定でも、斜面下部の異常を検知できた。これに対し、傾斜計による地表面の回転変位は、斜面の崩壊が比較的近くまで進行してきたことを検知する傾向があり、両者は異なる挙動を示した。
転移性上皮癌ワクチン開発の基礎的研究

食道癌患者末梢血より樹立した細胞傷害性T細胞(KE4-CTL)を用いて新たにクローニングした遺伝子の塩基配列がlckと同じであった。本遺伝子産物のp56^<lck>は、リンパ球系細胞の増殖や機能発現に関与する事はよく知られているが、転移性大腸癌や肺癌の一部でも異所性に発現している事から、本分子が転移癌と関連した癌ワクチンの候補になり得るかどうかを検討した。(a)lckは正常細胞・組織ではType IIプロモーターが関与しているのに対して、癌細胞では主にType Iが関与していることがRT-PCRで確認され、タンパク質レベルでは両者共同じ易動度のタンパク質としてウエスタンブロット法で検出された。(b)タンパク質の発現は正常細胞でも認められたがKE4-CTLは認識しなかった。しかし、癌細胞と正常細胞に対するCTLの認識の違いに関する機序に関しては現在のところ明らかではない。(c)HLA-A24結合モチーフを有するペプチドを合成し、C1R/A*2402細胞株と反応させた後CTLが産生するIFN-γを測定し、KE4-CTLがHLA-A24拘束性に認識するペプチド抗原を3種類(Lck208-218,Lck486-494およびLck488-497)同定した。次に、患者末梢血PBMCをこれらの3種類のペプチド抗原で刺激し、限界希釈法でCTLの誘導頻度を計算で求め、CTL前駆細胞の割合を予測した。KE4細胞株に特異的なCTLのin vitroでの誘導を試みたところ、転移癌患者ではペプチド刺激していない群でも前駆細胞が認められ、刺激することにより増強されることが示唆されたが、非転移癌患者および健常人では前駆細胞出現頻度の増強は認められなかった。以上の実験成績から、本ペプチドが、特に転移癌の癌ワクチン候補となりうることが示唆された。
エストロゲン受容体を介した行動調節の脳内分子機構の解析

我々はこれまでに、脳内での局と分子生物学的特性が確立している2種類のエストログン受容体(ER)、アルファ(ER-α)とベータ(ER-β)の各々の遺伝子の欠損マウスの行動解析を進め、2種のERが行動の制御に果たす役割の違いについて明らかにしてきた。本研究では、アデノ随伴ウイルス(AAV)を用いて脳内のERの発現を領域特異的に操作したマウスの行動解析を通して、ER-αが脳内のどの領域において、エストロゲンによる行動の制御に関わっているのかを特定することを目指した。ER-αのsiRNAを組み込んだAAV(AAV.siER-α)あるいはコントロールAAV(AAV.siLuc)を、雄マウス(C57BL/6マウス)の視床下部腹内側核に両側性に投与したところ、ホームケージ回転車およびオープンフィールド活動量が大きく低下した。特に、組織学的検索により腹内側核の腹外側部でのER-αの発現がほぼ完全に消失していることが確認されたマウスにおいて、活動量の最も顕著な低下が見られた。さらに、エストロゲンによる活動の促進効果が全く見られないことが報告されているER-α欠損マウスにおいて、腹内側核腹外側部へのER-α遺伝子の再導入を試みたところ、部分的ではあるが回転車活動量レベルに回復が見られることが確かめられた。一方、内側視索前野にAAV.siER-αを投与したマウスでは、雄タイプの性行動は大きく低下したものの、攻撃行動や活動量には変化が見られなかった。この結果は、雄性ステロイドホルモンであるテストステロンは酵素アロマテースによりエストラジオールに変換された後、視床下部腹内側核のER-αに作用して活動性を亢進し、内側視索前野のER-αに作用して雄の性行動の生起を促進することを示唆する。本研究で確立した手法を用いて、行動制御の基盤となる脳内機構の解明に向けた研究が推進されることが期待される。エストロゲンは、生殖関連行動だけでなく、個体の活動性や不安・情動性のレベルの調節にも深く関与していることが近年明らかとなってきている。これまでエストロゲン受容体アルファ(ER-α)およびベータ(ER-β)遺伝子欠損マウスを用いて我々が進めてきた行動解析では、エストロゲンによるホームケージ活動量の促進作用にはER-αが関与し、不安情動性の低減作用にはER-βが関与していることが示唆されている。しかし、これらのER-αあるいはER-βを介したエストロゲンの作用において、主に脳内のどの領域が関与しているのかについては、いくつかの可能性を示唆する報告はあっても決定的な知見は得られていない。そこで、本研究課題では、「活動性」と「不安情動性」の制御に果たす2種のERの役割分担とその脳部位を特定するために、我々が最近確立した脳部位特異的な遺伝子操作法、すなわち、ER-αあるいはER-βのsiRNAをアデノ随伴ウイルスに組み込んだ上(AAV. siER)で、脳部位特異的に投与する方法を用いることとした。今年度は、エストロゲンによるホームケージ回転車活動量(RWA)の制御に果たすER-αの役割とその脳部位の決定に関する解析を進めた。雄マウスの視床下部腹内側核に両側性にAAV.siERαを投与すると、精巣除去前に測定した場合にも、精巣除去後にエストロゲン処置した場合にも、コントロール群(AAV. siLuc)に比べ、RWAが有意に低いことが確かめられた。組織学的検索により、これらのマウスでは、視床下部腹内側核のER-α発現はほぼ完全に消失していること、さらに、片側の腹内側核でのみER-α発現の消失が認められたマウスでは、AAV.siERα群とAAV.siLucのほぼ中間のレベルの活動量が見られることが確かめられた。

この結果は、雄性ステロイドホルモンであるテストステロンは酵素アロマテースによりエストラジオールに変換された後、視床下部腹内側核のER-αに作用して活動性を亢進し、内側視索前野のER-αに作用して雄の性行動の生起を促進することを示唆する。本研究で確立した手法を用いて、行動制御の基盤となる脳内機構の解明に向けた研究が推進されることが期待される。
フレッシュコンクリートの材料分離挙動に関する物性論的アプローチ

本年度(2003年9月2004年3月)は、(1)研究課題に関連した既往の文献を収集し、研究の現状と問題点を整理して、研究の方針や手法を明確にすること、および(2)静的荷重が作用する場合にたいして、モデル材料実験を行い、粒子の変位挙動およびこれに及ぼす粒子の寸法と自重の影響を確認することを計画した。この計画に対して、これまでに以下のことを実施した。1.研究課題に関連した既往の情報を収集して、研究の現状と問題点を整理し、本研究の方針や手法を明確にした。文献調査の範囲としては、フレッシュコンクリートの材料分離モデル、材料分離挙動の計測・評価方法、間隙通過性、ポンプ圧送時の管内流動挙動と閉塞機構、加圧脱水挙動、振動時の変形流動、間隙水圧、および流動シミュレーションの手法などをカーバした。この既往の研究のレビューによって、フレッシュコンクリートの多相モデル基づいて本研究を展開する方針を固めた。また、多相モデルの構築→各相の運動方程式の決定→材料分離挙動のモデル化→分離程度の計測方法の提案と実験装置の試作→サスペンション要素法に基づいた分離挙動の解析予測手法の提案という一連の研究計画フローを決定すると共に、理論的な検討が可能な部分については、これを開始し、その成果の一部(ナフタリン系高性能AE減水剤を用いたフレッシュ高流動コンクリートの経時変化特性)をコンクリー卜工学年次論文集に投稿した。2.研究分担者が提案したフレッシュコンクリートの含水粒子集合体モデル(多相モデル)を検証することを目的としたモデル粒子材料の可視化実験(Laser-Aideed-Tomography, LAT)については、2月中の時点で、入手したガラスカレットを用いてモデル骨材を製作中であり、研究計画が若干遅れているが、年度末までには、予定した実験データの収集を終える予定である。
神経系における糖鎖認識分子のネットワークの解明

神経系には糖鎖を介した複雑な細胞間相互作用ネットワークが存在し、脳の高次機能発現に関与していると考えられる。本研究では、糖鎖プロファイリング技術を基盤とし、神経に発現している糖鎖を探索することを試みた。前年度までの研究により、モデル動物であるカタユウレイボヤの神経複合体にキシロース含有糖鎖が特異的に発現していることを見出し、そのキャリアータンパク質を同定した。本年度は、このキャリアータンパク質のノックダウンホヤを作成し、その表現系を観察しているところであるが、発生過程の途中においてホヤが死んでしまうため、今だ解析には及んでいない。一方、このキシロース含有糖鎖はβ1,2-キシロース転移酵素によってその合成は担われていると考えられる。これまでにクローニングされているβ1,2-キシロース転移酵素の遺伝子は、植物由来のもののみであっため、シロイヌナズナのβ1,2-キシロース転移酵素と相同性を持つ遺伝子を探索し、2種類の遺伝子(aer61,aer61b)をホヤゲノムの中に見出した。さらに驚くべきことにホヤと同様に、ヒトをはじめとする高等動物にもシロイヌナズナのβ1,2-キシロース転移酵素と相同性を持つ遺伝子が2種類(aer61、ago61)存在していた。これら遺伝子のマウスの各組織における遺伝子発現量を調べたところ、ago61は脳特異的に、aer61は心臓、肺、脳に発現していることが、明らかとなった。このようにホヤからヒトまでβ1,2-キシロース転移酵素様遺伝子が保存されており、脳特異的に発現していることから、脊索動物の脳神経系においてこの糖鎖が普遍的な高次機能を担っているのではないかと考えている。キシロース含有N型糖鎖の神経系における機能解明には、さらなる研究が必要であるが、本研究を通じて、この糖鎖が担う新たな分野を見出すことができた。さらには糖鎖を介するレクチン、糖タンパク質を探査し、それら分子の時間的、空間的な局在や発現量を把握することで、神経系における細胞間のネットワーク形成機構を解明することを目的とした。カタユウレイボヤの神経複合体を含む6つの組織の糖鎖プロファイリングを行うことで、神経系における新たな機能性糖鎖を探索することを目指した。その結果、ホヤの神経複合体に特異的に発現している糖鎖を発見し、その構造を明らかにすることに成功した。この糖鎖は神経複合体由来の糖鎖の中で70%以上の割合を占めており、N型糖鎖のコア構造にキシロース残基がβ1-2結合しているという特徴を示していた。さらには、このキシロース含有糖鎖がホヤの神経複合体の単一種類の膜タンパク質上に発現していることを見出し、その膜タンパク質(clone:cieg020o17,GenBank accession no.AK114875)を同定することに成功した。この膜タンパク質は機能未知タンパク質であり、EST解析のデータベースによると、神経複合体に特異的に発現していることが判明した。興味深いことに、このタンパク質のcDNA配列から予想されるN型糖鎖結合サイトは17カ所も存在していることから、多数のキシロース含有糖鎖を発現していることが考えられる。これまでにNCAMをはじめとする細胞接着因子は、多数の糖鎖結合部位を有しており、そこに結合したHNK-1糖鎖、ポリシアル糖鎖が機能するための足場として働いていることが報告されている。こうしたことからも、キシロース含有N型糖鎖は神経系において新たな機能を持っている可能性が期待される。
有限複体のホモトピー群による安定ホモトピー圏の自己同型関手の研究

本研究ではJohnson-WilsonスペクトラムE(n)によるBousfield局所化した安定ホモトピー圏L_nの自己同型関手を有限複体のホモトピー群を通して考察した。このような自己同型関手はスペクトラムにより実現され、そのスペクトラムはE(n),ホモロジー群が球面のものと同型であることを示し、それらのスペクトラムのなす集合は球面のホモトピー群に収束するE(n)を基にしたAdams-Novikovスペクトル系列のE_r項E_r^<r,r-1>らの直和に含まれることを示した。さらに、多くの場合は球面だけであることを示し、球面以外のものが現れるのは素数2でn=1のときが最初であるがすでに研究されているのでその次の素数3でn=2の場合に球面以外のスペクトラムXの存在を示した。さらに、この場合球面以外には高々2種類しかないことも示した。有限複体である戸田-SmithのスペクトラムV(1)を考えればXによる自己同型X:L_2→L_2はX∧V(1)=Σ^<48>:L_2∧V(1)→L_2∧V(1)となることも示した。ここにΣは球面に対応する関手である。MooreスペクトラムV(0)に対して同様の考察を行い、X∧V(0)はΣ48では無いことを示し、さらにV(0)とE(2)*ホモロジー群は等しいがV(0)ではないものがX∧V(0)以外にもあることを示しそれらの違いがホモトピー群では次元のシフトという形で現れることを示した。その他の場合も考察するため、RavenelのスペクトラムT(m)と有限スペクトラムのスマッシュ積L_2T(1)∧M(α)及びL_2T(1)∧M(2)のホモトピー群もE(2)を基にしたAdams-Novikovスペクトル系列を用いていくつか決定した。また、Adams-Novikovスペクトル系列を用いないでピカール群や可逆スペクトラム自体を考察し、E(n)以外のスペクトラムEに関してのBousfield局所化した安定ホモトピー圏においてはEが連結な場合には球面に対応するもの以外には無いことを示した。研究実施計画の役割分担に従って、下記の研究成果を得た。1,下村克己はv_n^<-1>BPで局所化されたスペクトラムのなす安定ホモトピー圏L_nの自己同型を与えるスペクトラムのなす群であるピカール群Pic(L_n)から、球面の安定ホモトピー群に収束するAdams-Novikovスペクトル系列のE_<r^->項への単射を定義し、ピカール群の球面以外のスペクトラムXが素数3でもn=2のとき存在することを示した。さらに、スミス-戸田スペクトラムV(1)に対しては、Σ^<48>XΛV(1)【similar or equal】L_2V(1)を示した。これはV(1)を施せばXは球面とそれほど違わないことを示している。このXは有限複体V(11/2)から自己同型(-ΛX):L_3→L_3を与えている。

2.逸見豊は環スペクトラムを定義するひとつの対象としてのH空間の高次結合性の構造を考察して、Williamsによって与えられた結合的H-spaceの積の高位ホモトピー可換性の定義を高位ホモトピー結合的H-spaceに対して拡張した.さらにそれを用いて,有限生成コホモロジー環を持つH-spaceに関するmodptorus定理を与えた.3.小松和志はタイリングの見地からスペクトラムの考察を行った。4.大川哲介は安定ホモトピー圏をBousfield類に着目し考察すると共に、さらに圏論的にホモトピー論の基本手段であるスペクトル系列を考察している。5.疋田瑞穂は安定ホモトピー群を決定するための強力な道具であるAdams-Novikovスペクトル系列のE2-項を決定するのに必要なラムダ代数についての考察を行った。6.中井洋史はRavenelのスペクトラムT(m)に関するAdams-Novikovスペクトル系列のE2-項に関するいろいろな計算を行い、安定ホモトピー圏L_nに関連したいくつかのスペクトラムのホモトピー群をAdams-Novikovスペクトル系列を用いて考察した。研究実施計画の役割分担に従って、下記の研究成果を得た。以下ではL_nでv_n^{-1}BPで局所化されたスペクトラムのなす安定ホモトピー圏をあらわす。1.下村克己はL_2の自己同型全体のなすピカール群Pic(L_2)の要素に対応するスペクトラムから得られる、ムーア空間と同じv_2^{-1}BPホモロジー群を持つスペクトラムを構成すると共にピカール群と一見関わりの無い同様のスペクトラムも構成しそれらのホモトピー群をすべて計算した。その結果ある部分群のv_2倍を除いては同型となり、v_2の作用する部分群に本質があることを示した。さらに、中井洋史と共に、一般のnに対し安定ホモトピー圏L_nの中でRavenelのスペクトラムを考えると戸田-Smithのスペクトラムとはある意味逆のイデアルを持つスペクトラムが構成できることを示し特にn=2の場合にそのスペクトラムのホモトピー群を決定した。2.逸見豊は環スペクトラムを定義するひとつの対象としてのH-空間の高次結合性の構造を考察して、H空間の間の写像がH写像であれば、その写像は射影平面の間の写像を誘導し、その写像の値域であるH空間がホモトピー結合的ならその逆が成り立つが、このホモトピー結合性の仮定ははずせないことを示した。さらに、その結果をA_n空間に拡張した。3.小松和志はn=1に対する安定ホモトピー圏L_1を定義するK-理論を用い、その特性から、2n+1次元mod3レンズ空間の(4n+3)次元ユークリッド空間へのimmersionから得られる法バンドルに関してstable unextendibilityを述べている。さらにstable extendibilityとレンズ空間上のベクトルバンドルのspanの関係を調べている。5.疋田瑞穂は安定ホモトピー群を決定するための強力な道具であるAdamsスペクトル系列の$E_2$-項を決定するのに必要なSteenrod代数についての考察を行い非輪状関係を示した。
液体金属・半導体の圧力誘起相転移の研究

本研究は、液体の構造と電気的性質の圧力変化を、種々の結合をもつ液体金属・半導体について系統的に調べ、圧力誘起の相転移の様相が結晶とどのように違うのか、転移後の構造がどのように異なるのか、また転移に伴って物性がどのように変化するかを調べることを目的とし、高圧力下の実験を行った。X線回折実験は、放射光とマルチアンビル型高圧力発生装置を用いてエネルギー分散法により行った.液体AgIにおいて加圧による構造の急激な変化が、液体CuI、液体CuBr,液体CuClにおいて連続的な変化が見出された。液体銅ハライドの局所構造は、いずれも常圧では四面体構造が主であり、加圧により八面体へ変化する。転移圧力はCuCl, CuBr, Culの順に高くなっており、この順序は結晶と同じである。結合のイオン性が大きな液体銅ハライドの局所構造の圧力変化は結晶と類似しており、イオン性の大きなII-VI化合物のCdTeの結果と同じである。また、結晶での構造が共有結合のネットワークが2次元的で、原子間の結合に強い結合と弱い結合が共存していると考えられる液体IV-VI化合物の構造の圧力変化を調べた。液体GeSe、液体GeTe、液体SnTe、液体PbTeについて測定を行い、異方的な構造変化を観測した。また、液体GeTeの局所構造は1.8GPaと4.OGPaの間で、液体PbTeは2.6GPaと4.0GPaの間で、液体SnTeは1.6GPaと3.3GPaの間で、急激な構造の変化が起こり、収縮の仕方が変化することを見出した。また、高温高圧力下での電気的測定を行うために、対向アンビル装置で高圧力高温発生の技術開発を行い、高圧力下で液体GaSbと液体CdTeの融解温度までの測定に成功したが、圧力変化の詳細な測定には至らなかった。これらの結果から、結合のイオン性の大きなI-VII化合物の液体の構造の圧力変化は、結合のイオン性の小さい液体III-V化合物の構造変化が、結晶の圧力誘起相転移と大きく異なるのと対照的であることと、局所構造の異方性の大きいIV-VI化合物の液体では、結晶とは異なる圧力誘起構造変化が起こることが結論された。液体に圧力を加えて体積を減少させると、原子間の距離が縮まり、相互作用が変化する。とくに、共有結合性をもつ液体金属では、相互作用に方向依存性があり、原子間距離の収縮は異方的に起こる。X線回折実験は、放射光とマルチアンビル高圧力発生装置を用いてエネルギー分散法により行い、液体の構造因子S(Q)および二体分布関数g(r)の圧力変化を得た。