hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
グルコセレブロシダーゼ偽遺伝子の発現に関する研究

グルコセレブロシダーゼ(GC)はリソソーム膜に弱く結合している酵素で、その遺伝的欠損症として、ゴ-シェ病が知られている。患者細胞について、いくつかの変異が見つかっているが、表現型/臨床症状の多様性と遺伝子変異との間には相関は乏しく、GCの構造遺伝子の変異のみでは、疾患の原因を解明することが出来ないと考えられている。ゴ-シェ病では、マクロファージなどに糖脂質が蓄積することから、骨髄系細胞株HL-60におけるGC遺伝子発現に関して、共同研究を行った過程で、従来、偽遺伝子と報告されていたものが発現していること、さらに、その転写産物は30kDaの蛋白質を産生し得ることをウサギ網状赤血球系で証明し、報告してきた。本研究はこの偽遺伝子発現の生理的意味について手掛かりを得ることを目的とするものである。先ず、これまで報告した細胞株だけでなく、胎盤や骨髄のようなヒトの正常組織でも偽遺伝子が発現していることを観察した。この発現量が正常細胞と疾患細胞で大きな差があるのかどうかが問題である。検出は通常のPCR法によっているので、患者細胞を含めて定量的解析を行い、比較することが次の課題となった。両遺伝子配列の高い相同性から、偽遺伝産物に特異的な抗体を得ることは望めず、PCR法を(半)定量的に利用する方法を検討中である。次に、われわれがクローニングしたGC遺伝子は、正常型も偽遺伝子型も共に、3′-非翻訳領域に従来報告されているヒト肝癌や線維芽細胞の遺伝子に較べ、540550残基と長い配列を持っている。最近、この3′-非翻訳領域に転写調節機能がある場合が見つかっている。この領域に特異的なプライマーを作成し、PCR法により調べたところ、いくつかのゴ-シェ疾患者細胞のcDNAにこの配列が見つかった。より多くの患者細胞について系統的に調べると共に、このような長い配列を持つGC遺伝子と持たない遺伝子について転写/翻訳効率が異なるか否かを調べることは、最も興味がある点であり、現在進行中である。また、大量発現系(GST融合ベクターなど)を用いて、偽遺伝子蛋白を数十mgオーダー調整し、正常GCへの直接作用、抗体との反応性などについても検討する予定である。GCのリソソームへの選別輸送機構は依然、不明のままである。リソソームの可溶性酵素は高マンノース型糖鎖が燐酸化されることによってマンノース6-燐酸(M6P)が生成する。このM6Pが特異的受容体によって認識されることが、リソソームへの選別の分子的基礎となっている。また、ある種のリソソーム膜蛋白はTyrを含むペプチドが認識のシグナルとなっている。しかし、GCはこれらいづれの機構にも依らないので、第三の選別機構があることが予想されてきた。GCは合成の場であるERを出た後に、膜結合型になることが知られている。HcpG2細胞から裸の膜標品を調整し、結合に必要な構造について調べた。リガンドは発現ベクター(pBS・SK^+、KS^+)に組み換えたGCから各種制限酵素で欠失したプラスミドを系統的に構築し、転写、翻訳して作成した。翻訳の際、^<35>S-Metを共存させ、標識リガンドとした。特異的結合はpH4.5-5.0で観察された。各種リガンドの内、特異的結合を示したのは、全長のGCのみであった。これは、結合には、4次構造の形成が必要であることを示唆するものであり、一部のペプチド配列のみの関与を否定するものでもあった。また、全長GC・DNAを酵母2ハイブリド系を用いれば、結合蛋白質のクローニングと同定が可能であることを示すものでもあり、Ginns博士との共同研究が進行中である。結合蛋白が同定されれば、選別輸送機構の解明につながるだけでなく、ゴ-シェ病の病因に関しても新しい展開が期待される。

最近、この3′-非翻訳領域に転写調節機能がある場合が見つかっている。この領域に特異的なプライマーを作成し、PCR法により調べたところ、いくつかのゴ-シェ疾患者細胞のcDNAにこの配列が見つかった。より多くの患者細胞について系統的に調べると共に、このような長い配列を持つGC遺伝子と持たない遺伝子について転写/翻訳効率が異なるか否かを調べることは、最も興味がある点であり、現在進行中である。また、大量発現系(GST融合ベクターなど)を用いて、偽遺伝子蛋白を数十mgオーダー調整し、正常GCへの直接作用、抗体との反応性などについても検討する予定である。GCのリソソームへの選別輸送機構は依然、不明のままである。リソソームの可溶性酵素は高マンノース型糖鎖が燐酸化されることによってマンノース6-燐酸(M6P)が生成する。このM6Pが特異的受容体によって認識されることが、リソソームへの選別の分子的基礎となっている。また、ある種のリソソーム膜蛋白はTyrを含むペプチドが認識のシグナルとなっている。しかし、GCはこれらいづれの機構にも依らないので、第三の選別機構があることが予想されてきた。GCは合成の場であるERを出た後に、膜結合型になることが知られている。HcpG2細胞から裸の膜標品を調整し、結合に必要な構造について調べた。リガンドは発現ベクター(pBS・SK^+、KS^+)に組み換えたGCから各種制限酵素で欠失したプラスミドを系統的に構築し、転写、翻訳して作成した。翻訳の際、^<35>S-Metを共存させ、標識リガンドとした。特異的結合はpH4.5-5.0で観察された。各種リガンドの内、特異的結合を示したのは、全長のGCのみであった。これは、結合には、4次構造の形成が必要であることを示唆するものであり、一部のペプチド配列のみの関与を否定するものでもあった。また、全長GC・DNAを酵母2ハイブリド系を用いれば、結合蛋白質のクローニングと同定が可能であることを示すものでもあり、Ginns博士との共同研究が進行中である。結合蛋白が同定されれば、選別輸送機構の解明につながるだけでなく、ゴ-シェ病の病因に関しても新しい展開が期待される。リソソーム酵素グルコセレブロシダーゼ(GC)の遺伝的欠損症にゴ-シェ病がある。患者細胞でいくつかの異変が見つかっているが、臨床的多様性と遺伝子変異の間には相関性がなく、構造遺伝子の変異のみでは説明出来ないままである。骨髄系細胞株において、従来、偽遺伝子と言われていたものが発現していること、また、in vitroで30kDa蛋白質を産生することを報告してきた。本研究では、この偽遺伝子発現の生理的意味に関する手掛かりを得ることを目的とする。まず、偽遺伝子が細胞株以外でもヒトの胎盤や骨髄のような正常組織でも発現していることを確認した。患者細胞を含めて、定量的解析が今後の課題である。先に、われわれがクローニングしたGC遺伝子は、正常型も偽遺伝子型も共に3'非翻訳領域に従来のものより長い配列を持っている。最近、このような領域に調節機能がある場合が報告されており、PCR法で調べた所、いくつかの患者細胞で見つかった。このような長い配列を持つGC遺伝子と持たないものについて、転写/翻訳効率が異なるか否かに関し、検討中である。GCのリソソームへの選別輸送機構は依然不明である。GCは生合成途中で膜結合性になる。
有声リハーサル及び無声リハーサルから捉えるリスニング力の解明

本研究は、リスニングおける再生割合を対象に、有声リハーサルと無声リハーサルとの比較から再生割合についての調査を行った。結果は、無声リハーサルの場合は、有声リハーサルよりも短文発話課題において有意に再生割合が高かった。一方で数唱課題においては両リハーサルにおける明確な差違は見られなかった。これらから言語情報を含む領域固有の課題に対して無声リハーサルが有効に機能することが明らかになった。本研究で示されたリハーサル手法の差違を示すことは、聴き手のみならず指導に携わる者へのフィードバック効果も予想され、音韻処理を補う言語処理方法の一つとして、今後の発展と応用が期待される。本研究は、機能画像研究及び臨床研究の成果を概観し、言語音のリハーサルとの関わりを探るものである。大脳皮質領域の中でも、運動前野がこれまで言語リハーサルと強い関わりがあることが指摘されてきた。しかし、近年の臨床研究から主としてヒト以外の霊長類を対象とした知見と、ヒトとの関わりが解明されつつある。とりわけマカークサルを対象とした研究成果を基に、ヒトへの応用が進められている。霊長類による研究成果をヒトに応用できる知見として、聴覚と運動前野を含む運動であるリハーサルは、構音運動に即したあご及び周辺の動き、構音リズムが関連していることへの共通理解がなされている。そのような中、Graud & Poeppel (2012)は、聴覚野は多様な周波に対応して異なる経路を利用していることを明らかにしている。音響波として1-8Hzでは聴覚野と上側頭回・中側頭回の経路によることが挙げられる。またブローカ野とウェルニッケ野を結ぶ経路、及びブローカ野と上側頭溝ではガンマー波による連絡では25-35Hz(ガンマー波)が用いられていることが示されている。上記の指摘を踏まえ、発話における音の周波数の違いが音韻認知に影響することが考えられる。また音素レベルの音韻認知の場合と音韻表出では、運動前野にて80%にわたり重複が見られる。そこで音韻情報を有声にリハーサルする場合と、無声にてリハーサルする場合の違いを考察することにした。本年度の研究実績は、リハーサルに関わる基礎的な資料収集及び分析を行ったことである。リハーサルに関しては認知心理学的な知見、さらには神経科学的な知見の両方を視野に入れて研究を進めている。第一に認知心理学的な知見から、音韻情報の保持にリハーサルが寄与することが示されている。構音抑制課題を用いた研究から、構音抑制が強いほど、記憶保持への干渉が起こり記憶の減衰が進むことが示されている。あるいは音韻の長さを調査した研究から、音節が長い語彙よりも短い音節の語彙の方が記憶に留まりやすいことが示されている。これらより、リハーサルを伴うことが音韻保持の保持に貢献することは異論の余地のない認知心理学の常識といえるだろう。次に神経科学的なアプローチに基づくリハーサル研究を概観する。神経科学的による知見は、fMRIやEEGなどの脳機能画像法の進歩のもとで、認知神経科学をはじめとした学際的な研究領域となり、そこから得られた脳地図的な知見がリハーサル研究に大きく影響を与えている。具体的には音韻認知とリハーサルのいずれの活動でも大脳皮質領域で重複が見られること、またリハーサルを体性感覚野との関わりから捉えることで包括的なリハーサルの枠組みを捉えることができることが新たに明らかになってきている。上記に示した内容を踏まえて、認知心理学的知見においても、また神経科学的知見のいずれにおいても、リハーサルを無声及び有声に区別を用いずに単一の活動と捉えており、有声であるのか、あるいは無声であるのかを区別して行われた研究はほとんどない。そこで構音のあり方に注目し、有声リハーサルと無声リハーサルの2つを加えることにした。本研究課題は、有声リハーサル及び無声リハーサルから捉えるリスニング力の解明である。これまでヒトに近似した霊長類の知見を基にして、ヒトに見られる脳内活動の影響を捉えられてきた。そしてヒトを対象にした研究では脳内に損傷を負った部位を対象にした症例研究及び失語症研究から、音声リハーサルでは小脳、ブローカ野、ウェルニッケ野、運動前野を利用した音声処理が行われていることへの共通理解が得られている。そのような背景の下で、新たに音響波の周波数の違いと音韻処理の経路との関わりを探った研究から聴覚野と上側頭回・中側頭回について1-8Hz,及びウェルニッケ野とブローカ野を結ぶ経路、ブローカ野と上側頭溝では25-35Hz(γ波)とそれぞれ異なることがGraud & Poeppel (2012)によって報告されている。この神経科学的知見は、これまで音声処理のリハーサルの音声経路及び処理する音韻情報の違いに影響を与えるデータとなり得る。

大脳皮質領域における血流の活性度合いは、同一課題を処理する場合に習熟度が高いほど省力化が見られることが共通認識として理解されている。この知見に基づきリスニングに随伴するリハーサルにおいて、より認知負荷が小さくなるほど処理効率が上がることが期待できる。本研究は、リスニングおける再生割合を対象に、有声リハーサルと無声リハーサルとの比較から再生割合についての調査を行った。結果は、無声リハーサルの場合は、有声リハーサルよりも短文発話課題において有意に再生割合が高かった。一方で数唱課題においては両リハーサルにおける明確な統計的差違は見られなかった。これらから言語情報を含む領域固有の課題に対して無声リハーサルが有効に機能することが明らかになった。英語教育学昨年度より、研究代表者が体調を崩し、当初の進行計画より課題作成の準備及び実験へ向けての進行が遅れている。ただし関連の論文等の収集は行ってきている。本年度は、有声リハーサルと無声リハーサルの区別を明確化するための方略を広く模索した。認知心理学的手法のうち、言語課題を用いる場合に、聴覚における注意、課題遂行の認知方略の意識的選択、随意的選択の制御などの手法、あるいは短期記憶課題による判別など、言語に固有な過程とはいえないものの、言語的な操作や過程からの影響を探ることが期待できる。上記に示した手法を鑑みて、本研究は短期記憶課題を用いることにした。有声リハーサルの場合と無声リハーサルの場合をより明確に区別するために、言語的な操作影響の違いを探ることにした。現在まで進めてきた先行研究とその実験成果との関わりを、有声リハーサル及び無声リハーサルを用いて検証する。また研究成果の一部を2014年8月に行われる国際応用言語学会AILA2014にて発表を行う予定である。本成果は、言語教育に関わる関係者に対して広く提供する。神経科学的な知見でリハーサルを含む体性感覚ー運動に関わる研究成果から、体性感覚野に対する捉え方が大きく揺れている。従来のLiberman & Mattingly (1985)による古典的な知見は、聞き手が聞く過程において潜在的な運動を通して理解を進めるという立場である。すなわち構音が随伴することにより認知過程が進むと考えられてきた。このような事実を支える神経科学研究としてWilson(2004)が挙げられる。一方でこれらの認知と運動とのかかわりを神経科学及び症例研究を踏まえたHickok(2009)らは、認知に見られる賦活と言語表出に見られる賦活との間で重複があるのは、因果関係ではなく相関であると指摘している。すなわち、体性感覚野において処理された過程により、運動が随伴していることを明らかにしている。このように神経科学的な知見から、認知過程を契機として構音への影響が起きていることは極めて重要な指摘である。以上のように、認知を契機としてリハーサルを含む運動が促進される事実から、本研究課題であるリハーサルの生成を視野に入れ、広範にリハーサルを捉えることができると考えられる。研究代表者が体調不良のために、当初の計画で実施する予定の情報収集及び学会出張等への参加機会が減ったため当初の計画を遂行できるように、今後の研究を進める。具体的には、旅費として脳神経科学に関わる調査(イタリア)や情報収集(東京)のために使用する。
ω3脂肪酸/キトサンコアシェル口腔ケア粒子開発とニュートリションデリバリーの実現

本研究は,無毒で生体適合性が高いキトサンを用いて,高い相関が指摘されている歯周病及び循環器系疾患ための,口腔ケアとomega3脂肪酸による予防を同時に実現できるomega3脂肪酸/キトサンコアシェル粒子の開発を目的とする。コア粒子の調製のため、omega3脂肪酸と同じ不飽和脂肪酸であるomega6脂肪酸であるリノール酸と、硫酸基を持つカラギーナンを用いた。より強いゲルネットワークを形成させることでコア粒子化するため、塩溶液等を用いてリノール酸/カラギーナンコア粒子のキトサンとの複合を行なった。元素分析においてキトサン由来の窒素原子とカラギーナン由来の硫黄原子の存在が確認され、カラギーナンとキトサンの複合が確認された。リノール酸/ι-カラギーナン/キトサンコアシェル粒子は軟弱で、調製後の凍結乾燥後に粒子の形状が崩壊し、FT-IRで測定ではリノール酸に特徴的なスペクトルは検出されなかった。リノール酸/κ-カラギーナン/キトサンコアシェル粒子は、調製後の凍結乾燥後に粒子の形状が崩壊することなく安定で、FT-IRでの測定で若干ではあるが脂肪酸に特徴的なスペクトルが検出された。次に、塩溶液の代わりにキトサンを用いて、キトサンのアミノ基とカラギーナンの硫酸基により、塩溶液を介することなくリノール酸/κ-カラギーナン/キトサンコアシェル粒子を調製した。FT-IRで測定した結果、リノール酸の添加量が増加するに従って脂肪酸由来のスペクトルの増大がみられた。また、粒子の外側と内側のスペクトルの比較を行ったところ、外側よりも内側で脂肪酸とカラギーナン由来と見られるスペクトルの増大がみられ、リノール酸/κ-カラギーナン/キトサンコアシェル粒子の調製を確認した。塩溶液を介することなく、直接にリノール酸/κ-カラギーナン/キトサンコアシェル粒子を調製した。FT-IRで測定した結果、リノール酸の添加量が増加するに従って脂肪酸由来のスペクトルの増大がみられ、また、粒子の外側と内側のスペクトルの比較を行ったところ、外側よりも内側で脂肪酸とカラギーナン由来と見られるスペクトルの増大がみられ、リノール酸/κ-カラギーナン/キトサンコアシェル粒子の調製を確認した。今後は、コアシェル粒子化の詳細条件の決定を行い、脂肪酸の複合量の測定、口腔ケア材としての抗菌性、保湿性、酸化安定性などを評価していく予定である。
学習機能を持つ神経振動子のハードウェア実現

神経振動子を含めたニューラルネットワークのハードウェアによる実現は、ディジタルコンピュータによる計算手法に対し、新しい知的な計算機構の構築という観点から重要な課題である。この研究では、FPGAあるいはFPAAを用いて神経振動子を実現することを前提に、神経振動子の発振の制御への同時摂動最適化法の導入について検証を行った。また、各種ニューラルネットワークのハードウェア実現についても検討した。同時摂動を用いた神経振動子の学習に関する検討を行い、所望の周期でパルスが発生するように神経振動子内のパラメータを同時摂動法で逐次的に求める手法を提案した。さらに、このような学習機能を持つ神経振動子のMatLab上での動作確認を行った。つぎに、FPGAでの実現とFPAAでの実現に分けて、学習機能を有する神経振動子のハードウェア化を行った。FPGAへの実装では、MatLabのsimulink上で試作された神経振動子をsignal master上で実現し、学習機能を含めて、その動作を確認した。さらに、FPGAへの実装を行い、その動作確認を行った。その結果、学習により、所望する周期にパルスが発生する神経振動子システムが完成した。FPAAによる実装の試みでは、基本設計を行いその動作をシミュレーションにより確認した。さらに、各部の動作をFPAA上で実現し動作の確認を行った。アナログシステムによる神経振動子の動作について確認した。荷重部の設定を変えることで発振周期が変化するアナログシステムによる神経振動子の動作について確認した。学習機能を含めたFPAA化については継続して検討する。さらに、ホップフィールドニューラルネットワークおよび双方向連想メモリのようなリカレント型のニューラルネットワークに関しても、同時摂動学習則による、学習機能を有したハードウェアシステムを試作した。同時摂動を用いた神経振動子の学習に関する検討を行い、所望周期を発生させるように神経振動子内のパラメータを同時摂動法で逐次的に求める手法を提案した。さらに、このような学習機能を持つ神経振動子をMatLab上で作成し、動作確認を行った。FPGAへの実装では、MatLab上で試作されたプログラムをHDLに変換し、FPGAへの実装を行うアプローチとVHDLを用いて直接の設計を行う方法について試みた。前者のアプローチについては、基本設計を完了した。後者については、FPGAへの実装が完了し、その動作確認を行った。その結果、学習により、決められた周期にパルスが発生する神経振動子システムが完成した。アナログシステムによる神経振動子の実現の可能性について、有効な結果が得られた。平成16年度の成果を踏まえて、この研究では、FPGAあるいはFPAAを用いて神経振動子システムを実現することを前提に、同時摂動最適化法を用いた神経振動子の発振周期の制御について検討した。また、そのハードウェアシステムの試作を行った。さらに、学習機能を有する各種ニューラルネットワークのハードウェア実現について回路の試作を行った。

同時摂動を用いた神経振動子の学習に関する検討を行い、所望周期を発生させるように神経振動子内のパラメータを同時摂動法で逐次的に求める手法について、Mat Labのsimulink上での動作確認を受けて、そのFPGAへの実装を試みた。その結果、学習機能を含めてFPGA上に実現した。学習機能を有する神経振動子のFPGAシステムが完成し、その動作も確認した。さらに、学習により、所望の周期にパルスが発生することを確認した。FPAAによる実装の読みでは、基本設計を行い、その動作のシミュレーションによる確認を受け、FPAAシステムの試作を行った。荷重部の設定を変えることで発振周期が変化するアナログシステムによる神経振動子の動作について確認した。FPAAによる神経振動子システムの動作を確認した。学習機能を含めたFPAA化については継続して検討する。さらに、ホップフィールドニューラルネットワークおよび双方向連想メモリのようなリカレント型のニューラルネットワークに関しても、同時摂動学習則による、学習機能を有したハードウェアシステムを試作した。
ドイツ・ステイクホルダー志向型企業倫理モデルの理論的・実践的研究

ドイツ企業経営における「ステイクホルダー」の実態を理論的・実践的に検討した。理論研究においては、まずこれまでのドイツ経営理論の展開を概観し、ステイクホルダーが理論的に考慮されるようになったのは60年代後半以降であること、80年代の企業倫理の登場以降さらにステイクホルダーの考察が増大したことを明らかにし、また企業倫理において「信頼」を軸とした新たな展開が見られることを確認した。実践研究では、ステイクホルダー・ダイアログに関わる関係者に聞き取りを行い、ステイクホルダーとの共通基盤の構築が重要であることを発見した。本年度は、主に文献研究によって、これまでのドイツ経営経済学の主要学説や企業倫理に関する主要学説を検討し、とりわけ理論面における「ステイクホルダー」の位置づけを確認し、また付随的な研究として、現代ドイツ企業倫理において有力な地位を占める「経済学的倫理学」の方法論的な基礎づけを試みた。前者の研究では特に、成立期から1960年代後半の西ドイツ経済の停滞期まで、ニックリッシュをはじめとする、いわゆる「規範的経営経済学」の流れを除いて、ドイツ経営経済学においては真正面から「ステイクホルダー」を扱った理論はほとんど存在しなかったこと、そして1960年代後半の西ドイツ経済の停滞期から堰を切ったように「ステイクホルダー」を取り上げる理論が登場したことを明らかにした。このことは、従来の「ドイツにおけるステイクホルダー志向」というイメージから見れば意外に思われるが、「経営共同体」を正面から議論してきた規範的経営経済学が「労働者」を主要なステイクホルダーとしてとらえてきたことが、ドイツの労使を中心とするステイクホルダー志向を形成してきたといえる。またここで明らかにした60年代以降の理論展開は、アメリカの「市場志向」ではなく、ドイツあるいはヨーロッパの「制度志向」を反映した、国民経済との関連から見たステイクホルダーのあり方を反映させており、この意味でドイツの理論的側面における「ステイクホルダー」のあり方の独自性を明らかにすることができたといえる。後者の研究は本研究課題に直接関連するものではないが、前者の研究においても取り上げた、ホーマンを中心とする「経済学的倫理学」を、ポパーの方法論によって基礎付けることをこころみたものであり、直接的な関連はないが、しかしここでもドイツの「制度志向」を確認することができたという点で、間接的に研究題目に貢献するものとなった。本研究では、ドイツの企業経営における「ステイクホルダー」志向の実態を理論的・実践的に検討した。まず理論面では、ドイツにおける代表的な経営学説を概観し、それらが「ステイクホルダー」をどのように扱ってきたのかを検討するとともに、現在のドイツ企業倫理において注目されている「秩序倫理」の新しい展開を検討した。ドイツ経営経済学においては、その成立から1960年代後半に至るまで、経営学理論において「ステイクホルダー」を正面から扱った理論は存在しなかった。例外がニックリッシュら規範学派で、彼らは「労働者」というステイクホルダーを全面的に取り上げたが、その他のステイクホルダーについては触れていなかった。しかし1960年代後半以降、ドイツ経済や社会の変化と共にドイツ経営経済学においても多様なステイクホルダーの存在が指摘され、また企業倫理が隆盛したことでますます理論面で「ステイクホルダー」がとらえられるようになったこと、そしてこれらの理論的展開がドイツの企業経営の実態と合致することを確認した。またドイツの企業倫理においてこれまで展開されてきた「秩序倫理」において、「信頼」をキーワードに「ステイクホルダー」を重要視した新たな試みが見られることを確認した。これらに加え、ドイツ企業における「ステイクホルダー」志向の実態を明らかにするために実務関係者へのインタビューを行った。ここでは非営利団体「ヴィッテンベルク・グローバル倫理センター」が行った化学産業の労使関係におけるダイアログに関して関係者への聞き取りを行った。聞き取りにより、ドイツにおいては依然としてステイクホルダーとしての労働者が重要視されており、彼らとの関係構築が重要であること、そしてその際ステイクホルダー・ダイアログにより双方の共通理解を確立し、お互いの利益を実現できる状態へ方向づけることが重要だという知見が得られた。今年度は文献研究を中心として、当初の計画のすべてとはいえないものの、概ね予定通りの研究を遂行できた。とりわけ企業倫理を中心として検討できなかった学説については、次年度に検討することで十分計画が達成されうるものと考える。経営学今後は在外研究の一環として1年間渡独し、現地にて引き続き諸学説の検討と「ステイクホルダー」概念の検討、そして理論研究者や実務家などへのインタビューなどを遂行する予定である。文献と旅費がほとんどであるが、当初予定していた文献が絶版等の理由ですべて手に入らなかったため。旅費も当初計画を下回った。次年度に渡独するため、旅費や渡航費として使用する予定である。
職業能力の「見える化」に対応した林業雇用管理のあり方に関する研究

北海道,福島県,山形県,群馬県,静岡県,島根県,大分県に所在する林業事業体を対象に,能力評価を含む雇用管理システムに関する聞き取り調査を実施し,山林現場従業員に対する人事考課制度の実態及び改善方向等について検討した。これらの林業事業体の共通点として,経営改善の取り組み,特に,年功序列型月給制をとる山林現場従業員の山林現場での生産性低下(特に森林組合直営作業班や第三セクター林業会社),山林現場従業員のモチベーションの向上,林業技能水準の平準化による経営安定化,林業生産体系の転換(例えば,流れ作業的作業組織=分業体制から多能工育成への転換等)などへの対応を契機として,体系だった能力評価基準,評価シートによる人事考課に取り組んでいることが共通点として指摘できる。また,平成30年度に一般財団法人林業経済研究所と協力して実施した全国林業事業体アンケートの中から能力評価に関する調査項目について入力・集計し,分析した。その結果,常用の山林現場従業員に何らかの能力評価を実施している林業事業体は29%にとどまり,30%が導入検討中であった。能力評価の目的については,賃金査定や昇格,つまり待遇への反映という回答が6割と大半を占めたものの,人材開発やモチベーション向上のツールとして能力評価を導入している事業体もそれぞれ2割と少なくなく,上記の聞き取り調査の結果を裏付けるものであった。併せて,先進的な雇用管理システムを導入している林業事業体に関して,主として申請者らによる過去の林業事業体聞き取り調査結果の整理をおこなった。特に,林野庁補助事業「緑の雇用」現場技能者育成推進事業における能力評価システム導入支援事業を導入した,もしくは今後導入以降のある林業事業体を中心に,雇用管理体制や能力評価の導入状況等に関する事業主の意向等の情報収集及び整理を行った。北海道の大規模林業事業体(木質バイオマス収集業者,素材生産・森林経営を行う事業体,財閥系企業所有林の森林管理部門),静岡県の中規模林業経営体の機械共同利用組織(任意団体),九州の小規模森林所有者の団体(任意団体)に対する合同調査を実施し,人事考課制度の仕組み及び能力評価の実施状況と問題点,林業経営体内部に複数の人事管理制度(賃金制度等)が存在する場合に統一的な人事考課制度の導入を図る上での問題点とメリット等,中小森林所有者による林業経営における労働管理の実態及び改善方向等について検討した。林業においては,林業労働過程の特殊性(技術水準の低位性,季節的配列性,労働現場の広域性・移動性等)および経営規模の小規模性等を要因として,比較的成果主義に偏った人事考課(出来高制等)が多く,能力評価の導入があまり進んでいないことが明らかとなった。また,同一経営体内において若い雇用者を積極的に採用する一方で雇用か請負か判然としない作業者の存在も認められ,それぞれ異なった人事考課制度を併用し,複雑な組織運営を行っているケースも比較的多いことが明らかとなっ。併せて,先進的な雇用管理システムを導入している林業事業体に関する企業情報の収集(インターネット上の企業情報,業界団体等における聞き取り調査の結果の閲覧等による)及び論文,業界雑誌記事や調査報告書等の既往研究の整理をおこなった。特に,国の補助事業である「緑の雇用」事業における能力評価システム導入支援事業を導入した,もしくは今後導入意向のある林業事業体を対象として,雇用管理体制や能力評価の導入状況等に関する情報収集を重点的に行った。また,29年度以降に実施する予定の林業事業体アンケート調査の調査項目を検討した。年度当初に研究分担者と打ち合わせを行い研究の方向性を議論し,地域別の聞き取り対象の林業事業体の抽出を行った。また,先行研究の検討および各種統計データの分析,合同の現地調査や学会発表,雑誌論文の投稿等を行った。北海道,静岡県,岡山県,徳島県,佐賀県および鹿児島県に所在する林業事業体(森林組合および森林所有者による林業経営を含む)を対象に,能力評価を含む雇用管理システムに関する聞き取り調査を合同または単独で実施し,山林現場従業員に対する人事考課制度の実態及び改善方向等について検討した。これらの林業事業体の共通点として次の諸点が浮かび上がった。すなわち,経営改善の取り組み,特に,年功序列型月給制をとる山林現場従業員の山林現場での生産性低下(特に森林組合直営作業班や第三セクター林業会社),山林現場従業員のモチベーションの向上,林業技能水準の平準化による経営安定化,林業生産体系の転換(例えば,流れ作業的作業組織=分業体制から多能工育成への転換等)などへの対応を契機として,体系だった能力評価基準,評価シートによる人事考課に取り組んでいることであった。また,平成30年度に実施する予定の林業事業体アンケート調査の実施方法と調査項目を検討した。九州大学および学会大会(林業経済学会)時において研究分担者と打ち合わせを行い研究の方向性を議論し,地域別の聞き取り対象の林業事業体の抽出を行った。また,先行研究の検討および各種統計データの分析,学会発表,書籍の出版,雑誌論文の投稿等を行った。林業事業体への聞き取り調査およびアンケート調査については一部実施できなかった。

北海道,福島県,山形県,群馬県,静岡県,島根県,大分県に所在する林業事業体を対象に,能力評価を含む雇用管理システムに関する聞き取り調査を実施し,山林現場従業員に対する人事考課制度の実態及び改善方向等について検討した。これらの林業事業体の共通点として,経営改善の取り組み,特に,年功序列型月給制をとる山林現場従業員の山林現場での生産性低下(特に森林組合直営作業班や第三セクター林業会社),山林現場従業員のモチベーションの向上,林業技能水準の平準化による経営安定化,林業生産体系の転換(例えば,流れ作業的作業組織=分業体制から多能工育成への転換等)などへの対応を契機として,体系だった能力評価基準,評価シートによる人事考課に取り組んでいることが共通点として指摘できる。また,平成30年度に一般財団法人林業経済研究所と協力して実施した全国林業事業体アンケートの中から能力評価に関する調査項目について入力・集計し,分析した。その結果,常用の山林現場従業員に何らかの能力評価を実施している林業事業体は29%にとどまり,30%が導入検討中であった。能力評価の目的については,賃金査定や昇格,つまり待遇への反映という回答が6割と大半を占めたものの,人材開発やモチベーション向上のツールとして能力評価を導入している事業体もそれぞれ2割と少なくなく,上記の聞き取り調査の結果を裏付けるものであった。併せて,先進的な雇用管理システムを導入している林業事業体に関して,主として申請者らによる過去の林業事業体聞き取り調査結果の整理をおこなった。特に,林野庁補助事業「緑の雇用」現場技能者育成推進事業における能力評価システム導入支援事業を導入した,もしくは今後導入以降のある林業事業体を中心に,雇用管理体制や能力評価の導入状況等に関する事業主の意向等の情報収集及び整理を行った。引き続き統計データの解析や先行研究の検討を進めるとともに、先進的な雇用管理システムを導入している林業事業体への聞き取り調査を実施する予定である。また,29年度実施予定の林業事業体全国アンケートについては,調査項目及び分析方法の検討を行うとともに,実施に際して現在業界団体及び行政に対して協力を要請し,実施方法等について打ち合わせを行う予定である。引き続き情報収集に努めるとともに、先進的な雇用管理システムを導入している林業事業体への聞き取り調査および全国規模の林業事業体アンケート調査を実施する予定である。現地調査の本格的実施に向けた事前情報収集に時間を要し,計画していた現地調査の一部を次年度に実施することにした。林業事業体調査および林業事業体アンケートを実施できなかったことから次年度使用が生じた。今後、複数の林業事業体での聞き取り調査を進めるとともに,全国森林組合連合会などの林業中央団体と協力しながら林業事業体アンケート調査を実施する予定である。引き続き現地調査の計画的実施に努めるとともに,現地調査の実施・分析を行う研究分担者を29年度より1名追加することとし,効率化を図りつつ,研究の進行を早める予定である。
小脳顆粒細胞の分化の初期過程における分子機構の解析

小脳は運動制御を司る重要な器官である。小脳皮質を構成する主要な神経細胞である小脳顆粒細胞は、苔状線維からの入力を統合し、平行線維を通じて信号を出力することにより、小脳が機能的に働くことに大いに寄与している。本研究では、顆粒細胞分化の初期過程における分子機構を解明すべく、顆粒細胞の分化開始に必須の転写因子であるMath1に着目し、その下流で働く遺伝子群の同定とその機能解明に取り組む。今年度は、交付申請書の研究実施計画に沿って、前年度から着目しているMath1下流候補遺伝子Mbh1の機能解析を推進すると共に、更なる下流遺伝子の同定を目指した。1.マウス生体内遺伝子導入法によるルMbh1の機能解析顆粒細胞の分化の初期過程においてMbh1の機能を探るため、申請者の研究室で既に報告しているMbh1のドミネガ体をコードする遺伝子を、生体内遺伝子導入法を用いてマウス胎児の小脳へ導入した。ドミネガ体が導入された小脳では、外顆粒層の形成が阻害されるなど顆粒細胞の分化に異常が見られた。この結果はMbh1が顆粒細胞の分化に関与している可能性を示唆している。2-a.Math1強制発現系を用いた、Math1下流遺伝子群の同定Math1を小脳に異所的に発現させることにより誘導される遺伝子群を探索した。その結果、前年度から着目しているMbh1に加え、同じファミリーに属するMbh2など小脳で発現する幾つかの遺伝子の誘導が観察された。2-b.Mbh2の発現制御機構の解析小脳顆粒細胞へのMath1 siRNAsの導入により、Mathlの発現低下に伴い、Mbh2の発現が低下することを示した。またクロマチン免疫沈降法により、Math1がMbh2のゲノムの3'領域に結合していることを示し、Mbh1と同様にMbh2もMath1の標的遺伝子であることを明らかにした。小脳は運動の制御や運動記憶を司る重要な器官である。小脳を構成する主要な神経細胞群の一つである小脳顆粒細胞は苔状線維からの入力を統合してプルキンエ細胞に出力する役割があり、小脳が機能的に働くことに大いに寄与している。本研究ではこの小脳顆粒細胞の神経分化を制御する因子Math1の下流で小脳顆粒細胞の性質を決定する遺伝子群の同定を目指す。本年度はMath1下流候補遺伝子としてMbh1に着目し、小脳顆粒細胞における発現制御機構と分化における役割を交付申請書の研究実施計画に沿って解析した。1小脳顆粒細胞におけるMath1とMbh1の発現解析免疫組織染色およびin situハイブリダイゼーション法を用いてin vivoにおけるMath1, Mbh1の時空間的発現分布を解析した結果、Mbh1の発現に先立って小脳顆粒細胞でMath1の発現が観察された。更にMbh1遺伝子の発現制御領域にレポーター遺伝子lacZをつないだ遺伝子組換えマウス(Mbh1-lacZマウス)を用い、二重免疫染色により、Math1とβ-galの発現を同一細胞で確認した。2 Anti-Math1抗体を用いたクロマチン免疫沈降法1の観察を踏まえ、小脳組織を用いたクロマチン免疫沈降法を行い、Math1がMbh1の発現制御領域に結合していることを証明した。3電気穿孔法を用いた個体レベルでのMbh1の機能解析生体内電気穿孔法を用いてMbh1-lacZマウスの小脳神経細胞にMath1を強制発現させる実験を行い、Math1がMbh1の遺伝子発現領域に結合し転写を活性化している可能性を示した。またMath1 siRNAの小脳顆粒細胞への導入により、Math1はMbh1の発現に必要であることを証明した。現在、生体内におけるMbh1の機能を解析するため、Mbh1の発現を効果的に抑制するsiRNAの配列を探索しているとともに、Mbh1のドミネガ体を用いた機能解析に取り組んでいる。2-b.Mbh2の発現制御機構の解析小脳

顆粒細胞へのMath1 siRNAsの導入により、Mathlの発現低下に伴い、Mbh2の発現が低下することを示した。またクロマチン免疫沈降法により、Math1がMbh2のゲノムの3'領域に結合していることを示し、Mbh1と同様にMbh2もMath1の標的遺伝子であることを明らかにした。
ペンローズタイルを用いた非周期アレーアンテナに関する研究

フェーズドアレーアンテナの低コスト化の方法として,複数のアンテナ素子(サブアレー)毎に移相器を設ける方法がある.しかし,サブアレー間の間隔が大きくなるためにグレーティングローブが発生する.これを避けるためには非周期アレーが効果的である.本研究では,菱形タイルを用いたダイヤモンドタイルアレー,および,直角三角形タイルを用いた風車型タイルアレーにつき,グレーティングローブレベルの低減効果について検討した.また,その効果を実証するためのアンテナモデルを製作した.フェーズドアレーアンテナの低コスト化の方法として,複数のアンテナ素子(サブアレー)毎に移相器を設ける方法がある.しかし,サブアレー間の間隔が大きくなるためにグレーティングローブが発生する.これを避けるためには非周期アレーが効果的である.本研究では,菱形タイルを用いたダイヤモンドタイルアレー,および,直角三角形タイルを用いた風車型タイルアレーにつき,グレーティングローブレベルの低減効果について検討した.また,その効果を実証するためのアンテナモデルを製作した.(1)タイル(サブアレー)の配列アルゴリズム開発と性能限界の把握ペンローズタイルよりもさらなる低コスト化が可能な1種類のタイルの場合について方式検討を行い,ダイヤモンドタイル(昨年度特許出願),および,風車型タイル(今年度特許出願)を考案した.また,いずれについても配列アルゴリズムの開発は概ね完了した.ダイヤモンドタイルをサブアレーとして用いる非周期アレーアンテナについては,配列アルゴリズムを使用してパラメトリックスタディを実施し,その性能限界について検討した.また,研究成果を3件の学会発表(1件は国際会議)により公表した.風車型タイルについては,基本特許を1件出願するとともに,基本的な性能を1件の学会発表により公表した.パラメトリックスタディによる性能限界の把握については,次年度で検討する予定.(2)サブアレー上の素子アンテナの配列と給電系素子アンテナの間隔は,相互結合の低減するためになるべく広くする必要がある.このため,各素子アンテナの周囲に出来るだけ大きな半径の円が描けるような配列を求めるアルゴリズムを開発した.この研究成果についても上記学会発表に含めて公表した.(3)素子アンテナの形式選定素子アンテナとしては,1点給電円形マイクロストリップ形式円偏波アンテナをタイルの向きに応じて位相制御する方式に決定した.これにより,すべてのタイルを同一にできるため,さらなる低コスト化が実現できる.具体的な設計は次年度で実施する予定.(1)新型タイル(サブアレー)の配列アルゴリズム開発と性能限界の把握H20年度に特許出願した1種類の三角形タイルのみで構成できる新しい方式である風車型タイルについて配列アルゴリズム開発を行い,パラメトリックスタディによりその性能限界を把握した.また,H20年度に検討したダイヤモンド型タイルとの性能比較を行い,その研究成果を学会発表により公表した.ダイヤモンド型タイルの研究成果を信学会論文誌に投稿,9月号への採録が確定した。(2)モデルアンテナの設計と放射特性の計算風車型タイルによりモデルアンテナを試作することを決定し,風車型タイルに4個の円偏波アンテナ素子を配列したサブアレーを設計した.H20年度に購入した16個の移相器で実現できる16サブアレーよりなるアレーアンテナを概略設計し,放射特性計算により性能を確認した.また,モデルアンテナに使用する16電力分配機を試作,性能を確認した.(3)測定法の検討REV法*によりアレーアンテナの測定法をすることに決定した.これに伴い,16個の移相器を同時に制御できるよう,パソコンからのシリアル信号をパラレル信号に変換する機能を有する非周期アレーアンテナ評価装置を開発した.*REV法:素子電界ベクトル回転法(1)非周期アレーアンテナの製作・評価・H21年度に設計した4素子配列サブアレーを試作.評価した.4分配回路をトリプレート線路で構成し4素子円偏波アンテナと一体化することにより,サブアレーの背面から1点給電とする構成とし,無限平面を隙間なく平面を充填できるサブアレーを実現した.また,開発したサブアレーが設計どおりの優れたVSWR特性,軸比特性を有することを確認した.・上記サブアレーを16個製作する予定であったが,サブアレー単体の平行平板モード抑圧のための試作・評価を数回実施したこと,構造が複雑で製作・評価に時間がかかったことにより,8個しか製作できなかった.・これまで20個の移相器をディスクリートで用いていたが,電源用ラック1台と4移相器用ラック5台とを製作して収納,これにより静電破壊防止,取り扱い簡易化,配線簡易化を実現した.(2)非周期アレーアンテナ評価装置の製作(別段)・H21年度に試作したアレーアンテナ測定装置に測定用ソフトウエア(REV法)を組み込んだアレーアンテナ評価装置を製作した.(3)サブアレー製作が遅れたため,REV法によるビーム走査方向に対応する移相器位相量の決定,放射パターン測定は23年度に自費で実施する.(4)学会発表(牧野,別段)・(1),(2)の成果を学会で発表した.
データ駆動型物理法則ＣＧアニメーションの発展と深化

本研究では,機械学習によるアプローチをもとにしたデータ駆動型物理法則CGアニメーションのより一層の発展および深化のための研究を行う.ここでは,主に二つの研究トピックについて,リアルタイムアニメーションの観点から深層学習の利用について検討した上で,適切な手法を開発し評価する.一つ目の髪のアニメーションについては,ガイドヘアと詳細な髪との関係性を表す非線形関数を学習することで,ガイドヘアから詳細な髪を予測により求める手法を開発する.二つ目の脆性破壊シミュレーションについては,物体が破壊されるときの,物理属性と破壊パターン形状との関係性を学習することで,破壊パターン形状を予測により求める.本研究では,機械学習によるアプローチをもとにしたデータ駆動型物理法則CGアニメーションのより一層の発展および深化のための研究を行う.ここでは,主に二つの研究トピックについて,リアルタイムアニメーションの観点から深層学習の利用について検討した上で,適切な手法を開発し評価する.一つ目の髪のアニメーションについては,ガイドヘアと詳細な髪との関係性を表す非線形関数を学習することで,ガイドヘアから詳細な髪を予測により求める手法を開発する.二つ目の脆性破壊シミュレーションについては,物体が破壊されるときの,物理属性と破壊パターン形状との関係性を学習することで,破壊パターン形状を予測により求める.
鱗翅目シャクガ科昆虫の性フェロモンおよび性誘引物質の追究とその利用

(1)ヨモギエダシャク雌成虫の分泌するフェロモンの立体化学と雄蛾の誘引本種は鱗翅目シャクガ科に属し、茶園などで大発生する重要害虫である。処女雌フェロモン腺抽出物のGC-MS分析により、(3Z,6Z,9Z)-nonadecatriene(トリエン)とそのcis-3,4-エポキシ体が同定されたが、今回キラルなHPLCとGCカラムを用いた分析により、その3,4-エポキシ体はラセミ混合物であることが判明した。一方、光学活性体を用いた野外試験において、本種の雄蛾はラセミ混合物より(3R,4S)-体に強く誘引された。イスラエルに分布する亜種はそのエナンチオマーに特異的に誘引されており、両種は地理的隔離に加えて性フェロモンによって生殖隔離されていることが確認された。さらに、トリエンは誘引に不必要であることが明らかになった。(2)光学活性体を用いたランダムスクリーニング試験キラルなHPLCカラムを用いてエポキシジエンを光学分割し、それらを誘引源として野外試験を行った。その結果、クロスジフユエダシャクなど3種のシャクガカ昆虫の新たな誘引を認めることができた。またこれまでのラセミ体を用いた試験で誘引が明らかになった種でも、カバエダシャクは(R,S)-体に、ナカウスエダシャクなど2種は(S,R)-体に強く誘引されることが明らかになった。一方、シロテンムラサキアツバの誘引には2つの光学異性体が必要であった。(1)キラルなHPLCカラムによるepoxydiene構造を有する蛾類性フェロモンの光学分割炭素数1723の(3Z,6Z,9Z)-trieneから誘導される3つのcis-epoxydiene(3,4-epoxy体,6,7-epoxy体および9,10-epoxy体)を、それぞれラセミ混合物の状態で野外試験に供試したところ、これまでにシャクガ科9種、ヤガ科7種の雄成虫の特異的な誘引を認めることができた。そこで、次に光学活性体の誘引試験を行う目的で、まずキラルなHPLCカラによるラセミ混合物の光学分割の可能性を検討した。溶離液であるヘキサン/イソプロパノールの混合比を検討したところ、アミロース系のキラル固定相カラムを用いることによて、各epoxy化物の2つの光学異性体は、(+)-体、(-)-体の順に分離して溶出することがわかった。各異性体の絶対配置は、エポキシ環を開環して得られる2級アルコールをMTPAエステルに誘導後Mosher法を適用し、(+)-体が(3S,4R)で(-)-体が(3R,4S)であることが明きらかとなり、不斉エポキシ化反応で合成された化合物の旋光性と一致した結果を得ることができた。(2)ヨモギエダシャク雌成虫の分泌するフェロモンの同定ヨモギエダシャク(Ascotis selenaria cretacea Butler)は鱗翅目シャクガ科に属する昆虫で、時として茶園・リンゴ園にて大発生し被害をもたらす。シャクガ科昆虫を対象にした一連の合成性フェロモン関連化合物の野外試験において、本種の雄成虫は3,4-epoxy-(6Z,9Z)-nonadecadieneに特異的に誘引された。今回、キャピラリーカラム(DB-23,30m)を備えたGC-MSにて処女雌抽出物を分析したところ、合成標品と同一な特徴的な開裂イオン(m/z220,206)を与える3,4-epoxy体が存在し、また、(3Z,6Z,9Z)-nonadecatrieneの存在も確認された。現在、風洞実験にてこの不飽和炭化水素の配偶行動における役割を検討中である。

1ヨモギエダシャク雌成虫の分泌する性フェロモンの立体化学と雄蛾の誘引本種は鱗翅目シャクガ科に属し、茶園などで大発生する重要害虫である。処女雌フェロモン腺抽出物のGC-MS分析より、(3Z,6Z,9Z)-nonadecatriene(トリエン)とそのcis-3,4-エポキシ体が同定されたが、今回キラルなHPLCとGCカラムを用いた分析により、その3,4-エポキシ体はラセミ混合物であることが判明した。一方、光学活性体を用いた野外試験において、本種の雄蛾はラセミ混合物より(3R,4S)-体に強く誘引された。イスラエルに分布する亜種はそのエナンチオマーに特異的に誘引されており、両種は地理的隔離に加えて性フェロモンによって生殖隔離されていることが確認された。さらに、トリエンは誘引に不必要であることが明らかになった。2光学活性体を用いたランダムスクリーニング試験キラルなHPLCカラムを用いてエポキシジエンを光学分割し、それらを誘引源として野外試験を行った。その結果、クロスジフユエダシャクなど3種のシャクガカ昆虫の新たな誘引を認めることができた。またこれまでのラセミ体を用いた試験で誘引が明らかになった種でも、カバエダシャクは(R,S)-体に、ナカウスエダシャクなど2種は(S,R)-体に強く誘引されることが明らかになった。一方、シロテンムラサキアツバの誘引には2つの光学異性体が必要であった。
素粒子・宇宙・物性・数理物理の位相的側面に関する研究

本研究の目的は「素粒子・原子核・宇宙・物性・数理物理に共通する対称性とその自発的破れに着目し,特に位相的ソリトンを通じて極小から極大スケールの物理現象を分野横断的な新しい視点から理解する」ことである。本研究を通じて,超対称ゲージ理論や高密度QCDにおけるソリトンの性質・ソリトンによる余剰次元模型の構成・新しい宇宙紐の理論的発見・超強磁場マグネターの磁場の起源のソリトン起源説の提案・多成分ボーズ・アインシュタイン凝縮系の渦分子の性質の解明・可解系ソリトン方程式の解析などを行った。この一見すると全く関係なく多岐にわたる研究テーマを「ソリトン」という統一的視点から捉えて上記の結果を得ることが出来た。本研究の目的は「素粒子・原子核・宇宙・物性・数理物理」を分野横断的かつ有機的な繋がりを持った視点で研究し、スケールの全く異なる自然現象の背後に潜む基本的な物理法則を発見・理解することである。この目的を達成するためにまず各分野の問題を詳しく調べそして背後に共通する法則を抽出する。特に「対称性」と「ソリトン」に研究の着眼点をき分野横断的な研究を実行する。本年度は高性能パーソナルコンピュータを導入したことでより複雑な物理現象を数値計算により明らかにした。研究実績は以下の通り:1)3成分ボーズ・アインシュタイン凝縮系(BEC)の3渦分子の構成に関する研究(物性)2)超対称ゲージ理論のBPS非可換渦の有効理論に対する高次微分補正の研究(素粒子理論)3) 0質量の非可換ゲージ場と物質場をソリトンに局在させるブーレンワールド模型の構成(素粒子理論)4) Dブレーンを用いた電弱理論における磁気単極子と電弱渦紐に関する研究(素粒子理論)5)宇宙R紐と宇宙R筒の発見と真空の安定性に関する研究(宇宙論)個々の研究概要は以下の通り:1)では3成分BEC系における新しいトポロジカルソリトンの存在を理論的に予想した。3成分BECは冷却原子気体を用いることで実験室での実現可能性高いので,この新発見は理論的予想に留まらず近い将来の観測による確認が期待される。2)と4)では渦紐と磁気単極子に関しての先行研究を更に発展させ,またDブレーンを用いた直感的な理解の方法を提案した。この直感的方法は単純であるが故に強力なので様々な応用が可能である。3)ではソリトン=4次元宇宙という画期的なアイデアを実現する模型を提案した。5)では数値計算を利用して真空と偽真空が存在する理論において新しい宇宙紐の存在を理論的に発見した。宇宙の進化の過程に様々な影響を及ぼす可能性がある興味深い発見である。本研究の目的は「素粒子・原子核・宇宙・物性・数理物理の全てに共通する対称性の性質に着目し,特に位相的ソリトン(位相欠陥)を通じて様々なエネルギースケールの物理現象を分野横断的な新しい視点から理解し,かつ新手法を開発しまた新分野を切り開く」ことである。研究最終年度の研究結果は以下の8点である。1)非可換ゲージ理論におけるインスタントンとBPS non-Abelian渦の解析解の導出2)中性子星内部のドメインウォールの発現による中性子星の強磁性化3)渦輪上のドメイン紐による新しい組紐ソリトンの発見4)ドメインウォール上への非可換ゲージ場と物質場の局在化機構の発見とブレーンワールドシナリオの動的構成5)多成分冷却原子気体中の多成分渦分子の構成6)内部構造を持つ準安定な宇宙紐のダイナミクスと不安定性に関する研究7)高密度QCDにおける様々なソリトンに関する研究8)カイラル対称性および軸性U(1)の破れに伴うnon-Abelian渦とドメインウォールの安定性上記4),8)は素粒子分野,2),7)は原子核分野,6)は宇宙分野,5)は物性分野,1),3)は数理物理分野に属する研究であり,本研究の目的に挙げた「素粒子・原子核・宇宙・物性・数理物理」の全分野が確実に網羅されている。個々の研究対象は全く異なるエネルギースケールの物理現象であるが,対称性及び位相的ソリトンに着目したことで本研究が可能となった。この新しい,特に位相的ソリトンを主軸とした,視点によるアプローチによってこれまで専門化が進み,ともすれば断絶的だった各分野を横断的に理解することが可能であることを示すことが出来たのが本研究の最大の成果である。本研究期間内に学会等で素粒子-原子核、素粒子-物性のシンポジウムでの招待講演を通じ、本研究テーマの可能性について分野を超えた交流をはかることが出来きた。本研究の目的は「素粒子・原子核・宇宙・物性・数理物理」を分野横断的かつ有機的な繋がりを持った視点で研究し、自然現象の背後に潜む基本的な法則を理解することである。