hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ゲノム多型の偏りを指標とする日本人集団における自然選択の検出

ゲノム中の多数の一塩基多型(SNP)について各人種集団における分布を解析することにより、人類の分岐後に生じた集団間のゲノム多様性のなかから自然選択によるものを検出し、医科生物学に役立てることを目的とした。このために自動キャピラリー電気泳動装置を用いたSSCP法によりプールDNAを分離・定量することで集団中のSNPアレル頻度を正確に推定するSNP頻度定量システムを利用した。約4000個のSNPについて日本人集団と西欧人集団におけるアレル頻度を求め、Weirの方法により遺伝的分化の指標であるF_<ST>を計算した。日本人と西欧人でアレル頻度が極端に異なるもの(F_<ST>>0.5)は全体の約0.5%でゲノム全体に散在していた。このようなSNPに注目し、それらの周辺領域(約40領域)のSNPについて日本人、西欧人、アフリカ系アメリカ人の3団でのアレル頻度の比較を行った。さらに公開データベースにおける頻度も合わせて検討した。その結果、アレル頻度が1集団でのみ異なっているもの、3集団間で異なっているものが領域によって混在していることが判明した。調べたうちで日本人と西欧人との間で最もF_<ST>の高かったのは染色体11番q23のPOU2F3遺伝子の周辺領域のSNPで、ついで染色体15番q15のGATM遺伝子領域のSNPも高いF_<ST>値を示した。これらの領域のSNPのいくつかは西欧人とアフリカ系アメリカ人の間でも高いF_<ST>値を示した。これに対し染色体17番p13のNUP88-C1QBP遺伝子領域では日本人集団で特異的に他の2集団とアレル頻度が異なっていた。今後はHAPMAPプロジェクトなどにより公開された各人種集団でのゲノムワイドのSNP解析の結果を利用し、日本人集団において特定のハプロタイプが自然選択を受けているかどうかについてさらに情報学的解析を続けていく予定である。われわれはゲノム中の多数の一塩基多型(SNP)について日本人集団と西欧人集団におけるアレル頻度解析をおこなうことにより、人類の分岐後に生じた集団間のゲノム多様性のなかから自然選択によるものを検出することを目指している。SNPは多因子疾患の遺伝的要因の解明等に有用なマーカーであり、すでに公共データベースには700万個以上が登録されている。しかし、アレル頻度が算出されているSNPはその7%程度であり、頻度測定の方法もさまざまで検索対象人数・集団数が十分であるとはいえない。われわれは、自動キャピラリー電気泳動装置を用いたSSCP法に基づくSNP頻度定量システムを構築した。この方法により、集団からサンプリングされた多数個人のDNAを等量づつ混合したプールDNAを分離・定量することで集団中のSNPアレル頻度を正確に推定することができる。主に転写開始点近傍のSNPを解析し、約1500個のSNPのアレル頻度を算出した。その結果、過半数のSNPのアレル頻度は日本人と西欧人で有意に異なることが判明した。これらのSNPについてFstを計算したところ、0.2以上の値を示すSNPは全体の約4%であった。また、その中には、アルデヒド脱水素酵素のようにすでに日本人固有の多型が存在していることが知られている遺伝子も含まれていた。したがって、このようにFstが高いSNPのなかに人種により異なった選択圧を受けたものが含まれると予想される。最も頻度の違いが著しかったSNPについて周辺約10kbの範囲で20個のSNPについてアレル頻度を調べた結果、11個が日本人と西欧人で著しく異なるアレル頻度を示した。この領域の近傍には転写因子の遺伝子および機能未知の遺伝子が含まれる。

さらに領域を広げハプロタイプ解析を行い、人種により頻度の異なる要因を検討していく予定である。ゲノム中の多数の一塩基多型(SNP)について各人種集団におけるアレル頻度解析をおこなうことにより、人類の分岐後に生じた集団間のゲノム多様性のなかから自然選択によるものを検出することを目的とした。このために自動キャピラリー電気泳動装置を用いたSSCP法によりプールDNAを分離・定量することで集団中のSNPアレル頻度を正確に推定することができるSNP頻度定量システムを利用した。約4000個のSNPについてWeirの方法によりF_<ST>を計算し遺伝的分化の指標とした。日本人と西欧人でアレル頻度が極端に異なるもの(F_<ST>>0.5)は全体の約0.5%でゲノム全体に散在していた。このようなSNPに注目し、それらの周辺領域(約40領域)のSNPについて日本人、西欧人、アフリカ人の3集団でのアレル頻度の比較を行った。その結果、アレル頻度が1集団でのみ異なっているもの、3集団間で異なっているものが領域によって混在していることが判明した。最もF_<ST>の高かった染色体11番q23のPOU2F3遺伝子の周辺領域では3集団でアレル頻度が顕著に異なった。染色体17番p13のNUP88-C1QBP遺伝子領域では日本人集団で特異的に他の2集団とアレル頻度が異なっていた。一方染色体15番q15のGATM遺伝子領域では西欧人集団で特異的にアレル頻度が異なっていた。これらの領域の連鎖不平衡地図を比較した結果、人種集団によりハプロタイプブロックの構造が異なっており、ハプロタイプが共通する部分においても頻度が異なっていることが明らかになった。これらが自然選択によって生じた可能性が示唆された。
津波被災地におけるビジュアライズ技術を活用した農地集積の合意形成に関する研究

津波被災地において、農地集積など社会経済面の復興計画づくりにビジュアライズ技術を組み込んだ被災農家参加型ワークショップを設計し、その効果を宮城県七ヶ浜町で検証したところ、以下が明らかとなった。1被災地では担い手農家への農地集積が急速に進んだが、耕地分散、農業水路の維持管理の負担増が、経営効率化の障害になっている。2数理計画法により地域農業所得を最大化する農地集積の最適解を求めると、現実の合意水準(納得解)とは大きな乖離が見られる。3最適解と納得解をGISに搭載し、ビジュアライズしながら話し合うワークショップを実施したところ、被災農家間に認識が共有され、共同学習が促される効果が観察された。津波被災地における農地集積や農業水利施設の維持管理といった経済・社会面(ソフト面)の復興計画づくりのための「ビジュアライズ技術を活用した合意形成手法の開発」にむけて、平成27年度は、宮城県七ヶ浜町の津波被災地を対象に、復興計画づくりのワークショップ・プログラムをデザインし、実際に被災農家に対して実施し、その効果を検証するという社会実験的な方法により以下を明らかにした。1.七ヶ浜町の水田経営農家にアンケートを実施し、そこから取得した経営データや、圃場間の移動距離などから、農地集積に関する最適化シミュレーションを行い、農地の団地化、農業機械の保有と利用、品種選定、冬場の仕事などが、津波被災地の水田経営の農地集積の課題であることを明らかにした。2.VIMS(農地基盤地理情報システム)に、七ヶ浜町の農地情報を搭載し、所有者ごとの農地分散状況、利用者ごとの農地分散状況、水路網や用水掛かり農地などを被災農家にわかりやすくビジュアラズできるようにデザインし、ワークショップの現場で、被災住民に提示することにより、農地利用状況に対する「理解」が促進されることを明らかにした。3.被災農家が参加し、VIMS(農地基盤地理情報システム)上の農地情報や、農地集積に関する最適化シミュレーション結果を提示しながら、今後の農地集積や農業水利施設の維持管理に関して話し合うワークショップ・プログラムをデザインし、七ヶ浜町において担い手農家を対象に2回(2015年12月、2016年3月)実施した。その中で、被災農家の復興計画づくりへの意欲が高まることが確認され、本年度デザインしたワークショップ・プログラムに被災農家の内発性を引き出す効果のあることが明らかとなった。「おおむね順調に進展している」と判断した理由は、以下の3点である。1.本研究は、津波被災地の担い手農家などを対象にワークショップを実施し、その効果を検証するという社会実験的な手法を用いることが第一の特徴である。このため、研究協力していただける被災地域を選定できるかどうかが本研究の成否の鍵を握っていた。しかし研究代表者らが今まで農地復興計画づくり(ハード面の復興計画策定)の支援を行ってきた宮城県七ヶ浜町土地改良区の組合員に協力を得ることができたため、社会実験的研究のスタートを順調にきることができた。今までの支援が被災地住民から評価され信頼を得ていたことと、ハード面での復興事業が一定程度進捗し、ソフト面での復興計画づくりの局面に入った時期を見極めることができたことが、研究対象現地の選定に成功した要因となった。2.本研究の第二の特徴は、農地情報を地理情報システムに搭載し、被災農家でも理解しやすいビジュアライズ技術としてデザインすることであるが、被災地の農地情報を入手できるかどうかが、この技術を現地実証するための鍵を握っていた。七ヶ浜町の農地情報については、地理情報システムに搭載できる形式で入手できたため、速やかにビジュアライズすることが可能であった。ただし入手できた農地情報は被災前のデータである。今後、復興後の農地情報を、復興事業の設計データに基づいて作成していくことが課題として残った。3.本研究の第三の特徴は、被災農家から経営に関するデータを入手して、最適化のシミュレーションを実施し、その結果を被災農家に提示して、そのフィードバックを次のシミュレーションに活かす点にある。七ヶ浜町で2回実施したワークショップに合わせて、水田経営に関するアンケートを2回実施でき、データ収集、フィードバックも順調である。津波被災地における農地集積や農業水利の維持管理といった経済・社会面(ソフト面)の復興計画づくりのための「ビジュアライズ技術を活用した合意形成手法の開発」にむけて、平成28年度は、宮城県七ヶ浜町の津波被災地(約120ha)を対象に、復興計画づくりのワークショップをデザインし、実際に被災農家に対して実施して、その効果を検証するという社会実験的な方法によって以下の点を明らかにした。1)七ヶ浜町の水田経営農家へのアンケート調査や聞き取り調査から、七ヶ浜町では被災後急速に農地集積が進み、5ha以上の経営体で町内農地の8割以上を耕作していることが明らかとなった。また農地利用の方法も、被災前は作業受委託、利用権設定、相対貸借など多様であったが、被災後は農地中間管理機構を介した利用権設定に1本化されている実態も明らかとなった。そういった実態を踏まえて、数理計画法により合理的農地利用をシミュレートした結果、七ヶ浜町の水田経営の場合、作業ユニットを現在より減らすことが所得の最大化につながることが明らかとなった。2)農地の所有や利用状況をワークショップの現場で即時にビジュアライズできるように、地理情報システムVIMSをカスタマイズした。実際に被災農家参加のワークショップにおいて、参加者に見てもらい、ビジュアライズ技術に関するニーズを把握した結果、農地利用状況が一目で理解できる点については高い評価を得た一方、共同で草刈りを行う法面の地理情報システムへの搭載ニーズがあることが明らかとなった。

3)地理情報システムVIMSで農地所有や利用状況を見せながら、今後の農地集積を考えるワークショップをデザインして実際に実施したところ、農地の団地化に関して課題が残っていることを参加被災農家自身が自覚できるなど、経済・社会面(ソフト面)をビジュアライズして話し合ってもらうことの効果を明らかにできた。本研究課題の独創性は、津波被災地に開発した手法を適応しながら、その効果を検証していくという社会実験的な方法を採っている点にある。また本研究課題の社会的意義は、実際の被災地に適用しながら検証する方法ゆえに極めて実践的な手法開発になり、その成果の社会実装が大いに期待できるという点にある。その観点から見ると、現在のところ、実際の津波被災地である宮城県七ヶ浜町の被災農家の方々の協力を得ながら、被災地の農業振興計画を実際に作成していくというプロセスの中で、ビジュアライズ技術を活用した合意形成手法を追求できており、本研究課題を遂行する上での3つの小課題、1)合理的農地利用のシミュレーション、2)地理情報システムを用いた農地利用や資源管理のビジュアライズ技術の開発、3)ビジュアライズ技術を活用したワークショップのデザインとも「おおむね順調に進展している」と評価できる。津波被災地における農地集積や農業水利施設の維持管理といった経済・社会面(ソフト面)の復興計画づくりのための「ビジュアライズ技術を活用した合意形成手法の開発」にむけて、平成29年度は、宮城県七ヶ浜町の津波被災地(水田面積約120ha)を対象に、復興計画づくりのワークショップをデザインし、実際に被災農家に対して実施して、その効果を検証するという社会実験的な方法によって以下の点を明らかにした。1)数理計画モデルにより地域の水稲所得を最大化する営農方法を試算したところ、機械ユニット3で水稲所得が2,543万円になることが明らかとなった。一方、現況の機械ユニット7(現在の合意水準)を前提に試算した場合、水稲所得は1,625万円となり、最大所得(最適解)の64%に留まることが明らかとなった。2)担い手農家への聞き取り調査や現地踏査により得た農地集積や農業水利施設の維持管理に関する情報を地理情報システム(VIMS)に搭載し、1耕作農地の面積や分布、2維持管理水路の延長などを視覚的に表示できるようにし、ワークショップの場で提示したところ、集積農地の分散状況や農業水路の管理状況に関する被災農家の「気づき」の効果が確認された。3)農地集積と農業水利施設の維持管理の状況に関して、1現在の合意形成水準(納得解)と2経営シミュレーション結果(最適解)を地理情報システム(VIMS)にビジュアライズしながら、担い手農家に今後の経営戦略を話し合ってもらうワークショップをデザインし、平成30年2月に実施した。その結果、担い手農家間に経営の多角化(水稲以外の作物の作付け、6次産業化)、さらなる農地集積・集約化の必要性に関する認識が醸成され、共有される効果が認められた。津波被災地において、農地集積など社会経済面の復興計画づくりにビジュアライズ技術を組み込んだ被災農家参加型ワークショップを設計し、その効果を宮城県七ヶ浜町で検証したところ、以下が明らかとなった。
遺伝性ブタ鎖肛における直腸肛門奇形の初期発生の機序解明

1)我々の確立した鎖肛ブタ2家系の維持を順調に行った。その内に1家系に先天性横隔膜ヘルニアが多発したので、救命手術を行ってその家系樹立にも努めている。鎖肛と横隔膜ヘルニアの両疾患をもつブタ2頭も救命できている。遺伝学的には両者に関係のない事が証明できている。2)実験計画通りに2家系内の計画的交配に基づく妊娠に人工流産を行い、鎖肛ブタ胎仔をえて来た。また妊娠20日以前の流産は技術的に成功していない。3)胎仔の矢状断連続切片標本を正中部を中心に作成して来た。但し顕微鏡画像の三次元立体構築法による解析を行うためには、一体について7001000枚の連続標本作製が必須であった。4)鎖肛の初期発生の起序を明らかにするべく、発生学的な検討を続けて来た。三次元立体構築法の技術開発を続けており、これを用いて,非常に有効な発生学的な解析が行えたと考えている。国際学会にも報告し、第25回太平洋小児外科学会ではBest PosterPrizeを受賞した。5)鎖肛発生原因は総排泄腔の分離異常による事を発生学的に明らかにしたが、この際cloacal plateの役割の重要性を示すことが出来た。現在までの教科書には記載されていない事実である。また性差による鎖肛病型の違いを明示出来た。6)鎖肛の進化学的な側面を解明するべく、検討を行った。進化学を研究すると共に、実際に魚類,両生類,爬虫類,鳥類,原始哺乳類,高等哺乳類と系統発生学的な考えに基づいて解剖学,組織学的検討を行った。高等哺乳類が進化の過程で獲得した総排泄腔分離の遺伝子の病的欠落によって鎖肛が発生するのではないかという考うに至った。鎖肛の重症病型は爬虫類,下等哺乳類などの総排泄腔をsimulateすると理解しやすい事を明らかにした。これらを報告書にまとめた。1)鎖肛ブタの2家系の維持を順調に続けている。その内の1家系に本年度は先天性横隔膜ヘルニアが多発しているので、これを維持する作業が加わっている。他の家系よりの鎖肛ブタの導入を心がけているが、これは少なかった。2)家系内の計画的な交配に続き人工的流産を行い鎖肛ブタ胎仔を得ている。正中部を中心とした矢状断連続切片標本の作成を続けている。20日令以前の流産では、胎仔のサイズの問題より標本確保が不可能に近い。なおこの点の工夫が必要である。3)鎖肛ブタ胎仔標本より鎖肛の初期発生の機序を解明するべく、系統的標本作成および検索を続けている。4)顕微鏡画像の三次元立体構築のための標本としては1胎仔について1,000枚以上の連続切片作成が必要である。5)直腸肛門部の初期発生(2230日令)における直腸肛門と泌尿生殖器の分離の過程を確認した。特に我々自身が開発を続けている三次元立体構築法を用いて(UNIX work stationを使用)分離過程を明らかにした。(Mebio 9(1)1992)6)ここで教科書に一般的に示されているcloacal mambraneの概念の誤りを指摘できて、genital tubercle内のcloacal plateの存在及びその発生学的意義を明らかにできた。dorsal cloacaとtail grooveとの間にcloacal plateが欠損する事によって分離異常即ち鎖肛が生ずるという説明を示した。

1)我々の確立した鎖肛ブタ2家系の維持を順調に行った。その内に1家系に先天性横隔膜ヘルニアが多発したので,救命手術を行ってその家系樹立にも努めている。鎖肛と横隔膜ヘルニアの両疾患をもつブタ2頭も救命できている。遺伝学的には両者に関係のない事が証明できている。2)実験計画通りに2家系内の計画的交配に基づく妊娠に人工流産を行い,鎖肛ブタ胎仔をえて来た。しかしその回数は予定より少なかった。また妊娠20日以前の流産は行えなかった。3)胎仔の矢状断連続切片標本を正中部を中心に作成して来た。但し顕微鏡画像の三次元立体構築法による解析を行うためには,一体について7001000枚の連続標本作製が必須であった。4)鎖肛の初期発生の起序を明らかにするべく,発生学的な検討を続けて来た。三次元立体構築法の技術を用いて,非常に有効な解析が行えたと考えている。国際学会にも報告し,第25回太平洋小児外科学会ではBest Poster Prizeを受賞した。5)鎖肛発生原因は総排泄腔の分離異常による事を発生学的に明らかにしたが,この際cloacal plateの役割の重要性を示すことが出来た。現在までの教科書には記載されていない事実である。6)鎖肛の進化学的な側面を解明するべく,検討を行った。進化学を研究すると共に,実際に魚類,両生類,爬虫類,鳥類,原始哺乳類,高等哺乳類と系統発生学的な考えに基づいて解剖学,組織学的検討を行った。高等哺乳類が進化の過程で獲得した総排泄腔分離の遺伝子の病的欠落によって鎖肛が発生するのではないかという考えに至った。これを報告書にもまとめた。
腫瘍形成におけるTMEPAIの分子機構の解明

TMEPAIはがんで高発現し、腫瘍形成に関連する膜タンパク質である。TMEPAIは細胞外領域の異なる複数のアイソフォームが存在することから、がん細胞におけるアイソフォームの同定を行った結果、乳がん細胞ではアイソフォームDの発現が強い傾向が認められた。また、乳がん細胞においてTMEPAIは足場非依存的な増殖に関与することが明らかとなった。さらにTMEPAIの新規の機能として、TMEPAIがWntシグナルを抑制することを見出した。TMEPAI(Transmembrane androgen induced-protein)はがん細胞で発現が亢進している膜タンパク質で、TMEPAIをノックダウンしたがん細胞では皮下移植腫瘍形成能が著しく低下することから、TMEPAIは新規のがん関連タンパク質と考えられている。また、申請者等はTMEPAIがTGF-betaシグナルの負のフィードバック制御に関わることを明らかにしている。さらにTMEPAIはTGF-bシグナルのみならず、アンドロゲンシグナルやPI3K/AKTシグナルにも関与するという報告があり、TMEPAIがどのように腫瘍形成に関与するか詳細な検討が必要である。申請者等は、まずがん細胞におけるTMEPAIの発現アイソフォームについて検討した。TMEPAIはヒトでは細胞外ドメインの異なる4つのアイソフォームが存在するため、がん細胞および正常細胞において発現するアイソフォームに違いが認められた場合、がんの診断や標的になり得る可能性がある。さらに、申請者等はCRISPR/Cas9システムを用いて、TMEPAIをノックアウトした乳がん細胞を樹立し、内在性TMEPAIの機能を解析することや、ノックアウト細胞にTMEPAIの各機能ドメインを欠損した変異体を再発現させることによって、腫瘍形成能やがん細胞の増殖、浸潤、遊走等におけるTMEPAIの機能解析を行っている。また、各アイソフォームを再発現した細胞株も作製し、アイソフォームによる作用の違いについても検討する。申請者等は既にTMEPAIのノックアウトを作製しており、生体内におけるTMEPAIの機能を解析し、さらにTMEPAIマウスと発がんモデルマウスや化学発癌実験を行い、TMEPAIの腫瘍における役割を明らかにすることを目指している。TMEPAIのアイソフォームの同定について、5'-RACE法やウエスタンブロットにより解析を行った。乳がん細胞においてはアイソフォームDの発現が強い傾向があり、正常乳腺上皮細胞株ではアイソフォームBの発現が認められた。しかしながら、アイソフォームBとDはタンパク質がほぼ同じであることから、ウエスタンブロットでの解析が行えず、現在各アイソフォームに特異的な抗体を作製している。乳がん細胞において、TMEPAIをノックアウトした細胞を樹立し、in vitroスフェア形成試験やコロニー形成試験、浸潤試験を行ったところ、TMEPAIをノックアウトするとスフェア形成能、コロニー形成能、浸潤能が低下することを認めた。今後、in vivoでの腫瘍形成試験等を開始する予定であるが、がんの増大、進展、転移等を非侵襲的にモニターするためにLuciferaseを発現する細胞株を準備している。さらに、TMEPAIの腫瘍形成メカニズムを明らかにするため、TMEPAIの各ドメイン欠損変異体を再発現して、in vitroおよびin vivoにより腫瘍形成能を検討する予定である。TMEPAIの生体内での機能を解析するために、ノックアウトマウスを生化学的、病理学的に解析しているが、現在までに顕著な表現型は認められていない。TMEPAIのファミリー分子であるC18orf1ノックアウトマウスも作製し、ダブルノックアウトマウスも作製しているが、同様に表現型は認められていない。今後、これらのマウスに脂肪食の投与や発がんモデルマウスとの交配、化学発癌実験等を行い表現型を確認する。TMEPAIはがん細胞において発現が亢進し、TMEPAIをノックダウンすると移植腫瘍形成能や足場非依存的増殖能が低下することから、腫瘍形成に関与するタンパク質であると考えられている。TMEPAIはアンドロゲンやTGF-b、EGF、Wntによって転写が制御されることが報告されており、一方でTMEPAIはTGF-bやアンドロゲンシグナルを負に制御分することやPTENの分解を促進することでPI3K/AKTシグナルを増強することも知られている。本研究では、TMEPAIの腫瘍形成における分子メカニズムとTMEPAIの生体内での機能について検討を行った。その結果、我々はTMEPAIの新たな機能を見出した。TMEPAIを過剰発現すると、Wntシグナル依存的なTOP-flashレポーター活性が有意に抑制され、Wntシグナルの標的遺伝子であるAxin2やc-mycの発現が減少した。一方、TMEPAIの過剰発現する乳がん細胞からCrispr/Cas9システムを用いてTMEPAI K.O.細胞を樹立したところ、Wntシグナルの増強や、Wntシグナル依存的なb-cateninの蓄積、核移行が増強された。よって、TMEPAIはWntシグナルを抑制する分子であると考えられる。(現在、論文投稿準備中)さらに生体内におけるTMEPAIの機能を解析するため、TMEPAIおよびTMEPAIのファミリー分子であるC18orf1 (LDLRAD4)のノックアウトマウスおよびダブルノックアウトマウスを作製したが、現在までに通常飼育下では、目立った表現型は認められていない。今後、TMEPAIがどのシグナルを介して、どのように腫瘍形成に関与しているか、さらにin vivoにおけるTMEPAIと腫瘍形成の関連を明らかにし、TMEPAI高発現がん細胞の治療や診断法の開発へと繋げていきたい。

また、乳がん細胞においてTMEPAIは足場非依存的な増殖に関与することが明らかとなった。さらにTMEPAIの新規の機能として、TMEPAIがWntシグナルを抑制することを見出した。TMEPAIのアイソフォーム解析については、現在、各アイソフォームの細胞外ドメインに対する抗体を作製中である。しかし、TMEPAIの細胞外ドメインはアイソフォームAで約30アミノ酸、アイソフォームB、Dでは10アミノ酸程と短く、さらに糖鎖修飾部位を含んでいるため、抗体が反応しづらい可能性があるが、糖鎖修飾の切断や阻害を行い検討する。細胞外ドメインに対する抗体が得られた場合、病理組織標本等を染色し、がんにおけるTMEPAIの発現解析や予後との相関を検討する。TMEPAIの機能に関しては、現在、新たな機能としてTMEPAIがWntシグナルの抑制にも関与することを見出しており、詳細なメカニズム解析を行う。がん細胞においてTMEPAIがどのように関与するか、腫瘍形成試験、浸潤試験等の従来の機能試験に加え、がん幹細胞の可視化等の実験方法の確立にも着手しており、これらの実験方法により検討する予定である。TMEPAIおよびC18orf1ノックアウトマウスの表現型については、通常飼育下では目立った変化は認められていない。TMEPAIは腫瘍や炎症等の特殊な条件下でより発現が高まることが知られており、実験的にそれらを惹起することで表現型が認められる可能性がある。今後、マウスの発がん試験や、ブレオマイシン誘導肺線維症等の実験によりTMEPAIの生体における機能を解析する予定である。腫瘍生物学
レザーアブレーション法による骨組織の薄膜化とその生体への適用

ArFエキシマレーザーアブレーション法でハイドロキシアパタイト(HAp)薄膜の作製を試みた。まず、薄膜用ターゲットとしてHAp粉末と五酸化リン粉末を混合プレス成形したものを用いて、膜中のCa/Pの比の調整を行った。薄膜を得る方法として、成膜後に熱処理を行うポストアニール法と、真空チャンバー内のin-situ成膜法を試みた。前者の場合、基板温度100°C、0.4mtorrの酸素ガス圧中で成膜後、500°C-1時間の熱処理を行うことにより、チタン、アルミナ、熱酸化シリコン等の基板上に結晶化HAp膜を得ることができた。また後者の場合、基板温度450-500°Cで、酸素+水蒸気ガス100mtorr中で、上記基板上に結晶化HApを得ることができた。また、HApと格子整合性の良いサファイヤ基板上に、初めてc軸配向HAp膜を得ることにも成功した。さらに、テフロンやポリイミドといった高分子基板上にも結晶化HAp薄膜の作製に成功し、生体親和性と柔軟性を兼ね備えたインプラント材を実現した。HAp薄膜の機械的特性として、ダイナミック微小硬度系によるHAp膜のダイナミック硬度(DH)と、引っ張り試験機による固着度の測定を行った。その結果HAp膜のDH硬度は390であった。引っ張り試験では無機物基板で54MPa以上(試料固定用の接着剤の方が剥離を起こし計測不能)の引っ張り強度を示した。高分子基板上では0.5MPa(テフロン)、10MPa(ポリイミド)であった。Ti-6Al-4V基板上にHAp薄膜をコーディングしたインプラント材(人工骨)を作製し、in-vitroによる生体親和性の評価を行った。細胞としてマウス胚由来の3T3-E1繊維芽細胞を用い、シャーレ内で細胞培養を行った結果、細胞の接着と増殖が認められ生体親和性を確認した。in-vivoによる生体親和性の確認は現在準備中である。まず、ターゲットとしてHAp粉末と五酸化リン粉末を混合・プレス成形したものを用いることにより、膜中のCa/Pの比を調製した。成膜は4mTorrの酸素雰囲気中で8nm/minの成膜レイトで行い、このとき基板温度を400°C以上にするとHApの構造は得られず、酸化カルシウムとなった。また400°C以下の基板温度ではHAp膜の結晶性は非常に悪くアモルフィスであり、結晶化したHAp膜を得るためには酸素と水蒸気の雰囲気中で550°C1時間以上のポストアニールを行う必要があった。基板としては、チタン、サファイア、チタン酸ストロンチウム、熱酸化シリコンを用いたが、いずれの基板上にもHAp薄膜を得ることができた。得られたHAp薄膜はX線回折より多結晶であったが、トリカルシウムホスフェート(TCP)等の不純相は見られなかった。さらに、得られた薄膜のCa/Pの組成比(重量比)はエネルギー分散型X線分光法(EDX)より02.03であり、生体HApの2.04に近い値であった。これらの膜の表面モルホロジーを電子顕微鏡(SEM)および原子間力顕微鏡(AFM)より観測した結果、平均ラフネスは72nmでありポストアニール法で得られた膜としては比較的平坦であった。HAp薄膜の力学的特性として超微小ダイナミック硬度計により、ダイナミック硬度(DH)を測定した。

得られたDH硬度は約390でチタンの100より大きく、硬度と耐摩耗性とが比例関係にあることより、HAp膜をチタン上に成膜することにより、チタンの表面の機械的特性を改善できることがわかった。また、生体HAp(骨・歯)をターゲットにした場合についての成膜も行い、X線回折よりHApの結晶構造が得られたことを確認したが、組成分析を行うには到っていない。ArFエキシマレーザーアブレーション法でハイドロキシアパタイト(HAp)薄膜の作製を試みた。まず、薄膜用ターゲットとしてHAp粉末と五酸化リン粉末を混合プレス成形したものを用いて、膜中のCa/Pの比の調整を行った。薄膜を得る方法として、成膜後に熱処理を行うポストアニール法と、真空チャンバー内のin-situ成膜法を試みた。前者の場合、基板温度100°C、4mtorrの酸素ガス圧中で成膜後、500°C-1時間の熱処理を行うことにより、チタン、アルミナ、熱酸化シリコン等の基板上に結晶化HAp膜を得ることができた。また後者の場合、基板温度450-500°Cで、酸素+水蒸気ガス100motorr中で、上記基板上に結晶化HApを得ることができた。また、HApと格子整合性の良いサファイア基板上に、初めてc軸配向HAp膜を得ることにも成功した。さらに、テフロンやポリイミドといった高分子基板上にも結晶化HAp薄膜の作製に成功し、生体親和性と柔軟性を兼ね備えたインプラント材を実現した。HAp薄膜の機械的特性として、ダイナミック微小硬度計によるHAp膜のダイナミック硬度(DH)と、引っ張り試験機による固着度の測定を行った。その結果HApのDH硬度は390であった。引っ張り試験では無機物基板で54MPa以上(試料固定用の接着剤の方が剥離を起こし計測不能)の引っ張り強度を示した。高分子基板上では0.5MPa(テフロン)、10MPa(ポリイミド)であった。Ti-6Al-4V基板上にHAp薄膜をコーティングしたインプラント材(人工骨)を作製し、in-vitroによる生体親和性の評価を行った、細胞としてマウス胚由来の3T3-E1線維芽細胞を用い、シャーレ内で細胞培養を行った結果、細胞の接着と増殖が認められた生体親和性を確認した。in-vivoによる生体親和性の確認は現在準備中である。
頭痛関連SNPと心拍変動解析法を組合わせた一次性頭痛鑑別法の新規構築

本年度は、学生ボランティアを対象として1頭痛診断に応用可能なSNP検出法構築と2心拍変動解析プロトコールの検証を行った。1頭痛診断に応用可能なSNP検出法構築では、学生ボランティア51名の口腔粘膜擦過細胞由来の保存DNAを使用し、4種類の一塩基多型(MEF2D、ASTN2、PRDM16、c7orf10)それぞれで変異塩基特異的プライマーを用いたSYBRGreen法による検出法を構築した。2心拍変動解析プロトコールの検証では、1の51名中23名を対象に行い、測定には株式会社トライテックのチェック・マイハートを使用した。測定は、座位安静5分・座位測定5分・立位測定5分から、LF(低周波成分)/HF(高周波成分)比の立座比を算出した。日差・日内変動を検証した結果、測定時間を午後に統一した。頭痛の有無、家族歴の有無、頭痛の型を知る目的で問診アンケートを実施し、これにより得られた情報とSNPおよびLF/HF立座比の結果を比較した。51名のリスクアリル所有率は、片頭痛疑いにおけるPRDM16とc7orf10がどちらも82.4%、緊張型頭痛疑いにおけるPRDM16が87.5%であった。3種以上のリスクアリル保有率は片頭痛疑い、混合型頭痛疑い、緊張型頭痛疑い、頭痛なしの群でそれぞれ71%、67%、40%、31%であった。23名の心拍変動解析では、LF/HF比の立座比平均値は片頭痛疑いの群で1.95、片頭痛以外の群で3.06であった。本研究により、片頭痛では1リスクアリルを複数所有している2c7orf10のリスクアリルの所有率が高い3心拍変動解析でのLF/HF比の立座比が低いという傾向にあり、緊張型頭痛では、1MEF2DとPRDM16のリスクアリルの所有率が高い2心拍変動解析での立座比が高いという傾向がみられた。我々の新規検査法を用いて片頭痛と緊張型頭痛を鑑別できる可能性が示唆された。SNP検出法は計画通り構築することできた。一方で、心拍変動解析は妥当性を検証するためには2重測定が必須であり、我々のプロトコールでは最低でも30分を要してしまう。多くのボランティアに参加してもらうためには、できるだけ測定時間を短くする必要があるため、プロトコールを再検証しなくてはならないため。心拍変動解析の測定時間は、学生ボランティアを公募し、他の文献で行われている2分間で検証し5分間測定のデータと比較する。8月を目途に心拍変動解析のプロトコールを確立し、実施計画に沿ってボランティア公募および測定・解析を行う。理由:当初計画で見込んだよりも安価に研究が進んだため、次年度使用額が生じた。
ポスト福祉国家における経済的自由の憲法理論的研究

当初の研究実施計画に則り、(1)討議民主主義や共和主義等の研究動向を調査・検討し、経済的自由主義の保障を相対化する理論の意義と問題点の検証、(2)解釈論との関係で、経済規制に関する経済法の理論を憲法学に導入する試みの是非の検討を行った。また、以上の理論的研究と併せて、(3)規制緩和政策の下で進められる改憲動向の検討を通じて、経済的自由をめぐる憲法理論の問題を実践的に検討した。研究成果との関係で整理すると、「ジョン・ロック『自然法論』をめぐる諸考察」は、前年度の課題であったリバタリアニズムの批判的研究との関連で、ロック自然法思想の歴史的解明を試みたものである。図書『政府規制と経済法』に掲載した拙稿「憲法と独占禁止法」は、営業の自由に関する「規制目的二分論」と新聞の特殊指定の問題を憲法と経済法のそれぞれの観点から検討し、民主主義社会においては「競争」に解消できない政治的価値があり、それを憲法論的に根拠つけていくことの重要性を明らかにした。論文「憲法からみる"独占禁止法と規制緩和"」は新聞の特殊指定の問題について、さらに立ち入って検討を加えたものである。以上の二つの論稿は、(2)の調査・分析の一部を公表しだものである。論文「地方自治と改憲問題」は、各種の改憲案における地方自治規定が、規制緩和政策に適合的であることを明らかにし、「地方分権」が福祉切捨ての便法にされかねない状況を批判した。(3)の研究成果の一部である。なお、(1)の課題に関わる研究成果は、「立憲主義における社会契約論の意義」と「立憲主義と民主主義の関係」といった憲法理論の基礎的問題を扱う論稿を執筆するにあたって利用した。これらの論稿は間もなく公刊される予定である。そして、現時点では未公刊の論稿をも利用しつつ、2年間の研究成果を整理して、「ポスト福祉国家における経済的自由の憲法理論的研究」と題する報告書を作成した。当初の研究実施計画に則り、(1)経済的自由に関する従来の憲法学の理論状況の調査・分析、(2)リバタリアニズムを巡る政治理論・法哲学の議論状況の調査・分析、(3)民営化や規制緩和の「お手本」となったイギリス憲法の理論状況の分析を行った。研究成果との関係で整理すると、論文「憲法学はなぜリバタリアニズムをシリアスに受け止めないのか?」では、経済的自由に関する従来の憲法学説の考え方を整理して、憲法学がリバタリアニズムの問題提起をシリアスに受け止めないのはなぜかを明らかにし、そのうえで、原理論レベルでのリバタリアニズムの問題提起に応答していくことによって、経済的自由に関する憲法学説を再構築していくことが必要であることを明らかにした。同論文は、研究実施計画の(1)と(2)の調査・分析の一部を公表したものである。図書『現代立憲主義の認識と実践』に掲載した拙稿「立憲主義、法の支配、コモン・ロー」では、法理論の枠内で「法の支配」を厳密に定義して、そこから様々な解釈論上の帰結を導き出す、T.R.S.アラン教授の憲法学説を批判的に検討した。その際、アラン教授の学説が、本人の意図に反して、ハイエク流の新自由主義的な「法の支配」論になっていることを明らかにした。同論文は、研究実施計画の(3)の調査・分析の一部を公表したものである。今年度において、行った調査・研究のうち、まだ論文として公刊できていないものは次のとおりである。

(1)独占禁止法の改正など、市場に関する法制度の改変との関係で、経済的自由に関する憲法学説の動向を調査・分析した。特に今年度は、経済法関係の資料・文献の調査・収集と解読・分析を行った。(2)男女共同参画におけるポジティブ・アクションも市場に対する国家関与の問題であることから、その法理論的検討を行った。以上の調査・研究の成果は来年度の早い時期に、論文として公刊する計画である。当初の研究実施計画に則り、(1)討議民主主義や共和主義等の研究動向を調査・検討し、経済的自由主義の保障を相対化する理論の意義と問題点の検証、(2)解釈論との関係で、経済規制に関する経済法の理論を憲法学に導入する試みの是非の検討を行った。また、以上の理論的研究と併せて、(3)規制緩和政策の下で進められる改憲動向の検討を通じて、経済的自由をめぐる憲法理論の問題を実践的に検討した。研究成果との関係で整理すると、「ジョン・ロック『自然法論』をめぐる諸考察」は、前年度の課題であったリバタリアニズムの批判的研究との関連で、ロック自然法思想の歴史的解明を試みたものである。図書『政府規制と経済法』に掲載した拙稿「憲法と独占禁止法』は、営業の自由に関する「規制目的二分論」と新聞の特殊指定の問題を憲法と経済法のそれぞれの観点から検討し、民主主義社会においては「競争」に解消できない政治的価値があり、それを憲法論的に根拠っけていくことの重要性を明らかにした。論文「憲法からみる"独占禁止法と規制緩和"」は新聞の特殊指定の問題について、さらに立ち入って検討を加えたものである。以上の二つの論稿は、(2)の調査・分析の一部を公表したものである。論文「地方自治と改憲問題」は、各種の改憲案における地方自治規定が、規制緩和政策に適合的であることを明らかにし、「地方分権」が福祉切捨ての便法にされかねない状況を批判した。(3)の研究成果の一部である。なお、(1)の課題に関わる研究成果は、「立憲主義における社会契約論の意義」と「立憲主義と民主主義の関係」といった憲法理論の基礎的問題を扱う論稿を執筆するにあたって利用した。これらの論稿は間もなく公刊される予定である。そして、現時点では未公刊の論稿をも利用しつつ、2年間の研究成果を整理して、「ポスト福祉国家における経済的自由の憲法理論的研究」と題する報告書を作成した。
ベイズ型統計モデルに基づく経済成長の要因分析法の開発とその応用

ベイズ型平滑化事前分布のアプローチを用いて、時変構造を持つ生産関数モデルの構築とパラメータ推定の方法を提案した。また、開発した方法を日本、米国、中国、韓国、台湾のデータに適用し、経済成長の要因分析を行った。本研究の新規提案法は、経済成長の実証分析において非常に有望なアプローチといえる。その主な特徴は、モデルにおける全要素生産性(TFP)および産出の要素弾力性の時間的変化パターンを厳密に推定できることである。本研究の目的は、ベイズ的な統計理論・方法を基盤とした、経済成長の要因分析法の開発とその応用にある。本研究では、全要素生産性(total factor productivity, TFP)と産出量の要素弾力性を時変パラメータとみなす動的生産関数モデルを構築し、平滑化事前分布を用いたベイズ法でモデルの推定を行う。こうした試みによって、TFPと要素弾力性の詳細な動きが把握可能となり、従来の研究で見逃されていた新たな知見の獲得が期待できる。平成21年度は、これまでの研究成果を踏まえたモデルの一般化・精緻化および推定法の改善作業を中心に行った。また、我々の提案アプローチを日本、中国、台湾、アメリカの時変構造の分析に応用した。本研究は、成長会計や成長回帰分析など既存の生産関数アプローチにおけるいくつかの問題点を克服した先駆的取り組みであり、経済成長の定量的分析の理論・方法の発展に貢献するものといえる。平成21年度における研究成果は、日本地域学会、日本経済政策学会、The 3rd ACE International Conference、The 5th International Conference on Informationなどで報告された。また5編の論文がそれぞれ「Journal of Economic Research」、「The Empirical Economics Letters」、「Information」および「システム制御情報学会論文誌」などの経済学や情報学関連の国際・国内学術雑誌に投稿した。その中の3編が平成21年度中に出版され、他の2編もすでに査読を通して採用決定となっており、平成22年度中に出版される予定である。これまでの研究ではCobb-Douglas生産関数を中心に扱ってきたが、平成22年度は、より一般的な生産関数であるCES生産関数に基づくモデリングへと展開し、推定法の改良を行った。また、提案アプローチを日本、中国、台湾、韓国、アメリカの経済成長および動的構造の統計分析に応用した。上述のベイズ的な生産関数に関する研究の必要に応じて、我々は、循環変動成分を含む時系列の季節調整モデル推定法の提案に加え、一括推移の状態空間モデルとそれに付随した状態推定法および2方向フィルタによる粒子平滑化法を開発した。本研究の目的は、経済システムの構造変化のダイナミクスをより精確に表現する統計モデルの構築とその応用である。経済システムの動的特性を捉えるため、我々は、時間的に変化可能な時変パラメータをモデルに導入し、平滑化事前分布を用いたベイズ的アプローチによってパラメータの推定を行う。結果として、直接観測できない経済構造の動きを詳細に把握し、従来の研究で見逃されていた新たな知見の獲得が期待できる。
連続平面座標システムを用いた交通行動モデルの開発

本研究では,従来より用いられてきたゾーンシステムに基づいた目的地選択行動の記述における問題点に着目し,直交座標系でトリップ目的地点を表現するシステムを用いることで,個人のトリップ目的地選択行動を空間座標上で再現する行動モデルを構築した.この行動モデルを構築するためには,直交座標系での土地利用データベース,トリップデータベースの構築が不可欠であるが,広い空間を対象としたモデルを構築するためには,そのデータベースの大きさ,および,それを処理するための計算量は莫大なものとなる.この問題点に対処するために,本研究ではGISを活用した.それに加えて,任意の地点間の交通機関別の交通移動抵抗データの算定にも,莫大な計算量が必要となるが,これに関しては,GISを活用するに加えて,バス停間の移動抵抗や道路網の任意のノード間の移動抵抗を算定する交通シミュレーションモデルを活用した.モデル推定にあたっては,目的地選択肢集合数が膨大となる,という計算処理上の問題があるのだが,この点に対処するために,プリズム制約等の制約条件を考慮した上でサンプリングを行い,推定計算のための選択肢集合を生成した.また,各故人の主観的な選択肢集合の異質性に関しては,選択肢集合認知モデルを構築した.これらの前提のもと,実データに基づいてモデル推定を行ったところ,個人は目的地点を様々な点の集合として考えている訳ではなく,周辺地域の地点属性も加味した上で選択していること等が分かった.従来の交通行動モデルにおいては,集計モデルはもちろんのこと,非集計モデルにおいても,対象地域を複数のゾーンに分割し,個々のゾーンをトリップエンドとするゾーンシステムが広く用いられてきた.ゾーンシステムがこれまで用いられてきた大きな理由として,計算機の処理能力をそれほど必要とせず,比較的容易に分析に用いることが可能であったことが挙げられる.しかしながら,現在では,計算機能力が急速に向上し,そのような面からの限界は無くなったと考えられる.反対に,ゾーンシステムによる個々のトリップの測定誤差が交通行動モデルの精度の向上を阻んでいる点が問題視されるようになってきており,新たなトリップの測定方法および解析方法が求められてきている.本研究の目的は,トリップエンドとして平面座標システムを用いた交通行動モデルを構築することであり,そのための基礎的な分析として,目的地選択行動に対して平面座標システムを用いたモデルの構築を行い,アンケート調査に基づく実証的な分析を行っている.はじめに,平面座標システム上で個人の交通行動を捉えるためのGISデータベースを構築した.次に,地図を用いたアンケート調査を実施し,調査結果をGISデータとしてコーディングした.モデルの構築に際しては,選択肢が無限集合となることから,選択肢集合特定のための目的地認知モデルを構築した.さらに,特定された認知空間を対象に,地理平面上の仮想的なメッシュを選択肢とする目的地選択モデルを構築した.推定結果より,構築した目的地選択モデルが非常に高い適合度を持つことを確認した.本研究では,従来より用いられてきたゾーンシステムに基づいた目的地選択行動の記述における問題点に着目し,直交座標系でトリップ目的地点を表現するシステムを用いることで,個人のトリップ目的地選択行動を空間座標上で再現する行動モデルを構築した.この行動モデルを構築するためには,直交座標系での土地利用データベース,トリップデータベースの構築が不可欠であるが,広い空間を対象としたモデルを構築するためには,そのデータベースの大きさ,および,それを処理するための計算量は莫大なものとなる.この問題点に対処するために,本研究ではGISを活用した.それに加えて,任意の地点間の交通機関別の交通移動抵抗データの算定にも,莫大な計算量が必要となるが,これに関しては,GISを活用するに加えて,バス停間の移動抵抗や道路網の任意のノード間の移動抵抗を算定する交通シミュレーションモデルを活用した.モデル推定にあたっては,目的地選択肢集合数が膨大となる,という計算処理上の問題があるのだが,この点に対処するために,プリズム制約等の制約条件を考慮した上でサンプリングを行い,推定計算のための選択肢集合を生成した.また,各故人の主観的な選択肢集合の異質性に関しては,選択肢集合認知モデルを構築した.これらの前提のもと,実データに基づいてモデル推定を行ったところ,個人は目的地点を様々な点の集合として考えている訳ではなく,周辺地域の地点属性も加味した上で選択していること等が分かった.
環境調和型化学プロセス設計のための情報基盤の構築

1.化学プロセスの環境影響の評価手法の開発化学プロセスの設計において、(1)総合的な評価手法、(2)対象プロセスの導入によるプロセス外のシステムの変化の評価手法、(3)設計段階での評価に伴う不確実性の評価手法を、プロセス設計初期段階における評価支援のために体系化した。また、化学物質を多用する産業洗浄プロセスについて、利用する化学物質や排出形態に応じた環境影響評価項目の選定手順とその評価手法について検討を加え、その手順を体系化した。2.環境影響評価結果のプロセス設計への情報フィードバック手法開発PETのリサイクルプロセスの例について、物質設計、材料設計からプロセス設計に至るまでのプロセスライフサイクルのアクティビティの詳細なモデル作成を行った。各アクティビティで意志決定される項目とそれに必要な情報項目を解析した。代替案を提案し、各代替案をプロ立スモデルとして表現することを支援するシステムの概念設計を行った。3.経済評価や環境影響評価など複数評価意志決定あるいは多目的関数最適化の手法開発多数の環境影響評価指標を一指標に統合する手法と多数の指標を独立に考慮するエコ効率解析のような手法を利用者が実用的に利用できるようなシステムとして設計した。4.ライフサイクル情報獲得し、設計を支援するための情報基盤としての実装代替案生成、プロセス合成、プロセス設計、システム評価、決定までを支援する全体システム基盤の概念設計を完了した。今後は、設計した情報基盤の実装を進め、具体的なデータによって実行できる環境を構築する。1.化学プロセスの環境影響の評価手法の開発化学プロセスの環境影響は、化学プロセス自体の環境影響と、化学プロセスによって生産された物質の環境影響に分けられる。ケーススタディとして、PET樹脂製品のケミカルリサイクルを例として検討を行った。PETのケミカルリサイクルは化学プロセスで樹脂の分解が行われるが、採用する反応によって生成するモノマーが異なり、モノマーによってリサイクルシステム全体が変化するため、化学プロセスとライフサイクルの相互作用がきわめて大きいため、独立に評価できないという特徴があり、このようなプロセス評価と製品ライフサイクル評価の統合の必要性が明らかになった。2.環境影響評価結果のプロセス設計への情報フイードバック手法開発PETのリサイクルプロセスの例について、物質設計、材料設計からプロセス設計に至るまでのプロセスライフサイクルのアクティビティの詳細なモデル作成を行った。3.経済評価や環境影響評価など複数評価意志決定あるいは多目的関数最適化の手法開発多数考えられる環境影響評価項目、例えば地球温暖化指標や資源消費量、廃棄物量などとさらに経済的な指標を統合する手法と多数の指標を同時に考慮する手法が考えられるが、今年度は後者を検討した。パレート最適化と呼ばれる多項目の指標を表す空間上で実施可能領域を示しながら最適点を探す手法について遺伝的アルゴリズムを利用して定式化して実施し、プロセスの運転時の変動を含む新たな手法を提案した。4.ライフサイクル情報獲得し、設計を支援するための情報基盤の概念設計外部ソフトウェアとのインタフェースを持つ市販のプロセスシミュレータを利用して、プロセスモデルを利用する実験を実施した。1.化学プロセスの環境影響の評価手法の開発平成15年度に検討した(1)総合的な評価手法、(2)対象プロセスの導入によるプロセス外のシステムの変化の評価手法に加え、(3)現実のプロセスではなく設計段階での評価に伴う不確実性の評価手法を開発し、プロセス設計早期の意思決定への支援を可能にした。2.環境影響評価結果のプロセス設計への情報フィードバック手法開発平成15年度に対象としたPETのリサイクルプロセスの例について、意思決定項目、例えば化学プロセスにおいて化学反応や原料、溶媒、触媒、分離方法のといった項目について、代替案を提案し、各代替案をプロセスモデルとして表現することを支援するシステムの概念設計を行った。3.経済評価や環境影響評価など複数評価意志決定あるいは多目的関数最適化の手法開発多数考えられる環境影響評価項目、例えば地球温暖化指標や資源消費量、廃棄物量などとさらに経済的な指標を統合する手法と多数の指標を同時に考慮する手法が考えられるが、平成15年度は後者を検討した。今年度はエコ効率解析と呼ばれる経済指標との統合的な評価手法を検討し、特にPETのリサイクルプロセスの例について複数指標への重み付けなどの手法上の問題点について検討を行った。

4.ライフサイクル情報獲得し、設計を支援するための情報基盤としての実装平成15年度に実施した、外部ソフトウェアとのインタフェースを持っ市販のプロセスシミュレータを利用して、プロセスモデルを利用する実験を発展させ、これまでに開発した個々の手法を利用できるような支援システムを全体システムの基盤として概念設計を行った。1.化学プロセスの環境影響の評価手法の開発平成16年度までに検討した(1)総合的な評価手法、(2)対象プロセスの導入によるプロセス外のシステムの変化の評価手法、(3)設計段階での評価に伴う不確実性の評価手法を、プロセス設計初期段階における評価支援のために体系化した。また、化学物質を多用する産業洗浄プロセスについて、利用する化学物質や排出形態に応じた環境影響評価項目の選定手順とその評価手法について検討を加え、その手順を体系化した。2.環境影響評価結果のプロセス設計への情報フィードバック手法開発平成16年度までに対象としたPETのリサイクルプロセスの例に加え、化学物質の利用および環境放出の大きい、産業洗浄プロセスついて、意思決定項目、例えば洗浄液、洗浄プロセス、洗浄操作、回収分離方法といった項目について、代替案を提案し、各代替案をプロセスモデルとして表現することを支援するシステムの概念設計を行った。3.経済評価や環境影響評価など複数評価意志決定あるいは多目的関数最適化の手法開発平成16年度までに開発した、多数の環境影響評価指標を一指標に統合する手法と多数の指標を独立に考慮するエコ効率解析のような手法を利用者が実用的に利用できるようなシステムとして設計した。4.ライフサイクル情報獲得し、設計を支援するための情報基盤としての実装平成16年度までに開発した個々の手法を統合し、代替案生成、プロセス合成、プロセス設計、システム評価、決定までを支援する全体システム基盤の概念設計を完了し、実装に着手した。