hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
衣服の着脱困難の改善を目的とした着脱動作の生理的・心理的負担の解析

運動機能に障害がある人の着脱動作上の問題点把握については、具体的に衣服の着脱改善を目的とした修正例を提示し、介助者および着用者の面接調査を進めている。本年度の研究は、昨年度確立した評価方法を用いて、衣服を修正することによる着脱動作の負担軽減効果を実証することとした。実験方法は、出生児障害によるアテトーゼ型脳性マヒの18歳男子1名を被験者として着用実験を行った。被験者は両腕にマヒがあるため、日常的な上衣の着衣では肘を通す動作に強い困難がある。そのため、かぶり型の長袖Tシャツは、伸縮性があるメリヤス素材のものでも着にくいと評価していることから、これを本実験の試験着の基本形(A)とした。これに脇下から袖にかけて襠をいれてアームホールにゆとりを加えた修正服(B)と後ろ身頃に袖付け腋下位置よりも下方になる長さのファスナー明きを施した修正服(C)の2種の修正服を実験服とした。被験者は下胸囲に心拍計を装着し、それぞれの実験服着衣時のR-R間隔の心拍計測を行った。着衣動作は介助者により行い、被験者は官能検査による着にくさの判定を行った。その結果、修正を加えない実験服Aは修正を加えた2種の実験服に比べ、官能検査において着にくいと判断され、心拍変動スペクトル解析においても着衣後1分にLF/HFが上昇し、HF/TPが低下する傾向が確認された。これは、健常者における着にくい服による実験結果と一致しており、修正服が着衣動作における身体的・精神的負担を軽減することをHRVスペクトル解析によって評価できることが実証されたものと考える。本研究で用いたR-R間隔の測定は、被験者の負担も少なく操作も容易であるため、脳性マヒ患者を対象とした生理的負担を測定する方法として適したものと考える。また、これによって、運動機能に障害がある人が着衣するときの困難さを数値化することが可能になれば、健常者が理解しにくい障害による着衣の困難さに対する理解を深める上で有効であると考える。前年度の成果として、衣服の修正による着衣動作の負担軽減の評価を健常な女子学生5名と運動機能障害のある男子1名を対象に行い、心拍スペクトル解析(HRV)による評価方法の有効性を確認でき、それにより修正効果も確認できたが、19年度はさらに、本評価方法の有用性を広げるために、実験および解析における条件設定等を目的として、試験着の着衣順序による影響、心拍スペクトル解析(HRV)と官能検査の関係性、個人別のHRV解析結果の傾向について検討した。被験者は20代女性30名とした。編布試験着と織布試験着の着衣順序を被験者の半数ずつ変え、着衣前、着衣後1分、2分、3分のLF, HFとその比を指標として検討した。その結果、着衣後のHRV反応は、先に着た試験着に影響されることが明らかとなり、実験における着衣の順序効果に配慮すべきであることが確認された。また、官能検査では体感的な負担が評価されることが示され、HRVとの併用により着衣動作による負担の解析がなされることが適切であると考えられた。個人別の解析データには4つの傾向がみられたが、着衣後1分でLF/HFが上昇する傾向は着衣順序に関わらず43%の出現率でもっとも多かった。なお、本研究の最終的主眼は運動機能に障害がある人の衣服の着脱改善への支援であるところから、この研究の成果をもとに、肢体不自由養護学校の保護者およびその近隣の市民を対象に修正効果の公開、および保護者を対象とした既製服の修正方法の技術的指導へと発展させ、運動機能に障害がある人の衣生活の改善に関する啓発活動を展開した。
発症メカニズムを解明する病態光イメージングマウスの構築

低酸素誘導転写因子HIFは、がんや虚血性疾患で活性が上昇するため、HIF活性を感度良く検出できる病態イメージングマウスの開発は、個体レベルでの発症過程の解析、新規治療法・新薬開発に有用である。本研究では、発光・蛍光レポーター遺伝子を導入し、HIFの活性を感度良くモニタリングできる新たな病態イメージングマウスを開発した。更に、早期発がん試験マウスrasH2と組み合わせ、より早期に発がん性を評価できるマウスを構築に道筋をつけることができた。今後、候補マウスの解析を行うことで、超早期発がん試験マウスを樹立できれば、創薬研究を加速し、抗がん剤開発への貢献が期待できる。疾患の発症のメカニズム解明や診断法・治療法の開発を行うには、疾患モデルマウスを用いた研究が有効である。本研究では、生体レベルで低酸素誘導転写因子HIFの活性を発光イメージングでモニターできるトランスジェニック(Tg)マウスを改良、および、新規レポーター遺伝子を構築して作出し、既存のTgマウスより高感度に病態イメージングが可能なマウスを構築することをめざしている。平成25年度は、以下の3つの研究課題を実施した。(2)Tgマウスの改良:既存のTgマウスは、FVBという一般的でない遺伝的背景にあるために汎用性が低い。そこでこの系統をC57BL/6(B6)系統に戻し交配し、コンジェニック系統を作出することとした。本年度は、9回(N9)まで戻し交配を行った。(3)新規Tgマウスの作出:(1)で構築したレポーター遺伝子をインジェクション用にトリミングおよび精製し、マウス受精卵(系統:BALB/cByJJcl)にマイクロインジェクション法により遺伝子導入し、Tgマウスの作出を行った。(4)がん病態イメージングに適したrasH2マウスの作出(アルビノ化):in vivoイメージングによる超早期発がん検出に用いるrasH2マウスの毛色(Agouti)をin vivoイメージングに適した白色(Albino)にするため、アルビノマウスとの交配によりrasH2マウスにチロシナーゼ変異(Try[X])を導入したTgrasH2/Try[X]マウスの作出を開始した。H26年度は、以下の3課題を実施した。(1)病態イメージングTgマウスの改良:FVB/HOLトランスジェニック(Tg)マウスは、トランスジーンが第19番染色体にシングルコピー挿入されている。しかしFVBという一般的でない遺伝的背景にあるために汎用性が低い。そこでこの系統をC57BL/6(B6)系統に戻し交配し、コンジェニック系統を作出した。これまでに11回(N11)まで戻し交配が完了している。一方このTg系統では、コピー数が少ないためレポータータンパク質を効率よく検出するためにはホモ化する必要がある。そこでN9の段階でヘミTgマウス同士を交配し、その産仔の中から定量PCRによりホモTgマウスを選択し、ホモTg家系を作出した。発光イメージングにより、レポーター遺伝子の発現応答についての評価も行った。(2)新規レポーターを用いたTgマウスの作出:前年度までに作成したレポーター遺伝子を持ったTgマウスの作成を行った。異なる3種のレポーター遺伝子を各々マイクロインジェクション法により受精卵に注入し作出した。合計14ライン(匹)のトランスジェニックマウスについてジャームラインへの伝搬を確認し、そのうち1ラインについて、新生児低酸素期におけるルシフェラーゼの発現を確認した。このラインのヘテロ個体同士を交配しホモ個体の作出・繁殖を開始した。(3)がん病態イメージングに適したrasH2マウスの作出:作出したTgと掛け合わせF1で超早期発がん試験マウスの構築をめざすrasH2は、従来毛色が茶色でありin vivoイメージングには不向きであるため、チロシナーゼ遺伝子変異を導入しアルビノ化して白色rasH2-Tyr[X]を作出した。rasH2-Tyr[X]に化学発がん剤MNNUを用いた発がん実験を実施したところ、発がん部位・短期性ともにrasH2とほぼ同等の発がん感受性を示すことが確認できた。本研究では、生体レベルで低酸素誘導転写因子HIFの活性を発光イメージングでモニターできるトランスジェニック(Tg)マウスを改良、および、新規レポーター遺伝子を構築して作出し、既存のTgマウスより高感度に病態イメージングが可能なマウスを構築することをめざした。平成27年度は、以下の3つの研究課題を実施した。(1)Tgマウスの改良:昨年度までに戻し交配で作成したB6系のTgの低酸素応答性を評価し、FVB系と同様の応答性を確認した。(2)新規Tgマウスの作出:昨年度までに構築した3種類のレポーター遺伝子ベクターを用い、低酸素環境依存的にルシフェラーゼを発現するトランスジェニック(5HRE-LucTg)マウスを作出すると共に、既に新生児低酸素期におけるルシフェラーゼの発現が確認されているラインについては、ホモ個体の作出および繁殖・系統保存、成体におけるルシフェラーゼの低酸素依存性発現の確認実験を実施した。更に、CRISPR-Cas9ゲノム編集法を用いて低酸素状態を詳細にモニターできるレポーターマウスを作出した。具体的には、Rosa26遺伝子座にレポーター遺伝子をノックインしたマウスを複数作出し、これを系統化するとともにレポーター遺伝子が期待通りに機能しているかを検証した。

(3)がん病態イメージングに適したrasH2マウスの作出(アルビノ化):短期発がん性マウス(rasH2マウス)をアルビノ化した、Albino- rasH2マウスについて、N-Methyl-N-nitrosourea (MNU)を用いた発がん実験(昨年度実施)にて採取した臓器等において詳細な病理学的解析を実施し、MNU誘導腫瘍のミクロ所見においても変異導入前のrasH2マウスと概ね同等であることが確認した。低酸素誘導転写因子HIFは、がんや虚血性疾患で活性が上昇するため、HIF活性を感度良く検出できる病態イメージングマウスの開発は、個体レベルでの発症過程の解析、新規治療法・新薬開発に有用である。本研究では、発光・蛍光レポーター遺伝子を導入し、HIFの活性を感度良くモニタリングできる新たな病態イメージングマウスを開発した。更に、早期発がん試験マウスrasH2と組み合わせ、より早期に発がん性を評価できるマウスを構築に道筋をつけることができた。今後、候補マウスの解析を行うことで、超早期発がん試験マウスを樹立できれば、創薬研究を加速し、抗がん剤開発への貢献が期待できる。本研究は、既存のHOL-Tgの高感度化・多機能化を図る事により、生体光イメージングを用いた病態イメージングの有用性を高めることを目的としている。研究の初年度にあたる本年度は、3つの研究を実施する計画をたて、以下の様な結果を得た。(1)検出感度と解析効率の改良をめざした3つのレポーター遺伝子の構築は、予定通りに完了した。(2)(3)Tgマウスの改良・作出では、途中Tgマウスを飼育するための装置(アイソレーター)が故障し、Tgマウスの評価ができない時期もあったが、当初の計画から大幅に遅れる事も無く、改良・作出ともほぼ計画通りに実施できた。新規レポーターのTgマウス作出においては、卵の発生率および産仔が少なく、Tgが作出できないものもあった。(4)がん病態イメージングに適したrasH2マウスの作出(アルビノ化)も、順調に進んだ。以上の様に、計画した3つの研究も実施することができ、結果も良好であるため、上記のような自己点検による評価を下した。昨年度実施した(1)病態イメージングTgマウスの改良、(2)新規レポーターを用いたTgマウスの作出、(3)rasH2マウスのアルビノ化およびオリジナルrasH2との性能比較において、新規レポーターを用いたTgマウスの作出は、当初予定していたよりも難航し、作製したレポーター遺伝子のうち、1ラインしか得ることができなかったが、これを用いて研究計画を実施するために、数を増やし、秒たイメージングに使用可能かを評価することとした。一方で、改良していたTgを用いて、新たに炎症性疾患の病態イメージングマウスの構築を行うに十分な予備実験結果を得た。また、rasH2マウスのアルビノ化も完了し、発がん部位・短期性ともにrasH2とほぼ同等の発がん感受性を示すことが確認できた。これらの結果から、超短期発がん試験用のマウス構築は、計画を進めることができる状況にあり、更に炎症性疾患のモデルの構築も並行して行うことができることが示され、おおむね順調に進展していると評価できる。27年度が最終年度であるため、記入しない。
東シベリア森林域の大気境界層気候学-植物フェノロジーと広域大気場の相互作用

平成30年度には,東シベリアのカラマツ林における植物フェノロジーと永久凍土表層の凍結融解の季節進行にともなう地表面熱収支と大気境界層の変化について,最近20年間の変化傾向を調査した.カラマツ林での地上観測では,消雪日やカラマツの開葉・落葉期間と,蒸発散と光合成または正味吸収の開始時期の年々変動の特徴を整理した.下層大気のプロファイルデータに基づく大気境界層(混合層および接地逆転層)の各種特徴量について,季節変化とその年々変動を明らかにした.とくに融雪-開葉期に関する結果として,この期間には,4月下旬ー5月上旬の林内消雪から,凍土表層の融解,カラマツの展葉およびCO2吸収の増加開始,5月中下旬の生態系全体の正味の二酸化炭素吸収の開始とつづき,植物成長期へと移行した.1998年からの最近20年間では消雪とカラマツ展葉時期はそれぞれ10年あたり約6日と約9日早くなり, 4-5月の気温の変動と対応していた.また同期間において,大気プロファイルから得られた同地域の4月の接地逆転層の出現頻度が減少しており,春季の季節推移が早くなっていることが裏付けられた.しかし,凍土表層の融解時期には有意な変化傾向および他の季節指標との相関はみられなかった.この原因として,調査地で2005-2008年に生じた土壌水分増加の影響を受けた地中熱環境がそれ以降の気温変動へ応答を変容させたと考えられる.この時期の正味放射量の年々変動は1年のうちで最も大きく,蒸発散の増加前のため顕熱フラックスは正味放射量の変動に追随し,大気境界層高度の増大とともに年々変動も大きくなった.最終年度の総括として,本研究にてこれまでに実施したデータ解析と現地で得られた凍土および植生調査の結果を総合して,対象地域における植物フェノロジーと凍土季節融解が地表面熱収支を介して大気境界層におよぼす影響についての知見をまとめた.本研究では東シベリアの森林における植物フェノロジーと凍土の融解凍結に伴う地表面熱収支と広域大気場の変化について,地上観測データ,大気プロファイルデータ,広域気象データを用いた解析を行う.27年度には,前2者のデータセットの収集と初期解析を行った.まず,森林観測サイトで取得された地上観測データより,地表面熱収支の季節変化とその年変化,凍土の季節融解層の融解状況や土壌水分の年変化,植物活動期(二酸化炭素の正味吸収期間)の年変化を明らかにした.1998ー2013年の16年間で,2005ー2006年の多雨年を境に融解層厚と融解期間が増加し,平年並みの降水量に戻った近年でも季節融解層の変容は維持されている.蒸発散の活性期間は融解層の変動と相関があるが,二酸化炭素吸収については,気温との相関のほうが大きかった.大気加熱効率をあらわすボーエン比は,2005ー2006年に最小となった.大気プロファイルデータとして,公開されている現地気象台のルーチン観測データを用いて,大気境界層高度や水蒸気量などの季節変化と年変化を明らかにした.水平数100kmスケールの対象地域内の複数地点で夏季の境界層高度は2007ー2009年に最小値となり,地表の湿潤化と大気加熱の抑制が示唆された.地上観測と大気プロファイルを組み合わせる解析として,地上の気象観測データから推定した境界層高度を大気プロファイルと比較したところ,1000m以下の発達が小さいときにはよく一致し,地上観測データを広域化する基準を検討する見通しができた.本研究で重要な3つのデータセットのうち2つについては,今後の解析が可能な状態になった.広域気象データセットについては,次年度に収集を行い,全データセットを用いた解析を開始する.本研究では,東シベリアの森林における植物フェノロジーと凍土の融解凍結に伴う地表面熱収支と広域大気場の変化について,地上観測データ,大気プロファイルデータおよび広域気象データを用いた解析を行う.平成28年度には,27年度に引き続きデータセットの収集・整備と解析を行った.また,9月に地上観測サイトにて凍土の季節融解層調査を行った.地上観測データからは年ごとの消雪時期や開葉時期が特定でき,熱収支の季節変化との関係が調べられた.観測サイト周辺での融解層の空間分布を測定し,連続自動測定されている地温から推定した凍土融解層深度は現地測定の変動範囲に入ることを確認した.さらに融解層深度の空間変動の要因のひとつとして周辺の植生状態等を調査した.大気プロファイルデータからは,下層大気環境(可降水量や大気安定度指標,境界層高度)を整理し,過去30年間の変化傾向と空間変動を調べた.低緯度(森林)になるほど,可降水量,境界層高度,大気不安定の出現頻度が増加した(1980-2016年の夏季6-8月平均).同期間各年夏季平均値は,西シベリアでは上昇傾向のあるサイトが多くみられたが,その傾向は中央・東シベリアではみられなかった.東シベリアのヤクーツクサイトでは,可降水量と不安定度は7月に最大,境界層高度は5-6月に最大となった.前者は森林からの潜熱と,後者は顕熱の季節変化と同じ傾向であった.

ヤクーツク周辺で降水が多く森林湿潤現象がみられた2005-07年は,夏後半の可降水量が平年よりも多く,不安定境界層は発達しにくい状況であり,境界層大気から湿潤陸面のシグナル検出の可能性が示された.地上観測データと大気プロファイルの収集・解析と比較して,広域気象データを用いた解析が進んでいない.本研究では,東シベリアのカラマツ林における植物フェノロジーと永久凍土表層の凍結融解の季節進行にともなう地表面熱収支と大気境界層の変化について,地上観測データ,大気プロファイルデータおよび気象再解析データを用いた解析を行う.平成29年度にはこれらのデータ解析を中心に進めた.また4月に地上観測サイトにて,融雪・開葉前の森林群落での群落調査と積雪計測を行った.ヤクーツクの地上観測にもとづく地表面熱収支の過去15年間の変化として,とくに顕熱/潜熱の比率(ボーエン比)の季節変化に特徴があり,2000年代半ばの土壌の湿潤年には,秋季に減少する潜熱が以前よりも維持されるようになった.一方で春から夏季前半にかけての潜熱の増加は湿潤年に早期化傾向があった.カラマツの開葉時期や森林による二酸化炭素吸収の開始時期の変化は主に気温に伴うとみられ,熱収支の年変動とは同調しなかった.この湿潤年を境に森林凍土の表層融解は早期化した.以上のように土壌湿潤の影響は,凍土の季節融解と植物活動(蒸散)の変動を介して,地表面熱収支に現れることが分かった.このとき大気境界層では夏季後半の可降水量が大きく,湿潤年夏季に大気境界層の発達が抑えられたが,その後には増加し湿潤年以前と同程度となった.これは地上観測サイトでの土壌水分や融解層深度が近年も湿潤年以前の程度には戻らないことと対照的である.また,この大気境界データの傾向はヤクーツクだけでなく周辺の測定地点でもみられ,水平100kmスケールの下層大気との対応が示された.異なるデータセットからの得られた結果の総合解析が進んでいるものの,当初計画では29年度を最終年度として計画していた成果発表の実施は達成できなかった.このため補助事業期間の延長を申請した.平成30年度には,東シベリアのカラマツ林における植物フェノロジーと永久凍土表層の凍結融解の季節進行にともなう地表面熱収支と大気境界層の変化について,最近20年間の変化傾向を調査した.カラマツ林での地上観測では,消雪日やカラマツの開葉・落葉期間と,蒸発散と光合成または正味吸収の開始時期の年々変動の特徴を整理した.下層大気のプロファイルデータに基づく大気境界層(混合層および接地逆転層)の各種特徴量について,季節変化とその年々変動を明らかにした.とくに融雪-開葉期に関する結果として,この期間には,4月下旬ー5月上旬の林内消雪から,凍土表層の融解,カラマツの展葉およびCO2吸収の増加開始,5月中下旬の生態系全体の正味の二酸化炭素吸収の開始とつづき,植物成長期へと移行した.1998年からの最近20年間では消雪とカラマツ展葉時期はそれぞれ10年あたり約6日と約9日早くなり, 4-5月の気温の変動と対応していた.また同期間において,大気プロファイルから得られた同地域の4月の接地逆転層の出現頻度が減少しており,春季の季節推移が早くなっていることが裏付けられた.しかし,凍土表層の融解時期には有意な変化傾向および他の季節指標との相関はみられなかった.この原因として,調査地で2005-2008年に生じた土壌水分増加の影響を受けた地中熱環境がそれ以降の気温変動へ応答を変容させたと考えられる.この時期の正味放射量の年々変動は1年のうちで最も大きく,蒸発散の増加前のため顕熱フラックスは正味放射量の変動に追随し,大気境界層高度の増大とともに年々変動も大きくなった.最終年度の総括として,本研究にてこれまでに実施したデータ解析と現地で得られた凍土および植生調査の結果を総合して,対象地域における植物フェノロジーと凍土季節融解が地表面熱収支を介して大気境界層におよぼす影響についての知見をまとめた.研究計画
高分子系先進複合材料の高温における層間はく離疲労き裂伝ぱ

本研究では、熱硬化性樹脂を母材とするFRPと、熱可塑性樹脂を母材とするFRPの2種類の材料における疲労き裂伝ぱ挙動に及ぼす応力比、荷重繰返し速度、および試験温度の影響を調べた。前者の材料として、一方向CF/EPOXY積層板における層間はく離疲労き裂伝ぱ挙動を調べた。まず、種々の方法で初期き裂を導入し、△K一定試験を行うことによって繊維架橋の影響を調べた。その結果、層間にテフロンシートを挿入することによって初期き裂を導入した試験片では、疲労き裂伝ぱ速度は一定となったが、ナイフによって試験片を割ることによって初期き裂を作成した試験片では、き裂伝ぱ速度は一定とならず、き裂の成長とともに低下した。また、その後静的負荷によってき裂を進展させれば、き裂伝ぱ速度は再び増加した後、低下した。テフロンシートを挿入した試験片において、同一△Kに対する疲労き裂伝ぱ速度は、200.05Hzの範囲内で荷重繰返し速度に依存せず、繰返し数依存型であった。ナイフによって初期き裂を作成した試験片においても、同一△K・同一き裂長さに対する疲労き裂伝ぱ速度は、荷重繰返し速度に依存しなかった。さらに、室温よりも80°Cにおける疲労き裂伝ぱ速度のほうが大きかった。後者の材料として、ガラス短繊維強化ナイロンを用いた。この場合、室温と40°Cにおける疲労き裂伝ぱ速度はほぼ一致した。また、荷重繰返し速度が遅い材料のほうが疲労き裂伝ぱ速度が低かった。応力比の影響については、同一△Kに対しては、応力比が高くKmaxが高いほどき裂伝ぱ速度が速かった。また、同一Kmaxに対しては、△Kが大きいほど疲労き裂伝ぱ速度が速かった。
エジプト社会経済関係基礎データの蓄積と学際的分析-世帯調査とGISの接合を中心に

本研究は、貧困問題と環境問題を中心に、現在、体制移行期にあるエジプトが直面している社会問題を、歴史的視点を導入しつつ、多角的かつ実証的に分析することを目的とした。ここで多角的とは、(1)法令を中心とした記述資料に基づく制度分析、(2)政府作成のマクロ経済社会統計データに基づく歴史統計分析、(3)世帯調査の実施によるミクロ統計データの収集に基づく家計分析、(4)歴史地図を含む地理データに基づくGIS(地理情報システム)分析、の性格の異なる四つのデータ・情報に依拠する研究を融合させることを意味している。4年の研究期間中、最も時間を注いだのは、19のエジプト農村における世帯調査による世帯単位での経済・社会関係の基礎データの情報の収集であり、これらの統計データを、統計処理するのみならず、それらを地図のうえで空間分析するための村落居住地域に関するブロック・フラット単位でのデジタル地図作成であった。19の調査村落は、エジプトの地域的な偏差を考慮して抽出した。つまり、下エジプトについては、アブー・スィネータ村、アブー・タワーラ村、カフル・シュブラフール村などの8つ、上エジプトについては、ホーマ村、アウラード・シェイフ村、カワーメル・バハリー村などの6つ、そしてオアシス地方(ワーディー・ジャディード県)については、ラシュダ村、バラート村、ブーラーク村などの5つである。その結果、9730世帯から社会経済的な基礎データを収集することが、また5つの村の居住地域に関するデジタル地図を作成することができた。げんざい、その分析を進めているが、その成果の一端は、最終報告書(Studyof Regional Diversity in Egypt from Multi-Perspective Views)としてまとめた。平成16年度における主要な研究作業は、9・10月における、下エジプト・デルタ地方の3ヵ村(シャルキーヤ県のアブー・タワーラ村とザハラー村、メヌーフィーヤ県のアブー・スィネータ村)と上エジプト・デルタ地方の3ヵ村(ベニー・スエフ県のホーマ村、ソバーグ県のアウラード・シェイフ村とカワーメル・バハリー村)での世帯調査の実施である。調査は、村ごとに、それぞれ600世帯を対象とした。調査村落は、(1)一万人を越えることのない中規模の人口であること、(2)カイロへ移民を多く送り出している低い所得水準の地域にあること、を基準に選考した。「貧困」と「地方の就業構造」を主要研究テーマとし、研究方法としてコミュニティ・スタディーを意識したからである。調査質問票は、「貧困」と「就業構造」に強調点を置きながらも、農村世帯に関する網羅的なデータの収集を目指した。調査質問票はまず英語で、その後アラビア語に翻訳された。調査村落の選定、質問の作成、サンプリング調査、調査員のトレーニング、調査の実施のすべての作業は、エジプト中央統計局(CAPMAS)との密な提携による共同作業としてなされた。また、調査データに基づく空間分析が可能となるように、村ごとにブロック、家屋の詳細な地図を作成した。さらに、以上のフィールド調査と平行して、法令を中心とした関係記述資料、関係マクロデータ・情報の収集、歴史地図を含むGISデータの収集と作成をも行った。現在、世帯調査によって収集されたデータのエジプト中央統計局統計部のデータ入力班によるコンピューター入力、入力されたデータのクリーニングが進められている。そして、データ処理が終わった一部データを、エジプト滞在中に収集した記述資料、マクロデータ、GISデータとつき合わす形で分析する作業が開始されている。平成17年度は、平成16年度に実施した上、下エジプト農村での世帯調査に関する補足調査(建物の建設年と親族名に関する調査など)を実施するとともに、新たに上エジプトで3村落、オアシス地方で5村落、下エジプト地方で5村落、世帯調査を行った。

調査村落は、(1)一万人を越えることのない中規模の人口であること、(2)それぞれの地方の地域的特色を反映した典型的な村落であること、を基準に選考した。また、この世帯調査と並んで、調査データに基づく空間分析が可能となるように、村ごとにブロック、家屋ごとの詳細な地図を、現地の測量技師との提携によって、作成しつつある。平成17年度中に3村落について村落地図のアウトラインを終え、現在、デジタル化作業を進めている。平成18年度にそれが完成したならば、統計データと地理情報を接合した、これまでにないエジプト農村社会研究の準備が整う。日程の概略は、以下のとおりである。(1)調査質問票の作成(2005年4月から6月まで):オアシス地方はナイル峡谷と異なる物質生活と精神文化が展開しているために、それに応じた調査質問票の修正、首都カイロとは遠く離れているがゆえの、フィールド調査上の配慮を必要とした。(2)調査地でのプレテストの実施(2005年7月)。(3)サンプリング調査と調査員のトレーニング(2005年8月)。(4)世帯調査の実施(2005年9、10月)。(5)データ入力とデータ分析(2005年11月から2006年3月)。以上の研究成果は現在、鋭意、整理・分析中であるが、その作業の過程で、われわれの研究目的である、従来の等質的でスタティックなエジプト社会像に代わる、多様な地域の偏差を含むダイナミックなエジプト社会像の確認が実現されつつある。本研究は貧困問題と環境問題を中心に、現在、体制移行期にあるエジプトが直面している社会問題を、歴史的視点を導入しつつ、多角的かつ実証的に分析することを目的とする。ここで多角的とは、(1)法令を中心とした記述資料に基づく制度分析、(2)政府作成のマクロ経済社会統計データに基づく歴史統計分析、(3)世帯調査の実施によるミクロ統計データの収集に基づく家計分析、(4)歴史地図を含む地理データに基づくGIS(地理情報システム)分析、の性格の異なる四つのデータ・情報に依拠する研究を融合させることを意味している。とりわけ、(3)と(4)の接合が研究の中心となる。エジプト社会経済研究において、国際的に見ても、ミクロ経済社会統計データ、とりわけ世帯あるいは個人レベルのミクロデータの収集とその解析手法の開発は現在、開始されたばかりだからである。本研究は、かかる統計学的な手法にGISによる空間分析を接合させようという点で、画期的である。4年計画として立案された本研究の3年目にあたる平成18年度には、平成16年度に世帯調査を実施した下エジプトと上エジプト地方の村落(5村落)、ならびに平成17年度に実施した下エジプトの5村落、上エジプトの3村落、オアシス地方(ワーディー・ジャディード県)の5村落において、次のテーマについて補足調査を実施した。(1)水の分配方法を始めとした灌漑システム、(2)婚姻関係を含む家族構造、(3)大家族の共同住宅を中心とした村落住民の居住空間、(4)デーツなどの商品作物に関する流通システムである。
代謝工学的手法を用いた高性能バイオポリエステルの創製

本研究は、様々な組成からなるバイオポリエステルを代謝工学的手法を用いて合成し、その基礎的な高分子物性を解析することを目的として行った。これまでに知られているバイオポリエステルの物性は、硬くて脆いか、柔らかすぎるエラストマー状態のどちらかであった。我々が期待する物性は、それらの中間の物性を有し、フイルム状に成型加工が可能なものである。この目的に合う物性を発揮するポリマーとして、炭素鎖数4の3-ヒドロキシブタン酸(3HB)を主体として数モル%の炭素鎖数612の3-ヒドロキシアルカン酸(3HA)を含むP(3HB-co-3HA)共重合体を本研究のターゲットとした。このポリマーを合成するために、短鎖モノマー(3HB)に活性が高い重合酵素と中鎖モノマー(3HA)の供給能力の高い酵素を組み合わせて大腸菌内で人工的なポリエステル合成経路を構築した。しかし、以前我々が取得した中鎖モノマー供給酵素では供給能力が低く、中鎖モノマー(3HA)がポリマー鎖中に取り込まれなかった。そこで、中鎖モノマー(3HA)の供給能力が高いモノマー供給酵素の取得を試み、バイオポリエステル合成細菌であるPseudomonas aeruginosaから新たに2つの中鎖モノマー供給酵素遺伝子(phaJ3とphaJ4)を得、それらの遺伝子産物のキャラクタリゼーションを行った(Int. J. Biol. Macromol.,2003)。それら2つの酵素のうちの1つは(PhaJ4)は、非常に高い中鎖モノマー供給能力を有していることが分かつた。この酵素は、今後、目的のP(3HB-co-3HA)合成のために有効に利用できると考えられる。微生物によって生産されるバイオポリエステルは、生分解性プラスチック素材として利用できる環境低負荷型の高分子材料である。バイオポリエステルの生合成経路は、モノマー供給酵素とバイオポリエステル重合酵素の2つの酵素から構成されており、ポリマー中のモノマー組成比はこれら生合成系酵素の基質特異性に依存して変化する。しかしながら、既存の生合成経路により合成されたバイオポリエステルは、フィルム状に成形加工することができず、そのため生分解性プラスチック素材としての利用は特定の用途に限られているのが現状である。そこで本研究では、代謝工学的な手法を用いてバイオポリエステル生合成経路を構築し、モノマー組成比を自在に変化させることにより、フィルム状に成形加工可能な高性能バイオポリエステルを創製することを目的としている。平成13年度は、既存のモノマー供給酵素とは基質特異性が異なる酵素[(R)-特異的エノイルCoAヒドラターゼ(PhaJ)]の探索を行った。バイオポリエステル合成微生物であるシュードモナス属細菌についてゲノム情報を利用して探索した結果、4つの新規酵素を見つけだした。これらの酵素学的性質について検討を行い、それぞれ基質特異性や立体特異性が異なる酵素であることを明らかにした。また、バイオポリエステル合成に適用すると、使用した酵素(PhaJ)の基質特異性に応じてモノマー組成比を変化させることが可能であった。これらの結果は論文にまとめ、現在、投稿中である。平成14年度は、生産したホリマーの高分子物性について検討を行い、高性能化のためのデザインを行っていく予定である。
病態のDNAメチル化解析

DNAメチル化はエピジェネティクス系の主要な要因である。組織・細胞特異的にメチル化状態の異なる領域(T-DMR)が哺乳類のゲノムDNAに多く存在し、それらのメチル化・非メチル化の組み合わせによる、細胞の種類に特有のDNAメチル化プロファイルが形成されている。本研究では特定の毒物などで誘導されるメチル化異常ゲノム領域を決定し、DNAメチル化プロファイル異常と病態との対応を目指した。in vitroモデル系の1つとして脂肪前駆細胞の分化前後でのメチル化変化を解析し、分化に伴いメチル化が変化するT-DMRを複数同定した。これらのメチル化状態変化には一過的な上昇あるいは減少といった変化パターンも示し、細胞の分化が従来考えられていたよりも遥かに柔軟であることが判明した。また、外来因子によって誘引される種々の病態に関する報告を重ねるとともに、ジメチルスルホキシド(DMSO)のDNAメチル化に対する影響を検討することで、マウス胚性幹細胞(ES細胞)の浮遊培養で形成される胚様体において、DMSOがゲノムDNAのメチル化異常を引き起こすことも明らかにした。DMSOはDNAメチル基転移酵素(Dnmt)の1つ、Dnmt3aの発現も特異的に促進した。Dnmt3aはがんの発生との関係も示唆されている。DMSOがエピジェネティック因子の発現にまで影響を与えることが明らかになったことで、化学物質の毒性評価などにおいて、エピジェネティクス異常の解析が必要であることが示された。さらに、過形成を示すクローンマウス胎盤で異常なメチル化を呈する遺伝子座の同定に成功し、DNAメチル化異常と病態との関連を示唆する1例を示すとともに、DNAメチル化パターンの維持にはDnmt3aおよびDnmt3bもまた必要であることや、Dnmt遺伝子もまたDNAメチル化による制御を受けていることをそれぞれ発見し報告した。本研究は、肝臓、胎盤、胎仔などの病態モデルを用いてエピジェネティックス異常と病態との関係を調べることを目的とする。そのため、ゲノムDNA上の数千箇所を対象にしたメチル化解析法であるRLGSによって病態モデルDNAメチル化データベースを完成させ、正常メチル化パターンとの比較により特定の毒物で誘導されるメチル化・脱メチル化異常ゲノム領域を決定し、DNAメチル化異常と病理変化の対応を目指す。本年度は、in vitroモデル系の1つとして脂肪前駆細胞3T3L1の分化制御機構の解析、および、その分化前後でのメチル化変化をRLGSにより解析し、脂肪細胞分化に伴いメチル化が変化するゲノム領域を複数同定した。また、ジメチルスルホキシド(DMSO)のDNAメチル化に対する影響を検討し、DMSOが多くのゲノム領域で脱メチル化・メチル化の両方を誘起することを明らかにした。さらに、クローンマウス胎盤に共通して異常なメチル化を呈するSall3遺伝子座の同定に成功した。マウス正常臓器におけるRLGSプロファイルに関しては既に完備していたが、マウスゲノムの全塩基配列決定とその公開を受けて当初の計画を若干変更し、コンピュータ上でRLGSを擬似的に行いそこから実際のRLGSで検出されたメチル化可変領域の同定を試みる、virtual image RLGS (viRLGS)法の確立に労力を集中した。また、viRLGSによりメチル化可変領域として同定されたゲノム配列からPCRプライマーを設計し、メチル化感受性制限酵素処理・未処理のゲノムDNAをテンプレートにしたPCRでメチル化状態を定量的に解析する手法も確立し、微量かつ多種類の試料における迅速なメチル化解析を可能にした。そのため、ゲノムDNA上の数千箇所を対象にしたメチル化解析法であるRLGSによって病態モデルDNAメチル化データベースを完成させ、正常メチル化パターンとの比較により特定の毒物で誘導されるメチル化・脱

メチル化異常ゲノム領域を決定し、DNAメチル化異常と病理変化の対応を目指す。これまで、in vitroモデル系の1つとして脂肪前駆細胞3T3L1の分化前後でのメチル化変化をRLGSにより解析し、脂肪細胞分化に伴いメチル化が変化するゲノム領域を複数同定し、さらに、コンピュータ上でRLGSを擬似的に行いそこから実際のRLGSで検出されたメチル化可変領域の配列決定を行う手法(virtual image RLGS, viRLGS)によるゲノム領域の同定を試みてきた。本年度は、-塩基単位でメチル化の程度を定量化できるパイロシークエンス法も確立し、3T3L1の分化に特異的なDNAメチル化領域の同定を継続して行った。また、脂肪細胞の分化抑制遺伝子として報告されているPref-1/Dlk1遺伝子の発現が、3T3L1の分化時にDNAメチル化によって抑制されていることを発見した。さらに、DNAメチル化パターンの維持にはDNAメチル基転移酵素(Dnmt)ファミリーメンバーのDnmt1のみではなく、従来新規メチル化酵素として類別されていたDnmt3aおよびDnmt3bもまた必要であることや、Dnmt1遺伝子座調節領域もまたDNAメチル化による制御を受け、その領域のメチル化が初期胚発生過程では各発生段階特異的なパターンを形成していることをそれぞれ発見し報告した。本研究は、肝臓、胎盤、胎仔などの病態モデルを用いてエピジェネティックス異常と病態との関係を調べることを目的とする。昨年度までの研究で、マウス胚性幹細胞(ES細胞)の浮遊培養で形成される胚様体において、ジメチルスルホキシド(DMSO)がゲノムDNAのメチル化異常を引き起こすことを明らかにしていた。昨年度から継続して、DMSO処理によりメチル化異常を示すゲノム領域を探索したが、同定には至らなかった。しかし、DNAメチル化を担う酵素であるDNAメチル基転移酵素(Dnmt)の発現に対するDMSOの影響を解析し、Dnmtファミリーの1つであるDnmt3aの発現が、DMSO添加によって特異的に促進されることを見出した。Dnmt3aは、新規にメチル基を導入する、いわゆるde novoメチル化活性が強い酵素である。Dnmt3aの発現上昇からゲノムDNAのメチル化の亢進が予想されたが、実際、ゲノムに多コピー存在する反復配列をプローブに用いたサザンハイブリダイゼーション解析において、これらの配列のメチル化が亢進していることが判明した。Dnmt3aは、同様の活性を持つもう1つのde novoメチル化酵素であるDnmt3bと共に、がんの発生との関係も示唆されている。細胞・胚の凍結保存における凍結保護剤や、水に不溶性の試薬の溶媒などとして広く使われているDMSOがエピジェネティック因子の発現まで影響を与えることが明らかなったことで、化学物質の毒性評価などにおいて、エピジェネティックス異常の解析が必要であることが示された。
ドイツ近代における市民社会と国民国家、そして戦争

毎年、数回の研究会を行なうと共に、2009年にはドイツ中部、2010年にはドイツ南西部およびベルリン、2011年9月には、オーストリアを調査し、多くの成果を得ることができた。2011年度には、歴史民俗博物館のプロジェクトと共に最近の国民国家論についての研究会を行ない、総括的な議論を行なった。「ドイツ近代における市民社会、国民国家、そして戦争」を検討するための基礎作業を行なうことができた。2009年8月19日から26日まで、代表者松本彰、連携研究者野村真理、森田直子は、ドイツ中部地方(テューリンゲン州、ザクセン・アンハルト州、ザクセン州)の研究調査を行った。ライプツィヒ諸国民戦争記念碑と記念館、市庁舎におけるライプツィヒ大学創立600周年記念展示、アイゼナハのバッハ記念館、ヴァルトブルク、ブルシェンシャフト記念碑、デーリッチュのシュツルツ・デーリッツ記念館、ケーテンのバッハ記念館、博物館、フライブルクのヤーン記念館、ドレースデンの衛生博物館、歴史博物館、デッサウのモーデス・メンデルスゾーン記念館、ユダヤ人墓地など重要な史跡、資料館を調査し多くの成果を得た。ハレ大学と東京大学の共同大学院プロジェクト(IGK)との研究交流も行った。12月5日に連携研究者丸畠宏太が参加している科学研究費プロジェクト「ヨーロッパの中の軍隊」主催の研究会で、松本は報告「近代ドイツにおける戦死者の記念-戦争墓と栄誉の碑・警告の碑」を行い、ハレ大学から招いたティノ・シェルツ氏がコメントを行った。2010年1月11日に新潟でプロジェクト研究会を行い、代表者連携研究者全員が参加して、ゲストとして東大院生穐山洋子氏の報告と討論、夏の研究調査旅行の総括と今後の課題について、議論した。2月20日、音楽学研究会において、松本は「19世紀ドイツの市民社会と国家」、「市民社会と芸術-音楽におけるコメモレーション」の報告を行った。前記の「ヨーロッパの中の軍隊」プロジェクトは3月21,22日にも、ドイツからポツダム大学教授ラルフ・プレーヴェ、プロイセン枢密古文書館館長ユルゲン・クロースターフース氏を招いて、国際シンポジウム「新しい軍事史」の課題と方法」を開催し、これにも松本彰、ティノ・シェルツ氏が参加した。2010年8月、研究プロジェクトのメンバーの研究会を新潟大学で行なった。研究代表者本彰、運携研究者丸畠宏太の報告を中心に「市民社会と国民国家、そして戦争」をめぐる研究状況の現在と今後の課題について、討議した。2010年9月17日から21日まで、研究代表者松本彰、研究分担者森田直子、連携研究者丸畠宏太は、ドイツ南西部の調査を行なった。とくにフォイヒトヴァンゲンの合唱博物館・資料館、シュトットガルト近郊のジルヒャー博物館、ヘヒンゲンのホーエンツォレルン城、シュトゥットガルトのバーデン・ヴュルテンベルク州歴史の家を調査した。合唱博物館、ジルヒャー博物館は、19世紀のドイツの社会運動の中で重要な意味を持つ、男声合唱運動研究の中心になっているところで、博物館の展示も充実しており、研究スタッフの案内で、当時の協会運動の詳細を知ることができた。ホーエンツォレルン城は、プロイセン王室の源だが、18世紀には廃墟になっていた。再建されたのは19世紀であり、プロイセンと南西ドイツの関係を考える上では興味深い歴史的建造物である。バーデン・ヴュルテンベルク州歴史の家では、「ドイツ統一と南西ドイツ」を考察するための多くの手がかりを得た。2010年度は、連携研究者北村昌史がベルリンに留学し、ブルーノ・タウト研究を行なった。その成果も、共同研究に生かしていきたい。2011年4月に研究プロジェクトのメンバーの研究会を新潟大学で行なった。本年度は、最終年度で、基本テーマを「ドイツ統一とオーストリアとし、若手研究者にも報告を依頼し、今年度の研究の方針を検討した。6月25日、新潟朱鷺メッセで行なわれた日本ドイツ学会でのシンポジウム「音楽の国ドイツ?」において、代表者松本は報告「「音楽の国ドイツ」の成立と崩壊」を行なった。文化を含めて「ドイツ統一とオーストリア」を検討する場合、重要な論点である。2011年8月1日、東京経済大学において、千葉大学の小沢弘明、趙景達氏を招いて、最近の国民国家研究について、総合的に検討する研究会を開催した。プロジェクトのメンバーと共に、東京、大阪の若手研究者も参加して活発な議論ができ、大きな成果を得た。9月に、研究代表者松本彰は、オーストリアで在外研究を行なっていた連携研究者野村真理と、シュタイアマルク州の州都グラーツ、ケルンテン州の州都クラーゲンフェルトの調査を行なった。「ドイツ統一問題とオーストリア」を検討するための歴史的理解にとって貴重な成果を得た。グラーツは1848年革命の時の帝国摂政ヨハン大公の地元で、ドイツ・オーストリア関係を象徴する地であり、クラーゲンフェルトは第一次世界大戦後に住民投票によって国境画定を行なった地域として、以前から調査してきた北端のドイツ・デンマーク国境と対比して、ドイツの国境地域のトランスナショナルな状況が興味深かった。
違和感の研究 - 日本の伝統文化、工芸における「乙」の科学 -

本研究ではまず日本の伝統文化の華道を対象として、華道の「審美眼」について熟練者が作品に対して感じる言語的、論理的に表現困難な「違和感」に着目し、「違和感」を主たる要素に分解し各要素を定量化する方法論を検討した。違和感を検討するために、人が縦横被を変えた絵画や画像に対して感じる違和感、および不可能立体に感じる違和感を検討した。さらに3次元モデリングしたいけばな池坊の生花(しょうか)という様式に対して、その形状に対する熟練者の審美眼について評価を行い、様式に内在する美の要素を検討した。結果として違和感や審美眼といったものは人の記憶に関連する、またトレーニングにより培われていくことを明らかにした。桑原はいけばなの形状を評価するための3次元モデルを製作した。いけばな池坊の流派の生花という比較的形状に規範があり、評価が分かり易い様式を対象として、枝の曲がり具合や角度などのパラメタを操作することで任意の生花の形状を生成可能とした。鉄谷は、画像コンテンツにおける違和感の研究を進めた。人物の眼の大きさ(実写顔とアニメ顔について)に着目し、本来の大きさとどの程度の差があれば、違和感を感じるのかの評価実験を行った。コンテンツ間における違和感の程度を明らかにした。富士山の実写と葛飾北斎の赤富士において、裾野の拡がりに関して同様の実験を実施した。他に、違和感に関連すると思われるぼかし映像に関するテーマ、奥行き感に関するテーマの検討を進めた。井ノ上は、創造的な作業に取り組んでいるときの状況を計測・評価した。3次元立体を制限時間内でより高く組み上げる創造的な作業を実施した結果、作業中に心拍数が早まる学生は、その作業をストレスに感じないことが明らかとなった。またデザインの専門的な教育を受けている学生は、理工系の学生に比べて形状と陰影が実際とはちぐはぐに見える3次元立体(不可能モーションを伴う錯視立体)に違和感を抱くことが明らかとなった。研究代表者、分担者とも当初予定している研究成果を上げていることにより、おおむねに順調に進展しているを選択した。違和感は、一般に、「しっくりしない感じ」と受け取られている。評価対象に対して、記憶している内容と実際に見ている対象との比較で、違いを見いだせない状態である。この違和感を生じるコンテンツとして、人物の眼の大きさおよび風景画用を対象に評価尺度を検討した。評価尺度として、1:明らかに変である、2:変である、3:違和感がある、違和感をやや感じる、5:違和感をまったく感じない、を用いることで、2つのコンテンツに対して違和感の定量化を図れた。特に風景画では、実写の富士山と葛飾北斎の赤富士の裾野の長さをパラメータとした結果で、顕著な結果が得られた。創造的な作業に取り組む人の心理および生体反応を分析した。その結果、(1)デザインの専門的な教育を受けている学生は、理工系の学生に比べて形状と陰影が実際とはちぐはぐに見える構造物(不可能モーションを伴う錯視立体)に違和感を抱くこと、(2)構造物を卓上でより高く組み上げる作業中に心拍数が早まる者は、その作業にストレスを感じずに没頭していることを明らかにし、これらの研究成果を国際学会で発表した。最後に、3次元コンピュータグラフィックスにより、日本の伝統文化であるいけばな(池坊流)の生花のスタイルを、いけばなの専門家が生けた生け花をモデリング、再現してそれを他の専門家に評価して貰い、いけばなの審美についての評価における3次元モデリングの有用性を評価した。しかしフォーマルなスタイルの生花では、厳密にそのスタイルに沿っていないいけばなは評価の対象以下であり審美の評価までには至らず、3次元グラフィックスの活用への課題が浮き彫りになった。しかし3次元で生け花作品を任意の方向から観察できることについては、有用であると評価する専門家が多かった。桑原は、前年度に鉄谷が検討した違和感の評価に適した画像コンテンツの知見を活かして、生花の様式のいけばな画像を生成する。そして生成した評価用の画像を用いて、「いけばな」における「乙」な作品の特徴を分析する。具体的には美感に加え,違和感を覚える点をインタビューや自由記述回答でテキストデータを収集しテキストマイニングにより分析する。これらにより創造性に繋がる違和感の特徴を解明する。また、いけばな池坊の海外の約100ある海外支部を拠点として、作成した評価用の画像を用いた評価を実施して、世界の各文化圏における「違和感」の特徴を抽出する。最後に、京都工芸繊維大学・伝統みらい教育研究センターにおいて、特任教授である下出祐太郎氏らの協力を仰ぎ、友禅染、蒔絵などの対象物に対して開発した手法の適用を検討する。

鉄谷と井上は、前年度の検討結果に基づいたより抽象度の高い画像コンテンツを用いた違和感の評価を、心理指標や生理指標を用いて行い、より本質的な原理原則を探求する。感性工学28年度に国際誌への投稿予定があるため、その英文校閲料を確保するため。28年度の国際誌への投稿のための英文校閲料。
ハンドル分解と4次元多様体の微分構造

4次元多様体の微分構造を,ハンドル分解の図式を主に用いて研究した.主な成果は以下の(1)(3)である.なお,(2),(3)はSelman Akbulut氏(ミシガン州立大学)との共同研究である.(1)広いクラスの3次元多様体が4次元多様体であって無限個のエキゾチック微分構造を持つものの境界として実現できることを示した.(2)Gluck手術が微分構造を変えない為の新しい十分条件を与えた.(3)互いに同相だが微分同相でないb2=2の単連結Stein 4次元多様体であって,同一の接触3次元多様体を境界に持つものを構成した.4次元多様体の微分構造を,ハンドル分解の図式を主に用いて研究した.主な成果は以下の(1)(3)である.なお,(2),(3)はSelman Akbulut氏(ミシガン州立大学)との共同研究である.(1)広いクラスの3次元多様体が4次元多様体であって無限個のエキゾチック微分構造を持つものの境界として実現できることを示した.(2)Gluck手術が微分構造を変えない為の新しい十分条件を与えた.(3)互いに同相だが微分同相でないb2=2の単連結Stein 4次元多様体であって,同一の接触3次元多様体を境界に持つものを構成した.本年度に得た主な成果は下記の(1)、(2)である。(1)閉じてない場合の4次元多様体の微分構造は,特殊な場合を除いてあまり研究されてこなかった。今年度は対数変換、knot surgery、adjunction不等式、Stein構造、コルクなどを応用することで、閉じてない4次元多様体の微分構造について研究し、主に下記の(i),(ii),(iii)の結果を得た。(i)位相不変量に関して広範囲の境界付き4次元多様体が無限個のエキゾチック微分構造を持つことを示した。(ii)全てのStein fillableな3次元多様体が、4次元多様体であって無限個のエキゾチック微分構造をもつようなものの境界として実現できることを示した。(iii)ある緩い条件下ではカスプ近傍での対数変換やknot surgeryがコンパクトStein多様体を産まないことを示した。これらの結果はarXivにプレプリント(arXiv:1111.0620)として載せている。(2)プラグの特殊なケースでもあるGluck twistについて、Selman Akbulut氏(ミシガン州立大学)と共同研究を行った。エキゾチック4次元球面の存在問題は重要な未解決問題だが,Gluck twistはエキゾチック4次元球面を産む操作の候補として知られている。実際、向き付け不可能な場合にはエキゾチックな4次元多様体の対が構成されている。一方、向き付け可能な場合には、Gluck twistによってエキゾチックな多様体の対を構成できるのかわかっていない。我々は、交差形式と基本群に関する適当な条件の下では、Gluck twistが向き付け可能な4次元多様体の微分構造を変えないことを示した。この結果はさらに考察した後に論文にまとめる予定である。4次元多様体の微分構造に関する研究を行った.24年度の成果は主に以下の2つである.Gluck twistが4次元多様体(特に4次元球面)の微分構造を変えるか否かという問題はよく知られている.私はSelman Akbulut氏(ミシガン州立大学)と共同研究を行い,Gluck twistが微分構造を変えない為の新しい十分条件を与えることができた.証明にはハンドル分解とプラグを用いた.この結果はプレプリントとしてarXivに公表している.(2)Stein多様体のエキゾチック微分構造.いくつかの接触3次元多様体に対し,それを境界に持つStein 4次元多様体(Stein曲面)の微分構造の一意性が知られている.一方,Akhmedov-Etnyre-Mark-Smithによって,無限個の互いにエキゾチックなStein 4次元多様体であって,同一の接触3次元多様体を境界に持つものが2008年に構成された.4次元多様体論の観点からは第2ベッチ数が小さいものが特に興味深いが,彼らの例の第2ベッチ数は大きい.私はAkbulut氏と共同研究を行い,第2ベッチ数が2という非常に小さい例を構成することができた.この結果はプレプリントとしてarXivに公表している.なお,我々の方法はハンドル分解と対数変換を用いるものであり,Lefschetz fibrationを用いる彼らの方法とは全く異なる.我々の方法はこのような例を量産できることが期待されるため,今後も引き続き研究を進めていく予定である.項目9に記載した研究成果は計画当初の予定になかった成果であり、計画以上の成果である。一方、交付申請書に記載の研究実施計画III、IVについてはあまり進展が得られなかった。24年度が最終年度であるため、記入しない。当初の研究計画に従って研究を進める。特に研究実施計画III、IVについては試行錯誤にさらに重点を置いて研究する。