hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
等質錐および等質ジーゲル領域上の非可換調和解析

1.Cayley変換像の凸性の研究を推し進め、既に証明を完了した等質管状領域や準対称Siegel領域に関する結果を用いて、Cayley変換像の凸性と等質Siegel領域の対称性が同値であることを証明し、この流れの研究を完成させた。またこの過程で過去の結果を精密化することに成功し、最終的に理想的な形で定理を定式化することができた。この成果を学術論文にまとめ、Tohoku Mathematical Journalに出版した。また第53回幾何学シンポジウムや、国立中山大学(台湾)やヨエンスー大学(フィンランド)で開かれた国際学会で講演を行い、本成果に関して多くの研究者と研究討議を行った。2.大沢健夫教授(名古屋大学)との共同研究で、「等質有界領域のBergman計量が、勾配のノルムが有界となるようなポテンシャル関数をもつかどうか」という問題に取り組んだ。等質有界領域に正則同相な等質Siegel領域がaffine等質であるという事実に着目して、上記の問題を肯定的に解決し、より強く、勾配のノルムが一定となるようなポテンシャル関数を構成した。この成果を学術論文にまとめ、Nagoya Mathematical Journalに掲載が決定している。また、この成果に関連する日中共同研究「ベルグマン核と正則写像のポテンシャル幾何」に参加し、講演を行った。この際に、陳伯勇(B.-Y.Chen)教授(同済大学(上海))との研究討議で、今後の研究の方向に影響を与える貴重な示唆を得た。3.実ベクトル空間内の等質錐に関する研究では、E.B.Vinbergによって定義された勾配写像が等質錐に付随する自然な半順序を逆転するという簡明な条件が、対称錐を特徴付けるという興味深い結果を得た。この成果を学術論文にまとめ、現在投稿中である。私の研究対象は,等質有界領域の上半平面型実現であるSiegel領域である.特に,等質Siegel領域を有界領域に写すCayley変換に焦点を当てて研究を進めている.Siegel領域が対称な場合には,このCayley変換はKoranyiとWolfによって定義されたものであり,その像はHarish-Chandra実現と呼ばれる標準的な有界領域実現に一致する.対称とは限らない等質Siegel領域に対しても性質の良い有界領域実現を与えるべく,Penneyや野村隆昭氏によって,いくつかのCayley変換が定義されている.さらに,これらのCayley変換を全て含む,パラメタ付けされたCayley変換の族が野村氏によって定義されており,私の研究ではこの族を用いている.私はまず,比較的簡潔な形をした等質Siegel領域である,等質管状領域のクラスに限定して,Cayley変換の像の凸性によって対称管状領域が特徴付けられることを野村氏と共同で証明した.それだけでなく,野村氏のCayley変換の族に現れるどのCayley変換を考えても,像が凸になるのはKoranyi-golfのCayley変換に限ることも示した.次に準対称Siegel領域のクラスにおいて同様の問題を考察した.この場合にももちろん,野村氏のCayley変換の族を考えることは可能であるが,その族の中でも特に,Dorfmeisterによって定義されたCayley変換が,標準的なものであると考えられている.このCayley変換を用いて,その像の凸性によって,対称Siegel領域が特徴付けられることを証明した。このように,Cayley変換の像の凸性という初等幾何的な条件で対称な領域が特徴付けられることはそれ自体,興味深いものであるし,Penneyや野村氏によるCayley変換の正当性の有力な根拠の一つになると考えている.1.Cayley変換像の凸性の研究を推し進め、既に証明を完了した等質管状領域や準対称Siegel領域に関する結果を用いて、Cayley変換像の凸性と等質Siegel領域の対称性が同値であることを証明し、この流れの研究を完成させた。
代数曲線のモジュライ空間のモチーフ的側面

1.タイヒミュラー基本亜群は、点付きリーマン面を分類するモジュライ空間の無限遠点を基点とする基本亜群であり、位相幾何や数理物理において重要な研究対象となっているが、このモジュライ空間の代数幾何的構成に基づく数論幾何への応用も考えられている。当該年度において、代数曲線の数論的ショットキー・マンフォードー意化理論を用いタイヒミュラー基本亜群を(1位の局所座標もこめた点付きリーマン面のモジュライ空間の場合も含めて)数論幾何的に構成し、グロタンディークによる予想を検証する手段を与えた。2.1の結果を用いてタイヒミュラー基本亜群の副有限完備化への自然なガロア作用を定義し、これが基本的な非可換ガロア表現で記述されることを証明した。また共形場理論から導かれるタイヒミュラー基本亜群の自然なモノドロミー表現を定義し、これが基本的なモノドロミー表現で記述されることを証明した。3.4次楕円正規曲線のチャウ形式を、テータ常数を用いて具体的に記述した。また射影空間のある種の部分代数多様体が特別な性質を有するチャウ形式を持つことを証明した。4.非巡回4次アーベル体のある無限族の単数群と類数の表示を与えた。またある種の円分体の中間体に対し、その整数環が巾基底を持つ場合と持たない場合の特徴付けを与えた。5.チャーン・サイモンズ積分に対し、ウィーナー空間における変数変換定理の類似について考察し、そのレベル無限大での漸近挙動を、レベルの増大とともに分散が増大するガウス核を導入して繰り込みなしで論じた。6.誤り訂正符号の1つであるエルミート符号のタイプの評価符号に対し、その最小距離を求めた。またトレースノルム符号の一部についてその基底を構成した。7.曲線のなす複体への作用を考えることにより、ジェルヴェによるリーマン面の写像類群の表示について別証明を与えた。また3次元ハンドル体の写像類群のコホモロジー次元やオイラー数を求めた。1.Teichmueller基本亜群は、点付きRiemann面を分類するmoduli空間の無限遠点を基点とする基本亜群であり、数論的幾何、位相幾何、数理物理等において重要な研究対象である。本年度は、代数曲線の数論的一意化理論を用いて一般種数のTeichmueller基本亜群の数論幾何的な構成を行った。これは、Teichmueller基本亜群に付随するモチーフが基本的なものから構成されるだろうというGrothendieckによるプログラムを検証する手段を与える。特にこの結果により、代数的Teichmueller基本亜群への自然なGalois作用を記述することができた。2.非巡回Abel 4次体のある無限族に対し、その単数群と類数とを二次部分体の不変量でexplicitに与えた。4.代数幾何符号は、有限体上の代数曲線から代数幾何学の理論を用いて構成されるが、有限体上の多項式環に単項式順序を導入することによっても同様の符号が構成される。本年度は、ある条件をみたす代数幾何符号に対し、その最小距離が単項式順序から計算できる簡単な量によって記述できることを示した。またTrace-norm曲線から構成される代数幾何符号の具体的な基底の構成を一部の場合について行なった。5.向き付け可能でコンパクトな曲面の写像類群について、Wajnrybによるsimpleな表示をもとにGervaisによりsymmetricな表示が得られているが、本年度はその表示をcomplex of curvesへの写像類群の作用を調べることで直接求めた。

1.タイヒミュラー基本亜群は、点付きリーマン面を分類するモジュライ空間の無限遠点を基点とする基本亜群であり、位相幾何や数理物理において重要な研究対象となっているが、このモジュライ空間が点付き代数曲線のモジュライ空間としての自然な代数的モデルを持つことから、タイヒミュラー基本亜群の数論幾何的研究も考えられている。本年度においては、代数曲線の数論的ショットキー・マンフォード一意化理論を用いて、1位の局所座標もこめた点付きリーマン面のモジュライ空間についてのタイヒミュラー基本亜群を数論幾何的に構成した。これはタイヒミュラー基本亜群に付随するモチーフが基本的なものから構成されるだろうというグロタンディークによる予想を検証する手段を与える。2.1の結果を用いてタイヒミュラー基本亜群の副有限完備化への自然なガロア作用を定義し、これが基本的な非可換ガロア表現で記述されることを証明した。また共形場理論から導かれるタイヒミュラー基本亜群の自然なモノドロミー表現を定義し、これが基本的なモノドロミー表現で記述されることを証明した。3.ある種の円分体の中間体に対し、その整数環が巾基底を持つ場合と持たない場合の特徴付けを与えた。4.射影空間のある種の部分代数多様体が特別な性質を有するチャウ形式を持つことを証明した。5.チャーン・サイモンズ積分のレベル無限大での漸近挙動を、レベルの増大とともに分散が増大するガウス核を導入して、繰り込みなしで論じた。6.誤り訂正符号の1つであるエルミート符号のタイプの評価符号に対し、その最小距離を求めた。7.3次元ハンドル体の写像類群のコホモロジー次元やオイラー数を求めた。
行列式点過程を用いた積分近似理論の新構築，及びその応用

さらにframe potentialに関連するだろうL^2-wedge discrepancyの評価,およびspherical cap discrepancyの評価を行っている.また,国際会議で関連性が指摘されたBilky and Dai (2018)で扱われているgeodistance Riesz energyの評価に関する研究を行っている.行列式点過程が生成するランダム点配置の機械学習への応用研究として,kernel feature approximationの理論に着目しており,現在,国際学術誌にそれらの関連性を指摘した論文をまずは投稿中であり,今後,数値実験等を行いcubature公式やデザイン理論等の従来手法との比較を論じたいと考えている.最後に球面以外の領域に関する行列式点過程を構成するための基礎研究として,物理学でも必要となる球帽上に制限された多項式空間の再生核の具体計算に取り組んでいる.現在,低次元・低次の場合にのみ具体的表示が得られており,その結果を国内会議で口頭発表を行っている.研究実績の概要において述べたように各研究の進展はしており,今年度も国際会議を2件(JCCA2018, MCQMC2018),および国内会議(日本数学会年会)での口頭発表を行うことができたが,研究をまとめる作業がそれにおいついておらず現時点で投稿完了した論文は少ない.また,基礎理論に関する研究も予定していたより進展しておらず,今後の継続した研究が必要となる.したがって,研究全体としてはややその進展が遅れていると判断する.しかしながら,今年度,当初は予定していなかった機械学習への新たな応用先を見つけることができた.次年度が本研究テーマの最終年度となるため,論文執筆を急ぎつつ,応用研究を行いたいと考えている.・機械学習,(計算機)実験計画法などの応用に関して,特に行列式点過程のひとつであるジッタード・サンプリングの理論の有効性を検証する.・球面以外の多様体上の解析として,球帽の研究を継続して行う.さらにはボールおよび単体上の解析を行う.特に後者の解析についてはXu(1998)によって得られている多項式空間の再生核に対するcompact formulaの理論があり,それをもとに進展が得られないかと予想している.・デザイン理論,cubature理論に現れる決定的な点配置に関する研究を追加して行う.これらをランダム点配置の有効性を検証するひとつの道具とする.初年度の課題は,近年,J.S. Brauchartらにより導入されたd次元単位球面上の準モンテカルロデザイン系列の新たな確率的生成法を提案することであった.準モンテカルロデザイン系列とは球面上の積分に対して準モンテカルロ法のアイデアを適用したものであり,より高速な誤差の収束を実現する球面上の点列のことである.この課題に対して,代表的な行列式点過程である球面アンサンブル,及び調和アンサンブルに着目し,これらの点過程により球面上に配置された点集合での数値積分値と真値との最悪誤差の評価を行うことにより,次の(1), (2)の結果を得ることに成功した.これらの結果については現在,学術論文としてまとめ投稿中である.(1) 2次元単位球面上の滑らかさs(1 < s< 2)のソボレフ空間に対し,球面アンサンブルにより生成される球面上の点列が準モンテカルロデザイン系列を生成する(すなわち,最適な誤差の収束性を達成する点列を生成する)ことを示した.(2)ある次数までの多項式から生成されるベクトル空間の再生核から定義される行列式点過程(調和アンサンブル)を用いることにより,d次元単位球面上の滑らかさs (d/2 + 1/2 < s < d/2 + 1)のソボレフ空間に対し,通常のモンテカルロ法より誤差の収束性が良い球面上の点列が生成できることを示した.さらに数値計算を通じ,他のいくつかの球面上以外の行列式点過程に対して,同様に誤差の収束性が良い球面上の点列が生成できることを確認している.さらに研究遂行の中で当初想定していなかった新たな応用課題も見つかっており,今後順次検討していく予定である.【研究実績の概要】に記載した内容について,国際会議(The MCQMC Conference 2016)を含む数件の口頭発表を行った.また,得られた成果については学術論文としてまとめ投稿中である.当初,調和アンサンブルは,d次元単位球面上の滑らかさs (d/2 < s < d/2 + 1)のソボレフ空間に対して,準モンテカルロデザイン系列を生成すると考えていたが,そこまで示すことが現状ではできていない.今後,解決すべき課題である.また,当初の予定とは別に組合せ論的,または統計的問題に関わる幾つか課題も研究の中で見つかった.今後,これらも検討していきたい.初年度に引き続き, (i)d次元単位球面上の準モンテカルロデザイン系列の行列式点過程を用いた生成法についての解析,及び(ii)球面上の行列式点過程から得られる点配置や,球面上で「良い」とされているランダムな点配置の一つであるジッタード・サンプリングによって得られる点配置が,非ランダムな点配置である「球面デザイン」とどれだけ近い構造なのかをp-フレーム・ポテンシャルの観点からの解析を行なった.(i)では,初年度に解決できなかった調和アンサンブルに関して解析が進み,今後,更なる詳細な解析を海外の研究者と共同研究で推進して行く予定である.

また,(ii)に関しては,p=2においては,代表的な行列式点過程のひとつである球面アンサンブル,調和アンサンブルやリース・ボホナーアンサンブルなどにおける値を決定し,この結果を用いて,ひとつの応用であるEhlerのバナッハ空間への等長埋込に関わる結果を改良していることを強調しておく.さらにpが一般の場合に対しては,球面アンサンブルを含むいくつかのランダム点配置に対してp-フレーム・ポテンシャルの陽的な表示,および評価を与えることに成功している.【研究実績の概要】において述べたように初年度に解決できなかった調和アンサンブルに関して進展を得ている.さらに今年度は,ランダム点配置におけるp-フレーム・ポテンシャルの立場から解析を行うことにより,これまで我々は焦点を当てていた行列式点過程と球面上で「良い」と言われているジッタード・サンプリングがどれだけ近い構造であるかを評価することに成功した.これらの内容は国際会議2件(The 5th International Combinatorics Conference (5ICC), The 5th Japan-Taiwan Conference on Combinatorics and its Applications (5th TJCCA)),および国内における学会・研究集会で口頭発表を行なっている.しかしながら,p-フレーム・ポテンシャルにおいても調和アンサンブルの解析は容易ではなく,現状ではいくつかのパラメタにおける陽的な表示を得ているにすぎない.今後,さらに直交多項式論などの観点から解析を進める必要がある.さらに現在,(i)球面以外の領域上にQMC designの理論が進められないか,(ii)より広いクラスの行列式点過程,ランダム点配置に関してQMC designの理論を広げることができないか模索しており,これらにおける結果がまだ出揃っていないことから,今度さらなる検討が必要だと考えている.さらにframe potentialに関連するだろうL^2-wedge discrepancyの評価,およびspherical cap discrepancyの評価を行っている.また,国際会議で関連性が指摘されたBilky and Dai (2018)で扱われているgeodistance Riesz energyの評価に関する研究を行っている.行列式点過程が生成するランダム点配置の機械学習への応用研究として,kernel feature approximationの理論に着目しており,現在,国際学術誌にそれらの関連性を指摘した論文をまずは投稿中であり,今後,数値実験等を行いcubature公式やデザイン理論等の従来手法との比較を論じたいと考えている.最後に球面以外の領域に関する行列式点過程を構成するための基礎研究として,物理学でも必要となる球帽上に制限された多項式空間の再生核の具体計算に取り組んでいる.現在,低次元・低次の場合にのみ具体的表示が得られており,その結果を国内会議で口頭発表を行っている.研究実績の概要において述べたように各研究の進展はしており,今年度も国際会議を2件(JCCA2018, MCQMC2018),および国内会議(日本数学会年会)での口頭発表を行うことができたが,研究をまとめる作業がそれにおいついておらず現時点で投稿完了した論文は少ない.また,基礎理論に関する研究も予定していたより進展しておらず,今後の継続した研究が必要となる.
酸化亜鉛微小球ウィスパリングギャラリーモード紫外レーザーの作製と応用

本研究では,直径が数マイクロメートル程度の酸化亜鉛(ZnO)微小球の作製技術を確立し,紫外域においてウィスパーリングギャラリーモード(WGM)で動作する微小球ZnOレーザーを初めて実現した。さらに,不純物元素として燐をドープしてZnO微小球の電気特性を制御するとともに,マグネシウムをドープしてZnO微小球WGMレーザーの発振波長の短波長化に成功した。また,ZnO微小球WGMレーザーを高感度センサーに応用するため屈折率センサーとしての基礎データを構築した。25年度は,さまざまな直径を持つZnO微小球を作製するため,作製条件の探索を行った.具体的には,ZnOセラミックスターゲットにパルスレーザー光を集光照射し,発生した溶融ドロプレットを適当な基板上に捕集してZnO微小球を作製した.その際,アブレーションレーザーの波長でZnO微小球の直径の再現性が大きく変化することが予想される.つまり,微小球の直径は,ZnOの吸収長と密接に関係していると考えられる.そこで,波長249 nmのKrFエキシマーレーザー,波長532 nmのNd:YAGレーザーの第二高調波,波長1064 nmのNd:YAGレーザーを用いて作製を行ったところ,波長1064 nmのQスイッチNd:YAGレーザーの場合に直径数μmのZnO微小球を作製できることを見出した.さらに,QスイッチNd:YAGレーザーのQスイッチを外したフリーランのレーザーを用いると直径数10 μmの大きなZnO微小球を作製できることを見出した。作製したZnO微小球について,XRD,マイクロラマンなどにより結晶性を評価したところ,ZnOは結晶化していることを確認した.また,He-Cdレーザー励起による蛍光を調べたところ,ZnOバンド間遷移に相当する波長390 nm近傍の紫外発光と,500 nm付近にピークを持つ欠陥に起因する発光が見られた.しかし,紫外の発光が相対的に強く,比較的良質の結晶であることが推測された.また,結晶によっては,蛍光スペクトルにWhispering Gallery Mode共振による構造が確認され,光閉じ込め特性の良い結晶となっていることも確認された.さらに,作製したZnO微小球をNd:YAGレーザー第3高調波(波長355 nm)で励起して,顕微レーザー分光装置を用いて単一微小球内のウィスパリングギャラリモード(WGM)レーザー発振特性を調べた.引き続き微小球の作製と特性評価を継続した。すなわち,アクセプターとして働くアンチモンを添加したZnOターゲットをレーザーアブレーションして,アンチモンを添加したZnO微小球を作製した。作製したZnO微小球をマイクロラマン散乱で評価したところ,アンチモンの含有を示唆するラマン遷移の変位が確認され,アンチモンを添加してもZnO微小球を作製できることを確認した。また,Nd:YAGレーザーの3倍高調波で光励起したところ,WGMレーザー発振固有のスペクトルが観測され,レーザー発振可能な品位の結晶性を有することを確認した。次年度以降電気特性の評価を行う予定である。また,Mgを添加したZnO微小球を作製して,Nd:YAGレーザーの3倍高調波で励起したところ,無添加の微小球より20 nm短波長でのレーザー発振を確認した。これはMgの添加によりバンド間エネルギーギャップを制御できるためであり,Mg濃度を調整することでより広い波長域でZnO微小球レーザーを実現できることが示された。一方,現時点での電気励起を実現するため,不純物を添加しないZnO球を効率よく作る条件を確立できたので,このZnO球を用いてn型ZnO微小球とp型GaN薄膜とのヘテロ接合を利用した電気励起による発光実験を行った。その結果,電気励起に発光を確認することに成功した。また,微小球をセンサとして応用するために,微小球自体の雰囲気を水とアルコールの混合溶媒にすることにより微小球周囲の屈折率を変化させて,WGMモード共振波長の変化を詳細に計測した。その際,微小球が液体の添加により移動することが実験上の大きな障害になった。これについては,スピンオングラスを用いて微小球の一部をシリカ薄膜中に埋めて固定する方法を考案した。これにより,屈折率変化によるWGMモード共振波長の変化を測定することに成功した。本研究の目的は,直径が数マイクロメートル程度の酸化亜鉛(ZnO)微小球の作製技術を確立し,紫外域においてウィスパーリングギャラリーモード(WGM)で動作する微小球ZnOレーザーを初めて実現し,さらにZnO微小球WGMレーザーを高感度センサーに応用するための基礎データを構築することである。本年度は,以下のような成果が得られた。アクセプタとして働く燐(P)をドープしたZnOターゲットを用いて、P-ドープZnO微小球を作製した。15 wt%のドープ量に対して良好な微小球を作製でき、Q-スイッチNd:YAGレーザーの第3高調波で励起したとき、いずれもWGMモードによるレーザー発振を確認できた。また、Alをドープしたn型ZnO薄膜とPドープZnO微小球を接触して電気特性を測定したところ、整流特性が得られ、P-ドープZnOがp型化していることが示唆された。

ZnO微小球のレーザー発振波長を制御するため、Mgドープしたターゲットを用いて微小球を作製し、レーザー発振特性を調べた。Mgを5 wt%とドープしたとき、WGM発振波長がノンドープ時の395 nmから370 nmまで、25 nm短波長化した。さらに、p型GaN薄膜とn型Mg-ドープZnO微小球でヘテロp-n接合を形成して整流特性を観測するとともに、紫外EL発光に成功した。ZnO微小球のWGMモードを利用したセンサー構築を目的に、水-アルコール混合溶液を用いてZnO微小球周囲の屈折率を変化して、屈折率変化に対するWGMレーザー発振波長の変化を実験的に調べ、理論値と比較検討した。さらに、その結果をもとに、高感度化について検討し、微小球直径が小さいほど高感度であり、高屈折率溶媒中での計測に適することが分かった。本研究では,直径が数マイクロメートル程度の酸化亜鉛(ZnO)微小球の作製技術を確立し,紫外域においてウィスパーリングギャラリーモード(WGM)で動作する微小球ZnOレーザーを初めて実現した。さらに,不純物元素として燐をドープしてZnO微小球の電気特性を制御するとともに,マグネシウムをドープしてZnO微小球WGMレーザーの発振波長の短波長化に成功した。また,ZnO微小球WGMレーザーを高感度センサーに応用するため屈折率センサーとしての基礎データを構築した。ドーピングによる特性の制御に関しては,アクセプタとして働くアンチモンをドーピングした場合でも,微小球ZnO結晶の作製に成功するとともに,マイクロラマン散乱によりアンチモンの添加を確認するとともに,光励起によりウィスパリングギャラリーモードによるレーザー発振も確認している。また,ドーピングしていないZnO微小球とp型GaNとのヘテロ接合に置いて,p-n接合による整流性を確認するとともに,電気励起による発光にも成功している。さらに,ZnO微小球の屈折率センサへの応用に関しては,測定系を構築して,微小球周囲の屈折率を変化して,ウィスパリングギャラリーモードの共振波長が変化することを確認している。27年度が最終年度であるため、記入しない。総合理工引き続き微小球の作製と特性の制御を行う。具体的には,昨年度までに作製に成功したアンチモンをドーピングしたZnO微小球について,n型ZnO膜およびp型ZnO膜とのヘテロ接合を形成し,電気特性を評価する。最終目標としては,作製条件などを最適化してp型ZnO微小球の作製を目指す。また,同様にアクセプタして期待されている燐をドープしたターゲットを用いて燐ドープZnO微小球の作製を試み,アンチモンドープの場合と同様に,p型ZnO微小球の作製を目指す。p型ZnO微小球の作製に成功した場合は,p型とn型のZnOによるホモp-n接合の作製を試みる。さらに,昨年度,ウィスパリングギャラリーモードによるZnO微小球のレーザ発振波長を,Mgのドーピングにより制御できることが確認されたので,Mgのドープ率を変化して,ドープ量とウィスパリングギャラリーモードによる発振波長の関係のデータベースを構築する。一方,ZnO微小球の屈折率センサ応用に関しては,昨年に引き続き水とアルコールの混合比率を変えた溶液を用いて,ZnO微小球周囲の屈折率とウィスパリングギャラリーモード共振波長の関係を詳細に計測し,理論値との比較検討を行う。また,これまで微小球センサに利用されているガラスやポリスチレン微小球では測定ができない高屈折率液体の計測を初めて試みる。25年度当初計画していた,事項は次の通りである.(1)アブレーションレーザーの波長を変えてZnO微小球を作製する,
量子ビーム相関解析法による生体高分子構造・ダイナミクスの探求

フランスのラウエ・ランジュバン研究所の海外共同研究者が精力的に進めている世界で唯一且つ初のX線・中性子小角散乱同時測定装置の開発計画に参画し、特に同装置を用いて多段階に進行する生命現象の全貌を捉える測定手法の開発を共同で行う。その後、開発した手法を、シャペロン機能を有するアルファクリスタリンの外場応答と機能の相関関係・時計蛋白質の振動機構の解明を目的とした研究へ展開する。
福祉・労働・「格差問題」と社会権論

本研究は、いわゆる「格差問題」についての憲法学からの規範的指針を導出することを目的とし、アメリカを比較対象としながら、検討した。その結果、立法府には憲法上の社会権規定を重視したきめ細やかな法制度の構築が求められるとともに、司法は、25条2項、27条2項という社会法の制定自体は原則合憲とする規定に過度に依存せずに、給付水準についてもその条項の存在意義を強く意識した上で審査を行うべきとの規範的指針を導出した。今年度は、研究実施計画のうち日本における社会権論の成果と限界を明らかにする点の検討を重点的に行った。第一に、拙稿「司法による生存権保障と憲法訴訟」、研究報告「生存権と制度後退禁止原則」においては、日本国憲法25条についての通説とされる抽象的権利説と制度後退禁止原則との関係を検討した。拙稿では、(1)法律による初動を憲法上要請できない抽象的権利説を前提としても、少なくとも行政裁量が問題となる事案においては、憲法的価値を入れ込んだ「違法」判断による権利保障が要請されること(2)今後老齢加算の廃止をはじめとする制度後退が本格化するならば、いままで法律から吸い取ってきたはずの生存権の権利内容が憲法上の規範として機能するのかどうか、抽象的権利説の真価が問われることを主張している。第二に、研究報告「老齢加算廃止訴訟における2つの高裁判決の比較検討」及び拙稿「老齢加算廃止に対する初の違法判断」においては老齢加算訴訟の高裁判決を検討し、制度後退禁止原則が現在の判例法理においてどのように表れているのかを検討した。第三に、研究報告「25条の制定過程」を通じて、制定過程においては生存権を主観的権利として規定することが日本側から提案、主張されたことを検討した。これら3点の研究成果は、今までの研究成果とあわせて拙著『生存権の規範的意義』に反映した。拙著では、主観的権利としての生存権の重要性を主張し、権利の名に値する司法審査が求められることを主張している。拙著の公刊によって、主観的権利として社会権を規定することの意義と限界は一定程度明らかにされたと思われるので、来年度は、アメリカにおける社会権に関する客観法的規定をめぐる議論の検討に本格的に着手することとしたい(この点について、今年度は渡米し、資料収集及びニューヨーク大学ロースクールの教授に対するインタビューを行い、一定の準備作業には着手している)。平成23年度は労働に関する問題を中心に検討しながら、研究の総括を行った。具体的には、(1)アメリカにおける外国人に対する労働規制の問題の検討(平成24年度に研究成果を公表予定)、(2)アメリカにおける医療保険改革をめぐる議論の検討(「生存権論の軌跡と課題」ロースクール研究18巻117-119頁参照)、(3)憲法25条と生活保護制度についての検討(「憲法25条と生活保護制度」月報司法書士483号掲載予定)、(4)国際人権法と憲法25条についての検討(「国際人権規約と憲法25条」法律時報84巻5号61-65頁)、(5)昨年度からの研究の総括を行った。(1)は、滞在国において憲法上の地位が弱い「外国人」の労働規制と憲法との関係を考察することによって、いわば裏面より労働と憲法との関係を考察したものである。(2)は、2010年の医療保険改革法の合憲性をめぐる判例、学説を検討したものである。(3)においては、生活保護制度、ひいては労働に関しても憲法25条が果たすべき役割を検討した。(4)においては、国際人権規約を援用した裁判例を検討し、憲法学が参照すべき、福祉に関する新たな規範的指針が見いだせるか否かを考察した。そして、(5)のまとめにおいては、昨年度からの成果を踏まえつつ、「福祉国家」と憲法解釈についての論文をまとめ、平成24年度に公表予定である。福祉・労働・「格差問題」と社会権論について、本年度の(2)、(5)において特に「福祉国家」規定という客観法的規定に着目しながら検討を行い、いわゆる「格差問題」に対する憲法学からの規範的指針(司法的救済のみならず立法ないし政策策定指針も含む)を一定程度導出することができたと思われる。
X線マイクロカロリメータで探る宇宙のダークサイド

世界最先端のX線分光観測装置SXSから最大限の性能を引き出すための研究とその最大限の性能によって達成可能となるサイエンスについて従来の観測装置も用いた準備研究を行なった。ASTRO-H衛星の不具合のためSXSは短い期間の観測となったが,その間,想定通りに完璧に動作し,銀河団観測からダークエネルギーに関する制限を得る際に問題となる銀河団内高温物質の運動の影響が小さい示唆を得るなどの科学成果を得た。また,すざく衛星を用いたX線観測による暗黒物質探査の可能性を調べ,銀河ハローからの0.5から10keVの輝線放射の上限からステライルニュートリノについてこの質量範囲で,これまでで最も厳しい制限をえた。ASTRO-H衛星に搭載されるX線マイクロカロリメータ検出器が軌道上で本来の検出器の持つエネルギー分解能(4eV)と絶対X線エネルギー決定精度(0.5eV)を実現すべく研究をすすめた.当初予想していなかった大きな問題として,検出器を50mKに冷却する冷却装置に使用する機械式冷凍機からの機械擾乱が検出器のエネルギー分解能に影響を与えることがわかった.衛星プロジェクトによってこれを低減するための処置が検討され,実施されようとしているが,擾乱問題を踏まえて軌道上で高い性能を得ることを,本研究の重要かつ新たな研究課題として認識し,今年度はそれも追加で実施した.具体的には,冷凍機単体を用いた様々な運転パラメータにおける機械式冷凍機擾乱のより詳細な把握,検出器システムのエンジニアリングモデルを用いた擾乱に対する検出器応答の詳細把握である.これらによって,万が一,現在プロジェクトで検討中の対策後にも擾乱の影響がわずかに残った場合でも,軌道上で検出器の性能を回復するための基本的なデータが揃いつつある.以上に加えて,2014年度に実施する検出器システム飛翔モデルの較正実験のための地上試験装置の準備を行った.マイクロカロリメータの高いエネルギー分解能を活かして宇宙のダークサイドに迫る研究の準備として,すざく衛星のメガ秒を超える大量の観測データを用いたkeV領域の質量のダークマター候補からの放射探査を行い,輝線強度の上限値を得た.ASTRO-H衛星に搭載されるX線マイクロカロリメータ検出器が軌道上で本来の検出器の持つエネルギー分解能(4eV)と絶対X線エネルギー決定精度(0.5eV)を実現すべく研究をすすめた。当初予想していなかった大きな問題として,検出器を50mKに冷却する冷却装置に使用する機械式冷凍機からの機械擾乱が検出器分解能に影響を与えることが,昨年度明らかになった。衛星プロジェクトによってこれを低減するための複数の解決方法が検討されてきた。検出器の最終性能は擾乱対策の方法に依存する可能性が高いため,対策方法に応じた検出器較を行い,また,軌道上での擾乱を予測するためのいくつかのコンポーネントレベルの試験も行なった。2015年3月に,プロジェクトは最終的な対策方法を決定した。この方法では,検出器本来の高い性能が得られることが期待され,地上での較正試験の結果は,6keVに対して半値幅4.6eVの分解能であった。マイクロカロリメータの高いエネルギー分解能を活かして宇宙のダークサイドに迫る研究の準備として,すざく衛星の大量の観測データを用いたkeV領域の質量のダークマター候補からの放射探査を行って来た。昨年度は,メガ秒を超えるデータを蓄積したが,今年度はすざくの10年近くの観測の約20%に相当する30M秒のデータを蓄積し,それによって0.5-7keVの輝線強度の上限値を得た。これから,我々の銀河系の質量モデルと組み合わせて,dark matterが1keVから14keVの質量のsterile neutrinoであると仮定した場合のsterile neutrinoのflavor間の遷移確率の上限値を得た。この結果は,これまでのkeV質量のダークマター探査の中で最大の感度となっている。論文としてPASJにサブミットした。ASTRO-H衛星に搭載されるX線マイクロカロリメータ検出器が軌道上で本来の検出器の持つエネルギー分解能(4eV)と絶対X線エネルギー決定精度(0.5eV)を実現すべく研究をすすめた。当初予想していなかった大きな問題として,検出器を50mKに冷却する冷却装置に使用する機械式冷凍機からの機械擾乱が検出器分解能に影響を与える影響については,昨年度末までに問題点を克服し,今年度は打ち上げに向けた最終準備,打ち上げ運用,軌道上初期運用を行った。打ち上げの準備の一項目として,軌道上で液体ヘリウムを全て消費した後に実施する無寒剤運転の際のエネルギー分解能の較正を行った。無寒剤運転では1.2K熱浴の温度の安定度が下がるため,エネルギー分解能の劣化が懸念されたが,有意な劣化がみられないことを実験で確認することができた。2015年12月より打ち上げオペレーションを開始し,2月17日に打ち上げられた。打ち上げ直後から軌道上での冷却を開始し2月22日に検出器は50mKの所定の温度に達した.検出器の性能としては,地上試験とほぼ同一の4.9eVの分解能が得られ,いくつかの天体を試験的に観測した。衛星は3月26日に姿勢制御系の問題で機能を停止したが,その最後のテレメトリーデータまで,検出器は50mKに保たれ,観測を行っていた。

マイクロカロリメータの高いエネルギー分解能を活かして宇宙のダークサイドに迫る研究の準備として,昨年度まではすざく衛星の大量の観測データを用いたkeV領域の質量のダークマター候補からの放射探査を,線スペクトルに注目して行って来た。今年度は,連続成分に対象を広げ,その候補としてアクシオンに崩壊するダークマターの探査の方法を検討し,その検討した方法により,データの解析をすすめた。ASTRO-H衛星に搭載されたX線マイクロカロリメータ検出器により,軌道上で要求(<7eV)を満たす4.9eVのエネルギー分解能が得られ,軌道上観測データの解析に必要な較正データも得られた。本格的な観測を2016年4月後半から開始する予定であったが,衛星の機能停止により,約1ヶ月間の観測データで,かつ,X線入射口のゲートバルブが閉じた状態でゲートバルブ上のベリリウム窓を通した観測データのみとなった。この観測データを最大限活かすための研究を行うように計画を変更する。すざく衛星のデータを用いたkeV質量のダークマター探査については,線スペクトルの解析を終了し,連続成分の解析を開始しており,順調に推移している。ASTRO-H (Hitomi)衛星に搭載されたX線マイクロカロリメータを用いた高エネルギー分解能X線分光検出器は,2016年2月10日の打ち上げ後,順調に立ち上げ運用を行い,試験観測を実施したが,その途中の3月26日に,衛星の姿勢制御装置の問題により衛星が機能を停止してしまった。この時点ではまだSXS観測装置は完全な状態ではなかったため,この試験観測データの観測装置較正はノミナル運用で想定した方法とは全く異なる方法で実行する必要があった。たとえば,X線マイクロカロリメータの5eVのエネルギー分解能を生かして1eVの精度でエネルギースケールを較正するために特殊なX線源(Modulated X-ray Source)を搭載していたが,3月26日の時点ではMXSはまだ動作していなかった。そのため,Fe55を照射したcalibration pixelの情報と,Fe55に短時間だけ全pixelに照射したデータに頼らざるをえなかった。このような問題はあるものの,可能な範囲の較正を行い,ペルセウス銀河団の観測に関する論文を発表するところまで至った。X線観測による暗黒物質の観測的研究として,暗黒物質が崩壊して作られたAxion Like Particle (AXP)を地球磁場とのPrimakoff effectを使ってX線で探査する方法について研究した。特定のX線源のない方向を観測している時に,視線方向に積分した地球磁場の視線垂直方向成分の強度とX線強度の相関を調べることによって,その上限からこの素過程で発生するX線の上限値を求めた。その際には,荷電粒子によるバックグラウンド強度の注意深い解析が必要であった。世界最先端のX線分光観測装置SXSから最大限の性能を引き出すための研究とその最大限の性能によって達成可能となるサイエンスについて従来の観測装置も用いた準備研究を行なった。ASTRO-H衛星の不具合のためSXSは短い期間の観測となったが,その間,想定通りに完璧に動作し,銀河団観測からダークエネルギーに関する制限を得る際に問題となる銀河団内高温物質の運動の影響が小さい示唆を得るなどの科学成果を得た。また,すざく衛星を用いたX線観測による暗黒物質探査の可能性を調べ,銀河ハローからの0.5から10keVの輝線放射の上限からステライルニュートリノについてこの質量範囲で,これまでで最も厳しい制限をえた。
生物群集の再帰的な放散と絶滅における生態的要因の理論解析

今年度は主に、他次元空間における進化的分岐現象の条件についての解析及び論文執筆を行った。研究計画では、この進化的分岐条件の解析結果をさらに発展させてプライス方程式に基づく記述として一般化する予定であったが、進化的分岐現象の最も強力な解析手法であるAdaptive Dynamics理論でさえも、1次元形質空間のみを対象としている。すなわち2次元以上の形質空間においては進化的分岐現象を記述しその決定論的性質を解析する手法が存在しないため、本研究ではまず、その記述手法と分析手法を考案する必要があった。本研究は、以下の手順により、多型存在下における適応度地形の数学的解析を行い、その適応度地形が、「実効的な平均野生型」が単独で存在する場合の適応度地形として表現可能であることを導いた。本研究では形質空間を適当に線形変換することで、存在する野生型同士の形質差異のベクトルが何れかの形質軸に平行になった状況を想定した。さらに本研究は、複数の野生型の存在は、何らかの形で、「実効的な平均野生型」に集約できると想定し、まず2型の場合における実効的平均野生型の導出に成功した。これは、各野生型の相手に対する侵入適応度を組み合わせることにより表現される。この表現手法をさらに任意の多型においても適用することに成功し、その一般式を漸化式の形で整えた。この漸化式を逐次計算することにより、正確な適応度地形を簡単に求めることができる。以上の解析結果により得られた他次元空間における進化的分岐条件を、新しく購入したパソコンにより数値的に計算された進化動態との比較により吟味し、好ましい結果を得た。現在は、それらの結果をまとめた論文を執筆中であるが、ほぼ完成し、近いうちに投稿できると考えられる。研究代表者が構築した食物網モデルでは,1種の生物が進化的分岐を繰り返し,それらが複雑な食物網を形成していく進化動態が生じるが,その生物群集の表現型の頻度分布そのものを1つの生物種として解釈し,動態を解釈し直す事で,全ての動態を「群集表現型」空間における方向進化の過程として扱えることを発見した.このことにより種のレベルでは,方向進化や絶滅,放散が複雑に絡み合った動態として解釈される事柄を,著しく単純に記述することが可能になり,資源利用分布の進化による理想自由分布への接近と,資源分布の進化による理想自由分布からの離脱の過程が,数学的に表現された.その一方で,再帰的な放散と絶滅を生み出す根本的な機構についての数値的・数学的な解析を行い,この現象が,進化の速い形質における頻度依存分断化選択と進化の遅い形質における方向性選択が同時に働いている場合において普遍的に生じるであろうことが示された.生物集団は様々な形質において同時に選択を受けており,それらの形質間で進化速度にばらつきがあることは当然である.さらに,生物間相互作用は本質的に頻度依存であり,資源競争,捕食被食相互作用,共生をはじめとする様々な相互作用によって,頻度依存分断化選択が生じ得る事が,多くの理論的・実証的研究によって示されている.従って,本研究が導いた機構は,再帰的な放散と絶滅の一般的な因果律を示すものと考えられる.この機構によって,食物網モデルで生じる再帰的な放散と絶滅を解釈することにより,放散が起こる場合:(a1)ある系統が全く利用されていない新資源(空きニッチ)を利用し始めた場合や,(a2)ある系統の捕食回避能力が上がり適応度が増すことで資源競争力が上がった場合,及び絶滅が起こる場合:(b1)ある系統が被食者との軍拡競争に敗退した場合,(b2)資源競争に敗退した場合などが,統一的に解釈された.本研究では、生物間相互作用による進化動態の数学的解析を、Adaptive Dynamics理論に基づいて行っているが、この理論には幾つかの制約がある。その1つとして、選択が異なる階層に同時に働いている場合の進化動態を扱えないことが挙げられる。群衆の進化動態では、種レベルや種群レベルの選択圧が同時に働くと考えられるので、この制約を解くことが研究遂行のための重要な課題であった。本研究は、通常2つの異なるタイムスケールを設定するAdaptive dynamicsの考え方を拡張し、3つのタイムスケールを導入することによの、2つの階層に選択がかかっている場合についても、Adaptive dynamicsと同様に進化動態を記述できることを導いた。このことにより、種と種群レベルだけでなく、細胞と個体レベルや、個体とコロニーレベルなど、さまざまなグループレベルセレクションによる進化動態の数学的解析が可能になると期待される。この記述形式を用いれば、群集の進化の自由度を網羅した視点において、その進化動態の様子を解析することができる。さらに本研究は、進化動態を数値的にシミュレーションするアルゴリズムの改良を行った。申請者らが考案した進化動態の高速計算アルゴリズムでは、個体数動態と進化動態の時間スケールを分離し、変異体の進入による個体数動態の始まりから次の平衡状態に到達するためにかかる時間を短縮させる。しかし、互いに近縁の表現型が複数存在する場合の固体数胴体は、ほぼ線形になることを導出し、ニュートン・ラフソン法を応用することで、速やかに個体数動態の平衡状態を計算することに成功した。これにより、進化動態を通常の50倍以上の速度で計算すること力珂能になり、群集の長期的進化動態の解析が容易になった。本研究の食物網進化モデルでは、1種の祖先種が進化的分岐を繰り返すことで出現した多数の種が複雑な食物網を構成し、それらが捕食被食相互作用を通じて共進化する。

本研究はこの進化動態全体を、あたかも共食いする1種の方向進化であるかのように解釈し解析する手法を開発し、(1)捕食者戦略の資源利用パターンとしての進化的自由度が十分に高い場合には、その被食者戦略と捕食者戦略が進化的平衡となり得るのはそれらの戦略同士の関係が理想自由分布に近く、機能の反応がratio-dependent型であること、及び(2)そのような平衡点は、被食者戦略については進化的不安定であること、を導いた。すなわち、進化的に安定な平衡状態は存在せず、捕食被食相互作用を通じた群衆の共進化動態は(たとえ停滞することはあっても)停止しない。この「停止しない」という結果は、タイプII型や他の機能の反応についても導くことができる。本研究は既に、複雑な食物網を持つ群集が成長するのは捕食者と被食者の関係が理想自由分布に近い状態が維持される場合であることを示しているが、本研究はさらに、生物群集にみられる生態的・生理的トレードオフが、この特性と関わりがあることを示した。これは以下のように説明される。理想自由分布に近い状態は、群集を構成する種の間で、潜在的競争力が似ていることに対応する。似ていない場合には、相対的に強い種が他の種を排除しながら放散し、結果的に競争力の似ている種群による群集が構成される。進化動態を通じて競争力が似ている状況とは、競争力に影響する形質の進化は遅く、進化の速い形質は競争力に影響しない状況である。すなわち、競争力に影響する遅い形質がトレードオフの関数形を与え、種同士の多様性は、進化は凍いが競争力に影響しない形質において生じていると考えられる。今年度は主に、他次元空間における進化的分岐現象の条件についての解析及び論文執筆を行った。研究計画では、この進化的分岐条件の解析結果をさらに発展させてプライス方程式に基づく記述として一般化する予定であったが、進化的分岐現象の最も強力な解析手法であるAdaptive Dynamics理論でさえも、1次元形質空間のみを対象としている。すなわち2次元以上の形質空間においては進化的分岐現象を記述しその決定論的性質を解析する手法が存在しないため、本研究ではまず、その記述手法と分析手法を考案する必要があった。本研究は、以下の手順により、多型存在下における適応度地形の数学的解析を行い、その適応度地形が、「実効的な平均野生型」が単独で存在する場合の適応度地形として表現可能であることを導いた。本研究では形質空間を適当に線形変換することで、存在する野生型同士の形質差異のベクトルが何れかの形質軸に平行になった状況を想定した。さらに本研究は、複数の野生型の存在は、何らかの形で、「実効的な平均野生型」に集約できると想定し、まず2型の場合における実効的平均野生型の導出に成功した。これは、各野生型の相手に対する侵入適応度を組み合わせることにより表現される。この表現手法をさらに任意の多型においても適用することに成功し、その一般式を漸化式の形で整えた。この漸化式を逐次計算することにより、正確な適応度地形を簡単に求めることができる。以上の解析結果により得られた他次元空間における進化的分岐条件を、新しく購入したパソコンにより数値的に計算された進化動態との比較により吟味し、好ましい結果を得た。
動物における平衡感覚の「検出器」たる有毛細胞の起源とその進化的変遷

脊椎動物は一般に,体の回転や重力の方向といった平衡感覚を内耳で受容する。内耳とは,体外環境から隔離された膜迷路と呼ばれる腔に有毛細胞が配置された構造である。一方,脊椎動物以外の後生動物は内耳をもたないものの,有毛細胞は多くの後生動物に見出される。すると,動物の進化において,「検出器」である有毛細胞がまず獲得され,これを「容器」である膜迷路に配置して内耳が獲得されたと考えられる。興味深いことに,有毛細胞の感覚毛に類似した構造は,後生動物に最も近縁な単細胞生物である襟鞭毛虫にも見出される。そこで,本研究は後生動物を広く対象として原生生物をも視野に入れ,有毛細胞の起源とその進化的変遷の推定を目指す。
新たな指標の導入を目指した抗肥満活性評価・解析システムの実現

肥満は国民の健康において深刻な問題だが、エネルギー収支を基準とした個人の生活習慣の改善に委ねられており、抗肥満活性の統一的基準は十分に確立されていない。そこで、研究代表者は培養細胞の評価システムを個体レベルでの肥満解消を予測可能なシステムへと磨き上げることで、抗肥満活性の統一的基準の確立を目指している。本研究課題では、南極付近などの野菜が少なく肉中心の食生活で過ごす人々の健康を守るオイルとして昔から重宝されてきたクリルオイルから抗肥満効果が期待出来る脂溶性成分を探索した結果、新規活性成分を複数見出すことに成功した。見出した活性成分の作用機序に関しては培養細胞を用いて現在解析中である。肥満は国民の健康と国家財政において深刻な問題だが、エネルギー収支を基準とした個人の生活習慣の改善に委ねられている。この個人の努力を機能性食品は促進するが、抗肥満活性の統一的基準は十分に確立されていない。そこで本研究では、細胞イメージング技術により抗肥満活性評価・解析システムを構築し、個体レベルでの肥満解消を予測可能なシステムへと磨き上げることを目指す。本年度は、脂肪蓄積量解析と置き換えが可能な生体因子の探索を行った。抗肥満効果を示す既存の健康食品の中から、培養細胞に直接作用して分化を誘導するものを見出した。健康食品が誘導する成熟脂肪細胞は、通常の薬物刺激による成熟脂肪細胞と比較して、形態学的に大きく異なっていた。また、分化に伴い細胞質中の8-ニトログアノシン量が増加することを、平成26年度日本学術振興会科学研究費補助金(若手研究(B))の報告書「新たな指標の導入を目指した革新的な抗肥満活性評価システムの構築」にてすでに報告済みであるが、8-ニトログアノシンに付随して上昇する新たな生体分子の存在を明らかにした。平成28年度では、健康食品が導く特徴的な成熟脂肪細胞の特徴を調べ、抗肥満活性評価・解析システムの構築を目指す。さらに、8-ニトログアノシンに付随する新規シグナル分子の作用機序の解明を目指す。申請者は、科学研究費補助金[スタートアップ(計1回)、若手研究(B)(計1回)]を拝受し、細胞イメージング技術により抗肥満活性評価・解析システムを構築し、個体レベルでの肥満解消を予測可能なシステムへと磨き上げることを目指している。本年度は、同補助金(若手研究(B))の初年度として、抗肥満効果がすでに報告されている既存の健康食品の中から、脂肪分化を導く食品を見出した。また、この健康食品が誘導した成熟脂肪細胞は、通常の薬物刺激による成熟脂肪細胞と比較して、細胞の形態が大きく異なっていた。更に、分化に伴い細胞質中の8ーニトログアノシン量が増加することを、平成26年度日本学術振興会科学研究費補助金(若手研究(B))の報告書「新たな指標の導入を目指した革新的な抗肥満活性評価システムの構築」にてすでに報告済みであるが、8-ニトログアノシンに付随して発現が上昇する新たな生体分子を明らかにした。これらの成果を合わせれば、次年度以降、脂肪蓄積量解析と置き換えが可能な生体因子の決定と共に、細胞イメージング技術による抗肥満活性評価・解析システムの構築に繋がるものと確信している。クリルオイルは海中に生息するプランクトン南極オキアミから抽出されるオイルである。クリルオイルによる抗肥満効果がin vivo試験により報告されており、この効果はリン脂質型のEPAやDHAによるものだと推測されているが詳細な解析は行われていない。我々は、リン脂質型のEPAやDHAとは異なる脂溶性成分がクリルオイルに存在すると考え成分の探索を試みた。マウス胎児由来3T3-L1繊維芽細胞は、デキサメタゾン、3-イソブチル-1-メチルキサンチン、インスリンで構成される分化誘導培地にて2日間培養することで、脂肪滴を含む脂肪細胞へと形態変化を起こす。分化誘導培地以外にもチアゾリジン誘導体やインドメタシンなどは単剤で分化を誘導する。興味深いことに、クリルオイルは濃度依存的に3T3-L1細胞を脂肪細胞へと分化を誘導するが、オリーブオイルや亜麻仁オイルなどの他のオイルは分化を誘導しなかった。そこで、クリルオイルに特有な成分を探索するための指標として脂肪分化(脂肪滴蓄積と形態学的変化)が最適だと考えた。探索により、処理後2日間で脂肪分化が認められる成分2種類と、処理後5日間より脂肪分化が認められる成分3種類を見出した。脂肪分化に伴いPRDM16やPGC-1αの発現がメッセンジャーレベルで増大した。そこで、成分により褐色脂肪細胞への分化が促されると推測して、見出した脂溶性成分を分化誘導培地と共に添加すると、誘導脂肪細胞の数の増加と脂肪細胞に蓄積される中性脂肪量の顕著な減少が観察された。本研究で見出した脂溶性成分の機能評価はH29年度から開始する科研費(基盤研究C)「脂溶性食品成分によるミトコンドリア機能覚醒と抗肥満効果の解明」に繋がる。

見出した活性成分の作用機序に関しては培養細胞を用いて現在解析中である。研究の推進方策は、これまでの実験を継続するとともに、以下の実験を進める。1)健康食品が導く成熟脂肪細胞の特徴を解析する。2)健康食品が導く成熟脂肪細胞の形態学的特徴を数値化する。3)8-ニトログアノシンに付随した新たな生体分子の役割を解明する。1)3)から得られる知見を基に、細胞イメージング技術による抗肥満活性評価・解析システムの構築を目指す。食生活学、分子細胞生物学前倒し支払請求を行ったため、本来よりも多く研究費を使用することが可能となった。前倒し申請時に計画したよりも早い段階で結果が得られたため、不必要となった研究費は次年度へと繰り越した。このために次年度使用額が生じた。翌年度分として請求した助成金と共に、以下の研究を遂行するために使用する。27年度の研究で見出した健康食品が導く成熟脂肪細胞に関して、形態学的特徴や機能変化を解析し数値化する。すでに見出した新規生体分子に関しても、その作用機序を引き続き解析し数値化する。この過程を通じて抗肥満活性を評価可能な解析システムの構築を目指す。