hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
事象進展のダイナミズムを考慮したシームレスリスク評価手法の研究

電源系と冷却系設備を冗長性と多様性を考慮して配置した複数ユニットのシステムにおいて、電源系の機能を喪失する事象に対して、複数ユニット間の相互作用(好影響ならびに悪影響を考慮してユニットの状態を定量化するとともに各状態間の遷移をマルコフ過程を用いた連立時間微分方程式を解くことによって動的評価を可能とした。ここで、従来は表形式にてあたえてきた状態遷移確率を以下の方法により評価した。まず、諸外国の論文調査と福島第一原子力発電所事故時の意ユニット間の相互作用を分析した。その結果、(1)内的な依存性(設計・運用要因、人的要員、組織要因)、(2)外的な依存性(起因事象、環境要因)、(3)リソースの依存性(物量の確保、機器の確保、要員の確保)に分類することを提案した。これをベイジアンネットワークを階層的に用いてこれらの効果を時々刻々のプラント状態から条件付き確率により分析評価することにより客観的に状態遷移確率を求めた。開発した方法論を例題に対して適用し、その効果と問題点を明らかにした。これを発展させることにより、施設外の支援(例えば。2ユニットと緊急時支援センタ)も含めた広域リスク評価が可能となる。広域リスク評価のモデル化方法として、マルコフモデルととにより、ユニット間の相互作用を時間依存性や修復などの効果を考慮して評価することを示した。例題により、これらのモデルが2ユニットにリスク評価に適用できることを示した。広域リスクに寄与する要因を分析するとともに、マルコフモデルの状態遷移確率、ベイジアンネットワークの条件付き確率を定量することにより、現実的な広域リスク評価に適用することが残された課題である。当初は、単一ユニットにおいて、状態遷移確率をシミュレーションによって定量化し、その結果に基づきメタモデルを作成して評価することを想定していた。文献などを調査する過程で、リスクの評価において、単一ユニットの評価のみでは不十分であることを認識した。そこで複数ユニットにおけるユニット間相互作用を考慮した方法を考案した。さらに、複数ユニットの外から不足しがちのリソースを提供することも視野に入れ、この種の問題にも適用できるよう、マルコフ過程とベイジアンネットワークを結合させた。このように考えるとき、状態間遷移確率を、ユニット間の相互作用を考慮してどのように設定するかが重要な課題となる。そこで、米国ならびにフランスの大学および研究機関の論文を調査するとともに、直接研究討議を行った。そこで、動的リスク評価をさまざなま形で導入していること、相互作用についてもカテゴリー化していることを認識した。日本においては、福島第一原子力発電所の事故において、さまざまなユニット間相互作用、外部からの支援に関する知見があることを踏まえ、事故調査委員会の報告書を調査・分析した。その結果と外国における論文を検討し、考慮すべき相互作用分類を提案した。以上の結果は、当初の計画を上回るものであり、より現実的なリスク評価を可能とする重要な進捗である。現実の物理現象や事象の進展に整合するとともに、評価の結果が実際的なリスク管理に適用可能な、想定を超える事象の動的で不確かなシステム挙動にかかるリスクを評価する方法論を確立した。
ヒト脳スフェロイド内のグリア挙動に着目したストレスに起因する発達障害病態の解明

近年、iPS細胞から作出され、ヒト脳の発生過程を試験管内で再現できる脳スフェロイドが、疾患研究の新たなアプローチ法として注目されている。一方で、これまでの脳スフェロイドには、脳内免疫の重要な立役者であるミクログリアが含まれておらず、その生理的・病理的役割は見過ごされてきた。本研究では、iPS細胞から脳スフェロイドとミクログリアを分化誘導し、共培養を行うことで、ミクログリアを含有する脳スフェロイドを作製する。これにより、ヒト脳の発生におけるミクログリアの生理的役割を検証する。また、神経発達障害の環境要因となるグルココルチコイドの曝露を行い、神経発達の障害におけるミクログリアの役割を検証する。
大気ブロッキングの形成・持続機構に関する観測的・数値実験的研究

ブロッキングとは時に中高緯度に形成される大規模な高気圧のことで,長く持続するという特徴を持っている。多くの異常気象にもブロッキングが関係する。しかしこれまでの長い研究にもかかわらず,その持続メカニズムは分かっていなかった。この難問に対し,我々はブロッキングは高気圧なので,移動性高気圧を吸収することができるという新しいアイデアを提出した。移動性高気圧は普遍的に存在し,ブロッキングの近辺へはジェット気流が運んでくる。この吸収によってブロッキングは常にリフレッシュされ,持続することができると考えたわけである。この考えを実際のブロッキングのデータ解析と数値シミュレーションから実証することができた。持続メカニズムについての研究を論文2編にまとめて国際誌に投稿し,すでに印刷された。ブロッキング高気圧は移動性高気圧を吸収することによって持続するという選択的吸収メカニズムが国際的に認知されたことを意味し,大きな成果と言える。またこのなかで,形成機構の一環と考えていた準定常解を,順圧モデルにおいてではあるが,求めることができた。中緯度では帯状流のみとなるが,高緯度ではブロッキングが準定常的に存在できる。高緯度はコリオリパラメータの緯度変化が小さいこと,帯状流が弱いことが存在のための条件である。これも重要な成果であり,形成機構の研究に引き継がれることになる。また大気大循環モデルを用いて,2010年夏のロシアブロッキングに対して高周波擾乱の寄与を見積るための感度実験を行った。上流の低気圧を除くと,持続性が弱化することが確かめられた。傾圧モデルでの結果であり,提案した持続メカニズムの妥当性をより強固にする結果であると言える。来年度を見据えて,形成機構に関わるモデルも作成した。準定常解を求める傾圧モデルである。次年度はすぐにでもこのモデルを運用することができる。さらにブロッキングに強く関係するテレコネクションの研究も進めた。これまでメカニズムが不明であったが,テレコネクションパターンと移動性高低気圧,ジェット気流の3者の正のフィードバックまたはコンシステントな関係によって長く持続することがわかった。テレコネクションも多くの研究者が研究を進めている第一級の研究課題であり,重要な成果と言える。ブロッキングとは,対流圏中高緯度において巨大な高気圧(ブロッキング高気圧)が1週間以上にわたって持続する現象である。多くの研究にもかかわらず,そのメカニズムはなお明らかにされてこなかった。本研究は主として持続メカニズムを研究したものである。我々は新しい持続メカニズムとして,ブロッキングによる低渦位(その源は移動性高気圧)の選択的吸収メカニズム(以下,SAM)を提案した。持続メカニズムを保存量の供給メカニズムとして捉え直すということである。保存量が外部から供給されて現象は持続することができる。ブロッキングは低渦位を持つ循環なので,保存量としては渦位(PV)が適切である。ブロッキングは高気圧性渦なので,移動性高気圧と同じ極性(低PV)を持っている。このような同じ極性の渦同士は基本的に引き合い,併合するという性質を持っている。したがって移動性高気圧がブロッキング周辺にあると,ブロッキングはそれを選択的に吸収し,ブロッキングは持続することができる。この考えを踏まえ,SAMを2つの解析から正当化した。データ解析と数値実験である。両者とも予想通りの結果を与えた。これらの結果はSAMが一般的なブロッキング持続メカニズムであることを示すものである。このように,SAMはブロッキングの持続をきわめてうまく説明しており,これまでの研究とは一線を画す画期的な研究となった。なおこの研究により,共著者の山崎哲は2013年度日本気象学会山本・正野論文賞(若手研究者の優れた論文に対する賞)を受賞した。テレコネクションパターンと移動性高低気圧,ジェット気流の3者の正のフィードバックまたはコンシステントな関係によって長く持続することがわかった。持続メカニズムについての研究を行った。極性分離解析は終了し,現在論文の作成段階にある。数値実験的研究においては,順圧モデルでの数値実験を系統的に行った。チャネルモデルでは,一様西風中のモドン解やライダー解をブロッキングの初期条件に取る実験とともに,ジェットの効果を取り入れた実験も行った。また球面モデルでも理想場と現実場の両者で実験した。ジェットや球面はより現実的な方向に拡張したと言えるが,それらにおいては選択的吸収メカニズム(SAM)がより効果的に働くことを発見した。また当初は形成機構の一環と考えていた準定常解を,順圧モデルにおいてではあるが,求めることができた。これらをもとに論文をPart IとIIの2本にまとめて国際誌に投稿し,現在改訂中である。

さらに球面モデルを現実的なブロッキング(2010年夏のロシアブロッキング)に適用した研究も行い,これを次の論文として投稿する予定である。傾圧モデルでの実験も予備的に行っている。またSAMとの関係で亜熱帯大気の力学的研究も行い,論文にまとめ投稿した。投稿論文2編が受理され印刷された。また具体的なブロッキングの持続についても傾圧モデルを用いて研究を進めている。さらに形成機構に関わるモデルも作成することができた。テレコネクションの研究が飛躍的に進んだことも高く評価できる。平成23年度計画のうちチャネルモデルによる準線形化実験以外(観測的研究,数値実験的研究のうちの順圧チャネルモデル・順圧球面モデル・傾圧球面モデルによる実験)はすべて当初の計画以上に進展している。特にジェットの役割を評価できたことは現実との対比でたいへん重要な成果である。すなわちジェットは,移動性高気圧の導波管として働き,ベータ・ジャイアによる南遍を阻止し,それをブロッキング周辺に持ってくるという役割を果たすので,SAMにとっての効率をたいへん高めることになる。準定常解を求めたことも当初の想定以上のことである。また当該年度中に論文として3編が投稿できたことも大きな成果である。準線形化実験は当初の想定よりかなり難しいことが確認されたので,今後,研究計画を練り直すことになる。テレコネクションの研究をまとめ,論文として発表する。2編の論文となる予定である。形成機構の研究を進め,投稿論文としてまとめる。また具体的なブロッキングの持続(ロシアブロッキング)に関しても論文としてまとめる予定である。・平成24年度の前半に極性分離解析を中心とした観測的研究とロシアブロッキングをSAMの観点から追究した研究を2つの論文としてまとめる。・傾圧球面モデルでの実験を継続し,傾圧的な移動性高気圧が順圧化し,ブロッキングに吸収されることを確かめる。これによってSAMが持続の普遍的メカニズムであることが立証できることになる。・ブロッキングの形成機構の研究に着手する。計画に沿って,データ解析と数値実験の両面から行う。・準線形化実験の研究計画を練り直し,当該年度中に着手できることを目指す。論文の投稿料,英文校正,学会参加旅費などに使う予定である。主として現在投稿中の論文(3論文)の投稿料と新たに書く論文(2論文)の英文校正料としての使用を計画している。また学会旅費としても使用予定である。
道路区間の機能特性,沿道特性及び視覚特性と交通安全性に関する研究

1.研究の目的本研究は、複雑な道路環境を整理・純化し、機能的で安全かつ快適な道路環境の整備を目的として、(1)道路の機能特性,沿道特性から総合的な特性を評価する指標の開発,(2)道路区間の特性と交通安全性の関係の把握,(3)交差点における人と車の挙動の把握,(4)アイマークレコーダによる視覚環境と運転者の視点挙動の関係の把握に関する解析を行ったものである。2.研究成果の概要(1)道路区間の特性と類型化:道路区間についての14変数から、数量化【III】類分析により2つの総合的評価指標,「走行性能」と「交通処理性能」を抽出して道路区間の総合的な評価方法を開発し、この指標による道路区間の類型化する方法を提案した。(2)道路区間の危険度評価方法と道路特性との関係:道路区間の交通事故率をベースとして事故率品質管理法による危険度評価法を示し、この方法により分類された危険区間,普通区間,安全区間群を判別する方法及び判別に及ぼす道路区間特性の影響,及び総合的指標と交通安全性の関係について明らかにした。(3)交差点における人と車の挙動解析:交差点における車の挙動から交通容量を算定し、冬期における交差点交通現象を明らかにするとともに、人と車の相互関係を把握し、交差点安全設計のための資料を提供した。(4)視覚環境と運転者の視点挙動との関係:道路環境を交差点部,直線部曲線部,駐車車両あり,の4つに分け、アイマークレコーダによる実験及びビデオ画像処理システムの解析を行い、運転者の視点挙動は道路環境の複雑さと関係すること、視点停留時間分布は凝視度k=2のアーラン分布に従うことなどの基本的な特性を明らかにした。
フラッシュメモリの物理特性に適した記録符号の群論的設計に関する研究

本研究では,フラッシュメモリの状態集合の性質を,状態の書き換えを表す置換行列のなす群の作用を通じて解析する手法を開発した。従来の研究では,メモリの状態集合を{1,2,...,n}上の置換群とみなして,その組み合わせ的な性質の解明を試みるものが主流であった。これに対し本研究では,メモリの状態集合そのもの性質ではなく,状態の書き換えを表す置換行列全体が群を成すことに着目した。これにより,書き換え可能回数の上限と記憶容量のバランスに優れたメモリ用記録符号を具体的に構成することに成功した。また,書き換えコストを固定した条件の下で,メモリが保存できることのできる情報量の上界を定式化することに成功した。本研究では,USBメモリなどに用いられる半導体記憶素子であるフラッシュメモリの最大の弱点-書き換え可能回数の上限(フラッシュメモリの寿命)を緩和するためのメモリ用記録符号を開発することを目的としている。平成27年度の研究ではまず,フラッシュメモリを構成するセルの状態集合の性質を,状態の書き換えを表す置換行列のなす群の作用を通じて解析する新たな手法を開発した。従来の研究では,メモリの状態集合を{1,2,...,n}上の置換全体のなす群とみなすことによって,その組み合わせ的な性質の解明を試みるものが主流であった。しかしながら,このような手法ではメモリの状態遷移と書き換えコストとの関係の記述が複雑になるため,メモリの書き換え可能回数と記憶容量とを共に増加させる記録符号の構成は困難であった。これに対し本研究では,メモリの状態集合そのものの性質ではなく,状態の書き換えを表す置換行列全体が群を成すことに着目した。これにより,メモリの書き換えにおける始状態・終状態の組と置換行列の列との間の一対一関係を明らかにした。この関係は,書き換えコストの上限を定めたときの遷移可能な状態数を評価するために極めて重要な役割を果たす。この結果,メモリを構成するセル数に制約はあるものの,書き換え可能回数の上限と記憶容量のバランスに優れたメモリ用記録符号の例を具体的に構成することに成功した。この例は,平成28年度以降の研究の発展に大きく寄与するものと予想される。また,これらの成果を平成27年度中に公表することはできなかったが,平成28年の5月に開催される研究会で公表されることが決まっている。また、同年秋に開催される国際会議にも投稿中である。本研究の申請時には以下の4つの課題を挙げた。課題1.最小支配集合の存在条件の解明,課題2.最小支配集合によるメモリの状態集合の分割アルゴリズムの開発,課題3.コストr(≧2)以下の書き換えまで許容するランク変調符号への理論の拡張,課題4.ランク変調符号の多機能化の検討。また,これらの課題に対し,平成27年度の研究計画では,課題1,課題2の準備,および課題3の一部に取り組むこととしていた。このうち課題1については,研究実績の概要で述べたように,メモリの状態集合を解析するための新たな手法の開発に成功したことよって,ほぼ満足のいく結果が得られた。一方,課題2の準備として行う予定であった「n≧6のときの最小支配集合の構成アルゴリズムの開発」については,残念ながらその完成には至っていない。しかしながら,28年度以降に取り組む予定であった「最小支配集合によるメモリの状態集合の分割」に関して,先に述べた「新たな手法」を通じた大きな進展があった。実際にはこの問題の解決が本研究の最終的な目標の一つであることから,課題2についてもおおむね順調に進展しているといえる。課題3については,コストr(≧2)以下の書き換えまで許容することのメリットを概観する具体的な例を構成することには成功しているが,その一般的な定式化には至っていない。従って,この点について今後重点的に取り組む必要がある。以上を総合すると,研究全体はおおむね順調に進展しているといえる。本研究では,USBメモリなどに用いられる半導体記憶素子であるフラッシュメモリの最大の弱点-書換可能回数の上限(フラッシュメモリの寿命)を緩和するためのメモリ用記録符号を開発することを目的としている。ランク変調方式に基づく初期のメモリ用記録符号(ランク変調符号)では,電荷量の昇順に並べたセル名の順列をメモリの状態とみなした。これは,各順位にセルを1個ずつ割り当てた序列を考えることに相当する.これに対しGadらは,各順位に複数のセルを割り当てた上でセル名の順列を考え,これをメモリの状態とみなすランク変調符号について検討している。しかしながら,Gadらのアプローチではメモリ状態を多重集合上の置換を用いて表現しているため,メモリの書き換えコストの計算やメモリの読み書きの手順の記述が極めて複雑になっている,また,その結果,特に有限長のランク変調符号の設計において見通しの悪さを招いている。そこで平成28年度の研究ではまず,平成27年度に得られた「フラッシュメモリの状態集合の性質を,状態の書き換えを表す置換行列のなす群の作用を通じて解析する手法」を拡張した。これにより,多重集合とその上の置換の概念を用いることなくGadらのランク変調符号を記述する方法を提案している。その結果,セル数5のメモリに対し,従来の手法では得られない符号を具体的に与えるとともに,この符号の容量が従来手法による符号の容量を上回ることを示している。なお,以上の成果は論文としてまとめられ,電子情報通信学会論文誌に投稿されている。課題1:最小支配集合の存在条件の解明,課題2:最小支配集合によるメモリの状態集合の分割アルゴリズムの開発,課題

3:コストr(≧2)以下の書き換えまで許容するランク変調符号への理論の拡張,課題4:ランク変調符号の多機能化の検討。これらの課題のうち,課題1については,平成27年度の研究によりほぼ満足のいく結果が得られていた。そこで,平成28年度の研究計画では,課題2・3の完成を目指すとともに,課題4に関する予備調査に取り組むこととした。課題2の準備として平成27年度から取り組んでいる「n≧6のときの最小支配集合の構成」については,残念ながら平成28年度に至っても本質的な進展が見られなかった。その結果,一般のnに対する最小支配集合の構成アルゴリズムの開発にも至っていない。また,Gadらにより,最小支配集合を経由せずに多重集合上のランク変調符号を構成する方法が提案されている。このことはこれまでの解析手法が,最小支配集合の構成に対して有用でないことを示唆している可能性がある。課題3については,多重集合上のランク変調符号に関し,コストr(≧1)の場合について,メモリの記憶容量上界と書き換え可能回数との関係を定式化することに成功した。さらに,この上界に達する具体的な符号の存在を明らかにした。このことから,課題3については,ほぼ理想的な形の成果が得られた。課題4については,「フラッシュメモリの状態集合の性質を,状態の書き換えを表す置換行列のなす群の作用を通じて解析する手法」が,ランク変調符号を採用したフラッシュメモリに対する誤り訂正符号の構成にどの程度有用であるかの検討を開始した。本研究では,USBメモリなどに用いられる半導体記憶素子であるフラッシュメモリの最大の弱点-書換可能回数の上限(フラッシュメモリの寿命)を緩和するためのメモリ用記録符号を開発することを目的としている。本研究の申請時には以下の4つの課題を挙げた。課題1:最小支配集合の存在条件の解明,課題2:最小支配集合によるメモリの状態集合の分割アルゴリズムの開発,課題3:コストr(≧2)以下の書き換えまで許容するランク変調符号への理論の拡張,課題4:ランク変調符号の多機能化の検討。これらの課題のうち,課題1・3については,平成27・28年度の研究を通じてほぼ満足のいく成果が得られている。一方,本研究課題の開始当初には予想していなかった「多重集合上のランク変調符号」の概念が平成27年度に登場した。平成28年度の研究により,この符号の解析手法として,平成27年度中に我々が開発した「フラッシュメモリの状態集合の性質を,状態の書き換えを表す置換行列のなす群の作用を通じて解析する手法(以下,本手法)」が極めて有用であることが明らかになっている。そこで,平成29年度は,多重集合上のランク変調符号に本手法を適用し,符号の様々な性質を具体的に解明する研究を行った。この結果,多重集合上のランク変調符号を用いたフラッシュメモリについて,書き換えコストを固定した条件の下で,メモリが保存できることのできる情報量の上界を定式化することに成功した。
ダウン症候群におけるTAMの遺伝学的病態解明

Transient abnormal myelopoiesis(TAM)はDown症候群の患児に特異的に発症する造血異常であり、多くは生後早期に発症する。TAMのほぼ全例にGATA1遺伝子の変異が存在することから、21trisomyとGATA1遺伝子の異常が協調して病態を形成していると考えられるが、その分子病態は明らかにされていない。そこで本研究では、21番染色体上に位置し、胎生造血を制御している刷り込み遺伝子がTAMの病態に関与している、という仮説に基づき、TAMの発症機序と胎児造血の制御機構を解明するための基盤となる知見を得ることを目的として検討を行った。TAMの病態に関与する分子基盤を、このようにして遺伝学的および機能的な検討から検討することは、造血の制御機構を明らかにするだけでなく、TAMの約20%にみられるような治療が必要な症例に対する分子標的療法の開発に寄与しうる知見となると考えられ、さらに解析を進めていく。
高温型プロトン導電性セラミックスによる水素同位体分離

高温型プロトン導電性セラミックスを用いて水素と重水素の混合ガスから水素を分離するために、プロトン導電体としてCaZrO_3酸化物セラミックスを使用した。このセラミックスを厚さ0.5mm程度にセラミックスカッターで薄くし、その両側に白金電極を取り付け、電気化学的同位体分離膜を構成した。これを二本のアルミナ管で挟み付け、ガラスリングでガスシールをすることにより、二つのガス室を設けた。アノード室には等量の水素同位体混合物、カソード室にはアルゴンをそれぞれ900°Cで供給し、定電位で直流を分離膜に通電した。カソード室で発生した水素種を質量分析計で観察したところ、水素が重水素に比べて数倍多く検出された。このような電気化学的水素ポンプにおける同位体効果は、詳細な実験から水素種の電極反応とプロトン導電体内での拡散の双方で起こることがわかった。
アメリカ貿易統計データベースを利用した移転価格算定の統計的研究

研究最終年度である平成9年度においては、本年度独自の研究と過去3年間の研究成果のまとめを行った。研究初年度の研究目的並びに計画・方法は、(1)S.J.PackとJ.S.Zdanowiczの研究成果の入手・検討、(2)米国商務省センサス局U.S.Merchandise Trade Data Base(CD-IM)を利用した国際価格マトリクスInternational Price Matrixの作成、(3)統計的分析による移転価格算定のプロセスの検討を行い、また、研究2年度である平成8年度においては、前年度の海外研究の成果を踏まえ、移転価格の独自の算定基準の統計的研究を行った。初年度における移転価格算定のプロセスの整理を踏まえ、最新の価格に関するデータを用いた統計的手法の利用可能性を探究した。その際、時間的制約もあり、日米間で問題となっている、製薬産業、電話機などの家電製品等、いくつかの業種に絞って研究を行った。さらに、関税データの公表のあり方についても検討を行った。米商務省の貿易データベースを用いた統計分析は政府や企業によるその移転価格の推定の改善を支援できるとし、そのための道具として、米国政府より報告されたあらゆる商品についての国際貿易取引データを並べ換え、また分析し得る国際価格マトリクスを開発したのである。この国際価格マトリクスから得られる統計情報は他の経済モデルによる分析と同様あらゆる取引についての正確な移転価格を決定することはできないが、統計的にみて異常な価格を決定することにより、IRS(Internal Revenue Service内国歳入庁)査察官の行う異常な取引の防止に役立つとともに米国関税局(U.S.Custome Service)のもつデータへのアクセスが可能になれば、価格の明瞭性への説明やその証拠となる記録の提出要求も可能になるのである。S. J. PackとJ. S. Zdanowiczの研究は、例えば電話機を例にして、国別、月別に通関レベルでの価格を悉皆的に取り上げ、平均値や中央値を計算していくという単純ではあるが、時間のかかる作業であることがわかった。しかしながら、米商務省センサス局の商品貿易データベースがHCコードにもとづく10桁コードによる商品分類であり、235あまりの国について価格や数量に加え、航空輸送や海上輸送の区別もなされていることなど、通関レベルでの移転価格算定のデータとしての有効性は十分確認できた。とりわけ輸入データベースは各取引に対する保険や運賃情報を含んでいることは注目される点である。これらの情報をもとに、同一商品の価格比較が可能であることがわかった。多国籍企業による関連企業間の国際振替価格である移転価格は、送金政策に使用されることに示されるようにその経営上の戦略的役割を担うとともに多国籍企業による租税回避の手段としても用いられることから、日本をはじめ多くの国の企業と政府(地方政府含む)はアメリカ税務当局との間で税の追徴問題に陥っている。そして追徴額の決定にあたっては、基準となる独立企業間価格の決定が重要な位置を占めるが、この際、価格に関するデータを用いた統計的手法の利用が探究されている。米商務省の貿易データベースを用いた統計分析は政府や企業によるその移転価格の推定の改善を支援できるとし、そのための道具として、米国政府より報告されたあらゆる商品についての国際貿易取引データを並べ換え、また分析し得る国際価格マトリスクを開発したのである。この国際価格マトリスクから得られる統計情報は他の経済モデルによる分析と同様あらゆる取引についての正確な移転価格を決定することはできないが、統計的にみて異常な決定をすることより、IRS(Internal Revenue Service内国歳入庁)査察官の行う異常な取引の防止に役立つとともに米国関税局(U.S.Custome Service)のもつデータへのアクセスが可能になれば、価格の明瞭性への説明やその証拠となる記録の提出要求も可能になるのである。

研究初年度の研究目的並びに計画・方法は、(1)S.J.PackとJ.S.Zdanowiczの研究成果の入手・検討、(2)米国商務省センサス局U.S.Merchandise Trade Data Base(CD-IM)を利用した国際価格マトリクスInternational Price Matrixの作成、(3)統計的分析による移転価格算定のプロセスの検討を行い、また、研究2年度である平成8年度においては、前年度の海外研究の成果を踏まえ、移転価格の独自の算定基準の統計的研究を行った。初年度における移転価格算定のプロセスの整理を踏まえ、最新の価格に関するデータを用いた統計的手法の利用可能性を探究した。その際、時間的制約もあり、日米間で問題となっている、製薬産業、電話機などの家電製品等、いくつかの業種に絞って研究を行った。さらに、関税データの公表のあり方についても検討を行った。本年度独自の研究と過去3年間の研究成果のまとめは当初予想より時間が必要であることがわかった(現在、成果刊行に向けた作業を継続中である)。
非熱平衡条件を活用した有機/金属界面の電子準位接続の制御

有機デバイスの電気的性質は電極一有機半導体界面の性質によって決定的な影響を受けるため,界面での分子の配向や分子自身故構造ひずみとその電子状態との関係を知ることは重要である。また一方で有機半導体中の電荷移動度の原因の解明は重要な課題である。本年度の研究ではこれらに関して以下の成果を上げた。光励起電荷注入(光伝導)を利用して電気抵抗の大きなルブレン単結晶の角度分解紫外光電子分光測定を実現し,ホールバンドの分散を実測して,ホールの有効質量,トランスファー積分値を求め,さらにホールの散乱長を推定した。これによってルブレンのb軸方向の伝導がコヒーレントバンド伝導による可能性が大きいことを電子論的に示すことが出来た。尚,ルブレンの低温での高分解能紫外光電子分光により,伝導ホールー分子振動結合の精密測定にも成功した。これらから,局在フォノンに関する再配向エネルギー,ポーラロン結合エネルギーを見積もることに成功している。一方,フッ素化ペンタセン/Ag(111)界面での同分子の幾何学的構造(分子-基板間距離および分子内原子の位置)をX線定在波励起光電子分光法による決定,加えて多層膜のX線回折からその構造を推定を行った。また高分解能紫外光電子分光法による電子状態の膜厚依存性を詳細に測定した。これらの結果から,分子配向とHOMOバンドとの系統的な相関が見出された。本研究に必要な電子エネルギー分析器を光電子分光(UPS)装置に新たに設置しその最適化、試料加熱マニピュレータの改良、試料作成室のセットアップを完了して、Ag(111)表面上のフッ化ペンタセンの高分解能角度分解UPSの測定を行った。フッ化ペンタセンの電子状態の膜厚保依存性を測定した。またより精密な電子状態研究のため、分子科学研究所のUVSOR-II(BL-8B2)において上記試料の放射光励起角度分解UPS測定を行った。一方、グルノーブルのESRF放射光施設において、ヨーロッパの研究グループと協力してX線定在波を利用した光電子分光実験によるCu(111)表面上に吸着したペンタセン、ペンタセンキノン、ペンタセンテトロンの分子構造の精密測定を行った。現在、これらの試料に対するペニングイオン化電子分光実験の準備と、これまでに得られたデータの論文発表に必要な解析を行っている。本年度は、千葉大学における有機半導体の角度分解光電子分光研究とヨーロッパ放射光センター(ESRF:グルノーブル)におけるX線定在波法を利用した光電子分光研究を行い、以下の成果を得た。I.角度分解光電子分光法による有機電子状態の研究(i)分子内に存在する極性結合(分子内双極子)の有機/金属界面電子準位接続への効果を研究し、分子自身が双極子を持たなくても分子内の局所に双極子が存在すると分子配向に依存して界面電子準位接続が制御されること、(ii)光電同現象を活用して試料の帯電を克服し、ルブレン単結晶のバンド分散をの測定を実現、これによって準粒子であるホールの有効質量を決定した、(iii)有機-有機ヘテロ界面での異なる分子間の混合電子状態の検出。フンボルト大学、チュービンゲン大学のグループと共同してフッ素化ペンタセン/Ag(111)界面での分子吸着時の分子の構造が平面構造を保存していることを定量的に求め、研究I-(i)の結果と総合して、有機分子の電子準位の膜厚依存性を詳細に研究した。
否定的な反復性思考にまつわる個人的目標間の葛藤が心理的ストレスに及ぼす影響性

本研究は、知覚制御理論(Powers, 2005)の観点から、心配にまつわる個人的目標間の葛藤とストレスの関連性について検討を行うことであった。平成27年度及び平成28年度の調査では、心配にまつわる個人的目標間の葛藤を調べるために、まず心配の定義を示した上で、最近経験した心配な出来事の内容の記述を求めた。その後、心配する理由及び心配しない理由について、それらの重要度の評定を求めることによって、心配にまつわる個人的目標間の葛藤を測定した。平成29年度は、これらのデータを解析することによって、上記の調査法による葛藤の測定について、妥当性を更に向上させる必要性が明らかになった。よって、心配にまつわる個人的目標間の葛藤の測定方法について、研究論文の展望や学会での情報収集を通して、多面的に検討を行った。平成30年度は、新たな心配にまつわる個人的目標間の葛藤の測定法を用いた調査を実施し、葛藤とストレスの関連性を検討することを予定していたが、知覚制御理論の観点から個人的目標をより精緻に捉える必要が生じたため、理論的考察を主に行った。具体的には、ベックの認知療法におけるスキーマの概念を知覚制御理論の観点から捉え直すことを通して、ある種の個人的目標には、スキーマと類似した機能があることを考察した。個人的目標がストレスを生じさせる葛藤のあり様について、スキーマとネガティブな感情の関連性を基に、考察を深めた。以上の考察について、論文にまとめ、出版した。平成27年度は、知覚制御理論(Powers, 2005)の観点から、心配が心理的ストレスにつながるのは、心配にまつわる個人的目標間の葛藤が影響しているためであるという仮説を検証するため、2つの調査を行った。1つ目の調査では、心配にまつわる個人的目標を調べるために、まず心配の定義を示した上で、最近経験した心配な出来事の内容の記述を求めた。その後、心配する理由及び心配しない理由について、それらの重要度の評定を求めることによって、心配にまつわる個人的目標間の葛藤を間接的に測定することを試みた。大学生124名のデータの分析結果からは、心配にまつわる個人的目標間の葛藤が心理的ストレスに与える直接的な影響を見出すことはできなかったが、心配自体が個人的目標を阻害している度合いが、心理的ストレスにつながっていることが示唆された。2つ目の調査では、1つ目の調査結果を踏まえ、新たに日常生活において持っている重要な個人的目標を記述してもらった上で、心配自体が個人的目標を阻害している度合いをより詳細に測定することを試みた。本調査では、平成27年度中に大学生141名のデータを収集した。以上の調査からは、心配と心理的ストレスの関連を検討する上で、個人的目標に着目することが重要であることが示唆された。ただし、個人的目標間の葛藤の測定方法に改善の余地がある。平成28年度は、個人的目標間の葛藤の測定を多面的に行い、心配にまつわる葛藤をより明確に捉えた上で、心配と心理的ストレスの関連を検討する必要がある。心配にまつわる個人的目標間の葛藤を検討する調査を2種類実施することが出来て、調査結果から、個人的目標に着目することの重要性が確認されたため。平成28年度は、平成27年度の研究成果を踏まえ、知覚制御理論(Powers, 2005)の観点から、心配にまつわる個人的目標間の葛藤とストレスの関連性について更なる調査を実施した。調査対象は、大学生145名であった。調査内容に関して、心配にまつわる個人的目標間の葛藤を調べるために、まず心配の定義を示した上で、最近経験した心配な出来事の内容の記述を求めた。更に、心配以外の個人的目標を調べるために、日常生活で特にやろうと心がけていることや、もしくは、特に避けようとしていることを尋ねた。そして、心配自体が個人的目標を阻害している度合いを測定することを試みた。また、心配に関するメタ認知的信念の調査項目を加えることによって、心配にまつわる個人的目標を多面的に測定することを目指した。また、平成28年度は、平成27年度に実施した調査結果について、日本感情心理学会大会第24回大会にてポスター発表(タイトル「心配にまつわる個人的目標と心理的ストレスの関連性」)を行い、大会参加者からフィードバックを得た。以上の調査活動からは、心配と心理的ストレスの関連を検討する上で、個人的目標に着目することが重要であるが、平成29年度は、その測定法について、更なる洗練化を目指す予定である。心配にまつわる個人的目標間の葛藤を検討する新たな調査を実施し、また、これまでの研究成果の一部を学会発表することが出来たため。平成29年度は、平成27年度及び平成28年度の研究成果を踏まえ、知覚制御理論(Powers, 2005)の観点から、心配にまつわる個人的目標間の葛藤とストレスの関連性について更なる検討を行った。

平成29年度は、これらのデータを解析することによって、上記の調査法による葛藤の測定について、妥当性を更に向上させる必要性が明らかになった。よって、心配にまつわる個人的目標間の葛藤の測定方法について、研究論文の展望や学会での情報収集を通して、多面的に検討を行った。平成27年度及び平成28年度の調査データの追加解析及び先行研究論文の展望からは、心配にまつわる個人的目標を測定する際に、重要度の高い個人的目標に絞った上で、それらの個人的目標間の葛藤を直接的に測定する方法の可能性が見出された。また、第51回アメリカ行動療法認知療法大会への参加を通して、経験サンプリングの活用法を学ぶことができ、個人的目標の測定への応用可能性を検討することができた。以上の成果を踏まえて、平成30年度は、新たな心配にまつわる個人的目標間の葛藤の測定法を用いた調査を実施し、葛藤とストレスの関連性を検討することを予定している。当初は、新たなデータの収集を予定していたが、調査の物理的・時間的制限から、心配に関する目標の測定が予定通り行うことができず、計画を変更し目標の新たな測定法の再検討を行ったため。本研究は、知覚制御理論(Powers, 2005)の観点から、心配にまつわる個人的目標間の葛藤とストレスの関連性について検討を行うことであった。平成27年度及び平成28年度の調査では、心配にまつわる個人的目標間の葛藤を調べるために、まず心配の定義を示した上で、最近経験した心配な出来事の内容の記述を求めた。その後、心配する理由及び心配しない理由について、それらの重要度の評定を求めることによって、心配にまつわる個人的目標間の葛藤を測定した。平成30年度は、新たな心配にまつわる個人的目標間の葛藤の測定法を用いた調査を実施し、葛藤とストレスの関連性を検討することを予定していたが、知覚制御理論の観点から個人的目標をより精緻に捉える必要が生じたため、理論的考察を主に行った。具体的には、ベックの認知療法におけるスキーマの概念を知覚制御理論の観点から捉え直すことを通して、ある種の個人的目標には、スキーマと類似した機能があることを考察した。個人的目標がストレスを生じさせる葛藤のあり様について、スキーマとネガティブな感情の関連性を基に、考察を深めた。以上の考察について、論文にまとめ、出版した。平成28年度は、平成27年度に実施した2種類の調査結果の学会発表及び論文投稿を予定している。また、平成28年度は、平成27年度の調査で採用した測定法とは別の測定法によって、心配にまつわる個人的目標間の葛藤を捉え、心配と心理的ストレスの関連性をより詳細に検討することを予定している。平成29年度は、平成27、28年度に実施した調査結果の学会発表及び論文投稿を予定している。また、平成29年度は、これまでの調査で採用した測定法とは別の測定法によって、心配にまつわる個人的目標間の葛藤を捉え、心配と心理的ストレスの関連性をより詳細に検討することを予定している。平成30年度は、平成27及び28年度に実施した調査結果の学会発表及び論文投稿を予定している。
マレーシア沿岸・河口域底質汚染の毒性リスクと生物多様性へのインパクトの包括的評価

本研究ではマレーシアの河口域とその周辺沿岸域の海底質汚染に注目する。主にマレー半島東部と西部沿岸域から幾つかの地域を選んで広く底質を採取し、海産魚胚や海産甲殻類を用いた底質影響評価法により、マレーシアの底質の生物影響リスク分布を明らかにする。さらに、環境DNAにより底質中の生物多様性維持の状況を調べ、上記の影響リスクと多様性の関係を検証する。これらの結果をベースに、マレー半島西部にのみ集中して設置されている下水処理場に注目し、東西沿岸域の底質影響リスクや生物多様性レベルを比較して、下水処理によってどの程度底質の生物影響リスク軽減や多様性維持に貢献しているかを明らかにしていく。
SLEモデルマウスにおけるCD4陽性T細胞の自発的活性化を規定する遺伝子の探索

末梢CD4陽性T細胞のサブセット構成異常と自発的活性化は全身性自己免疫疾患の疾患感受性に関わるcomponent phenotypeのひとつと考えられるがこれを規定する遺伝的素因は不明である。SLEモデル(NZB x NZW)F1マウス、及びその親系NZBマウスでは加齢に伴い脾臓CD4陽性T細胞の自発的活性化とサブセット構成の偏りが見られる。我々は(NZB x NZW)F1マウスをNZWマウスに退交配し、得られた約400匹の雌マウスについて、脾臓細胞の表現型と常染色体19対上のマイクロサテライトDNA多型を調べ、CD4陽性T細胞の自発的活性化とサブセット構成異常を規定する遺伝子座をゲノム上に検索した。交配マウスの約半数において(NZB x NZW)F1マウスに特徴的な、CD69陽性CD4陽性T細胞の増加、CD62L陽性およびNTA260抗原陽性CD4陽性T細胞の減少が見られた。このような表現型の異常は共通してNZB由来第17染色体上のMHC class II領域、第12染色体セントロメア近傍の遺伝子を含む多遺伝子支配を受けることが示された。(NZB x NZW)F1マウスにおいてCD4陽性細胞の自発的活性化はB細胞の増加、CD4陽性T細胞とCD8陽性T細胞の減少に伴って見られる。退交配マウスにおいてこれらの細胞集団の頻度の異常はともにMHCに強く拘束されるが、それぞれMHC以外の固有の遺伝支配を受けていることが示唆された。(NZB x NZW)F1マウスではそれぞれ独特のポリジーン支配下にあるCD4陽性T細胞とB1細胞の機能異常がMHCのヘテロ接合性を共通の遺伝的基盤として相互作用し、SLE発症がもたらされていることが明らかとなった。特にTh細胞の機能異常の基礎となるサブセット構成異常と自発的活性化がMHC class II遺伝子の特定のアレルのヘテロ接合性に強く依存していることは極めて重要な知見であり、DNAワクチンやsiRNAによって特定のMHC class IIアレルを標的として免疫寛容誘導することにより、SLEを治療できる可能性が示唆された。第12染色体上の未知遺伝子の同定は今後の重要な課題であり、現在さらに研究を継続している。(NZB x NZW)F1マウスにおいて、IgGクラス抗DNA抗体などのSLEに特徴的な病態表現は加齢に伴って出現するCD4陽性Th細胞に依存する。また老齢(NZB x NZW)F1マウスではリンパ組織や腎臓などの病変局所に早期活性化抗原CD69を発現したCD4陽性T細胞が著明に増加する。このような活性化CD4陽性T細胞の出現は親系NZBマウス由来の優性の形質であり、病態形成に重要な関わりを持つと考えられるが、このマウスのSLE発症の因果関係の系列においてどのような役割を演じているか明らかでない。我々は(NZB x NZW)F1

マウスを非自己免疫系であるNZWマウスに退交配し、マイクロサテライトDNA多型を遺伝子マーカーとしてCD4陽性T細胞の自発的な活性化がどのような遺伝支配を受けているかを検討した。70匹の退交配マウスの約半数において加齢に伴うCD69陽性CD4陽性T細胞の出現が見られ、12染色体セントロメア近傍のT細胞のIL-2に対する感受性に関与するCinda-2(Cytokine-induced activation)遺伝子座を含む領域に責任遺伝子の存在が示唆された。しかしこれ以外にも多数の遺伝子の関与の可能性が示されたので、今回さらに300匹の退交配マウスを作成し、B1細胞の異常増殖と自己抗体産生など、このマウスの自己免疫病態に関与することが報告されている複数の遺伝子座がCD69陽性CD4陽性T細胞の出現にも関与するかの問題も含め、現在さらにCD4陽性T細胞の自発的活性化のポリジーン支配を解析している。SLEモデル(NZBxNZW)F1マウスでは加齢に伴い、脾臓でCD4陽性T細胞のサブセット構成が変化すると共に、CD69^+CD4^+T細胞の頻度が顕著に増加する。しかしこの現象とこのマウスのB1細胞による自己抗体産生との因果関係は明らかでない。我々はこのマウスのCD4陽性T細胞サブセット構成変化と自発的活性化がどのような遺伝子座の支配下にあるかをB1細胞の機能異常の遺伝支配との対比において検討した。(NZBxNZW)F1マウスをNZWマウスに交配し約400匹の退交配マウスを得た。8か月齢において脾臓におけるCD4陽性細胞頻度、CD62L(L-selectin)とNTA260抗原の表項によるサブセット構成、CD69^+CD^4+細胞の頻度を調べた。またCD45R(6B2)およびCD5の表現によって分画されるB細胞サブセット構成を解析した。さらに常染色体上108カ所のマイクロサテライトDNA多型を調べ、それぞれの表現型を規定するQTL(quantitative trait loci)をゲノム上に検索した。CD4陽性T細胞サブセット構成変化と自発的活性化はともに第17染色体H-2に密接に連鎖する遺伝子の支配化にあり、MHC class II遺伝子のヘテロ接合性がCD4陽性T細胞の異常な活性化とサブセット構成異常に重要な役割を果たしていることが示された。さらにMHC class II遺伝子座をbackground locusとしてcomposite QTL mappingを行った結果、第12染色体上セントロメア近傍のD12Mit85近傍の遺伝子座(Sta-1: spontaneous T-cell activationと命名)の他、第2染色体上のD2Mit8,第7染色体上のD7Mit100近傍の遺伝子座など、複数のnon-MHC lociがCD4陽性T細胞の異常な活性化とサブセット構成異常に関与することが示された。これらのnon-MHC lociはすでに明らかにされているこのマウスのB1細胞の異常の関与する遺伝子座とは異なっている。
定荷重圧力装置を用いたドハース振動観測装置の開発と強相関電子系のフェルミ面の研究

本研究では,定荷重式圧力発生装置とピストンシリンダー型圧力セル・改良型ブリッジマン圧力セルを組み合わせた極低温・強磁場・高圧下のドハース・ファンアルフェン振動の観測システムを開発し,重い電子系化合物の量子相転移近傍やモット絶縁体,エキシトニック絶縁体候補物質の金属相のフェルミ面の探索を行う。これにより,これらの物質が示す超伝導や磁性などの興味深い物性と,フェルミ面との関連を明らかにすることを目指す。
回転流中における火炎の高速伝播機構

回転流中における火炎の高速伝播現象は、ボルテックス・バーステイング・メカニズム、すなわち、渦のような回転流中で燃焼が行われると、燃焼で生じた高温ガスが未燃混合気の渦芯中に引き込まれ、その結果、火炎が高速で伝播できるという機構で説明されているが、初年度、実験で火炎高速と回転速度との関係を調べたところ、定性的にはともかく、定量的にはこの考えでは十分に説明できないことが判明した。そこで次年度は、この高速火炎伝播現象をより本質的に理解するため、理論の前提となる渦芯上での圧力分布について詳しく測定することを計画し、実施した。もし理論が正しければ、未燃ガス中では、密度が大きいため、遠心効果により渦芯上での圧力は周囲に比べかなり低くなるが、燃焼ガス中では、密度は高温のため低く遠心力が小さいので、渦芯上の圧力低下は少なく、結果的に火炎前方(未燃ガス側)の圧力に比べ火炎背後(燃焼ガス側)の圧力が高くなるはずである。さて、応答性の良い微差圧計とマルチ・デジタイザを購入し、初年度製作した渦型燃焼器内を伝播する火炎と、比較として、通常の伝播火炎について火炎面前後の圧力分布を測定した。その結果、静止予混合気中や回転のない一様予混合気流中を伝播する火炎では、火炎前面に比べ火炎後方で圧力が減少するのに対し、回転予混合気流中では、理論で予測される通り、火炎前面に比べ火炎後方で圧力が上昇し、その増加量もほぼ理論値と同程度となることが明かになった。しかし、火炎速度そのものは、理論値のせいぜい1/21/3に過ぎないことが明かになった。なお、期間を半年延長して追実験をした結果、上記の結果に対する確証が得られた。これらの成果のうち、初年度の結果はProgressin Astro-nautics and Aeronautics誌上に掲載され、最終年度の結果は燃焼の科学と技術に掲載の運びとなっている。本年度は、研究実施計画書に従い、以下の実験を行った。まず、段階的に強さの異なる渦流れが得られるガラス製の渦型燃焼器を製作し、購入した熱線風速計を用いてこの渦型燃焼器内における流れの回転の強さや大きさ、軸方向速度などを予備的に測定した。その結果、燃焼器内には、設計通り、軸方向に回転の減衰する回転流場が形成されていることが確かめられた。次に、この燃焼器において、火炎伝ぱ可能な燃料濃度範囲・速度範囲を測定した。その結果、火炎が回転流中で高速伝播できる条件として、ある限界の回転速度が存在することが明らかになった。つまり、回転による遠心力がある大きさ以上となると、燃焼で生じた高温の(したがって密度の小さな)燃焼ガスが未燃混合気の渦芯中に強制的に引き込まれ、その結果、火炎速度が著しく増大する事実が明らかになった(第13回燃焼の流体力学と化学国際会議、名古屋、平成3年7月、にて報告)。この限界回転速度に関しては、今後実験を重ね、一般の場合に適用できるような定式化をはかる予定である。また、伝播する火炎の外観を35ミリカメラで観察・記録したところ、火炎が秒速10m程度の非常に高速で伝播するようになると、火炎面が変形し、且つ、その伝播が振動的になり、回転による火炎伝播の高速化が妨げられる現象が起きることが明かとなった。これに関しては、現象が高速・複雑なため、高速度カメラで撮影してその様子を調べた。その結果、いわゆる、ヘルムホルツ型の低周波振動燃焼が起きている可能性が示唆されたが、詳細は検討中である。なお、これに平行して、回転流中を高速で伝播する火炎の空気力学的構造に関しても測定を行い、その一部を、第24回国際燃焼シンポジウムで発表すべく投稿中である。

回転流中における火炎の高速伝播現象は、ボルテックス・バーステイング・メカニズム、すなわち、渦のような回転流中で燃焼が行われると、燃焼で生じた高温ガスが未然混合気の渦芯中に引き込まれ、その結果、火炎が高速で伝播できるという機構で説明されているが、昨年度、実験で火炎速度と回転速度との関係を調べたところ、定性的にはともかく、定量的にはこの考えでは十分に説明できないことが判明した。そこで本年度は、この高速火炎伝播現象をより本質的に理解するため、理論の前提となる渦芯上での圧力分布について詳しく測定することを計画し、実施した。もし理論が正しければ、未燃ガス中では、密度が大きいため、遠心効果により渦芯上での圧力は周囲に比べかなり低くなるが、燃焼ガス中では、密度は高温のため低く遠心力が小さいので、渦芯上の圧力低下は少なく、結果的に火炎前方(未燃ガス側)の圧力に比べ火炎背後(燃焼ガス側)の圧力が高くなるはずである。さて、応答性の良い微差圧計とマルチ・デジタイザを購入し、昨年度製作した渦型燃焼器内を伝播する火炎と、比較として、通常の伝播火炎について火炎面前後の圧力分布を測定した。その結果、静止予混合気中や回転のない一様予混合気流中を伝播する火炎では、火炎前面に比べ火炎後方で圧力が減少するのに対し、回転予混合気流中では、理論で予測される通り、火炎前面に比べ火炎後方で圧力が上昇し、その増加量もほぼ理論値と同程度となることが明かになつた。しかし、火炎速度そのものは、理論値のせいぜい1/21/3に過ぎないことが明かになつた。以上の結果は、昨年12月に名古屋で開催された第30回燃焼シンポジウムの席上で発表したほか、国際学術雑誌に投稿中である。また、前年度得た結果については、本年度さらに検討し直し、その結果は、Progress in Astronautics and Aeronautics誌上に掲載の運びとなっている。
マングローブ由来の新規耐塩性強化因子マングリンの分子進化

ヒルギ科マングローブの一種であるBruguiera sexangula由来のcDNAライブラリーの中から大腸菌の耐塩性を向上させる活性を有するタンパク質をコードするcDNAの探索を進めてきた。その結果、新規耐塩性因子「マングリン」をコードするcDNAの単離に成功している。マングリンは256のアミノ酸からなるタンパク質で、大腸菌、酵母、タバコ培養細胞の耐塩性を強化する機能を有する事がこれまでに確認されている。しかしながら、どのような分子機構でマングリンが大腸菌の耐塩性を強化するかは全くわかっていない。本研究では、マングリンのどの領域に耐塩性強化活性に不可欠であるかどうかを明らかにした後に、得られた「マングリン機能領域」に対し、「ランダム変異の導入」と「淘汰」を繰り返すことで、いわゆる「分子進化」を施し、マングリンの有する耐塩性強化機能の向上を試みた。マングリンcDNAのデリーションクローンを用いてその機能領域の解析を行った結果、マングリンはN末端側のわずか70アミノ酸の領域のみでも大腸菌の耐塩性を強化する活性を有することが明らかになった。さらに、このマングリン機能領域に対し、上記の分子進化処理を施した結果、本来の配列のマングリン機能領域に比べ、耐塩性強化機能が更に向上した11種の変異cDNAの獲得に成功した。本研究において確立した手法は、今後耐塩性植物を作出するための有効な手段のひとつになるものと期待できる。マングローブ植物の一種であるBruguiera sexanglaからcDNAライブラリーを作成し、これを大腸菌に導入して得られた大腸菌の耐塩性を評価した。その結果、256アミノ酸からなるタンパク質をコードするcDNAが導入された大腸菌に耐塩性の向上が認められている。また、このタンパク質を発現した酵母、タバコ(カルス、植物体)の耐塩性が向上することも既に明らかになっている。しかしながら、その耐塩性向上のメカニズムは未だ不明である。そこで、今年度はこのタンパク質をコードするcDNAのデリーションクローンを作成し、機能領域の検討を試みた。その結果、N末端領域の71アミノ酸からなるB.sexangula特有の配列(mangrin motif)に耐塩性の向上活性が認められた。次に、mangrin motif cDNAに対し、Error-prone PCR、及びDNA shufflingを行うことでランダムな変異を導入し、その中から耐塩性向上活性に変化が生じた変異cDNAの探索を試みた。100,000以上の独立クローンを含む変異mangrin motif cDNAライブラリーを構築し、これを全て大腸菌に導入して、耐塩性に変化が生じた形質転換体を選抜した。ここから得られたプラスミドの全塩基配列を解析した結果、ほとんどのcDNAに数箇所のランダムな変異が導入されていることが明らかになった。これらのうち、フレームシフトが生じていない変異cDNAを検索した結果、耐塩性向上活性が低下したものが3クローン、向上したものが12クローン得られた。これらの変異cDNAがコードするタンパク質は全て1から3アミノ酸に変異が生じていた。このことから、mangrin motifの立体構造がその耐塩性強化機能に対し、何らかの役割を担っていると考えられた。