hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
リンゴ果実由来新規多糖の糖鎖微細構造と生理機能の解明

リンゴ果実に見いだされたガラクトグルコマンナンの生理機能性についてはこれまで十分な知見がなかった。リンゴガラクトグルコマンナン、コンニャクグルコマンナン、グアーガムおよびローカストビーンガムに由来するオリゴ糖によるヒト大腸ガン培養細胞DLD-1およびCOLO201の増殖におよぼす影響を調べた。リンゴガラクトグルコマンナンおよびグアーガムに由来するオリゴ糖の一部にヒト大腸ガン培養細胞COLO201の増殖抑制作用の可能性が示された。リンゴ果実ヘミセルロース性多糖として初めて見いだされたガラクトグルコマンナンの微細構造解析をすすめるとともに、それに由来するオリゴ糖断片のヒト大腸ガン培養細胞COL0201に対する増殖抑制機構を明確にするための研究を進めることを目的としている。今年度は、(1)リンゴ果実からガラクトグルコマンナンと抽出調製を行った。また、比較するためにコンニャクからグルコマンナンの調製を行った。(2)コンニャクグルコマンナンから各種オリゴ糖の分離精製を、酸部分加水分解、セルラーゼ処理後、各種クロマトの組み合わせにより行った。グルコース(G)とマンノース(M)から構成されるオリゴ糖として、五糖(M-M-M-M-G)四糖(M-M-M-M、およびM-M-M-G)、三糖(M-M-M、およびM-M-G)、二糖(M-M、およびM-G)の計七種を得た。これらの多糖およびオリゴ糖を得ることは、次年度の研究を進めるために必須で、かつ、今回確立したオリゴ糖調製方法でさらに多種類のガラクトグルコマンナンオリゴ糖を調製することが可能となった。申請者は,リンゴのガラクトグルコマンナンがヘミセルロース性多糖として存在し,そのオリゴ糖断片がヒト大腸がん細胞(COLO201)に対して増殖抑制活性を示すことを明らかにした.そこで,リンゴ果実由来多糖よりオリゴ糖断片を調製し,糖鎖構造とガン細胞に対する増殖抑制効果の相関性について知見を得ることが本研究の目的である.今年度は,(1)リンゴガラクトグルコマンナンオリゴ糖を調製するため,多糖画分の分離・精製について,条件検討を行った.すなわち,リンゴ可食部より数段階の抽出工程を経て得られたヘミセルロースIIアルコール不溶性画分をイオン交換クロマトグラフィーに供し,素通り画分を回収した.続いてキシログルカナーゼを作用させ,ゲルろ過クロマトグラフィーにより精製した.構成糖分析より,得られた多糖画分中のガラクトグルコマンナンはおよそ40%であることが示唆された.(2)また,ヒト大腸ガン細胞(DLD-1)を牛胎児血清10%含有RPMI-1640培地で培養し,96ウェルのマイクロプレートに2.0×103個/we11となるように調整した後,37°CのCO2インキュベーターで24時間培養した.続いて各種コンニャクマンナンオリゴ糖を1ウェルあたりの最終濃度が1,0mg/m1となるように投与し,48時間培養した.MTT法により生細胞を計測したところ,いずれの場合もコントロールと同様の値(100%前後)となり,DLD-1に対する増殖抑制活性は認められなかった.しかし前述の通り,リンゴ由来のグルコマンナンオリゴ糖がCOLO201に対して増殖抑制活性を示すことから,コンニャクマンナンオリゴ糖にも同様の活性があると期待できる.このことが明らかとなれば,マンナン由来オリゴ糖断片のどの糖鎖配列が生物活性を有するのかについて,新たな知見が得られると考えられる.申請者は,リンゴのガラクトグルコマンナンがヘミセルロース性多糖として存在し,そのオリゴ糖断片がヒト大腸がん細胞(COLO 201)に対して増殖抑制活性を示すことを明らかにした。そこで,種々のガラクトグルコマンナンからオリゴ糖断片を調製し,糖鎖構造とガン細胞に対する増殖抑制効果の相関性について知見を得ることが本研究の目的である。今年度は,増粘多糖類であるグアーガムおよびローカストビーンガムからオリゴ糖を調製し,ガン細胞に対する増殖抑制活性試験を行った。グアーガムおよびローカストビーンガムにセルラーゼ(メイセラーゼP)を作用させ,BioGel P-2カラムクロマトグラフィーによる分画を行った。得られた各種オリゴ糖画分を用いて,ガン細胞に対する活性試験を行った。ヒト大腸がん細胞であるDLD-1およびCOLO 201を牛胎児血清10%含有RPMI-1640培地で培養し,96ウェルのマイクロプレートに3.0×103 cells/wellとなるように調製した後,37°CのCO2インキュベーターで24時間培養した。続いて各種オリゴ糖画分を1ウェルあたりの最終濃度が12.5, 25, 50, 100 μg/mlグルコース相当量となるように投与し,24時間培養した。

MTT法により生細胞を計測したところ,グアーガムの78糖画分に相当するオリゴ糖画分のみに,COLO 201に対する濃度依存的な増殖抑制傾向が認められた。この画分の構成糖組成は,Fuc:Ara:Gal:Glc:Xyl:Man = 0.2:1.2:30.5:12.0:1.8:54.3であり,わずかながらもフコースを含む画分であったことから,前述の活性発現にはガラクトグルコマンナン由来オリゴ糖の他に,共存多糖の関与も示唆された。リンゴガラクトグルコマンナンについて,多糖精製の条件検討を行ったものの,実際にオリゴ糖を得るには至らなかった.24年度が最終年度であるため、記入しない。これまでの研究結果を元に,リンゴガラクトグルコマンナンオリゴ糖を調製し,DLD-1の増殖抑制に及ぼす影響を調べる,また,同様の実験を異なる細胞(ヒト大腸がん細胞COL0201およびヒト食道ガン細胞TE-1)を用いて行うとともに,コンニャクマンナンオリゴ糖についても試験を行う.得られた結果から,グルコマンナンオリゴ糖断片のガン細胞に対する増殖抑制活性についての知見を得る.24年度が最終年度であるため、記入しない。
癌細胞の増殖機序と情報伝達系の解析-蛋白リン酸化酵素による基質蛋白を中心に-

[目的]細胞の癌化には癌遺伝子の活性化と遺伝子産物の質的、量的異常と考えられ、又遺伝子産物の多くはプロティンキナ-ゼ(以下PK)活性を示す。我々は癌細胞のモデルとして白血病細胞につきPKの相互関連、発現様式や内在性基質を解析することを目的とした。[対象と方法](1)対象は症例の白血病細胞ならびに当科で樹立したCML由来白血病細胞株(MC3)、Ph^1(+)ALL細胞株(TOMI)などである。(2)方法各種PK活性はNishizuka、Swarupらの方法に準じ、蛋白質定量はBradford法によった。リン酸化蛋白質はKatohらの方法に準じてオ-トラジオグラムで検討した。[結果と考察](1)慢性骨髄性白血病症例の白血病細胞のチロシンキナ-ゼ活性(TPK)を細胞質画分と膜画分に分けると、細胞質画分が高値であり、これは急性転化症例でも同一であった。このことはTPK活性は主に膜画分に存在しているとする報告とは異なるものであった。(2)一方CML由来細胞株では症例とは異なり、膜画分が高値であり、分化誘導剤によっても分布に差はなかった。臨床例との分布の差はTPKの作用機作が夫々の細胞で異なることを示唆している。(3)MC3とTOM1は同じくPh^1陽性細胞であるが、MC3の細胞増殖はTPK阻害剤のハ-ビマイシンによって軽度の抑制しか受けないのに対し、TOM1の増殖は同一濃度で著しく抑制された。同時に測定したTPK活性はMC3では約1/2に低下したが、TOM1では活性は認められず、CPK活性は保持されていた。このことはより未分化な白血病細胞とある程度分化したリンパ球系白血病細胞のTPKへの依存度の相違によるのかもしれない。(4)TPKによるリン酸化蛋白質は28、34、44、50、62、79、100、130、170Kが、みられたが、阻害剤処理後には主に34、100、130Kであった。(5)以上より、白血病細胞の増殖、分化にはPK-CおよびT-PKが密接に関連し、PK-CとT-PKとは細胞種や分化度により発現様式が異なることが示唆され、さらに検討中である。
ヘキサフィリンを基体とする多核金属配位子の合成

ポルフィリンの異性体であるN-混乱ポルフィリン(NCP)の発見によって端緒が開かれた、「混乱ポルフィリノイドの化学」は、拡張ポルフィリン系において、金属配位を容易にする配置をとるなど、きわめて構造的特性があることが明らかになっている。そこで、ヘキサフィリンに焦点を当て、周辺部の修飾及び、骨格合成ルートの再検討を行い、種々の混乱型ヘキサフィリンを簡便に得る方法を開発するとともに、それらの金属錯体を合成し、物性を検討した。まず、エチニル基を導入することにより、近赤外吸収、発光の波長を超波長側にシフトさせることに成功した。また、混乱ピロールの外周炭素部位に、アセチルアセトナート基を付加させることに成功し、その結晶構造解析の結果、分子が平面性を保持していることが明らかとなった。このアセチルアセトナート基で修飾されたヘキサフィリンは、熱や光に対する安定性が著しく増大し、また、銅(II)、ニッケル(II)、コバルト(II)、パラジウム(II),亜鉛(II)といった金属イオンとも容易に錯体を作ることから、今後の触媒作用検討に使用できると考えている。また、ビスコバルト錯体の配位能力を検討したところ、ポルフィリン同様に、軸配位が可能なことがわかり、この錯体を用いた触媒反応を設計する上での指針を得ることができた。一方、さらなる長波長発光化を目指し、1500nm付近に発光能を持つ、エルビウム(Er)イオンの錯化を試みたところ、錯化が進行することがマススペクトルで確認された。しかし錯体の安定性が悪く、単離するまでにはいたらなかった。
水を注ぐだけで始まる生殖現象観察実験教材の研究開発

水を注ぐだけで生殖現象を観察できる教材をシダ植物ミズワラビ(Ceratopteris richardii)と日本在来種のカニクサ(Lygodoium japonicum Sw.)を材料としてプロトタイプを作製した。観察キットは容器底面に虫眼鏡を当てることにより胞子から発芽し前葉体(配偶体)の成長を観察することができる。さらに、反射鏡を介して倒立型の簡易型複合顕微鏡としての観察ができることも検討した。児童生徒は注射器を使って、フィルターを通して水道水を注げば、実験が開始されるシステムになっている。継続的、発展的な実験への展開のために安価で簡易型のクリーンベンチの試作も試みた。その他、裸子植物イチョウの精母細胞の段階の花粉管を単離・培養し、精母細胞の分裂から2つの精子の形成、成熟精子の過程を容易に観察できるハンギングドロップ法を開発した。水を注ぐだけで生殖現象を観察できる教材キットの材料としてシダ植物の配偶体世代を用いた。材料としてアメリカ原産のミズワラビ(Ceratopteris richardii)を用いたセットのプロトタイプキットはほとんど完成した。次に日本在来種であるカニクサ(Lygodium japonicum Sw.)を用いて同様の生殖現象観察キット化に向けて実験を行った。さらに、観察キット容器の底面にドッキングして観察するための倒立型の簡易型複合顕微鏡の実験もおこなった。本教材キットはフィルター付き無菌容器に予め無菌処理した胞子と培地が入っていて、無菌条件で配偶体を培養し、卵細胞や精子を観察する植物生殖現象教材である。児童生徒は注射器を使って、約5mLの水道水をフィルターを通して注げば、無菌化され胞子が発芽し始めて実験が開始されるシステムになっている。実験は児童生徒や教師に負担かけることなく完結型であるために、発展的な実験の展開には無菌培養を継続するための付属的な設備としてクリーンベンチが必要である。22年度末に安価で簡易型のクリーンベンチの試作を試みた。水を注ぐだけで生殖現象を観察できる教材はシダ植物ミズワラビ(Ceratopteris richardii)と日本在来種のカニクサ(Lygodoium japonicum Sw.)を材料としてプロトタイプを作製した。観察キット容器の底面にドッキングして観察するための倒立型の簡易型複合顕微鏡の実験はまだ、継続中である。本教材の基本実験手技はフィルター付き無菌容器に予め無菌処理した胞子と培地が入っていて、無菌条件で配偶体を培養し、卵細胞や精子を観察する植物生殖現象教材である。児童生徒は注射器を使って、フィルターに水道水を注げば、実験が開始されるシステムになっている。実験は児童生徒や教師に負担かけることなく完結型であるために継続的、発展的な実験への展開のために、付属の設備としてクリーンベンチが必要である。安価で簡易型のクリーンベンチの試作を試みた。最終年度である平成24年度は次の研究開発を計画している。1.シダ植物から裸子植物、被子植物の生殖現象の教材化、2.教材キットとしての解説書の作成、3.当初、キット独自の顕微鏡により観察するシステムを計画していたが、実験データの共有化のため顕微鏡→ビデオカメラによるPC観察システムへの改良、等をおこなう。あらかじめ無菌処理した2種類のシダ植物胞子(カニクサLygodium japonicum Sw.,ミズワラビCeratopteris richardii)を用いたプロトタイプの生殖現象観察キットは完成し、使用説明のための資料映像も撮影した。この教材を実際の現場で使用し改良を図ることは、今後の課題として残った。今回開発のキットは無菌技術を用いていることから、生殖現象の配偶子観察にとどまらず、実験の展開や拡大には無菌技術の継続が必要である。無菌技術を簡単に利用するために必要なクリーンベンチを安価で簡易型のものを試作した。試作タイプのクリーンベンチは規格化して作製することにより安価に学校現場で展開できることが確認できた。生物実験教育で無菌技術の援用を図るには児童生徒の実生活とどのように関わり合いを持ち、利用されているかについて記述した、無菌についての副読本も必要であることが未来の科学者養成講座等を担当して確認された。そのほか、裸子植物の生殖現象の観察材料としてイチョウを選択した。イチョウは花粉で受粉し雌花の珠孔内で花粉は発芽分化して雄性配偶体として4か月にわたり花粉管として成長したのち、2つの精子を形成し、受精する。イチョウはシダ植物の精子による受精と花粉の精細胞による植物の生殖進化を概観することができるソテツとともに唯一の植物である。

イチョウの精子を観察することはその精子としての寿命が短く(精子と卵細胞との受精が短い期間で終了する)、極めて観察が困難であるが、精母細胞の段階の花粉管を培養することにより、精母細胞の分裂から2つの精子の形成、成熟精子の過程を容易に観察できるハンギングドロップ法を開発した。ミズワラビとカニクサの教材キットのプロトタイプと簡易クリーンベンチはほとんど完成している。残された研究課題は教材キットについて解説書の作成と、個人的な顕微鏡観察からビデオによるディジタル画像として保存し、実験観察や結果の共有化を図るシステムへの開発研究が必要である。24年度が最終年度であるため、記入しない。最終年度である平成24年度において(1)シダ植物を用いた教材キットと簡易クリーンベンチについて解説書の作成(2)裸子植物(イチョウ)と被子植物の生殖現象のキット化への研究開発(3)実験観察法として顕微鏡による観察から、ビデオによるディジタル画像としてPCに保存し、実験観察や結果の共有化を図るシステムへの開発研究、が必要である。
骨格筋小胞体カルシウム放出チャネルとカルシウムポンプの機能協関

骨格筋小胞体膜に存在するカルシウムポンプとカルシウム放出チャネルの間に機能協関があるか否かを検討するために、竹島の作成したリアノジン受容体(骨格筋小胞体カルシウム放出チャネル)欠損マウスと正常マウスとを比較することにより、カルシウム放出チャネルの非存在がカルシウムポンプの機能に影響を与えるか否かを検討する予定であった。しかし、実際には、リアノジン受容体欠損マウス(dyspedic mouse)の骨格筋においては、通常の骨格筋型(Type 1)リアノジン受容体は完全に欠損しているが、脳・平滑筋型(Type 3)のリアノジン受容体が発現していることが分かった。したがって、カルシウム放出チャネルの存在のカルシウムポンプ機能に及ぼす影響を調べるに当たって、dyspedic筋に発現しているType 3リアノジン受容体の性質を正常マウスのType 1リアノジン受容体と正確に比較する必要が生じた。そこで、dyspedicマウスと正常マウスとからそれぞれ骨格筋スキンド・ファイバーを作成し、それぞれのリアノジン受容体のカルシウムによるカルシウム放出チャネルとしての性質を調べ、以下の事実を明らかにした。(1)Type 3リアノジン受容体(dyspedic筋)のカルシウム感受性はType 1より低い。(2)カルモジュリンはカルシウムの低濃度領域でチャネル開口を促進し、高濃度領域ではそれを抑制することはすでに我々が明らかにしたが、Type 3ではType 1に比べて、カルモジュリンの促進作用が弱く、抑制作用が強い。このカルモジュリンの効果がType 3とType 1とで異なる事実と、Type 3が主として発現している平滑筋や脳においてはカルモジュリンが比較的高濃度に存在する事実とが生理的にどのように関連しているか、興味あるところで、現在追及中である。
1930年代の社会と教育関係構造の史的特質-教育学、教員文化、教育実践に注目して

本研究では、1930年代の学校システムの諸相を検討し、日本における学校による人間形成の受容の歴史的な位置づけを行うことを課題とした。1930年代の学校の定着と初等後教育の拡張の実態とその内容をペダゴジーの観点から検討した。学校システムを支える教育実践、ペダゴジーの性格、さらにその反省の学としてある学校教育学の展開を検討することで、この時代の学校システムの動きが戦後学校体系を支える基盤を準備している点を指摘した。平成20年度は、計画に掲げた以下の5点を中心に研究を進めた。1,体制的言説の形成研究。場として高等師範学校附属諸学校に注目した。実質的に普及モデルをつくりあげていたのは、小学校訓導協議会や『教育研究』(東京高等師範学校附属小学校)などの諸機関誌であった。協力者の一橋大学院生の大西公子がそれらを生み出す場の基礎研究とメディア分析を行って論文を教育史学会に提出した。さらに関係資料を収集した。2,学校教育現場での教えるという行為に関する価値創出のペダゴジー研究。子どもに教える行為では教室が生み出したペダゴジーをどのように伝達、共有するかについての検討を連携研究者(吉村)が斉藤喜博を対象に研究会で報告し、それをまとめていくための基本的な確認をした。3,教育研究運動のペダゴジー研究。生活綴方に関して、連携研究者(舩橋)が、木村と議論しながら個別にこれまでの研究の整理を進めた。4,教育現場での教育学研究。これまでの知見も踏まえながら、東京帝大と東京文理科大学に注目し、帝大型と師範型の整理を行うと同時に、学説の成立過程ならびに教育メディアの伝達過程の検討を行った。東京文理科大学の検討を雑誌「教育学研究」を素材に進めた。東京高等師範学校と東京文理科大学との関係についての諸資料の収集検討などを進めた。5,アカデミズムの研究機関と学校のペダゴジー環流にかかわる基礎研究。『教育学辞典』(城戸幡太郎他)の項目の研究を『教育辞典』(篠原助市)と比較して行うために整理を施した。上記に加えて、それを支える社会過程をトータルに捉えるマクロな社会変動研究の枠組みづくりについて基礎的な議論を進めた。1,人々の就学が定着し、就学経験をのばしていくなかで、就学と就労の関係が問われたが、初等後教育機関への就学動態に注目して新しいペダゴジーの性格を検討した。特に青年訓練所や青年学校を素材に、軍の関与に着目した検討を行った。2,人間形成をめぐる論争史に注目し、評定尺度という視点で分析することで30年代の教育の動向を押さえる方法的な枠組みを検討した。3,体制的言説の形成研究。場として高等師範学校附属諸学校に注目し、実質的に普及モデルをつくりあげていた小学校訓導協議会や『教育研究』(東京高等師範学校附属小学校)などの諸機関誌を検討した。4,東京帝大と東京文理科大学に注目し、研究室の場での教育学研究について検討した。同時に、学説の成立過程ならびに教育メディアの伝達過程の検討を行った。講座『教育科学』をはじめ、教育辞典(教育科学辞典)などの検討のための基礎的な整理を行った。5,以上を踏まえ、学校システムという枠組みで1930年代の日本社会のペダゴジーの特徴を(1)学校システムの拡大と(2)学校経験の蓄積のなかでとらえ、1930年代の学校システムの量と質に焦点を当てた検討を行い、中間論集を作成した。日本の学校受容が1930年代に行われたことを教育制度の社会史という方法を用いて論じた。研究成果を示した報告書の構成は以下の通り。序論:教育制度の社会史にむけて、[第I部学校システムの起動-1930年代]1章:日本社会における学校受容と接続問題、2章:教育人口動態に見る教育制度の140年-学校数・在籍者数に着目して-、3章:青年訓練所から青年学校へ-初等後教育機関の新展開、[第II部ペダゴジーの新展開-教育実践の諸相]4章:全国小学校訓導協議会における国語教育の再構築過程-読方教育をめぐる議論から、5章:教科数学の展開と制度化-1920年代における日本中等教育数学会を舞台に、6章:青年訓練の成立-青訓の教育実践理論、7章:軍隊教育の転生と転換、[第III部ペダゴジーの反省の新展開]8章:学校教育学を規定するもの-講壇教育学の展開とペダゴジーに着目して、である。第I部では、就学行動に注目し、近代学校システムの導入から21世紀を迎えるまでのスパンのなかで1930年代を捉え、学校システムの起動の事実を位置づけた。戦後の就学行動の定着の礎をこの時代が準備している点を初等後教育機関の拡大のなかに捉えた。

第II部では、1部を背景に学校システムと社会のシステムが相互浸透していく過程に注目し、一方で初等教育が人々に受け入れられていくなかで子どもに伝えるための工夫が蓄積されていく過程を明らかにした。中でも既定の教科のあり方について分科化された人間形成のあり方への反省的な契機を見いだした。他方、初等後教育の拡大にともなって労働や軍との連絡が内部的に課題となり、それらを受けて新しいペダゴジーを生み出していく点を示した。第III部においては、ペダゴジーの反省のレベルでの議論も新たな展開を遂げ、講壇教育学のなかで学校教育学が新しい課題意識をもって位置づけ直されていく過程を検討した。
Ia型超新星の進化経路の新展開

非常に明るいIa型超新星が出現し、これまでの超新星の起源に関する理論では説明できない事態が発生した。本研究では、高速に回転する白色矮星の連星進化モデルを構築し、この非常に明るい超新星の起源を明らかにすることができた。本研究は、最新の観測結果を統一的に説明する、新しいIa型超新星の進化経路を構築し、超新星の起源を理論面から解明することである。Ia型超新星は、唯一、遠方まで達する標準光源として宇宙膨張則の決定に使われているだけでなく、銀河の化学進化においても重要な役割を果たしている。しかし、どのような星(``親星'')がIa型超新星として爆発するのか、に関しては、現在のところ決定的な結論が出ていない。本研究の目的は、最新の観測結果を統一的に説明する、新しいla型超新星の進化経路を構築し、超新星の起源を理論面から解明することである。しかし、どのような星C親星")がla型超新星として爆発するのか、に関しては、現在のところ決定的な結論が出ていない。まず、この研究においては、(1)質量降着白色綾星から吹く新星風によって、伴星表面からガスが剥ぎ取られる効果を新たに連星進化に適用する。このことによって、伴星から白色綾星への質量移動率が大きく抑制される。この効果を連星進化の計算に取り入れることにより、今まで考えられてきたものより重い(5-6太陽質量の)伴星が安定に質量移動を行えること、剥がされたガスは軌道面にたまり、トーラス状の星周物質を形成することなど、を示すことができた。(2)これを実際の連星系に適用し、連星系の進化を追いかけた結果、Ia型超新星の星周物質問題、および1億年ほどの若い年齢のla型超新星の存在などを統一的に説明することができた。これらの結果は、二つの論文(2008年、ApJ、679、1390および2008年、ApJ、683、127)としてすでに出版した。今後は、さらに、金属量依存性を調べることで、宇宙の化学進化において、Ia型超新星の果たす役割を明らかにすることを目指している。本研究の目的は、最新の観測結果を統一的に説明する、新しいIa型超新星の進化経路を構築し、超新星の起源を理論面から解明することである。しかし、どのような星("親星")がIa型超新星として爆発するのか、に関しては、現在のところ決定的な結論が出ていない。昨年度に引き続き、今年度は以下のような研究が完成した。(1)質量降着白色矮星から吹く新星風こよって、伴星表面からガスが剥ぎ取られる効果を新たに連星進化に適用する。このことによって、伴星から白色矮星への質量移動率が大きく抑制される。(2)これを実際の連星系に適用し、連星系の進化を追いかけた結果、Ia型超新星の星周物質問題、および1億年ほどの若い年齢のIa型超星の存在などを統一的に説明することができた。(3)白色矮星の質量を決定する上で、古典新星爆発時の光度曲線の解析が非常に重要である。古典新星の光度曲線の時間スケールと絶対光度の間にある関係式を理論的に導出できた。また、これにより、白色矮星の質量を決定できる道が開け、古典新星の超軟X線期間を予測できるようになった。(1)質量降着白色矮星から吹く新星風によって、伴星表面からガスが剥ぎ取られる効果を新たに連星進化に適用する。(2)これを実際の連星系に適用し、連星系の進化を追いかけた結果、Ia型超新星の星周物質問題、および1億年ほどの若い年齢のIa型超新星の存在などを統一的に説明することができた。

(3)今年度は、質量が剥ぎ取られる方の伴星を、東北大学の斎尾英之氏の恒星進化のコードを使い、よりリアリステックに表現することで、より正確な質量移動率を計算できるようにした。この新しい計算コードを使い、Ia型超新星の進化経路を再計算した。(4)最近、チャンドラセカール限界質量を超えて、爆発するIa型超新星が発見されたことを受け、その起源を説明するべく、新しく計算コードを改良し、1.4倍太陽質量を超えても、白色矮星が回転のため、成長できるとして、計算を行った。その結果、最大で、2.7倍太陽質量までの白色矮星が形成され、それが爆発することで、チャンドラセカール限界質量を超える明るさをもったIa方超新星を説明できることを示すことができた。本研究の目的は、最新の観測結果をできるだけ統一的に説明する、新しいIa型超新星の進化経路を構築し、超新星の起源を理論面から解明することである。Ia型超新星は、唯一、遠方まで達する標準光源として宇宙膨張則の決定に使われているだけでなく、銀河の化学進化においても重要な役割を果たしている。しかし、どのような星がIa型超新星として爆発するのかに関しては、現在のところ決定的な結論が出ていない。昨年度に引き続き、今年度は以下のような研究が完成した。(1)質量降着白色矮星から吹く新星風によって、伴星表面からガスが剥ぎ取られる効果を新たに連星進化に適用し、伴星から白色矮星への質量移動率が大きく抑制される効果を連星進化の計算に取り入れることにより、今まで考えられてきたものより重い(5-6太陽質量の)伴星が安定に質量移動を行えることを示した。(2)これを実際の連星系に適用し、連星系の進化を追いかけた結果、Ia型超新星の星周物質問題、および1億年ほどの若い年齢のIa型超新星の存在などを統一的に説明した。(3)質量が剥ぎ取られる方の伴星を、東北大学の斎尾英之氏の恒星進化のコードを使い、より正確な質量移動率を計算できるようにし、今までのIa型超新星の進化経路を再計算した。(4)最近、チャンドラセカール限界質量を超えて、爆発するIa型超新星が発見されたことを受け、新しく計算コードを改良し、1.4倍太陽質量を超えても、白色矮星が回転のため、成長できるとして計算を行い、最大で、2.7倍太陽質量までの白色矮星が形成されることを示し、チャンドラセカール限界質量を超える明るさをもったIa方超新星を説明できた。
高出力テラヘルツパルスを用いた高速イメージング

1キロヘルツの繰り返しで出力する,大出力フェムト秒レーザーパルスを用いることで,高出力のテラヘルツ(THz)電磁パルスを発生させ,それを用いて,高速なTHz領域イメージングをおこなうことを目的として,研究をおこない,以下に示すように,十分な成果を得た。電気光学サンプリングによる,THzパルスの時間分解測定の装置において,電気光学結晶とプローブ光を2cmx2cmと大口径にし,CCDを用いて画像を取得することにより,高速なTHzイメージングが可能となった。30ミリ秒程度の積算で,十分な精度のデータを得ている。製作した装置を用いて,集光面付近におけるTHzパルス強度の時間空間分布を測定し,ピークから少しはなれた時間領域において,空間的にリング状にTHz強度が分布することを,初めて見出した。これについて,回折積分およびガウスビーム模型に基づくシミュレーションをおこない,それによって,この現象がTHzパルスに特徴的なものであることを説明した。また,ヘテロダイン検出の手法を用いて,THz電場の直接測定にも成功した。その結果,より感度のよいTHz測定が可能となるとともに,周波数ごとの空間分布などの新しい情報が初めて得られるようになった。さらに,ポンプ光の波長を変えながら時間波形を測定することにより,アンテナの光伝導体材料である,ガリウム砒素とインジウムリンにおける,バンド内超高速電子ダイナミクスの詳細を明らかにした。大口径光伝導アンテナにフェムト秒光パルスを照射することにより得られる,大出力テラヘルツ電磁パルスを用いて,テラヘルツの周波数領域における,1秒あたり1000こまの高速撮影を実現するための研究を,2年の計画でおこなっている。今年度はその1年目であり,現在までに,通常のCCD装置を用いて,テラヘルツ電磁波強度の空間分布の撮影に成功した。今後,検出器を1秒あたり1000こままで撮影できる高速CCDに代えることで,高速撮影が可能となる。特に,集光したテラヘルツ電磁波の強度の空間分布を測定した結果,以下のことが分かった。1)焦点面におけるテラヘルツ電磁波の強度分布は,ある時刻に最大値を取り,そのときの分布は,中心が強い単純な形である。それに対して,正負にいくらかずれた時刻において,ドーナツ型の強度分布が見られる。2)焦点面から外れた面において,ピークに対応する時刻における強度分布を見ると,焦点面における時間変化と同様に,ある位置でドーナツ型の分布が見られる。これらの結果は,回折積分によるシミュレーションによって再現した。そのために,コンピューター・プログラムを新たに開発し,様々な時間・空間波形のシミュレーションができるようになった。テラヘルツ電磁パルスは,非常に広いスペクトル成分を持っており,そのそれぞれがガウスビームとして伝搬すると考えることにより,これらの結果をおおよそ説明することができた。電気光学サンプリングによる,THzパルスの時間分解測定の装置において,電気光学結晶とプローブ光を2cm x 2cmと大口径にし,CCDを用いて画像を取得することにより,高速なTHzイメージングが可能となった。
木材の新規急速熱分解法による森林資源の高度有効利用とゼロエミッション化

木材は、再生産可能な天然資源として有効活用が望まれ数多くの研究開発が行われている。持続的な社会発展を成し遂げるためには石油などの化石燃料の消費を抑制しそれに変わるエネルギーを開発する必要がある。しかし化石燃料を消費する現在の社会システムは、地球温暖化を招き持続的な社会的、経済的発展は望めない。特に北海道では豊富な森林資源を活用した産業基盤整備が強く望まれている。北海道工業技術研究所(北工研)では、マイクロ波による木材の急速熱分解法を開発しカラマツなどの木材をそのままマイクロ波照射することにより細孔がクリーンな炭化物、新木酢液、無水糖類の含有率が高いタールなどが得られることを見出した。最終報告にあたり、ゼロエミッション化のために本プロセスの物質収支について検討した。
ディーゼル排気由来ニトロフェノール類とナノ粒子の生殖機能抑制メカニズムの解明

本年度は、ディーゼル排気微粒子(DEP)から抽出単離した3種類のニトロフェノールの生殖細胞発生への影響を検討した。次いで、ニトロフェノールによる生殖細胞への影響に及ぼすケルセチンの効果を併せて検討した。実験に際しては、受精18日後のニワトリ胚から精巣を抽出し、初代細胞培養系を作製して3-メチル-4-ニトロフェノール(PNMC)、3-フェニル-4-ニトロフェノール(PNMPP)及び4-ニトロフェノール(PNP)を各5用量投与した。投与後72時間にて形態により細胞の発育を観察した。生殖細胞数のカウントは、培養開始後48時間後と60時間後に行った。また、細胞毒性の生化学的指標として培養開始48時間目に、培養液中Malondialdehyde(MDA)、Superoxido dismutase(SOD)及びGlutethione peroxidase(GSHPX)活性を測定した。その結果、PNMC(10^<-5>M)、PNMPP(10^<-6>M)、PNP(10<-5>M)の投与により、核濃縮、細胞質空胞化、細胞活性の低下及び細胞数減少などの明らかな形態学的な細胞毒性が観察された。また、細胞毒性の生化学的指標として測定したMDA活性は、PNMC、PNMPP及びPNPの投与により上昇、SOD活性とGSH-Px活性はいずれも減少した。さらに、PNMC、PNMPP及びPNP投与と同時にフラボノイドの一種であるケルセチン(Quercetin)を投与した結果、形態学的な細胞毒性と生化学的な細胞毒性指標(MDA,SOD,GSH-Px)のいずれも回復する事実が判明した。以上の結果から、DEPから単離した3種類のニトロフェノール(PNMC,PNMPP,PNP)は、ニワトリ精巣細胞に酸化的ダメージを与えることが明らかとなった。また、これらのダメージは、ケルセチンを同時に作用させることにより防止される事実が明らかとなった。これらの研究成果は、3報の論文として現在学術雑誌に投稿中である。ディーゼル排気微粒子(DEP)の生体影響、特に3-メチルーニトロフェノール(PNMC)、4-ニトロー3-フェニルフェノール(PNMPP)および4-ニトロフェノール(PNP)の生殖細胞への毒性作用を明らかにし、Quercetin(酸化防止剤であり、AhRリセプターとの結合能を有する)による毒性緩和作用の有無について検討するための研究を実施し、以下の結果を得た。本研究では、初めに(1)ニワトリ胚(18日令)を用いて精巣細胞を摘出して、初代培養系を確立した。次いで(2)hypoxathine-xanthineoridase(HX-XO)あるいは2,4-dichlorophenoxyacetic acid(2,4-D)により、ニワトリ精巣細胞に細胞障害を誘起する。この細胞に(3)Quercetinを同時に投与することにより細胞障害の程度を観察した。以上の研究を行った結果、HX-XOあるいは2,4-Dによる精巣細胞の毒性障害には、Quercetinに明らかな抑制作用のある事実が判明した。これらの結果は、QuercetinがDEPによる精巣細胞への毒性を抑制する可能性を強く示唆するものである。次に(4)DEP由来の3種類のニトロフェノール、PNMC、PNMPPおよびPNPを(1)の方法で作製したニワトリ胚(18日令)の生殖細胞初代培養系に作用させ、細胞障害の程度を観察すると共にQuercetinを同一の培養細胞に作用させた。その結果、PNMC、PNMPPおよびPNPの容量依存的に細胞障害が認められた。また、Quercetinを同時に作用させることにより、PNMC、PNMPPおよびPNPのいずれの細胞障害も軽減されることが判明した。以上の結果から、QuercetinはPNMCによる細胞障害を緩和する作用を有する事実を明らかにした。

また、これらのダメージは、ケルセチンを同時に作用させることにより防止される事実が明らかとなった。これらの研究成果は、3報の論文として現在学術雑誌に投稿中である。
老化に伴う疾患の発症及び進行を抑制する物質の単離とその作用機序の解明

細胞およびマウスをもちいた抗老化物質探索系の構築と実験系の評価、および抗老化状態と関連する細胞内シグナル伝達系の解析を行った。細胞、およびマウスをもちいた両方の実験系において、複数の既存物質を添加、または投与することによって、抗老化と関連した代謝状態を模倣できる可能性が示唆された。これらの結果から、構築した実験系が有効に機能することが示唆され、さらに抗老化状態と関連する細胞内シグナル伝達系の一部を明らかにした。老化に伴って発症頻度が亢進する疾患に対する予防・治療効果をもつ物質を探索するレポーターアッセイ系の構築とそのシステムをもちいた候補物質のスクリーニング、および作用機序に関する解析を行った。培養細胞をもちいたin vitro系においては、高脂血症に対する治療薬、およびその標的分子である核内受容体の活性化物質等をもちいてレポーターの発現を解析したところ、樹立した細胞がこれらの薬剤に応答してレポーター活性が上昇する可能性が示唆された。遺伝子組換えマウスをもちいたin vivo系においては、自由摂食およびカロリー制限下でのレポーターの発現を解析したところ、カロリー制限を行ったマウスでは、導入されたレポーター遺伝子の発現活性が、自由摂食群のそれと比較して有意に上昇することが明らかとなった。次に高脂血症等の治療薬、および既存の機能性食品成分を餌に混ぜて投与した遺伝子組換えマウスにおけるレポーター活性を確認したところ、一部の成分においてレポーターの活性化が確認された。このレポーターの活性化と、酸化ストレスに対する抵抗性に正の相関が見られ、確立した実験系がin vitroおよびin vivoにおいて老化疾患を改善する物質の探索に利用可能であることが示唆された。細胞内シグナル伝達系の解析により、ストレス誘導後の心筋細胞の機能維持に重要な分子の発現が、機能性成分の投与、およびカロリー制限において維持されており、このことがストレス耐性と関連していることが示唆された。これらの成果を踏まえ、抗老化物質に対する応答性をさらに高めたレポーターコンストラクトを構築し、in vitroにおけるスクリーニング系の開発を行うとともに、2つの異なるレポーター系を導入した細胞およびマウスの開発に着手した。研究の目的:老化に伴って発症頻度が増加する、ガンや認知症などの疾患の発症を抑制、または遅延させる可能性のある物質のスクリーニング系を、in vitroおよびin vivoにおいて構築し、さらにそのような物質の候補を同定することを目指して研究を行った。方法:我々が同定した、老化疾患の予防に関連する遺伝子の発現を一括して制御すると示唆される、転写因子が結合配列をもちいてレポーターアッセイ系を構築する。レポーターは、酵素反応によって検出が容易な分泌型アルカリフォスファターゼ遺伝子(SEAP: secreted alkaline phosphatase)をもちいた。In vitro系においては2種類のマウス肝臓由来培養細胞(SV40細胞およびTLR2細胞)をもちいて複数の細胞株を樹立した。これらの細胞から定常状態でのレポーターの発現を指標としてそれぞれ1系統の細胞株を選択し、さらに研究を行った。また、in vivo系においてはハイドロダイナミック法をもちいた一過性トランスジェニックマウスを作製し、レポーターの活性化を解析した。さらに、レポーターを構成的に発現するトランスジェニックマウスについても開発を行った。研究の成果:in vitro系においては、高脂血症に対する治療薬等の既存の薬剤をもちいてレポーターの発現を解析したところ、樹立した細胞が薬剤に応答してレポーター活性が上昇される可能性が示唆された。In vivo系においては自由摂食およびカロリー制限下でのレポーターの発現を解析したところ、カロリー制限を行ったマウスに導入されたレポーターの活性が、自由摂食群のそれと比較して有意に上昇していることが明らかとなった。また、これまでにこのマウスに投与した機能性成分によるレポーター活性の上昇は、一部の成分において確認された。In vitroおよびin vivoの実験系が構築されており、平成25年度よりスクリーニングを実施する体制が整っている。カロリー制限下でレポーターの活性化が見られたことから、この実験系の有効性が示唆された。しかし、レポーター発現のバックグラウンドレベルが高い可能性もあるため、別の発現コンストラクトをもちいたアッセイ系の構築にも取り組んでいる。以上の理由により、研究はおおむね順調に進んでいるものと考える。レポーターのコンストラクトを、酸化ストレス下において活性化されるコンストラクトと組み合わせることで、より選択性が高く、バックグラウンドレベルの低いものに改良する。現在までに構築された実験系は、特にin vivoにおいては有効であると示唆されることから、開発したトランスジェニックマウスへの様々な機能性食品候補の投与を開始する。一方で、新たなコンストラクトをもちいたin vitroおよびin vivoの実験系の構築も同時並行して実施する。遺伝子・タンパク質解析試薬やガラス・プラスチック器具等の消耗品を主な使途としつつ、動物飼育・購入費用、研究補助、および学会出張費にあてる。以下にその内訳を示す。試薬、キット類30万円、細胞培養用品20万円、プラスチック器具20万円実験動物作製・維持費30万円、研究補助費20万円、旅費10万円論文校正印刷費10万円、合計140万円
スウェーデンから見た三十年戦争史と財政軍事国家の資源・資金に関する研究

平成30年度は、昨年度に引き続き近世スウェーデンの対外政治について、1617世紀にかけての、対北ドイツ問題、特に対ブランデンブルク政治を中心に、欧米歴史学界の外交史の新潮流をおさえながら、スウェーデン王グスタヴ二世アドルフの婚姻政策と外交政策について考察を深めた。「新しい外交史」と呼ばれるこの新潮流の研究動向によれば、同王のブランデンブルク公女マリア・エレオノーラとの結婚は、専門職業人たる官僚の養成の機運が高まるなか、スウェーデン自国の王妃を娶るよりも幅広い人材の供給に寄与するという観点が重要であるとの研究成果を得た。さらに、「プロテスタント・コスモポリタニズムと外交文化」という視点から、スウェーデンの神聖ローマ帝国に対する外交について考察を深め、来たる三十年戦争参戦の政治的前提条件を抽出する研究が必要である。これについては、「グスタヴ二世アドルフとブランデンブルク」と題する論文を執筆中である。そのさい、スウェーデン・ブランデンブルク両国のルター主義が、隣国のカトリック・ポーランドにおけるヴァーサ王朝(グスタヴ二世アドルフの従兄シギスムンド王)との対立関係にあるというグスタヴ二世アドルフにとっての王朝存続問題とあわせて考察されなければならない。そこで現在、『スウェーデンとプロテスタント・ヨーロッパ』というテーマで、古い文献をも吸収しながら、「新たな外交史」との総合を進展させているところである。なお、以上の外交史研究と並行して、対デンマーク政治についても昨年度より分析を続行している。特に銅山開発による第一次・第二次エルヴスボリの賠償金問題の解決というスウェーデン政治上の死活問題と関連させて解明を進めているが、これは、16世紀の現物経済からの17世紀の新たな貨幣経済化という問題の解明へとつながり、本研究課題の資源・資金に関する研究の分析に大きな寄与を果たすものである。遅延の理由は、昨年とほぼ同じように、主に五点があげられる。第一に、文献・史料の入手困難性がある。特に史料集の購入が相当に難しい。第二に、軍事財政研究の近年における隆盛がある。それはたんにスウェーデン史学界にとどまらず、ヨーロッパ大の広がりと厚みを増しているという点にある。第三に、第二次世界大戦後のスウェーデン史学界における研究の偏差があげられる。宗教史をはじめ、制度史や経済史もが、とりわけ近世期の歴史研究においては、戦前・戦中にも良質の研究が相当にある。しかも、そのような旧来の研究が、戦後、今日に至るまで論争を続行しているというよりは、研究が断絶しているケースが多い。このため、相当に古い文献、しかもしばしば入手が難しい文献まで消化吸収した後、あらたに検討しなおさなければならないといううらみがある。第四に、外交史研究の等閑視と、近年における復興がある。しかもこのことに関連して、対外政治問題を商業政策や軍事政策に関連させる研究が見られないという、まさに申請者の先覚性が壁となっているという側面がある。第五に、本研究が対外政治を扱っているため、必然的に関係国が多岐ににわたり、しかもヨーロッパ各国語で書かれた研究を追わなければならないという点が、予想以上に時間を必要とさせている点である。以上、主なる理由だけでも五点をあげることができる。今後の研究は。基本的には、予定通り進めることにした。第一に、対ロシア問題と対デンマーク問題を解明し、第二に、エルヴスボリの賠償金問題と、それに関するオランダから借金および銅山開発ならびに銅貿易の問題の実態解明を行ない、第三に王国宰相アクセル・オクセンシェーナの対外政治に関する立案や意図を史料にもとづき解明するという方向である。そのうえで、スウェーデンがドイツ・三十年戦争に参戦した原因を解明するという課題と、スウェーデンが戦争資金調達の問題と武器製造の問題をどのように克服して、三十年戦争に勝利をおさめることができたかという問題の分析に入っていくことにしたい。そのさい、「スウェーデンとプロテスタント・ヨーロッパ」という当時の世論ともいうべき時代の趨勢を射程に入れながら、それと同時に、武器弾薬の調達という実際的な問題も加味していきたいと考えている。本年度は、近世スウェーデンの対外政治について、対ロシア政治と対デンマーク政治の詳細を解明することを主要な課題とした。このため、スウェーデン軍事国家の前提条件である、グスタヴ二世アドルフの父王カール九世の行なった対外政治にまで遡及し、後継王グスタヴ・アドルフがどのようにそれを引き継ぎ、解決していったのかの検討を進めた。これをうけて、同王の外交および軍事政策について以下の五点に注目して考察した。(1)対ロシア問題については、グスタヴ・アドルフ治世前半期の対ツァーリ外交、特に1617年のストルボヴァの和議以降の外交政策を考察した。(2)対デンマーク問題については、カルマル戦争とその帰結のクネーリードの和議を分析し、対デンマーク外交の問題点を抽出した。(3)同戦争の結果、スウェーデンがデンマークに負ったエルヴスボリの賠償金の返済をめぐって、スウェーデンがいかにして当該返済の資金繰りを行なったかという、スウェーデン近世史上の大問題について、グスタヴ・アドルフの対フランス、対イングランド、対ネーデルラントとの交渉を丹念に追いながら、オランダ議会との外交および資金繰りの実態を調べた。(4)以上の研究から、スウェーデン王グスタヴ・アドルフおよびデンマーク王クリスチャン四世の政治的立場や外交交渉術と、両国の対ポーランド問題や対北ドイツ問題への対応をも考慮に入れながら、両王の政治目標であるバルト海支配の問題に対する利害の異同について考察を深めた。(5)その際、特にスウェーデン外交の主役である王国参議ヨハン・シュッテと王国宰相アクセル・オクセンシェーナの行動に着目し、考察を深めている。

最後に、当初の研究計画の予想以上に、対北ドイツ政治、特にブランデンブルク選帝侯家との婚姻政策による同盟問題が重要な鍵を握っていることが判明したため、これに関する新しい外交史研究の動向を吸収しているところである。遅延の理由は、主に次の五点があげられる。第一に、文献・史料の入手の困難性、である。特に『王国宰相アクセル・オクセンシェーナ文書・書簡集』の購入が、いまや非常に難しい。第二に、軍事財政史に関するスウェーデン学界の第一人者であるヤン・リンデグレンの研究があまりにも高度かつ浩瀚であるため、それを批判・検討しながら、当時の財政状態を再構成することは困難を極める作業である点である。第三に、これまで過去百年余りの、すなわち二十世紀の近世スウェーデン史研究が、十七世紀の経済政策の研究を取り上げてこなかったことに由来する問題である。したがって、グスタヴ・アドルフ治世期の経済政策の意義を問うこと自体が、斬新な観点であるため、膨大な研究を整理しても、容易には国家財政の問題に結びつかないという難点がある。第四に、第三の点と関連して、とりわけ第二次大戦後、外交史が忌避されてきたという点がある。したがって、スウェーデンの対外政治を、経済問題や商業政策と結びつける研究は、ほとんどないといっても過言ではない。そのため、当方がいわばパイオニアとしての観点をもっているわけで、ここから必然的に研究の前途にはいくつもの壁が立ちはだかることになる。第五に、本研究課題の性質上、研究対象国が主なものだけでも六カ国、すなわちロシア、デンマーク、ポーランド、ブランデンブルク、オランダ、イングランドに及び、しかも神聖ローマ帝国全体も射程に入れなければならないわけで、さらにその神聖ローマ帝国内に多数の公国や都市が絡んでくるため、本研究が、スウェーデン史の観点からスウェーデン語文献や史料をもとにした研究であるとはいえども、デンマーク語や英語やドイツ語の文献にも目配りしなければならないという点がある。さらに付言するならば、当時の史料の解読が、ラテン語も加わるため、きわめて難解な作業であるという点があげられる。平成29年度は、昨年度に引き続き近世スウェーデンの対外政治について、特に17世紀前半の対デンマーク政治を中心に宰相アクセル・オクセンシェーナの政策立案について考察を深めた。そのさい主として1610年代の対デンマーク政治の主要問題であるエルヴスボリ要塞の賠償金問題に焦点を合わせ、オランダからの借金、それにともなう銅山開発の実態について、調査研究を進めることによって、スウェーデン銅貿易の国家財政に及ぼした影響についての分析を試みた。現在のところ、1610年代のスウェーデン銅の意義についての論文を執筆中である。ただし、当該問題の解明はスウェーデン国家財政に関する研究史の整理を必要とするため、同時に同国財政史に関する概観を俯瞰することが不可欠である。このため中近世スウェーデン財政史序説の執筆も計画している。
流体及び電磁流体力学に現れる境界値問題の数学的構造の解明

流体及び電磁流体力学に現れる幾つかの境界値問題を対象に,次の3点の数学的連関を明らかにすることを目指して研究を進めた:(i)方程式の非線型構造,(ii)境界条件の設定,(iii)領域の幾何構造.具体的な研究成果は以下の通りである.(1)非斉次境界条件下の定常MHD方程式の境界値問題に対して,その弱解の存在と安定性を示した.(2)3次元外部領域上のr乗可積分な調和ベクトル場全体のなす空間の,領域位相不変量による特徴づけを与えた.この結果は,外部領域上のHodge分解定理を構築する際の基礎となると考える.磁気流体力学(MHD)方程式の定常境界値問題に対して、次のことを明らかにした。1.非斉次境界条件下の弱解の構成的存在証明において本質的となるLerayの不等式を、磁場の影響を取り込んだ形で提示した。2.非斉次境界条件下において、1で示したLerayの不等式が成立する為の幾つかの十分条件を境界データに関わる形で与えた。更にこの結果を基に、定常的弱解の存在定理を示した。3.2で得られた定常的弱解の安定性の考察をおこなった。特に、領域の第1Betti数が0でないとき(例えば、領域がトーラスの内部領域からなるとき)、任意の大きさの磁場をもつ安定な定常的弱解が存在することを示した。本結果は、境界値問題の解の構造と領域の位相的構造を明示的に与えている点で興味あるものと考えている。以上の成果は、2つの国際研究集会における招待講演で発表し、論文として取りまとめ中である。2016年1月末から2月初めにかけてBrescia大学(伊)のPaolo Secchi教授を奈良女子大学に招聘し、MHD方程式の自由境界問題に関する議論を行った。特に、応用上も重要であるトカマクをモデルとする自由境界問題に関する幾つかの研究テーマを見出すことができた。更に、2016年2月3日、4日に奈良女子大学理学部数学科で国際研究集会"Free Boundary Problems in Fluid and Plasma Dynamics"を開催し、Secchi教授を含む国内、海外の著名な研究者と若手研究者に最新の研究成果の報告を行って頂いた。研究集会では活発な議論と情報交換が行われ、カレントな研究分野としての「自由境界問題」の重要性を再認識することができたと考える。非斉次境界条件下での定常MHD方程式の存在と安定性に関する研究は当初の予定通り進んでいる。1.非斉次境界条件下のMHD方程式の定常解の存在と安定性に関しては、昨年度までに得た結果の再検討を行ったところ、定常解の安定性に関する部分を若干改良することができた.現在その内容をまとめ、論文として投稿する準備を進めている.一方、当初研究目的として挙げていたi)粘性係数が正で磁気抵抗係数が零の場合、ii)粘性係数が零で磁気抵抗係数が正の場合、iii)粘性係数も磁気抵抗係数も零の場合、における定常MHD方程式の非斉次境界値問題の存在定理に関しては、その検討をほとんど行うことができなかった.そこで、これまでの知見が有効と思われるi)とii)の場合に対する考察を、今後進めていく予定である.2.2次元定常Navier-Stokes方程式に対する非斉次境界値問題の解の存在を,一般流量条件のみの下で示したKorobkov、Pileckas、Rosso等による決定的結果の詳細な検証をおこなった.特に、一般化されたベルヌーイ則に関する証明の再確認等をおこなった.今後は、そこで用いられた方法の他の問題への適用可能性を探っていく予定である.3.以前小薗英雄氏との共同研究により示した有界領域上のr乗可積分ベクトル場のHodge分解定理の外部領域版を示すための予備的考察を行った.具体的には、外部領域上のr乗可積分調和ベクトル場全体の為す空間の(rに関する依存性を含めた)有限次元性を示し、その次元の領域の位相的特性による特徴付けを与えた(この項目は小薗英雄氏との共同研究).4.MHD方程式に対する自由境界問題への応用を見込んで、Nash-Moser型陰関数定理の見直しを行った.MHD方程式の非斉次定常境界値問題における、粘性係数あるいは磁気抵抗係数が零となる場合の考察が十分できていない.一方、外部領域上のr乗可積分ベクトル場のHodge分解定理に関する研究においては進展があった.1.外部領域上のr乗可積分な調和ベクトル場全体のなす空間について以下の結果を得た(以下,rはつねに1より大きい実数とする):(a)境界上でベクトル場が接線方向成分しかもたない場合,及び法線方向成分しかもたない場合,どちらについても外部領域上のr乗可積分な調和ベクトル場のなす空間は有限次元となる.(b)境界上でベクトル場が接線方向成分しかもたない場合,外部領域上のr乗可積分な調和ベクトル場のなす空間の次元は,領域の第2Betti数に等しい.(c)境界上でベクトル場が法線方向成分しかもたない場合,外部領域上のr乗可積分な調和ベクトル場のなす空間の次元は,rが3/2より大きい時は領域の第1Betti数に等しい.一方,rが3/2以下の時は,その次元は第1Betti数-1に等しい.以上の結果により,外部領域上の調和ベクトル場全体のなす空間に対しても,領域の位相的不変量による特徴付けが完全に与えられたことになる.