hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
IAPファミリーを標的とした新規大腸癌治療法の開発

私たちはこれまで、大腸癌細胞においてcIAP2をsiRNAにより発現抑制することで、5-FUの感受性を高められることを報告した(Cancer Sci. 2009 May;100(5):903-13)。また研究代表者らは2010年に、5-FUを含むフッ化ピリミジン製剤が胃癌・大腸癌の中心的役割を担っていることを総説した(Kinouchi M,ほかCancers (ISSN: 2072-6694),Special Issue: Cell Death and Cancer; MDPI Publishing 2010 Vol. 2, 1717-1730)。私たちのグループは、フッ化ピリミジン製剤の中でも特にS-1に着目している(Expert Opin Drug Deliv. 2012 Mar;9(3):273-86.)。2.ホルマリン固定標本を用いたタンパク質発現・アポトーシス解析大腸癌外科切除標本のホルマリン固定標本を用いて、cIAP2 (抗体: ab32059)、XIAP (ab21278)、cIAP1などについて免疫組織化学的手法にて解析を行っている。同一症例内の癌部と非癌部の染色様式に一定の法則を見出してはいないが、癌部では非癌部よりも染色の強い傾向は明らかで、また進行癌においてcIAP2、XIAPともに染色の強い結果が得られている。また各症例において、先に行ったmRNAレベルの発現量とは相関がある。さらに、ヌードマウスを用いたヒト大腸癌皮下移植腫瘍モデルにおいて、5-FU投与群と非投与群でアポトーシスの有無をTunnel法で解析、5-FU投与群でアポトーシスを来している細胞が多い傾向にあることを観察した。IAPファミリーの遺伝子群の発現抑制が、各種抗がん剤の感受性(IC50値)がどのように改善できるかは重要な課題であり、全容を是非明らかにしたい。また免疫組織化学などの結果は、上記のデータを支持する重要な情報であり、これらの結果から全体像を明らかにしていきたい。24年度が最終年度であるため、記入しない。In vitro,in vivoによるIAPファミリーの遺伝子群の発現抑制による各種抗がん剤の感受性の変化を明らかにしていく。またIAPファミリーの免疫組織化学の結果と臨床像との相関から、IAPファミリーを標的とする癌治療が、大腸癌そのほかの癌腫においてどのように有効に使用できるかを明らかにしていく。NCBIのデータを活用することで、大腸癌以外の癌腫における治療効果を予測していく。
大きなpH勾配存在下における光プロトンポンプの構造と機能の解析

高度好塩菌に見いだされたバクテリオロドプシンは光プロトンポンプとして働く.好塩菌の膵小胞懸濁液に光照射すると外液のpHが4pH単位も下がることは前年度までの研究から明らかとなっていたが,この性質を利用して巨大なpH勾配がバクテリオロドプシンの光化学反応に及ぼす影響を調べることを目的に研究を行なった.研究方法としては,既用のクロスイルミネーション分光・蛍光光度計を改造し,強力な反応励起光存在のもとで時間分解吸収・蛍光測定が可能にし,吸収測定により光反応中間体の生成・減衰過程を調べ,同時に蛍光測定により膜小胞内外のpH変化を調べた.膜小胞を用いた実験と並行して,バクテリオロドプシンの2次元結晶である紫膜懸濁液の時間分解吸収測定を行ない, pH勾配が存在しない系での光反応のpH依存性についても調べた.我々の開発した実験システムにおいては,従来の閃光法による研究では盲点となっていたサブ秒域の現象が詳しく調べることができ,紫膜のプロトン放出・取り込み過程に関して新知見を得た.具体的には,始状態類似の反応中間体が存在し,その寿命がアルカリpH領域においてプロトン濃度に逆比例して長くなること,その反応中間体自身が別の光反応を起こすことを見いだし,今まで混迷を極めていた光反応サイクルとプロトン輸送とのカップリング機構を簡明に記述できるモデルを提唱することができた.この新発見に伴ない, pH勾配存在下におけるバクテリオロドプシの光誘起吸収変化の測定結果の見直しが不可欠となり,再び振り出しに戻って解析が必要であることが判明した.しかしながら,ある特定の反応中間体の減衰過程はpH勾配に依存せず,別の中間体は細胞質側のpHにのみ強く依存し,更に別の中間体は膜小胞内外のpHに影響されるなど,各素過程ごとに異なった性質を示すことは特筆に値する.膜電位の影響については,今後の研究課題として残った.高度好塩菌に見いだされたバクテリオロドプシンは光プロトンポンプとして働く.好塩菌の膵小胞懸濁液に光照射すると外液のpHが4pH単位も下がることは前年度までの研究から明らかとなっていたが,この性質を利用して巨大なpH勾配がバクテリオロドプシンの光化学反応に及ぼす影響を調べることを目的に研究を行なった.研究方法としては,既用のクロスイルミネーション分光・蛍光光度計を改造し,強力な反応励起光存在のもとで時間分解吸収・蛍光測定が可能にし,吸収測定により光反応中間体の生成・減衰過程を調べ,同時に蛍光測定により膜小胞内外のpH変化を調べた.膜小胞を用いた実験と並行して,バクテリオロドプシンの2次元結晶である紫膜懸濁液の時間分解吸収測定を行ない, pH勾配が存在しない系での光反応のpH依存性についても調べた.我々の開発した実験システムにおいては,従来の閃光法による研究では盲点となっていたサブ秒域の現象が詳しく調べることができ,紫膜のプロトン放出・取り込み過程に関して新知見を得た.具体的には,始状態類似の反応中間体が存在し,その寿命がアルカリpH領域においてプロトン濃度に逆比例して長くなること,その反応中間体自身が別の光反応を起こすことを見いだし,今まで混迷を極めていた光反応サイクルとプロトン輸送とのカップリング機構を簡明に記述できるモデルを提唱することができた.この新発見に伴ない, pH勾配存在下におけるバクテリオロドプシの光誘起吸収変化の測定結果の見直しが不可欠となり,再び振り出しに戻って解析が必要であることが判明した.しかしながら,ある特定の反応中間体の減衰過程はpH勾配に依存せず,別の中間体は細胞質側のpHにのみ強く依存し,更に別の中間体は膜小胞内外のpHに影響されるなど,各素過程ごとに異なった性質を示すことは特筆に値する.膜電位の影響については,今後の研究課題として残った.
認知機能におけるエピジェネティクスの役割とその臨床応用性

本研究は、一般認知機能gを制御する遺伝子と遺伝子ネットワークのエピジェネティックなメカニズムを解明することを目的に行っている。これまでに、41匹の近交系マウスの行動解析および網羅的な遺伝子発現解析やネットワーク解析より、一般認知機能gを制御すると考えられる遺伝子ネットワークを同定した。さらに、それらの遺伝子と遺伝子ネットワークのエピジェネティックな発現メカニズムを解明するために、次世代シーケンサーを使ったMethylation sequencingでマウスの脳全体のDNAメチル化の検討を行った。現在、メチル化DNA領域のシーケンス解析を行って、認知機能の高いマウスと低いマウスそれぞれに特異的なメチル化DNA領域を同定し、さらにそのメチル化パターンの違いによる遺伝子発現の差が一般認知機能gにどのような影響を与えるのかを検討している。一方、一般認知機能gを制御するとして同定した遺伝子が、認知機能に異常を示す疾患の病態に関係しているかどうかを検討するために、その中から一般認知機能gと関連の強いトップ100遺伝子を選んだ。蛋白質間相互作用データベース(PINA PPI network)に基づいて、トップ100遺伝子と既知の認知機能関連遺伝子、または認知機能に異常を示す疾患(精神遅滞、自閉症、パーキンソン病、アルツハイマー型認知症、レット症候群、統合失調症)の関連候補遺伝子との、蛋白質間相互作用を介したつながりをEnrichment analysis (Nature 506:376-81)によって網羅的に検討した。その結果、トップ100遺伝子とそれらに関連することが知られている蛋白質には、既知の認知機能関連遺伝子、精神遅滞、自閉症、パーキンソン病とアルツハイマー型認知症の関連候補遺伝子が有意に多く含まれていることがわかった。26年度が最終年度であるため、記入しない。これまでに、41匹の近交系マウスの行動解析を行い、海馬からRNAを抽出して、マイクロアレイを用いた網羅的な遺伝子発現解析を行った。また、行動解析のパラメーターに基づいてマウスを認知機能の高い群と低い群に分類し、それらのマウス群間で大きな発現差を示す遺伝子を同定、さらに網羅的なネットワーク解析により、一般認知機能gを制御すると考えられる遺伝子ネットワークを同定した。本年度は、遺伝子発現解析より同定した遺伝子の発現差を再確認するために、当該遺伝子の発現量について定量RT-PCRを行った。遺伝子発現解析および定量RT-PCRの結果はほぼ一致していることが判明し、一般認知機能gを制御する遺伝子である可能性を支持した。一方、今後の詳細な解析を行うために、同定した遺伝子ネットワークにある複数の遺伝子それぞれの機能や性質を、文献や遺伝子情報データベースを基に調査し、一般認知機能gの制御に関わると考えられる個々の遺伝子を選び出した。また、同定した遺伝子ネットワークが、疾患や薬剤投与などで発現変化が同定されているものかどうかをデータベースで調べ、疾患や薬剤との関連を検討した。さらに、DNAメチル化との関連を調べるために、マウスの海馬からDNAを抽出することを試みた。解析に必要なDNA量が回収できないことが判明したため、脳全体からのDNAで解析できるかどうかを検討することとした。本年度は、一般認知機能gを制御する遺伝子と遺伝子ネットワークのエピジェネティックな発現メカニズムの解明を目的とし、次世代シーケンサーを使ったMethylation Sequencingでマウスの脳全体のDNAメチル化の検討を行った。まず、知能の高いと低いマウスの脳全体からDNAを抽出し、そのDNAを断片化させた。次に、メチル化DNA結合ドメイン(MBD)タンパク質を用いて、メチル化DNA領域を特異的に濃縮した。現在、濃縮したメチル化DNA領域からシーケンシングライブラリを作成し、次世代シーケンスによる解析を行っている。これらのシーケンス配列をリファレンスゲノムにマッピングした後、認知機能の高いマウスと認知機能の低いマウスに特異的なメチル化DNA領域を検出し、さらに、その特異的なメチル化パターンによる遺伝子発現の差が一般認知機能9にどのような影響を与えるのかを検討する予定である。一方、同定された一般認知機能gを制御する遺伝子が認知機能に影響を与える病気の病態解明につながるかどうかを検討するために、Endeavourというソフトを利用し、さまざまなデータベースから集めた情報およびトレーニング遺伝子(現在報告されたパーキンソン病、アルツハイマー病および自閉症の候補遺伝子)の情報に基づいて、本研究で同定された遺伝子ネットワークにある複数の遺伝子の優先順位をつけた。今後、優先順位の高い候補遺伝子から機能解析などを進めていく予定である。

一方、一般認知機能gを制御するとして同定した遺伝子が、認知機能に異常を示す疾患の病態に関係しているかどうかを検討するために、その中から一般認知機能gと関連の強いトップ100遺伝子を選んだ。蛋白質間相互作用データベース(PINA PPI network)に基づいて、トップ100遺伝子と既知の認知機能関連遺伝子、または認知機能に異常を示す疾患(精神遅滞、自閉症、パーキンソン病、アルツハイマー型認知症、レット症候群、統合失調症)の関連候補遺伝子との、蛋白質間相互作用を介したつながりをEnrichment analysis (Nature 506:376-81)によって網羅的に検討した。その結果、トップ100遺伝子とそれらに関連することが知られている蛋白質には、既知の認知機能関連遺伝子、精神遅滞、自閉症、パーキンソン病とアルツハイマー型認知症の関連候補遺伝子が有意に多く含まれていることがわかった。26年度が最終年度であるため、記入しない。当研究の目的である一般認知機能gを制御する遺伝子と遺伝子ネットワークのエピジェネティックなメカニズムの解明に向け、前述概要のとおりおおむね順調に進展している。当研究の目的である一般認知機能gを制御する遺伝子と遺伝子ネットワークのエピジェネティックなメカニズムの解明およびその臨床応用性に向け、前述概要のとおりおおむね順調に進展している。一般認知機能gを制御する遺伝子と遺伝子ネットワークのエピジェネティックな発現メカニズムの解明を目的とし、DNAメチル化の検討のためのマウスの海馬のDNAを抽出を試みたが、回収量が充分でなかったため、これからマウスの脳全体のDNAを用いて研究を進めて行く。一方で、miRNAやピストン修飾など、一般知能因子gを制御するエピジェネティックなメカニズムを解明する。マウスの数を増やし、再検証する。一般認知機能gを制御する遺伝子と遺伝子ネットワークのエピジェネティックな発現メカニズムの解明を目的とし、DNAメチル化の検討を次世代シーケンスで進めていく。今後、膨大なシーケンスデータから特異的なメチル化パターンがどのように遺伝子発現の差に影響を与えるのか、そしてそれがどのように一般認知機能gに影響を及ぼすのかを検討していく。また、一般認知機能gを制御する遺伝子が認知機能に影響を与える病気の病態解明につながるかどうか、またその病気における新規め創薬の実現において有用であるかどうかをさらに検討していく。
中小企業の国際化と地域経済・地域産業への影響に関する実証研究

中小企業の国際化の実態を把握することと、中小企業の国際化がどのように地域経済および地域産業に影響を及ぼしているかを検討した。その結果、経営資源の不足を補完するために、外部組織が提供する中小企業へのサポートを活用したり、海外における信頼できるパートナーとの協調を図るなど、外部資源を柔軟に活用することによって国際化を進めていることが判明した。また、海外展開した中小企業の海外子会社の中にはすでにある程度の事業経験を経て、相応の知識や技術等を蓄積した結果、中小企業の本社の活動に対しても影響を与えるようなものもみられた。本研究の目的は、中小企業の国際化の実態を把握することと中小企業の国際化が地域経済および地域産業にどのような影響を及ぼしているのかを分析することである。平成26年度(研究期間初年度)は、研究蓄積が限られている本研究課題の分析枠組みを構築するため、関連分野の先行研究を渉猟した。また、国内外の中小企業および自治体等の外部組織への聞き取り調査を行い、当該内容の整理を行った。中小企業の国際化の進展には自治体、金融機関等の施策が関連している可能性が一部事例において発見された。他方、海外進出を現時点では行っていない、もしくは考慮していない中小企業においても、経済のグローバル化による環境変化、身近な中小企業の国際化を目の当たりにし、当該企業の事業環境の変化を見極めたうえで、事業の革新をはかっている企業が多く存在していることがわかってきた。本研究課題の目的は、中小企業の国際化とそれによる国内立地、地域経済および地域産業への影響を明らかにすることである。本年度は、国内外における調査結果から「グローバル化に対する中小企業の事業展開と地域の対応」(『自由貿易下における農業・農村の再生』)として発表した。経済および企業活動のグローバル化に伴って、国内中小企業の中には、地方へ立地を移転ないし拡大するものがみられるようになっていたが、近年では、既存の立地にとどまりながらも、新事業や新製品に活路を見いだす中小企業や、海外進出することで存続・成長を企図する中小企業などがみられる。そうした多様な企業活動を自治体等が支援するような取り組みもみられるようになっていることが確認された。研究対象が中小企業であること、関連する研究分野が広範なため、分析枠組みの導出とデータを収集するための時間が想定以上にかかっている。また、国内だけでなく、海外に展開している企業や、海外の関係機関への調査を計画していたが、相手先との調整ができなかった。本研究の目的は、中小企業の国際化の実態を把握し、中小企業の国際化が地域経済および地域産業にどのような影響を及ぼしているのかを検討することである。本研究課題は広範囲な分野にまたがるものであるため、関連分野の先行研究を渉猟し研究課題を分析するための枠組みを引き続き検討した。また、国内外の中小企業および自治体等の外部組織への聞き取り調査を行った。中小企業の国際化と中小企業の国際化が地域経済や産業に与える影響を明らかにすることが研究課題であるため、個別の中小企業や組織への聞き取り調査を行いとりまとめを行ってきたが、既存の研究が比較的限られており、事例調査と整理に時間を要している。また、聞き取り調査のなかで得た事実の確認と検討のための、さらなる調査や分析の枠組みの精緻化に時間を要している。本研究課題の目的は、中小企業の国際化の実態を把握することと、中小企業の国際化がどのように地域経済および地域産業に影響を及ぼしているかを検討することである。そのため、中小企業論、国際経営論、多国籍企業論等の関連する先行研究を渉猟し、分析枠組みの検討を行った。同時に、国内外の中小製造企業を中心に、国内外の中堅および大手企業、ならびに中小企業のサポートを行っている国内外の外部組織等への聞き取り調査を繰り返し行った。その結果、中小企業は一般的に経営資源を十分には保有していないとされるが、そうした経営資源の不足を補完するために、外部組織が提供する中小企業へのサポートを活用したり、海外における信頼できるパートナーとの協調を図るなど、外部資源を柔軟に活用することによって国際化を進め、企業としての成長を追求していることが判明した。また、海外展開した中小企業の海外子会社の中にはすでにある程度の事業経験を経て、相応の知識や技術等を蓄積しているものも存在し、そうした海外子会社の中には中小企業の国際経営、ないしは中小企業の本社の活動に対しても影響を与えるようなものもみられた。研究課題にかかわる分野が広範であるため、先行研究の検討に時間がかかる。また、聞き取り調査も国内外で行う予定であるため、相応の時間が必要となるが、研究期間初年度において、国内外企業等に対する聞き取り調査を進めることができている。ただし、中小企業の国際化は劇的に進展しており、また自治体の支援等を含めた政策も日々変革されているため、継続的に最新のデータを収集する必要がある。長期休業期間を利用して、国内外の企業および関係機関を訪問し、聞き取り調査を行う予定である。

また、先行研究の検討を引き続き行ったうえで研究会での報告などを行い、分析枠組みの精緻化を図る。前年度までの聞き取り調査内容から得られた知見を踏まえ、引き続き国内外の中小企業や自治体などの外部組織への聞き取り調査を実施し、中小企業の国際化と地域経済・産業への影響についての実態把握に努める。同時に、関連分野の先行研究や調査報告を詳細にレビューし、分析枠組みの再検討を行い、本研究課題の解明に努める。研究成果は学会等で報告、論文として発表する予定である。国際経営前年度の聞き取り調査内容から得られた知見を踏まえ、平成27年度は、前年度に引き続き国内外の中小企業、自治体などの外部組織への聞き取り調査を実施し、中小企業の海外展開および地域経済・産業への影響についての実態の把握に努める。同時に、関連分野の先行研究や調査報告を詳細にレビューして、本研究課題の分析枠組みの精緻化に努める。また、アンケート調査に向けた対象企業の選定と質問項目の検討を行う。研究成果は学会等で報告を行う予定である。海外進出している中小企業の海外拠点への聞き取り調査、国内外の関係機関への聞き取り調査を予定していたが、相手方との日程調整がつかなかったこと、購入を予定していたデータを購入できなかったことが理由である。企業ダイレクトリおよび調査に携帯する機器等の購入ができなかった。また、聞き取り調査の相手方との日程調整ができなかった。購入予定の企業ダイレクトリの最新版の刊行が4月であったことによる。長期休業期間を利用して、国内外の企業および関係機関を訪問し、聞き取り調査を行う予定である。また、適切なデータや資料、文献等を購入する予定である。関連する文献、学術雑誌や書籍、物品等の購入、国内外での聞き取り調査のための出張費用、資料整理等で依頼するアルバイト代、中小企業の実態等の専門知識保有者への謝金等に使用する予定である。次年度においては、関連する文献の検討のための学術雑誌や書籍、物品等の購入、国内外での聞き取り調査のための出張費用、資料整理等で依頼するアルバイト代、専門知識保有者への謝金等で、申請通り100万円が必要となる。1関連書籍・データ分析用のソフトウェア等購入のための物品費30万円、2海外での聞き取り調査のための出張費用と国内外の聞き取り調査および最新関連研究・意見交換のための国内出張費用、計40万円、3アルバイト代等人件費20万円、4その他5万円で構成される。
高速トリチウム粒子のエネルギー損失の研究

高速トリチウム粒子(MeVトリトン)の物質との相互作用の研究は、核融合材料等の問題を調べる為に極めて重要な基礎研究である。これに関する理論的研究は、ベーテ及びブロッホ達の仕事によって、明らかにされており、同じ速度であれば、p(陽子)、d(重陽子)、t(トリトン)の間にはエネルギー損失に差がないこととされている。これ等の同位体粒子によるエネルギー損失の比較は、pとdとの間の差については、多くの実験が行われているが、同位体効果があるとすれば一番差が大きいと思われる、pとtとの比較検討はほとんど行われていない。唯一の例は、原子炉中性子を使用し^6Li(n、t)反応によるt粒子を使用したもので、誤差も大きく、信頼度に問題のあるもののみである。測定例の少ない理由は、tの加速が困難であることにある。そこで、タンデム型加速器を使用し、直接tを加速使用する方法と、^9Be(d、t)及び^9Be(d、p)反応によるt及びpを同時に使用する方法とを使用し、tによるエネルギー損失のZ-依存性に関するデータを集収する目的で、この研究を行った。使用した金属フォイルは、Al、Ti、Ni、Nb、Ag、Sn、Gd、Ta、Pt、Au、Pb、Biの12種類である。エネルギー損失の測定は、何度か繰り返えして行ない、tのピークはコンピュータによるピーク・フィット・プラグラムを使用して行った。金属フォイルの厚み及び一様性は繰り返えし測定及びpのエネルギー損失によって推定した。tのエネルギーは、約2.35.5MeVの範囲である。pとtのエネルギー損失の比較を行ったが、誤差の範囲内で両者は一致した。もし、エネルギー損失に同位体効果があるとしても、その差は小さいものと予想され、その点を明らかにする為には、更に精密な実験及び理論が必要である。高速トリチウム粒子(トリトン)の物質との相互作用の基礎データの1つが、エネルギー損失である。今までの理論的研究によれば、同じ速度であれば、p(陽子)、d(重陽子)、t(トリトン:三重陽子)間でのエネルギー損失に差がないとされているが、いまだそれに関する(特にpとtとの間の)詳細な実験が行われていないといって良い。この研究はその点を明らかにする為に、昭和60年度、61年度にわたり行われたものである。昭和60年度には、tの加速とその応用の為の改良が行われ、多くのデータが得られた。昭和61年度は、その測定が更に進められ、最終結果としての多くの問題点を明らかにする為に行われた。それ等を上げると次の様になる。(1);tのスペクトルを解析する為のベスト・フィット・プログラムの改良。(2);金属フォイルの厚さに関する誤差を明らかにすること。(3);金属フォイルの一様性を明らかにする。不純物の推定をも行う。(4);tのエネルギーを精密に求める。(6);金属フォイル等のセッティングによる誤差の推定。などである。これ等の点を明らかにすることによって、pとtとのエネルギー損失の差は、この研究の誤差の範囲内では、無視出来ると考えられることが明らかとなった。
癌診断精度向上のための陽電子放出核種 ^<18>F標識アミノ糖新規誘導体の合成研究

1.合成研究(1)Nー[ ^<18>F]フルオロアセチルキトビオ-スを[ ^<18>F]フルオライドとブロム酢酸エチルからホンポット合成した。このアイソト-プは陽電子放出核種標識オリゴ糖の最初の例である。ブロム酢酸エチルからサイクロトロンを用いての^<18>O(p,d) ^<18>Fの核反応から製造したE ^<18>F核種のハロゲン交換,加水分解,中和,縮合を順次同一反応容器で行うワンポット合成である。放射化学的収率と純度は3.7%と>95%である。(2)陽電子放出核種のCー11で標識したNー[carbonylー^<11>C]アセチルーDーグルコサミンの迅速化学合成についても併せ検討した。サイクロトロンを用いての^<14>N(p,d) ^<11>Cの核反応を利用して製造した標識炭酸ガスをグリニア試薬と反応させ,標識酢酸を合成し,Dーグルコサミンと縮合して,標識糖を合成した。2.医学利用先に合成したNー[ ^<18>F]フルオロアセチルーDーグルコサミンを用いて,腫瘍内でのアミノ糖代謝を評価するために腹水肝がん担がんラット(AH109AとAH272)の体内分布を検討した。既に報告したCH3/He系マウスに発生する高分化型自然発生肝がんでの高い取り込みに比べて、低分化型肝がんであるこの場合には,腫瘍への取り込みは低かった。この糖の異性関係にあるDーガラクトサミンやDーマンノサミン誘導体についても検討し,同様な生体内挙動が観察された。これらの比較検討から,Dーグルコサミン誘導体が生体でのがんの代謝研究所を行う上で大変有用は薬剤になりうるものと考えられる。今后,種々の系でのこのアイソト-プの動態解析をPETで予定している。
「教育を与える側」の人的資本蓄積メカニズムを組み入れたマクロ動学モデル分析

本研究は,「教育を与える側」を考慮した(1)マクロ動学モデルの構築を行うこと,(2)そのモデルをより日本の教育現場の実情に適合するものとすべく,インタビューを行うこと,そして(3)これら(1)および(2)の要素を含んだモデルに基づいてシミュレーション分析を行うこと,の以上3点を中心に据えて研究を行ってきた。その結果,(1)については東北学院大学でのセミナーにおいて報告を行い,(2)については近畿圏の小学校の教諭へのインタビューをまとめ,(3)については日本地域学会での報告を行うという形で,それぞれ成果をまとめることができた。本研究は,学校・教師の最適化行動を組み込んだ二部門世代重複モデルで,教育セクターの経済成長に果たす役割を明らかにする。特に,資源配分における教育供給と財供給間の,すなわち将来世代と現在世代と間の経済厚生上のトレードオフを扱い,社会学で指摘されている教育の「社会化」をモデルに組み込むことである。そこで本年度は生徒が社会化,つまり社会的適応能力を高めるという教育と,いわゆる知識・能力を高める教育の2種類がなされるという想定のもと,教師がいかなる時間の配分で生徒を教育すべきか,について理論モデルを構築し,また今後本モデルを動学体系のモデルへと発展させる際に必要となる,二部門世代重複モデルに公共財供給を組み込んだモデルを構築した。前者の主な貢献は以下の2つである。1つめは,教師の行動をより現実に即したかたちで定式化したことである。これまでの経済学での理論的分析とは異なり,生徒の教育時間決定に依存するかたちで教師の教育時間を決定するという行動を定式化した。2つめは,Lazear (2001)における指摘とは異なり,教師が生徒を,あるいはある世代が次の世代を教育し,世代が下がるとともに蓄えられる人的資本水準が高くなればなるほど,最適なクラスサイズが小さくなることを明らかにしたことである。後者における主たる貢献は以下の2つである。1つめは,これまでは1部門世代重複モデルに公共財が導入されたモデルしかなかったが,2部門世代重複モデルに教育のような公共財的性格を帯びたものを組み込んだことである。そして2つめは,2地域を取り扱えるように,2地域間で財の移動のある枠組みを提示していることである。これらの特徴から,公共財的なもの,あるいは教育供給が高いところが必ずしも生産水準が高くなるとは限らないという示唆を示すことができた。本研究は,学校・教師の最適化行動を組み込んだ二部門世代重複モデルで,教育セクターの経済成長に果たす役割を明らかにすることを目的としている。本研究では,労働者が自らの教育水準によって,財生産あるいは教育セクターに労働供給を決定するとの想定から,教育供給と財供給の間のトレードオフ,すなわち将来の世代と現在の世代との間の経済厚生におけるトレードオフを扱う。その前提となる,公共財が導入されている2部門世代重複モデルは昨年度においてすでに構築されており,本年度はそれをより精緻化し,3つの学会において「International Trade and a Public Intermediate Good in an Overlapping Generations Model」のタイトルで報告を行った。そこでは,内容は昨年と同様であるが,その直観的な説明を行うに当たり,図などをより効果的に用いて行った。また,もう1つの研究「日本における教育補助政策の経済成長・人的資本蓄積に与える影響」では日本の人的資本蓄積と政府の教育に対する補助率との関係について,シミュレーション分析を行った。本年度の計画では,当初上の2部門世代重複モデルに基き日本の教育政策のマクロ経済上の効果を見ていく予定であった。このシミュレーションが基礎としたモデルは,1部門の世代重複モデルであり,2部門モデルによるシミュレーションの前段階の位置づけであるといえる。このシミュレーションからは,現在の補助率よりもやや高い補助率の方が,短期的・長期的に見て現実的に妥当な水準であることを数値的に導き出している。本年度は学校・教師の最適化行動を組み込んだ二部門世代重複モデルを構築したうえで,Mathematicaによる数値シミュレーション分析を行うことを本来の目標としていた。人的資本蓄積に関するマクロシミュレーション分析に関する研究については,学校・教師の行動を明示的には導入していないものの,その前段階の研究ともいえる進藤優子・柳原光芳「日本における国債の削減と人的資本蓄積-異質な家計の存在する経済における一般均衡分析」という形で,日本地域学会において報告を行った。また,それを論文としたものを雑誌に投稿した。学校・教師の行動をモデルに組み込むべく,インタビュー調査を小学校の教諭3名に対して行った。この目的は,最終的にはモデルの構築における示唆を得るためであるが,このインタビューの内容それ自身に,社会学的,あるいは教育学的な観点から非常に興味ある知見が得られた。そのため,このインタビューを特に取り出し,経済成長理論との対照を試みながら柳原光芳「教師の思いと児童の人的資本蓄積-教師へのインタビューから得られる政策的含意-」を雑誌に掲載した。

前者の研究成果からは,マクロシミュレーションをよりよくするための方向性が示されており,また後者の研究成果からは,そのマクロシミュレーションを行うに当たり,必要とされる人的資本蓄積の要因が示され,今後の研究の発展において重要性が認められるといえる。
確率フーリエ係数の研究

確率フーリエ係数の系から元のランダムな被積分関数を復元する問題に取り組んだ。確率フーリエ係数はその構成に用いる正規直交系および確率積分の種類によってタイプが分かれる。三角関数系とスカラハッド積分を用いて確率フーリエ係数を構成した場合に,被積分関数についての幾許かの仮定のもと,ブラウン運動の助けを借りることにより復元が可能であること,およびその手法について解決を見た。また,三角関数系もしくはハール関数系と小川積分を用いて確率フーリエ係数を構成した場合には,被積分関数についての幾許かの仮定のもと,確率フーリエ係数系のみから復元が可能であること,およびその手法について解決を見た。確率フーリエ係数から元のランダムな被積分関数を復元する問題に取り組んだ。関数のブラウン運動による積分とドリフト項からなる伊藤型過程を考える。ただしブラウン運動の被積分関数は非因果的であるとし,ブラウン運動による積分はSkorokhod積分を採用する。また,ドリフト項も非因果的であるとする。直交関数系として三角関数系を採用して,この非因果的伊藤型過程に対する確率フーリエ係数が与えられたときに,元の非因果的伊藤型過程の復元を考察した。この設定においてドリフト項がないときには,確率フーリエ係数からSkorokhod積分の被積分関数を復元する問題に対応する。数理ファイナンスにおいては,株価の変動を表す際に用いられる(通常の,因果的)伊藤過程のブラウン運動の被積分関数の2次モーメント(ボラティリティ)を求める一つの方法として,Bohr convolutionが用いられる。我々はこの方法を参考に,我々の設定のもとで非因果的伊藤型過程の復元問題を解決した。この結果を学会やシンポジウムで発表するとともに論文としてまとめ,Bulletin des sciences mathematiquesに掲載された。また,同じ設定の下で,ブラウン運動による積分を,より広い範囲の被積分関数に適用可能なMalliavin divergenceとした場合の拡張結果も得,論文としてまとめた。この手法を,Ogawa積分を用いた確率フーリエ係数からの復元問題に応用することに取り組み,三角関数系を採用した場合の解法について,議論を進めている。これまでの結果は復元に確率フーリエ係数系のほかにブラウン運動も用いている。そこで確率フーリエ係数系のみがデータとして与えられた場合の復元可能性,並びに復元方法について考察した。復元を目指す被積分関数には非因果性を仮定し,確率フーリエ係数に用いる確率積分はOgawa積分を採用した。また,直交関数系として三角関数系を採用した。この設定の下で,まずそれぞれの確率フーリエ係数に適当な重みを付けた数列(確率変数列)に対するフーリエ級数を考える。これは小川重義により確率フーリエ変換と名付けられている。被積分関数にいくらかの正則性を仮定すると,この確率フーリエ変換の存在,具体的表現と微分可能性が得られる。被積分関数にさらに非負性も課すと,これを微分した関数の差分とブラウン運動の重複対数の法則に現れる関数との比の上極限が,ブラウン運動の重複対数の法則に訴えることで,確率1で被積分関数を与えることを示した。特筆すべきは,任意有限個の確率フーリエ係数はこの復元に寄与しないことである。これは通常のフーリエ係数の場合と状況を異にする現象で,確率フーリエ係数の特殊性を際立たせる結果だと思われる。この結果を学会やシンポジウムで発表し,あわせて数理解析研究所の講究録に投稿した。また,復元を目指す被積分関数には非因果性を仮定し,確率フーリエ係数に用いる確率積分はOgawa積分を採用した場合に,一般の直交関数系で確率フーリエ係数を定義したときの復元問題についても議論を進めている。特に,確率フーリエ係数系のみがデータとして与えられた場合の復元可能性,並びに復元方法について考察した。平成26年度の研究に於いては直交関数系として三角関数系を採用し,確率フーリエ係数のそれぞれに適当な重みを付けたフーリエ級数,すなわち確率フーリエ変換を構成し,被積分関数の復元へとつなげていった。しかしこの確率フーリエ変換の構成に於いて,重み付きフーリエ級数の収束性を保証するため,付加する重みを適切に選ぶとともに,被積分関数に対する仮定を置く必要を余儀なくされた。そこでハール関数系を確率フーリエ係数を定義する際の直交関数系として採用した。この場合には,以前に課したものより緩い非負被積分関数の正則性の仮定のもとで,この確率フーリエ係数のハール関数系に関する(有限)フーリエ和からの被積分関数の復元が可能となることを示した。なお,この場合に於いてもやはり任意有限個の確率フーリエ係数はこの復元に寄与しないことが示された。この結果を学会やシンポジウムで発表し,結果を論文として纏めている。

また,三角関数系もしくはハール関数系と小川積分を用いて確率フーリエ係数を構成した場合には,被積分関数についての幾許かの仮定のもと,確率フーリエ係数系のみから復元が可能であること,およびその手法について解決を見た。Ogawa積分,三角関数系で定義される確率フーリエ係数系に対して確率フーリエ変換を用いた復元問題に解決を見た。この手法は確率フーリエ係数系が一般の直交関数系に対してOgawa積分を用いて定義される場合の復元問題に繋がる可能性があり,この設定下での解決に向けて議論が進んでいる。確率解析ひきつづきOgawa積分での確率フーリエ係数による元のランダムな被積分関数の復元問題に取り組む。本研究遂行に於いて,研究代表者と分担者は共同研究者の立場で,メールや電話で緊密に連絡をとりつつ,適宜,相互訪問を行い,課題の達成に努める。また,学会やシンポジウムなどにも積極的に参加し,成果の公表をすると同時に,本課題に係る動向などを把握する。Skorokhod積分,三角関数系に対してBohr convolutionを用いた復元問題に解決を見た。この手法はOgawa積分,三角関数系に対しての復元問題に応用可能であり,この設定下での解決に向けて議論が進んでいる。26年度予定であったパソコンの購入を,Mac OS X YosemiteのWordに対する安定性に不安があるために見送った。ひきつづきOgawa積分での確率フーリエ係数による元のランダムな被積分関数の復元問題に取り組む。あわせて研究分担者との共同研究を推進するために,メール,電話等での緊密な連絡の他,相互の研究機関を訪問する。また,成果の公表や,本課題に係る動向などを把握するために,学会やシンポジウムなどに出張する。25年度の予定であったパソコンの購入を,搭載されているMac OS X Mavericksの安定性に不安があるために見送った。
地上実験による飛行環境アブレーションの研究

酸水素トーチを熱源とした超小型耐熱材料実験系を構築し,定常アブレーションデータを取得した.昨年度構築した酸素アセチレントーチに続き,新しく酸水素トーチを導入することで,本研究で対象としている炭素多孔質基材あるいはその基材にポリイミド樹脂を含浸させたアブレータを加熱試験して,センサー応答特性,特に表面損耗量を当該試験装置で調査できる環境を整えた.新しく導入した熱源環境では,トーチノズルから10180mmまでの範囲で,火炎軸方向の加熱率分布および表面温度分布を計測した.さらにノズルから軸方向位置を固定して,アブレータに対する定常アブレーション特性を評価し,アーク加熱風洞で得られている結果と比較した.供試体径(12.7mm)がアーク風洞のもの(4050mm径)より小さいものの,当該装置で得られた平均炭化層厚さ,および平均表面損耗はアーク風洞のそれと同等であることがわかった.さらに,開発した実験系を使って非定常加熱試験を実施した.実験条件を選定するため,いくつかの大気突入軌道加熱条件を調べ,JAXAの弾道突入飛行実験機条件を選定した.計算した淀み点加熱率から輻射平衡条件を介して壁面温度の時間履歴を評価し,これを酸水素トーチ環境において供試体壁面温度として再現した.測定したアブレーションセンサー応答から,定常アブレーションデータとは明らかに異なる非定常データを取得できた.2次元軸対称を仮定した多孔質体内のガス流動の基礎方程式と,固体の伝導-輻射エネルギー方程式を連成して解析する計算コードを開発した.窒素分子の熱化学平衡流れを仮定して,ガス流動解析のためのパラメータを整理し,これまで得ているアーク加熱風洞環境で測定した熱電対データを解析した.その結果,伝導-輻射伝熱過程だけでは再現性が不十分であった温度上昇傾向を,ガス流動による対流伝熱で説明できることを示した.計画した非定常加熱試験法の開発,また,多次元の多孔質体内ガス流動-固体エネルギー方程式連成材料熱応答解析手法の開発まで達成することができた.燃焼流計算との材料熱応答連成手法開発は,より複雑な解析となり,研究協力者のコード開発進捗状況も加味して,次年度の測定データ再現性の状況に基づき,実施するか改めて判断することにした.これらにより概ね順調と判断した.非定常加熱試験での試験条件範囲を広げるため,新たなステージ系の検討を行い,広範囲な条件設定が可能な,地上試験による大気突入環境試験法の構築を目指す.昨年度開発した多次元多質体内ガス流動-熱伝導連成解析法を使って,トーチ加熱試験で得られる熱電対およびアブレーションセンサーデータを解析する.実験データの再現性の程度に応じて,当初計画していた燃焼流との連成解析の実施について研究協力者と相談し,臨機応変に数学モデルの高度化を模索する.年度後半には本研究を総括する.酸素アセチレントーチを熱源とした超小型耐熱材料実験系を構築した.耐熱材料として,比重約0.9の炭素多孔質基材とその基材にポリイミド樹脂を含浸させたアブレータを使った.径12.7mm,厚さ30mmの円筒形を標準形状供試体として,トーチ火炎流へ投入・移動・退避するための自動ステージ付き水冷式治具を制作した.ガードン型熱流束計を使ってトーチ火炎軸方向の加熱率空間分布を調査した.熱流束計先端をノズル出口から2555mmまで変化させた場合,5.33.9MW/m2と減少する傾向が分かった.炭素多孔質基材からなる供試体端面をノズル出口から30mm離して50秒間加熱試験した.加熱表面は放射温度計により,また,供試体内部にはK型熱電対を艤装し,それぞれ表面および内部温度を計測した.その結果,表面温度が2500K程度の準定常加熱状態が構築できた.また,表面損耗は約2.8mm,加熱表面より約18mmの深さにおいて最高温度は1000K程度となり,センサーを使った定常アブレーション実験実施に目途がついた.当該アブレーションセンサーに使っている光ファイバー-Si-InGaAsサンドイッチ型光検知器測定法の精度を,15002500Kまでの温度範囲について黒体炉を用いて調査した.これにより,本測定法の精度の改善策および校正データを構築できることがわかった.炭素多孔質材料内の質量・運動量・エネルギー保存式を数値的に解くシミュレーション法を構築した.そして,我々がこれまで行ったアーク加熱試験での内部温度データを1次元流れと仮定して本解析法により調査した.その結果,計測した材料深部での温度上昇特性をより正確に再現できることがわかった.これらは,次年度以降行う,高温火炎流が流入する供試体の熱応答解析に適用する.実験については,計画事項を概ね実行することができたものの,1)酸素とアセチレン双方のガス流量を手動で供給していることなどに起因して,広範囲な実験条件に対して再現性の高い加熱率データが整理できていないこと,既往研究にあるような高加熱率条件を本実験系ではまだ達成できず,アブレータ材料が有意に表面損耗する条件が見いだせなかったこと,2)アブレーションセンサーによる定常アブレーション計測ができなかったことなどは,次年度引続いて調査すべき案件として考えている.シミュレーションコード開発では,高速高温気流下の多孔質材料の内部熱応答を解析するには,これまでの固体-輻射熱輸送に加えて,多孔質内のガス流動による対流伝熱も連成する必要性があるとの認識に到り,そのコード開発に時間を配分したため,当初予定していた加熱率測定データと比較が行えなかった.

これらを踏まえ,「やや遅れている」と評価した.酸水素トーチを熱源とした超小型耐熱材料実験系を構築し,定常アブレーションデータを取得した.昨年度構築した酸素アセチレントーチに続き,新しく酸水素トーチを導入することで,本研究で対象としている炭素多孔質基材あるいはその基材にポリイミド樹脂を含浸させたアブレータを加熱試験して,センサー応答特性,特に表面損耗量を当該試験装置で調査できる環境を整えた.新しく導入した熱源環境では,トーチノズルから10180mmまでの範囲で,火炎軸方向の加熱率分布および表面温度分布を計測した.さらにノズルから軸方向位置を固定して,アブレータに対する定常アブレーション特性を評価し,アーク加熱風洞で得られている結果と比較した.供試体径(12.7mm)がアーク風洞のもの(4050mm径)より小さいものの,当該装置で得られた平均炭化層厚さ,および平均表面損耗はアーク風洞のそれと同等であることがわかった.さらに,開発した実験系を使って非定常加熱試験を実施した.実験条件を選定するため,いくつかの大気突入軌道加熱条件を調べ,JAXAの弾道突入飛行実験機条件を選定した.計算した淀み点加熱率から輻射平衡条件を介して壁面温度の時間履歴を評価し,これを酸水素トーチ環境において供試体壁面温度として再現した.測定したアブレーションセンサー応答から,定常アブレーションデータとは明らかに異なる非定常データを取得できた.2次元軸対称を仮定した多孔質体内のガス流動の基礎方程式と,固体の伝導-輻射エネルギー方程式を連成して解析する計算コードを開発した.窒素分子の熱化学平衡流れを仮定して,ガス流動解析のためのパラメータを整理し,これまで得ているアーク加熱風洞環境で測定した熱電対データを解析した.その結果,伝導-輻射伝熱過程だけでは再現性が不十分であった温度上昇傾向を,ガス流動による対流伝熱で説明できることを示した.計画した非定常加熱試験法の開発,また,多次元の多孔質体内ガス流動-固体エネルギー方程式連成材料熱応答解析手法の開発まで達成することができた.燃焼流計算との材料熱応答連成手法開発は,より複雑な解析となり,研究協力者のコード開発進捗状況も加味して,次年度の測定データ再現性の状況に基づき,実施するか改めて判断することにした.これらにより概ね順調と判断した.炭素多孔質基材に当面は特化し,定常アブレーション下でのアブレーションセンサー計測および熱電対による内部温度計測などを行い,アーク加熱風洞試験と同等な評価が行えるアブレーションセンサー作動特性試験法を,酸素アセチレンバーナーを使って確立する.データ再現性を高めるため,アセチレンと酸素を独立に供給して燃焼流を生成する実験系へと拡張し,加熱率特性を再評価する.損耗が小さい場合には,炭酸ガスレーザー加熱を付加的に組み合わせるなどの改善策を試して対応する.ある物体が大気突入する非定常加熱環境を想定し,物体への加熱率に対する表面温度の関係を解析し,本実験系がどのような熱環境を再現できるか評価する.燃焼流解析コードを開発し,加熱率測定データと比較してコードの検証を行う.その後当初の計画通り,定常アブレーション下での燃焼流-材料熱応答統合解析を実施する予定である.ただし,炭素多孔質基材への燃焼ガスの流入が材料の熱
人為・自然撹乱された熱帯アジアの水環境における抗生物質汚染と薬剤耐性遺伝子の動態

熱帯アジアでは、下水や洪水により水環境が撹乱され、種々の起源の抗菌剤、薬剤耐性菌が流入する。本調査研究は、水畜産統合農業環境、市内河川、海水の汚染実態を解明した。薬剤汚染では、都市部と農村ともにサルファ剤が優占し、市内排水と家畜排水両方に由来した。畜産排水では、セファロスポリン耐性大腸菌が多く検出され、耐性菌はハエが広域に運んでいると示唆された。薬剤耐性遺伝子は、培養できない細菌に特定のサルファ剤耐性遺伝子が保有されていた。タイの特徴として、耐性遺伝子は畜産・下水では高濃度だが、海では極めて低濃度だった。本研究で、タイでの薬剤・細菌・遺伝子の環境動態の特徴を明らかにできた.熱帯アジアでは,人間生活・畜産など様々な排水の流入と洪水により水環境が撹乱され,種々の起源から薬剤耐性菌・遺伝子の混合が起こる.本研究は,こうした環境下で耐性遺伝子と薬剤の汚染実態をモニタリングし,水環境における耐性遺伝子の環境中残存と伝播の実態を解明することを目的とする.初年度(平成25年度)は,まず調査地域をタイに設定し,相手国協力者と相談の上,チャオプラヤ川流域の農業地帯,市内運河などに適切なサイトを設定し,予備調査を行なった.初年度の成果は次のようにまとめられる.耐性遺伝子定量:市内運河,チャオプラヤ川,タチン川いずれでもsul1, 2がほぼ同じコピー数であり,欧州や日本とはsul保有パターンは異なっていた.sul3は環境の非培養菌が保有していることが分かった.タチン川では培養菌でsul遺伝子群を持つ耐性菌が少なく,sul以外の耐性機構が示唆された.耐性菌解析:バンコク周辺の河川水から選択培地で大腸菌,エロモナス属菌を多数分離した.分離株のうち約3割がテトラサイクリンとサルファ剤耐性遺伝子を保有していたほか,プラスミド性キノロン耐性遺伝子を保有する株も約1割検出された.捕獲したハエからはセフォタキシムに耐性大腸菌が見いだされた.耐性株はblaCTX-M55,blaCTX-M14,blaCMY-2プラスミドを保有し,異なる地点の大腸菌も同一プラスミドを保有していた.ハエは熱帯アジアにおいて耐性プラスミドのベクターであることが示唆された.抗生物質定量分析:抗生物質の合計平均濃度は23-161 ng/Lであった.これは他の熱帯アジア国に比べて一桁程度低かった.雨季のため希釈効果が大きいと考えられる.組成は全般にサルファ剤が優占しており,畜産排水の寄与が大きいと考えられた.抗菌薬濃度と薬剤耐性割合の間に関連性は認められなかった.熱帯アジアでは,人間生活・畜産などの排水流入と洪水により水環境が撹乱され,種々の起源から薬剤耐性菌・遺伝子の混合が起こる.本研究は,こうした環境下で耐性遺伝子と薬剤の汚染実態をモニタリングし,水環境における耐性遺伝子の環境中残存と伝播の実態を解明することを目的とする.平成26年度は,25年度の調査地域に畜産地帯と海水域を加えた.1)キノロン系抗生物質の分析法を検討したところ,固相抽出と溶出の段階を工夫してキノロン系抗生物質を回収率よく測ることができるようになった.開発した方法を適用して,タイ,インドネシア,ベトナムの河川水中のキノロン系抗生物質の測定を行った.キノロン系抗生物質と共にサルファ剤,マクロライド系抗生物質,サイクリン系抗生物質も測定した.その結果,マクロライド系抗生物質の寄与が大きかった.マクロライドの中ではOfloxacinが20-70%を占めた.各国の経済状況と使用薬剤の価格に相関が見られた.2)菌分離解析では,バンコク市内の河川水,ラチャブリー養鶏養豚農場排水,下水処理場,沿岸水からエロモナス属菌と大腸菌株を分離した.約5割がテトラサイクリン耐性遺伝子とサルファ剤耐性遺伝子を保有しており,約2割がプラスミド性キノロン耐性遺伝子qnrSを保有していた.今回の調査では,薬剤耐性割合や耐性遺伝子保有割合と河川水・農場排水のテトラサイクリン濃度に相関があった.加えてエロモナス属株から各種のセフォロスポリン耐性遺伝子が検出された.畜産排水の特異性が分かった.3)耐性遺伝子定量では,sul1,2,3およびtet(M)が淡水全群集および培養菌から高い濃度で検出された.海水では全群集でも培養菌でもほとんど検出されなかった.畜産,医療から流れ込んだ耐性菌が淡水では残存していることが示唆された.26年度までの調査で,タイ国の水環境では畜産排水の影響が大きい事が示唆されてきた.熱帯アジアでは、人間生活・畜産などの排水流入と洪水により水環境が撹乱され、種々の起源から薬剤耐性菌・遺伝子の混合が起こる。本研究は、こうした環境下で耐性遺伝子と薬剤の汚染実態をモニタリングし、水環境における耐性遺伝子の環境中残存と伝播の実態を解明することを目的とする。平成27年度は、南部ツンソン周辺の養豚鶏場およびその排水が流入する河川を調査した。概要は次のとおりである。1)バンコクではマクロライド系抗生物質の寄与が大きかったが、ツンソンでは低濃度であった。一方、養豚場排水では、総濃度は560-24800ng/Lと高く、リンコマイシン、クロロテトラサイクリンの寄与が大きい特徴があった。

河川と汽水域では総濃度が50ng/L以下と比較的低く、薬剤種はオキシテトラサイクリンが比較的高いが(10-50ng/L)、地点によって多様な薬剤が検出された。これまでの熱帯アジアの畜産排水では、サルファ剤系が主要であったが、タイ南部では使用薬剤が他地域とは異なっていた。2)腸内細菌の解析では、養豚鶏場排水及び河川水から合計119株を分離した。そのうち、27%がセファゾリン耐性だった。セファゾリン耐性株は養豚場で高率に分離された。保有プラスミド解析の結果、養豚場排水及び河川水両方で、多様な耐性遺伝子型(bla型)を保有する株があり、レプリコン型も多様だった。このことから、多様なセファゾリン耐性遺伝子が広く水圏の腸内細菌科に分布することが分かった。環境細菌では、テトラサイクリン耐性率は10%以下と低く、サルファ剤とエリスロマイシン耐性菌率は河川と養豚場で3040%であった。3)sulとtet(M)の定量では、sul2が1.0E-30(0.1100%の環境菌が保有)と極めて高かった。これまで検出例が少ないsul3が汽水域を除く河川と養豚場で1.0E-3以上検出され、この地域の特徴であった。3度目の調査を無事終了し、12年度目の成果を論文発表した。学会発表、シンポジウム招聘発表等で社会発信も活発に行った。熱帯アジアでは、畜産・人間生活などからの排水流入に加え、洪水により水環境が撹乱され、種々の起源から抗菌剤、薬剤耐性菌の混合が起こる。本研究は、こうした環境で耐性遺伝子と薬剤濃度をモニタリングし、水畜産統合農業環境、市内河川、洪水で排水や汚物が混合される水環境の実態を解明することを目的とした。4年間、タイの人口密集地帯のバンコクとその周辺、および農村地帯である南部トラン県を対象として調査を行い次の成果を得た。また、最終年度にはタイの共同研究者を招聘してフォーラムを開催した。1)薬剤汚染実態では、バンコク周辺ではサルファ剤が優占していた。市内運河、チャオプラヤ川、バンコク湾ではサルファメトキサゾールが優先しており、これは他の熱帯アジア諸国の下水の組成と類似していた。一方、タチン川ではサルファメタジンが優占した。またオキシテトラサイクリンの割合も市内運河に比べて高かった。これは、家畜排水の寄与が反映されているためと考えられた。2)畜産排水起源の耐性菌解析では、セファロスポリン耐性遺伝子である、blaCTX-M55、blaCTX-M14、blaCMY-2を異なる地点の大腸菌が保有していた。また、エロモナス属細菌がモニタリングに適した菌群であることが分かった。遺伝子の環境間移動では、ハエが薬剤耐性プラスミドを広域に伝播するベクターであることが示唆された。3)耐性遺伝子の定量解析では、バンコク周辺ではサルファ剤耐性遺伝子sul1, 2, 3,およびテトラサイクリン耐性遺伝子tet(M)が1E-2の高濃度で全群集中に検出されるが、培養菌はsul3を保有していないことが分かった。また、タイの特徴は、耐性遺伝子が、畜産・下水排水では高濃度だが、海水中では極めて低濃度だったことである。本研究は、タイでの薬剤・細菌・遺伝子汚染の特徴を定量的に明らかにした初めての研究である。熱帯アジアでは、下水や洪水により水環境が撹乱され、種々の起源の抗菌剤、薬剤耐性菌が流入する。本調査研究は、水畜産統合農業環境、市内河川、海水の汚染実態を解明した。薬剤汚染では、都市部と農村ともにサルファ剤が優占し、市内排水と家畜排水両方に由来した。
地衣化の起源に着目した菌類－藻類間相互作用機構の解明に関する研究

地衣類は菌類と藻類からなる複合的な生物である。近年の分子系統学的研究の結果,地衣類は単一の起源を持つものではなく,菌類のいくつかの系統において藻類との共生を行う「地衣化」という現象が独立に生じた結果,多様な地衣類が生じたことが明らかにされている。その一方で,地衣共生における菌類ー藻類間のやり取りの詳細については未だ不明である。本研究は,異なる地衣化の起源を持つとされる様々な地衣類について,野外採集に基づいて菌類と藻類の培養株を確立し,地衣共生を調査するための共培養系を確立することにより,相互の比較を通して地衣共生における菌類ー藻類間のやり取りの詳細を明らかにしようとするものである。