hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
歴史地理学的手法による環境研究の再検討-内水面の歴史的利用形態の多様性をめぐって

本研究では、水環境と人間との関わり方の変化とその要因を解明することによって、歴史地理学的手法による環境研究を再構築することを試みた。本年度は、琵琶湖周辺の内水面、特に河川に面した村落に焦点を当て、村落民による多様な利用とその変化の過程・要因について、前年度実施の聞き取り調査に加え、近世期の地方文書や絵図類からの景観分析結果を照合した。滋賀県北部の高時川流域などにおいて、扇状地上の村落、あるいは下流河口域でみられる集落内の水路網と、それに面して各戸に設けられている「川戸(石段状の洗い場)」の利用形態について調査した結果、村落における伝統的な取水システムと、河川水質の保持をめぐる共同体的規制の実態が明らかになった。「川戸」では様々な水利用形態がみられたが、この「民俗文化の多様性」が同時に水質保持のための保全システムとしても機能していたことが明らかになり、そこでは人間と自然の「関係性の総体」としてのエコシステムが成り立っていたことが検証された。本研究ではさらに、この伝統的な水環境保全システムが崩壊した過程と要因についても検証し、システムの断絶が昭和30年代を境としていることや、圃場整備による農薬・化学肥料の流入、上水道の普及による排水処理システムの破綻など、地域によってそれぞれ異なる要因を抱えていることを解明した。いずれにしても、治水事業に連動した明治期以降の水資源開発政策に加えて、琵琶湖集水域全体で顕著に認められる住民生活と水環境との「関係性の減少」が、エコシステム崩壊の大きな要因であったことが明らかになった。以上の研究成果については一部公表したが、学術誌への投稿原稿としてとりまとめ中であり、また成果の一部については、「世界湖沼会議」での発表を予定している。本研究では、歴史地理学的手法による環境研究の意義と可能性を検証し、復原にとどまらず今後の人間と自然のあり方に指針を与えうるような環境研究を行うことを目的としている。本年度は、まず従来の歴史地理学分野における環境を主題とする研究について分析し、古環境復原、災害史、環境認識などその系譜を整理し、各々のアプローチの問題点を明らかにした。これまでの歴史地理学においては、「自然と人間との関わり方そのものを問い、それを動態としてとらえる」視点が意外に少ないことがあげられる。人間の環境への関わり方と、その変化の要因を本質的に議論することが、これからの歴史地理学的な環境研究の必須視角となる。これをうけて、本研究では、人間と水環境との相互関係、特に内水面をめぐる営みを研究対象として、その構造と変遷について分析した。具体的には琵琶湖北部の河川と河口部の潟湖周辺を取り上げて聞き取り調査を行い、住民による多様な利用と、この利用の多様性が水環境の保全システムを作り上げていた実態を解明した。人間と自然の「関係性の総体」として成り立っていた内水面の環境システムについて、関係性の減少に伴うシステム崩壊の過程とその要因とを分析した。またこの地域とは対照的に、住民による湧水・潟湖などの伝統的利用形態が、現在なお残存している他地域の事例も調査し、琵琶湖内水面での「関係の多様性の減少」との比較研究を行った。本年度に行った分析は、主に聞き取り調査に基づいて昭和期を対象としたものであったが、次年度には同一地域において、考古学的にみた漁撈技術の発達段階、有力社寺による宗教的イデオロギーと環境利用、地方文書・藩政文書にみる環境利用と規制の問題など、中世・近世における人間と自然との関係についても分析を行い、内水面における人間と自然との関わり方を動態としてとらえる歴史地理学的な環境研究の再構築を試みる予定である。
可視領域半導体レ-ザ-を用いた素粒子実験用検出器のモニタ-システムの開発

研究は既存のタイミング及び光量のモニタ-システムに比べ半導体レ-ザ-を用いたシステムが劣っている可能性がある点のチェックを中心に行なわれた。まず赤色半導体レ-ザ-は赤外半導体レ-ザ-に比べ出力が小さく、短波長領域に感度を持つ光電子増倍管が十分な出力を出せるかどうか調べたが、全く問題なく光量は十分であることがわかった。過電圧によるレ-ザ-の破壊についても、パルス状電圧に関しては意外に強いことがわかった。また、半導体素子であるため温度依存性がきわめて大きいと予想されたが、温度の電圧ー電流特性と電流ー光量特性への効果が相殺してあまり大きくならないことがわかった。しかもこの光量の変化もモニタ-端子の出力が温度に依存しないため監視できる。タイミングの精度は特にシステムに工夫をほどこさなくとも1ショット当たり100psの精度は容易に実現できた。タイミング分布が安定しているため平均値をモニタ-に使えばきわめて高精度のタイミングモニタ-システムとして使用できる。長いシンチレ-ションカウンタ-の両側の光電子増倍管をひとつのレ-ザ-素子で同時にモニタ-することができた。これは半導体レ-ザ-が元来持っている光束の拡がりを利用したものである。光学系や光ファイバ-のいらない簡単さと赤色光がシンチレ-タ-の中で減衰しにくいことを考えると、大きな検出器システムで半導体レ-ザ-を使ったモニタ-システムの有利さが現われると考えられる。(しかも、安価なシステムとなり得る。)実用化のための課題のひとつは長期的な安定性を確認することである。これは既存のモニタ-システムと長期にわたって併用して確認する予定である。また新しい半導体レ-ザ-が開発されればより良いモニタ-システムを作ることも可能なので、将来にわたって努力を続けていこうと考えている。
回路ロジックに迫る新規配列に基づく超高速多色Ca2+インディケーターの開発

複数の神経細胞の種類から構成されて、初めて正常な脳機能を発揮する脳神経回路原理を理解するためには、生きた動物個体内において特定の神経細胞種の活動を長期間測定できるセンサーの要求が高まっていた。しかしながらこれまで高速に発火する神経細胞の活動を計測するのは困難であった。また、これまで同時に3種類以上の神経細胞種の活動を計測方法が無かった。そこで、本研究課題ではこれらの問題を克服するべく、生体内で神経活動モニターできる、高速かつ複数の色域の神経活動センサーの開発に成功した。脳は複数の異なる種のニューロンからなり、それぞれが協調的に働くことにより正常な脳機能を発揮すると考えられている。近年、この発火パターンを読み取るために、神経発火の代用としてカルシウム(Ca2+)インディケーターを用いて、数百-千個の神経細胞の活動を同時計測する方法が取られつつある。しかしながら、従来のCa2+インディケーターは入力の有無もしくは強度のみを検出しており、どのような入力(発火頻度、回数)であるかを読み取るには不十分であった。本研究課題では高頻度発火する抑制性パルアルブミン(PV)細胞の神経活動を可視化を可能にする超高速カルシウムインディケーターの作成を目的とする。本研究計画の初年度である平成27年度において高頻度発火する抑制性パルアルブミン(PV)細胞の神経活動を可視化を可能にする超高速カルシウムインディケーターの作成を試みた。具体的には、これまでに、開発してきたいくつかの高速センサー分子候補各種について、マウス感染実験をするためのウィルスベクターへパッケージし、産生・精製した。これを崎村らとの共同研究にて作出されたPV-Creマウスの大脳皮質バレル野へ感染させ、プローブ発現確認後、PV neuronにおける活動測定を試みた。予備的実験において、少なくとも一つの変異センサーについては、麻酔に伴うPV neuronに伴う発頻度の上下制御や、基底活動下における高速発火に伴うCa2+活動の測定に成功している。平成27年度から平成28年度の初期にかけてin vivoにおいて超高速カルシウムインディケーターのスクリーニングまでをする計画であったが、当初の計画以上に進んだため平成27年度中にスクリーニングが完了したため。脳は複数の神経細胞種からなり、それそれが協調的に働くことにより様々な脳機能を発揮すると考えられている。近年、神経活動を測定するために、特定の神経細胞種に発現させることができ、長期観察可能である遺伝子にコードされたCa2+インディケーター(以下GECIと略)が広く用いられている。しかしながら、これまで生きたマウス個体で計測可能な色域は緑、赤色と限られているため、同時に3種類以上の細胞種の神経活動を測定した例はなかった。そのために、微小神経回路における異なる神経細胞種同士の時空間制御の理解が遅れていた。本研究課題では生きたマウス個体内において神経活動が測定可能な多色(黄色及び青色)のGECIを作成することを目的とする。本研究計画の最終年度である平成28年度において、前年度までに生体マウス内において1発の活動電位に対して高感度に蛍光変化し、かつ発火回数に対して線形的に蛍光変化する新規の緑色GECIを鋳型にし、黄色及び青色GECIの可能性を検討した。その結果、精製タンパク質レベルでカルシウム応答性が線形的に変化する黄色化、青色化したセンサーを単離した。これらを元にさらなる変異を導入し、最適化した黄色及び青色GECIを作出する点変異部位を見出した。予備的実験において、培養細胞を用いて、これら2種類のGECIと前年度までに作出済の緑色及び赤色GECIを用いて、同時に4種類の細胞のCa2+イメージングに成功している。今後さらなるこれらの有用性を確認する実験を行う。今後は作成したCa2+インディケーターを用いて、PV神経細胞の活動を測定する予定である。神経生化学
生物圏情報の高度利用に関する基礎的研究

本研究では情報・通信技術を活用して生物圏からの多種多様な情報の取得方法の確立および得られた情報の高度利用に関する検討を加えた。1.生物圏における情報取得のための要素技術のひとつとしてGPS(Global Positioning Sistem)がある。本研究では、GPSを用いて森林内で位置取得が可能かどうかの検討から着手した。森林内では天空が樹冠に覆われていたり、周囲の樹木や地形の影響を受けたりしてGPS衛星の捕捉が困難な場合が多い。このような条件下でGPS測位がどの程度正確に行われるかについて検討を行い、森林内でも十分にGPSによる位置情報の取得が可能であることを明らかにした。この結果をもとにして、森林内での位置情報を利用した研究として、環境教育支援システムおよび林内放牧牛の行動調査をおこなった。2.環境教育支援システムとして、実世界と仮想世界から参加可能な分散仮想空間を構築し、GPSとPCを持った実世界での学習者の位置情報を分散仮想空間にネットワークを通して送り、この分散仮想空間を介して、実世界および仮想世界の双方の学習者がコミュニケーションを取りながら学習を行うシステムについて検討した。3.遠隔地から、森林の植生量などを推定する方法としてリモートセンシング技術があるが、近年高解像度のIKONOSデータの入手が可能となった。そこで、本研究では西表島周辺を撮影したIKONOSデータを用いて、同島に分布するマングローブ林の詳細な解析について検討した。本研究では、解像度1mのIKONOSデータを画像処理を用いることにより、マングローブの生息域の同定、マングローブの樹種の同定などについて検討を加えた。また、公開されている統計情報である、日本の2kmメッシュ土地利用データ(UNEP/GRID-つくば)および数値地形図(50mメッシュ標高:国土地理院)を利用した森林地域の変遷とその地形的特徴に関する検討を行った本研究では情報・通信技術を活用して生物圏からの多種多様な情報の取得方法の確立および得られた情報の高度利用に関する検討を加えた。また、公開されている統計情報である、日本の2kmメッシュ土地利用データ(UNEP/GRID-つくば)および数値地形図(50mメッシュ標高:国土地理院)を利用した森林地域の変遷とその地形的特徴に関する検討を行った山岳地や林内でGPSを利用した測位を行う場合,捕捉可能なGPS衛星の数が問題となる.そこで本研究ではまず任意の地点における捕捉可能衛星数の予測システムの開発を行った.具体的には,Digital Elevation Map(DEM)およびGPS衛星軌道データを用いて,当該地点でのGPS衛星の仰角およびその方向の地形で遮られている仰角を求めその差を計算することにより衛星の捕捉の可否を判定した.このようにして判定した結果を当該地点での全天図で表すシステムを作成した.このシステムで得られる結果と実際のフィールドで測定した結果を比較し,90%以上の精度で捕捉可能衛星数の予測が可能であることを明らかにした.さらに,単独測位で生じる測定誤差を解決するためにサーバ・クライアント形式の簡易ディファレンシャルシステムの開発を行った.このシステムでは多くの簡易GPSがサポートしているNMEAプロトコルを利用してディファレンシャルを行うものであり測定誤差を数m以内に抑えることを実現した.海洋データの収集システムとしては,遠隔地の養殖池に設置したセンサーからの情報をISDN回線経由で定期的に取得し自動的にWebページにアップロードするシステムの開発を行った.その他,肉牛の遺伝的能力の評価システムに,広域・辺境地での資源・環境情報の収集法,森林生殖系における物質循環等に関する情報のデータベース化,森林作業に関する情報の解析法等についても研究を進めた.環境教育支援のための携帯端末を利用したシステムの構築に関する研究を行なった。本研究で構築したシステムは、実世界と仮想世界から共有型仮想空間に参加し、そこで得られた知識や情報をデータベース化して記録することを実現した。体験学習を行なう学習者はGPSとPHSを搭載したノート型PCを持って、自然環境の中で体験学習を行なうが、同時に専門家およびその他の学習者はネットワークを介して遠隔地からこのシステムに参加する。このシステムへの参加者は、体験学習の現場を3次元的に再現した仮想空間を介して双方向で情報の授受を行なうことができる。

この3次元仮想空間にはGPSからの位置情報に基づいて、参加者のアバタが表示される。また、3次元仮想空間上に新たに取得した情報を追加することが可能であり、それらの情報はサーバ上の3次元仮想空間に反映されるので、すべての参加者が常に最新の情報を共有することが可能である。本研究で構築したシステムの評価に関しては今後実証実験を通して明らかにしていく。さらに、GPSとデジタルカメラを搭載した携帯情報端末から、森林内で取得した情報をWebページに送信し逐次ページの内容を更新するシステムの構築も行なった。このシステムではGPSから取得した日付・時間・位置情報を自動的に付加しており、デジタルカメラで撮影した画像情報を文字情報とともに遠隔地のサーバ側へ一括して転送し、Webページを自動更新することができる。屋久島において、実際に本システムを使用した結果、GPSによる位置情報の取得、携帯電話・衛星電話によるデータの送信、サーバ上のWebページへの情報登録・閲覧は問題なく行われることが確認できた。本年度の研究実績は以下のとおりである。携帯端末(PDA)とGPSを組み合わせた野外フィールドでの教材提示システムを構築した。このシステムは、PDAを所持した学習者が野外フィールドを探索する際、GPS測位データを一定間隔でPDAに送信し、あらかじめPDAに保存している教材を提示すべき場所の緯度・経度との比較を行い、一定の範囲内に学習者が近づいた時に教材をHTML文書としてPDAに表示する。また、移動経路や閲覧したHTML文書名、閲覧時刻等のLogファイルを生成し、学習状況の分析等に利用するものである。GPS単独測位に伴う測位誤差は10数メートルであるが、複数回の測位記録の平均を用いて学習者の位置情報を決定することにより、測位誤差を数m以内に抑制することができた。また、このシステムを利用した実証実験を3回のべ50人の被験者を用いて実施し、環境教育への同システムの有用性に関する検討を行った。2.林内放牧牛の行動調査へのGPSの利用スギ人工林内に放牧された牛にGPSを装着し、1分間隔でGPS測位記録を収集するとともに牛の行動を記録した。この調査を毎日7時間、4日間連続(1日は夜間の行動調査)して行いGPS測位記録から詳細な牛の行動履歴を再現した。この方法で取得したデータは、放牧管理およびスギ林管理のための情報として有用であることをあきあらかにした。3.肉用肥育・水稲稲作複合生産のシミュレーションシステムダイナミックスの手法を用いて、肥育牛より排出される糞尿中の窒素の循環に関するシミュレーションを実施した。肥育単独経営に比べ飼料用稲作水田をモデルに加えることにより窒素循環が改善され、環境中への窒素の排出・蓄積量が抑制される効果があることを明らかにした。
各種増殖因子によるヒト皮膚由来表皮細胞および線維芽細胞の増殖制御の機構の解析

1.TGFーbetaの表皮ケラチノサイトの増殖および分化に対する影響を検討したところ、増殖に対しては抑制的に作用し、細胞周期のG_1/G_0を増加させることが判明した。また、この作用は可逆的であった。細胞の分化に対しては、TGFーbetaは低Ca^<2+>条件下では抑制し、一方、高Ca^<2+>条件下では促進するというbidirectionalな作用を持つことが明らかになった。2.TGEーalphaの尋常性乾癬における役割を検討したところ,免疫細織化学的には正常表皮では上層に存在する傾向があり、尋常性乾癬病変部では正常表皮に比べるとより広範囲に基底細胞層を除く全層にTGEFーalphaは存在した。また、両表皮中のTGEーalphaをElisa法にて測定したところ1.45mg/g of wet tissueに対し尋常性乾癬病変部では6.71mg/g of wet tissueと増加していた。3.ILーbの表皮ケラチノサイトの増殖および分化に対する影響を検討したところ,培養表皮ケラチノサイトの増殖を促進し,また免疫細識化学的に検討したところ,ILーbおよびILーb受容体ともに表皮の基底細胞層に局在することが明らかになった。分化に対してはほとんど影響を与えなかった。4.Pateletーdarived endothelial cell growthfactor(PDーECGF)の表皮ケラチノサイトに対する影響を検討したところ,増殖およびDNA合成を促進することが判明した。しかし,分化には大きな影響を与えなかった。5.表皮ケラチノサイトの分化に対する影響を定量的に測定する目的でFlowcytometryを用いて,ヒト表皮ケラチノサイトの分化マ-カ-であるinvolucrin陽性細胞を測定する方法を開発した。1.TGFーβの精製......ヒト血小板よりTGFーβを精製した。2.ヒト正常表皮細胞の無血清培養......ヒト正常および乾癬由来表皮細胞の無血清培養法を確立した。3.正常表皮細胞に対するTGFーβの作用......TGFーβは正常表皮細胞の増殖、DNA合成を阻害し、正常表皮細胞に対して増殖阻害因子として作用していると考えられる。また、TGFーβは高親和性EGF受容体数を減少させ、プラスミノーゲンアクチベーターおよびその阻害因子(PAIー1)の量を著しく増加させた。これらの結果はTGFーβの阻害作用と密接な関係があると考えられる。4.乾癬由来表皮細胞および表皮細胞腫瘍に対するTGFーβの作用...TGFーβは乾癬由来表皮細胞の増殖を阻害したけれども、正常表皮細胞と比べ若干差がみられたことから、乾癬表皮細胞の増殖異常と関係がある可能性がある。一方、表皮腫瘍細胞(有棘細胞癌)に対して増殖阻害作用は全くみられず、TGFーβの増殖阻害作用に対する反応性の欠除と発癌の相関が示唆された。5.表皮細胞に対するEGF、TGFーαの作用......^<125>IーEGFを用いて培養表皮細胞のEGF受容体数を明らかにした。EGF、TGFーαは表皮細胞のコロニーを増大させたことから、受容体を介して、表皮細胞の増殖促進因子として作用していることがわかった。6.今後の計画......現在、表皮細胞が産生するTGFーα、TGFーβおよびそのmRNA量を定量する技術を確立した。そこで表皮細胞自身が産生するオートクリ増殖因子による増殖制御機構を解析するとともに、ヌードマウスで移植皮膚片を用いて、増殖因子の影響を調べることにより、in vivoでの増殖制御機構を解析する予定である。本年度において、以下の研究成果を得た。1.培養ケラチノサイトの分化に対するTGFーβの作用......TGFーβは低Ca^<2+>条件下で培養したケラチノサイトの分化を抑制し、一方、高Ca^<2+>条件下においては、ケラチノサイトの分化を促進し、ケラチノサイトの分化に対しbidirectionalな作用をもつことが明らかになった。

2.TGFーαとその受容体について......TGFーαおよびEGFは、10pg/ml100pg/mlの低濃度において培養ケラチノサイトの増殖を促進した。培養ケラチノサイトは、TGFーαを産生していたがEGFを産生していなかった。したがってTGFーαはケラチノサイトの産生するオ-トクリン増殖因子として作用していると考えられる。一方、正常皮膚組織をTGFーαおよびその受容体(EGF受容体)に対する抗体を使って免疫組織化学的に染色したところ、TGFーαは表皮上層に強く染まり、EGF受容体は、主に基底細胞層に局在していた。したがって、in vivoにおいても、TGFーαはオ-トクリン増殖因子として機能していると思われる。また、尋常性乾癬の皮膚においては、受容体が基底層のみならず、表皮上層まで存在しており、乾癬の病態と密接な関係があると思われる。3.ILー6およびその受容体......ILー6は培養ケラチノサイトの増殖を促進するpositiveな因子であることが明らかになった。また、ILー6およびその受容体に対する抗体を使って皮膚組織を染色したところ、ILー6、ILー6受容体ともに基底層に局在することがわかった。したがってILー6もケラチノサイトの産生するオ-トクリン因子であると考えられる。一方、ILー6はケラチノサイトの分化には影響を与えないことも明らかになった。本年度において次の成果を得た。1、各種増殖因子の表皮ケラチノサイトの分化に対する影響を定量的に測定する目的でFlowcytometryを用いて、ヒト表皮ケラチノサイトの分化の代表的なマ-カ-であるinvolucrin陽性細胞を測定する方法を開発した。この方法による測定結果は従来のcornified envelopeを測定する方法による結果と良く一致した。2、TGFーbetaは表皮ケラチノサイトの増殖を抑制するがこの時cーmyc mRNAを著明に減少させることが判明した。このcーmycの減少が表皮ケラチノサイトの増殖および分化にどのような影響を与えるかを、antiーsensecーmycを用いて検討した。その結果、antiーsensecーmycは表皮ケラチノサイトの増殖およびDNA合成を抑制した。しかし、分化に対しては、involucrin陽性細胞数およびcornified envelopeの生成をマ-カ-として検討したところ,影響は与えなかった。3、尋常性乾癬におけるTGFーalphaの役割を検討する目的で尋常性乾癬病変部におけるTGFーalpha量をELISA法にて測定したところ,正常ヒト表皮では1.45ng/g of wet tissueに対し,尋常性乾癬病変部では6.71ng/g of wet tissueと増加していた。
後発企業効果に関する長期的分析─戦略的意思決定をめぐる資源ベースアプローチ─

後発企業効果の可能性のある約120の市場をピックアップし、一次資料に遡って直近データを補いつつマーケットシェアのグラフを作成し直した。そして、後発企業効果が確認された63市場に関してマクロ定量分析を施し、業種別分布、市場参入の年代別分布、逆転の年代別分布、逆転に要した年数、停滞期を除くキャッチアップ年数について検討を加え、以下の事実を発見した。業種別には製薬、家電、食品が多く、制約条件の到来期に逆転が多い。停滞期を除くと10年以下のキャッチアップが多く、技術力、経営資源(技術者、販路、資金)、消費者、ブランドの4つの壁の克服が不可欠であり、内部資源活用型の後発企業には有利となる。後発企業効果が具体的にいかなる市場において確認することができたのかを、820余りの市場のマーケットシェアによって確認する分析をほぼ完了しつつある。具体的には、製薬14、家電14、化粧品・レジャー18、食品・流通・金融19、化学18、パルプ・輸送19、機械・鉄鋼15、精密機械・その他10の合計127の市場において後発企業効果が確認された。同時に、上記127市場のマーケットシェアグラフを一次資料に遡り作成しつつ、直近(2010年前後)までグラフを補充した。以上の作業と同時進行的に進めているのが、127市場を後発企業効果が実現するまでの年数によってまずは分類する作業である。現在仮説的に仕分けしているパターンとしては、5年以内の短期間に一気に後発企業効果を発揮したパターン、長期間をかけてじわじわと同効果を発揮したパターン、長期間の停滞を経て一気に同効果を発揮したパターンの以上3つがあり、あわせて、後発企業効果が発揮された時期についても分類を行い、マクロ経営環境としての時代背景がいかなる影響を及ぼしたのかについても分析を加えつつある。一方、後発企業効果を発揮できた要因の分析も重要であり、後発企業の戦略的意思決定の視点から類型化を産業ごとの市場特性を念頭に置きつつ試みており、以上の後発企業効果をめぐるマクロ定量的分析を踏まえ、後発企業効果発揮までの期間と要因それぞれの各グループの典型的事例と考えられる企業を対象に、ミクロ定性的分析へと移行していく。平成24年度の研究実績は以下の通りである。1約800市場のマーケットシェアを長期時系列でグラフ化した田淵泰男[2009]『日本の主要産業における企業のシェア変動ー長期時系列調査ー』(税務経理協会)のデータをもとに、後発企業効果が発揮された市場をあらゆる産業からピックアップするという作業は完了した。2田淵[2009]に網羅されていない最近5年分のデータともども出所の原資料に戻り補足する作業、および後発企業効果を発揮した企業の社史はじめ資料を収集する作業は順調に進行中である。3後発企業効果発揮までの期間・戦略的要因それぞれのパターンごとに、典型的事例と考えられる企業を最低2社ずつ事例研究の対象としてピックアップする。その際、個別事例研究の対象する企業に社史などの資料収集、および田淵[2009]出所の原資料に戻り、マーケットシェアのグラフを作成し直す作業については、平成24年度においてすでに進行中である。4以上の市場について、後発企業効果が生じた要因分析を先発企業・後発企業の特定作業とともに随時行っている。23に関しては、国立国会図書館にアルバイト学生を週のべ3回派遣し、出所の資料をコピーしており、現在、後発企業効果を発揮した68の市場についての最近年度の補充も含めたシェアグラフの再作成が完了しており、平成25年度において引き続き継続していきたい。後発企業効果(後発企業がトップ企業をキャッチアップし逆転)の可能性のある約120の市場をピックアップし、一次資料に遡って直近データを補いつつマーケットシェアのグラフを作成し直した。業種別には製薬13を筆頭に家電、食品8の3業種が特に多く、化粧品・トイレタリー6、精密・情報機器5が続く。市場参入で最も多いのが1950年代までの13社で、高度経済成長期に当たる60年代の市場参入は少ない。後発企業効果が最も多いのが2000-04年20社と1995-99年16社の「失われた10年」期といった制約条件の到来期である。一方、トップ逆転までの期間は5年以下の14社と31年以上の13社が最も多い両極化傾向にあるものの、両社の違いは停滞期の長さによるものである。したがって、停滞期を除くと5年以下30社、6-10年25社と10年以下の短期パターンが実に85.9%を占める。

そして、後発企業効果を発揮するためには、後発企業特有の技術力、経営資源(技術者、販路、資金)、消費者、ブランドの4つの壁の克服が不可欠であり、社内にある経営資源を活用できるタイプの後発企業は短いキャッチアップを可能としている。今後、本格的な事例研究へと移行するが、後発企業にトップ逆転をもたらした革新的企業者活動とその戦略的意思決定プロセス、具体的には、後発性のメリットを内部化し、後発性のデメリットを克服していくプロセスが重要となる。と同時に、こうしたトップ逆転が当該市場の企業間競争を活性化させ、さらなる市場の拡大を可能としているかどうかが、後発企業効果研究のポイントとなっていく。経営史、戦略論その他研究費の研究との兼ね合いで、若干遅れを来している部分もあるが、全体としてはおおむね順調に推移していると考えており、平成26年度において成果を出すことが期待できよう。当初予定していた対象市場をかなり広げ、出所に戻ったシェアグラフの再作成作業を行っているが、これもひとえに、順調が進行しているがゆえの結果である。事例研究作業への移行も忘れることなく、マクロ分析のための対象市場の拡大=グラフ再作成作業を継続していきたい。上述した年数パターン、戦略要因パターンに関する分析を完了させ、具体的なミクロ定量分析、事例研究を本格化させたい。その際、すでに神戸大学経営経済研究所が所蔵する内部資料を入手している化粧品市場の鐘紡について、鐘紡研究会での報告に向けて先行させたい。同時に、マクロ定量分析を中心とする成果について、9月に文京学院大学で開催される経営史学会50周年記念全国大会において報告する予定である。平成25年度の研究推進方策は以下の通りである。1後発企業効果が発揮された市場についてのシェアグラフの再作成作業を引き続き実施する。2後発企業効果発揮までの期間・戦略的要因それぞれのパターンごとに、典型的事例と考えられる企業を最低2社ずつ事例研究の対象としてピックアップする。3以上の準備作業を踏まえ、期間・戦略的要因それぞれのパターンの代表的事例企業を選別し、期間をめぐる個別事例研究へと移っていくが、資源ベースの戦略論に依拠しつつ、逆転が起きる前提となった経営環境の変化への対応に着目して革新的企業者活動を分析していく。そして、それまでの成果を中間報告する。一次資料に基づくマーケットシェアのグラフを作成するため、国立国会図書館で一次資料を入手するためのアルバイト学生の費用が前倒しで必要となったため。国立国会図書館で一次資料をいちはたく入手しマーケットシェアのグラフ作成をすべて完了させる。上記推進方策に基づき、平成25年度の研究費の使用計画は以下の通りである。・国立国会図書館における出所資料のコピー作業のためのアルバイト代。・事例研究の対象となる個別企業の社史を中心とした資料の購入。・神戸大学経営経済研究所を中心とする資料収集のための旅費。・中間報告のための旅費。・以上の他、消耗品や通信費。
逆問題の解の再構成手法の確立

物理・工学・医学などの応用分野においてはCT(断層撮影法)など種々の逆問題が技術として利用されており、その成果は我々の生活を支えている。しかしこれらの逆問題は数学的にはHadamardの意味で非適切であり、通常の単純離散化による手法での解の再構成、特に数値的再構成は殆んど不可能である。このため、Tikhonov正則化法を始めとする幾つかの正則化法(緩和的手法)や、問題固有の情報(先見情報)を援用した解析手法が提案されている。しかしこれらの先見情報の利用は問題個別の議論が殆んどであり、その正当性などの数学解析は殆んどの場合は未だ示されていない。また同種の手法を分野固有の述語による記述をするため、分野を越えての共通理解が滞り、此れが研究推進を阻害している場合も見受けられる。この様な状況を鑑み、分野横断的な逆問題解析の研究を我が国において行う可能性を調査することが本研究の目的である。今回の調査研究では、逆問題の分野で医学・工学・物理・数学において我が国をリードする研究者を分担者として組織して調査を行い、主として分担者による個別調査によるかたちで調査を行い、メールを通しての相互意見交換によって今後の研究の進め方を議論した。この結果、現在は複数の分野にわかれて独立して研究している研究者が「逆問題」「非適切問題」をキーワードに研究交流・共同研究を行うことが重要であるという共通認識が持たれ、さらには京都大学を中心に現在進行している多倍長数値計算環境の援用を医学・工学の応用逆問題の解の再構成に適用することの意義が指摘された。また分担者の何人かがロシア・香港での逆問題・非適切問題の国際研究集会に参加し、海外での応用逆問題の研究動向を調査し、海外においても応用逆問題の解の再構成-特に数値解析に対する関心が高いことを実感した。この調査研究の結果をふまえ、平成14年度には特定領域の新設に向けての申請準備を行うことが妥当であるという結論に達し、平成13年度末には既に準備を開始している。
異種マルチコアプロセッサの効率的な実行を実現するタスク内記憶領域管理機構

本研究の目的は,時間を要するアプリケーションを高速かつ効率的に実行できるようにすることを目的として,ヘテロジニアスマルチコアプロセッサの潜在的な能力を引き出せるようにすることである.そのためにSIMD並列化のためのタスク内記憶領域管理機構を提案・実装し,実際的な応用プログラムであるLSIテスト計算を実行して,提案手法の評価を行った.提案手法によるSIMD並列化により一定規模以上のLSIテスト計算で2倍以上の高速化が可能であることを示した.本研究の目的は,時間を要するアプリケーションを高速かつ効率的に実行できるようにすることを目的として,ヘテロジニアスマルチコアプロセッサの潜在的な能力を引き出せるようにすることである.そのためにSIMD並列化のためのタスク内記憶領域管理機構を提案・実装し,実際的な応用プログラムであるLSIテスト計算を実行して,提案手法の評価を行った.提案手法によるSIMD並列化により一定規模以上のLSIテスト計算で2倍以上の高速化が可能であることを示した.本研究の目的は,ヘテロジニアスマルチコアシステムにおけるタスク内記憶領域を研究し,その潜在的な性能を引き出し,実際的な応用プログラムで評価することである.タスク内記憶領域管理機構は,ひとつの粗粒度タスク(ループやサブルーチンなどのある程度まとまった処理単位)において各プロセッサコアにあるローカルメモリと主記憶とのデータ交換を自動的に行う.ひとつの粗粒度タスク内で主記憶とスクラッチパッドメモリのデータ交換を自動化する「タスク内記憶領域管理手法」を提案して評価する.これにより,資源割当やスケジューリングを行い易くし,利用者に特殊なプログラミングスタイルを要求しなくても実際のアプリケーションの実行効率を良くすることを目標とする.タスク内記憶領域管理機構を実装して評価するため,今年度は既存のタスクスケジューリングシステムを拡張して,ヘテロジニアスマルチコアを持つマルチメディア計算機およびPCを含む異機種並列計算機クラスタ上でタスク実行や資源割当てができるようにした.大規模応用プログラムとしてLSIのテスト計算を選定した,その内部構造を調査した上で,もっとも計算時間を要する部分であった論理演算を行う部分に関してSIMD並列化を行った.また,タスク内記憶領域におけるアクセスヒント,ソフトウェア・キャッシュ,プレロード機能等の拡張を行い,実装して評価を行った.さらに実際的で大規模な計算を行うLSIのテスト計算コードからヘテロジニアスマルチコアプロセッサシステム向けのプログラムを設計した.本研究の目的は計算時間を要するアプリケーションを高速かつ効率的に動かすことを目的として、ヘテロジニアスマルチコアプロセッサの潜在的な能力を引き出すことである。そのためにタスク内記憶領域管理機構を提案し・実装し、実際的な応用プログラムを実行して、提案手法を評価する。今までにタスク内記憶領域管理手法の基本的な実装及び評価を行ってきた。今年度は,実際的なアプリケーションで評価を行うために,評価用アプリケーションソフトとして,LSIのテスト計算を選定し,その既存コードを解析した。解析の結果,既存コードそのままではSIMD並列化による効率的な実行が困難であったので,入力データを含めたコード全体を実行前に並列分散プログラムに変換する手法を考察し,その有効性と独自性を示して特許出願を行った。また,最も計算時間を要するタスクに関しSIMD並列化と試験実装を行い,タスクのSIMD実行とタスク間通信のオーバーラップが可能であり,効率的な実行が可能であることを示した上で,アプリケーション計算時間全体の見積を行った。また,LSIテスト計算の依存関係を考慮して各タスクの割り当てを行い,効率良く実行するためのヒューリスティクな手法を備えたタスクスケジューリング手法を検討した。その結果,使用する並列分散環境に異なるタイプのプロセッサが含まれている場合に,それらの特徴とアプリケーションの特徴を考慮してタスク割り当てを行い,計算時間を短くする新しいタスクスケジューリングに関する着想を得た。本研究の目的は計算時間を要するアプリケーションを高速かつ効率的に動かすためにヘテロジニアスマルチコアプロセッサの潜在的な能力を引き出すことである.そのためにタスク内記憶領域管理機構を提案・実装し,実際的な応用プログラムを実行して,提案手法を評価を実施する.本研究で提案しているタスク内記憶領域管理機構は,ひとつの粗粒度タスク(ループやサブルーチン等のある程度まとまった処理単位)において各プロセッサにあるローカルメモリと主記憶とのデータ交換を自動的に行う.評価するための実際的なアプリケーション・プログラムとして,大規模な論理計算とデータ交換を行うLSIのテスト計算を選定して,その既存コードを解析した.その解析の結果,既存コードそのままでは,ヘテロジニアスマルチコアプロセッサを含むSIMD並列化による効率的な実行が困難であることがわかった.そのため,入力データの一部であるLSIの回路を表しているnetlistを含めたコード全体を実行の前にSIMD並列化可能な並列分散プログラムに変換する手法を考案した.結果,LSIやテストデータの規模が大きく計算が大規模である場合,メインメモリとローカルメモリとのデータ交換を計算処理の間にうまく隠蔽可能であることが分かった.より一般的なローカルメモリと主記憶間における記憶領域を実現するには,管理に要する計算時間とローカルメモリ間でのデータ交換に要するオーバーヘッドと,管理することで効率化され計算時間が短縮されることとのトレードオフが重要であることがわかっている.つまり効率的なタスク内記憶領域管理機構を実現するために管理コストを削減するには,事前のSIMD並列化や並列分散プログラムに変換する処理との関連付けが重要となる.
上顎全部床義歯平衡側臼歯部の動揺と咬合接触に関する研究

空口時の両側性平衡咬合と食塊介在時の片側性平衡咬合に関与する因子を変化させたときの上顎全部床義歯の動揺と臼歯部人工歯の咬合接触を平衡側に注目して観察した.空口時の両側性平衡咬合に咬合様式の違いが及ぼす影響を検討したところ,咬合面形態の違いが前方推進現象に影響を与え,咬合小面同志で上下人工歯が接触する全面均衡咬合よりも,上顎舌側機能咬頭が下顎中心窩に点状接触する舌側化咬合を両側性平衡咬合が得られるように改変したものの安定性がより高いことが明らかになった.食塊介在時の片側性平衡咬合に作業側の因子である人工歯の排列位置が及ぼす影響を検討したところ,人工歯排位置の頬舌的な僅かな違いよりも,咬合面形態の違いによって咀嚼時に必要とされる咬合力の大小のほうがより影響の大きいことが明らかになった.同じく平衡側の因子である平衡側義歯床翼の辺縁封鎖を障害したところ,平衡側義歯床の持続的な浮き上がりや断続的な脱離現象が発生し,正常な咀嚼運動の継続が困難であった.咀嚼時の片側性平衡咬合の成立にとって,平衡側義歯床の辺縁封鎖が極めて重要な因子であることが明らかになった.咀嚼時の義歯の動揺と人工歯の咬合接触を同時に観察したところ,咀嚼初期には平衡側の咬合接触が作業側の接触に先行してみられ,さらに平衡側の接触回数は作業側の回数よりも多かった.これは,作業側には食塊が介在して咬合接触が障害されるが,平衡側は上顎義歯の脱離あるいは下顎義歯の浮上によって咬合接触が容易に発生するためである.一方,咀嚼後期には平衡側と作業側の咬合接触状態に差がみられなくなり,規則的な接触を示した.これは,食塊が粉砕されて小さくなり,タッピング運動と近似した状態になるために,義歯床両側の変位量の差が減少すると共に,食塊による咬合接触の障害がなくなるためである.空口時の両側性平衡咬合と食塊介在時の片側性平衡咬合に関与する因子を変化させたときの上顎全部床義歯の動揺と臼歯部人工歯の咬合接触を平衡側に注目して観察した.空口時の両側性平衡咬合に咬合様式の違いが及ぼす影響を検討したところ,咬合面形態の違いが前方推進現象に影響を与え,咬合小面同志で上下人工歯が接触する全面均衡咬合よりも,上顎舌側機能咬頭が下顎中心窩に点状接触する舌側化咬合を両側性平衡咬合が得られるように改変したものの安定性がより高いことが明らかになった.食塊介在時の片側性平衡咬合に作業側の因子である人工歯の排列位置が及ぼす影響を検討したところ,人工歯排位置の頬舌的な僅かな違いよりも,咬合面形態の違いによって咀嚼時に必要とされる咬合力の大小のほうがより影響の大きいことが明らかになった.同じく平衡側の因子である平衡側義歯床翼の辺縁封鎖を障害したところ,平衡側義歯床の持続的な浮き上がりや断続的な脱離現象が発生し,正常な咀嚼運動の継続が困難であった.咀嚼時の片側性平衡咬合の成立にとって,平衡側義歯床の辺縁封鎖が極めて重要な因子であることが明らかになった.咀嚼時の義歯の動揺と人工歯の咬合接触を同時に観察したところ,咀嚼初期には平衡側の咬合接触が作業側の接触に先行してみられ,さらに平衡側の接触回数は作業側の回数よりも多かった.これは,作業側には食塊が介在して咬合接触が障害されるが,平衡側は上顎義歯の脱離あるいは下顎義歯の浮上によって咬合接触が容易に発生するためである.一方,咀嚼後期には平衡側と作業側の咬合接触状態に差がみられなくなり,規則的な接触を示した.これは,食塊が粉砕されて小さくなり,タッピング運動と近似した状態になるために,義歯床両側の変位量の差が減少すると共に,食塊による咬合接触の障害がなくなるためである.1.機能時の義歯の動揺について機能時の義歯の動揺が咬合様式によってどの様に影響されるかを知るために,両側性平衡咬合の代表的な咬合様式として全面均衡咬合(FBO)を,片側性平衡咬合の代表的な咬合様式としてリンガライズド・オクル-ジョン(LO)を取り上げ,それぞれについて複数の被験者を用いて機能時の義歯動揺量を測定し,比較検討した.その結果,機能時の平衡側の義歯浮上量については両者の間に差はなかったが,FBOは垂直的な沈下量が少ないが,水平方向の移動量が大きく,一方LOはこれとは対称的に垂直的な沈下量が多いが,水平方向の移動量が少なかった.すなわち,FBOはLOと比較して,機能時の義歯推進現象が顕著であった.これは両者における上下人工歯咬合面間の接触面積の多少に起因するものと推察された.すなわち,一定量の咬合力が義歯に加わった時,FBOでは咬合力が人工歯の咬合斜面でより多く側方分力に変換されるため,結果的に垂直分力は小さくなるのに対して,LOでは人工歯の咬合斜面で側方分力に変換される量が少ないため,結果的に垂直分力が大きくなったものと考えられる.

2.咬合接触について一方,機能時の上下人工歯間の咬合接触については,下顎義歯に装着することにより上下第2大臼歯間での咬合接触が電気的に検出できる有線方式の装置を開発し,数名の被験者の測定に試用した.その結果,咀嚼運動時の上下人工歯の咬合接触の検出に成功したが,咀嚼運動の全経過にわたっての測定の安定性には一部問題のあることが明らかになった.これは,測定装置の検出感度と安定性とが相反する関係にあるためであり,現在咬合接触検知装置の改良に鋭意取り組んでいるところである.上顎全部床義歯の動揺現象と臼歯部人工歯の咬合接触を同時に測定することで,機能時の平衡側の挙動が明らかになり,その咬合接触の意義についても何等かの示唆が得られると考えた.そこで本研究では,下顎第2大臼歯咬合面に微小なスィッチを形成し,金属で製作した上顎第2大臼歯咬合面がこれに接触すると,咬合接触を検出できるように考案した.これにより,実験装置のコードは下顎義歯のみに付着し,上顎義歯には何等接続する必要がなく,生理的な状況下での上下人工歯間の咬合接触の観察が可能になった.実験の結果,以下のようなことが明らかになった.1.咀嚼初期には大きな咬合力を必要とするために上顎義歯作業側は前上方へ変位するが,平衡側は義歯の安定が良い場合にはわずかに前上方へ,安定が劣る場合には後下方へ変位する傾向にあった.2.咀嚼初期には平衡側の咬合接触は作業側に先行して発現し,さらにその接触回数は作業側よりも多かった.これは,作業側には食塊が介在するので,上下人工歯間の咬合接触が妨げられるが,平衡側は,食塊が介在せず,上顎義歯平衡側の脱離,あるいは下顎義歯平衡側の浮上により咬合接触が容易に発生するためである.3.咀嚼後期には平衡側と作業側の咬合接触状態に差がみられなくなり、規則的な接触を示した.これは,食塊が粉砕されて小さくなり,タッピング運動と近似した状態になるために,義歯床両側の変位量の差が減少すると共に,食塊による咬合接触の障害がなくなるためである.4.作業側の咬合接触は,初期には咀嚼サイクルの開口相が始まってから発生するが,咀嚼の進行と共に開口相よりも先行するようになった.一方,咬合接触の離開は,咀嚼の時期にかかわらず開口相の開始後かなり遅れて両側ともほぼ同時に発生した.
革新的抗体設計技術の創出

配列解析より設計した、ラマ型人工設計VHHであるFcAb1およびFcAb2は、ラマ型VHHと比較し20%程度の新規性を持っていた。しかし、FcAb1およびFcAb2は、沈殿しやすい、抗原認識部位を導入すると生産性が下がるなどの欠点を持っていた。この原因を探るため、ゲルろ過等やNative-pageで分子量の分布を見ると、高次構造がヘテロであった。ペリプラズムに発現させたり、Gro-EL/ES、DnaK-DnaJなどの分子シャペロンによっては、この性質や生産性はあまり改善しなかった。そこで、人工設計に用いるパラメーターの改良、設計過程の可視により設計に用いる配列を調整する事で、設計精度の向上を図った。また、設計に用いる配列データを人由来とすることで、配列をヒト化したVHHを、改良したプログラムで設計したところ、生産量が1.52倍に向上、TNF-αの抗原認識部位を移植したところ、移植元の抗体と同等の結合能を、ITC解析では示した。よって、配列をヒト化した上で、ラマ型VHHと同様に単鎖のみで抗原に結合する人工抗体の設計に成功したといえる。ただし、その1次配列は、米ベンチャー企業が特許出願済の配列と酷似していた。高等生物の抗体は非常に多くの企業や研究者が研究し、多数の特許が存在するため、特に配列をヒト化した場合、1次配列自体の新規性を担保するのは難しいが、ラクダVHHのような性質をもつ単鎖抗体をヒトの配列で設計できたことには意味があると考える。また、抗体を検出する時に利用するアルカリフォスファターゼ等、検出用の酵素の高機能化を目的として、人工設計酵素の設計を行ない、一部の人工酵素で活性が有る形で高発現できることを確認した。H30年度は、改良されたプログラムを用いた論文を含めると、8報の論文と1つの特許出願、静岡テックプランコンテストで優勝する等の業績を果たした。H29年に前倒しした研究を含め、研究計画は概ね順調に進んでいる。改良されたプログラムにより再設計およびヒト化したFcAbは、プロトタイプに比べると、生産性および物性が大きく向上していた。ペリプラズムへの発現や分子シャペロンの効果がなかったのは予期していなかったが、余分なシグナル等をつけずに、細胞内で高発現するVHHは、融合タンパク質を調整する目的ではむしろ都合がよいと考えいる。抗体を検出する際に用いられている酵素の設計・改良に引き続き挑戦する。大腸菌で高生産で高活性であり、抗体との融合蛋白質を菌体内で生合成することをめざす。また、scFvを利用している研究者は未だに多いため、scFvを配列解析により設計もしくは改良可能か挑戦する。H29年度の主な目標は、生産性か高く物性の優れた抗体シード骨格の設計であった。ラマ由来VHH抗体を鋳型として人工設計し、20%程度新規な配列を持つFcAb1およびFcAb2は、大腸菌にて10mg/Lのスケールで調整可能であったが、抗原認識部位を導入すると生産性が大きく落ちたり、沈殿しやすいなどの欠点を持っていた。また、フォールディングおよびジスルフィド結合形成の改善を期待し、ペリプラズムへの発現等を試みたが、改善されなかった。そこで、設計法自体の改良、設計に用いるパラメーターの精密化に初年度は注力した。改良されたプログラムにより再設計したFcAb3およびFcAb4は、FcAb1およびFcAb2でみられた欠点が改善され、生産性および物性が大きく向上していた。そこで、H30年度の計画を一部前倒しし、TNF-α結合能を持たせる、もしくは分子生物学や臨床検査薬への応用を志向した検出用の酵素の設計も行い、蛋白を調整し、検証している。また、共同研究にて設計を依頼されていた2つのscFvにおいて、改良されたプログラムを用いて設計したところ、1つは不溶化したが、1つは新規な抗原認識能を得たため、特許出願(特願2018-093399)を行った。なお、本件に関しては、プログラムの改良を行ったのみで、設計及び検証は共同研究先の成果である。その他、人工タンパク質設計法の検証・応用を志向した共同研究を多数すすめてきたが、その成果としては論文3報と特許の実績を得ている。設計法自体の改良、設計に用いるパラメーターの精密化に時間を要したため、H29年度に計画していた計画の一部を遂行できなかった。しかし、H30年度以降の計画を前倒ししている部分もあるため、総合するとおおむね順調であると言える。

また、設計に用いる配列データを人由来とすることで、配列をヒト化したVHHを、改良したプログラムで設計したところ、生産量が1.52倍に向上、TNF-αの抗原認識部位を移植したところ、移植元の抗体と同等の結合能を、ITC解析では示した。よって、配列をヒト化した上で、ラマ型VHHと同様に単鎖のみで抗原に結合する人工抗体の設計に成功したといえる。ただし、その1次配列は、米ベンチャー企業が特許出願済の配列と酷似していた。高等生物の抗体は非常に多くの企業や研究者が研究し、多数の特許が存在するため、特に配列をヒト化した場合、1次配列自体の新規性を担保するのは難しいが、ラクダVHHのような性質をもつ単鎖抗体をヒトの配列で設計できたことには意味があると考える。また、抗体を検出する時に利用するアルカリフォスファターゼ等、検出用の酵素の高機能化を目的として、人工設計酵素の設計を行ない、一部の人工酵素で活性が有る形で高発現できることを確認した。H30年度は、改良されたプログラムを用いた論文を含めると、8報の論文と1つの特許出願、静岡テックプランコンテストで優勝する等の業績を果たした。H29年に前倒しした研究を含め、研究計画は概ね順調に進んでいる。改良されたプログラムにより再設計およびヒト化したFcAbは、プロトタイプに比べると、生産性および物性が大きく向上していた。ペリプラズムへの発現や分子シャペロンの効果がなかったのは予期していなかったが、余分なシグナル等をつけずに、細胞内で高発現するVHHは、融合タンパク質を調整する目的ではむしろ都合がよいと考えいる。改良されたプログラムにより再設計したFcAb3およびFcAb4は、プロトタイプに比べると、生産性および物性が大きく向上していた。また、設計法の改良により、新規な機能を付与できる場合がある事を見いだしたので、これらの知見も加味し、抗体と融合、もしくは検出用の酵素などの設計及び検証を行い、最終的には大腸菌のような低コストな生産系で、これまで大腸菌では大量調整が困難であった有用タンパク質の人工設計を進めたい。抗体を検出する際に用いられている酵素の設計・改良に引き続き挑戦する。大腸菌で高生産で高活性であり、抗体との融合蛋白質を菌体内で生合成することをめざす。また、scFvを利用している研究者は未だに多いため、scFvを配列解析により設計もしくは改良可能か挑戦する。僅かであるが、残金が生じてしまったため。
抗体CDRのアミノ酸配列と抗原特異性の相関関係の解析

本研究は抗体CDRのアミノ酸配列と抗原特異性の相関関係を解析する目的で進められている。平成9年度は次の2点の成果を得た。ステロイドには様々な誘導体が存在する。そこで抗ステロイド抗体を用いて抗原特異性の変換実験を行った。抗17α-hydroxyprogesterone(17-OHP)抗体である1E9に変異を導入してcortisol結合能を持つ抗体を単離することを試みた。最初コンピュータを用いて抗原結合部の立体構造モデルを構築した。次に推定される抗原接触部に多様な変異を導入したライブラリーを構築した後cortisolを抗原にpanning法により抗cortisol抗体を単離した。この方法は一般性が高く、抗11-deoxycortisol(11-DC)抗体SCETを用いて抗cortisol抗体を得ることにも成功した。最後のスクリーニングの段階で、11-DCを過剰に共存させることにより11-DC結合能を大幅に減少した抗体の単離が可能になった。もう一つの研究はCDRの移植実験である。抗原結合部はCDRに位置するアミノ酸によって形成されるが、フレームワークに位置するアミノ酸の中にもCDRの立体構造に影響を与える残基が存在することが知られている。抗チトクロームC抗体E8と抗ニワトリ卵白リゾチーム抗体D1.3の間でV_HドメインのCDR移植実験を行ったところ、フレームワークの一部である94番目のアミノ酸がE8抗体に於てグリシン(E8)からアルギニン(D1.3)に変換するだけでチトクロームC結合活性を失う。その結合活性を失った抗体をコードする遺伝子を鋳型にしてerrorprone PCRを行い活性の回復した多数のクローンを解析したところ、94位の変異以外に、94位をアルギニンにしたまま101位の変異又は27,29位の同時変異でも活性の回復が起る。29,94,101位のアミノ酸に系統的な変異を導入したクローンを作製し、それぞれの特徴を調べた。その中でとりわけ101位は重要で、アスパラギン酸(E8)をアスパラギンに変化するだけで数10倍の結合活性の増加が起る。現在この中の代表的なクローンについて中村博士(生物分子光学研)と共同して立体構造解析によりこの現象の解明を進めている。