hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
欧州の統合強化と企業の戦略・計画・行動

ヨーロッパの統合に際して企業がどのように対処しようとしているかということなどに関しては、まだあまり研究が進んでいないというのが現象である。本研究は、ヨーロッパの統合強化に関連する日本とドイツの企業の戦略・行動・動向を明らかにし、現代企業のあり方を解明することを意図している。EUは、加盟国の増加などによりさらに統合が進化し、紆余曲折を経ながらも、当面の目標である通過統合を目指して進展することは間違いない。こうした統合強化が、日本をはじめとする各国の企業の経営にどのように影響を与えるかは先ず第一にEU企業とりわけドイツ諸企業の動向に決定的に依存する。いうまでもなく、生産・流通の基本単位は企業であるから、企業の経営がそれ相応に変化してこそ、ヨーロッパの統合は真に実現され得るというべきである。本研究は、このような観点に立って、ヨーロッパの統合強化の過程における日本とドイツの企業の戦略・行動・計画を究明し、統合強化の影響をこの側面から明らかにしようとしたものである。以上のようなことを課題として、今回の研究を開始した。最初は、日本側研究グループとドイツ側研究グループが別個に研究会などを行い、基礎的な研究に着手した。しかる後に、まず、1996年8月に、深山明、海道ノブチカ、浜本隆弘、左藤一義、渡辺朗がドイツを訪れた。そして、ドイツ人研究者との研究会を数回に亘って行った。さらに各人のテーマごとにそれぞれの分野の専門家と議論する機会をもった。また、EU委員会を訪問し、代表のEckhard Jaedtke氏からヨーロッパ統合の進捗度と今後の展開について話を聞く機会に恵まれた。さらには、WolfsburegにあるVolkswagen AGにおいて当社の経営管理者から具体的な企業戦略について説明を聞いた。これとは別に、深山と海道はPaderbornの大学を訪問し、人事経済論の専門家であるWolfgang Weber教授とヨーロッパ統合と共同決定などに関して意見を交換した。さらに、9月には、大橋昭一がベルリンを訪問し、ドイツ人研究者との研究会を行い、出版計画などについて打ち合わせを行った。他方では、9月にドイツ人研究者が来日し、再び日本側と研究会を重ねて行い。また、それぞれの専門分野ごとに日本の専門家を訪問し、日本の産業と企業に関する情報の収集に努力した。さらに、トヨタ自動車、西播磨テクノポリス、商工会議所などを訪れ、日本産業・企業の最新の動向に関する調査研究を行った。12月には、深山明、海道ノブチカ、浜本隆弘が再度渡独した。その際、調査研究の補助者として木村貞子を伴った。木村は日本人研究者と同一行動をとり、資料の収集や調査研究の記録作成などに協力した。その際に行ったことは、夏の調査研究では得られなかったヨーロッパとりわけドイツにおける日系企業に関する情報を収集することであった。それで、ジェトロ・フランクフルト事務所、ジェトロ・デュッセルドルフ・センター、デュッセルドルフ日本商工会議所、日系企業などを訪れ、それぞれの専門家と意見を交換し、ヨーロッパ統合と企業戦略に関する活字には現れない有益な情報を得ることができた。他方では、ドイツ側と再度研究会を行い、また、日本とドイツにおける出版に関する最終的な検討を行った。左藤一義も同様の理由で1997年2月にドイツを訪れ、FrankfurtにあるIGメタル、DusseldorfのDGB、KolnのBDAにおいて、主として共同決定の現状ならびにヨーロッパ統合の影響に関して担当者と意見交換をする機会をもち、日本では知られていない情報を収集した。そして、3月には、海道進がベルリンを訪れ、賃金システムなどに関する資料の収集に当たる一方、今後の研究の継続などに関して種々の協議を行った。本研究は、開始されてからまだ一年も経過していないので、現段階では研究を終了することはできない。今後も研究を継続し、約2年後に日本とドイツでそれぞれ出版することについて、日本人研究者とドイツ人研究者の間で合意がなされている。

さらには、WolfsburegにあるVolkswagen AGにおいて当社の経営管理者から具体的な企業戦略について説明を聞いた。これとは別に、深山と海道はPaderbornの大学を訪問し、人事経済論の専門家であるWolfgang Weber教授とヨーロッパ統合と共同決定などに関して意見を交換した。さらに、9月には、大橋昭一がベルリンを訪問し、ドイツ人研究者との研究会を行い、出版計画などについて打ち合わせを行った。他方では、9月にドイツ人研究者が来日し、再び日本側と研究会を重ねて行い。また、それぞれの専門分野ごとに日本の専門家を訪問し、日本の産業と企業に関する情報の収集に努力した。さらに、トヨタ自動車、西播磨テクノポリス、商工会議所などを訪れ、日本産業・企業の最新の動向に関する調査研究を行った。12月には、深山明、海道ノブチカ、浜本隆弘が再度渡独した。その際、調査研究の補助者として木村貞子を伴った。木村は日本人研究者と同一行動をとり、資料の収集や調査研究の記録作成などに協力した。その際に行ったことは、夏の調査研究では得られなかったヨーロッパとりわけドイツにおける日系企業に関する情報を収集することであった。それで、ジェトロ・フランクフルト事務所、ジェトロ・デュッセルドルフ・センター、デュッセルドルフ日本商工会議所、日系企業などを訪れ、それぞれの専門家と意見を交換し、ヨーロッパ統合と企業戦略に関する活字には現れない有益な情報を得ることができた。他方では、ドイツ側と再度研究会を行い、また、日本とドイツにおける出版に関する最終的な検討を行った。左藤一義も同様の理由で1997年2月にドイツを訪れ、FrankfurtにあるIGメタル、DusseldorfのDGB、KolnのBDAにおいて、主として共同決定の現状ならびにヨーロッパ統合の影響に関して担当者と意見交換をする機会をもち、日本では知られていない情報を収集した。そして、3月には、海道進がベルリンを訪れ、賃金システムなどに関する資料の収集に当たる一方、今後の研究の継続などに関して種々の協議を行った。本研究は、開始されてからまだ一年も経過していないので、現段階では研究を終了することはできない。今後も研究を継続し、約2年後に日本とドイツでそれぞれ出版することについて、日本人研究者とドイツ人研究者の間で合意がなされている。本研究は、ヨーロッパの統合強化に関連する日本とドイツの企業の戦略・行動・動向を明らかにし、現代企業のあり方を解明することを意図している。EUは、加盟国の増加などによりさらに統合が進化し、紆余曲折を経ながらも、当面の目標である通過統合を目指して進展することは間違いない。こうした統合強化が、日本をはじめとする各国の企業の経営にどのように影響を与えるかは先ず第一にEU企業とりわけドイツ諸企業の動向に決定的に依存する。いうまでもなく、生産・流通の基本単位は企業であるから、企業の経営がそれ相応に変化してこそ、ヨーロッパの統合は真に実現され得るというべきである。
うつ病・不安障害を予防する革新的認知行動療法ストレスマネジメントの開発と効果評価

1.プログラムの開発1)共通プロトコルによるプログラムの開発:申請者らが開発し労働者で効果検証を行ったインターネット認知行動療法プログラム他をもとに、これをうつ病・不安障害共通プロトコルに改訂した。このために国際産業保健学会(ダブリン)に参加し情報収集するとともに、世界精神保健調査会議(ボストン)で、アムステルダム自治大学のCuijpers教授から助言を受けた。2)プログラムのAI化に関する検討:プログラムのAI化の要素に関する検討を行い、セルフモニタリング、認知再構成、行動活性化の3要素をAI化することに決定した。セルフモニタリングの支援の自動化のために、大規模なインターネットデータを収集し、これを機械学習で解析しアルゴリズムを作成した。認知再構成の自動支援のために、これまでの申請者らの研究で収集された宿題とスタッフからのコメントだけでは不足であることがわかり、さらに民間企業が所有する大規模なデータを入手した。これをもとにAI化するための作業を行っている。3)基本アプリケーションの開発:プログラムの利用環境をスマートフォンに変更するために、基本となるアプリの開発を行った。2.アウトカム指標の準備:大うつ病・気分障害の12ヶ月の新規発症を測定するためのWHO統合国際診断面接(WHO-CIDI)第5版(DSM-5対応)を世界精神保健調査会議(ボストン)で入手し和訳を行った。3.介入研究の準備:3アームの無作為化比較試験として研究デザインを検討し、調査対象企業との交渉を開始した。認知再構成の自動支援のために、これまでの申請者らの研究で収集された宿題とスタッフからのコメントをもとにAI化することを計画していたが、これだけではアルゴリズムの開発不足であることがわかった。そのために、さらに民間企業が所有する1万件を超える大規模なデータを入手し利用することとした。これをもとにAI化するための作業に時間を要しているため、プログラムの開発が6ヶ月程度遅れている。また、アウトカム指標のWHO統合国際診断面接(WHO-CIDI)第5版(DSM-5対応)の開発が遅れており、和訳の作成が2018年度末にずれこんだ。今後和訳の確認、修正、妥当性検討を行う必要があり、作業が3ヶ月程度遅れている。遅れている認知再構成の自動支援プログラムの開発、WHO統合国際診断面接(WHO-CIDI)第5版日本語版の開発を進め、2019年度後半にはプログラムを完成し、研究デザインを確定、倫理審査とプロトコル論文の投稿を済ませ、2019年度中には臨床試験に入れるように進める。
プチスポット総合研究.岩石学と海域調査:海洋リソスフェア発達過程解明に向けて

海洋プレートの非活動域に発見された新種の火山「プチスポット火山」海域において、地球物理学的・地質学的調査および岩石試料採取を実施してきた。同試料・データは、東北沖日本海溝に沈み込む前の海洋プレートそのものであり、陸側プレートに与える影響や島弧における火山および地震活動を評価する上で、重要な試料・データをもとに、海洋プレートとその下のマントル構造について総合的な研究・調査を行った。北西太平洋の古い海洋プレート上で発見された「プチスポット火山(Hirano et al.,2006)」は、海洋プレートの破砕域に沿って地下深部のメルトが噴出する新しいタイプの火山である。プチスポット火山のマグマは噴出する際に、海洋プレート中の火道の壁岩を捕獲しており、これらの捕獲岩は、北西太平洋プレート物質そのものであることが考えられる。この火山活動の調査を通じ、本研究では、古い海洋プレート構造・進化過程の解明、プチスポット火山噴火・メルトの形成メカニズムの解明を試みる。本研究では、そのプチスポット火山海域における(1)地球物理学的・地質学的調査および岩石試料採取を実施する。(2)試料の化学分析・物性計測を行い、その値などから見積もる地下深部での岩石物理化学データを得る。(3)得られたデータを照合・解析することで、海洋プレート(リソスフェア)の実体解明に向けた取り組みを行う。プチスポット火山の成因および北西太平洋プレートの熱物質構造理解のための海域調査を平成20年7月28日8月19日に実施した(YK08-09:馬場首席)。平成19年に設置した広帯域海底地震計(BBOBS)および海底電位磁力計(OBEM)の回収に成功し、同海域における1年間の観測データを得た(Baba et al.,2008 YK08-09 cruise report)。その結果、プチスポット海域における海洋プレート内微小地震の観測に成功し、また上部マントルの地震波速度構造および電気伝導度構造データを得た(Shito et al.,2008など)。これらのデータは現在解析中である。また、典型的なプチスポット火山である湯川海丘周囲で、非常に低い地殻熱流量値を観測するなど新しい発見があった。平成21年13月には、海洋研究開発機構所有の大型海洋地球観測船「みらい」を用いた、初の固体地球課題航海(MR08-06Leg1:阿部首席)を実施。チリ沖ナスカプレート屈曲点付近において、プチスポット様の小海丘を発見し、3つの海丘におけるドレッジにより、プチスポット同様の若いアルカリ玄武岩の採取に成功した。この岩石採取成功により、北西太平洋以外のプレート屈曲点にも、プチスポット火山が存在する可能性がきわめて高いことが分かった。もしこの若い火山がプチスポットであれば、プチスポット火山活動が海洋プレート上で普遍的に起こる現象であることを示唆している。そのため、現在岩石の化学組成、マグマの噴出年代測定を急いでいる。また、同アルカリ玄武岩からは今のところマントル捕獲岩は発見されていない。また、平成19年度までに取得した資試料と合わせて分析・解析を行う。特に北西太平洋プレート深部上部マントルの熱物質構造およびマントル組成について研究をすすめ、研究成果を国内外の学会で発表した。平成21年度は,プチスポット火山の調査航海は行わなかったため,平成20年度までに取得した岩石試料やデータ解析を行った。19年度設置,20年度回収の3台の広帯域海底地震計(BBOBS)により得られた調査海域下の上部マントル速度構造解析結果は,プルームなどの異常が見られず,普通の海洋プレート下のアセノスフェア構造であることが分かった(Shito et al.,2009)。また同BBOBSデータから,同海域に存在する130Maに形成された海洋プレート断裂帯において,海洋プレート内微小地震が発生していることが明らかになった(Sugioka et al., 2009)。地殻熱流量測定結果により見つかった同海域の高熱流量以上および海山周辺に見られる低熱流量異常について解析を行った(Hamamoto et al., 2009 ; Yamano et al., 2009)。また平成19年度までに採取された捕獲岩試料を用い,地殻深部上部マントルの熱物質構造およびマントル組成について研究をすすめ結果,古い太平洋プレートの断片であり,マグマに捕獲された深度が試料毎に異なることが明らかになった。これらの成果は,連携研究者主著で国際誌に発表され国際誌(Yamamoto et al., 2009),また国際学会で発表された(Abe et al., 2009)。さらに研究成果の一部は,国際誌に二編投稿中である。また,連携研究者が主著の岩石化学的研究論文1編が,国内紙(平野ほか,2010)に掲載された。11月30日12月1日にかけて,東京大学地震研究所において研究集会を実施し,これまで5年間実施した各分野の成果を持ち寄り,今後の研究方針を議論した。

上記の成果は,この研究集会の成果報告(英文)として印刷し,関係方面に配布している(備考参照)。【観測航海】平成22年度は,プチスポット火山の調査として実施した航海は、下記の2航海であった。1)北西太平洋南鳥島周辺における海底火山潜航調査(5月16日-6月4日:首席平野、清水乗船):小規模海丘からアルカリ玄武岩を採取した。それがプチスポット火山であるか否かは、現在分析中で、年代測定等の結果を考慮し、結論する。2)アウターライズ横断測線における広帯域海底地震計設置(9月4-12日:杉岡、伊藤乗船):1年間の観測期間を経て、平成23年度回収予定。日本海溝へ沈み込む前の太平洋プレート構造・厚さ等の変化を観察する予定。なお、設置期間中に、東北沖太平洋地震が発生しており、同地震・余震および関連する余震などが観測されていることが予想される。【岩石研究】かんらん岩捕獲岩の微細組織解析により明らかになった海洋リソスフェアの地震波速度異方性に関する論文が、国際誌に発表された(Harigane et al.,2010 EPSL)。また海洋リソスフェア構造の比較研究として、大西洋海域やオフィオライトその他:複数の研究機関や国際学会などから招待講演の依頼があり、研究代表者および分担者は講演を行った。(4月米国ウッズホール海洋科学研究所・阿部;3月独GEOMAR・馬場など)。平成22年に実施した研究集会(東京大学地震研究所)の報告書は、英文で作成され、国際的に配布されたと同時に、web page上で公開している(備考参照)。本研究では、海洋プレートの非活動域に発見された新種の火山「プチスポット火山」海域において、地球物理学的・地質学的調査および岩石試料採取を実施してきた。同試料・データは、東北沖日本海溝に沈み込む前の海洋プレートそのものであり、陸側プレートに与える影響や島弧における火山および地震活動を評価する上で、重要な試料・データである。23年度は、観測航海が無かったため、22年度までに設置・回収した海底電位磁力計(OBEM)データ解析による百数十kmの深さまでのマントル構造探査(リソスフェア/アセノスフェア境界探査)(昨年度から継続:馬場)、広帯域海底地震計(BBOBS)データ解析による震源分布観測およびデータ解析(昨年度から継続:杉岡・志藤・伊藤)、海底地震観測によるプチスポットのメルト生成場マントルの状態の推定を行った。また、地形調査と火山体分布調査、プロトン磁力計・三成分磁力計・重力計による地磁気異常,重力異常など地球物理学的調査による火山分布および地下構造探査(昨年度から継続:富士原・中西・平野・馬場)、アルカリ玄武岩やマントル捕獲岩などの岩石試料の分析(採取済み試料):(昨年度から継続:阿部・鈴木・荒井・仙田・平野・町田・道林・石川・水上・森下・針金)、顕微鏡捕獲岩試料の記載、EPMA-LA-ICPMSによる鉱物化学組成測定・平衡温度圧力の推定(阿部・荒井・山本・森下),岩石試料全般の同位体比計測(鈴木・仙田・山本),岩石レオロジー研究:EBSDによる鉱物方位観察(水上・阿部・道林)を行ってきた。その成果は、国際学会での招待講演1本を含む3本の発表、国際誌1編、国内紙1編へ公表しており、また現在国際誌へ投稿中および投稿準備中である。
弱電気魚モルミルスにおけるエコー行動の神経機構

パルス型弱発電魚モルミルスには,同種間の混信を避ける行動として,相手の放電に一定間隔をあけて放電するエコー行動がある。この行動によって,縄張りや社会的順位が決定されると考えられる。本研究の目標はこの神経機構について,とくに感覚入力系の並列情報処理機構を中心に明らかにすることである。今年度は次の点が明らかになった。1.EOD応答様式:感覚刺激でありまた自己の最終出力でもあるEODの周波数変化を知る目的で,自由行動下のモルミルスからEODを記録し,相手魚の存在下と比較検討してエコー行動の発生条件を推定した。EODには個体によって固有の周波数と振幅があり,遊泳に伴って,また相手魚との関係によってEOD周波数は特有のパターンで変化した。特に自己周波数に近いほど,EOD停止の期間が長く,また電気刺激にも応答した。繰り返し電気刺激した場合は停止期間の短縮が起こり,学習の要素もあることが推測された。また距離と遊泳速度に応じて振幅は変化したことから,電気的定位では,他物体の位置だけでなく動きとスピードも認知されることが推察された。2.ELLにおける電気的活動と情報変換過程の解析:周波数変化に対し広域の応答特性を持つモルミロマスト電気受容器の一次感覚神経はELLのMedial zone(MZ)に投射する。MZの二次ニューロンの発火に対するEOCDおよび抑制性介在ニューロンの修飾作用についてスライス標本を用い近赤外光生体画像観察下で調べた。EOCDおよび上位中枢からの情報を含む平行線維によって,二次LGニューロンの発火は誘発されるが,介在ニューロンにより強く抑制される。電位依存性色素を利用しての画像解析からは,電気感覚葉の興奮の伝播には方向性があり,ELLの分子層に沿って柱状構造があることが示唆された。グリシンは柱状構造の同期化に寄与していることが示唆された。弱電気魚は電気器官からの放電(EOD)と電気感覚系での受容を基盤にして,様々な社会的行動を学習・形成する。本研究は,パルス型放電種である弱電気魚モルミルス(Gnathonemus Petersii)を研究対象として,社会的な行動と電気感覚系の可塑的神経活動との関係解明を目的とする。1、自由遊泳下におけるEOD記録:エコー行動とは相手魚のEODから一定の間隔で放電することをいい,混信回避行動の一種である。遊泳に伴うEODの変化を知る目的で,水槽に2本の記録電極を置き,単独あるいは2匹のモルミルスの遊泳中のEODを記録した。単独遊泳中の記録は,個体によりEOD振幅,頻度,放電パターンに差があり,個体間で相互に識別出来る可能性があることを示唆した。2匹遊泳では,パターン化された攻撃行動があり,EOD振幅・頻度の変化,方向性から,相手魚の位置,動きなどが検出されていることが示唆された。また混泳時には先住魚優位の傾向があり,電気的定位・交信共に,新たな状況が常に記憶されていることを示していた。2、電気感覚葉(ELL)における電気的活動と情報変換過程の解析:3種類の電気受容系が特異的情報を並列に処理する背景には,受容器の構造的な違いに加えて,自己EODのモニター情報であるEOCDとの相互作用がある。広域周波数に応答するモルミロマスト電気受容器系はELLのMZおよびDLZに投射する。EOCDおよび抑制性介在ニューロンの二次感覚ニューロンへの修飾作用についてスライス標本を用いホールセル記録下で調べた。EOCDおよび上位中枢からの平行線維によって,二次LGニューロンの発火は誘発されるが,介在ニューロンにより強く抑制され,スパイク発生は数発に調整されていた。二次感覚ニューロンの活動は一次感覚葉レベルでON,OFF二つのイメージに変換されていることが示唆されたパルス型弱発電魚モルミルスには,同種間の混信を避ける行動として,相手の放電に一定間隔をあけて放電するエコー行動がある。

電位依存性色素を利用しての画像解析からは,電気感覚葉の興奮の伝播には方向性があり,ELLの分子層に沿って柱状構造があることが示唆された。グリシンは柱状構造の同期化に寄与していることが示唆された。
進化生物学、発生生物学、ゲノム情報による複合的な形態形成研究

Tbx5遺伝子は左心室に限局して発現しており、ニワトリ胚を用いて電気穿孔法によって強制的に右心室に発現させると、心室中隔が欠損して単心室になることを見いだした。このことは、Tbx5の発現している部位が左心室に分化し、発現の無い部位が右心室になること、Tbx5を発現する領域としない領域の境界に心室中隔の形成が誘導されることを示唆している。右心室内の限局した領域にtbx5を発現させると、心臓左側からTbx5+、Tbx5-、Tbx5+の3領域となり、tbx5の発現境界が異所的にもう一つ形成されたことになる。この心臓では心室中隔が異所的に形成された。以上の知見から、Tbx5は心臓の左右心室の非対称な分化、発達を直接制御していると結論された。脊椎動物の心臓は、魚類の1心房1心室から、鳥類・哺乳類の2心房2心室まで多様である。同様の結果はマウスでも確認された。単心室の心臓をもつゼブラフィッシュのTbx5を単離して発現を調べた結果、心臓全体に発現していた。このような知見を総合し、Tbx5の標的遺伝子の単離、発現調節領域の特定と種間の比較、蛋白構造の種間での比較を、ゲノム情報を効果的に利用して進めた。その結果、ANF(Atrial Natriuretic factor)、Connexion40、EphrinB1のpromoter上にコンセンサス配列が複数並んでいることが確認された。現在、このような認識配列の特性が、どのような生物学的意味を持つのか、詳細の検討している。進化の過程で左右心室が分離したメカニズムを知る上で、魚類と哺乳類のTbx5の発現調節は重要な問題である。従来、発現調節領域の解析は、マウスを用いてpromoter-LacZ constructを発現させることが一般的であった。これを簡便に行えるよう、同様のプラスミドをニワトリ胚へ電気穿孔法で導入し、解析出来るか検討した。その結果、ニワトリ胚でもマウス同様に解析を行えることが判明した。この方法を用いて、ヒト、ゼブラフィッシュ(あるいはゲノム解読の進んだフグ)のTbx5 promoterを単離し、ニワトリ胚で解析することで両種の発現領域の違いを詳細に解析できるようになり、Tbx5が左右心室に分離して発現するようになったメカニズムを解明する端緒が開けた。
一般相対論に於ける数値計算を安定化させる数学的背景の解明,及びその実証と応用

本研究の目的は,一般相対性理論の数値シミュレーションを行う際の,Einstein方程式の最適な定式化を与える数学的な原理を提供することである.これまでに世界各地で試行錯誤的に行われていた過去20年の研究に対して,我々は,すべての試みがLagrange乗数を用いて統一的に理解できることを提案している.我々のアイデアは,時間発展と共に,系が漸近的に拘束面に収束してゆくような定式化を行うことを可能にし,本年度も具体的な提案(拘束条件伝播行列の対角化分類)と一般化(高次元モデルでの定式化、流体を含めた定式化)を発表した.我々の研究は,世界的な注目を集めており,提案のいくつかはすでに他のグループによって数値計算に応用され、これまで以上に安定で長時間持続するシミュレーションを可能にしている。また,世界の数グループを組織して数値相対論の共同テスト実施研究も提案・進行中である.すでに基本テスト問題の提案は終了し、現在は各グループの計算結果比較を実施している。本年度も、定式化問題に対するレビューの執筆依頼・国際会議での招待講演・海外研究機関への招聘にも応じた.現在の研究は,大規模並列計算を用いたテスト段階にあり,我々は独自に並列計算機環境を整え,数値計算を実行中である.現在は,さらに数学的な背景(発展方程式の双曲性問題,拘束条件式の時間発展解析,初期値境界値問題としての問題設定など)を援用して統一的に理解し,より一般的・汎用的な数値計算コードを用いた実証へと研究を進めている.以上とは別に,一般相対論が描く特異なダイナミカル現象の抽出として,ワームホール構造の時間発展を明らかにしたり、回転ブラックホールの周辺の重力波時空を取り扱う新しい定式化を提案した。宇宙物理学的な視点から、重力波観測の統計量から巨大ブラックホールの形成過程を逆に推定できることも明らかにした。本研究目的の第一は,一般相対性理論の数値シミュレーションを行う際の,Einstein方程式の最適な定式化を与える数学的な原理を提供することである.これまでに世界各地で試行錯誤的に行われていた研究に対して,我々は,すべての試みを統一的に理解する原理を提案している.我々のアイデアは,時間発展と共に,系が漸近的に拘束面に収束してゆくような定式化を行うことであり,本年度,具体的な提案をいくつか発表した.我々の研究は,世界的な注目を集めており,この問題に対するレビュー(英文50ページ)の執筆依頼・国際会議での招待講演・海外研究機関への招牌(3度)にも応じた.現在の研究は,大規模並列計算を用いたテスト段階にあり,我々は独自に並列計算機環境を整え,数値計算を実行中である.また,世界の数グループを組織して共同テスト研究としても進行中である.今後は,さらに数学的な背景(発展方程式の双曲性問題,満たされるべき拘束条件式の時間発展解析,初期値境界値問題としての問題設定など)を援用して統一的に理解し,より一般的・汎用的な数値計算コードを用いて実証することへと研究を進める.また,一般相対論が描く特異なダイナミカル現象の抽出として,ワームホール構造の時間発展を明らかにした.エネルギー条件の違いにより,ワームホールがブラックホールや膨張時空へ相転移すること・形成されるブラックホール質量には最小値が存在することなどが初めて示され,この方面の研究にも大きな進展を与えている.ワームホール研究で得られた,時空のヌル方向分解への知見は,今後重力波研究への応用にも活かされると期待される.本研究の目的は,一般相対性理論の数値シミュレーションを行う際の,Einstein方程式の最適な定式化を与える数学的な原理を提供することである.これまでに世界各地で試行錯誤的に行われていた過去20年の研究に対して,我々は,すべての試みがLagrange乗数を用いて統一的に理解できることを提案している.我々のアイデアは,時間発展と共に,系が漸近的に拘束面に収束してゆくような定式化を行うことを可能にし,本年度も具体的な提案(拘束条件伝播行列の対角化分類)と一般化(高次元モデルでの定式化、流体を含めた定式化)を発表した.我々の研究は,世界的な注目を集めており,提案のいくつかはすでに他のグループによって数値計算に応用され、これまで以上に安定で長時間持続するシミュレーションを可能にしている。
SF6分解ガス発生時の絶縁耐力診断に関する研究

SF6ガス中に、放電あるいは熱分解によるSF6分解ガスが含まれると、ガスの絶縁耐力が減少するという報告があるが、そのメカニズムについて研究した例は少なく、実態は明らかではない。本研究では、絶縁耐力の減少の原因をガスの電子付着係数の減少と推察し、コロナ放電によって生成されたSF6分解ガスがSF6に含まれた場合の電子付着係数の変化を測定し、絶縁耐力診断に使用することを目的としている。電子付着係数の測定は、定常タウンゼント法(ベロ-ズ式直線導入機を購入し装置の改良を行う。)および、パルス法によって実施した。SF6ガスは電子付着能力が非常に強いため、SF6分解ガスがSF6中に含まれても、電子付着係数の変化は小さいと考え、変化をモニタ-するのに最も有効な測定条件の検討から開始した。まず、SF6ガス、圧力、P=120Torr、E/N=190Tdにおいて、パルス法によって、異なる2種類のイオン成分によるコレクタ-電流波形(SF6^ー、SF5^ーと予測できる。)を区別して観測することができた。次に、SF6ガスを1気圧、SUS鋼製容器に充填し、負性コロナ放電(電圧13KV、電流0.07mA)を所定時間だけ行うことによってSF6分解ガスを含むSF6サンプルガスを生成した。そのガスをドリフトチュ-ブ内に導入し電子付着係数を測定した。コロナ放電3時間後のサンプルガスにおいて、圧力、P=1Torr、E/N=10Tdにおいて、電子付着係数η/Nは、SF6と比べて約5%減少する興味ある結果を得た。これはSF6分解ガスによってガスの電子付着係数が減少したことを意味している。この結果を、即、絶縁耐力診断に適応するにはデ-タが不十分である。さらに、E/Nの高領域での測定、あるいは、現在、分解ガスとして認知されているHF、SO2(予備実験で確認した。)等のガスをSF6に混入しての測定結果の検討等が必要である。
潜水徐脈反応と運動後心拍回復の関連に関する研究

潜水反射試験は、顔面を約30秒間冷水につけ止息することによって生じる徐脈の程度から副交感神経活動を評価する。この潜水徐脈が、簡便な副交感神経機能の指標となり得るかを検討するため、従来の指標である運動後心拍回復とともに加齢や心肺体力の影響を調べた。運動後心拍回復と同様、高齢者では若年者よりも潜水徐脈は弱まり、低体力者は高体力者より潜水徐脈は弱かった。潜水徐脈により、副交感神経機能の減弱を簡便に評価できることが示唆された。本研究は潜水徐脈反応と運動後の心拍回復(heart rate recovery: HRR)の関連を検討することが目的である。この目的を達成するため、初年度は年齢および心肺体力の違いが潜水徐脈反応およびHRRに及ぼす影響を検討した。若年男性13名(27±3歳)および高齢者9名(68±4歳)に対し、潜水反射試験およびトレッドミルによる心肺運動負荷試験、5分間の自律神経測定をおこなった。最高酸素摂取量(若年者:47.2±6.8、高齢者:33.2±4.6 ml/kg/min)および最高到達心拍数(若年者:192.2±9.7、高齢者:156.0±17.1beat/min)は若年者が高齢者より有意に高値を示した。高齢者では潜水徐脈反応(心拍数の変化率)や副交感神経活動(高周波成分)が若年者より有意に低値を示した。また、運動後1分時のHRR(HRR1)は若年者と高齢者に差は認められなかったが、運動後2分時のHRR(HRR2)および3分時のHRR(HRR3)は若年者が有意に高値を示した。これらの結果から、高齢者では自律神経活動が減弱しており、潜水徐脈反応も減弱していることが示唆された。自律神経活動は加齢により減弱することが先行研究により示されているものの、潜水徐脈反応については加齢の影響か体力の影響か、あるいは他の影響かは明らかでない。今後データを蓄積することで明らかにしていきたい。潜水徐脈反応とHRRの相関関係を分析したところ、若年者では有意な相関関係が認められたが(R = -0.848, P = 0.000)、高齢者では相関関係は認められなかった。潜水徐脈反応とHRRの関連やそのメカニズムについて、今後さらに対象者数を増やし、性別や年齢、体力などの幅広いデータから検討していく必要がある。現在までに大学体育会所属のアスリート8名のデータも収集しているが、本データは現在解析中である。平成27年度は性別・年齢・心肺体力の相違が潜水徐脈反応およびHRRに及ぼす影響を検討した。若年長距離ランナー8名および中高齢者68名に対し、潜水反射試験および自転車エルゴメーターによる心肺運動負荷試験をおこなった。対象者のうち、潜水反射試験および運動負荷試験のデータで解析条件を満たさなかった23名を除き、53名のデータを解析に用いた。対象者の内訳は若年長距離ランナーの男性8名(21±1歳)、40歳代の男性14名(45±3歳)、女性7名(44±2歳)、50歳代の男性6名(53±2歳)、女性3名(56±1歳)、60歳代以上の男性12名(68±6歳)、女性4名(63±2歳)であった。各グループに人数差があるため統計的な処理はまだできないものの、年齢が高くなるほど最高心拍数およびHRRは低くなる傾向があった。潜水反射試験の結果、最大徐脈反応は若年者および40歳代と比較して50歳代および60歳代以上は低い傾向にあった。性差については女性の人数が少なく統計的な処理はできないが、どの年代も性差はない傾向にあった。HRRの低下および潜水徐脈反応の低下は、加齢または体力低下による自律神経機能の低下の影響と考えられる。体力とHRRおよび潜水徐脈反応の関係を検討するため、平成26年度の一般若年男性13名のデータと若年長距離ランナーを比較した。その結果、若年長距離ランナーは体力が高くHRRも高いものの、潜水徐脈反応は一般若年男性と同程度であった。つまり、HRRには体力が影響するが、潜水徐脈反応には体力の影響は少ないものと考えられる。今後さらに被験者数を増やし、上記の検討を詳細に解析する予定である。当初の計画通り、潜水徐脈反応と運動後心拍回復について一般人、長距離ランナー、中高齢者の男女を対象に実験を進めることができた。ただし、年齢や性別によってはまだ人数が不足している部分もあり、今後さらに測定を続ける必要がある。平成28年度も継続して対象者を測定する目途は立っている。平成28年度に実施予定の介入研究も打ち合わせを済ませており、おおむね順調に計画が進んでいる。平成28年度は、研究課題I(性別・年齢・身体組成および心肺体力の相違が潜水徐脈反応と運動後心拍回復の関係に及ぼす影響の検討)および研究課題II(12週間の運動トレーニングが潜水徐脈反応および運動後心拍回復に及ぼす影響)の実験と解析を進めた。研究課題Iの実績の概要:4074名の男性66名および女性30名に対し、潜水反射試験をおこなったが、潜水徐脈反応に性差は認められなかった。

また、4074歳の男女63名に対し、潜水反射試験および運動負荷試験をおこなったが、潜水徐脈反応と心肺体力に関連は認められなかった。若年一般男性11名および60歳以上の男性11名に対し潜水反射試験をおこなった結果、60歳以上の男性では若年一般男性より潜水徐脈反応が有意に低値を示した。以上より、潜水徐脈反応は加齢により減弱する可能性がある。今後は、対象者の心肺体力の幅を広げてデータを収集すること、運動後心拍回復との関連を検討することが課題である。研究課題IIの実績の概要:34名の4050歳代肥満男性(BMI25以上)を対象に、12週間の運動トレーニングが潜水徐脈反応および運動後心拍回復に及ぼす影響を検討中である。既に介入前の測定を終えたところであり、介入から12週間後のデータを測定次第、解析を進める。ただし、運動群の中で5名の離脱者がいるため、対象者の追加を検討している。介入前の自律神経活動(心拍変動)を見ると、以前に我々が測定した若年一般男性のデータと比較して副交感神経活動が低かった。これは多くの先行研究と同様の結果であり、対象者の選定に問題がなかったと言える。当初の計画通り、性別や年齢の幅広い測定を進めることが出来ている。未解析のデータを含めると251名のデータを収集しており、おおむね順調に進展していると言える。また、研究課題IIの12週間の運動トレーニングの研究についても34名に対し測定を実施中であり、5名の離脱者はいるものの、おおむね当初の計画通りの対象者数を確保している。平成29年度は研究課題I(性別・年齢・身体組成および心肺体力の相違が潜水徐脈反応と運動後心拍回復の関係に及ぼす影響の検討)の成果の一部を、22nd Annual Congress of the European College of Sport Scienceにて学会発表した。発表概要は、「若年者と比較し高齢者では潜水徐脈反応が減弱するものの、若年の高体力者と一般若年者には潜水徐脈反応に差がない」であった。また研究課題II(12週間の運動トレーニングが潜水徐脈反応および運動後心拍回復に及ぼす影響)の実験およびデータ解析を進めた。対象者数は実験開始時は中年肥満男性34名であったが、5名の途中離脱があった。さらに運動基準を満たさない者を除外し、運動群11名およびコントロール群11名の合計22名にてデータ解析をおこなった。12週間の運動介入により、体重には介入前後に差はなかったものの、体脂肪率は運動群で有意に減少した(P < 0.01)。また運動群は介入前と比較して介入後に最高酸素摂取量が有意に向上した(P < 0.01)。12週間の運動介入は、心拍変動解析により評価した副交感神経活動(high-frequency power)を増加させたものの、潜水徐脈反応には介入前後で差はなかった。中年肥満男性に対する12週間の運動トレーニングは、心肺体力を向上させ、心拍変動により評価した副交感神経活動を増加させたものの、潜水徐脈反応には影響を与えないことが示唆された。本研究内容は第72回日本体力医学会にて発表した。これらの研究成果は、簡便に副交感神経活動を評価する指標としての潜水徐脈反応の有用性を検討する上で重要な知見となった。潜水反射試験は、顔面を約30秒間冷水につけ止息することによって生じる徐脈の程度から副交感神経活動を評価する。この潜水徐脈が、簡便な副交感神経機能の指標となり得るかを検討するため、従来の指標である運動後心拍回復とともに加齢や心肺体力の影響を調べた。運動後心拍回復と同様、高齢者では若年者よりも潜水徐脈は弱まり、低体力者は高体力者より潜水徐脈は弱かった。
食料生産能力とCO_2固定能力に着目した地球土地利用計画

地球環境問題の解決に向けて、環境税の導入などの経済的なインセンティブによる方法、エコテクノロジーなどの技術開発による方法などさまざまな対策が試みられている。本研究では森林や草地などの再生可能な地球環境資源の現存量や利用可能量を地形データや衛星データなどから評価し、持続的な利用という観点から見た利用可能量を評価することを試みる。それにより、地球環境資源のより適切な利用形態や利用可能量が算出される。本年度は炭素蓄積・固定の観点から森林保全・再生の適地度を推定し、それによる炭素蓄積可能量などを算出した。さらに衛星データから農業生産による食料生産可能量(潜在生産性)を推定する手法を開発し、持続的な食料生産の観点から農業利用の適地評価も行った。森林保全・再生適地と農業生産適地との間にはコンフリクトがあり、それぞれの環境資源(土地区画)をどちらに割り振るかによって、地球全体で生産可能な食料、蓄積可能な炭素量が異なる。両者の適地度の大小関係は食料生産量に対して蓄積された炭素量の相対的な価値などの程度に評価するかを決めることによって直接評価できる。そこで何通りかの相対評価値を想定することにより、両者の適地度の高さを比較し、より高い適地度を有する利用形態へ土地を割り振ることにより、炭素蓄積可能量と食料生産可能量のトレードオフ関係を評価した。一方、森林などによって固定・蓄積する必要のある二酸化炭素が入間活動の結果どの程度は移出されるかをEdmonds-Reillyモデルを利用して何通りかのシナリオに対して推定できるようにした。これによって地球環境資源への負荷を算出することができ、環境資源で処理できる負荷を求める適地分析結果とあわせて地球環境資源の利用・管理計画を検討する基礎を構築できた。
臓器工学的アプロ-チによる代謝機能補助を意図した肝臓器官形成に関する研究

肝臓は極めて複雑な機能を有しており、ひとたび機能不全に至れば、その予後は今日なお不良である。この場合の機能補助法として、人工肝臓と肝臓移植による方法があるが、後者の場合には、ドナ-肝の不足が明らかであり、人工肝への期待は大きい。本研究では、肝臓を臓器工学的に解析し、種々の肝細胞培養法の検討から、新たな肝臓としての器官形成を試み、代謝機能補助の可能性を検討した。1.器官再構築の検討;生体の肝臓をひとたび肝細胞単位に分離し、脾内へ移植する事により、三次元培養に類似した器官再構成モデルとして検討した。肝細胞はラット肝をコラゲナ-ゼ消化酸素を用い細胞の分散した。脾内に約1×10^7個移植すると、最初の2週間は減少するが以後増加して、1年半後には脾の約半分を占める様になり、形態学的、また、機能的に、胆汁分泌路を有しない他は、肝のoriginalityを再現した。肝切血清やEGFなどを外因性に投与することにより、移植肝細胞は分裂増殖機能を示した。しかしこの変化は、生体のホメオスタ-シスの範囲内であった。2.ゲル化肝細胞の機能の再現:アルギン酸ゲルに包括固定化することにより、肝細胞は、周囲の環境に激変に良く耐えることができる。ゲル化溶液をハンクス液、MEMあるいはWE培養液にすると、WEの場合が最も良好な代謝機能を示した。細胞活性化、高機能化を意図して、EGF、DBcAMP、プロリン、グルタミン等をゲル溶液に添加したところ、静置培養ではこれらの有用性が明らかであったが、ゲル化肝細胞においては、著明ではなかった。このゲル化肝細胞は、腹腔内移植によって、急性肝不全モデル動物を救命する事も可能であった。今後、三次元培養類似モジュ-ルの開発が期待されるところである。生命維持に必要な物質の産生と中毒性物質の解毒・排泄を担う肝臓は、ひとたび重篤な機能不全に至れば予後は究めて不良である。現在臨床的に施行されている人工肝臓は、肝臓の解毒機能の一部を補助できるにすぎず限界があり、代謝能の補助法の開発が急務である。本研究では、肝臓を臓器工学的に解析し、種々の肝細胞培養法の検討から、新たな肝臓としての器官形成を試み、代謝機能補助の可能なリアクタ-の作製を目的とする。平成2年度は、肝臓の器官再構築に関する基礎的検討を行なった。摘出動物肝の、コラゲナ-ゼ酵素潅流法により遊離肝細胞を得た。1.inーvitro培養系における各種基質の検討;培養皿に、天然基質としてバイオマトリックスやコラ-ゲンを、合成基質としてポリスチレン誘導体をコ-ティングし、また、肝細胞のゲル被包化などによる機能再現を検討したところ、天然基質では肝細胞は接着後偏平化し、合成基質では接着したが偏平化せず、いずれも尿素窒素やグルコ-ス産生能は再現された。ゲル被包化肝細胞は、ゲル内で球形のままこれらの機能を再現した。2.肝細胞生体内移植における再構築の検討;遊離肝細胞の生体内での再構築課程を検討するために、成長因子の併用、コラ-ゲン・ゲル化肝細胞の脾内移植、ゲル被包化肝細胞の腹腔内移植などを行なった。その結果、成長因子の使用は、生着肝細胞の早期増殖を示し、ゲル化肝細胞はほぼそのままの状態で経過し、被包化

肝細胞は、腹腔内では長期生存は困難である事が判明した。以上、平成2年度は、器官再構築に関して、その機能を中心に、比較的早期の変化を検討した。次年度は、器官形成に最も良い人工材料と条件の組み合せを検討し、再構築組織の代謝補助能力について研究を行なう。生命維持に必要な物質の産生と中毒性物質の解毒・排泄を担う肝臓は、ひとたび重篤な機能不全に至れば予後は究めて不良である。現在臨床的に施行されている人工肝臓は、肝臓の解毒機能の一部を補助できるにすぎず限界があり、代謝能の補助法の開発が急務である。本研究では、肝臓を臓器工学的に解析し、種々の肝細胞培養法の検討から、新たな肝臓としての器官形成を試み、代謝機能補助の可能なリアクタ-の作製を目的とする。本年度は、主として、肝細胞をゲル・ビ-ズ化する事による、高機能化の可能性を中心に検討を加えた。1.肝細胞分離法;コラゲナ-ゼ酵素潅流消化法により、ラットの肝臓を分離した。そのviabilityは約90%を示し、形態学的にも良好な構造を示していた。2.ゲル・包括肝細胞の高機能化に関する検討;(1).ゲル化肝細胞の作製:2%アルギン酸ナトリムウ溶液と等量の細胞浮遊液を混和し、25Gの注射針より、0.1モルの塩化カルシウム溶液中に滴下し、ゲル・ビ-ズとした。濃度は肝細胞1×10^6個/mlゲルに調整した。ビ-ズの大きさは0.51.0mmであった。(2).包括固定化肝細胞の高機能化:ゲル・ビ-ズにすると、分離後90%のviabilityが約70%に低下した。ゲル溶液をハンクス、MEM、WEのmediumとして比較すると、培養2日目よりハンクスのviabilityが著減した。いずれも6日目では10%以下となった。アンモニア除去能、グルコ-スやアルブミン産生能は、WE群が良好であった。EGF、Fibronectin、DBcAMP、Proline、Glutamineなどをゲル化溶液に添加したところ、単層培養系では若干良好な機能を示したが、ゲル・ビ-ズ群では基本培地の影響がより大であった。
太陽大気における小規模エネルギー解放現象の観測的研究

太陽活動現象では屡々磁場のエネルギーが熱エネルギー、非熱的に加速された粒子の運動エネルギー、輻射エネルギー等に変換される。この代表例がフレア現象である。しかしながらフレア現象はごく稀にしか発生せず、かつその時間的変動も早く、また広い空間領域にわたって生じるので滿足のゆく観測はむつかしい。一方小規模エネルギー解放現象は時間的変動もおそく、また太陽活動極小期にある現在でも頻繁に生じるので観測も容易である。1984年5月6日可成活溌な活動領域が太陽の東縁に現れた。この活動領域で、彩層から磁束管の上昇がみとめられ、約3時間に亘つてヘリウムD3輝線のスペクトルが連続観測され、その時間的変動がくわしく解析された。D3輝線は磁束に含まれるガスにもとづく主成分とドップラー変移を示す成分からなっていることが判った。この後者の時間的変化から、磁束からはたえずガスが放出されていることが判った。このガスの放出機構は上昇してきた磁束管が、その周辺にある磁場に接近するとき、不安定なカレントシートが発生し、磁場の再結合が生じて、磁束管の中の中性ガスがひきちぎられて飛び去ると解釈される。また放出されるガスの量は1日にして活動領域上にコロナ雲を形成するに足るものであり、今迄謎であったコロナ雲物質起源が解明された。しかしながらこのコロナ雲の熱エネルギーはどのようにして与えられるかは不明であり、今後の研究が必要である。本研究によって少くとも1つのエネルギー解放現象の観測的研究が完成されたものといえよう。
光合成細菌由来炭酸固定経路である還元的TCA回路の分子生物学的解析

還元的TCA回路は有機酸を代謝系の中心とした非Calvin回路型のCO_2固定系の一つであり、TCA回路の逆回転により4分子のCO_2から1分子のオキサロ酢酸を生成する。しかし、本回路におけるそれぞれの酵素的性質や反応機構の解析、遺伝子クローニングはこれまで詳しく行われていない。本研究は湖水より単離した緑色硫黄細菌Chlorobiumlimicola由来還元的TCAによるCO_2固定を分子レベルで明らかにすることを目的とした。ATP-citrate lyase(ACL)はATPを用いてクエン酸をオキサロ酢酸とアセチルCoAに開裂する逆クライゼン反応を触媒する興味深い酵素であり、原核生物では還元的TCA回路を有する生物にのみ存在している。我々はC. limicola由来ACL遺伝子のクローニングと異種宿主発現を行い、本酵素が真核生物由来酵素と異なるαβヘテロ構造を有していることを明らかにした。本酵素は逆反応を触媒せず、またADPによる競争阻害や、基質であるクエン酸濃度に応じた負の協同性を示し、回路の回転を制御していることを見出した。また[γ-^<32>P]ATPを用いた反応機構の検討により、本酵素のα-サブユニット中のHis273が自己リン酸化され、ついでリン酸基のクエン酸への転移とCoAとの結合によって生じたシトリル-CoAが開裂してオキサロ酢酸とアセチルCoAが生成することを示した。さらに、ADPは自己リン酸化された酵素と可逆的に反応してATPを再生することにより競争的に酵素反応を阻害することを示した。一方で、本菌ゲノムにはTCA回路の鍵酵素であるcitrate synthase(CS)の相同遺伝子が存在することを見いだした。CSは還元的TCA回路によるCO_2固定を阻害すると予想されることから、その発現および発現産物について検討した。本遺伝子産物は大腸菌由来CSと45%の相同性を示し、その組換え型酵素は確かにCS活性を示した。さらに本菌において本遺伝子が転写・翻訳されていることを見いだした。酵素的性質について検討したところ、本酵素はAMPおよびADPによって強く活性化されたことから、細胞内のエネルギー状態に応じた還元的TCA回路/TCA回路の方向や速度の調節に機能していることが推測された。また、CO_2固定酵素の一つであるisocitrate dehydrogenaseの遺伝子クローニングおよび生化学的解析を行った。本酵素は、多くの生物に存在するダイマー型とは異なるモノマー型酵素であり、中性付近では脱炭酸活性と同程度の炭酸固定活性を示すこと、オキサロ酢酸によって競争阻害を受けることを明らかとした。還元的TCA回路は有機酸を代謝系の中心とした非Calvin回路型のCO2固定系の一つであり、TCA回路の逆回転により4分子のCO2から1分子のオキサロ酢酸を生成する。本研究はは湖水より単離した緑色硫黄細菌Chlorobiumlimicola由来還元的TCAによるCO2固定を分子レベルで明らかにすることを目的とした。ATP-citrate lyaseはATPを用いてクエン酸をオキサロ酢酸とアセチルCoAに開裂する逆クライゼン反応を触媒する興味深い酵素であり、原核生物では還元的TCA回路を有する生物にのみ存在している。我々はC. limicola由来ATP-citrate synthase遺伝子のクローニングと異種宿主発現を行い、本酵素が真核生物由来酵素と異なるαβヘテロ構造を有していることを明らかにした。また[γ^<-32>P]ATPを用いた反応機構の検討により、本酵素のα-サブユニット中のHis273が自己リン酸化され、ついでリン酸基のクエン酸への転移とCoAとの結合によって生じたシトリル-CoAが開裂してオキサロ酢酸とアセチルCoAが生成することを示した。さらに、°ADPは自己リン酸化された酵素と可逆的に反応してATPを再生することにより競争的に酵素反応を阻害することを示した。また、CO2固定酵素の一つであるisocitrate dehydrogenaseの遺伝子クローニングおよび生化学的解析を行った。

本酵素は逆反応を触媒せず、またADPによる競争阻害や、基質であるクエン酸濃度に応じた負の協同性を示し、回路の回転を制御していることを見出した。また[γ-^<32>P]ATPを用いた反応機構の検討により、本酵素のα-サブユニット中のHis273が自己リン酸化され、ついでリン酸基のクエン酸への転移とCoAとの結合によって生じたシトリル-CoAが開裂してオキサロ酢酸とアセチルCoAが生成することを示した。さらに、ADPは自己リン酸化された酵素と可逆的に反応してATPを再生することにより競争的に酵素反応を阻害することを示した。一方で、本菌ゲノムにはTCA回路の鍵酵素であるcitrate synthase(CS)の相同遺伝子が存在することを見いだした。CSは還元的TCA回路によるCO_2固定を阻害すると予想されることから、その発現および発現産物について検討した。本遺伝子産物は大腸菌由来CSと45%の相同性を示し、その組換え型酵素は確かにCS活性を示した。さらに本菌において本遺伝子が転写・翻訳されていることを見いだした。酵素的性質について検討したところ、本酵素はAMPおよびADPによって強く活性化されたことから、細胞内のエネルギー状態に応じた還元的TCA回路/TCA回路の方向や速度の調節に機能していることが推測された。また、CO_2固定酵素の一つであるisocitrate dehydrogenaseの遺伝子クローニングおよび生化学的解析を行った。本酵素は、多くの生物に存在するダイマー型とは異なるモノマー型酵素であり、中性付近では脱炭酸活性と同程度の炭酸固定活性を示すこと、オキサロ酢酸によって競争阻害を受けることを明らかとした。