hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
腸管での感染防御の理解に向けた豚流行性下痢ウイルスに対する局所抗体産生反応の解明

特異的IgG抗体及びIgA抗体を検出するためのELISAの改善を図るとともに、過去に実施した感染実験で得られた血清、糞便、および腸管内容物を検体として抗体検出を行った。基質等の検討を行いELISAの改善を図ったところ、非特異反応が軽減された。改善したELISAを用いてPEDV感染豚から経時的に採材した血清中の特異的抗体を測定したところ、IgG抗体、IgA抗体ともにウイルス接種後7日目から検出され、本ELISAで検出された抗体価の推移は中和抗体価の推移と同様であった。糞便検体中の特異的IgA抗体は、接種後14日目以降の検体で検出された。また、回復期の腸管内容物中の特異的IgA抗体は、空腸上部、空腸下部、回腸で比較したところ、空腸上部の内容物で最も高く検出された。さらに、リンパ球の抗体産生反応を解析するため、空腸、回腸、リンパ節からのリンパ球の分離方法の検討を行い、酵素法により分離する手法を構築した。血清中及び糞便中の抗体検出ができるELISAの構築ができたことに加え、空腸、回腸、リンパ節からのリンパ球の分離が可能となった。以上により、感染実験を行ったのちの解析手段が整った。次年度、これらを用いて解析を行っていく予定であり、研究の進捗状況は概ね順調に進展しているといえる。構築したELISAについて、さらに検体数を増やし血清、腸管内容液の解析を行い、その関連性を解析する。また、引き続き腸管からのリンパ球分離についての検討を行うとともに、その解析系について、PEDV感染細胞可溶化抗原を用いて検討を行う。今年度までの研究によりELISAやリンパ球の分離手法が構築でき、感染実験を行ったのちの解析手段が整った。そこで、次年度は感染実験を行い、血清中の中和抗体価および特異的IgG抗体価、IgA抗体価、さらに糞便中の特異的IgA抗体価、解剖時の腸管内容液中の特異的IgA抗体価を比較するとともに、腸管やリンパ節等からの分離リンパ球の特異的抗体産生能を評価する。接種後解剖日数の異なる群を解析することで、各々の抗体検出可能時期を比較し、腸管でのウイルス特異的な抗体産生メカニズムを明らかとする。ELISA系の構築に時間を要したことに伴い、腸管からのリンパ球分離、解析の検討を次年度にかけて行うこととなったため、その経費が次年度使用額となった。次年度実施予定の感染実験の計画を策定したところ、実施時期が7月となった。解析等に使用する試薬の購入時期を実施時期に合わせるため、その経費が次年度使用額となった。
ホヤ初期胚細胞の運命決定に関与する遺伝子の機能解析

本研究では,カタユウレイボヤの網羅的cDNA解析のデータ(配列および発現)を活用し,発生における細胞運命決定のメカニズムを総合的に捉えることをめざした。1.カタユウレイボヤ卵割期胚の14749クローン(5660クラスター)の配列解析を完了した(解析は京大・佐藤矩行研究室とアカデミアシークエンシングセンターのご協力による)。このうち1200以上のクラスターについてin situ解析を行った。調べた遺伝子の半数以上は,まったく新規の配列であったり,これまで発生生物学分野で注目されてこなかったものであった。またそれらの遺伝子の発現パターンも,これまでの知識から説明できない複雑なものが多く,発生における細胞の運命決定機構について多くの示唆を得た。2.ホヤ胚を用いたRNAiの技術をほぼ確立した。この手法により卵割期に発現する割球特異的転写因子を含む数十の遺伝子の機能解析を行った。RNAiによる発現抑制は起こったが,機能阻害や形態異常は顕著ではなかつた。反応経路がredundantであるためなのかRNAiの技術的な問題なのか現在は不明である。3.米国Joint Genome Institute(JGI)が公表しているゲノム配列を検索して,割球特異的転写因子の遺伝子の上流調節領域を同定した。現在これをクローニングし,レポーター遺伝子を作製中である。4.当初計画にはなかつたが,京大・佐藤矩行教授,遺伝研・五條堀孝教授・中澤真澄博士との共同研究として,ホヤ胚のcDNA約10000クラスターを載せたマイクロアレイを作製した。今後、これを利用してさまざまな発生制御遺伝子のスクリーニングを行う。
15世紀イタリアにおけるギリシャ語教育の導入に関する教育思想史研究

2018年4月から9月までドイツのミュンヘン大学哲学部に客員教員として在籍し、バイエルン州立図書館にて文献調査を実施した。とりわけヴェネツィアとバーゼルで刊行された、クリソロラスのギリシャ語教科書『Erotemata』の諸飯(1512年、1542年、1543年)を手に取り、内容を細かに確認できたことは、有益であった。これらの版に共通の特徴は、ギリシャ語動詞の活用や形容詞の格変化について、解説はあるが、表がない、ということである。このことは、もしもこれらの著作を教科書として用いた場合、学習者にとって大きな負担となり得る。もっとも一つの版(1512年、Aldus版)では、不規則動詞に関してはアルファベット順に活用が列記されてはいる。他方、すべての版は、教師が生徒に問いを提示し、生徒がそれに答えるという形式を取る。問いを意味するErotemataというタイトルはここから発するのだろう。これらのことを総合的に考えると、本書は、従来考えられているようにギリシャ語の教科書ではなく、教師がギリシャ語教育に用いるマニュアルではなかったかと思われる。なお、1546年のバーゼル版では、テキストはギリシャ語のみであるが、それ以外に参照したヴェネツィア版では、ギリシャ語とラテン語が見開きで対応するように列挙されている。これも、生徒のためというよりも、ラテン語に不慣れなギリシャ人教師のためのものと考えることもできよう。このように、『Erotemata』について、新たな視点が得られたことは貴重な成果である。なお、ミュンヘン滞在中には、格安航空券や汽車を使って、ベルギー、イギリス、ローマ、パリ、ドレスデン、ウイーン、イスタンブールの図書館を視察し、ルネサンスとビザンチンの言語教育に関する見識を深めることができた。まず、Weiss, R. (1977). Medieval and Huanist Greel, pp. 227-254を基礎的な資料と定め、以下の点を確認した。1)前クリソロラス期。クリソロラス以前にもフィレンツェにはギリシャ語教育の機会があった。1369年にシチリアからギリシャ語を知るピラト(Leonzio Pilato)が来訪した時である。しかし、彼の来訪はボッカッチョ以外のヒューマニストにはまったく影響を与えていない。ボッカッチョも、ギリシャ語に関心は持つが、上達はしなかった。2)サルターティ(Coluccio Salutati)の影響。フィレンツェにおけるギリシャ語への関心は、サルターティによるところが多大である。彼は、ラテン文学の研究を通じて、ギリシャ文学の重要性を知ることになったのである。3)アンジェリ(Iacopo Angeli)の活動。サルターティは、アンジェリを1395年にコンスタンティノポリスへ派遣する。その目的は、1ギリシャ語原典の取得2ギリシャ語の学習3当時名声を博していた知識人クリソロラスのフィレンツェへの招聘であった。4)フィレンツェ招聘の実現。この件に関しては、クリソロラスによるしたたかな金銭交渉があった。以上の点の中で、教育思想史の観点からとりわけ注目に値するのは、サルターティの思想である。ギリシャ語(それも古典ギリシャ語)を学ぶためには、古典ラテン文学の研究の深まりによって得られた精神の成熟が必要であったのである。さらに、アンジェリという比較的知られていないヒューマニストの重要性も明るみに出た。彼についても、今後さらに掘り下げていく必要がある。最後に、クリソロラスであるが、彼の教科書Erotemataには校訂版がなく、購入も不可能であることがわかった。このことは、今後の研究計画に影響を及ぼすことになるであろう。14世紀末におけるフィレンツェでのギリシャ語教育の導入の歴史的背景が具体化されたこと、その中でヤコポ・アンジェリという人物の存在が新たに浮かび上がってきたこと、この二点を達成したことで、今後の研究の方向性がいままで以上に明確になったことは評価できる。ただし、テロの問題もあり、渡欧を今回は断念することにした。また、クリソロラスのテキストに関して言えば、バイエルン州立図書館などがネットで公表しているものしかなく、ギリシャ語文字の印刷がいまのものともずいぶん異なり、予想を超えて難渋した。この点に関しては、今後の工夫が必要であろう。本研究は、15世紀イタリアにおけるギリシャ語教育の導入過程を、ギリシャ語とラテン語の原典に基づいて、詳細に調査し、その全貌を明らかにすることを目指している。この過程において重要な事件は、フィレンツェの書記官長であったコルッチョ・サルターティによるビザンチンの碩学クリソロラスのフィレンツェへの招聘(1397年)であったことは論を待たない。しかし、その背景については、まだ十分に明らかになっていないが、1390-91に、サルターティの弟子であるRoberto di Francesco di Dolcino RossiがヴェネツィアでクリソロラスとDemetrio Cidoneに知り合い、クリソロラスから短期間だがギリシャ語を学ぶことができたということはわかった。このことによって、浮かび上がって来たのが、当時の西洋文化においてビザンチンとの橋渡しをしていたヴェネツィアという国家の重要性である。しかし、教育思想史の分野では、エウジェニオ・ガレンの大著『ルネサンスの教育』などに代表されるように、ヒューマニズム教育はフィレンツェに焦点を当てて、論じられてきた。したがって、ギリシャ語教育の導入に関しても、フィレンツェ中心の解釈が一般的であった。今回、ヴェネツィアに赴き、その歴史に関する研究を進めることによって、この解釈の一面性に気づくことができた。

サルターティの弟子であったレオナルド・ブルーニはクリソロラスからギリシャ語を学んだのちに、「西洋で700年間忘れられていたギリシャ語を最初に習った」と豪語したが、当時のヴェネツィアにおけるビザンチンとの交流に鑑みた時、ブルーニの言葉(そしてそれに依拠したルネサンス思想史)から一定の距離を置く必要が認識された。なお、クリソロラスが執筆したギリシャ語教科書であるErotamataについての研究も行った。ギリシャ語教育導入の過程について、学ぶ側の事情と教える側の事情の二つの面から研究を進めた。学ぶ側の事情としては、フィレンツェにビザンチンからクリソロラスをギリシャ語教師として招聘したコルッチョ・サルターティ、そしてクリソロラスの素でギリシャ語を学び、『二コマコス倫理学』などを原典から訳したレオナルド・ブルーニの書簡に焦点を当てて、その思想史的背景を探った。実は、フィレンツェにはすでに14世紀半ばにはシシリアから亡命ギリシャ人が来訪し、ギリシャ語教育を受けることは可能であった。しかし、その時には、ギリシャ語教育はなされなかった。このことが示すように、ギリシャ語教育の背景には、それを受け入れる側の思想的な成熟が求められた。サルターティとブルーニの研究は、このことを明らかにするものである。教える側の事情としては、クリソロラスに焦点を当てて、彼がフィレンツェに招聘された経緯を調べた。このことによって明らかになったのは、西ヨーロッパとビザンチンを媒介したヴェネツィアの重要性、招聘を巡ってフィレンツェのみならず他の国からもオファーがなされたという事実、そしてそれを利用してフィレンツェとの契約金を釣り上げたクリソロラスのしたたかさであった。ギリシャ語教育導入という思想史的な一大事件の背景には、このような人間くさい事情もあったのである。さらに、教える側と学ぶ側を媒介するテキストについても研究をした。クリソロラスはErotemataというテキストを教科書として作成し、用いたが、研究を進めると、このテキストは異本だらけで、正規の飯が存在しないということがわかった。幸いにして、いくつかの版は、バイイェルン州立図書館などからネットで公開されているが、活字の読みにくさもあり、現物をじっくり読む機会を得ることが望ましい。これは、今後の課題となる。古典ギリシャ語が西洋の中等教育カリキュラムに15世紀に導入されたという歴史的事件の思想的背景と状況を、引き続き調査した。従来、この事件については、フィレンツェの碩学サルターティとビザンチンの学者クリソロラスの関係に焦点が与えられてきた。しかし、ビザンチンとの関係において海洋大国ヴェネツィアが演じた役割は大きい。さらに視野を広げて見れば、シチリアと南イタリアは、ビザンチンによって再征服され、中世を通じても一定のギリシャ語文化が残っていたこともわかった。ギリシャ語文化圏は、イタリア半島においてさえ、一定の程度で残存していたのである。それにもかかわらず、中央・北部イタリアにおいては、ギリシャ語教育は中世において皆無に等しかった。
リュードベリ分子を経由するラジカル生成メカニズム

シンクロトロン放射光を光源として、アセチレン分子を5090nmの光で分解するとCHおよびC_2ラジカルからの蛍光を観測することが出来た。これらのラジカルの蛍光断面積を水素同位体化合物、すなわちC_2H_2,C_2HD,C_2D_2、を用いて測定したところ、C^*_2ラジカルの蛍光断面積はC_2H_2>C_2HD>C_2D_2の順であり、CH^*(CD^*)においては逆にC_2H_2<C_2HD<C_2D_2であった。本研究において用いた光エネルギーはアセチレンのイオン化ポテンシャルを越えている。そこで、蛍光励起スペクトルとイオン生成効率スペクトルを測定した。これらのスペクトルの解析結果により、C^*_2およびCH^*(CD^*)の前駆体の一つはC_2H_2^+イオンのA^^<2>A_g状態に収斂するリュードベリ状態であることが判明した。また、二つのスペクトルは、リュードベリ状態(一般には超励起状態という)がトランス型に曲がっていることを示唆した。このことはリュードベリ状態(超励起状態)が三員環活性錯合体を経て分子内水素原子転移を起こし得ることを意味する。この分子内水素転移の際にトンネル効果が効き、そのゆえ、CH^*(CD^*)の蛍光断面積はC_2H_2<C_2HD<C_2D_2の順に大きくなるという観測結果が合理的に解釈された。C^*_2ラジカルについては、C-HおよびC-D結合における通常の水素原子同位体効果が働いていると考えられる。上記の結果により、今日までほとんど理解が進んでいなかった超励起アセチレン分子は如何なる過程を経てラジカルに分解していくのかという課題に対して、化学反応動力学的な解明が出来た。
油脂受容体候補たんぱく質に関する動物行動学的研究

GPR120を発現させた細胞のカルシウムレスポンスを指標にした油脂に対する特異性のプロフィールとリック試験による動物行動解析から得られるマウスの油脂への嗜好性を比較すると、両者はよく一致した。また、マウス舌上皮から単離した有郭乳頭味細胞を用いたカルシウムイメージング試験においても同様の長鎖不飽和脂肪酸による応答が見られた。従ってGPR120が舌上における長鎖脂肪酸の化学受容体として機能していることが支持された。マウスは0.25%の低濃度の長鎖不飽和脂肪酸を認識し、高嗜好性を示すことが明らかとなった。オレイン酸については0.125%の低濃度でも希釈液と比較してマウスは好んで摂取した。このことから、極めて少量の脂肪酸を添加することによって食品の嗜好性を高めることができる可能性が示唆された。GPR120ノックアウトマウスを作成した。このマウスを用いて検討したところ、GPR120単独の欠損では、油脂に対する嗜好性は抑制されなかった。これらのことから、マウスの口腔内において食品に含まれる脂肪酸はGPR120およびCD36を含むその他の受容体との共同によって受容されている可能性がある。油脂は無味ながら食品の嗜好性を左右する最も重要な要因である。しかし油脂に対する高い嗜好性のメカニズムは不明の点が多い。特に、摂取した油脂の口腔内での受容機構は未解明である。本研究では、油脂の化学的シグナルを担っている脂肪酸の口腔内受容機構について、舌の有郭乳頭に発現している7回膜貫通型Gタンパク共役受容体の1つであるGPR120の生理的な関与をノックアウトマウスを使った行動科学的手法を用いて明らかにする。GPR-120ノックアウトマウスを使った行動科学的手法を用いて、油脂の受容機構を解明することを目的としている。GPR120が口腔内の脂肪酸センサーとして、油脂の嗜好性に関与していると考え、生理的な関与を確かめるためにGPR120のノックアウトマウス作成に成功した。マウスは行動実験に適しているBALB/Cを用いた。作成したノックアウトマウスを実験に用いることができる頭数になるように繁殖を続けた。このマウスを用いて基礎的な検討を行ったところ、GPR120のみの欠損では、動物の成長には明らかな違いが観察されず、油脂に対する嗜好性にも顕著な減退はなかった。油脂に対する嗜好性や選択のための認識には、GPR120のみならず、複数の要因が多面的に関与しているものと思われる。油脂の認識には、これまでCD36が部分的に関与していることを明らかにしてきたが、当該年度の結果を踏まえて、GPR120のみならず複数の脂肪酸受容機構の関与の可能性を考えて研究戦略を再構築している。GPR120が口腔内での脂肪の受容に関与することを検証するためにGPR120ノックアウトマウスを作製した。ノックアウトマウスはトランスジェニック株式会社に依頼し、行動実験に適したBALB/c系統で作製した。前年度に引き続いて、野生型マウスにおいて好まれるリノール酸などの既知リガンドへの嗜好性がGPR120ノックアウトマウスにおいて低下するか否かをリック行動試験により評価した。また、マウス舌有郭乳頭から味細胞を単離し、遊離カルシウム指示薬を細胞内に導入し、脂肪酸刺激によって応答するかをカルシウムイメージング法により調べた。GPR120ノックアウトマウスの腸管粘膜や舌上有郭乳頭におけるGPR120のmRNA発現が完全に消失していることをRT-PCR法により確認した。標準飼料で飼育したマウスの体重増加、摂食量はノックアウトと野生型との間で差は見られなかった。GPR120ノックアヴトマウスを用いたリック試験を行ったが、ノックアウトマウスは既知リガンドへの嗜好性は低下することなく、野生型マウスとほぼ同様の嗜好性を示した)。さらに低濃度での脂肪酸を用いてリック試験を行ったが、差は見られなかった。また、脂肪酸希釈溶液をミネラルオイルから0.3%キサンタンガムに変更し、再度試験を行ったが、野生型とGPR120KOマウスとで差は認められなかった。マウス舌上皮から単離した有郭乳頭味細胞を用いてカルシウムイメージングを行った。リノール酸やリノレン酸、エイコサペンタエン酸などの長鎖不飽和脂肪酸刺激により一部の味細胞で濃度依存的なカルシウムレスポンスが確認できた。

脂肪酸のカルボキシル基がメチル化された脂肪酸誘導体刺激では細胞は反応しなかった。一方、GPR120ノックアウトマウスから単離した有郭乳頭味細胞でも長鎖不飽和脂肪酸刺激によって一部の細胞がカルシウム応答することを明らかにした。GPR120を発現させた細胞のカルシウムレスポンスを指標にした油脂に対する特異性の解析とリック試験による動物行動解析から得られるマウスの油脂嗜好性を比較すると、両者の特異性はよく一致していた。リック試験は試験液を消化吸収した後に得られる満足感ではなく、試験液を口にした時のおいしさを短時間に判定・評価するものである。従ってGPR120が舌上における長鎖脂肪酸の化学受容体のひとつとして機能しており、脂肪酸が好まれるのはそのGPR120刺激が寄与していることが強く示唆された。ミリスチン酸(C14:0)、ミリストレイン酸(C14:1)については細胞系では高い活性を示したが、リック試験ではこれらの脂肪酸に対する嗜好性は低かった。においやテクスチャーなどGPR120以外の要因が関与していることも推察できるが今後の研究が必要である。マウスは0.25%の低濃度の長鎖不飽和脂肪酸を認識し、高嗜好性を示すことが明らかとなった。オレイン酸については0.125%の低濃度でも希釈液と比較してマウスは好んで摂取した。このことから、極めて少量の脂肪酸を添加することによって食品の嗜好性を高めることができる可能性が示唆された。マウス舌上皮から単離した有郭乳頭味細胞を用いたカルシウムイメージングにおいても長鎖不飽和脂肪酸による応答が見られた。また、脂肪酸のメチルエステル体刺激では応答しないことも確認できた。これらの結果はGPR120安定発現細胞系におけるカルシウムレスポンスと同様な傾向を示している。GPR120ノックアウトマウスを作成し検討したところ、GPR120単独の欠損では、油脂に対する嗜好性は抑制されなかった。これらのことから、マウスの口腔内において食品に含まれる脂肪酸がGPR120およびその他の受容体との共同によって受容されていることが示唆された。作製したノックアウトマウスは、行動実験に適したBALB/c系統であり、より生理的な条件下で油脂に対する嗜好性を評価することができると期待された。しかし、GPR120ノックアウトマウスは野生型マウスと脂肪酸に対する嗜好性が変わらなかった。また、ノックアウトマウスから単離した味細胞でも長鎖脂肪酸刺激によってカルシウムレスボンスが見られた。このことから、口腔内においてGPR120だけが脂肪酸受容体として機能しているわけではなく、CD36や、GPR40、もしくはその他の受容体が相補的に機能している可能性が示唆される。24年度が最終年度であるため、記入しない。脂肪分子の化学受容機構には複数の受容体、細胞内情報伝達経路が関与することが推察される。今後はGPR120ノックアウトマウスやCD36ノックアウトマウスから単離した有郭乳頭味細胞を用いて、脂肪酸応答後の細胞を採取し、Single Cell RT-PCR法により、脂肪酸応答特性と遺伝子発現プロファイルを解析する予定である。
アルコール性肝障害の進展メカニズムと突然死との関連性について

アルコール性肝障害の進展メカニズムと突然死との関連性を調べることを目的に、慢性アルコール性肝障害を発症した動物モデルを作成し、不整脈性の突然死とアルコール性肝障害の関係を調べた。リーバ食と呼ばれるアルコール液体流動食をマウス・ラットに約6週間にわたり投与した。その後コントロール群、慢性アルコール投与継続群、慢性アルコール投与後離脱1日・3日・1週間3週間の実験動物群を作成し、病理形態学に肝臓・心臓を検討した。慢性アルコール投与後離脱1日群のみ突然死が見られたが、その他の群ではほとんど認められなかった。肝臓では脂肪沈着と星細胞の増生が認められ、心臓では心筋間質の線維化傾向が認められた。アルコール性肝障害の進展メカニズムと突然死との関連性を調べることを目的に、慢性アルコール性肝障害を発症した動物モデルを作成し、不整脈性の突然死とアルコール性肝障害の関係を調べる研究である。アルコールは全身に影響を及ぼし、肝臓と中枢神経系の障害が有名であるが、同時に心臓や膵臓・内分泌系・生殖系などいろいろな臓器に障害が生じる。特に、死因としてはアルコール肝硬変やアルコール性肝炎が注目されているが、アルコール飲酒者がほとんど肝障害が軽度にもかかわらず、突然死することが知られ、大酒家突然死症候群といわれている。法医学領域の突然死としては無視できない割合を占めており、その病態はよく知られていない。そこで、本研究はアルコール障害の中でも肝臓と心臓に焦点をあてて研究を行うものである。慢性アルコール性肝障害を安定的に発症させる動物モデルを使い、突然死の生じやすい時期と慢性アルコール投与状態の検討を行った。アルコール投与法としてはリーバー食といわれるアルコールとカロリーを調整した液体色を使用した。その結果、慢性アルコール投与後の離脱期に特に不整脈が生じやすいことが確認された。この実験条件の下で、コントロール群と慢性アルコール投与継続群、慢性アルコール投与後離脱後1日・3日・1週間・2週間・3週間といった時間を設定して実験動物の状態を観察し、いろいろな条件下で、突然死と肝障害の関係を病理形態学的に検索している。肝臓では脂肪沈着と星細胞の増生が認められた。星細胞の活性化が認められた。心臓では線維化傾向が疑われるが、今後も更なる検討が必要である。アルコール性肝障害の進展メカニズムと突然死との関連性を調べるために、慢性アルコール性肝障害を発症した動物モデルを作成し、不整脈性の突然死とアルコール性肝障害の関係を調べる研究である。アルコールは全身に障害を起こし、肝臓と中枢神経系が有名であるが、同時に心臓や肝臓・内分泌系・生殖系など全身に障害を生じる。

この実験条件の下で、コントロール群と慢性アルコール投与継続群、慢性アルコール投与後離脱後1日・3日・1週間・2週間・3週間といった時間を設定して実験動物の状態を観察し、予備実験を行った。現在、いろいろな条件下で、突然死と肝障害の関係を病理形態学的に検索している。今後、本格的に条件を設定して検討を加える予定である。アルコール性肝障害の進展メカニズムと突然死との関連性を調べることを目的に、慢性アルコール性肝障害を発症した動物モデルを作成し、不整脈性の突然死とアルコール性肝障害との関係を調べる研究である。アルコールは全身に影響を及ぼし、肝臓と中枢神経系の障害が有名であるが、同時に心臓や膵臓・内分泌系・生殖系などいろいろな臓器に障害が生じる。特に、死因としてはアルコール性肝硬変やアルコール性肝炎が注目されているが、アルコール飲酒者がほとんど肝障害が軽度にもかかわらず、突然死することが知られ、大酒家突然死症候群といわれている。法医学領域の突然死としては無視できない割合を占めており、その病態はよく知られていない。そこで、本研究はアルコール性臓器障害の中でも肝臓と心臓に焦点をあてて研究を行うものである。慢性アルコール性肝障害を安定的に発症させる動物モデルを使い、突然死の生じやすい時期と慢性アルコール投与状態の検討を行った。アルコール投与法としてはリーバー食といわれるアルコールとカロリーを調整した液体流動食を使用した。その結果、慢性アルコール投与後の離脱期に特に不整脈が生じやすいことが確認された。この実験条件の下で、コントロール群と慢性アルコール投与継続群、慢性アルコール投与後離脱後1日・3日・1週間・2週間・3週間での実験動物の状態を観察し、突然死と肝障害の関係を病理形態学的に検討した。慢性アルコール投与後の離脱期を経た後の期間では突然死はほとんど認められなかった。肝臓では脂肪沈着と星細胞の増生が認められ、星細胞の活性化が示唆された。心臓では心筋間質の線維化傾向が認められた。今後、心臓突然死についての更なる検討が必要と考えられる。法医学慢性アルコール性肝障害を安定的に発症させる動物モデルを使い、突然死の生じやすい時期と慢性アルコール投与状態の検討を行った。慢性アルコール投与実験であるため、条件設定に長期の時間がかかったが、本格的に検討を加える予定である。研究の達成度としては50%である。
カイネティックＮＭＲによるプリオン立体構造進化過程の解明

我々はプリオン蛋白質の正常型から異常型への構造変換及び進化メカニズムを解明するため、カイネティック蛍光分光装置、カイネティックCD、カイネティック光散乱装置、及びカイネティックNMR(800MHz)を開発した。これらの装置を用い凝集前の早期のプリオン蛋白質の構造変換を見出すことが出来た。カイネティック光散乱装置では、アミロイドの規則的構造を形成する前に不規則な集合体形成が一過性に生ずることが分かった。カイネティックNMRでは、超音波照射により徐々にペプチド結合が部位特異的に切断されることが判明した。これらの現象はプリオンの異常化及びその進化メカニズムの解明の重要な手がかりになると考えられる。本研究では、核磁気共鳴(NMR)法とフロー装置を組み合わせて、蛋白質のアミロイド線維形成過程をリアルタイム且つ原子レベルで明らかにすることを目的とする。NMR法では、サンプル溶液を流しつつ測定すると磁場の不均一性等により大変難しくなる。そこで、2本のPEEKチューブをガラス管の中でうまく配置することで、送液中でも磁場の乱れが少ないフローセルを開発した。まず、卵白リゾチームをモデル蛋白質として用いて、そのアミロイド線維形成過程を500MHzのNMRを用いて^1H 1Dスペクトルを連続測定して追跡した。線維形成は超音波照射下,pH1.6,42°CでNMRを測定しつつ作製した。その結果、線維形成に伴い天然構造由来のピークが2030時間後急激に減少した。さらに詳しく調べると、線維形成前に変性構造に由来するピークが徐々に上昇することが分かった。質量分析の結果、そのピークは断片化したリゾチームであることが分かった。しかし、形成されたアミロイド線維を調べると、リゾチームはほとんど分解されていなかった。以前の研究により、断片化したリゾチームは自発的に線維を形成することが報告されている。よって、断片化したリゾチームがまず線維を形成して、それを核として全長リゾチームの線維が伸長したと考えられる。また一方で、アミロイド線維を形成するとリゾチームは加水分解されにくくなることが示唆された。加水分解は揺らぎが大きな部位で起こるが、線維を形成すると分子全体がβシート構造を形成するため揺らぎが小さくなると考えられる。このようにアミロイド線維は非常に安定である。今後、さらにオリゴマー形成やプリオンの線維形成機構を明らかにしたい。プリオンタンパク質の正常型から異常型への構造変換及びその進化メカニズムは、未だ解明されていない。我々は、この現象を原子分解能で観測するため、カイネティック蛍光分光装置、カイネティックCD、カイネティック光散乱装置、高圧NMR、及びその最終形態としてのカイネティックNMRを開発した。カイネティック蛍光では、チオフラビンTをプローブとして、超音波照射に伴うプリオンたんぱく質構造の時間変化を記録した。その結果、数時間から数日の経過で、最終的にはアミロイド形成に到るものの、その途中経過は、尿素濃度と塩濃度に強く依存することが分かった。カイネティックCDでは、同様の傾向が見られたが、30分くらいで緩和するより早期の反応が観測された。このような早期のプリオン蛋白質の構造変換は新発見であり、今後、より詳細な解析をしたい。カイネティック光散乱では、タイムスケールはカイネティック蛍光に近かったが、より早期に一過性の集合体形成が観測された。これはアミロイドのような規則的構造を形成する前に、不規則な集合体形成が一過性に生ずることを示唆している。また高圧NMRでは、全長プリオンタンパク質の圧力変性が観測された。これらの情報を最終的に束ねるカイネティックNMR測定では、極めて興味深い現象が観測された。NMRではタンパク質を構成する原子のひとつひとつが分離して観測できるが、カイネティックNMRから、超音波照射によって徐々にタンパク質のペプチド結合が部位特異的に切断されることが判明した。超音波照射により水溶液中にラジカルが発生する。そのラジカルによって酸化還元反応など様々な反応が引き起こされると考えられる。また、アミロイド形成によりペプチド結合の切断が抑えられることが分かった。この現象の全貌は未だに明らかではないが、プリオンの異常化及びその進化メカニズムの解明に今後、重要な手がかりになる、と考えられる。本研究の目的は、核磁気共鳴(NMR)法とフロー装置を組み合わせ、蛋白質の立体構造進化過程(アミロイド線維形成過程を含む)をリアルタイム且つ原子レベルで明らかにすることにある。我々は、この進化過程を促進する方法を複数探索した。本年はそのひとつとして、超音波照射に関して開発を推進した。まず超音波パワーの定量的測定法を、カロリメトリー及びKI酸化法を用いて確立した。その結果として、アミロイド形成の核形成時間が、超音波強度に比例して短縮することを見出した。また、超音波の周波数を変えて、アミロイド形成過程を観測した。

28 kHzから100 kHzに周波数を上げると、凝集体形成確率は減少したが、出来た凝集体のサイズは寧ろ増大した。このことは、進化に最適な周波数帯の存在を示唆する。これらのデータは、今後、キネティックNMRに用いる反応条件を決定する上で、重要なてがかりとなる。超音波による進化機構は、未だ完全には理解されてはいないが、基本的には、Cavitationに伴う1高圧、2高温、3OHラジカルの発生によると考えられる。そこで、キネティックNMRの一環としてまずNMR試料管内の圧力を変化させる装置を設置した(高圧NMR)。マウスリコンビナントプリオンタンパク質をpH23の条件で、圧力(12000気圧)、温度(545°C)を変化させると、天然構造から変性状態までの構造変化を連続的に観測できることがわかった。従って、この溶媒条件は、いずれの状態が最も進化に都合が良いかを突き止めるための基本状態となる。さらにクライオフィットを導入し、800 MHz NMRを用いて連続的に蛋白質進化過程を観測するためのキネティックNMRを作成した。現在、同装置を用い、卵白リゾチームをモデル蛋白質として観測を開始したところである。キネティックNMRの一部を使用して、新しい知見が得られている。25年度が最終年度であるため、記入しない。超音波を用いたタンパク質進化の基本条件を確立し、それを800 MHz NMRで観測するための装置を開発した。従って、研究は計画どおり達成されている。今後、超音波照射システムを改良し、より定量的にパワーの制御が行えるようにしたい。また、レーザーによる励起も取り入れる。さらに、中心的テーマであるプリオンの進化過程に応用する。超音波活性化装置を用い、P3室において、プリオンの進化条件を確立する。次に、それをキネティックNMRに適用する。次に、プリオンの立体構造進過程を、超音波活性化装置(PMCA)を接続した800 MHz NMRを用いて観測する。これにより、プリオンの進化過程を原子分解能で明らかにする。
高次データー科学による原子層物質のバレースピン制御

近年、計算機科学・統計科学の進展を背景に高次元データーの中から本質的な要因を抽出することができるようになりつつある。物性科学においても計測技術の進展により数多くのデーターが取得できるようになり、その中からいかに本質を抽出するかの視点が重要となっている。そこで、本研究提案の目的は、高次元データーを基にした計算機・統計科学のアプローチを物性科学に積極的に取り込み、学術・応用上重要となる次世代バレートロニクスに求められる、高いバレースピン分極、極めて長いバレースピン分極保持時間、の実現に挑戦することである。
Special Lagrange部分多様体の特異点

ハーベイ、ローソンT2コーン型特異点を持つコンパクト実3次元スペシャルラグランジアンの具体例を構成する論文の改訂を行っている。この構成は主に2段階からなる。1つはビルディングブロックの張り合わせ、もう1つはビルディングブロックの具体例の構成である。両方とも完成させたが、先行結果と比較すると、この構成で得られるスペシャルラグランジアンのスムージングも調べるべきである。そのためにはビルディングブロックの具体例のトポロジーを丁寧に調べる必要がある。またスムージングを構成する際にはアンビエントスペースのケーラー形式も動かす方が自然である。アンビエントスペースのケーラー形式の挙動は一般的に扱えるものなのか、それとも、この具体例特有のものなのか、考えている。重複度を持つ特異点についても考えている。カラビ、ヤウ多様体X及びXのコンパクト且つ滑らかなスペシャルスペシャルラグランジアンLを考える。LにC0の意味で近いコンパクトスペシャルスペシャルラグランジアンL'を全て決めるのが目標である。Lの基本群が非可換自由部分群を持たなければ、Lの有限被覆Kを取ることにより、L'はKの滑らかな摂動の和として表される。この基本群に関する仮定を除きたい。LのコタンジェントバンドルのファイバーとL'とのラップトフレアーコホモロジーをとれば、L上のフラットバンドルが得られる。これがスペシャルスペシャルラグランジアンの特徴で有る。フラットバンドルのモジュライを考え、そのヒッグス場からスペクトルカバーを作りたい。このことを現在考えている。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
DNA脱メチル化機構の解析と関連蛋白質群の単離・同定

本年度我々は、T細胞においてインターロイキン2遺伝子の転写活性がプロモーター上のDNAメチル化によって制御されていることを見出した。一度抗原刺激を受けたT細胞のIL-2プロモーターは脱メチル化を受け、2回目からの刺激に対し即時応答が可能となる。この結果から、免疫記憶を分子レベルで理解することが可能となるかもしれない。(EMBO J. in press)また、核内受容体の一つであるエストロゲン受容体β(ERβ)の分解制御機構を解析した。ERβはユビキチン・リガーゼであるCHIPによってユビキチン化を受け分解されることを明らかにした。さらにERβのC末端に存在するF domainがプロテアソームとERβとの結合を抑制し、分解を制御していることも明らかになった。CHIPによる分解制御は、リガンドが消失したときの転写活性抑制機構に関与していることが示唆されている(投稿中)。また、ERβが中枢において神経伝達物質であるセロトニンの量を制御していることをERβ遺伝子欠損マウスを用いて明らかにした。セロトニンはうつ病などと深く関与することから、閉経後のエストロゲン低下によるうつ症状は、ERβの機能低下によって説明することが出来る。現在、協業を進め、地衣類500種類からERβを活性化する成分を探索中である。また、CHIPの低下が乳癌の悪性化と深く関与していることを明らかにした。CHIPの発現をRNAiを用いて抑制すると、細胞の足場依存性の低下が認められた。足場依存性の低下はアノイキスの低下と相関している。アノイキスとは、細胞が足場を失ったときに起きるアポトーシスであり、Aktによって制御されている。CHIPのノックダウン細胞では、Aktの活性化が抑制しているため、アノイキス耐性となっていることが明らかとなった。
原発性胆汁性肝硬変の病因解析および治療法開発のための共同研究

【研究目的】PBCの病態形成に深く関わっていると考えられる抗ミトコンドリア抗体の対応抗原のT細胞のエピトープを同定し,抗原特異的T細胞による抗原認識様式を解析することより病因分子を明らかにし,この情報をもとに抗原特異的な免疫療法を開発する.【研究方法・結果】PBC患者および健常者よりヒトPDC-E2 163-76ペプチド特異的T細胞クローンを樹立した.ヒトPDC-E2 163-176ペプチド上のT細胞エピトープと相同性を示す微生物等の外来抗原および自己抗原をコンピューターホモロジーサーチで検索し,合成ペプチドを作成した.T細胞クローンとこれらの合成ペプチドとの反応性を検討し,ペプチド間での交差反応性を解析した.その結果,PDC-E2 163-176反応性T細胞はPBCの病因と深く関係していることが推定される.興味あることにクローン化T細胞のTCRリガンドの認識は多様性に富むが,アナログペプチドとの反応からExDKとEIExDの2つのモチーフが同定された.さらに、それぞれのモチーフサーチにより,T細胞の中に複数の細菌由来のペプチドと反応するT細胞が存在していることが明らかになった.【結論】T細胞のTCRリガンド認識における分子相同性機構が自己免疫疾患の発症や対応抗原の拡がりに関与している可能性が強く示唆された.今後、これらのPDC-E2 163-176反応性T細胞の役割および抗原特異的な免疫療法の開発に向けて,in vitroの胆管障害のアッセイ方法の確立やPBC動物モデルの開発,さらには免疫学的治療戦略として,自己抗原反応性T細胞のアナジーへの誘導,あるいはTh2タイプの細胞への誘導方法の開発が望まれる.【研究目的】PBCの病態形成に深く関わっていると考えられる抗ミトコンドリア抗体の対応抗原のT細胞のエピトープを同定し,抗原特異的T細胞による抗原認識様式を解析することより病因分子を明らかにし,この情報をもとに抗原特異的な免疫療法を開発する.【研究方法・結果】PBC患者および健常者よりヒトPDC-E2 163-76ペプチド特異的T細胞クローンを樹立した.ヒトPDC-E2 163-176ペプチド上のT細胞エピトープと相同性を示す微生物等の外来抗原および自己抗原をコンピューターホモロジーサーチで検索し,合成ペプチドを作成した.T細胞クローンとこれらの合成ペプチドとの反応性を検討し,ペプチド間での交差反応性を解析した.その結果,PDC-E2 163-176反応性T細胞はPBCの病因と深く関係していることが推定される.興味あることにクローン化T細胞のTCRリガンドの認識は多様性に富むが,アナログペプチドとの反応からExDKとEIExDの2つのモチーフが同定された.さらに、それぞれのモチーフサーチにより,T細胞の中に複数の細菌由来のペプチドと反応するT細胞が存在していることが明らかになった.【結論】T細胞のTCRリガンド認識における分子相同性機構が自己免疫疾患の発症や対応抗原の拡がりに関与している可能性が強く示唆された.今後、これらのPDC-E2 163-176反応性T細胞の役割および抗原特異的な免疫療法の開発に向けて,in vitroの胆管障害のアッセイ方法の確立やPBC動物モデルの開発,さらには免疫学的治療戦略として,自己抗原反応性T細胞のアナジーへの誘導,あるいはTh2タイプの細胞への誘導方法の開発が望まれる.【研究目的】PBCの病態形成に深く関わっていると考えられる抗ミトコンドリア抗体の対応抗原のT細胞のエピトープを同定し,抗原特異的T細胞による抗原認識様式を解析することより,病因分子を明らかにし,この情報をもとに抗原特異的な免疫療法を開発することを目的とする.【実験研究】HLA DR53陽性のPBC患者および健常者よりヒトPDC-E2 163-176ペプチド特異的T細胞クローンを樹立した.T細胞エピトープ部分のアミノ酸構造をもとに数十種のアナログペプチドを合成し,T細胞反応性とその制御の可能性を検討した.T細胞クローンの分子相同性のある抗原とその交差反応性の検討では,23種の外来抗原のうち大腸菌を含む細菌由来の計7種がそれぞれ15株のT細胞クローンと交差反応性が認められた.分子相同性を有する抗原へのT細胞クローンの反応性は,一定でなかった.樹立したT細胞クローンは全てTh1様タイプのT細胞と考えられた.【共同研究】共同研究者の中村稔博士,笹月健彦博士、福井宣規博士,西村泰治博士,松下祥博士にもそれぞれの担当領域の研究をしていただき,研究を進めている.海外の協力者カリフォルニア大学のGershwin教授とも共同研究を進め,その打合せおよび成果発表のために海外渡航を行った.【結論】本年度の研究で,ヒトPDC-E2 163-176に分子相同性を示す大腸菌由来ペプチドのみならず,他のいくつかの細菌由来ペプチドに対しても反応するT細胞がPBC患者末梢血には存在することを明らかにした.PBCの免疫病態の形成にT細胞による自己抗原認識の分子相同性が関与する可能性が示唆された.この情報は抗原特異的な免疫療法の開発に有用な知見と思われる.【研究目的】PBCの病態形成に深く関わっていると考えられる抗ミトコンドリア抗体の対応

抗原のT細胞のエピトープを同定し,抗原特異的T細胞による抗原認識様式を解析することより病因分子を明らかにし,この情報をもとに抗原特異的な免疫療法を開発する.【研究方法・結果】PBC患者および健常者よりヒトPDC-E2 163-176ペプチド特異的T細胞クローンを樹立した.ヒトPDC-E2 163-176ペプチド上のT細胞エピトープと相同性を示す微生物等の外来抗原および自己抗原をコンピューターホモロジーサーチで検索し,合成ペプチドを作成した.T細胞クローンとこれらの合成ペプチドとの反応性を検討し,ペプチド間での交差反応性を解析した.その結果,PDC-E2 163-176反応性T細胞はPBCの病因と深く関係していることが推定される.興味あることにクローン化T細胞のTCRリガンドの認識は多様性に富むが,アナログペプチドとの反応からExDKとEIExDの2つのモチーフが同定された.さらに,それぞれのモチーフサーチにより,T細胞の中に複数の細菌由来のペプチドと反応するT細胞が存在していることが明らかになった.【共同研究】共同研究者の中村稔博士,笹月健彦博士,福井宣規博士,西村泰治博士,松下祥博士にもそれぞれの担当領域の研究をしていただき,研究を進めている.海外の協力者カリフォルニア大学のGershwin教授,米国エモリー大学(アトランタ)Ansari教授とも共同研究を進め,その打合せおよび米国肝臓学会における成果発表のために海外渡航を行った.【結論】T細胞のTCRリガンド認識における分子相同性機構が自己免疫疾患の発症や対応抗原の拡がりに関与している可能性が強く示唆された.これらのPDC-E2 163-176反応性T細胞の役割および抗原特異的な免疫療法の開発に向けて,in vitroの胆管障害のアッセイ方法の確立やPBC動物モデルの開発,さらには免疫学的治療戦略として,自己抗原反応性T細胞のアナジーへの誘導,あるいはTh2タイプの細胞への誘導を推進中である.研究目的:PBCの病態形成に深くかかわっていると考えられる抗ミトコンドリア抗体の対応抗原のT細胞エピトープを同定し、抗原特異的T細胞による抗原認識機構を解析することにより、PBCの病因を明らかにする。また、この情報をもとに抗原特異的な免疫療法を開発する。研究方法・結果:PBC患者及び健常者よりヒトPDC-E2 163-176ペプチド反応性T細胞クローンを樹立し、多数のaltered peptide ligandを用いてPDC-E2 163-176ペプチド反応性T細胞のペプチドモチーフを決定した。同定された2種のモチーフ(EXDK, EIEXD)と相同性を示す外来抗原および自己抗原の広範なコンピューターホモロジーサーチを行い、多数の分子相同性ペプチドを合成した。PDC-E2 163-176ペプチド反応性T細胞クローンとこれら分子相同性ペプチドとの反応を詳細に解析し、病因との関係が強く推定される細菌由来ペプチドや自己抗原由来のペプチドを同定し得た。共同研究:共同研究者の笹月健彦博士、福井宣規博士、西村泰治博士、松下祥博士にもそれぞれの担当領域の研究を進めて頂く。
自己組織化された銅-パラジウム複核錯体の創製と酸化反応触媒としての機能調整

有機基質を金属錯体の介在により自己組織化させる研究が、近年注目を浴びている。これに比べて、2元系金属錯体それ自身を自己組織化させ、その実体と機能を究明しようとする研究例は乏しい。我々は、有機合成化学の分野で汎用されている酸化触媒PdC12^-CuClを分子状酸素存在下でヘキサメチルホスホルアミド(HMPA)と反応させ、銅とパラジウムに架橋した酸素原子を持つ複核錯体[(PdCl^2)^2CuCl^2(HMPA)^2]n及びポリマー状錯体(PdCl^2)^6(CuO)^4(HMPA)^4の単離に初めて成功している。この手法をHMPAの代わりにジメチルホルムアミド(DMF)に適用し、配位子としてDMFを持つ二種のPd-Cu二核錯体、[(PdCl^2)^2CuCl^2(DMF)^2]n及び(PdCl^2)x(CuO)y(DMF)z、の単離にも成功した。そこで、本年度はアミド系あるいは尿素系化合物を配位子として持つPd-Cu二核錯体の一般的合成法の確立を目指した。その結果、1,3-ジメチル尿素及び1,1,3-トリメチル尿素との反応からは、アミドカルボニルが銅に配位したPd-Cu二核錯体がそれぞれ得られることが分かった。これらの結果は、アミド系化合物を共存させたPdaCl^2-CuClの酸化触媒系では、Pd-Cu二核錯体が一般に生成していることを明らかに示す。今後はこれらの知見を基として、種々のPd-Cu二核錯体の合成とその酸化反応触媒としての機能を明らかにする。
3次元双曲多様体における岩澤予想とその数論への応用

我々は、整数論における岩澤予想の幾何学的類似が、体積が有限の双曲3次元多様体上の尖点的なユニタリ局所系について成立することを示した。さらに、そのような局所系に対して、Lichtenbaum予想の類似も成り立つことを示した。整数論におけるゼータ関数の理論を3次元双曲多様体上で展開し、整数論における岩澤理論の類似を確立するのが目標である。本研究の目的は,整数論における岩澤予想に対応する予想を,体積が有限の3次元双曲多様体について考察しようというものである。具体的には,(1)コンパクトな3次元双曲多様体上に与えられた局所系から得られるAlexander不変量のゼロ点の位数とRuelle L関数のゼロ点の位数とを比較する。また,その主要項を比べ,どれだけずれるかを調べる。(2)(1)で述べた主要項の幾何学的な意味を考察する。(3)(1)の考察を,体積が有限な3次元双曲多様体上の1次元局所系についてもおこなう。(4)以上により得られた結果を整数論に応用する。である。本年度では,特に(1)と(2)に焦点を絞って研究を行い,満足いく結果が得られた。得られた結果は次のようになる:(1)コンパクトな3次元双曲多様体上に与えられた局所系から得られるAlexander不変量のゼロ点の位数とRuelle L関数のゼロ点の位数は等しい。また,主要項については,多様体がmapping torusの場合はそれらは一致するが,一般には一致しない。(しかしながら,そのずれを具体的に計算することができる。)(2)Alexander不変量の主要項は,Milnor-Reidemeister普遍量と言われる,古くから知られている幾何学的不変量と一致することが示された。したがって(1)と併せると,Ruelle L関数の特殊値はほとんどMilnor-Reidemeister普遍量に等しいことがわかる。(3)体積が有限の3次元双曲多様体上の1次元局所系についても,(1)と同様の結果が得られた。しかも,局所系がカスプの近くで自明の場合は,Alexander不変量のゼロ点の位数とRuelle L関数のゼロ点の位数は一致しないこともわかった。これは整数論において,有理数体上定義された楕円曲線が,ある素数pで分裂乗法的還元を持つ場合は,岩澤多項式とp進L関数のゼロ点の位数がずれることと対応している。このように,3次元双曲多様体についての岩澤理論の類似は,その病的なところまでこめて,整数論のそれと同じように成立することが,今年度の研究により明らかになった。このことは,整数論のおけるゼータ関数と3次元双曲幾何学におけるそれとは,単なる類似ではなく本質的なところで同じ性質を持つことを示唆し,本研究の整数論への応用におおきなはずみとなる。本研究では,非コンパクトな,体積が有限の3次元双曲多様体上のユニタリー局所系にたいして定義される,Ruelle L-関数の性質を明らかにした。より正確には,無限遠において局所系が尖点的である,という条件を課して,ほぼ満足する結果が得られた。この条件のもとでは,ラプラシアンが連続スペクトラムを持たないため,2乗可積分な空間のラプラシアンによるスペクトラル分解が容易に記述できて,Selberg跡公式の計算も具体的に実行可能である。(つまり明示公式が得られる。)特に,個々の軌道積分が具体的にわかるためSelberg跡公式から多くの情報か得られる。まず,Ruelle L-関数が関数等式をもつことがわかり,またRiemann予想に相当する零点や極の位置がわかる。また,原点は関数等式の折り返し点となるが,そこでの零点あるいは極の幾何学的な意味付けができる。実際には,局所系のコホモロジーの次元の重みつき交対和で表され,これは数論幾何学におけるBirchとSwinnerton-Dyerによる予想と符合する。さらに,Ruelle L-関数を原点ローラン展開したときの係数の意味づけもできた。まず,第1項は幾何学的トポロジーにおいて重要なFranz-Reidemeister捻りと局所系の周期積分の積となることがわかった。これにより,3次元双曲多様体においては,BirchとSwinnerton-Dyerによる予想に相当する事実が成立することがわかる。さらに,面白いのは第2項で,多様体の体積(より正確にはその定数倍)が現れる。実は,Franz-Reidemeister捻りも体積も,代数的K群とBorel regulatorを用いて述べることができるので,整数論におけるLichtenbaum予想に相当する事実が成立することが分かった。3次元の双曲幾何学と整数論の類似性に注目して、整数論における岩澤予想やLichtenaum予想の幾何学的な対応物、あるいは幾何学的なモデルから整数論におけるBirchとSwinnerton-Dyerによる楕円曲線のL-関数の特殊値についての予想を幾何学的な立場から解釈するというのが本研究の目標である。前者については、体積有限の3次元双曲多様体上のユニタリ局所系で、無限遠方で弱い条件を満たすものに対して満足する結果が得られた。

つまり、岩澤予想あるいはLichtenaum予想の類似が整数論における定式化とほとんど同じ形で成立することが判明した。さらに、整数論においては3つのゼータ関数、すなわち複素L-関数、p-進L-関数と岩澤多項式の問の関係を明らかにすることが重要であるが、3次元双曲幾何学においても同様であると推測される。ところが複素L-関数と岩澤多項式に対応するものはそれぞれRuelle L-関数、Alexander多項式であることは明らかであるが、p-進L-関数の対応物は明らかではない。平成20年度の研究では、これこそがJones多項式ではあろうという予想を立てた。この予想は双曲結び目に関する体積予想に自然な解釈をあたえる。実際、Jones多項式がRuelle L-関数の性質を良く反映するとしよう。するとJones多項式の対数をとりその極限をとることは、Ruelle L-関数の第2項を計算することに相当するが、それは多様体の体積であることは既に示している。このように体積予想は、整数論における複素L-関数とp-進L-関数のようにRuelleL-関数とJones多項式の関係がわかれば、その帰結として自然に導かれる。本研究の目的は、楕円曲線に付随したL-関数の特殊値に関するBirchとSwinnerton-Dyerによる予想の幾何学的類似を構成し、そのモデルを通じて本来の予想を理解しよう、という試みである。そのためには、その予想を解決するための、整数論における重要な理論である岩澤理論の幾何学的対応物を構築し、幾何学的岩澤予想を定式化し証明することを目指した。我々は、計画通りに研究を遂行し、双曲3次元多様体に対して岩澤主定理の類似が成立することを示した。具体的には、3次元球面内の結び目の補空間の基本群のユニタリ表現から古典的な方法で捩れAlexander多項式といわれる多項式が定義される。これは、整数論における岩澤多項式の幾何学的類似であるが、本来の岩澤予想は岩澤多項式はゼータ関数(より一般にDirichlet L-関数)の主要項となるであろう、というものであった。この予想は、すでにMazur-Wilesにより解決されている。我々は、結び目の補空間が双曲構造を持つ場合、Dirichlet L-関数をRuelle L-関数に置き換えると、この予想が幾何学でも成立することを示した。また、その証明の過程において得られたL-関数についての情報を統合すると、BirchとSwinnerton-Dyerによる予想が正しいと信じられる十分な理由(数学的には未だ厳密ではない)を見いだすことに成功した。