hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
病原性原虫における含硫アミノ酸分解酵素の生理的役割と反応メカニズムの解明

赤痢アメーバ症は世界で最も深刻な感染症の一つである。私たちは赤痢アメーバ原虫に存在して人にはない酵素である「含硫アミノ酸分解酵素」に着目し、その反応機構、薬剤標的としての意味付け、および生理学的な重要性を明らかにすることを試みた。研究の結果、この酵素の反応機構を結晶構造レベルで詳細に解析することに成功した。また、私たちが薬剤候補と考えている化合物がどのように殺アメーバ作用を示すか明らかにした。本研究は新規抗アメーバ薬剤を開発する上で有用な情報をもたらすと期待される。赤痢アメーバ原虫は、含硫アミノ酸をαケト酸・チオール・アンモニア分解する酵素・メチオニンγ-リアーゼ(MGL)を持つ。本酵素はヒトには存在しないため、優れた創薬標的になると期待される。赤痢アメーバ原虫は基質特異性の異なる2種類のMGLを持つが、その生理学的役割はよく分かっていない。研究代表者らは抗アメーバ薬を開発するため、MGLの反応メカニズムを立体構造レベルで明らかにすべく研究を進めている。一昨年、研究代表者らはそのうちの一方の結晶化に成功した(解像度2.0Å)が、今年度、もう一方の結晶化(解像度1.8Å)に成功してその成果を発表した。現在、両者の基質特異性の違いを立体構造レベルで説明できるか、補酵素及び活性中心を詳細に比較している。また、反応メカニズムを詳細に理解するため、反応中間体の結晶化を試みたところ、MGLとメチオニンの複合体を、反応時間を変えて結晶化することに成功した。現在、その解析を進めている段階である。MGLの生理学的役割を明らかにするため、MGLに関連した代謝産物(基質や産物など)をメタボロミクスの手法で観察した。全ゲノム配列から、赤痢アメーバ原虫はピルビン酸や2-オキソ酪酸からATPを産生する経路があり、MGLはそこに2-オキソ酪酸を供給するために機能するという説があるが確認できなった。しかし、ピルビン酸はこの経路には流れないことから、MGL2が-オキソ酪酸を産生して間接的にATP合成に関与する可能性は否定できない。また、赤痢アメーバ原虫は、植物と異なり、メチオニンの分解で生じたチオールをS-メチルシステインに代謝しないことが判明した。無機硫黄からエネルギーを使ってシステインを合成する経路を持つ一方で、そのまま放出するのは無駄に見えるので、何らかの形で硫黄をリサイクルしていると考えられる。今後、これらの点をフラクソーム解析で明らかにする予定である。私たちは、含硫アミノ酸分解酵素メチオニンγ-リアーゼ(MGL)を標的とした抗アメーバ薬の研究を行っている。メチオニンの類似体であるトリフルオロメチオニン(TFM)はMGLによって分解されて殺アメーバ作用をもつことが分かっている。TFMはヒトでは代謝されにくいことから優れた薬剤になると期待される。TFMの有効性を上げるため、TFMを誘導体化して殺アメーバ作用を検討した。酵素学的性質や結晶構造から、TFMのカルボキシル基なら官能基の導入が可能であると判断し、そこに様々な官能基をつけた誘導体を作製して抗アメーバ作用を検討した。その結果、いくつかの化合物が既存の薬剤より優れた有効を示した。TFM誘導体の作用メカニズムを明らかにするため代謝過程を調べたところ、TFM誘導体はアメーバのプロテアーゼのはたらきでいったんTFMに変換されたのち毒性を示すと予想された。これらのことは今後の抗アメーバ薬の開発に役立つと考えられる。MGLは、酵素学的特異性が際立っているにもかかわらず、生理学的役割はよく分かっていない。それを明らかにするためMGLに関連した代謝産物をメタボロミクスの手法で観察した。赤痢アメーバ原虫は無機硫黄からエネルギーを使ってシステインを合成する経路を持つ一方で、MGLのはたらきで生じたチオールはそのまま体外へ排出されている。これはエネルギーの無駄に見えるので何らかの形で硫黄をリサイクルしていると考えられる。同位体標識されたメチオニンやセリンをアメーバに与えて代謝過程を詳細に解析したところ、メチオニンの分解で生じたチオールは、セリン由来の代謝産物と結合してS-メチルシステインになり、その量はシステイン欠乏下で増加することが判明した。今後S-メチルシステインがどのように代謝されるのか明らかにする予定である。含硫アミノ酸分解酵素メチオニンγ-リアーゼ(MGL)の反応メカニズムを理解するため、酵素・基質反応中間体を作成し、その構造を結晶レベルで明らかにすることを試みた。メチオニンの誘導体であるトリフルオロメチオニン(TFM)はMGLによって分解されて殺アメーバ作用をもつことが分かっている。始めにMGL-TFM反応中間体の作成を試みたが成功しなかった。しかしメチオニンとの反応中間体は複数作成でき、それらを並べると反応過程を約8種類に区分することができた。他の酵素と比較しても、反応過程をこれほど詳細に結晶レベルで観察できたのは初めてである。

TFMをリード化合物として薬剤開発を行う上で、TFM耐性のメカニズムを明らかすることは重要である。私たちは赤痢アメーバ原虫に微量のTFMを加えて培養を始め、その後段階的に濃度を上げてTFM耐性株を作出した。この株ではIC50が154倍に上昇した。TFM耐性株に対する既知の薬剤の感受性を調べたところ元の株と大差がないことが分かった。このことはTFMが既知の薬剤に対する耐性株(現在は明確な耐性株は見られないが薬剤が効きにくいケースは報告されている)に対しても有効であることを示している。TFM耐性株でMGLを調べるとほぼ完全に発現が抑制されていた。MGLは、多量のアミノ酸が培地から供給されるin vitro培養条件下では必須な酵素ではないが、酵素活性の特異性から生体内では重要な役割を担うと考えられる。したがって私たちは、TFM耐性は野外では簡単には出現しないと予想している。メチオニンがMGLによって分解されると、分解産物の一部はS・メチルシステインへと代謝される。メタボロミクスの結果から、その後の代謝産物と思われる候補分子を数種類発見した。構造で不明であるが、全く新規の代謝系につながる可能性をはらんでおり、今後もこの研究を続けたいと考えている。
平衡／非平衡状態における鉄－炭素－酸素系融体の表面反応及び表面振動挙動の解明

本研究では,平衡状態における鉄-酸素-炭素系融体の表面張力および気/液相の非平衡状態における酸素と炭素の吸脱着過程における表面張力挙動の解明を目的として,電磁浮遊技術を利用した液滴振動法による表面張力測定とCO-CO_2混合ガスによる気/液平衡法による溶鉄中の酸素と炭素の活量の同時制御を組み合わせることによって,高純度溶鉄,鉄-酸素系融体,鉄-炭素融体,鉄-炭素-酸素系融体の表面張力測定を行い,溶鉄に及ぼす酸素と炭素の影響解明を行った.さらにその知見を基に,溶鉄-ガス間反応中の酸素と炭素の吸脱着に伴う表面張力の経時変化の解明を行った.その結果,高純度溶鉄の表面張力は,文献値よりも融点近傍での値が大きく,温度係数の絶対値が大きな測定が結果を得られた.これは高純度鉄試料の使用やマグネシウム脱酸炉を用いたガスの精製などによって,不純物成分が溶鉄の表面張力に及ぼす影響を回避し,より高純度状態での表面張力測定が実現された結果である.また,溶鉄の表面張力に対して,酸素は強い表面活性成分として働き,表面張力を著しく低下させるが,炭素は表面張力に対して,影響を及ぼさないことを明らかにした.また,溶鉄中に炭素と酸素が同時に存在する場合は,酸素活量は炭素濃度依存性を持つため,同じ酸素濃度の場合,表面張力の炭素濃度依存性が現れることを明らかにした.気相のCO活量を変化させて,溶鉄を浸炭および脱炭させたとき,溶鉄の表面張力が一旦急激に変化したのちに平衡値に収束する経時変化挙動を世界で初めて測定した.これは浸炭および脱炭の素反応過程に伴う溶鉄表面での炭素と酸素の吸脱着反応によって生じたと考えられる.これらの研究成果は,高温融体の界面物理化学の発展に寄与し,また,融体が関与する様々な材料プロセスにおけるマランゴニ対流の数値解析シミュレーションに有用であるため,工学的にも大変重要な成果である.本研究では,平衡状態における鉄-酸素-炭素系融体の表面張力および気/液相の非平衡状態における酸素と炭素の吸脱着過程における表面張力挙動の解明を目的として,電磁浮遊技術を利用した液滴振動法による表面張力測定とCO-CO_2混合ガスによる気/液平衡法による溶鉄中の酸素と炭素の活量の同時制御を組み合わせることによって,高純度溶鉄,鉄-酸素系融体,鉄-炭素融体,鉄-炭素-酸素系融体の表面張力測定を行い,溶鉄に及ぼす酸素と炭素の影響解明を行った.さらにその知見を基に,溶鉄-ガス間反応中の酸素と炭素の吸脱着に伴う表面張力の経時変化の解明を行った.その結果,高純度溶鉄の表面張力は,文献値よりも融点近傍での値が大きく,温度係数の絶対値が大きな測定が結果を得られた.これは高純度鉄試料の使用やマグネシウム脱酸炉を用いたガスの精製などによって,不純物成分が溶鉄の表面張力に及ぼす影響を回避し,より高純度状態での表面張力測定が実現された結果である.また,溶鉄の表面張力に対して,酸素は強い表面活性成分として働き,表面張力を著しく低下させるが,炭素は表面張力に対して,影響を及ぼさないことを明らかにした.また,溶鉄中に炭素と酸素が同時に存在する場合は,酸素活量は炭素濃度依存性を持つため,同じ酸素濃度の場合,表面張力の炭素濃度依存性が現れることを明らかにした.気相のCO活量を変化させて,溶鉄を浸炭および脱炭させたとき,溶鉄の表面張力が一旦急激に変化したのちに平衡値に収束する経時変化挙動を世界で初めて測定した.これは浸炭および脱炭の素反応過程に伴う溶鉄表面での炭素と酸素の吸脱着反応によって生じたと考えられる.これらの研究成果は,高温融体の界面物理化学の発展に寄与し,また,融体が関与する様々な材料プロセスにおけるマランゴニ対流の数値解析シミュレーションに有用であるため,工学的にも大変重要な成果である.
mRNA結合タンパク質による細胞統御のメカニズム

細胞形態や細胞周期を制御する<細胞統御>シグナルとmRNA結合タンパク質の関わりを、分裂酵母モデル生物を用いて解析を行なった。mRNA結合タンパク質Nrd1を同定し、Nrd1がMyosin mRNAと結合し、安定化することにより、細胞周期調節に関わることを見出した。また、高等生物のERK相同因子Pmk1が、Nrd1を細胞周期依存的にリン酸化制御することにより、細胞運命の調節に関わることを見出した。さらに、Nrd1がリン酸化依存的にストレス顆粒に移行すること、ストレス顆粒形成はストレス応答のみならず、抗がん剤抵抗性を調節するという生理的意義を見出した。細胞がどのようにして細胞内外のシグナルに応答し、細胞統御システムを介して、「非対称性」や「多様な細胞機能」を獲得するのか、に関するRNA段階での遺伝子発現制御プログラムに関る分子機構やシグナル伝達経路の詳細は不明であった。申請者は、高等生物と極めて近い細胞内シグナル伝達経路を有し、細胞形態・極性や細胞周期などの普遍的な生命現象の解明に優れた真核細胞モデル生物である分裂酵母を用いた遺伝学的スクリーニングにより、哺乳動物の増殖・癌化に関与するMAPキナーゼと相同な経路である分裂酵母のPmk1経路、低分子量Gタンパク質RhoAのホモログであるRho1/Rho2などのシグナル伝達分子を世界に先駆けて発見し、細胞形態や細胞極性、細胞質分裂といった<細胞統御>機構に重要な役割を果たすことを報告してきた(Nature 1999,Mol.Biol.Cell 2006,2007,2010)。さらに、独自の遺伝学的スクリーニングにより、細胞統御シグナルに関わるmRNA結合タンパク質群を同定し、"RNAを介するMAPKシグナルフィードバック制御"、“MAPKシグナル依存的なミオシンRNAを介する細胞周期の制御"など、画期的なメカニズムを提唱してきた(Nature 2003,Mol.Biol.Cell 2006,2007,2009,2010)。また、同定したmRNA結合タンパク質が、シグナル依存的に「RNA顆粒」に局在し、標的mRNAの制御に関わることも明らかにしている細胞形態や細胞周期を制御する<細胞統御>シグナルとmRNA結合タンパク質の関わりを、分裂酵母モデル生物を用いて解析を行なった。本研究は、細胞統御に関わるmRNA結合タンパク質の標的分子の同定と標的分子の機能解析、ならびにシグナル伝達経路によるmRNA結合タンパク質の制御機構を明らかにすることで、mRNA結合タンパク質による細胞統御の分子メカニズム、ならびにシグナル伝達経路とRNA制御プログラムのクロストーク機構の解明を目的とするものである。本年度は分裂酵母の細胞質分裂に必須の役割をするミオシンessential light chainをコードするcdc4 mRNAとRRMタイプRNA結合タンパク質であるNrd1の関係を発見した。Nrd1の過剰発現はcdc4変異体の温度感受性と細胞質分裂異常を回復する。このメカニズムとして、Nrd1はCdc4 mRNAと結合し、mBNAを安定化することにより、cdc4変異体の細胞質分裂異常を回復することを証明した。しかも、この結合にはCdc4 mRNAのcoding配列内に存在するUCUUの繰り返し配列が重要であることも明らかとした。さらに、分裂酵母のERKホモログであるPmk1 MAPキナーゼがNrd1をリン酸化することにより、Nrd1とmRNAの結合を負に制御することを明らかにした。これらの結果と合致する所見として、Pmk1 KOはCdc4 mRNAを安定化し、cdc4変異体の温度感受性を回復する。しかも、Pmk1 MAPキナーゼの活性化は細胞周期特異的であり、Nrd1のリン酸化状態もPmk1 MAPキナーゼの活性化に呼応する時期に生じた。さらに、Nrd1のリン酸化がピークとなる時期にCdc4 mRNAの発現レベルは最も低下することが明らかとなった。これらの結果は、細胞質分裂を制御する鍵となるミオシンmRNAがMAPキナーゼによるmRNA結合タンパク質のリン酸化調節により制御されるという世界で初めての発見であり、mRNA結合タンパク質の新たな生理機能の解明に加えて、mRNA結合タンパク質とシグナル伝達経路とのクロストーク機構を提唱するものであり、RNA制御プログラムの解明に貢献する重要な知見である。研究代表者は、減数分裂の制御因子として報告されていたRRMタイプのmRNA結合タンパク質であるNrd1を独自の分子遺伝学的手法により同定し、その標的mRNAとして、細胞周期の鍵となるessential myosin light chainであるCdc4 mRNAを発見した。さらに、Nrd1がERKホモログであるPmk1MAPキナーゼの細胞周期依存的な活性化に伴い、リン酸化制御を受けることにより、Cdc4 mRNAの安定性の調節を介して細胞周期を制御することを明らかにした。

Nrd1は、分化と細胞周期という二つの細胞運命決定に関与する初めてのmRNA結合タンパク質であり、ERKホモログであるPmk1MAPKのmRNA結合タンパク質を介するRNA制御プログラムの分子基盤の解明に貢献する重要な知見である。また、本研究を遂行する過程で、キャピラリー電気泳動を活用することで、RNA結合タンパク質と標的RNAの結合を迅速かつ定量的に測定できるシステムを確立し、特許出願を行った。さらに、MAPキナーゼのネガティブレギュレーターを発見し、独自に発見したMAPキナーゼ依存的なRNA結合タンパク質を介する遺伝子発現を、ルシフェラーゼを用いたレポーター構築を作製することで、生体内でMAPKシグナルをリアルタイムにモニタリングできるシステムを開発した。これらの成果はMol. Biol. Cellを始めとする欧文科学誌に発表するとともに、複数の特許申請により、その成果を公表した。以上にように、本研究は順調に進展し、当初の目的を達成することができた。本研究は、細胞統御に関わるmRNA結合タンパク質の標的分子の同定と標的分子の機能解析、ならびにシグナル伝達経路によるmRNA結合タンパク質の制御機構を明らかにすることで、mRNA結合タンパク質による細胞統御の分子メカニズム、ならびにシグナル伝達経路とRNA制御プログラムのクロストーク機構の解明を目的とするものである。本年度は現在までに代表者が発見したmRNA結合タンパク質であるRnc1と、その標的mRNAであるMAPキナーゼホスファターゼPmp1 mRNA間の相互作用をモデルとして、mRNA結合蛋白質とmRNAの結合を、迅速かつ定量的に測定、解析する方法を開発し、特許出願を行うとともに、これらの成果を論文発表した。さらに、MAPキナーゼの標的mRNAとして、細胞表面タンパク質であるEcm33を同定し、細胞統御シグナルのキープレーヤーであるPmk1MAPKが、mRNA結合タンパク質のリン酸化と機能制御に関わるという自らの成果に立脚し、mRNA発現を指標としたレポーターを用いて、MAPKの活性をリアルタイム、かつ定量的に測定する方法を開発し、特許出願を行った。この方法を活用することで、細胞増殖、癌化シグナルを制御するmRNA結合タンパク質の解析のみならず、抗癌剤の開発等にも貢献できると考えられる。また、現在までに研究代表者が同定したmRNA結合タンパク質Nrd1がMAPKによるリン酸化依存的にmRNA結合能力が制御されるという自らの研究成果に着目し、Nrd1がリン酸化依存的にRNA顆粒に局在することを見出した。また、Nrd1過剰発現はRNA顆粒の形成を誘導することも明らかにした。これらの成果を活用することで、mRNA結合タンパク質の新たな生理機能の解明に加えて、mRNA結合タンパク質とシグナル伝達経路、RNA顆粒とのクロストークメカニズム、ならびにRNA制御プログラムの解明に貢献できると考えられる。
不確定環境におけるファジィVaR基準に基づく収益・リスク評価モデルの構築

本プロジェクトの計画通り、昨年度私は研究のトピックに取り組んできた。ファジー不確実性の環境で二段多目標単位のコミットメントの最適化unitcommitment optimization(UCP)というモデルを確立した。そして、以前の方法と比べて、システムコストを減らし、サプライ信頼度を改善できるという結果を得て,これで研究の主な目標は達成した。私が提案したモデルは投資者に総体的な単位コミットメントシステムの査定する方法を提供するにとどまらず、良い不確実な環境におけるリスクを扱うことができる。本研究のイノベーションは以下のように三点ある:先ずは今までの研究と違って、この二段多目標単位のコミットメントの最適化モデルは本研究分野に初めて提案される;次はポートフォリオ選択戦略とファジー集合論に基づいて、システムサプライ信頼度を測るために、新たなリスク測定方法が開発されている;最後は独創的なソリューションアルゴリズムが最適解(Pareto-front)を見つけるために提案されている。昨年私の研究プロセスは以下のように要約することができる。文献レビュー:本プロジェクトの初めに、私は数多くの文献を勉強し、現実的なUCPに存在する問題と現在の研究状況を把握した。数学的なモデルの確立:ファジーバリュー・アット・リスク(Value-at-Risk VaR)とファジー信頼性理論を基づき、私はパワーシステムが正常なオペレーション時の最大停電時間maximal blackout time during successful operation(MBT)という新たなリスク測定方法を開発した。今後の期間に実在な発電量は固定されているときにサプライシステムの最大停電時間を測ることができる。そして、24時間の不確かな負荷予測により、MBTが適用する二段多目標UCPモデルを確立した。第1ステージには不正確な電力負荷の間隔データを決定する。第二ステージには単位コミットメントのスケジュールの最適化を追求して、当時に電力供給の信頼性の最大化と総発電コストを最小化させて、最適解を見つけられる。解法の開発:前の研究に粒子群最適化アルゴリズムを改善するにいくつかのテクニックを開発した。たとえばローカルコンバージェンス対策、多目的メタヒューリスティック解法、バイナリ方法、と二段プログラミングなど。本研究におけてこのようなテクニックと粒子群最適化アルゴリズムを組み合わせて、ハイブリッドメタヒューリスティックアルゴリズム(hybrid meta-heuristi calgorithm)が開発された。試験:本研究は、いくつかのテスト・システムでテストされており、その中には1-40火力発電というのがある。私のモデルとソリューションの有効性は、従来の研究との比較で証明されている。実験結果は、我々のモデルとアルゴリズムは非常に有用かつ有望であることを示している。上記の結果に基づいて、私は、各段階での結果を発表した。2012年8月の国際会議で発表し、更に2013年1月に学術誌に掲載された。また、上記の結果、私の博士論文は、この一部に基づいて完成した。本ポロジェクトの計画通り、昨年度私は研究のトピックに取り組んできた。今のところ、当初計画通り、達成されている。今年度、私は他のファジー集合論に基づくのリターンとリスク評価モデルの開発に注力していきたい。これが継続的に現在のモデルと解法を向上させることができる、またいくつかの他の管理技術の問題を解決するために使用することができる。そして、二段の方法は、異なる最適化問題におけて、最近話題のバイレベルプログラミングに変更することができる。私は有用なデータを取得してから、いくつかの現実アプリケーションへに昨年度の結果を適用し、検討していく。私は今年度興味深い結果と結論を得ることができると信じている。
マラリア原虫新型変異株のCS遺伝子変異に関する研究

(1)CS抗原遺伝子のTcellエピトープ領域の変異ベトナム・インドネシアから得た熱帯熱マラリア野生分離株29株を用いて、CS抗原遺伝子のTh2RとTh3Rの二つT cellエピトープを含むC末端領域の変異を調査した。ベトナムからは、種々の点突然変異を示す13株が見いだされた。すべてTh2RとTh3Rに限定した非同義語置換変異であり、いずれもこれまでに報告されていない新型アレルであった。(2)SERA遺伝子の多型と地理的分布世界各地から採集した熱帯熱マラリア原虫の68野生分離株を用いてSERA遺伝子ExonIIの遺伝子多型を調査した。SERA遺伝子多型は、ExonIIの後半部塩基配列により、HB3型、K1型、T9-96型の3つに大別されているが、68株の解析によりHB3型では2つの変異型、K1型では12の変異型が見出された。T9-96型はすべて変異型であり、他の二つに比べて分布は少ないものと考えられた。地理的な分布では、(1)東南アジア諸国(ベトナム、タイ、インドネシア、ミヤンマー)から得た32株では、K1型が18例、HB3型が9例見いだされた他、T9-96型の変異型がベトナムから5例検出された。(2)ソロモン諸島の5株はHB3型が4例、がT9-102型1例であった。(3)タンザニア、ナイジエリア、ガボン、ギニアビサウから得られた20株では、T9-96型の変異型2株の他、すべてK1/Camp型の変異型であった。(4)ブラジルから得られた11株はすべてSerine repeat数が最も多く(54個)、同一のHB3型の変異型であった。K1型およびその変異型は旧世界の各流行地に広く分布し、HB3型とその変異型は東南アジア諸国とソロモン初等に局在的に分布していることが示された。一方、新世界であるブラジルのロンドニアには特有な安定したHB3型の変異型が分布していると思われる。
第二次世界大戦中北海道への朝鮮・韓国人強制連行・強制労働の研究

本研究課題の中心は、鉱礦山への朝鮮人強制連行強制労働の解明である。しかし刊行連料は少なくかなり厖大な史料蒐集を必要とする。鉱山は、住友鴻之舞鉱山の文献原史料蒐集・分析を基本的に終り4本の論文にまとめた。炭礦は北炭万字炭礦・日曹天塩炭礦・三菱夕張炭礦等の史料蒐集は本補助金によって始めた。蒐集原史料が厖大なためマイクロフィルムカメラ購入により行うことにしていたが、製造元亊情で4カ月納入遅れとなり、本研究者の日程調整の都合もあり、撮影は11月開始となった。本研究の基礎は、連行人数の明確化である。しかし整備された名簿は、ほとんど残存していない。上記炭礦中万字炭礦の鉱夫名簿が、未整理のまま1万数千人分保存されている。これを約80%撮影終った段階で本年度本補助金を費消し切った。残鉱夫名簿をはじめ撮影予定原史料の4分の3が未撮影である。撮影史料の基礎整理を同時進行させ(約2割完了)、これを2次、3次整理を行い、人数・出身地・年令・前職・来山年月日・退山年月日・退山理由・死亡・逃亡等の数量的分析を行い、論文にまとめる。現在までに基礎整理したものから、亊業場によって強制連行強制労働の実態に相違がみられることが判明しつつある。例えば、鴻之舞鉱山は目標人数を達成するまで連行していないが、炭礦では一定人数集まると逐次連行しており、前者は稼働後あまり職種変更を行っていないが、後者は度々行っており、契約期間延長は後者が厳しく強制しているといったことである。次年度研究費調達目途がつき次第、残りの原史料撮影を行い、募集方法、連行実態、労働実態等を分析、論文にまとめる。
免疫システムにおけるmRNAの翻訳制御機構の解明

本研究は,これまでの転写制御(mRNA産生の制御)と比較して未知の領域である,免疫システムにおけるmRNAの転写後制御機構(mRNAの局在,分解,翻訳)を解明することを目的としている。特に,近年,申請者らが免疫応答におけるmRNA制御に関わることを見出したRNA分解酵素Regnase-1,RNAヘリカーゼUPF1および蛋白質合成装置ribosomeに着目し,それらの制御因子を通じて免疫システムにおける新たなmRNAの翻訳制御機構の解明を試みる。
腫瘍が分泌するLOXはLuminal型乳癌の骨転移予見バイオマーカーになり得る

本研究では,乳癌細胞が分泌する酵素であるLysyl Oxidase(LOX)が骨転移形成に果たす役割,またLOX阻害薬を用いることで骨転移を制御できるかどうかを検証する.具体的には,乳癌骨転移マウスモデルを作成し,LOX阻害剤の有効性を骨転移成立前,成立後の双方で検証する.加えて,ヒト乳癌患者検体におけるLOX発現と骨転移との相関性の有無を明らかにするとともに,LOX陽性患者における骨転移形成メカニズムに関与する遺伝子群を同定する.以上より乳癌骨転移の予見マーカー,或いは治療戦略としてのLOXの有効性を検証し,乳癌治療ストラテジーの一助となることを目的とする.本研究では,乳癌細胞が分泌する酵素であるLysyl Oxidase(LOX)が骨転移形成に果たす役割,またLOX阻害薬を用いることで骨転移を制御できるかどうかを検証する.具体的には,乳癌骨転移マウスモデルを作成し,LOX阻害剤の有効性を骨転移成立前,成立後の双方で検証する.加えて,ヒト乳癌患者検体におけるLOX発現と骨転移との相関性の有無を明らかにするとともに,LOX陽性患者における骨転移形成メカニズムに関与する遺伝子群を同定する.以上より乳癌骨転移の予見マーカー,或いは治療戦略としてのLOXの有効性を検証し,乳癌治療ストラテジーの一助となることを目的とする.
地域における糖尿病保健指導のためのエンパワーメント測定尺度開発の基礎的研究

糖尿病に関する生活改善のために必要となる自己管理能力の測定用具として、糖尿病自己管理エンパワーメント尺度(DSMES)の開発を目的に本研究を行った。その結果、尺度項目として3因子36項目が選定された。この尺度における3因子の累積寄与率は、57.7%であった。また、下位尺度間相関では3つの下位尺度は互いに有意な正の相関を示した。各下位尺度のα係数は、いずれも0.9以上の高い信頼性を示した。エンパワーメント、保健行動、内発的動機づけ、セルフケア、セルフエフィカシー等に関する国内外の文献の中から、DES、D-FISQ、DMSESなどの先行開発されている尺度から、個人における糖尿病の自己管理能力を測定するための尺度項目を収集した。また、平成15年度から科研費の交付を受け実施した、糖尿病療養者のエンパワーメントに関する質的調査で抽出された最終コード、サブカテゴリー、カテゴリーを、先述した尺度項目と合わせて検討した。糖尿病の自己管理能力に関わる側面として、知識、生活・療養技術、判断・決断力、調整・改善のための行動力を想定し、60項目から構成されるエンパワーメント尺度原案を作成した。エンパワーメント尺度原案の尺度項目が適切に作成されているかどうかを検討するために地域看護学、尺度開発などの専門家にグループインタビューによる意見聴取を行った。グループインタビューにあたっては、本研究の目的と研究計画の概要、尺度項目抽出の手順等を示した資料及びエンパワーメント尺度原案の各尺度項目の妥当性を「妥当である」から「妥当でない」までの4段階で回答する質問紙を配布し、30分ほどの説明後、ディスカッションの形態で意見聴取を行った。聴取された意見は、セルフエフィカシーとエンパワーメントの概念整理が不十分、地域間ご活動における保健指導の対象として、糖尿病療養者を想定しているのか高血糖の者を想定しているのか、調理をする頻度は性別で違うと思うが両者を対象として考えているのか、等の質問・意見を聴取した。聴取した意見を基に、20年度はさらに概念整理を進め、対象に即した質問項目や表現の修正を加え、プレ調査及び本調査を進める予定である。平成19年度に実施した先行研究検討や、平成15年度から受けた科研費による質的研究結果の再吟味に加えて、エンパワーメント尺度項目を糖尿病の自己管理能力に関わる側面として、知識、生活・療養技術、判断・決断力、調整・改善のための行動力の60項目から構成されるエンパワーメント尺度原案をエンパワーメント、保健行動、内発的動機づけ、セルフケア、セルフエフィカシー等に関する国内外の文献の中から、DES、D-FISQ、DMSESなどの先行開発されている尺度から、個人における糖尿病の自己管理能力を測定するための尺度項目を収集した。さらに本尺度の妥当性検討のため、他の基準として関連性を検討しうる既存尺度の検討を行った。また、尺度案を地域で保健指導を行う保健師に実践者の立場から尺度項目への意見聴取を行った。聴取された意見は、実際に保健指導を行う際に具体的な指導が結びつけて考えやすい項目設定が必要ではないか、また、尺度の適応対象として、糖尿病療養者を想定しているのか高血糖の者を想定しているのか、調理をする頻度は性別で違うと思うが両者を対象として考えているのか、等の質問・意見を聴取した。20年度は、特定健診・特定保健指導が開始され、当初予定の健診の主管部所が変更され、新な健診・指導体制が確定しがたい事情が市町村にあり、本調査に至れなかった。21年度は本調査及びデータ解析を進めていく。平成19年度に実施した先行研究検討や、平成15年度から受けた科研費による質的研究結果の再吟味に加えて、エンパワーメント尺度項目を糖尿病の自己管理能力に関わる側面として、知識、生活・療養技術、判断・決断力、調整・改善のための行動力の60項目から構成されるエンパワーメント尺度原案をエンパワーメント、保健行動、内発的動機づけ、セルフケア、セルフエフィカシー等に関する国内外の文献の中から、DES、D-FISQ、DMSESなどの先行開発されている尺度から、個人における糖尿病の自己管理能力を測定するための尺度項目を収集し作成した尺度案について、地域で保健指導を行う保健師に実践者の立場から聴取した意見をもとに、修正を加えたテスト版エンパワーメント尺度を、市町が行う健康診断の受診者を対象に信頼性調査を行った。本来本調査予定であった20年度は、健診制度の変更(老人保健法による基本健康診査から健康増進法に基づく特定健康診断へ)のため、調査協力機関における担当部署が変更になるなど、制度変更への対応が繁忙であったため、平成21年度に本調査を実施した。

そのため当初計画に一部変更を加え、尺度の信頼性(クロンバックα等)の検討に加えて、データ提供の同意が得られた対象者から健康診断時の糖尿病関連データに限ってデータ提供を受け、外部基準との検討による妥当性について一部検討を行うこととした。市町の同意を得た上で、平成21年度健康診断を受けた2,465名を対象に郵送により質問紙を送付し、986名から回答を得た。回答者中約7割のものから健診データの提供についての同意を得られた。
不整形地盤上の都市震災の波及に関する日中共同研究

本研究では,不整形地盤,地形の増幅効果に対する不整形性の度合と入射波の周波数成分及び入射波の方向と入射角に対する依存性を検討するために,上海市余山区域の3カ所(山頂,中腹,すそ野)において地震観測を開始した。また補助的手段として常時微動の観測を平成2年7月10日から16日にかけて行い,これらのデータを時間領域と周波数領域で解析を行った。その結果,軟弱層の厚さに比例して振幅が増大し,且つ卓越周期が長くなる事を確認した。入射波の周波数成分及び入射波の方向と入射角に対する依存性の検討については,強震観測を始めたばかりの為地震記録が得られず,この地域では行っていない。但し,豊橋技術科学大学及び他の中国の地震観測システムで得られた地震記録を収集し,不整形地盤・地形の地震波入射による応答解析手法の開発及びその手法を用いて任意の形状あるいは軸対象の3次元盆地型の不整形地盤の数値解析を行った。これらの解析結果から以下の結論が得られている。a)全盆地にわたって振動のピークが現れる共振周波数は盆地の局部深さとは関係せずに同じである。b)共振周波数に応じる振幅分布は盆地中心部で最大値に達し,盆地の値部にかけて減少していく。c)共振周波数は2つのパラメーターに依存している。つまり,盆地中心部の深さを層深さとする半無限体の表面の一様水平地盤の共振周波数と盆地の形状比(盆地中心部深さと盆地半幅との比)である。また,外的要因(地震波の入射角度,盆地と周囲地盤のインピーダンス比など)の影響が小さい。この結論から盆地の基本共振周波数の経験式を提案した。d)盆地の増幅効果は地震波の入射角度に余り影響されず盆地の形状比と盆地と周辺地盤のインピーダンス比に依存する。この結論から盆地中心部の最大増幅ファクターの経験式を提案した。また,上海市余山区域の観測地点周辺の地盤の弾性波速度,土質,標準貫入試験等を平成2年10月から12月にかけて行った。観測地点の土質特性から,観測地周辺の1次元および2次元の解析モデルを作成し,地下構造・地形を反映した応答解析を行い,実測された記録より得られた結果とを比較して以下のような結論が得られている。a)丘綾地の傾斜部において1次元と2次元の伝達関数の卓越周波数に差異がみられた。b)実測結果と理論解析結果の比較では,沖積底地において伝達関数の良好な一致がみられた。更に,上記のモデルを利用し,代表的な不整形地盤・地形の増幅効果を解析した上で,不整形地盤・地形における構造物の設計用入力地震動の評価手法を提案した。都市震災の波及を評価するモデルを構築するために,上海市に関するデータを集めるために現地調査を行った。日中両国の過去の震災例を基にして確率論的リスク評価手法によってシステム分析を行い,モデルを構築した。また,住宅施設の街壊で生した火災による道路遮断の影響を考慮し,道路ネットワーク機能障害評価モデルを提案し,上海市を例にして時系列的な道路の機能障害を評価した。その結果,道路周辺地域の耐震性が道路機能を保持する為に重要である事が判明した。更に,道路ネットワークを利用した避難モデルを作成した。このモデルを上海市を例にして時系列的な避難状態を解析した結果,都市構造(人口密度,空地面積及び空地配地等)が大きな影響を与える事がわかった。また,上海市の震災危険度は東京都と比較して低いことが判明した。以上の共同研究成果から本研究では,さらに地震観測と不整形地盤・地形に於ける地震動増幅効果を評価する解析モデルの改善を行い,今までの解析結果を検討した上で地震工学に応用できる解析手法,解析モデルの開発及び不整形地盤・地形の増幅効果の評価手法を提案すること,及び定量的な震災危険度評価を与える階層別震災評価モデル及び避難救援期に於ける避難経路の選定や救援活動に的確な交通経路を与える道路機能障害評価システムモデルを提案し,発災期から避難救援期に至るまでの震災波及の定量的評価を行うことを計画している。

つまり,盆地中心部の深さを層深さとする半無限体の表面の一様水平地盤の共振周波数と盆地の形状比(盆地中心部深さと盆地半幅との比)である。また,外的要因(地震波の入射角度,盆地と周囲地盤のインピーダンス比など)の影響が小さい。この結論から盆地の基本共振周波数の経験式を提案した。d)盆地の増幅効果は地震波の入射角度に余り影響されず盆地の形状比と盆地と周辺地盤のインピーダンス比に依存する。この結論から盆地中心部の最大増幅ファクターの経験式を提案した。また,上海市余山区域の観測地点周辺の地盤の弾性波速度,土質,標準貫入試験等を平成2年10月から12月にかけて行った。観測地点の土質特性から,観測地周辺の1次元および2次元の解析モデルを作成し,地下構造・地形を反映した応答解析を行い,実測された記録より得られた結果とを比較して以下のような結論が得られている。a)丘綾地の傾斜部において1次元と2次元の伝達関数の卓越周波数に差異がみられた。b)実測結果と理論解析結果の比較では,沖積底地において伝達関数の良好な一致がみられた。更に,上記のモデルを利用し,代表的な不整形地盤・地形の増幅効果を解析した上で,不整形地盤・地形における構造物の設計用入力地震動の評価手法を提案した。都市震災の波及を評価するモデルを構築するために,上海市に関するデータを集めるために現地調査を行った。日中両国の過去の震災例を基にして確率論的リスク評価手法によってシステム分析を行い,モデルを構築した。また,住宅施設の街壊で生した火災による道路遮断の影響を考慮し,道路ネットワーク機能障害評価モデルを提案し,上海市を例にして時系列的な道路の機能障害を評価した。その結果,道路周辺地域の耐震性が道路機能を保持する為に重要である事が判明した。更に,道路ネットワークを利用した避難モデルを作成した。このモデルを上海市を例にして時系列的な避難状態を解析した結果,都市構造(人口密度,空地面積及び空地配地等)が大きな影響を与える事がわかった。また,上海市の震災危険度は東京都と比較して低いことが判明した。以上の共同研究成果から本研究では,さらに地震観測と不整形地盤・地形に於ける地震動増幅効果を評価する解析モデルの改善を行い,今までの解析結果を検討した上で地震工学に応用できる解析手法,解析モデルの開発及び不整形地盤・地形の増幅効果の評価手法を提案すること,及び定量的な震災危険度評価を与える階層別震災評価モデル及び避難救援期に於ける避難経路の選定や救援活動に的確な交通経路を与える道路機能障害評価システムモデルを提案し,発災期から避難救援期に至るまでの震災波及の定量的評価を行うことを計画している。1.研究実績の概要(1).上海市余山区域の3カ所(山頂、中腹、すそ野)において地震観測を開始した。また補助的手段として常時微動の観測を平成2年7月10日から16日にかけて行い、これらのデ-タを時間領域と周波数領域で解析を行った。その結果、軟弱層の厚さに比例して振幅が増大し、且つ卓越周期が長くなる事を確認した。(2).上海市余山区域の観測地点周辺の地盤の弾性波速度、土質、標準貫入試験等を平成2年10月から12月にかけて行った。得られた資料から解析モデルを作り地震波入射による不整形地盤・地形の応答解析を行った。(3).道路ネットワ-クの機能障害についてシステム分析を行い、評価モデルを提案した。この評価モデルに火災による道路遮断の影響を考慮し、上海市を例にして時系列的な道路の機能障害を評価した。
肝疾患の非侵襲病理診断を可能とするマルチスケール生体物性モデルの構築

正常、肝炎、脂肪肝、NASHモデルのラットの肝臓を中心として多様な生体組織を複数帯域の超音波を用いて計測し、各々の取得データから異なる空間スケールで散乱特性と音響特性を解析し、それらを二次元の物性マトリクスとして計算機上に再現可能とした。脳やリンパ節を含め、同一生体を光やMRIなどでも計測および評価し、異種モダリティ間での情報統合についても検討した。音響特性解析については、生体から摘出した臓器などを計測する機構を大幅に変更するとともに、信号取得時のノイズの低減や解析時の精度向上などに関する新技術を併せて提案している。本研究は、肝臓の疾患を対象として、全く新しい「非観血での定量的な質的病理診断」を実現することを最終目標としている。特に本課題においては、現在の病理診断でも実現できていない「病態と生体組織の物理的変性との関係を明確にすること」を第一の目的とし、その成果を用いて「各種疾患の早期発見と質的評価の定量診断指標となる総合的生体物性モデルを創出」することを第二の目的としている。初年度である平成27年度には、超音波・MRIおよび機械式材料試験機を用いて、各種病態のマウス・ラット肝臓についての物理特性と病変組織の性状との関係をミクロマクロ領域で、かつ広い時間スケールで階層的に理解するためのシステム構築と基礎検討を行った。具体的には、時間および空間分解能について高精度な計測が必須であるため、「超音波スキャンシステムの改良」と「MRエラストグラフィ(MRE)の改良」を行うとともに、「超音波エラストグラフィ(USE)システムおよび機械式材料試験機における肝臓の弾性特性計測」を実施した。申請者が構築してきた汎用超音波スキャンシステムおよび超音波顕微鏡の構成機器と、12 bitでのデータ取集を可能とするディジタルオシロスコープやファンクションジェネレータなどの新規購入物品とを組み合わせ、数百Hzから1 GHzまで対応可能な高帯域・高精度汎用超生体計測システムを構築した。同システムと複数の超音波振動子とを組み合わせて、5 MHz500 MHzの超広帯域超音波を用いて、生体内部・摘出後・薄切後の様々な状態で生体音響特性計測を可能とした。初年度は、自作ファントムおよび複数のマウスを用いて各振動子におけるエコーデータ収集系の安定性と精度を検証した。また、これまでに提案してきた多数の組織性状診断アルゴリズムを取得データに適用し、現状のシステムにおける各アルゴリズムおよび生体音響物性を含む診断パラメータの周波数特性についての基礎検討を行った。同時に、超音波計測に使用したのと同じ試料について、レオメータを用いての粘弾性解析を実施した。肝臓試料については、生存するマウスの体内にある状態における弾性をUSEで解析し、その後に摘出肝臓に対して超音波計測と粘弾性解析を行っているため、生体内、摘出後、薄切後の複数の状態における音響特性と機械特性が解析可能となっている。これらの成果は、IEEE International Ultrasonic Symposiumや日本音響学会学術集会を初めとする複数の学会で発表し、併せて複数の学術誌に論文投稿している。また、自作のMREシステムに専用の加振用機器を新規導入し、加振周波数を変化させながらMREデータを取得することを可能にした。現在はファントムによるキャリブレーションを進めている。前年度に引き続き、マウス・ラット肝臓の観測・計測および物性データ・病理データの蓄積を行った。多数蓄積された肝臓の物性計測結果と病理学的データをそれぞれ比較することで、各組織の音響特性を中心に固有特性を評価した。音響特性については、主に中心周波数が80-100 MHzと250 MHzの超音波を用いての顕微解析を行っており、細胞核、線維、脂肪などの音速と音響インピーダンスを個別に解析可能な精度を得ている。この結果の中で、単純性脂肪肝とNASH(脂肪沈着と線維化が混在した非アルコール性脂肪性肝炎)との間に音響的性質の相違があることを確認している。また、生体組織の機械的粘弾性をレオメータを用いて解析しており、その結果と超音波による横波音速計測の結果とを併せて評価した。数学的モデルを介して両者の関係性を確認した結果、各肝臓の弾性特性と炎症、線維症の程度および脂肪肝の程度についての高い相関性を確認している。これらの結果と生体組織の三次元構造との関係を連携させるために、中心周波数が5-25 MHzの超音波を用いて観察した同一肝臓のエコーデータを用いて、各性状にある肝臓の散乱特性評価も行っており、ミクロからマクロの広い空間スケールで同一の肝臓を観察し、それらから導き出される各組織の物理特性と構造とをリンクさせることを可能としている。散乱特性の評価法は既存技術が多数あるが、本研究では複数の異なる音響特性を有する組織が混在している状況に対応可能となるような手法に発展させている。肝臓を中心として、各種疾患に罹患した動物モデルを用いた検討を行っているが、モデル作成が安定化しており、所望の疾患について異なる進行度のモデルを対象とした検討が実機できている。また、本研究用に自作している複数の計測システムについても精度が向上しており、信号解析法の改良と併せて、より高分解能での組織性状評価が可能となっている。研究遂行に際して、代表者・分担者のみでなく、博士後期課程学生や他研究機関の研究者とも連携し、論文化を含めた多数の成果を得ている。本研究では、肝臓を主な対象として、非観血で定量的に生体組織の性状を評価可能な技術を実現することを最終目的とし、病態と生体組織の物理的変性の関係を複数の物性値で表現するマルチスケール物性モデルを構築した。

平成29年度においては、前年度に引き続き、正常、肝炎・肝硬変、脂肪肝、NASHのマウスおよびラットの肝臓を中心として超高周波超音波により音速と音響インピーダンスを評価し、レオメータで粘弾性を評価した。また、数MHz数十MHz帯の超音波を用いて臓器全体を包括的に計測し、複数の信号解析法を用いて散乱特性の評価も行った。これらの物理特性と音響特性を計算機上で融合し、音波伝搬シミュレーションおよび音波散乱シミュレーションを行うことで、各評価技術を検証するとともに、各物性と散乱特性との関連性について検討を行った。なお、信号解析法およびシミュレーション法も本研究で新規に提案しているものを多く含んでおり、生体音響物性解析の評価可能領域の拡張、音響インピーダンス解析の三次元化、解析分解能を考慮した計算機物性モデルの提案、エコー信号振幅包絡特性解析モデルなどを提案するとともに、薄切生体試料の形状と音響特性解析精度の関係性の検証などを行っている。また、対象をヒト皮膚やリンパ節などに拡張して同様の検討を行っており、各々について特徴的な性質を評価可能であるという結果を得ており、各要素技術の確立と共に多種組織の他疾患についての臨床応用展開を想定している。正常、肝炎、脂肪肝、NASHモデルのラットの肝臓を中心として多様な生体組織を複数帯域の超音波を用いて計測し、各々の取得データから異なる空間スケールで散乱特性と音響特性を解析し、それらを二次元の物性マトリクスとして計算機上に再現可能とした。脳やリンパ節を含め、同一生体を光やMRIなどでも計測および評価し、異種モダリティ間での情報統合についても検討した。音響特性解析については、生体から摘出した臓器などを計測する機構を大幅に変更するとともに、信号取得時のノイズの低減や解析時の精度向上などに関する新技術を併せて提案している。前年度に引き続き、マウス・ラット肝臓の観測・計測および物性データ・病理データの蓄積を行う。多数蓄積された肝臓の物性計測結果と病理学的データをそれぞれ比較し、三次元のマルチスケール生体物性モデルを構築する。超音波計測においては、最も物性計測の精度が高いのが500 MHzの超音波での計測結果となる。以降、250 MHz、100 MHzと続き、最低が3 MHzとなる。三次元マルチスケール生体物性モデルは、同一生体の同一箇所における低精度での計測結果から高精度での計測結果を階層的に積み上げることで実現される。このとき、各々の周波数によって観察可能な生体組織サイズが異なることに加え、単一組織または構造を有する組織を段階的に計測していることから、各組織固有の、さらには構造単位での周波数依存性を知ることができる。また、超音波計測の結果から作成したモデルに対し、各スケール(モデルの解像度・精度)に対応した異なる計測法での物性算出結果と病理学的・形態学的所見を組み込むことで、総合的な生体物性モデルを構築する。このような、三次元の生体物性情報をピラミッド型に積み上げた最終的な三次元のマルチスケール生体物性モデルを、音速、減衰、音響インピーダンスおよび粘性率、弾性率について作成する。
代数群上の保型形式をめぐって:数論的不変量と保型L関数

代数群上の保型形式に対して、いくつかの不変量が対応する。これらの不変量およびそれらの間の相互関係は、保型形式の内在的構造を調べるのに極めて有用である。本研究では、特別な場合(荒川リフト)にこれらのあいだの相互関係を調べた。この結果を用いて、ある群上の保型形式について、不変量の関係に関する予想を提出した。また、Borcherd積と呼ばれる保型形式が、極めて強い対称性(積対称性)をもつことを示した。また、2次ジーゲル保型形式でBorcherd積になるものについてくわしい考察を行い、特にその重みや指標について結果を得た。B.Heim氏(マックスプランク研究所)との共同研究において、次のような結果を得た。第一に、符号(2,m)の直交群上の保型形式のうち、Maass関係式を満たすものは、加法的ヘッケ対称性を満たすものと一致することを示した。このような結果は、すでにHeim氏によって別の証明法でm=3の場合(2次ジーゲルモジュラー形式に対応する場合)に示されていたものを一般化したものである。第二に、符号(2,2)の直交群上のジーゲル・テータ級数が加法的ヘッケ対称性を満たすことを示した。第三に、第二の結果の応用として、弱正則楕円モジュラー形式からBorcherdsによって構成されたヒルベルト保型形式(Borcherds積)が乗法的ヘッケ対称性を満たすことを示した。第四に、Borcherds積の因子として現れるHirzebruch-Zagier因子へのヘッケ作用を研究し、応用として、Borcherds積へのヘッケ作用が弱正則楕円モジュラー形式へのヘッケ作用とcompatibleであることを示した。これは、Borcherdsが未解決問題としてあげていたものの部分的解決である。ジーゲル・テータ級数やBorcherd積は、無限次元リー環の理論や数理物理学と密接に関連している。我々の発見した新しい対称性がこれらの理論においてどのような意味を持つかは極めて興味深く、今後の発展が期待される。ジーゲル・テータ級数やBorcherds積に関する上記の結果を一般の符号(2,m)の直交群の場合に一般化することは重要な問題であり、今後の課題である。1.昨年度に引き続き、Heim氏(オマーン・ドイツ工科大学)との共同研究において、直交群上の保型形式の中で、その因子がHeegner因子の整1次結合になるという際だった特色をもつBorcherdsリフトについて研究を行った。とりわけ、2次Siegel保型形式の場合のBorcherdsリフトについて詳しく調べ、次の結果を得た。(1)2次Siegel保型形式の場合のBorcherdsリフトの重みについての必要条件を得た。(2)Borcherdsリフトを上半平面の2個の積に制限して得られるWitt作用素の像について、ある特徴付けを得た。(3)60以下の重みの2次Siegel保型形式のうち、Borcherdsリフトになるものを完全に分類した。これらの結果を得るとき、平成20年度に研究したBorcherdsリフトのもつ乗法的対称性が決定的役割を果たす。Borcherdsリフトについての今後の最も重要な課題は、乗法的対称性を満たす直交群上の保型形式Borcherdsリフトになるかという逆問題を考察することである。2.成田氏(熊本大)との共同研究において、SL(2)と定符号四元数環の乗法群の積上の保型形式から2次四元数ユニタリ群上の保型形式へのテータリフト(荒川リフト)について、そのフーリエ係数が元の保型形式の周期として表されることを示し、さらに、それが保型L関数の特殊値として表されることを証明した。荒川リフトのPetersson内積を研究することによって、荒川リフトがBoecherer予想の類似を満たすことを示すことが今後の課題である。1.符号が(2,m)の直交群上の保型形式で、その因子がHeegner因子になっているものをBorcherdsリフトという。Borcherdsリフトは、input dataとよばれる弱正則1変数保型形式fのフーリエ係数を用いて無限積として表される。また、fの正規化されたテータリフトに関連して構成することもできる。研究代表者は、Heim氏との共同研究において、Borcherdsリフトがある種の対称性(積対称性)を持つことを示した。すなわち、Borcherdsリフトに、SL(2)の直交群への二つの埋め込みから定まるHecke型の作用素を作用させると、絶対値1の複素数の積を除いて一致することが解析的手法によって証明することができる。今年度は、Heim氏との共同研究において、直交群上の保型形式が積対称性を持つときBorcherdsリフトになるかという逆問題を考察し、部分的に肯定的な解決をみた。

すなわち、正則保型形式が積対称性に加えて、フーリエ・ヤコビ展開に関するある正則性条件を満たすならば、Borcherdsリフトになることを示した。この結果は、現在論文を準備中である。2. 2次四元数ユニタリ群上の保型形式の理論を成田宏秋氏と研究した。特に荒川リフトのフーリエ展開について研究し、知られている他の群上の保型形式の場合と類似の公式を得た。すなわち、1変数保型形式fと正定値四元数環上の保型形式f'に対応する荒川リフトのフーリエ係数の平方がfとf'のL関数の特殊値を用いて表されることを示した。この公式は、2次四元数ユニタリ群上の保型形式のフーリエ係数に関するBoecherer型予想に関係する。この結果は、現在投稿中である。