hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
重力勾配観測による火山流体の移動検知実験

この重力勾配計が実際のフィールドにおいてどの程度適用可能であるか,どのような改良が必要かを検討するのが本研究の目的である.平成26年度は,勾配計を桜島火山観測所に設置し,繰り返し測定をおこなった.桜島に移設する際に,障害が発生し,機構上の問題が明らかとなった.繰り返し測定においては,測定器下部に鉛質量を置いた場合と外した場合を比較することによるキャリブレーションを行い,半日程度の繰り返し測定によって有意な変化を検知することができた.これらの問題は潮見の研究において,新しい勾配計の設計に活かされる予定である.一方,阿蘇火山における地下水の移動がどの程度起きているかを検討するため,過去に得られていた超伝導重力計の測定記録の再解析を行った.その結果,火口近傍において,地下水変動に伴うと思われる有意な重力変動を検知できた.こうした結果から,フィールドにおいて使用可能な重力勾配計を開発すれば,地下水流動に関して有意義な観測をおこなえる見通しをつけることができが,重力勾配計をフィールドで使用するには,勾配計の改良をさらに進める必要があることが明らかとなった.火山物理学重力勾配観測を火山地域で実施するための課題について,本研究者のうち鍵山は比較的楽観的であったが,実際の設置・調整を共同で行った結果,現場観測に適用するために実験室段階で解決しておくべき課題を多く持つことが明らかとなってきた.これらの問題点を個々に抽出し,個別に対処してきた段階であるが,従来の勾配計よりもノイズレベルを100分の1にまで軽減することができるようになっている.一方,地下水の変動に伴う重力の変化を検出する作業については,重力変化が過去においても季節的に起きていたことが明らかとなり,地下水の変動と重力変化との関係を精度よく議論することが可能になりつつある.重力勾配観測を火山地域で実施するための課題について,本研究者のうち鍵山は比較的楽観的であったが,実際の設置・調整を共同で行う過程において機器開発において現場観測に必要な要件を現重力勾配計が満たしていないことが明らかとなってきた.これらの問題点を抽出し,個別に対処してきた段階であるが,火山研究センター内において連続観測を行える段階にまで到達しており,同様な環境下であれば観測を実施できるところまできている.地下水の変動に伴う重力の変化を検出する作業については,重力変化が季節的に頻繁に起きていうることを確認できている.これらの変化が生じている領域を精度よくとらえる観測網を整備する段階に来ている.地下水の変動に伴う重力変化について,おおよその傾向はつかめるようになってきたが,その移動を定量的に解析するにはまだデータの蓄積が十分ではない.そのため,繰り返し重力測定を今後も継続するとともに,過去の重力観測データについても再解析継続し,季節的な気象変化によって生じる地下水変動の量を明らかにして,地下水変動と重力変化との関係を明らかにできる知見を確立していく.この重力変化と重力勾配観測の結果の関係について今後検討していく必要がある.
血管内微細振動子による血栓の破砕と低侵襲回収療法の開発

血栓を破砕する為にPZTを梁として用いた微細な振動子を開発し、電圧を印加し振動を発生させる事により撹拌能力を検討した。振動子の形をビーム型にすることにより、より強い振動を得ることができた。血栓破砕効果は撹拌、及びt-PAの投与下で増強し、回収能力はカテーテルによる吸引後の残存血栓量で確認した。吸引圧による血管の損傷は少ないことが分かり、微細振動子を用いた血栓破砕吸引は低侵襲な回収療法であると考えられた血栓を破砕する為にPZTを梁として用いた微細な振動子を開発し、電圧を印加し振動を発生させる事により撹拌能力を検討した。吸引圧による血管の損傷は少ないことが分かり、微細振動子を用いた血栓破砕吸引は低侵襲な回収療法であると考えられた振動発生装置の試作、振動効果の確認と、吸引装置の試作、吸引効果を調べた。振動発生装置としては圧電素子と梁からなる撹拌器を試作した。撹拌器の構造として、振動を発生させるために梁の両面に一対の圧電素子を貼り付けた振動子を作成した。圧電素子に周期電圧を印加することで、任意の周波数で撹拌器を振動させることが可能である。撹拌器に円軌道を描かせ、狭い血管内での撹拌範囲を広げることを可能にした。撹拌効果を上げるために、撹拌器の振幅の増加、撹拌器の共振周波数の増加、撹拌器に円軌道を描かせることを条件として試作実験を行った。圧電素子の設計では、質量を変化させずに長さを増加させることにより、より大きな撹拌効果を得ることができた。圧電素子の傾き角度はθ=55度の時に撹拌器の幅方向の振動が最も高い値を得ることができた。撹拌器の幅はw=2mmにおいてもっとも大きな円軌道が得られた。また撹拌器の幅を小さくする程、円軌道は複雑になり、より高い撹拌効果が期待された。血栓の吸引模型として、チューブ内でポリビニルアルコールポリマーの粒子を用い粒子径を変化させて比較した。異なる直径の粒子をチューブ内に入れ、吸引はマイクロカテーテルを介して吸引を行った。同量の吸引では、粒子径が250-500ミクロンよりも130-250ミクロンの方が吸引効果が高かった。250ミクロン以下の小さな粒子径であればマイクロカテーテルを用いての吸引可能で吸引効果が高いことが判明した。振動発生装置の振動効果の解析を行った。振動発生装置は固定器に梁と両面に圧電素子が貼付けてある。撹拌器にゲネレーターからの信号を撹拌器へ伝達し、圧電素子により振動へと変換される。アルミニウム板の先端の幅を1ミリ、2ミリ、3ミリと変化させそれぞれの先端の変位をレーザー変位計を用いて計測した。撹拌対象物は血液の粘性に近いグリセリンと水からなる溶液を用いた。共振周波数は740Hzから843Hzでそれぞれ共振し、撹拌効果もほぼ同様である事が判明した。撹拌装置として円盤型の撹拌装置を試作した。これは円盤型の圧電素子にホーンとして細い円柱を取り付けたものである。これを駆動させた場合、円盤は円形に膨らんだり縮んだりする変形、円盤がねじれる変化をとらえる事ができた。またホーンの固定位置を中心部、周辺部にわけ、振動時のモードをANSYSで解析した。ホーンが中心にあり圧電素子の外周を固定してある場合や中心部ポイントを固定した場合に動きが主に励起されやすい事が判明した。ヒンジ型撹拌装置の試作をおこなった。ヒンジ型のアクチュエーターにPZTを植え込み先端振幅の動きを調べた。撹拌装置の先端振幅は435.39Hzの周波数を与えたときに最き大きい事が分かった。また2つの圧電素子を植え込み印加するとより強い振幅が得られる事が分かった。吸引装置としてカテーテル内腔をかえポリヴィニルアルコールポリマーを用いて吸引すると、より長く吸引した方が吸引率が高くなった。撹拌器のアクチュエータとして,単一の素子で駆動でき,センサとしても使うことのできる圧電素子を用い、圧電素子は大きな発生力を発生可能なPZT(チタン酸ジルコン酸鉛)を用いた.撹拌器はアクチュエータの長さ方向の変位を拡大し,省電力で大きなエネルギを出力するために,ヒンジ機構を用いることとした.ヒンジにPZTを挟み込む形状により,PZTの横効果による振動を撹拌器の曲げ振動に変え,発生力の大きなPZTの特性を用いた.撹拌器を流体に挿入した時の振幅の減少量を確認するため、撹拌器先端に流体をバネ・質量・ダンパ系でモデル化した機械モデルを付加し,付加の有無による振幅の変化を解析した.

解析では梁型撹拌器の曲げ一次モードの周波数の電圧50V正弦波を印加した場合の振幅を計算した.撹拌器の流体負荷による影響を確認するために,撹拌中溶液に触れていない,撹拌器先端から17,18,19mmでの振幅を,レーザー変位計により計測し,梁型の撹拌器の結果と比較した.入力信号は50Vの矩形波とし,共振周波数が近いことから,梁型が曲げ二次モード(482Hz),ヒンジ型が曲げ一次モード(402Hz)とした.梁型の撹拌器では機械モデルを付加すると振幅が大きく減少するのに対して,ヒンジ型の撹拌器では,ほとんど振幅が減少していないことが分かり、ヒンジ型撹拌器は流体に挿入しても効果が減少しにくいことが確認された.血管の再開通には血栓の吸引を要する。血栓破砕後の吸引の際の血管内皮の損傷の有無を調べる為に、ラットの大腿動脈にチューブを挿入し、高度の陰圧と、程度の陰圧を附加し、その後大腿動脈を採取しHE染色を行った。高度の陰圧でも内皮の損傷はほとんど無いことが分かった。
新規バイオサーファクタントによる塩素化エチレン汚染の拡散防止と修復の加速化

新規バイオサーファクタントの構造決定と機能把握に関する基礎的研究を行った。テトラクロロエチレン(PCE)に長期間馴養した活性汚泥のろ液にPCE減少活性を見出した。ろ液中のPCE減少活性は,生物由来の有機物がPCE減少に関与すると考えられた。PCEの分解産物は各種クロマトグラフィなどでは検出できなかったことから,活性汚泥中のPCE減少活性物質の一つは界面活性剤のようにPCEの水への溶解度を高めるバイオサーファクタント様物質である可能性が考えられた。部分精製バイオサーファクタント様物質のFT-IR,H-NMRで構造推定を行った結果,本物質はポリオキシプロピルエーテル様物質の可能性が示唆された。今年度は、新規バイオサーファクタントの構造決定と機能把握に関する基礎的研究を行った。高濃度のテトラクロロエチレン(PCE)に長期間馴養した活性汚泥は、PCEを好気的条件で減少させることが分かった。さらに、菌体除去後のろ液でもPCEを0.61 mg減少させた。したがって、PCEの減少が活性汚泥のフロックや微生物への吸着ではないこと、活性汚泥中の微生物の生成物質がPCE減少に関与していることが示された。このろ液を熱処理や活性炭処理するとPCE減少が認められなかった。また、このPCE減少に関与する物質はタンパク質様物質であった。分画分子量3.000の限外ろ過液においてもPCEが減少したことから、分子量3,000以下の低分子のペプチド様物質であると考えられた。PCEの分解産物は各種GC(FID、MS、TCD等)やイオンクロマトなどでは検出できなかったが、シンクロトロン光によるX線吸収微細構造解析の結果、C-Cl結合が切断され、塩素原子が共有結合ではなく、イオン状態での存在が確認され、新たなPCE分解機構の存在が示唆された。今年度は,新規バイオサーファクタントの精製と構造解析を行った。活性汚泥培養液から遠心とメンブレン膜ろ過により無菌培養上清を得た。既知のバイオサーファクタントの精製方法を参考に,無菌培養上清の酸沈殿,イソプロパノール沈殿,酢酸エチル抽出を行った。しかし,どの画分にもバイオサーファクタント様物質は分画されなかった。また,無菌培養上清を用いて,アルコール塩析と逆相高速液体クロマトグラフィ(RP-HPLC)による精製を経て,バイオサーファクタント様物質の精製を行った。バイオサーファクタント様物質の界面活性を原油を用いた油膜排除活性から調べたところ,RP-HPLCの100%メタノールで溶出した画分に,もとの無菌培養上清のおよそ70%の活性が回収された。この活性画分には末端吸収以外に特徴的な吸光(波長200700 nm)は見られなかったが,コロナ荷電化粒子検出器によって単一ピークとして検出された。このRP-HPLC100%メタノール溶出画分を用いて,バイオサーファクタント様物質のフーリエ変換赤外分光法(FT-IR)で構造推定を行った。100%メタノール溶出画分中には,アルキル基とエーテル結合を有し,アミンやアミド基,エステル基,水酸基,そして二重結合(共役も含む)を有さない物質が存在した。これらの結果から,活性汚泥培養液中に既知のバイオサーファクタントとは異なる,新規のポリアルキルエーテル型のバイオサーファクタントが生産されている可能性が示唆された。また,無菌培養上清の界面活性能を437°Cの範囲で油膜排除法で調べた結果,4°Cで最大の油膜排除(界面)活性を示し,低温環境下でのバイオレメディエーションに効果的である可能性が示唆された。今年度は,培養上清中のバイオサーファクタント様物質の分離精製を行った。培養系の大きさを昨年度の倍にして精製を行ったが,HPLCで精製された画分の乾燥重量は1 mg程度と非常に微量であった。しかしながら,FT-IRで構造推定された結果は,本バイオサーファクタント様物質が新規物質であることを示唆している。また,実際には培養系を10倍以上にして生産を試みたが,生産量が安定しなかった。バイオサーファクタント様物質の詳細な構造解析とその特性評価のためにも,生産量(生産方法)の改善が必要である。3年間の研究期間を通して,新規バイオサーファクタントの構造決定と機能把握に関する基礎的研究を行った。1年目において,高濃度のテトラクロロエチレン(PCE)に長期間馴養した活性汚泥がPCEを減少させることを明らかとし,さらに、菌体除去後のろ液にもPCE減少活性を見出した。ろ液は熱処理や活性炭処理によってPCE減少活性が消失し,これは生物由来の有機物がPCE減少に関与すると考えられた。また,PCE減少に関与する物質は,限外ろ過による分子量分画から分子量3,000以下の物質であると考えられた。PCEの分解産物は各種GC(FID、MS、TCD等)やイオンクロマトなどでは検出できなかったことから,活性汚泥中のPCE減少活性物質の一つはPCEを分解するのではなく,界面活性剤のようにPCEの水への溶解度を高めるバイオサーファクタント様物質である可能性が考えられた。2,3年目において,バイオサーファクタント様物質の精製と構造解析を行った。活性汚泥培養液から得た無菌培養上清から,既知のバイオサーファクタントの精製方法で精製を試みたが精製できなかった。

逆相高速液体クロマトグラフィ(RP-HPLC)等による精製を経て,バイオサーファクタント様物質の精製を行った。バイオサーファクタント様物質の界面活性を原油を用いた油膜排除活性から調べたところ,RP-HPLC後の画分には,もとの培養上清の70%の活性が回収された。このRP-HPLC画分を用いて,バイオサーファクタント様物質のFT-IR,H-NMRで構造推定を行った結果,RP-HPLC後の画分は,アルキル基,エーテル結合を基本骨格とするポリオキシプロピルエーテル様物質の可能性が示唆された。新規バイオサーファクタントの構造決定と機能把握に関する基礎的研究を行った。テトラクロロエチレン(PCE)に長期間馴養した活性汚泥のろ液にPCE減少活性を見出した。ろ液中のPCE減少活性は,生物由来の有機物がPCE減少に関与すると考えられた。PCEの分解産物は各種クロマトグラフィなどでは検出できなかったことから,活性汚泥中のPCE減少活性物質の一つは界面活性剤のようにPCEの水への溶解度を高めるバイオサーファクタント様物質である可能性が考えられた。部分精製バイオサーファクタント様物質のFT-IR,H-NMRで構造推定を行った結果,本物質はポリオキシプロピルエーテル様物質の可能性が示唆された。今年度の計画は、新規バイオサーファクタントの構造決定と機能把握である。構造決定については、分画、精製して分子量3000以下のペプチド様物質であることまでは達成できたが、構造解析には至らなかった。その原因として、原材料である活性汚泥ろ液の供給が不十分であると考えられ、全体の系を大きくして大量のろ液を集める方法を検討している。機能把握の一つとして、シンクロトロン解析で、C-Cl結合を切断し、塩素原子が共有結合ではなくイオン状態として存在することが示唆された。したがって、おおむね順調であると判断した。バイオサーファクタント様物質の精製を継続し,その構造をNMRやMSを用いて決定する。得られた精製標品(部分精製標品も含め)を用いて,界面活性作用の特性評価(表面張力や限界ミセル化濃度の測定,異なる温度,pH,塩濃度における界面活性作用の測定など)を行う。また,テトラクロロエチレンの分解効果について検証する。生産量の改善についても,培養条件の検討(温度,基質(既知のバイオサーファクタントの培養には脂肪酸の添加が効果的と報告されている),通気量)を試みる。微生物工学最終的な構造決定に至るためには、試料を大量に供給できるように系を大きくした培養実験の構築が要となる。それ以外は、当初計画通りに、バイオサーファクタントによるテトラクロロエチレン類の乳化作用をゼータサイザーを用いて、特に温度の影響を検討する。また、表面張力低下作用を、油膜として原油を用い、既存の界面活性剤と比較しながら行う。予定していた学会発表を中止したため,旅費相当分が残金となった。予定していた学会発表を中止したため、旅費相当分が残金となった。消耗品費として使用する予定である。
空中権取引の課税理論と空中権取引を利用した租税回避防止策の研究

本年度は、空中権取引に係る国際課税上の問題として帰属主義の改正を踏まえたOECDモデル租税条約及びコメンタリーの恒久的施設概念の検討を行った。平成26年度改正では、外国法人に対する課税原則について従来の総合主義に基づく国内法を帰属主義に改めたことにともない、外国法人等の所得は恒久的施設帰属所得に該当するかどうかにより課税上の取扱いが大きく異なるものとされた。OECDモデル租税条約は、2017年に大幅に改正され、これに併せてコメンタリーも変更されたが、空中権取引から生ずる所得が二国間租税条約の締結において恒久的施設帰属所得に当たるかどうかはモデル租税条約第5条(恒久的施設、PE)並びにコメンタリーの解釈・運用の検討が重要となる。そこで、2017年改訂を反映したOECDモデル租税条約及びコメンタリーの第5条恒久的施設概念を考察し、その意義を明らかにした。この成果は(共訳)『OECDモデル租税条約2017年版(所得と財産に対するモデル租税条約)』として2019年に出版することができた。空中権は多義的であり、国際的な空中権の課税問題を考察するにあたり、その法的性質を明らかにすることは重要である。新興国のうちとりわけインドは、空中権が場所的な無形資産として定義されている。仮にインドのように空中権が無形資産と定義され、その空中権が国外関連者との間で取引されるときは、関連企業間の取引において、真の課税所得を決定する場合にどのような基準を採用すべきかが重要な問題となる。そこで、無形資産の国際取引の課税問題として2015年のアメリカ合衆国のAltera Co.v.Comm,145T.C.3の判例を手掛かりに移転価格税制における所得相応性基準及び費用分担契約の問題を中心に考察した。結論として、国際的な租税回避防止策の観点から適格費用分担契約の意義を明確化することが重要であると指摘した。本年度は国際課税の側面から、OECDモデル租税条約並びにコメンタリーの第5条「恒久的施設」の概念を中心に考察した。この検討作業は、空中権取引に係る所得が恒久的施設帰属所得に該当するかどうかにおいて有用であり、その成果は、(共訳)『OECDモデル租税条約2017年版(所得と財産に対するモデル租税条約)簡略版』として出版することができた。しかし、外国法人等が空中権取引を日本国内の事業体を通じて行った場合において、所得税法、法人税法、消費税法及び相続税法上どのように取り扱うべきかの問題については十分に検討できなかったため、この論点は、引き続き次年度に研究を進めることとした。空中権の機能を有する制度やその契約形態は多種多様であり、同じような経済的効果が得られる取引であっても、税負担が大きく異なるという問題が存する。実際、同様の機能を有する空中権の取引であるにもかかわらず、一方の取引についてのみ税負担が大きくなるという問題が生じている。これは、わが国の租税法上、いかなる取引が「資産の譲渡」とみなされるのかにつき、明確な判断基準が示されていないという点で重要な問題があるからである。そこで、最終年度は、空中権取引に係るわが国の租税法上の取扱いについて、その基準を明確化することを目的として、空中権の法的性質に着目し検討した上で、空中権取引の課税関係について明らかにする。また、次年度も学会や研究会で報告することを通じて学識者や実務家と議論し、本研究を深化させてその成果を論文として大学紀要や法律誌等に掲載する。本年度は、国際課税の側面から空中権取引の当事者であるステークホルダーに着目し、検討を行った。国外の事業体を通じて空中権取引を行った場合の課税関係を検討するにあたり、その事業体の経済活動を規律する準拠法をどのような判断基準に基づいて認定するのかが重要となる。この点について、事業体であるLPSが我が国の法人として納税義務者に当たるかどうかが問われた最判平成27年7月17日(民集69巻5号12あ53頁)では、我が国の法人としての属性である権利義務の主体となり得るかどうかがその判断基準であることを明示した。次に、信託を通じて空中権取引を行った場合の準拠法の適用問題について考察した。我が国の租税法では、信託の受益者は、信託財産に属する資産及び負債を有するものとみなされ、かつ、その収益及び費用も帰属するものとみなされる。その意味で、信託財産と信託受益権は重要な要素となる。信託における準拠法を決定する場合、原則として、信託における信託関係人の予測可能性を確保することが重要である。信託の基本的構造の観点からは、信託の債権法的側面と物権法的側面の双方を考慮する必要がある。そこで、空中権を信託財産と仮定した場合、信託財産の準拠法はどのように認定されるべきかについて考察した。信託の受益権に係る準拠法をどのように決定するのかに関し、1943年のアメリカ合衆国のW・Jones Trust事件判決を手掛かりに考察し、信託の受託者の事業所及び信託財産の所在地の要素が重要な意味を有することを明らかにした。その上で、空中権を信託財産とした場合も、この取扱いが参照されるべきことを指摘した。さらに、国内において空中権が信託財産とされた場合、受託者の租税債権者が空中権に対して強制執行することが可能かどうかにつき、最判平成28年3月29日(判時2310号39頁)を素材に検討を行った。

本年度は、国税庁税務大学校税務研究会、国際取引法学会金融税制部会及び関西大学租税法研究会並びに法務省租税判例研究会等において報告することを通じて、租税法研究者、財務省等(国税庁、税務大学校等の税務執行機関)の担当者、弁護士等多数の学識者からご指導ご助言を賜ることができた。また、本研究成果の一部は、法律誌及び大学紀要に掲載することができた。本年度は、空中権取引に係る国際課税上の問題として帰属主義の改正を踏まえたOECDモデル租税条約及びコメンタリーの恒久的施設概念の検討を行った。平成26年度改正では、外国法人に対する課税原則について従来の総合主義に基づく国内法を帰属主義に改めたことにともない、外国法人等の所得は恒久的施設帰属所得に該当するかどうかにより課税上の取扱いが大きく異なるものとされた。OECDモデル租税条約は、2017年に大幅に改正され、これに併せてコメンタリーも変更されたが、空中権取引から生ずる所得が二国間租税条約の締結において恒久的施設帰属所得に当たるかどうかはモデル租税条約第5条(恒久的施設、PE)並びにコメンタリーの解釈・運用の検討が重要となる。そこで、2017年改訂を反映したOECDモデル租税条約及びコメンタリーの第5条恒久的施設概念を考察し、その意義を明らかにした。この成果は(共訳)『OECDモデル租税条約2017年版(所得と財産に対するモデル租税条約)』として2019年に出版することができた。空中権は多義的であり、国際的な空中権の課税問題を考察するにあたり、その法的性質を明らかにすることは重要である。新興国のうちとりわけインドは、空中権が場所的な無形資産として定義されている。仮にインドのように空中権が無形資産と定義され、その空中権が国外関連者との間で取引されるときは、関連企業間の取引において、真の課税所得を決定する場合にどのような基準を採用すべきかが重要な問題となる。そこで、無形資産の国際取引の課税問題として2015年のアメリカ合衆国のAltera Co.v.Comm,145T.C.3の判例を手掛かりに移転価格税制における所得相応性基準及び費用分担契約の問題を中心に考察した。結論として、国際的な租税回避防止策の観点から適格費用分担契約の意義を明確化することが重要であると指摘した。本年度は国際課税の側面から、OECDモデル租税条約並びにコメンタリーの第5条「恒久的施設」の概念を中心に考察した。この検討作業は、空中権取引に係る所得が恒久的施設帰属所得に該当するかどうかにおいて有用であり、その成果は、(共訳)『OECDモデル租税条約2017年版(所得と財産に対するモデル租税条約)簡略版』として出版することができた。しかし、外国法人等が空中権取引を日本国内の事業体を通じて行った場合において、所得税法、法人税法、消費税法及び相続税法上どのように取り扱うべきかの問題については十分に検討できなかったため、この論点は、引き続き次年度に研究を進めることとした。本年度は、研究計画のうち国際課税の観点から、空中権取引のステークホルダーに着目し、研究を行った。次年度は、国内外における空中権の法制度及び空中権取引の課税理論を考察したい。研究にあたり、国内外の文献資料を収集し、その解読・分析を進め、我が国の空中権取引に係る課税問題を解明したい。本年度も定例の研究会や学会に参加し、本テーマについて学識者と意見交換を行い、議論を深化させたい。
双曲型結び目の例外的デーン手術とその配列に関する研究

3次元球面内の双曲型結び目に対して,非双曲的な3次元多様体を生成するデーン手術を例外的デーン手術とよぶ.例外的デーン手術は本質的に3種類あるが,そのうち,レンズ空間を生じるレンズ手術,本質的トーラスを生じるトロイダル手術の2種の手術に焦点を絞って研究を行い,3つの連続する整数トロイダル手術を許容する双曲型結び目の無限列の構成,レンズ手術の前後にトロイダル手術を許容する双曲型結び目の無限列の構成など,いくつかの成果を得た.3次元球面内の双曲型結び目に対して,非双曲的な3次元多様体を生成するデーン手術を例外的デーン手術とよぶ.例外的デーン手術は本質的に3種類あるが,そのうち,レンズ空間を生じるレンズ手術,本質的トーラスを生じるトロイダル手術の2種の手術に焦点を絞って研究を行い,3つの連続する整数トロイダル手術を許容する双曲型結び目の無限列の構成,レンズ手術の前後にトロイダル手術を許容する双曲型結び目の無限列の構成など,いくつかの成果を得た.双曲型結び目の例外的デーン手術は,レンズ空間を生むレンズ手術,本質的トーラスを含む多様体を生むトロイダル手術,ザイフェルト多様体を生むザイフェルト手術の3種類に分類される.本年度は,前者2つのタイプの例外的デーン手術に関する成果をあげた.1.トロイダル手術:双曲型結び目は高々3つのトロイダル手術をもつと予想されている.これまで3つのトロイダル手術を許容する双曲型結び目としては,8の字結び目と(-2,3,7)型プレッツェル結び目しか知られていなかった.本年度の研究において,そういう結び目の無限列を構成した.しかも3つのトロイダル手術が連続した整数に対応するという著しい性質を持っている.すでに論文として,国際学術雑誌に受理され,掲載予定である.2.レンズ手術:デーン手術の係数を固定したとき,そのデーン手術によって同相な多様体を生む無限個の結び目が存在することが,近年明らかになった.ただし,レンズ空間については,そのような現象は知られていない.実際,2つの結び目から同じデーン手術によって生じうる例があることが散発的に知られていたにすぎない.そこで,本年度の研究において,同相なレンズ空間を同じ係数のデーン手術で生成できるような結び目の組を無限個構成した.特に,各組を構成する結び目としては,トーラス結び目,サテライト結び目,双曲型結び目を自由に選ぶことができる.ただし,両者をサテライト結び目にすることだけはできず,それが不可能であることも証明した.現在,論文としてまとめている段階にある.双曲型結び目の例外的デーン手術は,レンズ空間を生むレンズ手術,本質的トーラスを含む3次元多様体を生むトロイダル手術,ザイフェルト多様体を生むザイフェルト手術の3種類に分類される.本年度は,前者2つのタイプの例外的デーン手術に関する成果をあげた.1.レンズ手術について10年以上前に,BoyerとZhangによって,双曲型結び目がレンズ手術をもつとき,その前後の手術のいずれかは本質的トーラスを含まない3次元多様体を生むであろうと予想されていた.本研究において,この予想への反例を与えた.すなわち,双曲型結び目であって,例外的整数手術として,レンズ手術の前後がともにトロイダル手術であるような例を無限個構成した.この成果は論文としてまとめ,すでにカナダ数学会の雑誌に受理されている.2.トロイダル手術についてトロイダル手術の結果,本質的トーラスを含む3次元多様体が生じるが,その多様体内において,本質的トーラスと手術ではりつけたソリッドトーラスのコアとの幾何的最小交点数をそのトロイダル手術のヒット数と定義する.ほとんどのトロイダル手術はヒット数2をもつが,Eudave-Munozによって,ヒット数4の例が発見されていた.その例は可逆な結び目であったが,本研究において,非可逆な双曲型結び目であって,ヒット数4のトロイダル手術を許容するものを無限個構成した.この成果は論文としてまとめ,すでに出版済みである.3次元球面内の双曲型結び目に対する例外的デーン手術は,生じる3次元多様体のクラスに従って,可約手術,レンズ手術,ザイフェルト手術,トロイダル手術の4種類に分類される.可約手術は起こりえないと予想されているが,ケーブル予想とよばれる難問である.残る3つの例外的デーン手術に対して,これまでの研究を発展させることを目的とした.本年度は,レンズ手術に関する研究を行った.レンズ手術を許容する結び目は,Bergeの結び目に限ると予想されているが,未解決である.最近,Bakerによって,Bergeの結び目は特殊な2つの族を除けば,minimally twisted five chain linkのデーン手術によって得られることが確認されている.そこでこの逆問題に取り組んだ.その結果,現時点では1つの制約のもとで,その絡み目からデーン手術によって得られ,かつ,レンズ手術を許容する結び目はBergeの結び目に限ることを証明できた.この成果は東京工業大学で開催されたワークショップの招待講演において発表した.Bergeの結び目は,代数的な議論に基づいて構成されたものであるが,本研究は,タングルに基づく幾何的な議論によっており,Bergeの結び目がなぜそのような形をしているのか,解明することに貢献したといえる.現時点で取り除けていない制約は自然な条件であり,その条件がレンズ手術にとって必然的であることを示すことが残された課題である.
20世紀前半のヴァイオリン演奏様式の包括的研究──野澤コレクションを活用して

本研究は、東京藝術大学附属図書館所蔵のSPレコード集成「クリストファ・N・野澤コレクション」を活用することにより、20世紀前半におけるヴァイオリン演奏様式の主な系譜とその変遷の輪郭を極力網羅的・実証的に明らかにすることを目的とする。同資料群はクリストファ・N・野澤氏の蒐集になる世界的に貴重なコレクションであり、とりわけヴァイオリン音源を豊富に含む点に特色がある。この中から可能な限り幅広い地域・師弟関係・時期等を網羅する音源を選定し、コンピューターによる音響解析を通じて、多様なパラメーターに即した演奏様式の比較研究を行う。同時に、演奏の受容とレコード文化の動態を考慮しつつ、社会文化史的観点から演奏様式変遷の背景について考察する。これにより、従来演奏家個人あるいは楽曲毎といった狭い範囲のみでなされてきた演奏研究に対し、包括的・客観的・体系的な研究モデルの確立を目指す。今年度は下記の項目に従って研究を進めた。1.レコードの整理と目録化「野澤コレクション」には未だ電子的な目録が存在しないため、研究上まず必要な作業として目録データベースの作成を開始した。2.音源デジタル化手法の研究と実施へ向けた準備演奏分析のためにはレコード音源をデジタル化する必要がある。このため、客観的な演奏分析のために最適化されたデジタル化の手法を検討し、必要な機器の選定・導入を進め、デジタル化の試行を進めた。3.レコード・コンサートの開催本研究においては、研究進捗状況を報告し、研究者、並びに音楽とレコード文化に関心を持つ一般市民にも本研究の意義を理解してもらうため、定期的にレコード・コンサートの開催を計画している。今年度は、研究計画の全体像の紹介及び進捗状況の報告として、演奏様式分析の要となる主要なヴァイオリニストとその系譜に即し、様式の差異や変遷を実際に耳で確かめる蓄音機コンサートを開催した。1.レコードの整理と目録化今年度は、「野澤コレクション」のうち1万枚程度に及ぶと推計されるヴァイオリン音源を含むレコードにつき、まずは現物の整理分類、ラベリング、盤面撮影、簡易リスト作成を進め、約5000枚につき完了した。このうち約4100枚については詳細データも入力済みである(ただし正確な録音年の調査は大部分未着手)。2.音源デジタル化手法の研究と実施へ向けた準備研究協力者であるオーディオ研究の専門家、新忠篤氏の助力を仰ぎながら、レコード音源のデジタル化の手法について検討を行った。この検討に基づき、電気録音時代のイコライジング・カーブも含め、各国・各時代のレコードの特性に応じて、レコードに記録された原音を最も忠実かつ自然に再現しうることを念頭に、最適なターンテーブル、電磁ピックアップ・カートリッジ、レコード針、オーディオ・インターフェース/フォノ・イコライザーを選定、導入した。そして、同氏の助言・指導の下、実際のデジタル化作業につき、試行を開始した。3.レコード・コンサートの開催本年度は、研究協力者であるヴァイオリニスト、澤和樹学長の協力の下、10月3日「第1回野澤コレクションでたどるヴァイオリン演奏の系譜」を開催し、学内外より64名の入場者があった(会場:音楽学部第6ホール、解説:澤和樹学長、司会:大角欣矢)。「パリ」「フレッシュ門下」「アウアー門下」「ハンガリー」という四つのキーワードを軸に、20世紀前半のヴァイオリン演奏の系譜を概観した。本研究を通じて野澤コレクションの整理が飛躍的に進んだことで、より幅広い選択肢の中からレコードを選定してプログラムを組むことが可能となった。以上のような理由で、本年度は研究が計画通りおおむね順調に進展したと判断した。1.レコードの整理と目録化の継続「野澤コレクション」SPレコード目録データベースの作成を継続し、レコード現物の整理分類、ラベリング、盤面撮影、簡易リストについては完了を目指す。平行して詳細データの入力も進める。しばしば特定が難しい録音時期については、下記項目「2.」で取り扱うレコードを優先して調査を開始する。2.演奏分析の試行本研究で取り扱う演奏様式の変遷において要となる主要なヴァイオリニストを選び、分析を試行する。今年度は、まずテストケースとして、シモン・ゴールドベルク(Szymon Goldberg、1909-1993)及び彼と関連の深いヴァイオリニスト数名を取り上げる。研究代表者の在籍する大学には、ゴールドベルク旧蔵の楽譜を所蔵する「シモン・ゴールドベルク文庫」がある。それら楽譜には、演奏方法等を指示したゴールドベルク自身の「書き込み」が多数見られるので、それらと実際の音源における演奏を比較しつつ分析することにより、演奏解釈に関する多くの示唆が得られる。それらの調査と平行して、ゴールドベルク及び彼と関連の深いヴァイオリニストの音源から得られたデジタルデータを音響解析ソフトSonic Visualiserにかけ、テンポ、音量、音色、並びにそれらの変化、さらに選択された細部における奏法などの比較分析を行い、同一楽曲を軸に他の奏者と比較検討する。その結果をフィードバックしつつより、分析方法を洗練させ、分析対象とするヴァイオリニストや楽曲を広げて行く。3.レコード・コンサートの開催実際にゴールドベルクの薫陶を受けたヴァイオリニストで研究協力者である澤和樹学長の解説、及び試行的な演奏分析の結果を踏まえ、研究者及び一般市民を対象として、本研究の成果を発表し、一般に還元するためにレコード・コンサートを開催する。

この中から可能な限り幅広い地域・師弟関係・時期等を網羅する音源を選定し、コンピューターによる音響解析を通じて、多様なパラメーターに即した演奏様式の比較研究を行う。同時に、演奏の受容とレコード文化の動態を考慮しつつ、社会文化史的観点から演奏様式変遷の背景について考察する。これにより、従来演奏家個人あるいは楽曲毎といった狭い範囲のみでなされてきた演奏研究に対し、包括的・客観的・体系的な研究モデルの確立を目指す。今年度は下記の項目に従って研究を進めた。1.レコードの整理と目録化「野澤コレクション」には未だ電子的な目録が存在しないため、研究上まず必要な作業として目録データベースの作成を開始した。2.音源デジタル化手法の研究と実施へ向けた準備演奏分析のためにはレコード音源をデジタル化する必要がある。このため、客観的な演奏分析のために最適化されたデジタル化の手法を検討し、必要な機器の選定・導入を進め、デジタル化の試行を進めた。3.レコード・コンサートの開催本研究においては、研究進捗状況を報告し、研究者、並びに音楽とレコード文化に関心を持つ一般市民にも本研究の意義を理解してもらうため、定期的にレコード・コンサートの開催を計画している。今年度は、研究計画の全体像の紹介及び進捗状況の報告として、演奏様式分析の要となる主要なヴァイオリニストとその系譜に即し、様式の差異や変遷を実際に耳で確かめる蓄音機コンサートを開催した。1.レコードの整理と目録化今年度は、「野澤コレクション」のうち1万枚程度に及ぶと推計されるヴァイオリン音源を含むレコードにつき、まずは現物の整理分類、ラベリング、盤面撮影、簡易リスト作成を進め、約5000枚につき完了した。このうち約4100枚については詳細データも入力済みである(ただし正確な録音年の調査は大部分未着手)。2.音源デジタル化手法の研究と実施へ向けた準備研究協力者であるオーディオ研究の専門家、新忠篤氏の助力を仰ぎながら、レコード音源のデジタル化の手法について検討を行った。この検討に基づき、電気録音時代のイコライジング・カーブも含め、各国・各時代のレコードの特性に応じて、レコードに記録された原音を最も忠実かつ自然に再現しうることを念頭に、最適なターンテーブル、電磁ピックアップ・カートリッジ、レコード針、オーディオ・インターフェース/フォノ・イコライザーを選定、導入した。そして、同氏の助言・指導の下、実際のデジタル化作業につき、試行を開始した。3.レコード・コンサートの開催本年度は、研究協力者であるヴァイオリニスト、澤和樹学長の協力の下、10月3日「第1回野澤コレクションでたどるヴァイオリン演奏の系譜」を開催し、学内外より64名の入場者があった(会場:音楽学部第6ホール、解説:澤和樹学長、司会:大角欣矢)。「パリ」「フレッシュ門下」
変異型α-tubulinが口腔癌のprogressionに果たす役割の解明

変異型α-tubulinがどのように口腔癌のprogressionに関係するかを解明するために、われわれは4種のヒト口腔扁平上皮癌細胞株KON、HO-1-N-1、KOSC、HSC(研究資源バンク提供)を用い、変異型α-tubulinとcell cyclinsおよび抗癌剤(cisplatin、5-FU、docetaxel)感受性との関連を調べた。さらに、口腔扁平上皮癌52例の生検組織を用い、腫瘍におけるKi-67やcyclin Bのlabeling index、アポトーシス、survivin発現、臨床病理組織学的所見との関連も検討した。免疫蛍光染色では、変異型α-tubulinはHO-1-N-1、HSCに較べKONやKOSCにおいて高発現した。KONやKOSCにおける変異型α-tubulinとcyclin Bとの二重染色の陽性率はcyclin Aやcyclin Dとの二重染色の陽性率より高かった。フローサイトメトリーの分析では、FITCにより染色されるα-tubulin陽性細胞の核DNA量が高かった。抗癌剤5-FUは変異型α-tubulinが高発現したKONおよびKOSCに対して明らかな抑制効果がなかった。その蛋白の発現と抗癌剤耐性との関連についてはさらにin vivo解析により検討する必要があると考えられている。癌の生検組織を調べたところ、変異型α-tubulinは異形成上皮および腫瘍の細胞核に発現し、正常の粘膜上皮にはほとんど発現しなかった。また、α-tubulin発現は腫瘍におけるKi-67やcyclin Blabeling indicesの高値、浸潤様式3-4および所属リンパ節転移と関連していることが認められた。以上の結果から、変異型α-tubulinの発現は細胞周期のG2/M期に集積し、口腔癌のprogressionに関与することが示唆された。変異型α-tubulinの発現と口腔癌のprogressionとの間にどのような関係があるかを究明するために、まず免疫組織化学にて正常粘膜、異形成上皮、52例の扁平上皮癌における変異型α-tubulinの発現レベルを検索した。それから、癌の増殖能、アポトーシス、臨床病理組織学的所見との関連、survivinとの関連、cell cycle関連蛋白であるcyclin A、cyclin B1、cyclin B2、cyclin Dとの相関を調べた。結果:1)正常粘膜、異形成上皮、52例の扁平上皮癌における変異型α-tubulinの陽性細胞比率は、それぞれ3-11%(mean±SD=4±2%)、19-57%(mean±SD=31±12%)、13-62%(mean±SD=29±14%)であった。正常粘膜に比べ、異形成上皮や癌におけるα-tubulinの発現が有意に高かった。2)癌の増殖能-ki-67の発現、アポトーシス、survivinとの関連では、変異型α-tubulinの高発現はki-67の高発現との関連が認められたが、アポトーシスや旨survivinとの関連が認められなかった。3)癌の臨床病理組織学的所見との関連では、α-tubulinの高発現は浸潤様式3-4型およびリンパ節との関連が認められたが、進展度や分化度との関連が認められなかった。結論:本年度、われわれは4種のヒト口腔癌細胞株、KON、HO-1-N-1、KOSC、HSC(細胞バンク提供)を用い、蛍光染色およびフローサイトメトリーにて変異型α-tubulinと細胞周期との関連を検討した。また、抗癌剤Cisplatin、5-FUおよびDocetaxelに対する感受性との関連も検討した。結果:1)各細胞株それぞれ1×10^6個細胞を100mmディシュに培養し、変異型α-tubulinの蛍光染色を行った。

KON、HO-1-N-1、KOSC、HSC細胞の陽性率はそれぞれ61%、28%、54%、31%であり、変異型α-tubulinはKONやKOSCにおいてHO-1-N-1やHSCに較べ高発現した。2)KONやKOSC細胞において変異型α-tubulinとcyclin蛋白の二重蛍光染色を行った。KONにおけるα-tubulinとcyclin A, cyclin B, cyclin Dとの二重染色の陽性率はそれぞれ21%、45%、17%であり、KOSCにおいては二重染色の陽性率はそれぞれ15%、38%、16%であった。3)フローサイトメトリーの分析では、FITCにより染色されるα-tubulin陽性細胞の核DNA量も高かった。この結果から、G2/M期の細胞が変異型α-tubulinを高発現していることが考えられた。5)48時間培養した4種株の細胞に100μM、10μMのCisplatin、5-FU、Docetaxelを投与し、24時間と48時間後の生存細胞数および核DNA量の分布パターンを解析した。5-FUは変異型α-tubulinが高発現したKONおよびKOSC細胞に対して明らかな抑制効果がなかった。結論:変異型α-tubulin発現がG2/M期に関係することが確認され、またこの蛋白の高発現は5-FUに対する癌細胞の耐性にも関わる可能性が示唆された。
下垂体特異的転写因子Pit-1に結合する新規蛋白の検索とその解析

加齢に伴う臨床症状は成長ホルモン(以下GH)分泌不全症と共通点が多い事から、GH/IGF-Iの分泌動態変化がその一因と考えられている。つまり、GH遺伝子の発現調節に重要な下垂体特異的転写因子Pit-1蛋白について深く知る事は、加齢現象のメカニズム解明と創薬への応用を図る上で重要であると考えられる。我々は、これまでPit-1がCBPとコンプレックスを形成し、GH遺伝子の転写を活性化するシグナルトランスデューサーとして機能することを明らかにしてきた。今回Yeast Two Hybrid法を用いて下垂体発現遺伝子をスクリーニングし、いくつかの候補遺伝子をクローニングした。Pit-1とコンプレックスを形成する因子としてAES(amino-terminal enhancer of split)を同定した。これは197個のアミノ酸からなるDrosophnaにおけるGroucho蛋白のmammalian homologであり、機能的に不明な点もあるが、Drosophilaの研究から転写因子に結合してコリプレッサーとして働くと考えられている。我々の検討では、このAES蛋白はPit-1の転写活性化ドメインに結合するため、これまで報告されていないPit-1の転写抑制に関与する因子である可能性が示唆された。これは197個のアミノ酸からなるDrosophilaにおけるGroucho蛋白のmammalian homologであり、機能的に不明な点もあるが、Drosophilaの研究から転写因子に結合してコンプレッサーとして働くと考えられている。
作物栽培のための土壌水分管理装置の開発と実用化に関する研究

圃場での節水栽培は作物反応に即した土壌水分制御にあり,実用的な節水型自動潅漑システムの開発が必要である。従来から自動潅漑システムの水分センサーとして圧力変換型テンシオメータが採用されていた。しかしながら,システムの上部に気泡が集積し,温度計のように反応して使用できなくなり,タイマー制御に移行した経過がある。この方法は時間で動作するので,曇天や降雨後でも土壌水分状態に関係なく圃場に水を供給して過剰潅漑の傾向にある。そこで,節水栽培のためには,土壌水分状態をセンサーでモニターしながら可動する実用的な土壌水分管理装置の開発が急務である。本研究では,あらゆる土壌に適応した土壌水分制御センサーとして,温度影響の少ない埋設型土壌感圧水分センサーを開発した。また,同時に8センサーを迅速で正確に校正できる装置を確立した。さらに,砂ベット栽培でサラナダを供試作物とし,タイマー制御による水管理と,土壌水分張力をある範囲に制御した水管理との間で生育収量を調査し,比較した。その結果,センサーで制御した水管理法は,労働力の軽減だけでなく,品質の高い野菜の,均質な成果品を生産でき,生育期間を短縮できるなどの経済効果もあることが明らかになった。また,土壌水分張力について種々の組み合わせ実験を行った結果,土壌水分張力の適切な範囲は,野菜の根群伸長良好範囲にあり,栽培上,適切な空気率と関係が深いことが示唆された。施設栽培現場において最も難しい技術として灌水技術がある。そこで、本研究は土壌水分を指標とした「土壌水分理管理システム」を2年間で構築しようとするものであり、以下の通り計画した。平成7年度の研究計画1。土壌水分センサーは多孔質セラミック式(圧力変換型)を使用し、センサーの高精度、長期使用の検討。2。土壌水分センサーの水分計校正装置の試作と試作装置の実用性の検討。研究の実績の概要1。土壌水分センサーは最近開発された埋没型の土壌感圧水分センサーを使用した。(埋没型土壌感圧水分センサー・技術レポート、日砂丘誌41(2):7479)平成7年度は、ラッキョウ栽培圃場において約50日間の現地実用実験を行った。その結果無灌水区のセンサーは吸引圧水頭で短期間ではあるが800cmを越える値を示しその後は降雨により吸引水頭10cmに回復した。以上の経緯から本土壌水分センサーは正確に作動したと理解している。本実験結果から砂丘地圃場においてもほぼ実用的な使用が可能であると判断した。2。埋没型の土壌水分センサーの出力値は電圧で値である、そのために土壌水分値に換算するための校正曲線を作る必要がある。又センサーの精度チェクを必要とするため、本年度は水分計校正装置の開発を行った。以上の1。2。の結果から、埋没型土壌感圧水分センサーの長期使用の問題とセンサーの校正装置と精度チェクが兼用出来る装置を試作開発した。本装置の特長は一つの装置で水分センサーの校正曲線の作成とセンサーの能力チェクが簡単に出来ることにある。長年に渡って経時的に土壌水分量を正確にしかもマトリックポテンシャルあるいは吸引圧水頭を圃場で直接測定する事が大変に困難であった問題が本センサーと、同センサーの校正装置の出現によりほぼ問題が解決できたと考えている。本研究の目的は土壌水分センサー「圧力変換型テンシオメータ」の開発と、そのセンサーを組み入れた自動潅漑装置の開発研究である。土壌水分センサーと自動潅漑装置の研究は当乾燥地研究センターの大型研究施設を利用して行いその結果、実用的な自動潅漑装置の開発に成功した。研究の成果は、日本砂丘学会誌第41巻第2号49-55、1994年「砂地圃場における土壌水分測定に及ぼす温度の影響と水分センサーの改良」と題して発表した。

自動潅漑装置の応用研究は農業の生産現場(年近郊農業者)で行いその研究結果は、日本砂丘学会誌「埋設型土壌感圧水分センサーを用いた土壌水分制御による砂ベット野菜栽培における生育収量の差異」に投稿中である。果野菜栽培における土壌水分状態の測定や制御に埋没型感圧水分センサーが有効である事を証明した。また、砂栽培によるサラダナ栽培の実証研究の結果から、感圧センサーによる自動潅漑装置が温度変動による影響もなく安定した水分維持が可能で、効果的な野菜生産に役立つことを実用的な面からも実証した。
社会性昆虫の階級分化と季節適応：母性効果の世代を超えた表現型多型の発生制御機構

社会性昆虫の階級分化は、外部環境要因と巣仲間同士の社会的相互作用で誘導される「表現型多型」の例である。一方、他の生物では、母親が経験した社会環境要因が「母性効果」として子の表現型に反映され、適応的な環境応答を可能にしている。社会性昆虫のハクウンボクハナフシアブラムシでは、親個体が季節や巣仲間密度を知覚し、母性効果を通じて子の表現型(階級/モルフ)を適応的にコントロールしている。本研究では、本種の表現型多型の誘導に関わる季節の合図やフェロモン/ホルモンのバイオアッセイ、成虫から胚へ「母性効果」で伝わる情報伝達物質の探索を通じて、本種の母性効果を介した階級分化と社会制御の実態を解明する。