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実験法律の比較構造分析

(1)近時のヨーロッパ政治学・行政学で注目を集めている「実験法律(experimentelle Gesetzgebung)」は未だ日本では十分に分析がなされておらず、未開拓の課題となっていた。これは、憲法学、行政法学、行政学、政治学、立法学などにかかわる学際的な性格をもつものである。本研究の成果として、この概念についてわが国の法律学では初めて後述のような研究成果を公表できたことが挙げられる。(2)「実験」法律とは、(a)期限が設定されていること、(b)評価措置(評価の義務づけ・評価委員会の設立・評価報告書の作成)を伴うことの二点で「実験」の形容を付されている法律であり、例えばドイツでは、学校・教育改革、法曹教育、メディア政策、交通政策、建設制度、賃借人保護などの諸領域で近年その例を多数認めることができる。こうした一連の法律は、理論的な観点から見れば、伝統的に「一般性・抽象性」を特徴としてきた法律概念の修正を迫るものであり、実務的な観点から見れば、試行としての性格を持つ各種政策を実現するための重要な手段として多用されている。本研究を通じて、以上の点を明確化した。(3)本研究を進める過程で、ドイツの学者と議論を行い、この概念の比較法的な意義を探求した。具体的には、わが国に見られる時限法、見直し規定の多用化が共通性を持つことを発見した。また、わが国では、自治体条例が実験法律の役割を果たす点も確認した。(1)諸外国における実験法律の基礎文献研究を平成9年8月まで実施した。とりわけ、ドイツ及びヨーロッパにおける実験法律の基本文献を購読した。この過程において、わが国で本格的な研究のなされていない「実験法律」の法的構造を解明した。とりわけ、ドイツにおける実験法律の議論状況及びヨーロッパにおける同概念の研究状況を分析し、実験法律の登場の背景、その類型区分、法的特色、法的限界論に焦点をあてて考察を進めた。(2)わが国における実験法律の基礎文献研究として、同年10月まで日本の時限立法・経過措置規定に関する主要論文を購読した。その上で、上記の外国法研究の成果をふまえ、比較法的視点の下に日本の立法実務に関する議論状況を把握した。(3)日本における実験法律の実態研究を同年11月から平成10年2月にかけて実施した。特に、法律の制定準備に当たる官僚に面談調査を実施し、わが国の実務における法律の基本的な概念や、近時見られる経過措置規定・時限立法の増大といった現象の分析を試みた。(4)研究の成果の公表(平成10年1月)上記(1)及び(2)の研究の進展状況を中心に、研究の途中経過を整理した。具体的には、本年度で明確化できた点を「実験法律の法構造」と題した論文にまとめ、有斐閣より刊行された著書(成田頼明先生古稀記念論文集『政策実現と行政法』)で公表を図った。(1)これまで実施した研究(諸外国における実験法律の基礎文献研究)をとりまとめ、大橋洋一「コミュニケーション過程としての現代行政システム」『20世紀システム第5巻グローバル化と国家』(東京大学出版会・1998年)150頁・177頁として公表した。これは、前年度の研究成果として公表した論文(大橋洋一「実験法律の法構造」(成田頼明先生古稀記念論文集『政策実現と行政法』有斐閣))をふまえて、グローバル化する国際環境の中で、法律を始めとする伝統的な公的行為の機能が変容する点を様々な角度から論じたものである。(2) 1998年8月23日から9月6日には、ドイツ・ハイデルベルク大学において研究報告を行い、本研究の成果について同大学のシュミット・アスマン教授等と意見交換の機会をもった。帰国後、11月14日には日独法学会(東京・ドイツ文化センターで開催)において行政指導に関する報告を行い、その際にドイツ人参加者との間で、日独の行政システムの相違について実験法律の問題も含めて討議の機会を持った。

(3) 98年10月以降は、わが国における個別立法の制定過程研究として、近時制定された行政改革関連の法律を、とりわけ制定過程の実証分析をふまえて考察した。その際には、各省設置法の法的意義も合わせて分析し、日本の立法実務に関する議論状況の把握に努めた。現在進行中の地方分権の議論において、条例についても実験法律と同様に、実験の要素が重要となりつつある点も研究の機会をもった(成果は、大橋洋一「機関委任事務の廃止と権限委譲の推進」ジュリスト1127号(1998年)である)。(4) 1998年12月以降は、上記(1)から(3)の研究の進展状況を中心に、研究の途中経過を整理した。(1)研究成果の公表準備(平成11年4月から6月)研究成果を内容とした著書(『対話型行政法学の創造』)を平成11年10月に公刊した(単著・全318頁)。上記期間は、公刊準備に専念した。(2)ドイツにおける研究成果発表(平成11年7月・8月)平成11年7月22日から8月17日にかけては、ドイツに出張し、ハイデルベルク大学ドイツ・ヨーロッパ法研究所のシュミット=アスマン教授、ギーセン大学法学部のグロース教授、コンスタンツ大学法学部のプローム教授等に今回の研究成果を発表し、意見を聞く機会をもった。日独の最新の研究成果を交換できたのは大きな成果であった。(3)日本における研究成果発表(平成11年9月から12年1月)この期間には、様々な研究報告の機会を利用して、今回の研究成果の一端を発表し、研究者のみならず、行政実務家とも憲見交換を行った。具体的には、平成11年10月29日の規制改革委貝会公開討論、12月13日の東京大学社会科学研究所公法私法研究会報告、平成12年1月21日の建設省建設政策研究センターにおける報告等てある。ミュンスター大学法学部のヤラース教授とも、10月17日から20日に渡り福岡で、とりわけ建設法の分野を中心に実験法律の意義と機能について意見交換の機会をもった。(4)研究成果報告書の作成(平成12年2月から3月)3年間の研究成果をまとめるため、研究成果報告書の作成に従事した。
発達障害児に関連する因子の縦断的検討‐生活習慣に着目して

山梨県甲州市において、平成19年4月から平成25年3月までに5歳児健診を受診した児を研究対象とし、2115名のデータを取得した。さらに、これまでの出生コホートデータとの連結を行い、リンケージ可能であった児を解析対象として分析した。5歳児健診で発達障害の疑いと評価されていた児は約16%であった。3歳時の生活習慣と5歳児健診の評価との関連を検討したところ、TV/DVDの長時間視聴や食事の悩みがあることとの関連が示された。しかし、これまでに指摘されていた睡眠の問題(短時間睡眠や遅い就寝時刻など)との関連は示されなかった。現在、先駆的な自治体において発達障害の早期診断・早期支援を目的に、5歳児健診が導入されている。そこで5歳児健診時に小児神経科医が診察し、発達障害(自閉症スペクトラム障害、注意欠如・多動性障害)が疑われた児における、乳幼児期の発育・発達および食事や睡眠などの生活習慣との関連を出生コホート研究により縦断的に検討する。対象は5年間、約1200名のコホートに2年間約500人のデータを追加する。乳幼児健診データを用いて、5歳児健診で発達障害が疑われた児の、幼児期の発育・発達および生活習慣との関連を検討する。さらには、妊娠届出時から追跡している出生コホートのデータを用いて、母親の妊娠時、つまり胎生期と出生時の影響なども検討する。また、5歳児健診で検出した児のその後の追跡調査について、教育機関との連携を行い基盤を作る。上記の計画に基づき、調査に必要なデータを継続して情報収集している。具体的な調査内容は、妊娠届出時の質問紙調査から、妊婦本人とパートナーの年齢、妊婦の身長・体重、既往症、喫煙・飲酒を含む生活習慣について、母子管理票から、出生時の性別、身長・体重、在胎週数、4ヵ月と7ヵ月時の身長・体重・頭囲、1歳6ヵ月、3歳、5歳健診データから、身体データと児の生活習慣についての調査票である。さらに、現在電子データ化されていない5歳児健診の評価結果および各健診時の発達評価について、電子データ化の準備を進めている。また、5歳児健診を継続し、健診における小児神経専門医の診断により発達障害が疑われた児をピックアップしている。同時に、発達障害が疑われた児に対しての自治体のフォローアップに対する支援・助言を行っている。得られた知見については、学会発表を行っている。先駆的な自治体においては、発達障害の早期診断・早期支援を目的に5歳児健診が導入されている。そこで、5歳児健診時に小児神経科医が診察している地域において、発達障害(自閉症スペクトラム、注意欠如・多動性障害)が疑われた児における、乳幼児期の発育・発達および食事や睡眠などの生活習慣との関連を出生コホート研究により縦断的に検討する。対象は、小児神経科医が診察を開始した平成19年度以降に5歳児健診を受診した児(約1200名)に、平成24年度から2年間の約500人を追加する。乳幼児健診データと娠届出時から追跡している出生コホートのデータを用いて、5歳児健診で発達障害が疑われた児の、幼児期の発育および生活習慣との関連を検討する。特に、1歳6ヵ月時と3歳時の情報を中心に検討する。また、5歳児健診でスクリーニングされた児のその後の追跡が可能となるように、行政や教育機関との連携を行うための基盤を作成する。収集した調査内容は、妊娠届出時の質問紙調査情報、母子管理票の情報、4ヵ月と7ヵ月時の身体計測値、1歳6ヵ月児、3歳児、5歳児健診における計測値と、同健診時に実施している質問紙調査から食事・睡眠・TV/DVD視聴などの生活習慣についてである。5歳児健診の判定結果および判定理由のデータは行政に協力を仰ぎ、了承を得た。発達データに関しては、収集し解析するためには合理的ではないと判断した。しかし、これまでに施行した5歳児健診のカルテ(小枝式)と問診票についてのデータを収集し、判定結果の裏付けや、スクリーニング児の特徴を明らかにすることにした。また、5歳児健診を継続し、発達障害が疑われる児のスクリーニングに協力し、自治体のフォローアップに対する支援・助言も継続している。発達障害の早期診断・早期支援を目的に、導入された5歳児健診において、発達障害(自閉症スペクトラム障害・注意欠如/多動性障害)が疑われた児において、乳幼児期の発育・発達および食事や睡眠などの生活習慣との関連を出生コホート研究により縦断的に検討することを目的とした。

より幼児期早期の生活習慣との関連を検討することを予定している。各健診時の発達情報の電子データ化を予定していたが、発達評価基準が明確化されていない情報であるため、電子データとしての取得は断念した。しかし、5歳児健診の構造化されている医師診察カルテ情報を取得し、5歳児健診の現況としてフィードバックする資料としている。5歳児健診を継続し、健診における小児神経専門医の診断により発達障害が疑われた時をピックアップしている。同時に、発達障害が疑われた児に対しての自治体のフォローアップに対する支援・助言を行っている。得られた上記知見については、日本公衆衛生学会・日本疫学会等にて、発表を行った。山梨県甲州市において、平成19年4月から平成25年3月までに5歳児健診を受診した児を研究対象とし、2115名のデータを取得した。さらに、これまでの出生コホートデータとの連結を行い、リンケージ可能であった児を解析対象として分析した。5歳児健診で発達障害の疑いと評価されていた児は約16%であった。3歳時の生活習慣と5歳児健診の評価との関連を検討したところ、TV/DVDの長時間視聴や食事の悩みがあることとの関連が示された。しかし、これまでに指摘されていた睡眠の問題(短時間睡眠や遅い就寝時刻など)との関連は示されなかった。5歳児健診の判定結果および判定理由を取得するために行政に協力を仰いでいたが、様々な事由により了承を得るまでに時間がかかってしまったため。小児保健小児神経5歳児健診の判定結果と、幼児期のデータと結合し、発達障害が疑われる児とそれ以前の生活習慣との関連を縦断的に検討する。現在行われている5歳児健診を継続し、健診において発達障害を疑った小児神経科医の判断結果をデータとして蓄積する。得られた知見について、学会発表および論文投稿を行う。同時に、発達障害が疑われた児に対しての自治体のフォローアップに対する支援・助言を行う。各健診時の発達データおよび5歳児健診評価結果の電子データ化を進める予定であったが、6ヵ月間の産休および育休を取得したため、電子データ化の準備およびデータの取り込みが進んでいないため。データの入力業務、および電子データ化の業務を遂行できなかったため、経費を使用できなかった。現在行われている5歳児健診を継続し、健診において発達障害を疑った小児神経専門医の判断結果をデータとして収集する。これらのデータを結合し、発達障害が疑われる児と乳幼児期の発育や生活習慣との関連を縦断的に検討する。発達データおよび判断結果については電子化が完成していないため、電子データ化を進める。入力業務および電子データ化業務を遂行する。また、研究施行のための出張を積極的に行う。さらに学会発表や論文投稿を行う。6ヵ月間の産休および育休を取得していたため、その間の研究が進捗せず、また学会発表にも臨めなかったために、経費が使用出来なかった。今年度に、未電子データ化情報を電子データ化に移行する。また、研究施行のための出張を行う。
統合コードによるITERプラズマのマルチスケール物理に関する総合的研究

炉心プラズマ輸送コードTASK/TOPICSと周辺ダイバータコードSONICのインターフェルを開発し、プラズマ全体を自己矛盾なく解ける統合輸送コードを完成した。このコードを用いて、ダイバータ板へ移送される熱フラックスの評価をつじつまのあった手法で行い、その成果を23rd IAEA Fusion Energy Conference 2010で報告した。また、統合コード開発と平行して核融合プラズマにおけるマルチ-スケール・マルチフィジックスシミュレーション研究を進め、非線形相互作用に由来する非局所効果が、非局所輸送や遷移現象に重要な影響を与えることを見いだした。今後、ITERプラズマの解析モデルにこれらの成果を順次取り込んで行く予定である。ITERプラズマに代表される自立性の高い核燃焼プラズマを定量的かつ自己完結的に取り扱うために、コアコードTASKと周辺・ダイバータコードとのインターフェイス開発を行い連結させることが第一の目標となる。このコードを用いてプラズマコア、周辺、ダイバー、炉壁を同時に解き自己完結的な時間発展シミュレーションを実現させる。本研究においてはこれまで開発してきたマルチスケールシミュレーション技法や統合コード開発の実績をもとに、周辺・ダイバータモジュールSONICとのインターフェイス開発を行い、コアコードTASKと連結させることが第一の目標となる。このコードを用いてプラズマコア、周辺、ダイバー、炉壁を同時に解き、自己完結的な時間発展シミュレーションを実現をめざす。本年度は以下のような研究成果が得られた。(i)インターフェイス策定TASKとSONICのインターフェイスの仕様策定を行うため、京都大学において仕様策定委員会を開催し、仕様を決定した。今後、TASK側のインタフェイスは福山がSONIC側のインタフェイスは清水が担当し開発を行う。(ii)コード評価SONICとのベンチマークのためB2/EIRENEコードの並列化を検討する。そのための開発用ワークステーションを慶應義塾大学へ導入し、コードの並列化を行った(畑山、清水)。(iii)ペデスタルモデル開発自由境界MHDに基づく安定性コードをTASKやSONICにどのように組み込むかモデルの検討を行った(徳田、矢木、福山)。(iv)SOLでの異常輸送モデル開発プロップによる異常輸送をモデル化するため、コア乱流コードを改良し、SOL乱流のシミュレーションコードを開発した(矢木、滝塚、学生)。コードのValidationを行った。プラズマ・壁相互作用のモデリングダイバータ板でダストが発生するがこれがプラズマにどのような影響を及ぼすかシミュレーション研究を通じて、モデル開発を進めた(冨田、滝塚、矢木)。また壁の材質やその状態がプラズマにどのような影響を及ぼすかパラメータ化する必要があるが決定的な方法論が確立していないので、関連の国際会議やワークショップ、ITPA等に参加して情報収集を行った(冨田、滝塚、学生)。本年度は以下のような研究成果が得られた.(i)コード評価:TASK+SONICコードを連結するため、SONLCコードの各モジュールをそれぞれ独立で動作するように改良し、MPIライブラリーを用いて協調できるシステム構築を行った。一連のフローが問題なく流れることを確認した。京都大学で研究会を開催し、SONICとTASKに関してこの協調システムで連結する手順を検討した。(ii)SOLでの異常輸送モデル開発:2次元のSOL乱流コードを開発し、ブロッブのシミュレーション研究に着手した。シミュレーション結果をもとに輸送モデルの検討を始めた。SONICのモジュールとしての実装は次年度以降の予定。(iii)プラズマ・壁相互作用のモデリング:PARASOLコードによるシミュレーション結果をもとにSOLにおける電子熱フラックスのクロージャーモデルおよびプラズマ流構造形成の運動論モデルの検討を行った。これまで提案されてきたモデルとの比較検討を行った。(iv)輸送障壁崩壊のモデリング:3次元ITG乱流コードを用いて輸送障壁崩壊のシミュレーション研究を開始し、その結果をもとに障壁崩壊の物理機構を明らかにした。今年度は以下のような成果が得られた。【コアー・エッジ結合】SONICコードをMPIライブラリーを用いて並列化し、マスター・スレーブ方式により自己スケジューリング機能を導入した。TASKコードと連結し、すべてのフローが連動するか確認した。【SOLでの異常輸送モデル開発】フロッブの非線形シミュレーション結果をもとに異常輸送モデルを構築した。また、現存の2次元周辺乱流コードをエッジ・コアー結合

3次元モデルへ拡張するための検討を行った。【輸送障壁崩壞の物理的解明】3次元グローバルジャイロ流体コードを用いて輸送障壁の崩壞のシミュレーションを行い、分布の緩和により障壁の端でドリフト波乱流が強く励起され、崩壞に導くことをシミュレーションにより示した。【PARASOLコードによるSOL輸送】1次元PARASOLコードを用いてSOLの輸送シミュレーションを行い、流体コードのためのクロージャーモデルの妥当性を評価した。【現実的な磁場配位への拡張】現実的なトカマクでは、離散的トロイダルコイルやMHD揺動等のもたらす3次元構造磁場が存在する。このような場合に既存のコアー周辺連結物理モデルを拡張するため、3次元磁場構造の影響を正確に取り入れたMHD平衡構築手法を提案し、平衡コードへの実装を進めた。ITERプラズマに代表される自立性の高い核燃焼プラズマを定量的かつ自己完結的に取り扱うために、コアコードTASK/TOPICSと周辺・ダイバータコードSONICとのインターフェイス開発を行い連結させることが第1目標である。このコードを用いてプラズマコア、周辺、ダイバー、炉壁を同時に解き自己完結的な時間発展シミュレーションを実現させる。今年度は以下のような成果が得られた。【コアー・エッジ結合】SONICコードと輸送コードTOPICSコードを連結し、すべてのフローが連動するか確認した。連結コードを用いてHモードのシミュレーションを行った。当初計画していた統合化の目標を達成することができた。【SOLでの異常輸送モデル開発】ブロッブの非線形シミュレーション結果をもとに統計解析を行い実験結果との比較を行った。【輸送障壁崩壊の物理的解明】3次元グローバルジャイロ流体コードを用いて輸送障壁の崩壊のシミュレーションをさらに進め非共鳴モードが障壁形成に及ぼす影響を解析した。【PARASOLコードによるSOL輸送】1次元PARASOLコードを用いてSOLの輸送シミュレーションを行い、運動論効果を解析した。系統的なパラメータサーベイを行い、SOL輸送の性質を明らかにした。【現実的な磁場配位への拡張】ELM制御を行う一つの方法として外部かち共鳴磁場摂動を印可する(RMP)ことが検討されている。
時計遺伝子DEC2高発現ベクターとshRNAを用いた癌におけるVEGFの機能解析

bHLH型転写因子DEC1およびDEC2は、時計中枢である視交叉上核から末梢に至る全身の組織および細胞で、概日リズムを形成します。また、免疫応答系や種々の組織分化の制御、癌化や低酸素応答、アポトーシスの制御など、生体内における様々な生理現象に関与することが報告されています。我々は、DEC1およびDEC2の強制発現により細胞の増殖、移行、および浸潤を低減することを明らかにした。これらの結果から、口腔癌の発育進展機構にDECが関与し、今後の癌の治療において、新たな分子標的となりうることが示唆された。口腔癌の病態進展機構を時計遺伝子をも考慮した新しい概念を見出すことにより、新たな分子標的の確立を目指す。これまでに時計遺伝子DECの機能と口腔癌における細胞周期調節機構(CyclinD1)の相互作用の重要性についての評価を行い、以下の結果を得た。正常組織及び白板症では、CyclinD1は基底層に高発現し、DECは棘細胞層や顆粒細胞層に発現した。また癌組織では、CyclinD1の発現は増殖先端部では高発現を示す細胞が散見された。DECは増殖部では低酸素領域で高発現を示した。次にluciferase assayでDEC強制発現によるCyclinD1転写制御機構の解析を行つた。PromoterはE-boxを含む約1.9kbpのCyclinD1 promoterを使用した。CyclinD1転写活性が約4倍抑制され、その抑制された活性はDEC発現plasmidを濃度依存的に強制発現しても抑制がみられた。またCyclinD1遺伝子上流のE-boxにmutationを作製し、luciferase assayでDEC強制発現によっても、CyclinD1転写活性は影響を受けなかった。さらに、Chromatin immunoprecipitation (ChIP assay)を用いてDECがCyclinD1のE-boxに影響を及ぼすか調べた。コントロールと比べ、DEC強制発現によりCyclinD1のprecipitateする量が増加した。これらの結果よりDECがE-boxを介してCyclinD1の発現を制御していることが示唆された。precipitateする量が抑制した。PI-3K経路を阻害して、RadiationによるDECの発現の増加とAKTのリン酸化がみられた。DEC強制発現によるAKTの活性化がROSによるものであることが示唆された。
レチノイン酸の線条体での生理作用と応答遺伝子の解析

レチノイン酸は神経系形成過程においてその作用が注目されてきたが、成熟脳での生理作用は明らかにされていない。われわれはCRABPおよびRARは成熟後の終脳の一部に発現することを確認しており、ラット成熟脳における局在、およびレチノイン酸による応答を検討することによりレチノイン酸およびレチノイドの脳における生理作用を明らかにしようと考えた.成熟ラットの脳にはRARβの発現がみられ、とくに線条体と嗅球にその発現がみられた。抗RARβを用いた免疫組織染色では、大脳皮質、海馬、などにも小数のRARβ陽性の神経細胞がみられたが、線条体には多数のRARβ陽性神経細胞がみられた。ビタミンA欠之食で飼育したラットの線条体ではRARβ陽性細胞が著しく減少していた。レチノイン酸を腹腔内に投与すると6時間以内に睾丸、肝臓、のみならず脳へ取り込まれることから、ビタミンA欠之ラットの腹腔にレチノイン酸を投与すると12時間以内にRARβ陽性細胞の数が正常レベルまで回復した。これらの結果をふまえて、ビタミンA欠之ラットの腹腔にレチノイン酸を投与してのち、6時間後に線条体を分離しmRNAを単離した。PBSのみを腹腔に打ったラットの線条体のmRNAよりcDNAを作成し、ビオチン化したのち、レチノイン酸投与の線条体のmRNAからサブトラクトし、レチノイン酸に応答する遺伝子のcDNAライブラリーを作成した。このライブラリーよりレチノイン酸に応答する遺伝子数十個を分離した。これらのなかにRARβ、Junなどレチノイン酸に応答する遺伝子が含まれていた。われわれはCRABPおよびRARは成熟後の終脳の一部に発現することを確認しており,ラット成熟脳における局在、およびレチノイン酸による応答を検討することによりレチノイン酸およびレチノイドの脳における生理作用を明らかにしようと考えた.成熟ラットの脳にはRARbetaが発現がみられ、とくに線条体と嗅球にその発現がみられた。抗RARbetaを用いた免疫組織染色では、大脳皮質、海馬、などにも少数のRARbeta陽性の神経細胞がみられたが、線条体には多数のRARbeta陽性神経細胞がみられた。ビタミンA欠乏食で飼育したラットの線条体ではRARbeta陽性細胞が著しく減少していた。レチノイン酸を腹膜内に投与すると6時間以内に睾丸、肝臓、のみならず脳へ取り込まれることから、ビタミンA欠乏ラットの腹腔にレチノイン酸を投与すると12時間以内にRARbeta陽性細胞の数が正常レベルまで回復した。これらの結果をふまえて、ビタミンA欠乏ラットの腹腔にレチノイン酸を投与してのち、6時間後に線条体を分離しmRNAを単離した。このライブラリーよりレチノイン酸に応答する遺伝子数十個を分離した.これらのなかにRARbeta、Junなどレチノイン酸に応答する遺伝子が含まれていた。
電子線カップリング照射による照射試料の再利用に関する研究

原子炉材料研究には、中性子照射実験が可能な研究炉が必要であるが、東電の事故以降国内では全ての材料試験炉が停止状態にあり、安全研究の推進に大きな障害となっている。本研究は、以上の様な状況に鑑み、過去に照射済みの照射試験片(RI)を最大限に活用する為に、試験片を微小加工した後に管理区域外に取り出し可能なレベルまで試験片を加工し、規制庁の許可を得た後に、BR2で290°C、5.0x1024(n/m2)まで照射済みのFe-0.6Cuモデル合金の電子線照射を室温にて行い、転位ループの型判定を行った。その結果、中性子照射で形成された転位ループの殆どは格子間原子型の転位ループであることが判明した。既存原子炉の高経年化による原子炉圧力容器の照射脆化の解明とそれに基づく材料の寿命評価は、原子炉の廃炉時期を科学的根拠に基づき地域社会に明確に示す上で早急に解決すべき問題である。この研究には材料照射用の原子炉の使用が不可欠であるが、福島原発事故の影響により、現在国内の商業炉はもとより、材料の安全研究に使用される研究炉も同様に停止状態にある。炉の安全性評価には、同様な条件での中性子照射が不可欠である。本研究では、国内外の原子炉で既に照射された圧力容器鋼材をアイソトープ管理区域外まで持ち出し可能なレベルまで微細加工し、管理区域外にて設置された超高圧電子顕微(HVEM)を用いて電子線を照射して、照射済み試料の詳細の観察を実施することにより、照射済み試料の再照射・再利用の可能性について検討した。今年度は、ベルギーBR2炉を用いて過去に、290°C(約1dpa)で照射したFe-0.6%Cuモデル合金を東北大から移送し、九州大学超高圧電子顕微鏡(箱崎地区)にて電子線を室温にて再照射した。これにより、290°C照射により形成されて転位ループのほとんどが格子間原子型であることが明らかにされた。既存原子炉の高経年化による原子炉圧力容器の照射脆化機構の解明とそれに基づく材料の寿命評価は、廃炉の時期を地域社会に科学的な根拠から明確に示す上で早急に解決すべき重要な課題である。しかしながら、現在、安全研究に利用出来る研究用原子炉はすべて停止状態にあり、新たに材料を準備して中性子環境下で照射できる状況にはない。本研究は中性子照射済の鋼材の再利用を目的として、既存中性子照射試料の電子線照射環境下での再照射(カップリング照射という)により、高経年化で問題となる高照射領域での材料特性(特に材料に負荷された応力効果)に関して、照射後実験を行うことにより、電子線によるカップリング照射の有効性と照射試験済試料の再利用の可能性について検討する。超高圧電子顕微鏡(HVEM)の応用は多岐に亘が照射済みの試験片を電信線により再照射する試みは、これまでに例が無かった。本研究は、九州大学箱崎地区にて実施したが、同様な方法が九州大学伊都地区にて平成28年度からスタートする予定であるため。原子炉圧力容器の高経年化に伴う中性子の照射脆化機構の解明には、中性子照射済み試験片内部組織の直接観察が不可欠であるが、現在国内ではすべての研究用原子炉が停止状態であり、中性子照射研究を実施する環境には至っていない。本研究は、これまでに照射したモデル合金等を有効に活用することを目的として、照射済みの試験片を活用しての電信線の追照射並びに照射強度が異なるイオン照射や炉の異なる研究炉などのデータから既存原子炉(PWR、BWR)の条件へ適応することが可能か検討した。中性子照射試料の管理区域外への持ち出しは、原子力規制庁への申請が必要であるため、実験の開始以前に申請を行い許可を得た。その後、学内放射線関連内規の整備などを経て研究を開始した。実際の実験はBR2にてFe-0.6%Cuに対して中性子を5.0x1024(n/m2)にて照射した材料にの通常のTEM観察を実施し、転位ループ、銅クラスター密度を測定した。転位ループには格子間原子型と空孔型の2つがあるが、これをHVEMにて電子線を室温にて照射することにより判定した結果、殆どのループが格子間原子型であることが明らかになった。銅クラスターのサイズが約10nm、その数密度は1.7x1022(1/m3)であることが測定されている。従来研究では、銅クラスターは3次元のアトムプローブを用いた観察が主体であった。本研究では、この試料に対して、さらに収差補正機能を有する電子顕微鏡にてSTEM-EDS法をもちいたクラスター観察を実施した。その結果、これまで不可能であった銅クラスターと転位ループとの同時観察が可能であるとの知見を得た。また、高経年化で問題となる60年運転期間相当照射量である照射量(5.0x1023(n/m2)程度)までの情報に下方修正し、脆化予測式との相関について議論した。

その結果、中性子照射で形成された転位ループの殆どは格子間原子型の転位ループであることが判明した。研究では過去に中性子照射した材料(放射性)を管理区域外まで待ちだし可能レベルまで微細可能し、試料を再利用することが不可欠であるが、ベルギーBR2炉を用いて過去に、290°C(約1dpa)で照射したFe-0.6%Cuモデル合金を東北大から移送し、九州大学超高圧電子顕微鏡(箱崎地区)にて電子線を室温にて再照射することが可能となった。これにより、290°C照射により形成されて転位ループのほとんどが格子間原子型であることが明らかにされた。本研究による微小転位ループの型判定が可能となった。今後高精度の分析装置を利用して微小クラスターの構造解析と脆化との関連について考察する。原子力材料九大箱崎キャンパスは移転の時期を迎えており、当地区におけるHVEMの使用は平成27年度までとなっている。今年度中に電子線の照射を完了し、次年度は研究の総括・取りまとめを計画している。
ポリグルタミンタンパク質の構造解析と凝集阻害薬のハイスループットスクリーニング

ポリグルタミン(PolyQ)病は種々の脊髄小脳変性症、ハンチントン病などを含む一群の難治性神経変性疾患の総称で、異常伸長PolyQ鎖が病的コンフォメーション変移を獲得し、難溶性凝集体の形成あるいは病的な蛋白質間相互作用などにより神経変性を引き起こすと考えられている。我々はこれまでに異常伸長PolyQ鎖選択的に結合するペプチドQBP1がin vitro、培養細胞およびショウジョウバエモデルにおいて異常伸長PolyQ蛋白質の凝集体形成・神経変性を抑制することを明らかにしてきた。本研究では(1)異常伸長PolyQ蛋白質の病的コンフォメーション変移から凝集体形成に至る構造変化を明らかにして細胞毒性を発揮する構造体を特定し、さらにQBP1による凝集阻害の分子機構を解明することを目的とし、円偏光二色性分散計、フーリエ変換赤外分光光度計および電子・原子間力顕微鏡による構造解析を行った。その結果、異常伸長PolyQ蛋白質はβシートへのコンフォメーション変移を経てアミロイド線維様凝集体を形成することを明らかにし、アミロイド線維様凝集体のみならずβシート変移した可溶性中間体も細胞毒性を発揮することを明らかにするした。さらにQBP1は異常伸長PolyQ蛋白質のβシートへのコンフォメーション変移を阻害することで凝集体形成を阻害することを明らかにした。また(2)PolyQ病の発症分子機構に基づいた薬物治療を目指して、QBP1と同様のPolyQ凝集阻害活性を持つ低分子化合物のハイスループットスクリーニングを行なった。既に大規模な低分子化合物ライブラリー(24,000個)のスクリーニングを終了し、新規のPolyQ凝集阻害化合物66種類を見い出した。そのうち12種類の化合物は非常に強力なPolyQ凝集阻害活性を示した。以上の結果から、異常伸長PolyQ蛋白質はβシートへのコンフォメーション変移を経てアミロイド線維様凝集体を形成して細胞毒性を獲得し、QBP1はコンフォメーション変移を阻害することで治療効果を発揮することを明らかにした。また、薬物治療確立を目指して新規のPolyQ凝集阻害化合物を同定しており、これらはPolyQ病治療薬のシード化合物として期待される。ポリグルタミン(PolyQ)病は種々の脊髄小脳変性症、ハンチントン病などを含む一群の難治性神経変性疾患の総称で、異常伸長PolyQ鎖が病的コンフォメーションを獲得し、難溶性凝集体の形成あるいは病的な蛋白質間相互作用などにより神経変性を引き起こすと考えられている。我々はこれまでに異常伸長PolyQ鎖選択的に結合するペプチドQBP1が試験管内、培養細胞において異常伸長PolyQ蛋白質の凝集体形成・細胞死を抑制することを明らかにしてきた。本研究では(1)異常伸長polyQ蛋白質による神経変性に対するQBP1の生体内での抑制効果を明らかにすることを目的として、PolyQ病ショウジョウバエモデルを用いた遺伝学的解析を行った。ショウジョウバエ複眼に異常伸長PolyQ蛋白質と共にQBP1を共発現させると、PolyQ蛋白質の凝集体形成・複眼変性を著明に抑制することを見い出した。また神経系に異常伸長PolyQ蛋白質とQBP1とを共発現させると、異常伸長PolyQ蛋白質による神経変性・寿命短縮の著明な改善を認めた。また(2)QBP1の結合による異常伸長PolyQ蛋白質凝集阻害の分子機構を解明することを目的とし、異常伸長PolyQ鎖の病的コンフォメーション獲得に対する影響を検討した。QBP1結合時の異常伸長PolyQ蛋白質の円偏光二色性分散を測定したところ、二次構造に大きな変化を与えないことから、QBP1は病的コンフォメーション獲得より下流でPolyQ蛋白質凝集形成を阻害していると考えられた。一方、PolyQ蛋白質凝集体のフーリエ変換赤外分光光度測定では溶液状態に比べ、β-sheet含有率の増大を認め、電子顕微鏡観察ではアミロイド様の線維状構造物を見い出したことから、異常伸長PolyQ蛋白質は他のアミロイド性蛋白質と同様に、β-sheetへのコンフォメーション変化→線維状凝集体形成という過程で凝集体を形成すると考られた。以上の結果から、異常伸長PolyQ鎖選択的結合ペプチドQBP1のin vivoでの治療効果を示すと共に、異常伸長PolyQ蛋白質のβ-sheetへのコンフォメーション変化→線維状凝集体形成という過程を阻害することが、ポリグルタミン病の治療標的となると考えられた。

さらにQBP1は異常伸長PolyQ蛋白質のβシートへのコンフォメーション変移を阻害することで凝集体形成を阻害することを明らかにした。また(2)PolyQ病の発症分子機構に基づいた薬物治療を目指して、QBP1と同様のPolyQ凝集阻害活性を持つ低分子化合物のハイスループットスクリーニングを行なった。既に大規模な低分子化合物ライブラリー(24,000個)のスクリーニングを終了し、新規のPolyQ凝集阻害化合物66種類を見い出した。そのうち12種類の化合物は非常に強力なPolyQ凝集阻害活性を示した。以上の結果から、異常伸長PolyQ蛋白質はβシートへのコンフォメーション変移を経てアミロイド線維様凝集体を形成して細胞毒性を獲得し、QBP1はコンフォメーション変移を阻害することで治療効果を発揮することを明らかにした。また、薬物治療確立を目指して新規のPolyQ凝集阻害化合物を同定しており、これらはPolyQ病治療薬のシード化合物として期待される。
事例ベース推論によるプログラム評価のためのアセンブラプログラムの一般化と特殊化

前年度提案した事例ベース構築法の評価,事例ベース構築法の改良,改良後の事例ベース構築法の評価を行った.(1)前年度提案した事例ベース構築法の評価:前年度の検討で,「事例中のプログラムリストは一般化表現でなく,具体的なプログラムリストのままの方がよい」という結論に至り,プログラムリストの一般化表現を事例ベースのインデックスに反映させることとした.この方針に従い,前年度のうちに階層構造のインデックスをもつ事例ベース構築法を提案し,実装した.今年度は,まず,この手法と事例ベースをフラットに構築する方法について,過去の授業で出題した問題とそれに対して学生が提出したCASLプログラム17セットを用いて,事例ベース検索・構築実験を行い,利用可能な事例が検索できた割合(事例ベース活用率)を評価した.その結果,前年度提案した手法は,事例ベース活用率が平均的にはフラットな事例ベースよりも高いが,17セット中3セットについては,フラットな事例ベースの方が高かった.(2)事例ベース構築法の改良:前年度提案した手法がフラットな事例ベースよりも事例ベース活用率が低くなる原因を分析し,改良を施した.主な原因は,その命令の有無に関わらずプログラムの動作に影響しないような命令(冗長命令)の扱い方にあったが,事例インデックスの上位階層での検索条件を緩めることで対処することができた.(3)今年度提案した事例ベース構築法の評価:改良した事例ベース構築法について,過去の授業で収集した17セットのCASLプログラム群と今年度の授業で収集したCASLIIプログラム群14セットを用いて実験を行った.その結果,今年度提案した手法では,フラットな事例ベースに比較して,CASL,CASLIIとも事例ベース活用率が,10%程度向上した.また,全てのセットについて,フラットな事例ベースの活用率を下回ることはなかった.これらのことから,提案した事例ベース構築法が,初等アセンブラプログラミング評価支援において有効であることが,示された.事例に基づくプログラム評価支援に関する検討,事例ベース構築法の提案,提案手法の実装と評価を行った.(1)事例に基づくプログラム評価に関する検討:検討の結果,「事例中のプログラムリストは一般化表現でなく,具体的なプログラムリストのままの方がよい」という結論に至った.プログラムリストを一般化表現とすることで,複数のバリエーションをカバーできるが,一方で,(a)ユーザとしての教員が一般化表現を習得する必要があり,(b)題意などの条件変化に対する事例管理処理が複雑になるためである.これらのうち,(a)はユーザフレンドリな実用的システムを構築するためには,致命的である.そこで,事例中のプログラムリストを一般化表現としない代わりに,事例ベースのインデックスをプログラムリストの一般化に基づいた階層構造とすることで,類似のバリエーションをカバーすることとした.このような方針に基づくと,インデックスの階層を上位に辿ることが一般化であり,下位に辿ることが特殊化であると捉えられる.(2)事例ベース構築法の提案:以上の検討結果に基づき,プログラムの一般化に基づく階層構造のインデックスの構築方法を考案した.提案した手法では,インデックスは4つの階層から成る.第1階層はインデックスのルートであり,検索の際のスタート地点となる.第2階層は,プログラムリストを可能な限り一般化したノードである.第3階層には,(a)命令の種類,(b)命令の順序,(c)冗長命令の有無の3つの観点に基づいて3種類のノードのグループを形成する.第4階層に典型的な事例を配置する.一般化ルールは,(a)命令の種類に関するもののみを定義し,(b)命令の順序や(c)冗長命令の有無に関する一般化は手続き的に行う.(3)提案手法の実装と評価:提案したインデックス構築法を,CASLを対象とした事例に基づくプログラム評価システムにおいて実装し,授業で使用することでシステムの評価データを収集した.大まかに分析した結果,提案した手法の有効性を確認した.今後,より詳細に評価を行う予定である.前年度提案した事例ベース構築法の評価,事例ベース構築法の改良,改良後の事例ベース構築法の評価を行った.(1)前年度提案した事例ベース構築法の評価:前年度の検討で,「事例中のプログラムリストは一般化表現でなく,具体的なプログラムリストのままの方がよい」という結論に至り,プログラムリストの一般化表現を事例ベースのインデックスに反映させることとした.この方針に従い,前年度のうちに階層構造のインデックスをもつ事例ベース構築法を提案し,実装した.今年度は,まず,この手法と事例ベースをフラットに構築する方法について,過去の授業で出題した問題とそれに対して学生が提出したCASLプログラム17セットを用いて,事例ベース検索・構築実験を行い,利用可能な事例が検索できた割合(事例ベース活用率)を評価した.その結果,前年度提案した手法は,事例ベース活用率が平均的にはフラットな事例ベースよりも高いが,17セット中3セットについては,フラットな事例ベースの方が高かった.(2)事例ベース構築法の改良:前年度提案した手法がフラットな事例ベースよりも事例ベース活用率が低くなる原因を分析し,改良を施した.主な原因は,その命令の有無に関わらずプログラムの動作に影響しないような命令(冗長命令)の扱い方にあったが,事例インデックスの上位階層での検索条件を緩めることで対処することができた.(3)今年度提案した事例ベース構築法の評価:改良した事例ベース構築法について,過去の授業で収集した17セットのCASLプログラム群と今年度の授業で収集したCASLIIプログラム群14セットを用いて実験を行った.その結果,今年度提案した手法では,フラットな事例ベースに比較して,CASL,CASLIIとも事例ベース活用率が,10%程度向上した.

また,全てのセットについて,フラットな事例ベースの活用率を下回ることはなかった.これらのことから,提案した事例ベース構築法が,初等アセンブラプログラミング評価支援において有効であることが,示された.
プロテオーム解析によるDNA損傷応答システムの破綻により生じる疾患発症因子の同定

DNA損傷応答(DNA damage response, DDR)システムの破綻によって、ヒトでは様々な病態を示す遺伝性疾患を発症することが知られているが、依然として、疾患発症原因が不明なものが多く残されている。昨今の大規模ゲノム解析研究から、健常人のゲノムにも数多くの遺伝子変異が存在することが明らかにされてきた。エクソーム解析を行ったとしても、疾患原因遺伝子変異の絞り込みが困難なため、確定診断に至るのは20-30%程度といわれている。本研究の目的は、ゲノム解析結果とプロテオーム解析データを統合することで、ゲノム解析のみでは候補遺伝子を絞り込むことができなかった、DDRシステムの破綻によって発症した遺伝性疾患の発症因子を特定し、DDRシステムと多様な病態を示す遺伝性疾患との関連性を明らかにすることである。エクソーム解析のみでは候補遺伝子変異の絞り込みには至らなかった、胎児期からの低身長、小頭症、大脳基底核と脳室周囲の石灰化を主徴とした、DDRシステムの破綻によって発症することが知られているゼッケル症候群疑いと診断された患者由来の不死化血球系細胞について、プロテオーム解析を実施した。その結果、核酸代謝関連酵素の蛋白質発現が健常人由来細胞と比較して顕著に低下していることを見出した。さらに、プロテオームデータの詳細な解析から、当該蛋白質が細胞内で相互作用している因子の発現量も低下していることが分かった。エクソーム解析のみでは候補遺伝子変異の絞り込みには至らなかった、DDRシステムの破綻によって発症したことが疑われる症例について、プロテオーム解析により疾患発症の原因となり得る候補因子を絞り込むことができたため。また、当初の想定通り、プロテオーム解析から、疾患発症関連因子の蛋白質発現低下に加えて、細胞内で疾患発症関連因子と複合体を形成することで安定化している蛋白質についても発現量の低下を検出することができたため。エクソーム解析のみでは候補遺伝子変異の絞り込みには至らなかった、DDRシステムの破綻によって発症したことが疑われる症例について、引き続きプロテオーム解析を実施する。DDRシステムの破綻によって発症したことが疑われる症例の追加収集を行う。プロテオーム解析により絞り込みに成功した因子について、蛋白質の発現低下の原因となり得るイントロンならびに転写調節領域の変異を同定するために、全ゲノム解析とRNA-seq解析を実施する。プロテオーム解析により同定された疾患発症関連因子が機能未知の場合は、分子機能解析を実施する。
固形癌に対するアポトーシス誘導療法剤としてのイソプレノイド化合物に関する研究

本研究は、有効な抗癌剤が少ない固形癌細胞に対するゲラニルゲラニオール、ビタミンK2および種々のイソプレノイド化合物のアポトーシス誘導能を調べ、その誘導機構を明らかにすることを目的として行われた。ゲラニルゲラニオールは調べたヒトの固形癌由来細胞株12種の全ての癌細胞に対し増殖阻害作用を示した。IC_<50>値は3090μMであった。これに対し測鎖にゲラニルゲラニル基を有するイソプレノイド化合物であるビタミンK2(メナキノン4)は、調べた固形癌細胞の中で、膵臓癌細胞株2種のうちのMIA PaCa-2、および卵巣癌細胞株TYK-nuにのみ選択的にアポトーシスを誘導した。他のイソプレノイド化合物のアポトーシス誘導能はゲラニルゲラニオールやビタミンK2に比べて低かった。ゲラニルゲラニオールおよびビタミンK2によるアポトーシス誘導機構をヒト卵巣癌TYK-nu細胞およびヒト白血病U937細胞を用いて調べた。ゲラニルゲラニオールによるアポトーシス誘導におけるシグナル伝達では、JNKおよびCaspase-3が活性化され、Caspase-3はJNKの上流に位置することが示唆された。これに対し、ビタミンK2処理ではJNK等のMAPキナーゼの活性化は起こらず、抗アポトーシス作用のあるBcl-2の減少が認められた。また、タンパク合成阻害剤や核酸合成阻害剤によりアポトーシスが阻害されたことより、ビタミンK2によるアポトーシス誘導には新たなタンパク合成が必要であることが示された。以上の結果より、ビタミンK2の作用機構は、ゲラニルゲラニオールや癌化学療法剤によるアポトーシス誘導機構とは異なると結論した。イソプレノイド化合物であるビタミンK2(メナキノン4)およびその側鎖のゲラニルゲラニル基を有するゲラニルゲラニオールが、ヒトの固形癌由来細胞株12種の細胞増殖に与える影響を調べた。ビタミンK2は、胃癌細胞株5種、大腸癌細胞株3種、肝癌細胞株1種の増殖には影響を与えなかったが、膵臓癌細胞株2種のうちのMIA PaCa-2、および卵巣癌細胞株TYK-nuの増殖を濃度依存的に阻害した。TYK-nu細胞に対するIC_<50>は142.0±1.4μMであった。ビタミンK2処理により、MIA PaCa-2およびTYK-nu細胞の核のクロマチンの凝集が観察されるので、アポトーシスが誘導されていると考えられる。一方、ゲラニルゲラニオールは調べた全ての固形癌細胞に対し増殖阻害作用を示し、IC_<50>値は30-90μMであった。正常の膵臓細胞に対しては、ビタミンK2およびゲラニルゲラニオール共に増殖阻害作用を示さなかった。ヒト白血病U937細胞を用いてゲラニルゲラニオールのアポトーシス誘導機構を調べた結果、MAPキナーゼの一種であるJNK(Jun N-terminal kinase)が経時的に活性化された。一方、多くのアポトーシス誘導剤で活性化されるCaspase-3もゲラニルゲラニオール処理により活性化された。Caspase-3の阻害剤であるZ-AspやZ-DEVDを共存させると、ゲラニルゲラニオールによるCaspase-3およびJNKの活性化が阻害されたので、ゲラニルゲラニオールによるアポトーシス誘導のシグナル伝達においてCaspase-3はJNKの上流に位置すると結論された。

これに対し測鎖にゲラニルゲラニル基を有するイソプレノイド化合物であるビタミンK2(メナキノン4)は、調べた固形癌細胞の中で、膵臓癌細胞株2種のうちのMIA PaCa-2、および卵巣癌細胞株TYK-nuにのみ選択的にアポトーシスを誘導した。他のイソプレノイド化合物のアポトーシス誘導能はゲラニルゲラニオールやビタミンK2に比べて低かった。ゲラニルゲラニオールおよびビタミンK2によるアポトーシス誘導機構をヒト卵巣癌TYK-nu細胞およびヒト白血病U937細胞を用いて調べた。ゲラニルゲラニオールによるアポトーシス誘導におけるシグナル伝達では、JNKおよびCaspase-3が活性化され、Caspase-3はJNKの上流に位置することが示唆された。これに対し、ビタミンK2処理ではJNK等のMAPキナーゼの活性化は起こらず、抗アポトーシス作用のあるBcl-2の減少が認められた。また、タンパク合成阻害剤や核酸合成阻害剤によりアポトーシスが阻害されたことより、ビタミンK2によるアポトーシス誘導には新たなタンパク合成が必要であることが示された。以上の結果より、ビタミンK2の作用機構は、ゲラニルゲラニオールや癌化学療法剤によるアポトーシス誘導機構とは異なると結論した。
Conley指数によるカオス的力学系の研究

本研究の目的は,本来的に勾配的力学系の構造を知るために定式化されたConley指数の理論をより広い対象に適用するべく発展させ,特にカオス的力学系という回帰的で複雑な振る舞いをする力学系の研究に用いて,その位相的構造を記述する方法論を開発することを目指すことにあった.成果は,大きく分けて次の3つである:1.特異摂動的ベクトル場に対するConley indexの理論の構築,および,そのカオス的力学系の解析への応用:特異摂動的ベクトル場のslow manifoldの次元が1の場合に,特異摂動的ベクトル場の典型的な構造をtube-box-cap collectionと呼ばれる形に分解し,個々の部分的な構造の解析から系全体についてのConley指数の情報を得ることにより,特徴的な解の性質,特に周期軌道やconnecting orbitについての結論を得られる理論を構築した.また,この結果を適用し,ある種の浅い水の流れに関する不規則な振動現象を記述するモデル方程式に適用し,その振舞いがある意味でカオス的であることを数学的に証明した.2.transition matrixの理論の多重パラメータ族への拡張:transition matrixの概念を再考し,それをMorse分解によって与えられるホモロジーConley指数のなす鎖複体の上の鎖写像として理解するという形の新しい公理的な定式化を得た.さらにこの公理的な定式化を用いて,力学系の2-パラメータ以上の族に対しても自然にtransition matrixの概念を拡張した.3.その他の関連する結果:位相的な観点からの力学系の研究として,力学系の位相的エントロピーと呼ばれる力学系の複雑さの尺度となり得る位相不変量についての研究を行なった.また,カオス的アトラクタの存在を計算機支援の形で厳密に,言い換えれば有限操作で検証するための研究を遂行中である.本研究の目的は,本来的に勾配的力学系の構造を知るために定式化されたConley指数の理論をより広い対象に適用するべく発展させ,特にカオス的力学系という回帰的で複雑な振る舞いをする力学系の研究に用いて,その位相的構造を記述する方法論を開発することを目指すことにあった.成果は,大きく分けて次の3つである:1.特異摂動的ベクトル場に対するConley indexの理論の構築,および,そのカオス的力学系の解析への応用:特異摂動的ベクトル場のslow manifoldの次元が1の場合に,特異摂動的ベクトル場の典型的な構造をtube-box-cap collectionと呼ばれる形に分解し,個々の部分的な構造の解析から系全体についてのConley指数の情報を得ることにより,特徴的な解の性質,特に周期軌道やconnecting orbitについての結論を得られる理論を構築した.また,この結果を適用し,ある種の浅い水の流れに関する不規則な振動現象を記述するモデル方程式に適用し,その振舞いがある意味でカオス的であることを数学的に証明した.2.transition matrixの理論の多重パラメータ族への拡張:transition matrixの概念を再考し,それをMorse分解によって与えられるホモロジーConley指数のなす鎖複体の上の鎖写像として理解するという形の新しい公理的な定式化を得た.さらにこの公理的な定式化を用いて,力学系の2-パラメータ以上の族に対しても自然にtransition matrixの概念を拡張した.3.その他の関連する結果:位相的な観点からの力学系の研究として,力学系の位相的エントロピーと呼ばれる力学系の複雑さの尺度となり得る位相不変量についての研究を行なった.また,カオス的アトラクタの存在を計算機支援の形で厳密に,言い換えれば有限操作で検証するための研究を遂行中である.(1)特異摂動的力学系の大域的構造の研究Conley indexの理論をslow-fast systemsと呼ばれるある種の特異接種的ベクトル場に対して構築することを目指し,まずその第一歩としてslow manifoldがnormally hyperbolicで1次元である場合について扱った.具体的には,そのような力学系における周期軌道やconnecting orbitの存在を示す位相的・代数的な条件を見い出した.また,元来,不変集合であるMorsecomponent間のconnecting orbitの有無を表すConley indexの理論のtoolの一つであるtrasition matrixは、slow mamifold上のflowの向きが各slow manifoldで同じである場合に扱われているがそれをそれぞれ異なる場合に扱うことが出来るように拡張した.また,K.Mischaikow教授が来日した際に,slow manifoldが高次元の場合への拡張について話し合い,ある程度のめどがたった.更に,具体的な力学系を扱うために実験データから記号力学系,更にConley indexを計算するためのc言語で書かれたプログラムを開発し,test caseでは満足できる結果を得た.(2)力学系の位相的エントロピー区分線型で対称なbimodal mapの2パラメータ族の位相的エントロピーのパラメータに関する単調性の問題について研究し,パラメータ空間の大部分の領域における単調性と,パラメータ全域における等エントロピー曲線の連結性を証明した.(投稿中)本年度はConley indexを用い,ホモクリニック軌道やそれと類似のヘテロクリニック軌道と呼ばれる大域的な軌道をとらえることにより力学系(主にベクトル場)の大域的構造について研究した.特に特異極限系や,より退化した分岐を扱えられるようにConley indexの枠組みを見直し,一般化し,いくつかの問題に適用した.論文[1],[2]は特異摂動的ベクトル場に対してConley indexの理論を拡張しようとする試みである.輪文[1]ではConley indexの理論においてヘテロクリニック軌道の分岐を調べる際に重要な役割を果たすtransition matrixを特異摂動的ベクトル場のConleyindex理論を構築するために有用な形に改良した.また論文[2],口頭発表