hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高温高圧下におけ造岩鉱物中のインコンパティブル元素の挙動

日本の代表的な第三紀末-第四紀火山岩類3000個について蛍光X線分析装置により主成分をはじめとし、代表的なインコンパティブル元素、Br、Sr、Y、Nb、Zrなどを含む14種類の微量成分を定量した。同時に上部マントル及び下部地殻由来捕獲岩類とそれらの代表的な造岩鉱物についても分析を行った。さらに重要なものについては光量子放射化分析と質量分析法により微量成分の精密定量とSrアイソト-プ比測定を行った。その結果、幾つかの極めて重要な知見が明らかにされた。1.東北日本弧と伊豆・マリアナ弧の火山岩類は岩石/上部マントルかんらん岩規格化パタ-ンを見ると、火山フロントから背弧側まで典型的な島弧型パタ-ンを描くが、西南日本弧では火山フロント側のカルク・アルカリ系列は島弧型を描くが、狭義のアルカリ玄武岩系列は山陰、隠岐、北九州、壱岐、済州へと島弧型から大陸型へと変化する。一方、ベイサナイト-ネフェリナイト系列は火山フロント側にありながら、大陸型を示しプレ-トの沈み込みの影響を受けていない。2.上部マントル構成レルゾライトとそれらの主成分鉱物、かんらん石、透輝石、エンスタタイト、スピネルあるいはざくろ石のインコンパティブル元素含有量の多くは分析の検出限界以下であり、極めて微量であって、玄武岩マグマへのそれら元素の供給源にはなり得ない。3.日本の下部地殻由来捕獲岩とそれらの主要構成鉱物の規格化パタ-ンと安定同位体比はカルクアルカリ系列火山岩のものと一致し、後者の集積岩であり、また一の目潟のものは先カンブリア紀の年代を示す。高効率・高分解能のGe検出器をもちいて,光量子放射化法により岩石鉱物中に微量に含まれているBaやSr,Rb,Y,Zr,Nb,Ni,Crを精度よく定量分析するため,予備的な実験を繰返し,この方法では分析できなかった100PPM以下のBaやNi,Cr,Yを正確に定量分析できるように改良した.これにより,放射化に要する時間と試料の量,不感時間と分解能の関係を明らかにすることに成功し,光量子放射化分析法の大幅な改善と進歩が期待できる.この方法を利用して,島根県隠岐島・島後に産出する約80個の火山岩とそれに含まれる造岩鉱物,更に40個程の上部マントル及び下部地殻に由来する捕獲岩とその構成鉱物について,前述の微量元素の分析を行なった.また,九州の由布鶴見岳の火山岩に含まれている地殻内部の捕獲岩についても,同様の分析を行なった.その結果,かんらん石と輝石,グーネット間のNiやCf,Yの分配の組成依存性と,定性的ではあるが圧力依存性を見積ることに成功した.輝石と角閃石,斜長石間のBa,Sr,Rb,Y,Zrの分配の組成依存性も明らかにし,定性的ではあるが温度依存性も見積ることができた.また同様の分配を鉱物とマグマ間についても求め,マントル内でBaやSr,Rbのソースとなる主要造岩鉱物は存在し得ないことを明らかにした.この結果,火山岩中のこれら微量元素の変化に対応して, BaやSr,Rbはマントル内で移動し,マグマを発生する場所に常に集まってきていることが確実となった.また今回は,島弧の火山岩に特に乏しいNbについて,マントル内でのソースとなり得る鉱物を明らかにするため,天然の試料の分配からスピネル鉱物に注目して集中的に分析を行なった.しかし,マントル中のスピネルや,クロムスピネル,クロマイト,マグネタイトにはNbはほとんど含まれず, Nbのソースとなるマントル鉱物は存在し得ないことが明らかになった. Nbの挙動に関しては次年度以後更に研究する必要がある.日本の代表的な第三紀末-第四紀火山岩類3000個について蛍光X線分析装置により主成分をはじめとし、代表的なインコンパティブル元素、Br、Sr、Y、Nb、Zrなどを含む14種類の微量成分を定量した。

本年度は天然の火山岩や捕獲岩の試料を多数分析し、地球内部でのSrやRb、Ba、Zr、Nb、Ceなどのインコンパティブル元素の移動や、マントルメダゾマティズムの研究を行った。具体的には、作年度実測したり、推定したりして求めた高温高圧下における造岩鉱物と珪酸塩溶融体との間のSrやRb、Ba、Zr、Nb、Ceの分配をもちいて、天然の試料の分析結果から、マントル内の元素の移動がマグマによるものなのか、または、フルイドによるものなのかを検討した。さらにきわめてインコンパティビリティーの高い元素の、高温高圧下でのみリザーバーとなり得る鉱物を求める努力した。火山岩の岩石試料及び地球内部に由来する捕獲岩125個を東北地方-北海道さらには日本海海底の火山より収集し、これらの試料について主要元素、微量元素、Sr同位体組成を分析した。その結果明らかにすることができたとのうち、特別に重要なものだけを以下に列挙する。1.SrとRb、Ba、Zr、Nb、Ceはマントル内の高温高圧の条件下ではすべてほぼ同じようにインコンパティブルであるが、これらの元素はいつでも同時に動くわけではない。2.SrとRb、Baの3元素は時としてまったく別々に動いている。またZrとNbも別々に動いている。3.マントル内でのこのような元素の動きはマグマによって動くとすると説明できない。4.インコンパティブル元素がフルイドによってマントル内を動くとすると、1-2の現象はすべて説明できる。5.インコンパディブルは元素のマントル内での最も効果的リザーバーは透輝石であるが、Rbは雲母にSrとBaは斜長石に対してコンパティブルとなる。またNbはスピネルに対してインコンパティブルである。上部マントルと下部地殻の高温・高圧下において生成した超苦鉄質・苦鉄質岩類とそれらの代表的な造岩鉱物の主成分・微量成分を定量し、一の目潟苦鉄質岩類の同位体年代測定を試みた。その結果幾つかの新知見を得たのでそれらについて記載する。1.大陸、海洋および島弧の上部マントル由来かんらん岩類とそれらの主成分鉱物、かんらん石、透輝石、エンスタタイト、スピネルあるいはざくろ石のインコンパティブル元素含有量の多くは極めて微量であって玄武岩マグマへのそれら元素の供給源にはなり得ない。かんらん岩の部分融解時により深部からフルイドとして供給されたものと考えられる。2.交代作用によりインコンパティブル元素の添加を受けたかんらん岩の主成分鉱物のそれらの元素量を測定してみると、かんらん石、エンスタタイトやざくろ石はそれらを含まず、透輝石や新たに生成した金雲母やカリ・リヒテライトに分配されている。3.海洋プレ-トが大陸プレ-ト下に沈み込むとき、Srは浅いところでは斜長石、深くなると角閃石に、またBrは黒雲母に分配されるとされているが、一の目潟下部地殻由来の苦鉄質岩を調べると、確かにSrは斜長石に最も多いが、角閃石にもSrとBaはほぼ同量含有され、黒雲母を特に考慮する必要はない。なおこの岩石の全岩Rb-Sr年代は10億年前と予想以上に古い。さらにSm-Nd年代測定を行う必要がある。
ヒト多能性幹細胞から6層構造を持つ成熟した大脳新皮質の分化誘導

複雑な構造を持つ大脳新皮質は6層からなる層構造を持ち、運動・知覚・思考などの中枢として機能する一方で、その障害は様々な神経疾患の原因となるため、再生医療などの臨床応用も期待される神経領域の一つである。研究代表者はこれまで、3次元でのマウス・ヒト多能性幹細胞からの大脳新皮質への分化誘導条件を明らかにしてきた。しかしながら、これまでの報告では主に発生期の初期に相当する組織の誘導を行っており、生体で見られるような6層構造を持つ成熟した大脳新皮質組織の誘導は達成されていない。本年度は、パターニング因子の添加条件やガス透過性の改善などの培養条件を調整し、長期での安定した3次元培養を確立することで、ヒト多能性幹細胞(胚性幹細胞(ES細胞)、及びiPS細胞)より、3次元構造で6層構造を有する成熟した大脳新皮質組織の誘導条件の確立を行った。具体的には、神経分化誘導法として確立されているSFEBq法を用いて、ヒトES及びiPS細胞から3次元での大脳皮質組織の誘導を行い(Kadoshima, Sakaguchi et al. PNAS. 2013)、安定的に神経上皮が形成される条件、長期培養を可能とする条件の検討を行い、血清非存在下の培養、40%酸素化の培養、ROCK inhibitorの高濃度での添加の3つの条件が、上皮構造が安定した長期培養を可能とするために必要であることを見出した。この、改変した分化誘導法によって、1層および4-6層を有する大脳新皮質組織の分化誘導に成功した。第4層を持つヒト多能性幹細胞由来の大脳新皮質組織の分化誘導は前例がなく、大脳の入力部の分化誘導に成功したという意義を持つものである。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
精神分析の歴史的展開と今日的意義を啓蒙思想の座標軸上で捉え直す試み

啓蒙の時代を代表するカントとサドを西洋倫理思想の歴史的展開のなかに位置づけるジャック・ラカンの観点に依拠し、プラトン、アリストテレスから、エピクロス派、ストア派を経由し、18世紀のリベルタン思想にまで流れ込むヘドニズムの伝統と、カントとサドによってもたらされたその転覆の意義とが明るみに出された。平成19年度には、二度にわたるフランスへの渡航により、現地の図書館などに赴く以外には現在では入手困難な文献や資料を集中的に集めることができた。そのうち特に、1/1960年代に存在したL'inconscient誌に掲載された一連の重要な論文(精神分析とユダヤ思想、精神分析の宗教論などに関係するもの)、および2/2000年以降のフランス精神分析の方向性を示す資料(今日のラカン派精神分析が「現代の啓蒙」と呼ぶ一連の議論や活動の記録)は、少なくともこれだけまとまった形では、我が国では報告者のもとにしか存在しないだろう。これらの資料のデータ化、およびそれらの読解は、平成19年度中からすでに進められている。他方、報告者が平成19年度に取り組んだ本研究のサブ・テーマのうち、「精神分析と啓蒙思想をつなぐ系譜」についての研究、および、「フロイトの「死の欲動」概念の現代的受容」にかかわる研究の成果の一部は、1/本年(平成20年)4月に雑誌『思想』に掲載された論文「フロイトとサド」として、また、2/平成19年11月に京都大学人文科学研究所共同研究班「啓蒙の運命-系譜学の試み」における発表「ラカンの「カントとサド」をめぐる三つの思想史」として、公表された。これらの成果、とりわけ前者の論文には、従来の日本の精神分析研究とは一線を画する独創的なテーゼが含まれており、報告者の今後の研究に向けての、さらには我が国の精神分析研究の未来に向けての、重要な一歩としての意義をもっと考えられる。平成20年度には、フランスへ二度、アメリカ合衆国へ一度渡航し、研究遂行上必要な資料の幅広い収集を行った。フランスからは、主に、2004年以降のフランス精神分析の動向にかんする資料(とりわけ、精神療法家の資格認定をめぐる政治的言論にたいするラカン派精神分析諸組織の対応、および、この政治的言論の背景にある認知行動療法とラカン派精神分析の対決、という二つの軸に沿った文献)を多数持ち帰った。これらは、フランスにおける、さらには、ヨーロッパや南米諸国におけるラカン派精神分析の現状を伝える重要な資料であるが、これらの資料を扱うことができるのは我が国では報告者のみであると自負している。他方、アメリカ合衆国では、ワシントンD.C.の議会図書館を訪れ、フロイトのいくつかのテクストの草稿や、1950年代のパリ精神分析協会の分裂にかんする貴重な資料を入手することができた。我が国では、フロイトの草稿がすべて同図書館に収められていることすら知られていないばかりか、ラカンをラカンとして誕生させることになるパリ精神分析協会の分裂劇をいわば外側(国際精神分析協会事務局)から捉えた資料にじかに当たった専門家はこれまでのところ皆無である。これらの資料は、したがって、我が国では報告者のもとにしか存在しない。さて、以上の資料をもとにして、報告者は本研究の六つのサブ・テーマのうち、「フロイトによる宗教批判、およびラカンの宗教論」ならびに「今日の精神分析運動を現代の啓蒙とみなす精神分析家の言論」という二つのものについて、思想史的・歴史的検討を加える作業に取り組んだ。これらの取り組みの成果は、それぞれ、近く論文という形でまとめられるだろう。他方、昨年度から引き続き取り組んできた「ベンサム、カントおよびサドを介してフロイトと啓蒙思想をつなぐ試み」というサブ・テーマについては、目下、成果をまとめるための論文を執筆中であり(今夏に出版の予定)、また「フロイトの「死の欲動」概念の現代的受容を問う試み」というサブ・テーマについては、成果の一部をすでに長編の論文として岩波書店『思想』誌上に発表した。本研究は交付申請書に記載された6つのサブテーマからなる。平成21年度は、まず、前年度まで中心的に進められてきたサブテーマである「啓蒙思想と精神分析をつなぐ特権的な思想史的系譜」、すなわちヘドニズム(快楽主義)の弁証法的反転によって特徴づけられる系譜(その代表はカントとサドである)についての研究の成果を、一本の論文にまとめた。この論文は、啓蒙思想の展開を総覧する論集において、平成22年中に公表される見込みである。他方、平成21年度の本来のテーマである「現代ラカン派精神分析の動向とその思想史的背景」についての調査は、9月のフランスへの渡航時に収集したものを含む一連の資料によって深められた。現代ラカン派は、ラカンの生前から続く絶え間ない分裂の過程もさることながら、精神分析をとりまく現代的状況、とりわけ、2000年代に入ってからの、米国流の認知行動療法を唱道する精神療法家と、そうした実践を支持する厚生省の一部からの攻撃という局面のなかで、著しく変貌してきた。その変貌のプロセスについては、本研究の調査によって概ね把握することができた。今後はその成果をまとめ、フランス精神分析の通史を概観する作業とともに、一冊の著書もしくは複数の論文のなかで公表してゆくきたい。

また、平成21年度にはさらに、「フロイトの社会理論、文化理論に含まれる啓蒙主義的成分」を抽出するという観点からも研究が進められたが、そこにおいて報告者は本研究のひとつの盲点に突き当たった。それは、精神分析と並んで、啓蒙思想からのそれへの影響を測定すべき社会主義思想と精神分析との関係という問題である。この問題は、それ自体がひとつのプロジェクトに値するテーマであり、今後の課題としたい。
可変粘弾性機構を用いた装着型力覚提示デバイスの開発と知能化空間への応用

本研究では、高出力空気圧ゴム人工筋肉とMR流体(Magneto-rheological fluid)で構成された可変粘弾性機構を用いることで、腕部に対してモバイル可能でありながら高機能・高出力な力覚を提示できる全く新しい「装着型力覚提示デバイス」を開発する。さらに、本デバイスを知能化空間内において装着することで、広範囲にわたる移動可能な仮想物体の力覚情報を空間上に提示したり、空間内にいる複数の装着者が運ぶ・投げるなど相互的に疑似空間の力覚情報を共有できるようなシステムを構築する.特に2017年度は、前年度に開発した4自由度(肩部3自由度、肘部1自由度)力覚提示装置の課題であった、軽量化と腰部への支持機構を開発し、知能化空間内を自由に移動できるようなデバイスとして改良を行った。さらに、ヘッドマントディスプレイにて表示可能な3次元VRシステムを構築し、KINECTによる身体動作状態の検出とd-Spaceによる制御システムの導入によって、3次元空間における視覚と力覚を提示が可能となった。特にMR流体によるブレーキデバイスの軽量化と薄型化を図り、圧縮バネによる自重補償機構を肩部に適用することで、肘周りの重量の軽減と慣性モーメントの低減を図った。本装置は5人の被験者よりアンケートを実施した結果、視効果のみの提示よりもリアリティがあるとの評価が多く、本システムは非常に有用であるとの結果を得た。しかし重量の負担はまだまだ大きく、今後さらなる軽量化を図るために空気圧人工筋肉の代わりにトーションバネ等を用いて、MR流体による制御システムを導入することで疑似的な可変粘弾性を作り出し、システム簡便化を図る等の対処が必要であると考えている。4自由度の力覚提示装置の知能化空間への適用は可能となったが、重量がやや重いため、力覚提示による満足感よりも装置の重さによる疲労感が上回ってしまっているのが現状である。さらに十分な力覚提示効果を得るためには、装置のさらなる重量の軽減化を目指す必要がある。またヘッドマントディスプレイのVR効果も十分ではなく、さらなるVRシステムの構築も目指す必要がある。上述の課題を受けて以下の方策を挙げる。まず、重量の軽量化については、空気圧人工筋肉の代わりにトーションバネ等を用いてMR流体デバイスにより制御することで可変粘弾性感覚を作り上げ、アクチュエーションによる要素を削減することで、軽量化が可能であると考えている。さらに空気圧による供給が必要なくなることで、さらに空間上の移動に関する自由度もあがるものと考えている。また現在片手のみの提示にとどまっているが、軽量化により両手に力の提示を試みることでよりリアリティのある提示が期待できる。さらにヘッドマントディスプレイのVR構築についても効果のある仕組みを作っていく必要があると考える。研究の概要:申請者らが開発した高出力空気圧ゴム人工筋肉と磁気粘性流体デバイスで構成された可変粘弾性機構を用いることで、モバイル機能を有しながら高機能・高出力な力覚を提示できる全く新しい「装着型力覚提示デバイス」を開発する。さらに、センサが多数配置された知能化空間で本デバイスを装着することで、広範囲にわたる移動可能な仮想物体の力覚情報を実3次元空間に提示する。また、複数の装着者どうしでその仮想物体を運ぶ・投げるなど、相互的に力覚情報を共有できるような疑似空間システムを構築する。本年度は、人工筋肉と機能性流体デバイスを用いた卓上型1自由度力覚提示デバイスの開発と制御方法の確立と3自由度装着型力覚提示デバイスへの拡張の可能性について検討した。その結果、卓上型の1自由度デバイスに関しては様々な力の提示が可能となり、モバイル化の基礎検討を達成した。3自由度化については、1自由度のモバイルデバイスを開発しその力覚提示に成功し、次年度の研究に向けて十分な実績を得られた。申請者らが開発した高出力空気圧ゴム人工筋肉と磁気粘性流体デバイスで構成された可変粘弾性機構を用いることで、モバイル機能を有しながら高機能・高出力な力覚を提示できる全く新しい「装着型力覚提示デバイス」を開発する。現在、人工筋肉とMR流体ブレーキを用いたひじ関節のウェアラブル型力覚提示装置は完成し、これを軽量化することで操作性の高いシステムを構築することに成功した。本機構は、人工筋肉が配置されることにより、可変剛性の提示範囲の拡大・高応答化や質量感覚/瞬発力の提示が可能となる。特に質量感覚の提示は可変剛性によって生じたポテンシャルエネルギをMRクラッチによって徐々に解放しながら適切な加速度を制御することにより実現可能である。さらに、プロジェクタを投影した疑似的な拡張現実空間を構築し身体計測装置によって人間の空間内の位置を測定することで弾性体や物体移動、粘性物体の仮想的な提示を行い、その主観的評価を行った。その結果本力覚提示装置およびそのシステムは拡張現実空間内において単なる視覚による効果以上に十分な現実感を得ることに成功した。現在は2次元平面であるが、今後は3次元空間に拡張していく。装置の改良だけにとどまらず、プロジェクタ投影による拡張現実空間を構築することにより、比較的簡易に本提案の効果を検討することができ、さらに主観評価等において十分な結果が得られたため、おおむね順調に進展していると考える。

空気圧ゴム人工筋肉と機能性流体で構成された可変粘弾性機構を用いることで、腕部に対して軽量でありながら機構的に高機能・高出力な力覚を提示できる全く新しい「装着型力覚提示デバイス」を開発する。特に2016年度は、多自由度力覚提示装置の開発と知能化空間におけるARシステムの構築を行った。まず多自由度力覚提示装置については、当初「3自由度」の装着型力覚提示装置を開発する計画であったが、3次元空間上において、装着型で本機構を実現する場合には肩部3自由度、肘部1自由度の「4自由度」であるほうが、より拡張性が高く自然な力フィードバックが可能であるとの結論を得て、右腕のみの4自由度の装着型力覚提示装置を開発した。各関節にはMR流体デバイスと人工筋肉による可変粘弾性システムを搭載し、腕部にかかる重力トルクを保証するために肩部関節には自重補償装置を内蔵している。現在装置の軽量化と各関節にトルクを提示するための制御システムの構築を行っている。次に知能化空間におけるARシステムの構築は、3次元空間での構築の前段階として、KINECTとプロジェクタを用いた2次元空間でのARシステムを構築した。前年度までに作成した1自由度装着型力学提示装置を用いて効果を検証した。本装置は視覚と力覚の提示により人間の挙動と一致した力覚提示が可能となる。5人の被験者よりアンケートを実施した結果、視覚効果のみの提示よりもリアリティがあるとの評価が多く、本システムは非常に有用であるとの結果を得た。多自由度力覚提示装置については、当初の計画から自由度を一つ増やした。この自由度の増加は機構面での実現が難しく、進捗が遅れ、本力覚提示装置の制御システムの構築まで至らなかった。しかしながら本システムの構築はそれほど多くの時間を割く必要ななく、次年度の進展に対して大きな影響は受けないものと考えている。その他の面では、おおむね順調に研究が進展しているといえる。本研究では、高出力空気圧ゴム人工筋肉とMR流体(Magneto-rheological fluid)で構成された可変粘弾性機構を用いることで、腕部に対してモバイル可能でありながら高機能・高出力な力覚を提示できる全く新しい「装着型力覚提示デバイス」を開発する。さらに、本デバイスを知能化空間内において装着することで、広範囲にわたる移動可能な仮想物体の力覚情報を空間上に提示したり、空間内にいる複数の装着者が運ぶ・投げるなど相互的に疑似空間の力覚情報を共有できるようなシステムを構築する.特に2017年度は、前年度に開発した4自由度(肩部3自由度、肘部1自由度)力覚提示装置の課題であった、軽量化と腰部への支持機構を開発し、知能化空間内を自由に移動できるようなデバイスとして改良を行った。さらに、ヘッドマントディスプレイにて表示可能な3次元VRシステムを構築し、KINECTによる身体動作状態の検出とd-Spaceによる制御システムの導入によって、3次元空間における視覚と力覚を提示が可能となった。特にMR流体によるブレーキデバイスの軽量化と薄型化を図り、圧縮バネによる自重補償機構を肩部に適用することで、肘周りの重量の軽減と慣性モーメントの低減を図った。
ス-ト粒子群のふく射物性に関する基礎的研究

水素炭素組成比(H/C比)の異なる炭化水素系燃料を燃焼させたときに生成するス-ト粒子群の粒径分布と光学分散モデルパラメ-タを多チャンネル透過率デ-タより,同時に決定し,光学分散モデルパラメ-タに及ぼすH/C比の影響および燃料の種類が粒径分布(代表粒径),体積分率などに及ぼす影響を調べた。その結果,以下のようなことが明らかになった。(1)本研究で提案した手法により,実際に粒径分布,光学分散モデルパラメ-タの推定が可能であることが示された。(2)本手法によって,可視域のデ-タのみからパラメ-タ推定が可能であるが,より広領域の透過率デ-タを用いればより安定に推定が行える。(3)光学分散モデルパラメ-タの中の無次元伝導電子数密度δ_cは,種々のス-ト粒子層のデ-タを解析した結果,ポリウレタン,ポリスチレンを除いて,先に著者が提案した近似式でよく整理できることが明らかになった。(4)プ-ル燃焼火炎の代表粒子径は,検討した7種のス-トいずれも,0.1μm以下であった。
中心電荷２４の正則頂点作用素代数の構成と分類

中心電荷24の正則頂点作用素代数の構成及び分類問題は大きな未解決問題の一つである。1993年に71個の存在が予言され、1996年までにそのうちの39個の存在が示されていた。本研究において、枠付頂点作用素代数の理論と軌道体構成法を用いることで新たに9個の構成に成功した。同時期に他の研究者によって構成された11個と合わせて、合計で59個の存在が確定した。この成果によって、71個の構成に向けて大きく前進をした。また、枠付の仮定の下で、中心電荷24の正則頂点作用素代数が丁度56個存在することを証明し、分類問題の解決に向けた成果をだした。本研究の目的は中心電荷24の正則頂点作用素代数の構成と分類をSchellekensのリー代数に関するリストを基にして行う事である。特に、予想されている71個の構成とそれに限ることの証明を行い、モンスターの位数を割り切る最大の素数が71であることとの関連を見つけようとする研究である。本年度は昨年度に行った枠付正則頂点作用素代数の構成及びリー代数構造の分類をさらに発展させて、頂点作用素代数としての分類を中央研究院(台湾)のLam氏と共同で行った。特に、中心電荷24の枠付正則頂点作用素代数構造がリー代数構造によって、一意的に決まることが証明できた。これは、分類問題を解決するために重要な結果である。また、ある種の枠付頂点作用素代数の符号による構造の一意性についても示しており、枠付頂点作用素代数の研究への応用が期待される。これらの結果は論文「Classification of holomorphic framed vertex operator algebras of central charge 24」にまとめて、現在投稿中である。本研究の目的は中心電荷24の正則頂点作用素代数の構成と分類をSchellekensによるリー代数のリストを基に行う事である。研究期間全体を通じて得られた成果をまとめる。まず、枠付として7個,軌道体構成法によって2個の合計9個の中心電荷24の正則頂点作用素代数を構成した。他の研究者によって同時期に計11個が構成されたことと合わせて、合計で新たに20個が構成された。既知の39個を含めると, 59個の存在が確定し, 71個の構成まで大きく前進をした。さらに、枠付の仮定の下で、中心電荷24の正則頂点作用素代数の分類を行い、丁度56個存在することが証明できた。これは分類問題の解決に向けた最初の一歩となる。これら成果に加えて、格子に付随する頂点作用素代数のイジング元の分類、階数32のBarnes-Wall格子に付随する正則頂点作用素代数の自己同型群の決定などの成果を出すことができ、特に頂点作用素代数の自己同型に関する理解が深まった。本研究の目的は中心電荷24の正則頂点作用素代数の構成と分類をSchellekensのリストを参考に行う事である。今年度は枠付き頂点作用素代数として中心電荷24の正則頂点作用素代数の構成を行った。特にC.H. Lam氏との共同研究によって、7個の新しい正則頂点作用素代数が構成された。C.H. Lam氏の別の論文の結果と合わせることで、17個の新しい正則頂点作用素代数が枠付きとして構成された。この構成問題は1996年に格子に付随する物として合計で39個構成された以降、全く研究の進展がなかった。したがって、今年度の研究成果は15年以上の間、全く成果がなかった構成問題の解決に向けて大きく進展した。実際に、本研究を受けて、国内外の研究者によって、新たな正則頂点作用素代数の構成が盛んに研究されている。これら研究成果は論文「Quadratic spaces and holomorphic framed vertex operator algebras of central charge 24」にまとめられ、数学専門誌「Proceedings of London Mathematical Society」に掲載されている。また、枠付き頂点作用素代数の研究の中で、枠付きの定義に用いられるイジング元について興味を持った。そして、格子に付随するある種の頂点作用素代数のイジング元の分類問題を解決した。これはLam-佐久間-山内によって2007年に提出された予想を肯定的に解決したことになる。これら成果は論文にまとめ、数学専門誌「Pacific Journal of Mathematics」に掲載予定である。本研究の目標の一つである中心電荷24の枠付正則頂点作用素代数の分類が完成したため、順調に進展している。さらに、研究の遂行中に副産物として、ある正則頂点作用素代数の自己同型群の決定も行う事ができた。目標の一つであった枠付き頂点作用素代数として新しい正則頂点作用素代数の構成を達成した。さらにリー代数レベルで枠付き正則頂点作用素代数の分類が完成した。

来年度は、中心電荷24の枠付でない正則頂点素代数の構成を目指す。その一つの方針として、Z_3軌道体構成法による構成を試みる。枠付き正則頂点作用素代数の同型問題に取り組み、その解決を行う。その上で、残り14個の正則頂点作用素代数の構成を試みる。特に格子の位数3の自己同型に付随する構成法についての研究を行う。当初の予定通り変更なし本年度は計算機を購入して、問題の解決を行う予定であったが、当初の研究手法を発展されることで、計算機を用いずに研究を進めることができた。枠付き頂点作用素代数の同型問題の最終的な解決には,構成問題の解決に大きく貢献をしたC.H.Lam氏との研究地合わせが必須である。当初の予定よりも研究打合せの回数を増やす必要が出たため、海外旅費または招聘費用に充てる。
超分子液晶のナノ構造を活用する高分子分離膜の開発

液晶の自己組織化ナノ構造を活用した規則構造を有する高分子材料は様々な機能性材料となることが期待される。本研究では、ブルー相構造規則構造を形成する液晶高分子および超分子液晶を開発した。新規に開発した重合性ネマチック液晶および超分子ネマチック液晶にキラル剤を添加することにより、ブルー相を発現させた。さらに重合性のブルー相について光重合を行うことにより、安定なブルー相構造を有する高分子膜を作製した。得られたブルー相構造を有する高分子の構造を調べ、キラル剤の濃度の効果を検証した。本研究は、液晶の自己組織化を活用して、高機能性の高分子分離膜を構築することを目的とする。具体的には、超分子液晶の形成することにより、サイズがナノレベルで制御され、相互作用部位から構成されるナノ孔を有する高分子薄膜を作製する。平成26年度は1年目の研究として、膜を貫通するチャネル構造を構築する双連続キュービック相あるいはブルー相を形成する重合性液晶の開発を目指し、新規液晶分子の設計・合成を行なった。双連続キュービック相を形成する液晶分子として、双連続相を発現することが知られている分子の構造に似せた扇型の重合性液晶を設計・合成した。またブルー相の形成を目指し、幅広い温度範囲でネマチック相となるサイドオンタイプのT字型構造の重合性液晶を設計・合成した。これにキラル剤を添加することにより規則的ならせん構造を有するコレステリック相やブルー相の発現を目指した。得られた扇型の分子はいずれも双連続キュービック相を示さなかったが、室温を含む広い温度範囲でカラムナー相を示した。この液晶を重合することにより、液晶の構造を反映したフィルムを作製できた。一方、T字型の分子はネマチック相を示した。分子認識部位およびリンカー部位の構造を調整することにより、安定的な室温ネマチック液晶を作製できた。これにキラル剤を添加することにより、周期数百ナノメートル数マイクロメートルの室温コレステリック液晶を作製した。また光重合することにより、フィルムを作製することに成功した。本研究は、超分子液晶の自己組織化を活用して、高機能性の高分子分離膜を構築することを目的とする。具体的には、超分子液晶が形成する秩序構造を光重合で固定することにより、サイズがナノレベルで制御され、相互作用部位から構成されるナノ孔を有する高分子薄膜を作製する。平成27年度は2年目の研究として、特異なキラルナノ規則構造を形成するブルー相を形成する重合性液晶の開発およびブルー相の構造を有するフィルムの作製に取り組んだ。平成26年度に開発した重合性ネマチック液晶について、分子構造の最適化および側鎖の異なる化合物の混合による液晶性の調製を進めることにより、ネマチック相の安定性を向上させた。さらにキラル剤の添加濃度および冷却過程の精密な温度制御により、重合性液晶にブルー相を発現させることに成功した。架橋剤などを添加した条件で得られた重合性ブルー相を光重合することにより、ブルー相の構造を持つ高分子フィルムを作製した。得られたフィルムについて熱物性を調べたところ、重合前はブルー相を示す温度範囲が1K以下の狭い領域であったのに対し、重合後はブルー相の構造を示す温度範囲が高温側に10K以上、低温側に30K以上、広がっていることが分かった。さらにブルー相の構造について、顕微分光装置および共焦点レーザー顕微鏡を用いて詳細に調べた。ブルー相においてキュービックの格子が形成され、格子サイズがキラル剤の濃度によって変化する様子が観察できた。最終的な到達点を100%としたとき、現状の達成度は液晶分子の設計・合成については約70%、目的とする機能の発現・構造評価については約50%であると考える。当初目的としたブルー相の形成および高分子化を達成した。今後、超分子化、あるいは超分子液晶との今後用により、機能性膜として利用できる自立膜材料の作製を目指す。以上、全体としては概ね計画通りである。本研究は、重合性超分子液晶の自己組織化と重合による固定化により、分離能などを示す高機能性の高分子膜材料を構築することを目的とする。本課題では平成27年度までにキラルネマチック相を形成する新たな重合性液晶の開発と自立フィルムの作製、およびブルー相形成可能な重合性ネマチック液晶の開発と重合によるブルー相構造の安定化に成功していた。ブルー相は、強いらせん誘起力によって形成される特異なキラル液晶相であり、様々な機能が期待されている。最終年度にあたる平成28年度は3年目の研究として、平成27年度に開発したブルー相の形成が可能なネマチック液晶分子を元に、刺激に対する応答性の付与、水素結合部位を有する分子を用いた超分子ネマチック液晶の開発およびそれを用いた重合性ブルー相形成等の課題に取り組んだ。これらの課題の中で、超分子液晶化については水素結合性の超分子ネマチック液晶を開発し、さらに分子構造の最適化および側鎖の異なる化合物の混合による液晶性の調製を進めることにより、幅広い温度範囲でネマチック相を形成する超分子ネマチック相を得ることに成功した。さらにキラル剤の添加濃度および冷却過程の精密な温度制御により、ブルー相特有のプレートレットテクスチャーを発現する超分子液晶の複合体の作製に成功し、液晶の機能性構造をもった高分子膜材料の開発における新たな知見を得た。

本研究では、ブルー相構造規則構造を形成する液晶高分子および超分子液晶を開発した。新規に開発した重合性ネマチック液晶および超分子ネマチック液晶にキラル剤を添加することにより、ブルー相を発現させた。さらに重合性のブルー相について光重合を行うことにより、安定なブルー相構造を有する高分子膜を作製した。得られたブルー相構造を有する高分子の構造を調べ、キラル剤の濃度の効果を検証した。最終的な到達点を100%としたとき、現状の達成度は液晶分子の設計・合成については約40%、目的とする機能の発現・構造評価については約20%であると考える。当初目的としたブルー相、あるいは双連続キュービック相の発現はいまだ達成していないものの、新規重合性コレステリック液晶および重合性カラムナー液晶の開発に成功し、重合性分子の液晶性を制御するための分子設計における重要な指針を得た。また重合により、液晶の規則構造を保ったフィルムの作製にも成功している。コレステリック相はブルー相と異なり異方性があるもののブルー相と同様にキラルナノ孔の形成に活用できる。また、カラムナー相についても、配向制御などによって膜を貫通するチャネルを形成することが期待されることから、ブルー相、双連続キュービック相のフィルムに加え、これらのフィルムも分離・輸送のための材料として活用できることが期待される。以上、全体としては概ね計画通りである。平成28年度はブルー相の構造を有する多孔質フィルムの作製に取り組む。開発した重合性液晶に超分子成分を添加する、あるいは超分子液晶にブルー相を形成させ他後に重合することにより、分子認識部位を持つブルー相のフィルムを作製する高分子材料平成27年度は液晶分子の作る孔構造の制御および重合による膜の作製に取り組む。平成26年度に開発したコレステリック構造有するフィルムおよびカラムナー構造を有するフィルムについて、分子認識部位の制御と液晶の配向制御に取り組む。また、等方的な規則構造であり、貫通孔を自己組織的に形成するブルー相あるいは双連続キュービック相を発現する超分子重合性液晶の開発も、継続して行なう。ブルー相を形成させるため、1液晶分子中へのキラル部位の導入、2キラル剤の種類・量の検討などを行なう。また、双連続キュービック相形成のために、1親水部位と疎水部位の体積バランスの調整、2親水部位の相互作用能の調整、3複合化させる低分子成分の検討などを行なう。また重合性液晶から膜を作製し、膜の評価を実施を目指す。既存の物品の活用など、研究費の効率的な使用により、小額の差額が生じた。当該年度中に研究代表者の所属する研究室において、JST-CRESTプロジェクトが開始し、かつ代表者がCREST研究の連携研究者となり、両プロジェクトで共通して用いる実験道具などの購入が進んだため、経費が削減でき、次年度使用額が生じた。試薬など、実験に用いる消耗品の購入に充てる。さらなる研究促進、分子開発のスピードアップのための精製装置の備品購入などに用いる。
細胞性粘菌に雌雄はあるか？オス特異的遺伝子”ＯＴＯＫＯＧＩ”オーソログの機能解明

細胞性粘菌は雌雄の区別はなく、3つの交配型で有性生殖過程のマクロシスト形成が行われる。本研究は、藻類でオスの性決定に関わる転写因子OTOKOGI (MID)遺伝子のオーソログDdmidの機能解析を行った。Ddmidはすべての交配型に確認され、雌雄性には関与しないことがわかった。DdmidB過剰発現株はホモタリックな接合を行い、マクロシスト様構造を形成したことから、有性生殖での機能が示唆された。しかし、遺伝子破壊株はヘテロタリック接合に欠陥が見られなかった。これらの結果から、細胞性粘菌のMIDの機能は性決定ではなく、有性生殖を促進する遺伝子を制御するように進化した可能性が明らかになった。本研究は、細胞性粘菌のOTOKOGI (MID)遺伝子オーソログDdmidに注目し、それらの機能解析により細胞性粘菌の性を解き明かし、藻類の雌雄異体の同型配偶とは異なる視点で雌雄性成立の進化的問題に挑む。昨年度は、(1)細胞性粘菌のDdmidA、B、Cはすべての型のゲノムに確認され、MIDは雌雄の区別には関与していないこと、(2)DdmidBの過剰発現は不完全なマクロシスト(pseudomacrocyst;PM)を誘導すること、(3)DdmidBの遺伝子破壊はマクロシスト形成を阻害しないこと、を示した。これらの結果は、DdmidBはヘテロタリックな性決定ではなく、ホモタリックな有性生殖への関与を示唆している。これらをふまえて、本年度は(1)まれにホモタリック接合を起こすタイプ2株のDdmidBの遺伝子破壊株(midB KO/V12株)におけるPM形成、(2)唯一のホモタリックな野生株であるAC4株におけるDdmidBの解析、を主にすすめた。(1)について、タイプ2株であるV12株のホモタリック接合を誘導する系を確立した。その結果、midB KO/V12株ではホモタリック接合を問題なく起こすことが明らかになった。(2)について、全長がゲノムPCRで増幅されないこと、増幅される領域は短いこと、がわかった。さらにAC4株のゲノムを用いてPCRやRACE法によりmidB locusを得ることに成功し、全塩基配列を決定した。その結果、AC4株のmidBはタイプ1とくらべて塩基の欠失が3`側で数カ所にわたり顕著であり、“変異型" midBであることがわかった。AC4株において、他のmid(midA, midC)はゲノムPCRで見る限りタイプ1と同じと考えられたので、midBが特異的に変異しており、これがホモタリックな接合に関連している可能性が示された。モデル生物「細胞性粘菌」は藻類とは別の系統樹に位置し、有性生殖においてヘテロタリックあるいはホモタリックな同型配偶を行う。初年度は、細胞性粘菌のDdmidが有性生殖に関わるか、分子遺伝学的解析を行った。藻類では雌雄異体であり、MID遺伝子はオスのゲノムにしかない。細胞性粘菌の交配型タイプ13について、DdmidA、Bはすべての型のゲノムに確認されたことから、MIDは雌雄の区別には関与していないことが示唆された。また、リアルタイムPCR解析の結果、有性生殖におけるDdmidA、Bの発現はタイプ1ではともに半分に低下し、タイプ2では増加(midA;6倍, midB; 2倍)していたので、交配型特有の発現調節が示唆された。過剰発現株の解析により、タイプ1でのDdmidB過剰発現株がホモタリックな接合を行い、不完全なマクロシストを形成することを確認し、pseudomacrocyst (PM)とした。PMは通常のマクロシストと形態は似ているが、細胞壁が不完全であった。DdmidA、B遺伝子破壊は、タイプ2株の遺伝子導入法が確立されていないため困難であったが、さまざまな試行錯誤を経て、それぞれの破壊株を作製することができた。これらに対してヘテロタリックな有性生殖をテストした所、すべて通常のマクロシスト形成が見られたことから、Ddmidはヘテロタリックな性決定には関与しないことが明らかになった。本年度に得られた知見から、DdmidBはホモタリックな有性生殖への関与が示唆されたため、唯一のホモタリックな野生株であるAC4を用いて機能解析をすすめていく。

本研究は、細胞性粘菌のOTOKOGI (MID)遺伝子オーソログDdmidに注目し、それらの機能解析により細胞性粘菌の原始的な性のしくみを明らかにし、藻類の雌雄異体の同型配偶とは異なる視点で雌雄性成立の問題を考えることを目的としてきた。本年度は最終年度であるため、これまでの研究結果を整理し、再現性の確認が必要な結果を中心に再実験を実施し、論文作成に必要なデータの確認と整備を行った。これまでに得られた、(1)DdmidBの過剰発現がホモタリックなマクロシスト形成を引き起こすこと、(2)DdmidBの遺伝子破壊株は、ホモ/ヘテロタリックどちらにおいてもマクロシスト形成を阻害しないこと、(3)唯一のホモタリックな野生株であるAC4株におけるDdmidBは、タイプ13とは異なり、塩基の欠失が3`側で数カ所にわたり顕著な“変異型"であること、が確認された。DdmidBのホモタリック型接合に関与する遺伝子を網羅的に探索するため、高速シークエンサー解析のためのサンプル調製を計画していたが、DdmidB過剰発現株でのマクロシスト形成効率が低く、分析に値するサンプル量を確保するのが難しいことが判明したため、過剰発現ベクターの改変やマクロシスト形成条件の検討が必要であることが明らかになった。また、予算が限られているため多くのサンプルを高速シークエンサーにかけることができないので、可能な数(24)のサンプルを設定するための基礎的なマーカー発現解析が必要である。ホモタリックな有性生殖を行うAC4株の変異型DdmidB遺伝子の過剰発現と遺伝子破壊を試みたが、野生から分離された株であるため、遺伝子操作が確立されている株と比べて形質転換が起きにくく、現在のところ抗生物質での選抜過程でうまく選別できていない。DdmidBがAC4株におけるホモタリック型接合に関与するのかどうかは今後の解析が待たれる。発生細胞生物学本年度は過剰発現や遺伝子破壊などの解析で、Ddmidはホモタリックな系で有性生殖に関与するのではないか、という仮説を立て、唯一ホモタリックな野生型であるAC4株におけるDdmidBの構造を明らかにした。しかし、担当学生の卒業により、他の研究目標であるイメージング解析が計画通り進んでいないので、当初の計画よりやや遅れている達成度と判断した。細胞性粘菌のOTOKOGI遺伝子(Ddmid)の有性生殖への関与について、過剰発現や遺伝子破壊などの分子遺伝学的解析を行い、DdmidBがヘテロタリックな有性生殖過程には必要ないが、タイプ1での過剰発現でホモタリックな有性生殖過程が見られるようになることが明らかになった。本年度の結果より、Ddmidはホモタリックな系で有性生殖に関与するのではないか、という仮説に至ることができたので、当初の計画通りの達成度と判断した。最終年度は前年度までの研究を継続して実施し、実験結果の整理や論文作成を行う予定である。機能解析として、本年度作成したコンストラクトにより、AC4株の変異型DdmidB遺伝子の過剰発現と遺伝子破壊を行い、DdmidBがホモタリック型接合に関与するのかどうか明らかにする。有性生殖過程を核ラベルにより可視化するイメージング解析については、新たに研究室配属となった学部学生を中心にすすめる予定である。また、高速シークエンサー解析のためのサンプル調製も行う予定である。今後は、研究の達成目標および研究計画に沿って、(1)Ddmidはホモタリックな系で有性生殖に関与するのではないか、という仮説の検証、さらに研究目的の一つである(2)有性生殖過程の核ラベルによる可視化について、の研究を遂行する。(1)については、ホモタリック型AC4株のDdmidB
多光子励起レーザー顕微鏡を用いた-分子蛍光in vivoイメージング

一分子蛍光観察法は、単一の分子の動態を実時間で解析し得る画期的な解析法であり、現在、生物物理学におけるin vitroの一分子解析の分野を中心に盛ん用いられているものの、細胞質で機能している分子を観察する際には、自家蛍光が邪魔になって通常の光学顕微鏡法では不可能と考えられ、実際、生きた細胞及び組織内の一分子観察でその機能を探ることは、自家蛍光の無い細胞核内以外では報告がなかった。本研究課題では、生体組織への深部到達性に優れた多光子励起法(2光子顕微鏡)を用いることにより、細胞の表層のみならず正常な組織内部で、一分子蛍光イメージングを用いた細胞機能測定が可能であるかどうか、その可能性を検討することを目的とした。まず、高感度PMTとファイバー接続型のスペクトラムメータを用いて、微弱な蛍光光子を検出し、量子計測と蛍光スペクトラムの取得を実行可能なシステムの作成を行った。次に、2光子励起蛍光強度の超短光パルスレーザー強度の依存性について検討を行ったところ、通常の有機分子系の蛍光分子の場合では1分子当たりの蛍光光子の発生数は十分な励起高強度では原理的には背景光のノイズレベルを超え得た。しかし、1分子イメージングにおいて最もクリティカルであると予想された細胞質中では自家蛍光については2光子励起であっても非常に高いことが判明した。次に量子ドットを用いて一分子蛍光観察の可能性を検討したところで、十分なS/Nを得ることができることが判明した。海外の他研究グループによる類似の研究成果ではデコンボリューションにより単一蛍光分子の解像に成功したいという報告を合わせて検討すると、高輝度蛍光物質や他の方法論を補助的に利用することにより、多光子励起法により一分子蛍光イメージングを用いた細胞機能測定の可能性が示された。
AI支援によるESG情報のテキスト表現評価と裁量的開示行動に関する実証研究

本研究は、企業のESG情報におけるテキストを対象とし、そのテキスト表現を通じた、企業の裁量的な情報開示行動を明らかにする。<目的1>ESG情報のテキスト表現を、専門家によるAI支援(機械学習)を通じた自然言語処理(非構造データの文章をコンピューターのプログラミングにより、構造化する手法)を用いて、テキスト表現のモデル開発を行う。<目的2> AI支援によって開発したテキスト表現のモデルを、ESGのアーカイバルデータに適応し、ESG情報開示における裁量的開示行動の先行研究の結果と比較することで、AI支援モデルの有用性について考察する。
嗅覚系における神経回路形成と再生の分子基盤

嗅覚系における初期神経回路の形成は、嗅上皮において、個々の嗅細胞が嗅覚受容体(odorant receptor ; OR)遺伝子群の中から一種類のみを発現すること(one neuron-onereceptor)、並びに、嗅球において、同じ種類のORを発現する嗅細胞は、特定の糸球にその軸索を収斂させて投射する(one glomerulus-one receptor)という二つの基本ルールによって支えられている。私はこれ迄、マウス嗅覚系における嗅細胞の一次投射、即ち、嗅球における匂い地図形成の分子機構の解明を目指してきた。嗅覚受容体は分子系統樹において二つのクラスに分類され、一つは水溶性のリガンドを受容する魚類のORと相同性を示すクラスIで、もう一つは、陸生動物に特有なクラスIIである。これ迄の研究により、クラスII ORを発現する嗅細胞の軸索投射位置は、嗅球の背腹軸については、嗅細胞の嗅上皮上における位置、即ち、特定のORを発現する嗅細胞が嗅上皮のどの位置に存在するかによって規定されていることが示された。そこで本研究では、クラスI ORを発現する嗅細胞の嗅上皮における分布及び嗅球への軸索投射について解析した。その結果、クラスI ORを発現する嗅細胞は、全て嗅上皮の最も背内側部(ゾーン1)に一様に、しかし限局して分布し、各々のクラスI ORに関して発現分布に相違のないことが判明した。これは上記したクラスIIOR発現細胞の分布様式とは対照的であり、嗅上皮のゾーン1における嗅細胞の位置情報や、ORの相違という"identity"が投射にどう反映されているのか興味深い。一方、クラスI ORを発現する嗅細胞の投射先は嗅球の外側・前部に集中し、Hana3A細胞を用いたリガンド検索から、多くのクラスI ORが脂肪族カルボン酸などに反応することが判明した。以上の結果から、クラスI ORは機能的にも進化的にも、また発現・投射の観点から見ても、クラスII ORとは一線を画した受容体システムであることが示唆された。嗅覚系における初期神経回路の形成は、嗅上皮において、個々の嗅細胞が嗅覚受容体(odorant receptor ; OR)遺伝子群の中から一種類のみを発現すること(one neuron-one receptor)、並びに、嗅球において、同じ種類のORを発現する嗅細胞は、特定の糸球にその軸索を収歛させて投射する(one pair of glomeruli-one receptor)という二つの基本ルールによって支えられている。本研究の解析から、特定のORを発現する嗅細胞が嗅球に軸策投射する際、その投射位置の背腹軸は、嗅細胞の嗅上皮における位置、即ち、ORが嗅上皮のどの領域で発現するかによって大まかに規定されていることが示された(投稿中)。それでは、嗅球における嗅細胞の投射位置の前後軸は、何によって規定されているのであろうか?本研究では更に、鳥類の視覚系において網膜・視蓋上に濃度勾配を作って投射マップの形成を支えているEph-ephrin系に着目した。これ迄他のグループによってephrin-A3/A5のダブルノックアウトマウスにおいて、特定のORを発現する嗅細胞の嗅球における投射先が、野生型に比べ後方にシフトすることが示された。

そこで本研究では、EphやephrinがOR分子と連携して投射位置の決定に関与している可能性を検討する為、これらのシグナル伝達系で機能する因子やその変異体を、Cre-loxPシステムを用いて特定のOR(MOR28)と共に発現させ、その軸索投射を解析した。Eph-Asの下流で機能すると考えられているephexinのdominant-negative変異体をMOR28陽性細胞で発現させたところ、嗅球の外側部において、本来の糸球よりも後方にectopicな投射先が観察された。このことは、Eph分子が嗅細胞の投射に際して、嗅球の前後軸に沿った位置の決定に関与している可能性を示唆するものであるが、ORの"identity"がこの前後軸決定のプロセスにどう反映されているかについては、今後MOR28発現細胞で特異的な遺伝子破壊などにより検討される必要がある。嗅覚系における初期神経回路の形成は、嗅上皮において、個々の嗅細胞が嗅覚受容体(odorant receptor ; OR)遺伝子群の中から一種類のみを発現すること(one neuron-one receptor)、並びに、嗅球において、同じ種類のORを発現する嗅細胞は、特定の糸球にその軸索を収斂させて投射する(one glomerulus-one receptor)という二つの基本ルールによって支えられている。私はこれ迄、マウス嗅覚系における嗅細胞の一次投射、即ち、嗅球における匂い地図形成の分子機構の解明を目指してきた。嗅覚受容体は分子系統樹において二つのクラスに分類され、一つは水溶性のリガンドを受容する魚類のORと相同性を示すクラスIで、もう一つは、陸生動物に特有なクラスIIである。これ迄の研究により、クラスII ORを発現する嗅細胞の軸索投射位置は、嗅球の背腹軸については、嗅細胞の嗅上皮上における位置、即ち、特定のORを発現する嗅細胞が嗅上皮のどの位置に存在するかによって規定されていることが示された。そこで本研究では、クラスI ORを発現する嗅細胞の嗅上皮における分布及び嗅球への軸索投射について解析した。その結果、クラスI ORを発現する嗅細胞は、全て嗅上皮の最も背内側部(ゾーン1)に一様に、しかし限局して分布し、各々のクラスI ORに関して発現分布に相違のないことが判明した。これは上記したクラスII OR発現細胞の分布様式とは対照的であり、嗅上皮のゾーン1における嗅細胞の位置情報や、ORの相違という"identity"が投射にどう反映されているのか興味深い。一方、クラスI ORを発現する嗅細胞の投射先は嗅球の外側・前部に集中し、Hana3A細胞を用いたリガンド検索から、多くのクラスI ORが脂肪族カルボン酸などに反応することが判明した。以上の結果から、クラスI ORは機能的にも進化的にも、また発現・投射の観点から見ても、クラスII ORとは一線を画した受容体システムであることが示唆された。