hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
HLA分子・ペプチド結合体による疾患感受制御の機構の研究

2.白樺花粉症の発症は,HLA-DR9と相関しそして花粉中の17kDaフラグメントが主要な病因性抗原である。HLA-DR9を有する患者のリンパ球を用いた解析では,17kDaフラグメントの3個所にT細胞エピトープが認められ,そしてそこにはHLA-DR9結合モチーフが存在していた。HL-DR9を有さない患者では,17kDaフラグメントの1526番目のアミノ酸配列を含むペプチドにT細胞エピトープが認められ,HLA-DQ1分子を介してT細胞を活性化した。そしてそのペプチドにはHLA-DQ1結合モチーフが含まれていた。3.Vogt-Koyanagi-Harada病はメラノサイトに対する自己免疫疾患であり,HLA-DR4と相関する。メラニン合成に関わるTyrosinaseの193203番目のアミノ参配列を含むペプチドが患者T細胞を活性化するエピトープであった。そこにはHLA-DR4結合モチーフが含まれていた。HLAと疾患発症の相関の分子機構の一つとして,HLA分子による病因性ペプチドの結合が関与する可能性が推定された。HLAの多型性は免疫応答を介して発症する疾患の感受性を規定している。この疾患感受性への関与の機構を、HLA分子と抗原性ペプチドの結合性、T細胞の活性化を指標として解析している。日本人に高頻度みられ、各種疾患の発症と相関を示すHLA-DR4,-DR9,-DR53分子について、これらの分子に結合するペブチドのアリル特異的アミノ酸配列(モチーフ)を決定してきた。平成10年度から疾患の発症、経過に関わるHLA分子・ペブチド結合物の解析を以下の事項についてすすめている。1. Vogt-小柳一原田病はHLA-DR4と強い相関を有し、そして主に眼の葡萄膜メラノサイトに対する自己免疫疾患である。メラニン合成に関わるTyrosinaseのアミノ酸配列の全てをカバーするペプチドで患者リンパ球を刺激し、T細胞ラインを作成した。このT細胞はHLA-DR4分子を介して、Tyrosinaseの193番から203番目までの配列を含むペプチドで活性化された。このペプチドにはHLA-DR4分子結合モチーフが存在していた。2.ヒトIDDMの実験モデル動物であるNODマウスを用いて、T細胞の主要な標的坑原としてGlutanic aciddecarboylase65(GAD65)に注目し、GAD65を認識する2種類のT細胞クローンを樹立した。そしてこれらのクローンは、GAD65のアミノ酸配列の2カ所のそれぞれのペプチドを認識した。これらのペプチドで免疫されたNODマウスでは、膵島炎の発症が抑制される傾向があり、さらに解析している。3.癌免疫の抑制には、各種サイトカインを産生し、CD8^+CTLに対してへルパー作用をもたらすCD4^+T細胞の作用が重要である。メラノーマ患者からメラノーマ抗原の1つであるTyrosinaseペプチドに特異的なCD4^+CD8^-T細胞クローンを樹立した。このCD4^+T細胞は、ペプチドによりHLA-DR15拘束性に反応した。自己免疫疾患患者、癌患者には、HLAクラスII分子を介して活性化するセルフペプチドに特異的なCD4^+T細胞の存在が明らかになった。これらのべプチドの病因への関与、ペプチドによる病像の修飾、治療の可能性を解析している。
一次元フォトニッククリスタル構造による非線形光学効果の増強

シュレ-ディンガー方程式とマクスウェル方程式の類似性から誘電率が周期的に変調されたフォトニッククリスタルにおいて,通常の結晶と同様,バンドギャップ(フォトニックギャップ)や欠陥準位などが考えられる.我々は屈折率が1.46のSiO_2と屈折率が2.35のTiO_2がともに光学膜厚が4/λ(1/4波長)となるようにガラス基盤上に交互に積層させた一次元フォトトッククリスタルを作製した.この一次元フォトニッククリスタルでは,波長λに対応する周波数を中心に広いフォトニックギャップが形成され,その波長域の光は透過しない.ところがそこに周期を乱す欠陥層を導入するとフォトニックギャップ中に欠陥準位が形成され,欠陥準位に共鳴する光を入射させると,欠陥層において光電場が著しく増強される.この欠陥層に可飽和色素をドープし,吸収飽和が通常の裸の試料と比べて数10分の1の入射光強度で起こることを確認した.この欠陥層における電場増強効果を,非線形光学効果の増強に利用する試みの第一歩として,光照射による劣化や試料作製の不完全さに帰因する光散乱が軽減された,欠陥層を含む一次元フォトニッククリスタルを新たに作製し,縮退四光波混合波の発生を試みた.その結果,裸の試料に比べて数10倍の発生効率の増大が得られた.理論的考察では1000倍程度の発生効率が期待されており,現在一次元フォトニッククリスタル作製法の改良による不完全性の除去と各種パラメータの最適化に努力しており,半導体レーザーなどの弱出力レーザーを用いても位相共役波発生などが行える技術の開発を目指している.シュレ-ディンガー方程式とマクスウェル方程式の類似性から誘電率が周期的に変調されたフォトニッククリスタルにおいて,通常の結晶と同様,バンドギャップ(フォトニックギャップ)や欠陥準位などが考えられる.我々は屈折率が1.46のSiO_2と屈折率が2.35のTiO_2がともに光学膜厚が4/λ(1/4波長)となるようにガラス基盤上に交互に積層させた一次元フォトトッククリスタルを作製した.この一次元フォトニッククリスタルでは,波長λに対応する周波数を中心に広いフォトニックギャップが形成され,その波長域の光は透過しない.ところがそこに周期を乱す欠陥層を導入するとフォトニックギャップ中に欠陥準位が形成され,欠陥準位に共鳴する光を入射させると,欠陥層において光電場が著しく増強される.この欠陥層に可飽和色素をドープし,吸収飽和が通常の裸の試料と比べて数10分の1の入射光強度で起こることを確認した.この欠陥層における電場増強効果を,非線形光学効果の増強に利用する試みの第一歩として,光照射による劣化や試料作製の不完全さに帰因する光散乱が軽減された,欠陥層を含む一次元フォトニッククリスタルを新たに作製し,縮退四光波混合波の発生を試みた.その結果,裸の試料に比べて数10倍の発生効率の増大が得られた.理論的考察では1000倍程度の発生効率が期待されており,現在一次元フォトニッククリスタル作製法の改良による不完全性の除去と各種パラメータの最適化に努力しており,半導体レーザーなどの弱出力レーザーを用いても位相共役波発生などが行える技術の開発を目指している.
非破壊・迅速分光分析に信頼性を－NMRメタボロミクスによるアプローチ－

食品や農産物の非破壊迅速評価法として知られる近赤外分光法は,PLS回帰などの機械的学習手法の助けもあり,生産現場に広く普及している.しかし,それらは定量原理が不明なまま使い続けられているため,有害物質の検出や医療応用など,高い信頼性が求められる分野への進展が滞っている.したがって,非破壊・迅速分光分析の信頼性担保のため,検量モデルが成立するメカニズムの理解が急務である.本研究では,その理解を困難にしてきた理由は対象が生物由来,すなわち複雑な代謝混合物であるためと考え,網羅的代謝解析を活用することでこれを解明する.具体的には主にNMR法を用いたメタボローム解析と量子化学計算によって,非破壊・迅速分光分析されるシグナルがどの代謝物(群)に由来するかを紐解く.したがって本研究の内容は,近赤外分光法等の非破壊・迅速分光分析法を単なるポストハーベスト評価技術に留めず,メタボロミクスのためのリアルタイム計測手法に昇格するための基礎研究である.具体的には以下の5つの課題:1果実の非破壊糖度選別の原理解明,2穀類の主成分および灰分の推定原理解明,3非侵襲血糖値推定の原理解明,4モデル系でのリアルタイム計測実験,5紫外吸収分光・蛍光分光への適用,を設定する.H30年度は1の課題について,リンゴや桃の近赤外分光法による非破壊糖度選別のメカニズムについて,同測定部位の果汁の1H NMRスペクトルとの比較から考察を進めた.その結果,これまで経験的に選択されてきた有効波長が,単糖に関連するものや,ペクチンの加水分解に関連するものなど,品目によって様々であることが明らかとなった.本年度は1果実の非破壊糖度選別の原理解明を集中的に実施した.よく知られている果実糖度の検量モデル(可視ー短波長近赤外領域)における有効波長と関連する成分を調べ,そのモデル構造と背景にある代謝との関連を明らかにした.試料には糖度に十分なバラツキのある国内外産リンゴ及び桃を用いた.具体的には実際に現場で使用される可視ー短波長近赤外帯域(500-1100 nm)を用いて非破壊糖度検量モデルを作成した.一方で非破壊計測を実施した部位の果汁を用いて1H NMRスペクトルの計測を行った.共通の果実の可視ー近赤外スペクトルと1H NMRスペクトルとの異種相関解析(Statistical Heterospectroscopy (SHY))を実施した.代謝経路データベースとの比較から非破壊計測に有効な代謝物群を特定した結果,これまで経験的に選択されてきた有効波長の要因を明らかにするなどの成果を得た.リンゴでは単糖に関連する限定された波長が主であり,一方,追熟が顕著な桃では,ペクチンの加水分解に関連する成分が比較的広い近赤外帯に影響することが示唆された.しかしリンゴでは種々の単糖が単一の波長に縮退しており,この原因についてはさらに考察を深める必要がある.1果実の非破壊糖度選別の原理解明に関しては,1H NMRスペクトルとの比較により,有効波長との関連物質が明確となった.しかし近赤外スペクトルの直接的な帰属には至っていないため,モデル物質系での再現実験から,相互作用種(溶質への水和等で振動モードが変化した水等)を考慮して議論する.また,昨年度実施に至らなかった量子化学計算による説明についても連携研究者と実施する.量子化学計算は,比較的再現しやすい低次の倍音と結合音からなる帯域を対象とする本課題から開始する.密度汎関数(DFT)計算において二次の振動摂動理論(GVPT2)によるアプローチを採用し,振動の非調和性に基づくスペクトルシミュレーションを行う.令和元年度は2穀類の主成分および灰分の推定原理解明について国産のコメを試料とし,長波長近赤外帯域(1700-2500 nm)を用いた灰分の検量モデル構造を理解する.また,前倒しで結果を得るため順序を変更し,4モデル系でのリアルタイム計測実験,即ち,酵母分散液の糖代謝のリアルタイムモニタリングを他の課題と並行して実施する.食品や農産物の非破壊迅速評価法として知られる近赤外分光法は,PLS回帰などの機械的学習手法の助けもあり,生産現場に広く普及している.しかし,それらは定量原理が不明なまま使い続けられているため,有害物質の検出や医療応用など,高い信頼性が求められる分野への進展が滞っている.したがって,非破壊・迅速分光分析の信頼性担保のため,検量モデルが成立するメカニズムの理解が急務である.本研究では,その理解を困難にしてきた理由は対象が生物由来,すなわち複雑な代謝混合物であるためと考え,網羅的代謝解析を活用することでこれを解明する.具体的には主にNMR法を用いたメタボローム解析と量子化学計算によって,非破壊・迅速分光分析されるシグナルがどの代謝物(群)に由来するかを紐解く.したがって本研究の内容は,近赤外分光法等の非破壊・迅速分光分析法を単なるポストハーベスト評価技術に留めず,メタボロミクスのためのリアルタイム計測手法に昇格するための基礎研究である.具体的には以下の5つの課題:1果実の非破壊糖度選別の原理解明,2穀類の主成分および灰分の推定原理解明,3非侵襲血糖値推定の原理解明,4モデル系でのリアルタイム計測実験,5紫外吸収分光・蛍光分光への適用,を設定する.H30年度は1の課題について,リンゴや桃の近赤外分光法による非破壊糖度選別のメカニズムについて,同測定部位の果汁の1H NMRスペクトルとの比較から考察を進めた.

その結果,これまで経験的に選択されてきた有効波長が,単糖に関連するものや,ペクチンの加水分解に関連するものなど,品目によって様々であることが明らかとなった.本年度は1果実の非破壊糖度選別の原理解明を集中的に実施した.よく知られている果実糖度の検量モデル(可視ー短波長近赤外領域)における有効波長と関連する成分を調べ,そのモデル構造と背景にある代謝との関連を明らかにした.試料には糖度に十分なバラツキのある国内外産リンゴ及び桃を用いた.具体的には実際に現場で使用される可視ー短波長近赤外帯域(500-1100 nm)を用いて非破壊糖度検量モデルを作成した.一方で非破壊計測を実施した部位の果汁を用いて1H NMRスペクトルの計測を行った.共通の果実の可視ー近赤外スペクトルと1H NMRスペクトルとの異種相関解析(Statistical Heterospectroscopy (SHY))を実施した.代謝経路データベースとの比較から非破壊計測に有効な代謝物群を特定した結果,これまで経験的に選択されてきた有効波長の要因を明らかにするなどの成果を得た.リンゴでは単糖に関連する限定された波長が主であり,一方,追熟が顕著な桃では,ペクチンの加水分解に関連する成分が比較的広い近赤外帯に影響することが示唆された.しかしリンゴでは種々の単糖が単一の波長に縮退しており,この原因についてはさらに考察を深める必要がある.1果実の非破壊糖度選別の原理解明に関しては,1H NMRスペクトルとの比較により,有効波長との関連物質が明確となった.しかし近赤外スペクトルの直接的な帰属には至っていないため,モデル物質系での再現実験から,相互作用種(溶質への水和等で振動モードが変化した水等)を考慮して議論する.また,昨年度実施に至らなかった量子化学計算による説明についても連携研究者と実施する.量子化学計算は,比較的再現しやすい低次の倍音と結合音からなる帯域を対象とする本課題から開始する.密度汎関数(DFT)計算において二次の振動摂動理論(GVPT2)によるアプローチを採用し,振動の非調和性に基づくスペクトルシミュレーションを行う.令和元年度は2穀類の主成分および灰分の推定原理解明について国産のコメを試料とし,長波長近赤外帯域(1700-2500 nm)を用いた灰分の検量モデル構造を理解する.また,前倒しで結果を得るため順序を変更し,4モデル系でのリアルタイム計測実験,即ち,酵母分散液の糖代謝のリアルタイムモニタリングを他の課題と並行して実施する.
脳深部神経活動計測のための低侵襲イメージングデバイス・システムの開発

本研究は,自由行動中マウス脳深部神経活動の複数部位同時イメージングを可能とする,超小型低侵襲CMOSイメージングデバイス・システムの実現を目的としている.本研究ではこれらの目標の実現に向け,主にデバイス開発と動物実験の2つの課題へと取り組んでいる.まず第1に,前年度に脳表計測用イメージングデバイスの課題であった励起光漏れによる撮像領域の減少を抑えることを狙い,黒色の遮光フィルタを導入した埋植型イメージングデバイスを開発した.励起光源であるLED付近の撮像領域が飽和してしまいやすく,本来広範囲の脳機能イメージングが可能な特性を活かせていないことが課題となっていた.今回,遮光フィルタを導入したことにより励起光漏れを従来の10%以下にまで低減することに成功し,広範囲イメージングが可能となった.第2に,新たに開発した埋植型イメージングデバイスを用いて,実際に神経活動計測に伴うGCaMP蛍光反応の観察実験に適用した.本研究の最終目標は自由行動中のマウスに対する脳神経活動計測を実現することである.本研究ではその前段階として,本デバイスを用いてGCaMP蛍光反応がリアルタイムで観察可能であることを実証するため麻酔下マウスに対し実験を行った.本実験では,埋植型イメージングデバイスを麻酔下のマウス脳視覚野に固定し,視覚刺激に伴うGCaMP蛍光強度変化反応を観察した.マウス前方に設置したモニターから出力される視覚刺激前後の蛍光強度を測定したところ,視覚刺激に伴うGCaMP蛍光強度変化の観察に成功した.前年度に行ったフラビン蛋白蛍光イメージング実験では困難であった,リアルタイムイメージングでの観察を実現した.今後,本実験系を元に改良を重ねつつ,実際に行動下GCaMP蛍光イメージング実験を行う予定である.28年度が最終年度であるため、記入しない。28年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は,自由行動中マウス脳深部神経活動の複数部位同時イメージングを可能とする,超小型低侵襲CMOSイメージングデバイス・システムの実現を目的としている.本年度の研究目標は下記3点であった.1.複数部位同時イメージングを可能とする微小センサ設計2.蛍光励起不均一性の改善3.Ca2+イメージング環境の構築と動物実験まず目標1について,0.45 mm ×1.25 mmの微小センサの新規設計を行った.この新センサを用いることにより,脳の複数部位へ複数センサを埋植することによる脳へのダメージを低減することが期待される.続いて目標2について,本年度は後に述べる微弱なフラビン蛋白蛍光を観察するために,さらに蛍光光学系の改善を行い,励起光除去性能を向上させた埋植型イメージングデバイスを開発した.励起光漏れによる撮像領域の減少を抑えることを狙い,黒色の吸収色素を主成分とする遮光層をイメージセンサとLEDの間に形成した.励起光漏れの比較評価実験を行ったところ,励起光漏れを従来の10%以下にまで低減することに成功し圧倒的にイメージングに使用可能な撮像領域が広がった.最後に目標3について,本研究で開発を進めてきた緑色蛍光観察用埋植型マウス前方に設置したモニターから出力される視覚刺激前後の蛍光強度を測定したところ,視覚刺激に伴うフラビン蛋白の蛍光強度変化の観察に成功した.以上,本年度の目標として掲げていた3点についての進捗を研究実施状況の報告とする.研究計画通り,順調に進展している.1年目の研究目標であった,1.複数部位同時イメージングを可能とする微小センサ設計2.蛍光励起不均一性の改善3.Ca2+イメージング環境の構築と動物実験についてどれも順調に成果を挙げることができている.具体的には,1本の学術論文,2件の国際学会,2件の国内学会で発表を行い,1件の国際学会ではOutstanding Student Poster Awardを受賞している.本研究は,自由行動中マウス脳深部神経活動の複数部位同時イメージングを可能とする,超小型低侵襲CMOSイメージングデバイス・システムの実現を目的としている.本研究ではこれらの目標の実現に向け,主にデバイス開発と動物実験の2つの課題へと取り組んでいる.まず第1に,前年度に脳表計測用イメージングデバイスの課題であった励起光漏れによる撮像領域の減少を抑えることを狙い,黒色の遮光フィルタを導入した埋植型イメージングデバイスを開発した.励起光源であるLED付近の撮像領域が飽和してしまいやすく,本来広範囲の脳機能イメージングが可能な特性を活かせていないことが課題となっていた.今回,遮光フィルタを導入したことにより励起光漏れを従来の10%以下にまで低減することに成功し,広範囲イメージングが可能となった.第2に,新たに開発した埋植型イメージングデバイスを用いて,実際に神経活動計測に伴うGCaMP蛍光反応の観察実験に適用した.本研究の最終目標は自由行動中のマウスに対する脳神経活動計測を実現することである.本研究ではその前段階として,本デバイスを用いてGCaMP蛍光反応がリアルタイムで観察可能であることを実証するため麻酔下マウスに対し実験を行った.本実験では,埋植型イメージングデバイスを麻酔下のマウス脳視覚野に固定し,視覚刺激に伴うGCaMP蛍光強度変化反応を観察した.マウス前方に設置したモニターから出力される視覚刺激前後の蛍光強度を測定したところ,視覚刺激に伴うGCaMP蛍光強度変化の観察に成功した.前年度に行ったフラビン蛋白蛍光イメージング実験では困難であった,リアルタイムイメージングでの観察を実現した.今後,本実験系を元に改良を重ねつつ,実際に行動下GCaMP蛍光イメージング実験を行う予定である.研究計画通り,システム評価と動物実験を中心に研究を進める.

具体的には,1年目に行ったイメージングシステムの評価を行う.1年目の実験結果を元に,画像処理プログラム,デバイスの実装方法,フィルタ性能の最適化を行う.動物実験については,マウス脳深部複数部位同時計測システムを用いて,自由行動下学習実験を行う.特定の行動を行った時のみ報酬を与えるといった行動学習実験を行い,マウスの行動と海馬や扁桃体の脳神経活動の様子を観察する.実験に使用したマウスから脳スライスを作成し,免疫染色を行い,脳組織への侵襲性・生体適合性の検証を行う.28年度が最終年度であるため、記入しない。28年度が最終年度であるため、記入しない。
脊椎動物胚の細胞にかかる力が予定運命に与える影響の検証

脊椎動物の初期発生においては、原腸形成を経た後、神経胚期までにおおまかな外胚葉の領域が規定される。神経胚期では、外胚葉は神経板、神経堤、プラコード、表皮の4領域が大まかに決められる。これまで、これらの領域規定はBMP・FGFやWntシグナルの仮想的濃度勾配によって決定されると考えられてきた。研究代表者は、その中でも将来感覚器や末梢細胞に分化するプラコード領域の形成機構について、新規遺伝子の解析を通して研究を行ってきた。その過程で、プラコードの形成に細胞張力が関与するのではという着想に基づき、外胚葉領域の各細胞にかかる張力をFRET張力プローブの胚への導入によって計測したところ、神経外胚葉と表皮外胚葉で細胞にかかる張力が異なることを見出した。そこで本研究では、逆に細胞に対して伸展刺激や加圧刺激を加えたとき、外胚葉の予定運命が変化するかどうかを検証することを通し、外胚葉パターンの規定における物理的な力の関与を明らかにすることを目的としている。今年度は、神経板の平面内細胞極性(PCP)に着目し、シリコンチャンバーを用いた伸展刺激、あるいはレーザーアブレーションによる張力緩和によって細胞板の平面内極性が変化するかどうかを検証した。その結果、伸展刺激を加えた場愛、非付加の場合に比べて、細胞極性を生じる細胞の割合が増加した。一方、レーザーアブレーションによって細胞にかかる張力を緩和したとき、生じるべきPCP形成が阻害されることを明らかにした。また、恒常活性型ミオシン軽鎖(caMLC)を微量注入して細胞張力を変化させるとプラコード領域の拡大が見られ、外胚葉パターンの形成に細胞張力が関与している可能性を示した。本年度は、以下の2点について主に研究を行った。(1)神経板における平面内細胞極性(PCP)の形成が細胞張力によって変動するかどうかを検討した。ツメガエルの神経板において、Wntシグナルに関与する膜タンパク質であるprickle3が各細胞の前方部分に局在することが知られているので、このアッセイ系を指標にいくつかの実験を行った。まず、初期原腸胚期の外胚葉領域を切除してシリコンチャンバーに貼り付け、初期神経胚期相当まで伸展刺激を加えた。その結果、伸展刺激を加えた外胚葉片では、伸展を行っていない組織片に比べてprickle3の細胞内局在を示す細胞の割合が増加した。逆に、注目すべき細胞の近傍をレーザーアブレーションにより膜切断して細胞張力を緩和すると、prickle3の特異的な局在が失われる細胞の割合が増加した。これらの結果は、細胞板のPCP形成に細胞張力が関与していることを強く示唆する。(2)遺伝子の異所的な発現によって細胞にかかる張力を人為的に変化させることで、外胚葉の予定運命を変化させることができるかどうか、検証した。まず、胚の腹側にBMP阻害因子tBRを注入して二次軸を誘導することを通し張力を変化させ、一次軸側のプラコード・神経堤領域が拡大・縮小するかどうかを検証したが、大きな変化を見出すには至らなかった。次に、恒常活性型ミオシン軽鎖(caMLC)を着目する細胞の近傍に微量注入することでアクトミオシンの形成を介した異所的かつ領域限定的な細胞張力の付与を行った時に、プラコードをじめとする各外胚葉領域の予定運命に影響を及ぼすかどうかをプラコードで発現するSox3のin situハイブリダイゼーションを行うことで検討した。その結果、caMLC注入によって、プラコード領域が拡大することを見出した。この結果は、少なくともプラコード領域の形成に細胞張力が関与する可能性を示唆している。平成31年度は、以下の研究を計画している。(1)神経板におけるPCP形成に対する細胞張力の影響については、引き続き伸展装置による張力付与、レーザーアブレーションによる張力緩和時のPCP形成の変化について解析を続ける。また、細胞の形状にも着目し、PCP形成と細胞形状の関連について調べることで、PCP形成への細胞張力の関与について明らかにする。(2)外胚葉パターンそのもの(特に神経ー表皮境界の形成)について、外から様々な力を与えた時の影響の有無を引き続き調べる。前年度PCP解析で行った外胚葉片(細胞シート)の伸展に加え、ガス圧チャンバーによる胚への加圧、吸引装置による胚の一部の吸引により細胞群にかかる張力を変動させ、Sox2、Six1、slug, XK81の発現が変化するかどうかを調べる。状況に応じ、当研究室で用いているFRET張力プローブを注入しておくことにより、実際に胚にかかる張力がどの程度変動するかをモニターする。更には細胞形状にも着目し、張力変動を形の面からも追跡したい。(3)以上のような、外から加えた力による予定運命の影響が、細胞骨格や細胞骨格関連タンパク質の過剰発現、またはノックダウンによって緩和・増強されるかどうかを調べる。具体的には、細胞骨格としてアクチン、細胞骨格結合遺伝子としてアクチニンやαカテニンに着目し、対応するmRNAを4細胞胚に注入し、同様の実験を行うことで検証する。また、ML7やサイトカラシンなど、ミオシン軽鎖やアクチンの重合を阻害する薬剤で胚を処理した場合の変化についても、胚発生そのものへの影響に留意しながら実験を行いたい。

これまで、これらの領域規定はBMP・FGFやWntシグナルの仮想的濃度勾配によって決定されると考えられてきた。研究代表者は、その中でも将来感覚器や末梢細胞に分化するプラコード領域の形成機構について、新規遺伝子の解析を通して研究を行ってきた。その過程で、プラコードの形成に細胞張力が関与するのではという着想に基づき、外胚葉領域の各細胞にかかる張力をFRET張力プローブの胚への導入によって計測したところ、神経外胚葉と表皮外胚葉で細胞にかかる張力が異なることを見出した。そこで本研究では、逆に細胞に対して伸展刺激や加圧刺激を加えたとき、外胚葉の予定運命が変化するかどうかを検証することを通し、外胚葉パターンの規定における物理的な力の関与を明らかにすることを目的としている。今年度は、神経板の平面内細胞極性(PCP)に着目し、シリコンチャンバーを用いた伸展刺激、あるいはレーザーアブレーションによる張力緩和によって細胞板の平面内極性が変化するかどうかを検証した。その結果、伸展刺激を加えた場愛、非付加の場合に比べて、細胞極性を生じる細胞の割合が増加した。一方、レーザーアブレーションによって細胞にかかる張力を緩和したとき、生じるべきPCP形成が阻害されることを明らかにした。また、恒常活性型ミオシン軽鎖(caMLC)を微量注入して細胞張力を変化させるとプラコード領域の拡大が見られ、外胚葉パターンの形成に細胞張力が関与している可能性を示した。本年度は、以下の2点について主に研究を行った。(1)神経板における平面内細胞極性(PCP)の形成が細胞張力によって変動するかどうかを検討した。ツメガエルの神経板において、Wntシグナルに関与する膜タンパク質であるprickle3が各細胞の前方部分に局在することが知られているので、このアッセイ系を指標にいくつかの実験を行った。まず、初期原腸胚期の外胚葉領域を切除してシリコンチャンバーに貼り付け、初期神経胚期相当まで伸展刺激を加えた。その結果、伸展刺激を加えた外胚葉片では、伸展を行っていない組織片に比べてprickle3の細胞内局在を示す細胞の割合が増加した。逆に、注目すべき細胞の近傍をレーザーアブレーションにより膜切断して細胞張力を緩和すると、prickle3の特異的な局在が失われる細胞の割合が増加した。これらの結果は、細胞板のPCP形成に細胞張力が関与していることを強く示唆する。(2)遺伝子の異所的な発現によって細胞にかかる張力を人為的に変化させることで、外胚葉の予定運命を変化させることができるかどうか、検証した。まず、胚の腹側にBMP阻害因子tBRを注入して二次軸を誘導することを通し張力を変化させ、一次軸側のプラコード・神経堤領域が拡大・縮小するかどうかを検証したが、大きな変化を見出すには至らなかった。次に、恒常活性型ミオシン軽鎖(caMLC)を着目する細胞の近傍に微量注入することでアクトミオシンの形成を介した異所的かつ領域限定的な細胞張力の付与を行った時に、プラコードをじめとする各外胚葉領域の予定運命に影響を及ぼすかどうかをプラコードで発現するSox3のin situハイブリダイゼーションを行うことで検討した。その結果、caMLC注入によって、プラコード領域が拡大することを見出した。
身体運動の協調構造の抽出と運動補助システムへの展開

本研究では,ヒトの身体動作の協調構造を抽出してヒトの動作を先読みする手法を開発し,それを下肢麻痺患者の運動補助システムの制御に応用した.本研究の主たる成果は,(1)UCM解析をはじめとする種々の手法を用いて課題遂行中の身体動作の協調構造を明らかにしたこと,(2)主動作に先行する身体パーツの動きから主動作の内容とタイミングを予測する手法を構成したこと,(3)患者身体各部の動きから患者の意図する歩行パタンをリアルタイムで推測し,歩行補助を行なうロボットを実現したことである.本研究では,ヒトの身体動作の協調構造を抽出してヒトの動作を先読みする手法を開発し,それを下肢麻痺患者の運動補助システムの制御に応用した.本研究の主たる成果は,(1)UCM解析をはじめとする種々の手法を用いて課題遂行中の身体動作の協調構造を明らかにしたこと,(2)主動作に先行する身体パーツの動きから主動作の内容とタイミングを予測する手法を構成したこと,(3)患者身体各部の動きから患者の意図する歩行パタンをリアルタイムで推測し,歩行補助を行なうロボットを実現したことである.本研究の目的は,人間の身体パーツの動きに含まれる協調構造を解析・抽出し,その構造を利用して障害者等の動作補助を行なう方式を開発することである.本目的の達成に向けて本年度は以下の研究を行なった.まず,身体運動の協調構造抽出のための非拘束身体運動計測システムを構築した.本システムを構成するセンサは,地磁気,加速度,角速度センサ等をモジュールにまとめたものである.本年度は,このセンサモジュールを次年度導入予定のものも含めて合計10個導入するとともに,センサ制御とデータ保存用の周辺装置を付加して身体装着可能な姿勢計測システムを構成した.現在,来年度以降の本格的実験開始に向けて,システムの調整を行なっているところである.本システムを用いて身体運動データを計測・蓄積することにより身体パーツの協調構造を抽出する統計的解析が可能になる.また,下肢麻痺患者の歩行を補助するシステムを開発するため,下肢に連動する上腕の運動に着目し,ユーザ(下肢麻痺患者)の意図する歩行パターンを予測する方法を検討した.具体的には,姿勢角度と加速度が計測可能な慣性センサを歩行器に取り付けて,「滑らかさの運動規範」に基づいて腕の加速度情報から意図された歩幅を推定した.健常者による歩行テストの結果,つま先の移動距離とその直前の腕の運動から推定した歩幅とがほぼ一致することを確認した.この結果は,歩行補助を実現する上で重要な結果である.これに加えて,コップの水をこぼさないで歩行しているときの身体各部の動きを計測し,手先のジャーク(加速度の変化率)の値が顕著に小さくなることを見出した.UCM解析を用いて各関節角度の分散を評価した結果,手先の角度が一定となるように腕の各関節の動きが協調していることが明らかになった.このほか,筋指令の協調構造を用いて腕の到達運動のための運動指令を生成する計算モデルを構築した.本研究の目的は,人間の身体パーツの動きに含まれる協調構造を解析・抽出し,その構造を利用して障害者等の動作補助を行なう方式を開発することである.本目的の達成に向けて以下の研究を行なった.まず,昨年度構築した非拘束身体運動計測システムを利用して身体運動の計測を開始した.身体各部に配置したセンサからのデータを身体モデルを用いて統合し全身の姿勢や動きを求める環境を構築し,歩行や立ち上がり動作等を対象としたデータ蓄積・解析を行なった.次に,身体運動の協調構造を抽出するための新しい解析手法を構築した.これは3次元空間での身体パーツの向きや関節角度を四元数を用いて表現し,因子分析を行なうことで,多自由度の関節空間に隠れた変数構造を抽出しようとするものである.数値実験により既存の手法よりも優れた性能が得られることを確認でき,現在,実計測データへの適用を始めたところである.このほか,運動情報表現に関する基礎的検討として,離散的でスパースな表現が最適となる枠組について通信路容量における最適化問題と多クラス判別問題の理論を構築した.さらに,下肢麻痺患者が補助ロボットを装着して,歩行器で身体を支えながら二足歩行するためのシステムの基本構成を設計した.本システムでは,歩行器に搭載した慣性センサの信号から間接的に患者の腕運動軌道を計測し,ユーザの意図する歩幅,接地のタイミング,つま先最高点などを推定した後,滑らかな歩行の関節角軌道を生成する.また,補助ロボットの足底にとりつけた床反力センサの信号から患者の運動状態を推定し,後方転倒しないような脚のスイング動作のトリガを出す機構を組み込んだ.さらに,平地面に加え段差のある面での歩行も可能になるように歩行補助の制御アルゴリズムを改良した.健常者による動作テストの結果,3cmおよび6cmの段差を乗り越えたり降りたりできることを確認した.本研究の目的は,ヒトの身体パーツの動きに含まれる協調構造を解析・抽出し,それを利用して障害者等の動作補助を行なう方式を開発することである.本目的の達成に向けて以下の研究を行なった.まず,本研究課題において構築した非拘束身体運動計測システム(17の身体部位に設置した3次元姿勢センサのデータを統合し全身運動を再現・解析するもの)を用いて身体運動データの取得と解析を行なった.当初計画では,日常生活にわたって運動を長時間計測し包括的にデータを収集することを想定していたが,姿勢センサに内蔵された磁気センサが周辺環境(鉄を含む什器類など)の影響を受けることが判明したため,家具等の影響を受けにくい状況に限定して実験を行なった.

次に,本システムで得たデータを用いて身体パーツの動きの時間関係を分析した.具体的には,立位姿勢から左右に踏み出す動作に着目し,足動作と協調関係の強い他の身体パーツの動きを検出し,その関係を利用して踏み出し方向とそのタイミングを予測することに成功した.これは,ヒトの動作に先んじて補助器具を作動させるための基盤となる結果である.下肢麻痺患者用の歩行補助システムにおいては,歩行器に3軸角度センサと加速度センサを,装着ロボット足底に小型力覚センサを設置して,転倒予防の制御機構を組み込んだ.次に,健常者に本システムを装着させて斜面での立位姿勢やつまずきへの回復動作の実験を行なった.その結果,ロボットの制御系が上肢の動きに協調して,足首角度を調整し直立姿勢をサボートすること,また,足底の圧力情報に従って遊脚の上昇または下降のパターンを選択し,転倒することなく歩行を継続できることを確認した.上記の実験的研究と並行して,運動表現に関する数理的検討として疎表現に着目して研究を行なった.特に,機械学習分野で研究が大きく進展しているベイズ統計と疎表現に関する問題について最適化法を検討した.ヒトの身体パーツの動きに含まれる協調構造を解析・抽出し,それを利用して障碍者等の動作補助を行なう方式を開発することを目的として以下の研究を行った.昨年度に引き続き,本研究において構築した非拘束身体運動計測システム(身体17か所に設置した3次元姿勢センサのデータを統合し全身運動を解析するもの)を用いて身体運動データを解析した.通常動作の解析については当初予定どおりの成果をあげたが,長時間計測に基づく日常動作データベース構築については,姿勢センサの特性が原因で安定的計測が困難で十分な成果があげられなかった.身体動作の協調構造を抽出しヒトの動作を先読みする方式については以下の成果を得た.立位から左右に踏み出す動作および立位から目標に向けて手を伸ばす動作において,主動作を担う脚部あるいは腕部の動きに先立って他の身体部分がある関係性の下で動くことを抽出し,その情報をもとに動作の目標およびタイミングを予測することに成功した.この成果は,ヒトの動作に先んじて補助器具を作動させる基盤となる.下肢麻痺患者のための装着型歩行補助ロボットにおいて,車椅子からの起立動作を補助するセンサ制御系を開発した.具体的には,健常者の起立動作を計測して,足裏および歩行器の床反力と身体姿勢のデータに基づいて下肢の運動開始タイミングを検出できることを明らかにした.この結果に基づき,ユーザの意図するタイミングとスピードで立ち上がりを補助する制御システムを構成し,起立動作試験により安定な動作が実現されることを確認した.
対称的素句構造の音声化・線形順序化における形式素性・形態格の役割について

昨年度に行った関西言語学会第42回大会での招待講演をもとに論考を作成し、フェイズ(phase)単位の循環的句構造計算における格付与のメカニズムを巡る研究を関西言語学会会報に出版した。本論考では音声線条化のメカニズムにおける形態格の役割に焦点を当てて論じるとともに、日本語の格脱落(Case marker drop)の現象についての統一的分析案を展開した。また、成田(研究代表者)がAl-Mutairi(2014)の極小主義プログラムの解説書について書評論文を出版し、極小主義プログラムが推し進める最適性・計算効率性の概念について批判的に検討した。また、木村博子(研究分担者)が省略構文についての書籍(Konietzko 2016)について書評を著し、省略研究の現在の状況と将来的課題について論じた。さらに、日本英語学会第36回大会シンポジウム「言語理論における形態論の「分散」をめぐる諸問題」に登壇し、木村博子(研究協力者、目白大学)との共同研究を発表した。本発表では、複合語を伴うWh疑問文に対する短縮応答が句Wh疑問文に対するそれとは異なる振る舞いを示すことを示し、複合語形成という形態統辞論の主要なテーマについて、分散形態論(Distributed Morphology)的枠組みのもと、省略という新たな観点からアプローチすることに成功した。また、福井直樹(上智大学)との共同研究『Symmetry-driven Syntax』(仮題、Routledgeと出版契約締結済)は、特に人間言語の移動操作を律する制約としての句構造の対称性の位置づけ、およびいわゆる多重一致(multiple Agree(ment))の現象の位置づけを明確にするべく、鋭意執筆を進めている。木村博子(研究分担者)との共同研究は概ね順調に進行している。本年度内で行った日本英語学会第36回大会シンポジウムにおける研究発表においては、複合語形成を伴う省略構文に着目することで、特に分散形態論(Distributed Morpphology)の観点から人間言語の削除操作に対する新たな分析案を提示することに成功し、統辞法(シンタクス)-音韻インターフェイスにおける形態論と音韻的削除操作の役割について新たな成果が得られた。また、音声線条化のメカニズムにおける形態格の取り扱いについて、昨年度関西言語学会で発表した内容を修正・発展させ、論考として学会会報に投稿、出版することができた。一方、本研究課題期間を通じて執筆を続けている福井直樹(上智大学)との共同研究『Symmetry-driven Syntax』(仮題、Routledgeと出版契約締結済)については、当初予定していたよりもモノグラフの扱う言語現象の範囲を拡大することとなったため、若干進捗に遅れが生じている。特に人間言語の移動操作を律する制約としての句構造の対称性の位置づけ、およびいわゆる多重一致(multiple Agree(ment))の現象の位置づけを明確にするべく、鋭意執筆を進めている。2019年度以内での出版を目指して草稿の執筆を進めている。福井直樹(上智大学)との共同研究を修正・発展させてモノグラフとして完成させ、その出版まで目処を立てることを目指す。Chomskyらによる最新のラベル付けアルゴリズムを批判的に検討し、「生成的演算は対称的構造を出力とする」とする対称性原理(Symmetry Principle)の仮説のもとに、極小モデルに基づく統辞理論を抜本的に再定式化することが本研究課題の最終年度の目標の一つとなる。本論考の中では、句構造の対称性を決定する素性一致について最小計算に基づく新たな分析を提示し、またその中で形態格の果たす積極的な役割について論じる予定である。また、日本英語学会第36回大会シンポジウムに発表した木村博子(研究分担者; 2019年度より千葉工業大学)との共同研究を発展させ、特に近年注目されている分散形態論(Distributed Morphology)の観点から複合語構造を伴う削除現象を分析する。その成果を本研究課題最終年度内に学術雑誌に投稿し、査読を経て出版することを目指す。また、削除認可をめぐる意味的同一性に基づくMerchant (2004)等のアプローチを批判的に検証する論考を完成させ、ジャーナルに出版することを目指す(査読を受け修正中)。句構造の対称性についての福井直樹氏(上智大学;以下敬称略)との共同研究を進めた。二年次出版予定の著作原稿を書き進め、また、その成果の一部を新たに論文として執筆し、Routledge論集(福井編)に寄稿した(2017年5月刊行予定)。これらの研究では、N. Chomsky(MIT)らのラベル付けアルゴリズムに対する現代的研究を批判的に検討し、代案として、素性の均衡状態に基づく句構造形成原理の統一的原理を模索している。また、言語の基本演算についての福井直樹、辻子美保子(神奈川大学)、加藤孝臣(上智大学)、葛西宏信(北九州市立大学)との共同研究を、日本英文学会第88回大会シンポジア第十一部門「統辞法の原始演算とインターフェイス」にて2つの招待講演として発表した。また、この研究に基づく新しい論文を描き下ろした(福井編・2017年5月刊行予定)。これらの研究においては、言語の全ての演算は原併合(0-Merge)と原探索(0-Search)の合成演算として再解釈されるという新たな仮説が提示されている。さらに、諸言語における省略現象について、木村博子(目白大学;研究協力者)との共同研究を進め、特に日本語の短縮応答構文の分析を中心とした研究成果を国際学会SICOGG 18(Seoul)、GLOW in Asia 2017(Singapore)において発表した。

さらに、Noam Chomsky (2012) The Science of Language (CUP)の翻訳を完成させ、『チョムスキー言語の科学:ことば・心・人間本性』と題して岩波書店から刊行することができた。また、チョムスキーの科学論・認識論についての研究成果を、慶應言語学コロキアム招待講演にて発表することができた。言語の基本演算についての福井直樹(上智大学)、辻子美保子(神奈川大学)、加藤孝臣(上智大学)、葛西宏信(北九州市立大学)との共同研究を、日本英文学会第88回大会シンポジアにて発表した上、来年度に予定していた新しい論文作成・投稿を前倒しして今年度に行い、無事論集『Merge in the Mind-Brain』に受理され、出版に向けての執筆を校了することができた(2017年5月刊行予定)。同論集には他にも、福井直樹との共同研究の論文を1篇書き下ろし、また、過去の研究成果を2篇再掲することができた。また、来年度まで時間を掛けて進める予定だった省略現象についての木村博子(目白大学;研究協力者)との共同研究が予想以上に進行し、特に日本語の短縮応答構文の分析を中心とした研究成果を国際学会SICOGG 18(Seoul)、GLOW in Asia 2017(Singapore)に投稿・受理され、無事研究発表を行うことができた。SICOGG 18の学会会報はすでに発刊され今年度の業績とすることができたし、来年度にはGLOW in Asia 2017の学会会報に論文を寄稿・出版することが決まっている。句構造の対称性についての福井直樹との共同著書については、出版社との協定のもとに2017年ー2018年の出版を見据えて準備することとなったため、N. Chomsky(MIT)らのラベル付けアルゴリズムに対する現代的研究を詳細かつ批判的に検討し、提案する素性均衡の概念を句構造形成原理の統一的原理として定立することを目指して、研究・執筆を進めている。また、チョムスキーの科学論・認識論についての研究成果を、慶應言語学コロキアム招待講演にて発表することができたことも、研究計画申請当時には予想していなかった新たな成果といえる。福井直樹(上智大学)編集の『Merge in the mind-brain』(Routledge)に共同執筆者として加わり、4編の論文を出版した。特に、「Merge and (A)symmetry」(福井直樹との共著)では、句構造の対称性をめぐる分析を展開し、素性均衡(feature-equilibrium)の概念を提唱した。この提案は本研究課題の中核として位置付けられるものであるが、現在、次年度に向けてさらなる拡張・検討を行なっているが、その成果の一部を本年度末に慶應言語学コロキアムにて「ラベルはどこにあるのか」と題して報告することができた。また、同論集所収の「0-Search and 0-Merge」では、人間言語の原始演算としての「原探索」(0-Search)と「原併合」(0-Merge)の概念に着目し、数々の統辞演算をこの二つの原始演算の合成として捉え直す理論を提案したが、この提案は、現在、句構造の内心性を決定するラベル付けアルゴリズムにおける探査操作の理論的分析をさらに推し進めていくための基礎となっている。
暗黒量雲における磁場構造の研究

本年度は赤外線カメラとデータ取得システムを完成させた.これらを宇宙研1.3m赤外線モニター装置に取付けて初期観測を行ない,ほぼ予定どうりの性能が達成されていることを確認した.また,色消しプリズムの光学設計製作を行なった.1)光学系の検査;峰崎;室温および冷却時の双方の条件下で,光学系の検査を行ない,ほぼ予定の性能を満たしていることを確認した.2)読みだし装置;小林,和瀬田;性能評価を行ない,所定の性能が得られた.3)検出器;房,峰崎;性能評価と各種パラメータ(量子効率,暗電流,読みだし雑音,迷光)の測定を行なった.4)データ取得ソフトウエア;小林,中村,和瀬田,房,峰崎;ネットワーク経由でのデータ取得ソフトを完成させ,Xウインドウシステムを用いたマンマシンインターフェイスを構築した.5)色消しプリズム;房;4枚合わせのプリズムを設計して,所期の仕様を達成した.6)偏光計;和瀬田;偏光計制御システムを完成させた.7)初期観測;全員;1月26日から3週間,宇宙研で観測を行なった.最初の1週間は光軸,データ取得システム調整を行ない,後半の2週間,試験観測を行なった.試験観測ではオリオン分子雲のJ,H,K'3バンドで,15x15分の領域のマッピング,その後,その1部分に対してK'バンドでの偏光マッピングを行なった.現在,得られたデータの解析を続行しつつある.後夜半には銀河団のサーベイ観測を行なった.本年度は赤外線カメラとデータ取得システムを完成させた.これらを宇宙研1.3m赤外線モニター装置に取付けて初期観測を行ない,ほぼ予定どうりの性能が達成されていることを確認した.また,色消しプリズムの光学設計製作を行なった.1)光学系の検査;峰崎;室温および冷却時の双方の条件下で,光学系の検査を行ない,ほぼ予定の性能を満たしていることを確認した.2)読みだし装置;小林,和瀬田;性能評価を行ない,所定の性能が得られた.3)検出器;房,峰崎;性能評価と各種パラメータ(量子効率,暗電流,読みだし雑音,迷光)の測定を行なった.4)データ取得ソフトウエア;小林,中村,和瀬田,房,峰崎;ネットワーク経由でのデータ取得ソフトを完成させ,Xウインドウシステムを用いたマンマシンインターフェイスを構築した.5)色消しプリズム;房;4枚合わせのプリズムを設計して,所期の仕様を達成した.6)偏光計;和瀬田;偏光計制御システムを完成させた.7)初期観測;全員;1月26日から3週間,宇宙研で観測を行なった.最初の1週間は光軸,データ取得システム調整を行ない,後半の2週間,試験観測を行なった.試験観測ではオリオン分子雲のJ,H,K'3バンドで,15x15分の領域のマッピング,その後,その1部分に対してK'バンドでの偏光マッピングを行なった.現在,得られたデータの解析を続行しつつある.後夜半には銀河団のサーベイ観測を行なった.
実解析的方法による非線形発展方程式の解の安定性の研究

実解析的方法を駆使,L_p空間におけるStokes方程式のスペクトル解析とそのNavier-Stokes方程式への応用についての研究を行った.主な成果つ次のようなものである.1.非圧縮性粘性流体が一つの物体を通り過ぎるような場合を数学的に記述するOseen方程式に対応する線形化問題のスペクトル解析により,解析半群の生成とその時間無限遠での漸近挙動を示し,それを応用し対応するNavier-Stokes方程式の小さな初期値に対する時間大域解の存在を示した.2.ビルなどを通り抜ける風の運動などを数学的に定式化したperturbed half spaceにおけるNavier-Stokes方程式の線形化問題として得られるStokes問題の解析半群の生成と時間無限遠での漸近挙動を示した.またそれを応用し対応するNavier-Stokes方程式の小さな初期値に対する時間大域解の存在を示した.3.有界領域におけるStokes方程式のNeumann問題に対する解の最大正則性原理の証明に成功した.本研究ではWeisのFourier multiplierに関する最新の結果を用いこれまでの研究より簡潔でしかもシャープな結果を得た.この研究で得られた方法論は放物発展方程式の最大正則性原理の証明に広く応用できる画期的なものである.さらにこの原理を応用して表面張力を考えなくて良い場合の自由境界をもつNavier-Stokes流の時間大域的一意存在定理を初期値が小さい場合に示した.4.無限遠方での流速が零の場合の回転する物体の外側を流れるNavier-Stokes流の数学的解析において,その線形化問題のスペクトル解析を行い,特に解の時間大域的なLp-Lq評価を示した.我々の結果は非常に画期的で有り,この方面の研究を格段に進歩させた.研究方法の特徴的なところは,局所減衰定理を示したところにある.この定理の証明の一つのポイントは,対応するレゾルベント問題の高周波の部分の解析において,作用素を周波数に関して展開し主要部分はセクトリアル作用素になっているということを示したことにある.この解析は従来の研究にはまったく見られない斬新なアイデアであり,7年以上にわたる研究の成果といえる.5.その他Robinやslip境界条件の下でのStokes方程式のスペクトル解析と対応するNavier-Stokes方程式の解析も行った.また,圧縮性粘性流体に関する拡張も多少を行った.しかし圧縮性粘性流体についての研究の多くは今後の課題である.(1)perturbedhalf spaceにおけるNavier Stokes方程式の定常解とその安定性の研究の第一段階として,ストークス半群のL^p-L^q評価を示した.当初の予想に反して,R^n外部領域の場合と異なり,ストークス半群の一回微分の評価も1≦p≦q<∞なる条件で成立することが分ったことが特筆すべきことである.(2)全空間外部領域での圧縮性粘性流体の定常解とその安定性の研究の第一段階として空間次元が3以上の場合の局所減衰定理を示した.(4)非圧縮性粘性流体の自由境界値問題の線形化問題であるストークス方程式のノイマン問題に関して,圧力項を消去したreduced Stokes方程式の導出とそのレゾルベント評価を行った.さらに外部領域でのreducedStokes半群のL^p-L^q評価を示した.実解析的方法を駆使,L_p空間におけるStokes方程式のスペクトル解析とそのNavier-Stokes方程式への応用についての研究を行った.主な成果つ次のようなものである.1.非圧縮性粘性流体が一つの物体を通り過ぎるような場合を数学的に記述するOseen方程式に対応する線形化問題のスペクトル解析により,解析半群の生成とその時間無限遠での漸近挙動を示し,それを応用し対応するNavier-Stokes方程式の小さな初期値に対する時間大域解の存在を示した.2.ビルなどを通り抜ける風の運動などを数学的に定式化したperturbed half spaceにおけるNavier-Stokes方程式の線形化問題として得られるStokes問題の解析半群の生成と時間無限遠での漸近挙動を示した.またそれを応用し対応するNavier-Stokes方程式の小さな初期値に対する時間大域解の存在を示した.3.有界領域におけるStokes方程式のNeumann問題に対する解の最大正則性原理の証明に成功した.本研究ではWeisのFourier multiplierに関する最新の結果を用いこれまでの研究より簡潔でしかもシャープな結果を得た.この研究で得られた方法論は放物発展方程式の最大正則性原理の証明に広く応用できる画期的なものである.さらにこの原理を応用して表面張力を考えなくて良い場合の自由境界をもつNavier-Stokes流の時間大域的一意存在定理を初期値が小さい場合に示した.4.無限遠方での流速が零の場合の回転する物体の外側を流れるNavier-Stokes流の数学的解析において,その線形化問題のスペクトル解析を行い,特に解の時間大域的なLp-Lq評価を示した.我々の結果は非常に画期的で有り,この方面の研究を格段に進歩させた.研究方法の特徴的なところは,局所減衰定理を示したところにある.この定理の証明の一つのポイントは,対応するレゾルベント問題の高周波の部分の解析において,作用素を周波数に関して展開し主要部分はセクトリアル作用素になっているということを示したことにある.この解析は従来の研究にはまったく見られない斬新なアイデアであり,7年以上にわたる研究の成果といえる.5.その他Robinやslip境界条件の下でのStokes方程式のスペクトル解析と対応するNavier-Stokes方程式の解析も行った.