hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ライム病ボレリアの遺伝子診断と分子疫学的研究

日本のライム病ボレリアの免疫学的、分子生物学的性状の解析を行い、ヤマトマダニ由来ボレリアをBorrelia japonicaとして新種記載した。本種はこれまでのところ本邦においてヤマトマダニならびに数種の齧歯目、食虫目から分離されているが、その他のマダニ類からは分離されず、ダニ特異性が見られる。また、シュルツェマダニ由来ボレリアは、B.garinii、B.afzeliiと同定されたが、欧米では関節炎を誘導するとされるB.burgdorferi seusu stricitoはこれまで見出されていない。これまで報告される欧米株遺伝子塩基配列に基づき設計されたOspA、OspB、鞭毛遺伝子増幅プライマーの日本分離株増幅性を調べた。鞭毛遺伝子プライマーではすべての日本株の増幅が可能であり、遺伝子診断に応用が可能であった。また、OspAOspB遺伝子領域を増幅するプライマーでは日本株の80%以上が増幅可能であることを明らかにした。また、増幅産物の制限酵素断片長多型性解析ににより遺伝種の同定が可能であることを明らかにした。本法はこれまでのDNA相同性試験による遺伝種同定法に比べ、大量のボレリア培養を必要としない、DNAの抽出、精製の必要がない、短時間に微量の試料から同定ができる、またボレリア死菌体からでも同定可能など数々の利点を持つ画期的方法である。また、ライム病ボレリア病原遺伝子と目されるOspC遺伝子に対する増幅プライマーを設計し、本プライマーが試験したすべての欧米株、日本株OspC遺伝子を特異的に増幅できることを明らかにした。現在、本プライマーセットの遺伝子診断への応用、遺伝種同定法としての可能性を追究中である。ライム病ボレリア16S rRNA遺伝子検索プローブ作成とRFLP解析日本のヤマトマダニ、シュルツェマダニ、エゾアカネズミから分離されたボレリア、ならびにB.burgdorferi sensu stricto,B.garinii及びB.afzeliiの3遺伝種について、^<32>Pラベルした16S rRNA遺伝子のV4領域の一部を標的としたBBU30、flagellin遺伝子の5'領域を標的としたBBFN27オリゴヌクレオチドをプローブとし、各種ボレリアDNAのHindIII消化、電気気動、ナイロン膜への転写後、サザンハイブリダイゼーションを行なった。その結果、BBU30プローブにおいて、B.burgdorferi sensu stricto,B.garinii及びB.afzeliiヤマトマダニ由来株が夫々特徴的なDNA断片を生じ種々のボレリア菌株の鑑別が可能であること、日本のシャワルツェマダニ、エゾアカネズミ由来B.burgdorferi sensu latoがB.gariniiに帰属することが明確に示され、分子疫学的研究に極めて有用であることが判明した。本種はこれまでのところ本邦においてヤマトマダニならびに数種の齧歯目、食虫目から分離されているが、その他のマダニ類からは分類されず、ダニ特異性が見られる。

また、OspAOspB遺伝子領域を増幅するプライマーでは日本株の80%以上が増幅可能であることを明らかにした。また、増幅産物の制限酵素断片長多型性解析により遺伝種の同定が可能であることを明らかにした。本法はこれまでのDNA相同性試験による遺伝種同定法に比べ、大量のボレリア培養を必要としない、DNAの抽出、精製の必要がない、短時間に微量の資料から同定ができる、またボレリア死菌体からでも同定可能など数々の利点を持つ画期的方法である。また、ライム病ボレリア病原遺伝子と目されるOspC遺伝子に対する増幅プライマーを設計し、本プライマーが試験したすべての欧米株、日本株OspC遺伝子を特異的に増幅できることを明らかにした。現在、本プライマーセットの遺伝子診断への応用、遺伝種同定法としての可能性ほ追究中である。
アルツハイマー病を中心とした認知症高齢者に対する円滑な口腔衛生管理方法の開発

要介護高齢者のケアに対する拒否等の周辺症状が出現する認知症に焦点を当てた口腔衛生管理に資する知見は不十分で、標準化した対応方法も提示されていないのが現状である。本研究の目的は、認知症高齢者に対する円滑な口腔衛生管理をその容態に応じ、適時・適切に提供できるための基礎データの収集・解析、および対応方法を提示することである。具体的には、1認知症の原因として最も多いアルツハイマー型認知症高齢者を対象とする。2認知症重症度(FAST)ごとに口腔衛生状態および口腔機能等の実態を把握し、口腔衛生管理課題を整理する。3収集した縦断データに基づき、FAST別に、適時適切な口腔衛生管理課題への対応方法を提示する。
不完全燃焼によるフラーレン製造法

本研究は、フラーレンC60,C70の製造方法として用いられているアーク放電法に替わり、連続運転可能な低コスト製造法として注目されている炭化水素の不完全燃焼法の改良と実用化を目的としている。初年度においては長い歴史を有する墨用煤のHPLC分析を行い、新しい墨に約0.1ppmのC60が含まれること、時間の経過と共にC60含量が減少し、約300年後には10分の1となること、C60含量減少速度は一次反応速度式に従うことを見出した。引き続き、2年目には燃焼実験を行い、ベンゼン、シクロヘキサンなど不飽和、飽和炭化水素を燃料として空気中でフリーに燃焼させると、常に0.1ppmのオーダーのC60が生成することを確認した。フラーレン濃度は極めて低いが、フリーフレームでは燃焼温度が低いこと、また燃え尽きるC60が相当量あることを考えると妥当な結果であろう。また、0.1ppmのオーダーは、KT層から発見されたC60濃度とも一致する。KT層のC60は6500万年前の大規模野火の際に樹木の燃焼に伴って生成したと考えられている。燃焼実験の過程で次のような甚だ興味深い事実が得られた:(1)少量のフェロセンをベンゼンに溶解して燃焼するとC60の収率が5倍となった、(2)コバルトセン、ニッケロセンを同様に添加するとC60の収率は低下したが、同時にC60に比べてRf値0.65の位置にシャープなピークが現れた。今後は(1)の結果を踏まえて空気予混合燃料による不活性雰囲気中の燃焼装置を用いて有機溶媒可溶金属錯体の触媒作用を系統的に探索すると共に、(2)においてはおそらくC60の生成中間体が得られていると考えられるので、このものの単離同定を行う予定である。1.燃焼管の設計、試作、燃料探索発注先の都合で完成が遅れたが、漸く出来上がり現在据えつけ、試験中である。来年度には使用できる見込みである。従って燃料探索は今年度中には行うことが出来なかったが、主として天然起源不飽和植物油、モノテルペン類などを購入した。2.フラーレン生成機構に関する理論計算アーク放電、レーザー剥離などと違って1000度C以下の温度で速やかにフラーレンが生成する機構の見当をつけるために素反応の一つであるStone-Wales転移を調べた。これが有機化学的には珍しいオレフィン-カルベン転移であることはすぐに解ったが、最低活性化エネルギーの計算値が120kcal/molを切らないことが問題となった。そこで、寿命が非常に長い三重項励起状態のままでSW転移が完結すると考え、SAM1・RHF近似開殻電子構造配置間相互作用計算を行って、活性化エネルギー計算値を約70kcal/molまで引き下げるのに成功した。3.半自然起源フラーレンの探索と分析燃焼管が到着するまでの時間を利用して身の回りにある煤製品を有機溶媒抽出してC60、C70のHPLC分析を行った。分析精度としてlngという高い感度を達成した。墨、木炭、活性炭などの中にC60,C70が0.1ppmのオーダーで含まれているという興味深い事実を見いだしたが、中でも大阪ガス製繊維状活性炭にはppmオーダーと格段に多くのC60が存在する事を見いだした。この製品は石油ピッチ起源の無定型炭素を熱処理して製造されていることから、熱処理段階とフラーレン含有量の関係を追跡することによって、低温フラーレン生成条件が見いだされる可能性が高い。来年度はこの関係を詳しく調べる計画である。また、墨中のC60含量が時間と共に一次反応速度式に従って現象することを見出した。

これは高密度固体媒体中の球形非極性分子のブラウン運動型移動という珍しい現象ではないかと考えられ、鋭意検討中である。本研究は、フラーレンC60,C70の製造方法として用いられているアーク放電法に替わり、連続運転可能な低コスト製造法として注目されている炭化水素の不完全燃焼法の改良と実用化を目的としている。初年度においては長い歴史を有する墨用煤のHPLC分析を行い、新しい墨に約0.1ppmのC60が含まれること、時間の経過と共にC60含量が減少し、約300年後には10分の1となること、C60含量減少速度は一次反応速度式に従うことを見出した。引き続き、2年目には燃焼実験を行い、ベンゼン、シクロヘキサンなど不飽和、飽和炭化水素を燃料として空気中でフリーに燃焼させると、常に0.1ppmのオーダーのC60が生成することを確認した。フラーレン濃度は極めて低いが、フリーフレームでは燃焼温度が低いこと、また燃え尽きるC60が相当量あることを考えると妥当な結果であろう。また、0.1ppmのオーダーは、KT層から発見されたC60濃度とも一致する。KT層のC60は6500万年前の大規模野火の際に樹木の燃焼に伴って生成したと考えられている。燃焼実験の過程で次のような甚だ興味深い事実が得られた:(1)少量のフェロセンをベンゼンに溶解して燃焼するとC60の収率が5倍になった、(2)コバルトセン、ニッケロセンを同様に添加するとC60の収率は低下したが、同時にC60に比べてRf値0.65の位置にシャープなピークが現れた。今後は(1)の結果を踏まえて空気予混合燃料による不活性雰囲気中の燃焼装置を用いて有機溶媒可溶金属錯体の触媒作用を系統的に探索すると共に、(2)においてはおそらくC60生成中間体が得られていると考えられるので、このものの単離同定を行う予定である。
養殖環境のストレスはDNA脱メチル化を介して魚類細胞の老化を引き起こすか？

魚類由来培養細胞の多くは,癌化や形質転換の形跡がないにも関わらず,分裂寿命や老化の兆候が見られないといった特徴がある。申請者は最近,ゲノムDNAを脱メチル化させると魚類由来培養細胞が老化することを突き止めた。一方で,環境中の様々な外的ストレスは,DNAのメチル化異常をはじめとするエピジェネティック変化を誘導することが知られているが,これらのストレスがゲノムDNAの脱メチル化を介して細胞老化を誘発するのかは依然として不明である。本研究では,ゲノムDNAの脱メチル化がどのようにして細胞老化を誘導するのか,また,ストレスや病原体の増殖が細胞老化を引き起こすかについて明らかにする。
低Δμ^^〜H^+でのATP合成機構

中性で生育する大腸菌などのATP合成は, H^+の電気化学ポテンシャル差(Δμ^^H^+)によるH^+の流入と共役している.それに対して,低Δμ^^H^+下での生育に適応した絶対好アルカリ性バチルス菌のATP合成が, Δμ^^H^+に基づくH^+駆動型であるのか,この菌の他の膜機能と同様にNa^+の電気化学ポテンシャル差(Δμ^^Na^+)に基づくNa^+駆動型であるのかをまず解析した.生菌を用いてATP合成活性を測定するためには,菌体内ATP濃度の減少が必要である.通常,菌体内ATP濃度の減少には燐酸の代りに砒酸を用いる方法が広く用いられているが,好アルカリ性菌ではATP濃度の減少は起こせなかった.そこで,種々の条件を検討した結果, Na^+非存在下に外液のK^+濃度を200mM程度に上昇させると,膜電位の減少と共に菌体内ATPも顕著に減少することを発見し,論文として報告した.この新方法で菌内ATP濃度を減少させた後,外液のK^+濃度を急激に減少させると,膜電位の急激な回復と, Na^+非存在下であるにもかかわらず,急激なATP濃度の上昇が確認された.すなわち,好アルカリ性バチルス菌のATP合成は,この菌の他の多くの膜機能にNa^+の存在が必須であるのとは異なり,中性菌のATP合成と同様にH^+駆動型であると結論される.低Δμ^^H^+でも好アルカリ性バチルス菌がH^+駆動力を用いてATP合成を正常に行うには,例えば,呼吸系とATP合成系の直接共役の存在が考えられる.しかし,上述の実験は全て呼吸茎質存在下で行われている.すなわち,呼吸系が正常に働いても, Na^+非存在下高K^+濃度でATP濃度が減少することから,呼吸系とATP合成系の強い直接共役は可能性が小さい.従って, ATP合成酵素そのものの解析が,次の研究ステップとして必要である.以上の研究の中で, ATP量の直接測定には,当科研費で購入したルミカウンターを用いた.中性で生育する大腸菌などのATP合成は, H^+の電気化学ポテンシャル差(Δμ^^H^+)によるH^+の流入と共役している.それに対して,低Δμ^^H^+下での生育に適応した絶対好アルカリ性バチルス菌のATP合成が, Δμ^^H^+に基づくH^+駆動型であるのか,この菌の他の膜機能と同様にNa^+の電気化学ポテンシャル差(Δμ^^Na^+)に基づくNa^+駆動型であるのかをまず解析した.生菌を用いてATP合成活性を測定するためには,菌体内ATP濃度の減少が必要である.通常,菌体内ATP濃度の減少には燐酸の代りに砒酸を用いる方法が広く用いられているが,好アルカリ性菌ではATP濃度の減少は起こせなかった.そこで,種々の条件を検討した結果, Na^+非存在下に外液のK^+濃度を200mM程度に上昇させると,膜電位の減少と共に菌体内ATPも顕著に減少することを発見し,論文として報告した.この新方法で菌内ATP濃度を減少させた後,外液のK^+濃度を急激に減少させると,膜電位の急激な回復と, Na^+非存在下であるにもかかわらず,急激なATP濃度の上昇が確認された.すなわち,好アルカリ性バチルス菌のATP合成は,この菌の他の多くの膜機能にNa^+の存在が必須であるのとは異なり,中性菌のATP合成と同様にH^+駆動型であると結論される.低Δμ^^H^+でも好アルカリ性バチルス菌がH^+駆動力を用いてATP合成を正常に行うには,例えば,呼吸系とATP合成系の直接共役の存在が考えられる.しかし,上述の実験は全て呼吸茎質存在下で行われている.すなわち,呼吸系が正常に働いても, Na^+非存在下高K^+濃度でATP濃度が減少することから,呼吸系とATP合成系の強い直接共役は可能性が小さい.従って, ATP合成酵素そのものの解析が,次の研究ステップとして必要である.以上の研究の中で, ATP量の直接測定には,当科研費で購入したルミカウンターを用いた.
グリア腫瘍化の初期段階における膜環境の関与とその分子機構のｉｎ　ｖｉｖｏでの解明

26年度が最終年度であるため、記入しない。ヒトグリオーマ組織では正常脳組織には発現していないガングリオシド(GD3、GD2)の高発現が報告されているが、それらガングリオシドの機能解析は行われていない。本年度は、RCAS/tv-aシステムを用いたグリオーママウスモデルにおけるガングリオシド(GD3、GD2)の発現解析と、その発現による表現系変化の解析を行った。Gtv-aマウス(GFAPプロモーターによりtv-a受容体が発現するトランスジェニックマウス)にRCASを用いてPDGFB遺伝子を導入して作出したグリオーマ組織では、GD3、GD2の発現は見られなかった。しかし、p53欠損Gtv-aマウス(Gtv-aマウスをp53^<-/->マウスと交配させ、Tp53遺伝子をホモ欠損しているマウス)に、PDGFB遺伝子を導入して作出したグリオーマ組織においては、腫瘍部位特異的にGD2の発現が観察された(凍結切片を用いた免疫組織染色による)。一方、P53欠損Gtv-aマウスより作製した初代培養アストロサイトにRCASを用いてPDGFB、AKT、oncogenicなKRASやβ-catenin遺伝子を導入し、GD3、GD2の発現をflow cytometerで解析したところ、PDGFB遺伝子導入時にのみ、一部の細胞群でGD3の発現が誘導された。さらにcell sorterを用いてGD3高発現とGD3低発現の細胞集団を分取し、MTT assayにて増殖能を比較したところ、GD3高発現細胞群は低発現細胞群に比べ有意に高い増殖能を有していた。またショ糖密度勾配遠心法より回収した脂質ラフト分画をウエスタンブロッティングにて解析したところ、GD3高発現細胞群ではGD3低発現細胞群に比べ、多くのPDGF受容体が脂質ラフトに局在していることが明らかとなった。当初の計画の通り、グリオーママウスモデルのグリオーマ組織において、ガングリオシド(GD3、GD2)の発現を観察している。また遺伝子改変マウスの交配も予定通りに進んでいる。当初の計画の通り、グリオーマにおけるガングリオシドの機能解析が順調に進展している。p53欠損Gtv-aマウスにGD3合成酵素遺伝子欠損マウスを交配させ、GD3合成酵素欠損p53欠損Gtv-aマウスを作製し、PDGFB遺伝子導入におけるグリオーマ形成の時期やグリオーマの悪性度に対するGD3、GD2の関与をin vivoで明らかにする。また初代培養アストロサイトまたは初代培養グリオーマ細胞を用いて、PDGFBによるGD3発現誘導の分子メカニズムを明らかにする。グリオーマ発生初期段階におけるGD3の時空間的発現解析を行う。また、すでに作製済みであるGD3合成酵素欠損p53欠損Gtv-aマウスを用いて、PDGFRαやYes kinaseの機能変化を解析する。
生命科学連携推進協議会

生命科学分野を中心とした学術研究支援基盤として、全国の生命科学研究に関する科研費に係る個々の研究課題へ、技術支援・リソース支援・技術相談等を提供する4つのプラットフォーム(コホート・生体試料/先端バイオイメージング/先端モデル動物/先進ゲノム解析研究)が形成された。本生命科学連携推進協議会は、これらの4つのプラットフォームの中に示した70を超える支援機能を有する全国の48大学・24研究機関が、密に連携できるように総括班を中心に活動した。本支援事業のさらなる周知の必要性から、日本分子生物学会と日本生化学会の合同年会への4プラットフォーム合同出展を共催し、説明や個別相談に積極的に対応するとともに、支援ニーズにより合ったプラットフォームの紹介等にも尽力した。また、ホームページにウェブパンフレットを公開したほか、支援説明会・シンポジウムや市民公開講座を主催および共催にて行った。さらに、支援に係る経費の一部徴収に関しては、実務的な課題に関する議論を進める一方、所管課である学術研究助成課にご指導いただき、支援対象者の意見を聞き取るため、対面および配布・回収の方法によるアンケートを複数回実施した。また、「社会との接点活動」班では、市民公開シンポジウムを中心として、生命科学研究に伴う研究倫理の問題について市民の方々への情報発信と様々な疑問にお答えする機会を提供した。また、本年度も我が国を代表する生命科学研究者による「外部評価委員会」を開催し、有益な助言を得ることができた。さらに本年度は、生命科学系支援プラットフォームが将来的にも実効性のある支援を提供できる持続可能な基盤であるために必要な課題等を討議する、将来検討部会を組織した。運営面では、総括班(幹事および各プラットフォームの代表とで計l6名)が支援機能を横断しつつ取りまとめ、事務局機能を担う東京大学医科学研究所を中心として、討論を重ね引き続き機動性を確保した支援を提供している。・4つのプラットフォームが一堂に会して、全国の研究者に対して支援説明会ならびに成果シンポジウムを開催した。さらに、パネルディスカッションにおいて、4つのプラットフォーム関係者とシンポジスト(支援を受けている研究者)から得られた興味深い意見交換を開催し、その記録を本協議会のHPに公開した。・総括班会議を開催し、問題点を吟味して、今後の展開も議論した。そのほかにもメール審議を複数回開催して、プラットフォーム間の連携ならびに調整を図った。さらに、各プラットフォームで展開している広報体制や、学会との関係構築も情報交換することができている。・支援機能をさらに高めるために、研究支援分担者が先進性の高い海外の支援実態を現地調査するとともに、その成果をHP上に公開した。・コーディネータが内外の連絡・調整機能を担いながら、支援対象者の利便性を高めている。・支援に係る経費の一部徴収に関しては、部会長を中心に、各プラットフォームからの委員で数度の部会を開催し、実務的な課題を解決する議論を進めるとともに、支援対象者からの意見聴取を開始した。・生命科学研究に伴う研究倫理の問題については、「社会との接点活動」班が、本年度は大阪で市民公開シンポジウムを開催したところ、多数の市民が参加した。引き続き議論の場を提供している。・我が国を代表する生命科学者からなる外部評価委員会を実施して、有益で建設的な助言を得た。・将来検討部会を組織し、今後数年間の方向性を議論する体制ができた。1総括班会議年12回1.これまでに外部評価委員会、将来検討部会等で抽出された課題を解決するための施策の検討2.各プラットフォーム・各支援機関との調整3.課金、知的財産、契約に関する考え方の調整(規程作成部会年12回)4.コーディネータを通じての支援実態の把握及び助言、各地域性を考慮した支援に関する課題解決5.市民公開シンポジウム等の広報・利用者拡大の方策検討6.支援の持続性・発展性の確保(将来検討部会年12回)2各プラットフォームとの連携構築年2回程度3説明会・成果シンポジウム年1回程度1.科研費による研究全体の実質化に貢献するべく、最先端研究のみならず、若手研究者も含めて多様なニーズへの「支援」も推進できるよう、実りある説明会・成果シンポジウムならびにパネルデスカッションを実施するとともに、アンケート等を通じた要望の聞き取りを継続する。2.このほか、各プラットフォームの境を越えた支援・研究内容のシンポジウムを共催することで、実質的な連携の強化を図る。3.市民を対象としたシンポジウムやセミナーについても費用対効果を検証しながらトータルの参加者数の拡大を目指し、国民に支えられ国民に資する、研究及び研究支援についての理解醸成を継続する。本生命科学連携推進協議会は、これらの4つのプラットフォームの中に示した30を超える支援機能を有する全国の44大学・15研究機関が、密に連携できるように総括班を立ち上げた。初年度は、各プラットフォームの方針、支援に対する考え方のすり合わせが中心となったが、複数回の総括班会議等で、基本的な考え方に議論が進んでいる。それらの支援内容、支援担当者は、当協議会のデータベースとして確立した。また、それを元にパンフレットおよびポスターを作成し、全国に配布し、支援する対象の拡大を図った。さらに、支援に係る経費の一部徴収に関しては、部会を立ち上げ、プラットフォーム横断的に7回以上の会議を実施し、実行直前までになっている。

運営面では、総括班(幹事および各プラットフォームの代表とで計16名)がこれらの支援機能を横断しつつ取りまとめ、事務局機能を東京大学医科学研究所が担うことで、機動性を確保した。また、生命科学の研究に伴う研究倫理の問題については、専門性の高い「社会との接点活動班」を設けた。さらに、当協議会の指南役として「外部評価委員会」を設け、年度末に開催し、有益な助言を得ることができた。対外的には、ホームページの開設、シンポジウムや市民公開講座を主催および共催にて行った。内部的には、若手研究者の育成のイベント、最先端の技術講習会、成果発表会などを各プラットフォームとともに開催した。・28年度が初年度であるので、4つのプラットフォームが一堂に会して、支援説明会ならびにシンポジウムを、一橋講堂で実施した。さらに、パネルディスカッションにおいて、4つのプラットフォーム関係者とシンポジスト(支援を受けている研究者)から、興味深い討論があり、本協議会のHPに掲載した。・総括班会議を2回開催して、問題点を吟味して、今後の展開も議論した。そのほかにも研究代表者同士の会議を2回開催、メール審議も複数回開催して、プラットフォーム間の連携ならびに調整を図った。・支援機能をさらに高めるために、2名の研究支援分担者が先進性の高い国の支援実態を現地調査するとともに、その成果を上記のパネルディスカッションで発表し、かつHP上に掲載した。・コーディネータ2名を雇用して、連絡・調整機能を充実し、パンフレットを作成して、研究者に配布した。・支援に係る経費の一部徴収に関しては、部会を立ち上げ、プラットフォーム横断的に7回以上の会議を実施し、実行直前までになっている。・生命科学の研究に伴う研究倫理の問題については、専門性の高い「社会との接点活動班」を設け、市民公開シンポジウムも開催した。・外部評価委員会を実施して、有益な助言を得た。生命科学分野を中心とした学術研究支援基盤として、全国の生命科学研究に関する科研費に係る個々の研究課題へ、技術支援・リソース支援・技術相談等を提供する4つのプラットフォーム(コホート・生体試料/先端バイオイメージング/先端モデル動物/先進ゲノム解析研究)が形成された。本生命科学連携推進協議会は、これらの4つのプラットフォームの中に示した70を超える支援機能を有する全国の48大学・24研究機関が、密に連携できるように総括班を中心に活動した。本支援事業のさらなる周知の必要性から、日本分子生物学会と日本生化学会の合同年会への4プラットフォーム合同出展を共催し、説明や個別相談に積極的に対応するとともに、支援ニーズにより合ったプラットフォームの紹介等にも尽力した。また、ホームページにウェブパンフレットを公開したほか、支援説明会・シンポジウムや市民公開講座を主催および共催にて行った。
スヴァルバードISレーダに関する国際共同研究

標記の国際共同研究に関し,平成3年度における調査研究の主眼を,欧州(EISCAT科学協会)グループとの事前協議・意見調整,レーダ設置場所の環境調査並びにレーダ方式の検討に置き,日欧協力の意見調整により,二局方式レーダシステムを推進する方向が出され,平成4年度においては,同計画に関する国際協力体制,科学技術的課題,経済的課題等について,さらに綿密な検討を行うことに主眼を置き,日欧間で調整検討を進めた結果経済的理由により,欧州側が計画してきたレーダシステムに日本側が分担協力する方向で計画を進めることになった。以下に,平成3-4年度における共同研究の主な経過並びに実績の概要を述べる。[平成3年度]1.スヴァルバードISレーダに関する日欧の提案EGS(ヨーロッパ地球物理学総会)及びEISCAT科学諮問委員会(平成3年4-5月,ドイツ・ヴィーズバーデン)において,日欧のスヴァルバードISレーダ計画が提案発表され,日欧協力が必要である点では共通しているが,レーダアンテナ方式に関して異なる提案がなされた。2.人工衛星との共同研究極冠域の人工衛星・地上・気球・ロケット共同観測計画に関する作業部会(平成3年9月)がスピッツベルゲンで開催され,日欧のスヴァルバードISレーダ計画を含めた提案がなされ,欧州で進めているクラスター衛星とスヴァルバードISレーダ等極冠域地上観測との共同研究の重要が決議された。3.日欧レーダ計画の調整スヴァルバードISレーダに関する技術検討会(平成3年9月)がオスローで開催され,日本とEISCATの両計画についての技術的検討並びに調整作業が行われ,二箇所にレーダを設置する二局(Bi-static)方式レーダシステムの方向が出された。[平成4年度]1.スピッツベルゲン現地調査並びに米国における調査平成4年8月26日から9月7日まで,小口,藤井(研究分担者)をノルウェー及びスピッツベルゲンへ派遣し,レーダ設置に係わる行政,環境等の諸条件を明確にするため,ノルウェー極地研究所との折衝並びに担同研究所担当官,トロムソ大学ブレッケ教授の同行により,現地を調査した。また平成4年8月27日から9月6日まで,松浦を米国へ派遣し,アラスカ大学,レイセオン社,ヒューズ社とレーダシステムに関する技術的検討並びに情報収集を行った。2.日欧協力に関する再調整平成4年9月23日から10月4日まで,松浦をフィンランド,ソダンキュラで開催されたEISCAT科学諮問委員会及びスヴァルバードISレーダ設計会議へ派遣し,レーダシステムに関する詳細な計画検討が行われた。この機会に,EISCATが計画を進めているレーダシステムの一部(ディッシュアンテナ1台)を日本が分担して欲しいという要請が欧州側からあった。国内で種々検討した結果,この提案を受け入れることとなった。3.協力分担の調査平成5年1月8日から19日まで,藤井をノルウェー,トロムソ大学へ派遣し,EISCAT評議会議長でもあるブレッケ教授と協力分担の詳細内容について打ち合わせた。また,平成5年3月14日から19日までEISCAT科学協会本部長のレットガー博士を招へいし,EISCAT側分担のシステムについて実施を開始した状況についての情報を得,日本側分担についての詳細打ち合せを行った。

また平成4年8月27日から9月6日まで,松浦を米国へ派遣し,アラスカ大学,レイセオン社,ヒューズ社とレーダシステムに関する技術的検討並びに情報収集を行った。2.日欧協力に関する再調整平成4年9月23日から10月4日まで,松浦をフィンランド,ソダンキュラで開催されたEISCAT科学諮問委員会及びスヴァルバードISレーダ設計会議へ派遣し,レーダシステムに関する詳細な計画検討が行われた。この機会に,EISCATが計画を進めているレーダシステムの一部(ディッシュアンテナ1台)を日本が分担して欲しいという要請が欧州側からあった。国内で種々検討した結果,この提案を受け入れることとなった。3.協力分担の調査平成5年1月8日から19日まで,藤井をノルウェー,トロムソ大学へ派遣し,EISCAT評議会議長でもあるブレッケ教授と協力分担の詳細内容について打ち合わせた。また,平成5年3月14日から19日までEISCAT科学協会本部長のレットガー博士を招へいし,EISCAT側分担のシステムについて実施を開始した状況についての情報を得,日本側分担についての詳細打ち合せを行った。標記の国際共同研究は平成3年度当初計画に沿っておおむね計画通りに実施した。欧州研究者グル-プとの事前協議。意見調整等については、平成3年4月にドイツ・ヴィ-ズバ-デンで開催されたヨ-ロッパ地球物理学会総会及びEISCAT(ヨ-ロッパISレ-ダ)科学諮問委員会における「スヴァルバ-ドISレ-ダ計画」(以下レ-ダ計画)に関する日・欧双方の提案発表・意見交換を通して、また平成3年9月にスピッツベルゲンで開催れた」「極域カスプ領域観測の計画と協力ワ-クショップ」及び同9月にオスロ-で開催された「レ-ダ計画技術検討会」におけるレ-ダ計画の検討と意見調整を通して、共同研究を推進させた。その結果、レ-ダ設置場所としてスヴァルバ-ドのスピッツベルゲン島が極域研究上重要且つ最適であること、日・欧協力がレ-ダ計画に必要であることが日・欧双方で確認され、ISレ-ダシステムの基本要求仕様についても大方の一致をみた。ただ、レ-ダアンテナ方式については引続き技術面・経費面から調査研究を進めることとなった。スピッツベルゲンの現地調査については、平成3年8月ー9月に現地視察及び電波雑音測定・GPS衛星電波受信測定による電磁環境の調査研究を実施し、レ-ダ設計に有用な資料を得た。日・欧間で懸案となっているレ-ダアンテナ方式については、平成4年2月に米国アラスカ大学からワトキンス教授を招へいし、名古屋大学太陽地球環境研究所客員教授として来所中のブレッケ教授、国内研究者を加えた「レ-ダシステム検討会」を開催し、フェ-ズド・アレ-・レ-ダを中心に、米国関係メ-カの情報を含めて、レ-ダシステムの技術面・経費面からの調査研究を実施し、レ-ダ計画の推進に有益な成果を得た。
IV族半導体薄膜へのタングステンのデルタド-ピング

本研究では、高清浄減圧CVD法をはじめとする高性能プロセス技術を駆使してSiやGe等のIV族半導体中に金属W元素を極薄層形成することを目的とし、Si表面及び比較のためのW表面上の水素終端状態を制御し、その上にWF_6とSiH_4を交互導入することにより、Si上へのW極薄層の低温選択成長の反応機構についてRHEED、XPS、FTIR/RAS等の評価法を用いて実験的に明らかにした。まず、SiやGe表面の水素終端状態が、フッ酸処理時のフッ酸濃度、水洗時間等の処理条件、並びに高清浄雰囲気中熱処理時の温度、ガス種、冷却時間等のプロセス条件によりどう変化するか、その関係を明らかにした。これをもとに水素終端状態を制御したSi表面へのWF_6の吸着を調べ、Si表面水素、特にダイハイドライドがWF_6の吸着を抑制していることを明らかにした。また、WF_6-SiH_4反応ガス系での吸着・反応過程に関してガス交互導入法により調べ、まずWF_6により表面にWF_xが吸着し、つぎにSiH_4がその吸着WF_xに吸着すると考えられること、その際FはとSiH_yF_Z側に移動している可能性があること、さらにWFはSiH_yF_Zを脱離させる形で反応し、次のSiH_4の吸着点となると考えられることを順次明らかにしてきた。これらにより、Si表面に10^<15>cm^<-2>オーダのW原子を吸着させることができるようになり、半導体上に配置した原子オーダの金属元素の研究の路が拓かれた。
RNA干渉を応用した顎骨の炎症性骨破壊病変に対する新規治療法の開発

顎骨破壊性病変である角化嚢胞性歯原性腫瘍の詳細な発育機構については未だ不明な点が多い。顎骨内での発育には病変周囲の骨吸収が不可欠であるが、骨吸収にはカテプシンやマトリックスメタロプロテアーゼ(MMP)などの蛋白分解酵素の産生や破骨細胞の分化誘導と活性化が必要で、その制御に炎症性サイトカインの関与が示唆されている。本腫瘍では炎症性サイトカインであるインターロイキン-1α(IL-1α)が強く発現している事を我々は明らかにしている。IL-1αは特異的受容体に結合することでその生理活性を示すが、その生理活性はIL-1αのみならず受容体や受容体アンタゴニストによって制御される。そこで、本腫瘍におけるIL-1α受容体や受容体アンタゴゴストの発現を免疫組織化学的に検討した。その結果、本腫瘍の上皮細胞や上皮下線結合組織層の線維芽細胞はIL-1α受容体や受容体アンタゴニストを発現しているが、開窓術後はIL-1αのみならず受容体の発現強度が減じている事が明らかになった。よって、開窓術後ではIL-1αの生理活性が減じると考えられた。また、本腫瘍上皮細胞は高い増殖活性を示すが、この活性はIL-1αを介して線維芽細胞から分泌されるKeratinocyte growth factorによって制御されている可能性を示した。さらに、本研究ではIL-1αが上皮下線結合組織層の線維芽細胞においてCyclooxygenase(COX)-2の発現を高め、プロスタグランディンE_2(PGE_2)の産生を増し、線維芽細胞自身に作用して破骨細胞の分化誘導因子であるマクロファージコロニー刺激因子やreceptor activator of nuclear factor κB ligand(RANKL)の発現を間接的に増強させることを明らかにした。また、同線維芽細胞の細胞膜上にはカルシウム感受性受容体が発現しており、細胞外カルシウム濃度の上昇がそのカルシウム感受性受容体を刺激してCOX-2の発現を高めてPGE_2の産生を増強させることを明らかにした。この事より、骨吸収によって遊離したカルシウム自体が骨吸収をさらに増強させると考えられた。以上、IL-1αが本腫瘍の骨破壊の初期において重要な役割を演じる事を明らかにした。本腫瘍では、炎症性サイトカインであるインターロイキン-1α(IL-1α)が強く発現している事を我々は明らかにしている。本研究ではまず、IL-1αの腫瘍を構成している角化嚢胞性歯原性腫瘍由来線維芽細胞におけるCyclooxygenase (COX)-2 mRNAの発現について検討を行った。

その結果、IL-1αは線維芽細胞においてCOX-2の発現を高め、プロスタグランディンE_2(PGE_2)の産生を増し、そのPGE_2は線維芽細胞自身に作用して破骨細胞の分化誘導因子であるマクロファージコロニー刺激因子やreceptor activator of nuclear factor κB ligand(RANKL)の発現を間接的に増強させることが明らかとなった。また、角化嚢胞性歯原性腫瘍由来線維芽細胞の細胞膜上にはカルシウム感受性受容体が発現しており、細胞外カルシウム濃度の上昇がそのカルシウム感受性受容体を刺激してCOX-2の発現を高めてPGE_2の産生を増強させることが判明した。この事より、骨吸収によって遊離したカルシウム自体が骨吸収をさらに増強させると考えられた。以上より、IL-1αが本腫瘍の骨破壊の初期において重要な役割を演じる事が明らかとなった。19年度では、RNA干渉によって角化嚢胞性歯原性腫瘍由来線維芽細胞による骨破壊の抑制の可能性について検討する。顎骨破壊性病変である角化嚢胞性歯原性腫瘍の詳細な発育機構については未だ不明な点が多い。顎骨内での発育には病変周囲の骨吸収が不可欠であるが、骨吸収にはカテプシンやマトリックスメタロプロテアーゼ(MMP)などの蛋白分解酵素の産生や破骨細胞の分化誘導と活性化が必要で、その制御に炎症性サイトカインの関与が示唆されている。本腫瘍では、炎症性サイトカインであるインターロイキン-1α(IL-1α)が強く発現している事を我々は明らかにしている。IL-1αは特異的受容体に結合することでその生理活性を示すが、その生理活性は、IL-1αのみならず受容体や受容体アンタゴニストの発現程度によって制御される。そこで、本腫瘍におけるIL-1α受容体や受容体アンタゴニストの発現を免疫組織化学的に検討した。その結果、本腫瘍の上皮細胞や上皮下線結合組織層の線維芽細胞はIL-1α受容体や受容体アンタゴニストを発現しているが、開窓術後はIL-1αのみならず受容体の発現強度が減じた。よて、開窓術後ではIL-1αの生理活性が減じると考えられた。また、本腫瘍上皮細胞は高い増殖活性を示すが、この活性はIL-1αを介して線維芽細胞からKeratinocyte growth factorが萌出され、腫瘍上皮細胞の増殖も制御している可能性を示した。さらに、本研究ではIL-1αの腫瘍を構成している角化嚢胞性歯原性腫瘍由来線維芽細胞におけるCyclooxygenase(COX)-2mRNAの発現について検討を行った。
強相関異方的超伝導体におけるトポロジカル相の理論研究

トポロジカル絶縁体・超伝導の研究は著しい進歩を遂げ、物性科学の新分野として確立した。トポロジカル超伝導の研究においては、人工構造によるトポロジカル相が精力的に研究されてきた。それとは対照的にバルク物質の非従来型クーパー対に起因する多彩なトポロジカル超伝導を明らかにすることがこの課題の目的である。本年度は以下の成果を得た。(1)メビウス型トポロジカル超伝導バルク物質では結晶の対称性が保存されるため、様々なタイプのトポロジカル結晶超伝導が原理的に可能である。なかでも非共型空間群に保護されたメビウス型トポロジカル超伝導は、連続系に対応物を持たない結晶特有のトポロジカル相であり、特異なマヨラナ状態を伴う。そのため大きな注目を集めているが、その実例は知られていなかった。私達は強磁性超伝導体として知られているUCoGeがメビウス型トポロジカル超伝導体であることを示した。トポロジカル周期表には存在しないZ4指数で特徴づけられ、数理的にも新しいトポロジカル相である。また、Z4指数を数値的に計算するためのゲージ不変な公式を導出し、数値計算を実証した。(2)超伝導体のトポロジカルに保護されたノード群論による超伝導ギャップの分類学とK理論によるトポロジカル相の分類学を組み合わせることで、従来知られていなかったギャップノードを解明した。まず、非共型空間群対称性に守られたラインノードが反対称スピン軌道相互作用に由来することを示し、それがトポロジカルに保護されていることを示した。また、ラインノードが出現する必要十分条件を明らかにし、230ある空間群の全てを解析した。さらに磁性超伝導体を扱えるように理論を拡張し、それを特徴づけるトポロジカル数と表面状態を同定した。そして、超伝導ギャップのポイントノードが電子の角運動量に依存することを発見した。このポイントノードを含む対称線上ノードの完全な分類を行った。非共形空間群対称性に保護されたトポロジカル超伝導体の同定に成功した、そして超伝導ギャップノードを対称性とトポロジーの両面から特徴づけ両者の相関を明らかにした。これらはトポロジカル超伝導研究における重要な成果であるので、本研究課題はおおむね順調に進展していると判断する。これまでの研究により同定したトポロジカル超伝導体の特徴的な応答を計算し、トポロジーと超伝導の協奏による物質の新機能性探索を行う。
糸状菌解糖系酵素遺伝子の選択的転写開始制御機構の解明

麹菌において解糖系のエノラーゼ遺伝子が、グルコースなどの解糖系で代謝される炭素源と酢酸やエタノールなどの糖新生を伴う炭素源の違いによって、450塩基ほど離れた異なる転写開始点を利用することが見出だされた。エノラーゼ遺伝子のプロモーター領域の欠失変異の解析により、上流と下流の異なる転写開始点から転写が開始されるために必要なシスエレメントがそれぞれ存在することが示された。(1)麹菌のEST解析ならびにゲノム解析の結果、エノラーゼ遺伝子(enoA)の5'非翻訳領域(5'UTR)に440bpという長いイントロンの存在が予想され、培養条件によって異なる転写開始点が利用されている可能性を見出した。また、同様にグリセルアルデヒド-3-リン酸脱水素酵素遺伝子(gpdA)でもenoAほど厳密ではないが、条件により離れた転写開始点を利用していることが示唆された。液体培養(各種炭素源培地、炭素源飢餓培地)において、転写開始点を解析したところ、炭素源飢餓および酢酸やエタノールのような糖新生を伴う炭素源の液体培養では、翻訳開始点の上流-530bp付近から主として転写が開始され、5'UTRにある440bpのイントロンがスプライシングされ、グルコースやフルクトースのような解糖に関わる糖類を炭素源とする培養では、イントロン内の-50bp付近から転写されることが明らかとなった。(2)麹菌のenoA遺伝子のプロモーター領域の欠失変異株を作製し、グルコースおよび酢酸を単一炭素源とする培地で培養した際のレポーター活性を測定した。上流の転写開始点周辺まで欠失させてもグルコースで培養した場合にはプロモーター活性の低下は認められないが、酢酸で培養した場合には活性が低下することが明らかとなったことから、酢酸のような糖新生を伴う炭素源の存在下では転写開始に関与する転写因子が解糖系の場合と異なる可能性が示唆された。(3)enoAおよびgpdA遺伝子の正確な転写開始点(上流および下流)を決定するとともに、他の遺伝子についても培養条件が異なる場合に転写開始点に違いが認められるか調べることを目的として、液体培養と固体培養で培養した菌体から調製したRNAを用いて、5'-SAGEを行うことにより発現遺伝子の網羅的な転写開始点解析を行った。得られた解析データのゲノム情報へのマッピングを行った。(1)液体培養と固体培養で培養した菌体から調製したRNAを用いて、5'-SAGEを行うことにより発現遺伝子の網羅的な転写開始点解析を行い、得られた解析データのゲノム情報へのマッピングを行った。その結果、エノラーゼ遺伝子(enoA)の固体培養における主要な転写開始点は翻訳開始点の上流-518ntに位置していること、また液体培養での転写開始点は主として-43ntおよび-36ntの2個所であることが明らかとなった。また、同様にグリセルアルデヒド-3-リン酸脱水素酵素遺伝子(gpdA)についても、上流および下流の転写開始点を特定することができた。(2) enoA遺伝子のプロモーター領域の欠失変異株を作製し、グルコースおよび酢酸を単一炭素源とする培地で培養した際のレポーター活性を測定した。酢酸培養においては、翻訳開始点上流の-696ntまで欠失させた場合にプロモーター活性の低下が認められ、それ以降は-121ntまで同レベルで活性は維持された。一方、グルコース培養では、-224ntまで欠失させてもプロモーター活性の低下はほとんど観察されず、-121ntまでの欠失で活性の著しい低下が認められた。酢酸のような糖新生を伴う炭素源存在下では、-700ntより上流のシスエレメントが転写開始に関わっており、この配列がない場合にはグルコースと同じように下流のシスエレメントを利用して転写が行われることが示唆された。(3) enoA遺伝子のプロモーター領域のゲルシフト解析によって、グルコース存在下では翻訳開始点の上流-200nt近辺に存在する配列がシスエレメントとして機能することが明らかとなり、プロモーターの欠失解析による結果と一致した。また、-600ntおよび-550ntの周辺配列に結合するタンパク質があることが示唆されており、上流からの転写にこれらの配列の関与の可能性が示唆された。
癌細胞の擬似的微生物化ツールの開発とワクチンへの応用

がん免疫療法において強力なアジュバントの開発が期待されている。我々は、TLR2リガンドであるマイコプラズマ由来リポペプチドの構造を基に、菌由来配列を機能配列に置換する、新しい創薬戦略(アジュバント・エンジニアリング)を考案した。本戦略において、付加機能を持つ人工TLR2リガンドの設計・評価を展開した結果、がん細胞微生物成分修飾ツールや免疫細胞標的化配列を持つリポペプチドなど、有用な合成アジュバントの開発に成功した。ウシ結核菌ワクチン株の細胞骨格成分(BCG-CWS)は強力なアジュバント活性を持つが菌体から精製された巨大分子複合体であるため、安定供給の面からも、化学合成可能な代替アジュバントの詞が必要とされていた。申請者は既知のトル様受容リガンド構造に生理活性ペプチドを付加・置換し、新たな機能を持つトル様受容体リガンドを開発する「生化学的創薬戦略」をベースに化合物開発を進めている。現在までの人工アジュバント開発プロジェクトでは、8種類のコンセプトから20化合物を作製している(このうち、本申請における平成20年度の研究展開で4コンセプトが追加された。)。それぞれのコンセプトから作りした化合物はをin vitro実験系(主として樹状細胞および脾臓細胞を化合物で刺激し、産生されるサイトカインの種類と量をELISAアレイで測定)で評価しており、ベース化合物としたマイコプラズマ由来のリポペプチド・MALP-2とは性質が異なるもの、またはIL-23およびIFNγ誘導においてBCG-CWSと類似の性質を持つ化合物が得られ始めている。しかしながらその活性強度は未だ十分なものではなく、今後、活性を強化するための、さらなる改が必要である。また、併行して追加機能の幅も広げ、様々なコンセプトから人工アジュバントの設計を進める計画である。平成20年度は化合物設計に重点をおいていたが、平成21年度からは有力な候補化合物の動物実験も既に開始している。大阪府立成人病センターではウシ結核菌ワクチン株の細胞骨格成分(BCG-CWS)を用いた免疫アジュバント療法を実施している。BCG-CWSは菌体精製から得られる巨大分子複合体であり、安定供給には、化学合成可能な代替アジュバントの開発が必要であった。申請者は既知のトル様受容体リガンド構造に生理活性ペプチドを付加・置換し、新たな機能を持つトル様受容体リガンドを開発する「アジュバント・エンジニアリング」を進めており、本研究の中で有力な新規人工アジュバントが得られた。本年度は1化合物について、特許出願と実用化の基盤となる実験データの収集に努めてきた。リポペプチドの中で強力な抗がん効果(in vivoマウス担癌治療モデル)を示す化合物の多くは、共通した副作用を示すことを確認しているが、ある特化配列を持たせたリポペプチドは強力な抗がん効果を示し、この副作用様症状を回避する事ができた。これは申請者が人工設計で組み込んだ配列が、期待した通りの効果を発揮していると考えている。この化合物に関するin vitro実験(脾臓細胞のサイトカイン産生応答など)も既に評価を進めており、現在抱えている問題点をクリアにする。がん・感染症のワクチン戦略において、有用な新規アジュバントの開発が期待されている。我々はマイコプラズマ由来リポペプチド(MALP-2)の構造を基として、化学合成可能な新規アジュバントの開発に取り組んできた。MALP-2はトル様受容体2のリガンドであり、容易に改良可能なペプチド配列を持つ。このペプチド部分に機能ペプチドを付加・置換する事により、付加機能を持つ新規トル様受容体2リガンドを人工設計するアジュバント・エンジニアリングプロジェクトを進めている。本戦略でトル様受容体2リガンドへの付加機能として10種の機能コンセプトを選定し、30化合物以上を作製している。ここから5個の興味深い活性を持つ化合物(A,B,C,CL,D)を得る事ができた。平成22年度に化合物CがIL12p40の誘導能が高いことを発見した(他のリポペプチドと比較して特殊であった)。さらに、この改良型として作製した化合物CLは、in vitroでIL12p40とIFNγの両方を強力に誘導する有望な化合物であることを確認した。平成23年度は期間延長によって、化合物CLの活性を検討してきたが、in vivoの抗がん効果にこの性質は反映されず、既知のリポペプチドと同程度の治療効果しか示さなかったため、開発を断念した。一方で、これまでに重点的に開発を進めてきた化合物B(ワクチン・アジュバント投与部位の皮膚炎症を抑え、既知のリポペプチドより強力な抗がんアジュバント効果を示す)について、類似配列を持つ化合物を設計・評価してきた結果をもって、新規人工設計リポペプチドとして特許出願を行った。
シンプレクティック微分リー代数の構造とモジュライ空間の特性類

研究組織の3人の共同研究により,次の内容について研究を行い成果を得た.1.自由Lie代数のシンプレクティック微分Lie代数において,次数1で生成される部分Lie代数を決定することは曲面の写像類群に対する有理Johnson準同型の像を決定することと同等であり,重要な問題となっている.これまでの研究で見つかっていた第6 Johnson準同型の余核の新たな種の成分について,その存在の組織的な証明法を見出し,具体的な計算を実行した.これにより第6に加えて第7 Johnson準同型の場合にも新たな種の余核成分が現れることを示し,像と余核を完全に決定することができた.第8 Johnson準同型についても像と余核の決定がほぼ終わっている.この余核成分の位相的意味を調べることについては引き続きの課題となった.2.昨年度に決定したJohnson核の有理アーベル化について,そのアーベル化写像の具体的記述を無限小Dehn-Nielsen準同型を用いて明解な形で与えることができた.以上に加え,逆井と鈴木は9月にオーベルヴォルバッハ研究所で行われた国際研究集会に招待され,研究内容の発表を行い,関連分野の専門家と議論を行った.また,ストラスブールで行われた日仏共同研究の国際研究集会でも発表を行ったが,その滞在中に上記の結果の主たる部分のアイディアを得たと同時に,Massuyeau氏との議論を通じ,本結果の更なる一般化の着想を得た.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。研究組織のメンバー3人の相互協力の形で,以下の内容について研究を行った.1.自由結合代数,自由Lie代数の場合のシンプレクティック微分Lie代数の構造について,まず自由結合代数の場合のオイラー数の漸近的振る舞いを,リーマン面のモジュライ空間の場合と比較しつつ考察を進め,位相的漸化式との関連の可能性を探った.加えて,自由Lie代数の場合のアーベル化の構造を計算機を用いて調べた.前者については,理論の展開の可能性が見えてきたものの,決定的な成果に至っておらず来年度も引き続き調べる必要があり,後者については,非自明な成分が現れており,その具体的表示や一般化へと研究が展開しつつある.2.写像類群や自由群の外部自己同型群のコホモロジー環の構造について,それらの群と対応するモジュラー群の関係性に注目し,それぞれの群において定義されている特性類たちに対しBorel regulator classを用いた幾何的かつ統一的な定式化を行い,部分的に解決した.また,シンプレクティック群の表現論と写像類群のトートロジー環の構造の関連について, Manivelの意味での表現安定性の有用性に注目して構造を調べた.3. Gwenael Massuyeau氏との共同研究において,これまでに得られていた曲面のホモロジー同境群の拡張森田トレース準同型を種数1の場合に適用し,その群のアーベル化の非自明性の証明やホモロジーファイバー結び目の不変量の構成を行った.一般の種数の場合についても同様の考察を行い,部分的な結果を得た.様々な国際会議や研究集会,談話会や集中講義などを通じ,研究内容の発表を行った.写像類群や自由群の外部自己同型群の特性類の幾何的かつ統一的構成が得られたことは大きな進展である.トートロジー環の構造の研究や曲面のホモロジー同境を用いた3次元トポロジーへの応用についても確実な進展が得られている.一方で,自由結合代数のオイラー数の漸近挙動については,位相的漸化式との関連などといった理論の広がりの可能性がでてきたものの,主たる予想を証明する段階まで至っておらず,若干の遅れが生じている.研究組織のメンバー3人の相互協力の形で,以下の内容について研究を行った.1.自由リー代数のシンプレクティック微分リー代数の非自明なアーベル商の具体的構成を行った.この計算結果は階数7の自由群の外部自己同型群の11次元有理ホモロジー群がランク1であるという結果の別証明となっているが,我々の議論は,非安定領域におけるリー代数のアーベル商の非自明性も示すことができており,新たな知見を与えるものとなっている.2.曲面の写像類群と密接に関連したリー代数として,ジョンソン準同型から得られるものと,トレリ群の降中心列から得られるものがあるが,その2種のリー代数の構造の違いを調べるための一般的方法を定式化し,その具体的な計算に取り掛かった.この計算結果は写像類群と3次元多様体の不変量の関係をより明確にするものであり,次年度以降に集中的に調べていく予定である.これらに加えて,以下の研究を行った.3.Gwenael Massuyeau氏との共同研究により,1で構成したアーベル商とこれまでに得られたトレース準同型の理論と組み合わせることで,一般の種数の曲面のホモロジー同境群の有理アーベル化が非自明であることを証明した.この結果は曲面のホモロジー同境に対する新たな種の不変量を構成するものとなっている.4.自由結合代数の微分リー代数の二面体群不変部分のなす部分リー代数のホモロジー群を調べた.とくに2次のホモロジー群の非自明性を証明することができ,その幾何学的意味を探ることが今後の課題となった.自由リー代数のシンプレクティック微分リー