hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
生産の外部性と国際貿易についての理論的研究

本年度の研究成果は、以下のように要約できる。2.本年度のもう一つの主要な成果として、マーシャル的外部経済をともなう独占的競争型貿易モデルの研究がある。本研究は、独占的競争部門に企業集積から生じる正の外部効果が存在するならば、自由貿易下において同部門が大国に集積する傾向があることを示している。これは伝統的収穫逓増モデルの結果と一致しており、ゆえに、本研究は従来ブラックボックスとされてきたマーシャル的外部経済の発生要因のモデル化に成功したと言える。また、本研究は、収穫逓増産業が各国に分散する産業内貿易の方が一国への産業集中をもたらす自由貿易よりもパレート優越的となる可能性があることを示している。これらの研究成果は"A Monopolistic Competition Model of International Trade with External Economies of Scale," mimeograph(2006)として結実している。上記の分析結果はすべて要素代替を伴わない一要素モデルにおいて得られたものであるが、本年度は不完全競争などを導入することにより、モデルをより現実的な設定へと拡張することに成功したと言える。1.純粋公共中間財が存在する場合の貿易利益の分析に関しては、本研究の当初の段階では看過されていた新たな視点からの分析を試みた。当初、本研究では公共中間財がリンダール・ルールに従って効率的に供給されるケース、したがって、パレート効率的な貿易均衡が達成されるケースに焦点を当ててきた。しかし、各国政府が他国の公共財供給量を所与とみなして自国の経済厚生を最大化する場合には、リンダール・ルールとマーシャル調整過程の下で実現されるパレート効率的な貿易均衡とは異なり、各国は常に貿易利益を得るであろうことが示された。2.平成16年度は、上記の研究と平行して、国際的な規模の経済性をともなう国際貿易モデルについても研究を行った。この研究成果は"International Economies of Scale and the Gains fromTrade," Journal of Economics (forthcoming)として結実している。さらに本研究では、上記論文が受理されるまでの修正過程を通して、地理的に"局所化された規模の経済性(localized external economies of scale)"の発生メカニズムについて新たな知見が得られた。実際、国際貿易の理論研究でしばしば応用される分業(division of labor)モデルに氷塊型の中間財輸送費を導入すると、上記の雑誌論文とほぼ同様の貿易パターンが実現されることが明らかになった。また、中間財貿易の導入により、貿易される財の数に応じて貿易均衡での一国の厚生水準がどのように変化するのかを考察すること(例えば、すべての財が貿易される場合の厚生水準と中間財のみが貿易される場合の厚生水準の比較など)が可能となった。以上の分析結果はすべて要素代替をともなわない国際貿易モデルにおいて得られたものである。しかし、本年度の研究を通して、一要素モデルにおける本研究のさらなる発展可能性を示すことができたといえる。
広視野ガンマ線カメラによるブラックホールからの熱的ガンマ線放射の探索

我々は18年度に10cm角電子飛跡検出型コンプトンカメラを搭載した気球実験を行い、宇宙拡散ガンマ線および大気2次ガンマ線のサブMeV領域での検出実験を行い、良質のデータを取ることに成功した。18年度に荒いデータ解析は終了したが、実験精度、特に宇宙線による大気からのガンマ線雑音、大気による吸収などを正確にシミュレーションするため、シミュレーションの改良を中心に行った。特に精度向上のため気球搭載装置を実験室で再度動作させ、装置のレスポンスをシミュレーションで精度良く再現できる要調整作業を行った。また大気構造なども精度よくシミュレーションに取り入れることで、今回世界で初めて数十keVから十MeV付近までの広いエネルギー範囲での大気ガンマ線シミュレーションに成功、今までの計算、シミュレーションなどともスペクトル、および天頂角分布に対して良い一致が得られた。このように信頼性のあるシミュレーションを完成させた。またこのシミュレーションによりデータ解析も改良され検出ガンマ線を約2倍に増やすことが出来た。またこのシミュレーションにより検出器細部の動作を再現することが可能となり、今後の改善点が明確になるようになった。今、これらの成果をまとめている。また地上での30x30x30cmのTPCおよびGSOピクセルカメラを組み合わせた大型カメラの製作も終了し、300keV-900keVの範囲でガンマ線再構成に成功した。Micro Pixel Gas Chamber(MPGC)を用いてコンプトン反跳電子の方向を測定する手法を用いてガンマ線の到来方向を決定できる検出器を製作、最終年度に気球に搭載して、6時間程度の実証観測を行なう。●反跳電子測定用MPGCの開発11cm角MPGCを用い、8cmの深さを持つTPCを製作し、電子飛跡のトラッキング性能を評価した。最高利得15000、さらに利得5000で二ヵ月の連続動作に成功し、一様性も±30%程度を達成した。しかし、Minimum Ionizing Particle(MIP)にたいしては、数倍の利得の改善が必要であり、散乱方向の決定精度は30度程度と悪いが3次元的に再構成出来ることは示せた。次元電場シミュレーションを導入し電場計算を行ない、ピクセル構造を改良、2倍の利得向上と一様性の改善が期待される。また、アンプICの積分時定数をMPGCのイオン収拾時間60nsに合わせたICを製作した。この改良で利得が倍増し、15年度にはMPGCの改良を併せて鮮明な電子飛跡の検出を可能にする。●シンチレータ反跳ガンマ線検出器の開発評価用に10cm角NaIを25本のPMTアレイで読みだすアンガカメラを製作。エネルギー分解能、位置分解能の評価試験を行ない、半値幅で各々10%,4mm(500keV)の性能を得た。ピクセルシンチレータに対応するため400個の5mm角フォトダイオード400個を合わせたアレイおよび、5mm角ピクセルCsIの10cm角アレイを製作した。また読みだし回路として32chVAチップを試験し、数千チャンネルのピクセルシンチレータアレイに対応出来る回路の基礎開発を行なった。●ガンマ線到来方向決定実験上記、MPGC-TPCとアンガカメラを組合せたガンマカメラを製作、イメージングの試験を行なった。まだMPGCの利得が十分でなく、電子の角度分解能が悪いため、角度分解能約30度であるが、確かに各ガンマ線に対して独立に方向を決定出来た。広い範囲でガンマ線源の移動を直接捉えることが出来た。世界初の完全な核ガンマ線イメージングを実証できた。また、気球実験用の装置の仕様を決めるため、シミュレーションを開発した。Micro Pixel Gas Chamber(MPGC)を用いてコンプトン反跳電子の方向を測定する手法を用いてガンマ線の到来方向を決定できる検収器を製作気球に搭載して実証観測を行なう。11cm角MPGCの電極の3次元シミュレーション法を確立し、電極の改良を実行。利得3倍の向上が得られ、安定性も向上。ピクセル不良率も3%程度から0.1%と大幅に改善し、一様性も±7%と圧倒的な改善に成功した。30cm角の大型MPGCの製作法の開発を始めた。この成果により利得6000以上の利得で安定して動作するμTPCが実現した。またアンプチップの利得改善を行ない、利得の2倍以上の改善が見られた。これらの成果を組み合わせることで散乱電子の検出効率を数十倍改善することに成功した。昨年製作した10cm角NaIを25本のPMTアレイで読みだすアンガカメラのエネルギー校正法を確立し、常時エネルギー分解能、位置分解能、半値幅で各々10\%,4mm(500keV)の性能を得た。ピクセルシンチレータに対応するため400個の5mm角フォトダイオード400個を合わせたアレイおよび、5m角ピクセルCsIの10cm角アレイの評価システムの構築し、現在評価測定を行なっている。現在、シンチレータ部の精密なシミュレーションを製作中であり、実際の測定データをインプットして、最終的な光検出器とシンチレータの組合せを検討している。昨年製作した10cmμTPCとアンガカメラを組合せたガンマカメラに上記の改良を行ない、検出効率を数十倍改善し、定量的な評価が行なえるようになった。角度分解能も10度程度と検出器能力から推定される値に近い能力を得ることが出来、検出器の理解がほぼ正しいことがわかってきた。

また、この精密な3次元荷電粒子飛跡能力を用いて、暗黒物質散乱方向検出実験、時分割中性子画像装置など新しい実験提案を行ない、それぞれの分野で高い評価を得た。●反跳電子測定用MPGCの開発30cm角の大型MPGCの試作を行い、95%以上の面積で良好なピクセルが製作が可能となり、実際にTPCとする装置を製作した。同時に30cmTPCのための読み出し回路基板、圧力容器、ドリフトゲージなどの設計製作を行った。12月からは大型MPGCを動作させ、前面で利得3000程度での動作を開始、画像を取るなど基本試験を行い、TPC性能試験へ進んでいる。また30cmMPGCに対応する100MHz座標変換回路を開発、従来の2倍の信号を2倍の速度で処理可能になった。すでに動作試験を終了し、30cmMPGCに接続し、画像取得に成功した。17年度には30cmTPCとしての動作試験に入る。また数万の利得を安定に得るために、Capillary Plate, GEMなどの中間増幅器を組み合わせたハイブリッド型MPGCを開発、利得20万を達成し、利得5万程度で3月以上安定動作を実現することができた。30cmTPC用の25cm角GEMを製作し、MPGCと組み合わせ、試験を行う。●シンチレータ反跳ガンマ線検出器の開発30cmTPCに対応する37cm角アンガーカメラを製作、位置分解能16mm@662keV(FWHM)、エネルギー分解能11%@662keV(FWHM)を達成、下記に示すように順調に動作している。さらに分解能をあげるためにピクセルシンチレータの改良を行った。特にピクセルシンチレータの反射材、および組み上げ法の改良を行い、一様性の高いピクセルブロック製造が可能になった。特に阻止能の高いGSO結晶を用いたピクセルシンチレータを製作し、エネルギー分解能を評価し、10cmTPC側面部を覆うガンマ線検出器を完成させた。さらにFlat Pane1 PMT信号を処理する回路系も完成し、ガンマ線到来方向の決定精度の向上が可能になった。さらに将来の大型装置のためにフォトダイオード400個を合わせたアレイの評価を継続し、良好な結果を得ている。●ガンマ線線到来方向決定実験上記にあるハイブリッド10cmμTPCと大型アンガカメラを組合せた新型カメラの性能評価試験を行い、300-1100keVの範囲で画像測定を行い、662keVで約10度(FWHM)を達成した。昨年開発した10cm角TPCと6mmピクセルシンチレータを組み合わせ、気球搭載予定カメラと同等のプロトタイプを製作。当初予定より100keV低い100keV-1MeVの範囲のガンマ線画像を得られた。またTPCとシンチレータのエネルギー和を求め、測定値のみからガンマ線画像を求めることに成功し、角度分解能8度、エネルギー分解能13%(@662keV半値)を達成。またTPCの圧力容器および信号取出し法を開発、1000チャンネル以上の信号を圧力容器から外部に引き出すことに成功した。また6mmシンチレータアレイおよび回路系を完成させた。この圧力容器TPCおよびシンチレータアレイを組み合わせ、10cmカメラの気球搭載型を製作、さらに気球容器、気球電源系、モニター系などを開発し、気球観測システムを完成させた。
KL展開に基づく波浪表現と低次元モデルを用いた船体複合荷重応答の極値予測法

本研究では船体の縦曲げ荷重、局部曲げ荷重及び流力弾性応答を考慮した複合荷重下の構造応答を対象として、高次数値計算結果の低計算コストでの取得を可能とする低次元モデル( ROM)を第一に構築する。さらに、従来不規則波の表現に用いられている正弦波の線形重ね合わせ方式に代わってKL展開に基づく表現法を採用する。KL展開に基づく不規則波表現により、1次近似信頼性手法(FORM)に要する確率変数の数が低減でき、さらにROMの活用により応答の確率分布を求めるための計算時間を大幅に削減できる。開発した極値予測法は縮尺模型を用いた水槽試験により推定精度の検証を行う。
Ras蛋白を活性化するグアニンヌクレオチド交換因子の単離とその解析

CRK蛋白の信号をRas蛋白に伝えるグアニンヌクレオチド交換因子の同定とその解析を行った。ラット褐色細胞腫PC12においてはCRK蛋白には少なくともニつのRasグアニンヌクレオチド交換因子が結合する事を見出した。即ち、一つはSos蛋白であり、もう一つは、新規のものである。後者のcDNAの全核酸配列決定を行い、本蛋白をC3G(CRK SH3 binding guanine nucleotide releasing protein)と命名した。C3Gはその酵素活性部位はC末側に有り、この部分を酵母細胞で発現されると、酵母のRasグアニンヌクレオチド交換因子であるCDC25を相補し、確かに、C3GがRas活性化因子として働くことを確認した。さらに、本蛋白に対する、ウサギポリクローナル抗体、およびマウスモノクローナル抗体を作製し、生化学的に検索を加えた。C3Gは通常、130および140の二つの移動度をもつ蛋白として検出されるが、これは、異なるATGを使うことによる。また、様々な変異蛋白を用いて解析した結果、C3GはCRKに結合するアミノ酸配列をほぼ中央部に2ヶ所に隣接して有している事が明らかになった。本蛋白をワクチニアウイルスを用いて真核細胞に発現させたが、Rasの活性化は認められなかった。この事は、C3Gが真核細胞においては、Ras近縁の蛋白の活性化因子であり、Rasそのものの活性化因子では無い可能性を示唆しており、現在、C3Gの標的蛋白の同定を進めている。
胎児期に完成する呼吸リズムにおけるGABAシナプスと細胞内Cl-濃度の発達変化

呼吸は胎児期に始まり、γーアミノ酪酸(GABA)が重要な役割を果たしている。GABAをシナプス小胞に充填する小胞型GABAトランスポーター(VGAT)欠損マウス及びCl-を細胞外に排出し、GABAを抑制性に導くK+-Cl--共輸送体(KCC2)欠損マウスは、ともに呼吸不全で生直後に死亡する。これらの遺伝子欠損マウスの舌下神経核を構成する運動神経細胞において、胎児期呼吸リズムを比較すると、呼吸を発生させるためにはGABAシナプスの入力が必須で、かつ規則正しいリズム形成には細胞内Cl-濃度([Cl-]i)が低値となりGABAが抑制性に働くことが必要であることが示唆された。胎齢14日齢(E14)のC57/BL6J正常マウスを用い、KCC2及びVGATの舌下神経核における検出を試みた。KCC2及びVGATいずれも、その発現量及び発現分布について個体差が大きかったが、前年度までの結果と比較すると、胎齢16日齢(E16)よりも発現量は少ない傾向を示した。加えて、本年度は発達過程におけるC57/BL6J正常マウスを用いた、胎齢16日齢(E16)から生後7日齢(P7)の舌下神経核に入力してくるGAD陽性細胞の発現を免疫組織化学法により検出を試みた。GAD67-GFPノックインマウスを用いて行った予備実験同様、正常マウスの舌下神経核内において、いずれの日齢においてもGAD陽性細胞は検出できなかったが、他の延髄の領域においてその発現を確認できた。呼吸は胎児期に始まり、γ-アミノ酪酸(GABA)が重要な役割を果たしている。GABAをシナプス小胞に充填する小胞型GABAトランスポーター(VGAT)欠損マウス及びCl-を細胞外に排出し、GABAを抑制性に導くK+-Cl-共輸送体(KCC2)欠損マウスは、共に呼吸不全で生直後に死亡する。これらの遺伝子欠損マウスにおける胎児期呼吸リズムを比較すると、舌下神経核を構成する運動神経細胞において、呼吸を発生させるためにはGABAシナプスの入力が必須で、且つ規則正しいリズムには細胞内Cl-濃度([Cl-]i)が低値となりGABAが抑制性に働くことが重要であることが示唆された。このことから、H28年度は、GABA入力がいつ完成するのかを知る目的で、胎生16日齢(E16)から生後0日齢(P0)までのGAD67-GFPノックインマウスを用いて、舌下神経核におけるGABA作動性神経細胞の組織学的検討を試みた。その結果、P0における舌下神経核にはGABA作動性神経細胞は認められなかった。加えてC57/BL6Jの正常動物を用いてE16から生後7日齢(P7)の舌下神経核におけるVGATの発現変化を免疫組織化学法により検討した。その結果、E16では既にVGATの発現が認められ、P0まで次第に増加する傾向を認めた。さらに、C57/BL6Jの正常動物を用いて、胎児期から生直後にかけどのように[Cl-]iが低下していくのかを知る目的で、[Cl-]iを損なわないグラミシジン穿孔パッチクランプ法を用いた電気生理学的手法により検討した。胎生16-18日齢の群と生直後ー生後2日齢の群を比較すると出生前後で[Cl-]iが減少する傾向が得られた。申請時に予定していたGAD67-GFPノックインマウスの妊娠確率、胎児数が予想よりも少なく、組織学的検討の一部しか行えなかった。しかしながら、C57/BL6Jの正常マウスを用いて平成29年度に行う予定であった舌下神経核内の運動神経細胞における[Cl-]iの測定を前倒しで始めており、発達過程において出生前後で減少する傾向をとらえることができている。加えて、正常マウスを用いた舌下神経核におけるVGAT及びKCC2の発現変化の検討を始めている。H28年度より行っていた発達過程におけるC57/BL6J正常マウスを用いた、舌下神経核内の運動神経細胞における[Cl-]iの変化を検討したところ、胎生16-18日齢(E16-18)の方が生後0-2日齢(P0-2)よりも[Cl-]iが有意に高いことが示された。加えて、C57/BL6J正常マウスを用いて、E16からP7までの舌下神経核におけるKCC2及びVGATの発現変化を免疫組織化学法により検討した。その結果、KCC2の発現は胎生16日齢(E16)では舌下神経核内では腹側部と比較すると背側部に発現が多く、発達に伴い発現量を増しながら腹側部へと広がっていき、生後7日齢(P7)において成熟動物と同レベルの発現量に達していることが分かった。

VGATについては、E16からP7までの舌下神経核において、詳細な検討を行ったところ、生後0日齢(P0)までに発達に伴い発現量の増加傾向が認められ、P7には成熟動物と同じような発現パターンを示していた。平成29年度より西南女学院大学に異動したが、本学では遺伝子組み換え動物等の飼養ができない状況であるため、GAD67-GFPノックインマウスや正常動物を用いた電気生理学的検討を予定通り行うことが困難となった。特に、ノックインマウスについては共同研究者に琉球大学にて繁殖をお願いし、機会を見て琉球大学にて実験を遂行したが、有意差を求めるまでには至らなかった。そこで、「研究が当初の計画通りに進まないときの対応」をもとに進めることにし、免疫組織化学的手法を用いて、形態学的検討を中心に行った。現在までに、KCC2はE16からP7にかけて、舌下神経核内では発達に伴い発現量を増しながら背側部から腹側部へと広がっていき、成熟動物と同レベルの発現量に達していることが明らかとなった。VGATについては、昨年度より詳細な検討を行った結果、E16の舌下神経核で既に発現が認められ、生後0日齢(P0)までに発達に伴い発現量が増加していた。加えてP7において成熟動物と同程度の発現量に達している傾向が認められたため、おおむね順調に遂行できていると考える。呼吸は胎児期に始まり、γーアミノ酪酸(GABA)が重要な役割を果たしている。GABAをシナプス小胞に充填する小胞型GABAトランスポーター(VGAT)欠損マウス及びCl-を細胞外に排出し、GABAを抑制性に導くK+-Cl--共輸送体(KCC2)欠損マウスは、ともに呼吸不全で生直後に死亡する。これらの遺伝子欠損マウスの舌下神経核を構成する運動神経細胞において、胎児期呼吸リズムを比較すると、呼吸を発生させるためにはGABAシナプスの入力が必須で、かつ規則正しいリズム形成には細胞内Cl-濃度([Cl-]i)が低値となりGABAが抑制性に働くことが必要であることが示唆された。胎齢14日齢(E14)のC57/BL6J正常マウスを用い、KCC2及びVGATの舌下神経核における検出を試みた。KCC2及びVGATいずれも、その発現量及び発現分布について個体差が大きかったが、前年度までの結果と比較すると、胎齢16日齢(E16)よりも発現量は少ない傾向を示した。加えて、本年度は発達過程におけるC57/BL6J正常マウスを用いた、胎齢16日齢(E16)から生後7日齢(P7)の舌下神経核に入力してくるGAD陽性細胞の発現を免疫組織化学法により検出を試みた。GAD67-GFPノックインマウスを用いて行った予備実験同様、正常マウスの舌下神経核内において、いずれの日齢においてもGAD陽性細胞は検出できなかったが、他の延髄の領域においてその発現を確認できた。平成29年度は引き続きGAD67-GFPノックインマウスの繁殖を続け、ホールセルパッチクランプ法を用いたバイオサイチンによるGFP陽性細胞の形態学的同定を試みる予定である。加えて、舌下神経核内の運動神経細胞において、発達期における[Cl-]i変化の測定のみならず、膜特性などの様々なパラメーターについて解析し、結果を強固なものにしていく予定である。さらに、正常マウスを用いた舌下神経核におけるVGAT及びKCC2の発現変化については、さらに実験数を増やしていき、定量的解析を予定している。平成30年度は、正常マウスの舌下神経核において、いつからKCC2及びVGATが発現開始するのかを検討するため、胎齢16日齢(E16)以前における免疫組織化学的検討が必要になる。具体的には胎齢14日齢(E14)などを用いることとする。
言語音と非言語音の処理における音声生成系と知覚系の脳活動

本研究の目的は、人の脳が言語音の処理を非言語音の処理とは異なるモードで行っている可能性を探ることである。被験者が言語音と楽器音という異なる音聴取を予測している状況下で、音刺激を処理する脳活動の違いをfMRIを用いて調べた。手法としては言語音声と雑音のモーフィングにより、音韻性の判別できる合成言語音および判別が困難な劣化音声雑音を作成し、同様に楽器音と雑音をモーフィングにより楽器音らしさを知覚できる合成楽器音と、知覚できない劣化楽器雑音を作成した。実験は次の二つのセッションからなる。(1)被験者に合成音声音と劣化音声雑音が呈示されると教示を与えた上で、呈示音が言語音に聞こえるか否かを判定させた。また(2)合成楽器音と劣化楽器雑音が呈示されると教示を与えた上で楽器音に聞こえるか否かを判定させた。実際には(1)では合成言語音と劣化音声雑音を、(2)では教示と異なり合成楽器音と劣化音声雑音を呈示した。したがって被験者は各セッションで異なる予測のもとに同じ劣化言語雑音を聴取したことになり、その処理で生じた脳活動を比較した。その結果、全く同じ音刺激を聴取しているにもかかわらず、言語音聴取を予測している状況下では、楽器音聴取を予測している状況下と比べてブロードマン22,40野および左島皮質の活動が有意に高まった。これらの脳領域は音韻処理障害における病巣部位として、また健常者の言語知覚課題遂行時の活動領域として報告されている領域である。本研究からこのような言語関連領域が実際の言語課題遂行時に活動するのみならず、音刺激を言語音として処理しようとする被験者の予測に依存して活動することが示された。つまり、実際に入力された物理量によらず、脳内での聴覚処理に音声モードが存在する可能性が示された。本研究の目的はfMRIによる脳活動計測を用いて、被験者が合成音声を言語音または非言語音として知覚した際の脳活動領域の違いを明らかにし、さらには、言語音の知覚時の脳活動と言語音の生成時の脳活動を比較することで音声生成系と音声知覚系の関係を明らかにすることである。研究初年度は関連する先行研究を調査し、fMRI実験に用いるための適した音刺激を作成し、それを用いた知覚実験による音刺激の適合性の評価、および脳活動計測実験の予備実験を行った。複合正弦波を用いた合成音を被験者がまず非言語音として聞かせ、次に言語音としての示唆を与えて聴取した時の脳活動を比較するという先行研究(Dehaene-Lambertz et al. 2005)を参考にして実験を組み立てた。言語音として聴取し始めると非言語音として聴取が困難になるという先行研究の限界を改善するために、より細かい条件での音声加工による刺激を作成した。手法としてはまず、音声からそのフォルマント構造を多段階的に取り除く変化を加えていくことで少しずつ音声として知覚することが困難になるような合成音を音声合成ソフトSTRAIGHTを用いて作成した。異なる変化率を用いて合成した音声を聞き、それを言語音あるいは非言語音のいずれと認識したかを答える知覚実験を行った。その後に変化率を少しずつ変えることで似通った音刺激を言語音または非言語音として認識させる課題を遂行中の被験者5人の脳活動をfMRIを用いて計測し、その認識の違いによる脳活動の差を解析した言語音または非言語音として認識した際の脳活動を比較した結果、予測された側頭葉等の脳活動部位の活動差が充分には検出されなかった。これは変化率が近い音刺激を提示した際に、言語音あるいは非言語音と認識したときの脳内での処理の差を十分に検出できなかった可能性があることが原因と推測された。

本研究からこのような言語関連領域が実際の言語課題遂行時に活動するのみならず、音刺激を言語音として処理しようとする被験者の予測に依存して活動することが示された。つまり、実際に入力された物理量によらず、脳内での聴覚処理に音声モードが存在する可能性が示された。
新規Rasファミリー蛋白質Rhesの神経細胞における機能の解析

Rhesは脳に発現するRasファミリー低分子量GTP結合蛋白質であるが、線条体に特に多く発現するためRas homologenriched in striatumと命名された。Rasファミリー分子は、エフェクター分子と結合して細胞内機能を遂行するが、Rhesの特徴として、エフェクター結合領域の8番目にフェニルアラニンを持つことが挙げられる。同じ特徴を持つRasファミリー分子に、脳でも発現しているRap2がある。両者の神経細胞における機能は不明である。両者は共通のエフェクター分子と結合して神経細胞で類似の機能を遂行する可能性があると考え、RhesとRap2に結合するエフェクター候補分子をTwo-Hybrid法とアフイニティークロマトグラフィー法を用いて検索した。その結果、RhesとRap2に結合する分子は異なっており、Rhesに結合する分子としてはARMS、BAI3、PP2AB56を、Rap2に結合する分子としてはMAP4K4、TNIK、MINKを得た。個々の結合の生理的意義について解析を進めている。この中で最近、Rap2とMAP4K4の結合について生理的意義を示唆する知見が得られた。MAP4K4はストレス応答性MAPキナーゼJNKを制御するキナーゼであり、ショウジョウバエや線虫では神経軸索誘導にも関与する。Rap2はMAP4K4と結合して細胞内で共局在し、MAP4K4によるJNKの活性化を促進した。この結果から、MAP4K4はRap2のエフェクター分子であると考えられ、哺乳動物神経細胞におけるRap2とMAP4K4の機能の解明が待たれる。一方、MAP4K4がRhesと結合しない理由として、MAP4K4との結合にはエフェクター結合領域以外の領域も重要な役割を演じている可能性が考えられた。Rhesは脳の線状体に発現するRasファミリー低分子量GTP結合蛋白質として発見されたが、その機能は不明である。申請者らがTwo-HybridスクリーニングでRhesと結合する分子として得たアンキリンリピートを持つ4回膜貫通蛋白質(ARMS、ankyrinrepeat-rich membrane spanning)は、発生過程で軸索伸長中の神経細胞が多い脳領域で発現すること、PC12細胞のNGF刺激による分化において伸展した突起の先端に集積することなどから、軸索伸長やシナプス形成に関与すると推測されている。ARMSのC末端側細胞内領域に対するポリクローナル抗体を作製してWestern blot解析を行ったところ、PC12細胞において約220kDaの膜蛋白が検出され、内在性のARMS蛋白質と考えられた。ARMSがNGF受容体の下流分子であるとの報告から、RhesがARMSを介してNGFのシグナル伝達に関与する可能性を考え、Rhesの野生型及びdominant active変異体をPC12細胞に過剰発現させたが、NGF刺激時に見られるような突起伸展は認められなかった。しかし、Rhesのdominant negative変異体を発現させると、NGF刺激による突起伸展が著明に抑制された。Rhesに最も類似した構造(エフェクター結合領域は完全に一致)を持つDexras1のdominant negative変異体にはこのような作用は認められなかった。NGF刺激により分化したPC12細胞においては、Rhesは伸展した突起にも局在していた。Rhesは脳に発現するRasファミリー低分子量G蛋白質であるが、その細胞内機能は不明である。Rasファミリー分子は、エフェクター分子と結合して細胞内機能を遂行する。Rhesの構造上の特徴として、エフェクター分子との結合に必須の9アミノ酸領域(エフェクター領域)の8番目のアミノ酸にフェニルアラニンを持つことが挙げられる。

そこで、両者は共通のエフェクター分子と結合する可能性があると考え、RhesとRap2に結合するエフェクター候補分子をTwo-Hybrid法とアフィニティークロマトグラフィー法を用いて検索した。その結果、Rhesに結合する分子としてARMS、BAI3、PP2AB56を、Rap2に結合する分子としてMAP4K4、TNIK、MINKを得ている。いずれも過去に報告の無い結合であり、生理的意義について解析を進めている。この中で最近、Rap2とMAP4K4の結合について生理的意義を示唆する知見が得られた。MAP4K4はストレス応答性MAPキナーゼJNKを制御するキナーゼであり、ショウジョウバエや線虫では神経軸索誘導にも関与する。Rap2はMAP4K4と結合して細胞内で共局在し、MAP4K4によるJNKの活性化を促進した。この結果から、MAP4K4はRap2のエフェクター分子であると考えられ、神経細胞における両者の結合の生理的意義の解明が待たれる。一方、MAP4K4はRhesとは結合しなかったが、MAP4K4との結合にはエフェクター領域以外の領域も重要な役割を演じている可能性が考えられた。
ナノカーボンを用いた樹脂含浸に優れたCFRTP成形法の開発とその機構解明

本研究では,量産自動車などへの利用拡大が期待されている炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材料の樹脂含浸性に優れた成形方法の開発とその機構を解明する.具体的には,強化繊維である連続炭素繊維表面へカーボンナノチューブ(CNT)をはじめとしたナノカーボンを析出・付着(修飾)させることにより,炭素繊維表面のぬれ性を改善させることで樹脂含浸に優れた高速成形を実現するとともに,ナノカーボンを成形品の機械的特性を向上させる手段として利用する.本研究では,量産自動車などへの利用拡大が期待されている炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材料の樹脂含浸性に優れた成形方法の開発とその機構を解明する.具体的には,強化繊維である連続炭素繊維表面へカーボンナノチューブ(CNT)をはじめとしたナノカーボンを析出・付着(修飾)させることにより,炭素繊維表面のぬれ性を改善させることで樹脂含浸に優れた高速成形を実現するとともに,ナノカーボンを成形品の機械的特性を向上させる手段として利用する.
北米における公的住宅団地の再々開発の実態分析と日本への示唆

日本と北米では、戦後に開発された公的住宅団地が更新時期を迎え、再生事業が進んでいる。本研究では、先行して再生事業が進んでいる北米の公的住宅団地の再々開発を対象として、事業の社会的背景と経緯の整理及び先進事例の取り組みの分析を行った。その結果、高齢化が進行する日本の団地再生でも、空間整備と連動した居住者のソーシャルキャピタル形成及び多世代が交流し地域社会とつながる社会的包摂の促進が重要との示唆を得た。本研究は、戦後にスラムを再開発して建設された北米の公的住宅団地の再スラム化に対応するため、近年進んでいる再々開発事業を対象として、事業に至る社会的背景や経緯の把握と、代表事例のケーススタディを通じて、事業実態と完成後の評価、官民連携による事業実施の利点と課題の分析を行うことを目的としている。またこれらの知見をもとに北米の再々開発手法の日本への適用可能性の再検討と、日本と北米の比較を通じた日本の団地再生手法の再評価を行おうとするものである。平成26年度は、北米における公的住宅団地の現状や再々開発に関する既往研究、関連省庁の調査報告、関連制度の実績資料等のレビューを行い、再々開発の社会的背景や経緯の把握、代表的事例の収集と整理を行った。また事例調査として、カナダトロント市のリージェント・パーク団地を選定し、事業主体であるトロント住宅公社、トロント市役所、PPP参加企業、住民支援組織等へのインタビュー調査を行い、公的住宅団地の再々開発の背景や実施状況、事業の特徴等を明らかにし、研究論文を発表した。さらに追加調査を行い、PPPの必要性と利点・課題、再々開発事業の課題である従前居住者の社会的包摂に向けた取り組みについて調査を行った。またこれらの知見をもとに北米の再々開発手法の日本への適用可能性の検討と、日本と北米の比較を通じた日本の団地再生手法の評価を行おうとするものである。平成27年度は既往研究のレビューや行政資料の分析を行い、公共団地の再々開発においては、団地の物理的な改変と居住者の混合化(ソーシャル・ミックス)に焦点をあてた再生事業が行われているが、事業成果の評価においては、ジェントリフィケーションや従前居住者の社会的包摂が重要な課題であることが分かった。そこで、トロント市リージェントパーク団地を対象として、従前居住者の社会的包摂に関する取り組みに関して、事業主体であるトロント住宅公社、トロント市役所、PPP参加企業、住民支援組織、コミュニケーションコンサルタント等へのインタビュー調査を行い、団地の再々開発に伴うハード・ソフト両面からの社会的包摂のための取り組みを分析し、海外及び日本の学会で研究成果を発表した。また他都市での取り組みについて、文献調査を継続し、次年度の事例調査の準備を進めている。さらに海外の研究者を日本に招致し、日本の団地再生に関する意見交換を行う準備を進めている。これまでの調査から、公共団地の再々開発事業の成果を評価する上で、団地の物理的な改変、居住者の混合化(ソーシャル・ミックス)、従前居住者の社会的包摂(ソーシャル・インクルージョン)の3点が重要となることが明らかになった。特に社会的包摂の実現に向けたハード・ソフト両面の取り組みが重要であることに着目し、先行事例であるトロント市リージェントパークの団地再生事業の社会的包摂のプログラムの実態と課題について、海外及び国内の学会で研究の成果発表を行った。また来年度に向けて、海外の研究者を日本に招く準備を進めている。本研究は、戦後にスラムを再開発して建設された北米の公的住宅団地の再スラム化により、近年進められている再々開発事業を対象として、事業に至る社会的背景や経緯の把握と事例の体系化を行うことを目的としている。さらに象徴的事例のケーススタディを通じて、事業実態と完成後の評価、官民連携による事業実施の利点と課題の分析を行う。平成28年度は、国内外から研究者を招聘し、公的住宅団地の再生に関する国内事例の視察及び研究会での意見交換を行った。また筑波大学の国際会議Tsukuba Global ScienceWeekでもパネルディスカッションを行った。これらの議論を通じて、今後の日本の公的団地再生において、空間整備と合わせて高齢化する居住者のソーシャルキャピタル形成及び多世代が交流し地域社会とつながる社会的包摂の促進が重要との示唆を得た。またその際に、空間整備とソフトプログラムの連携が不可欠であるとの知見を得た。カナダ他都市の現状調査として、バンクーバー市の住宅市場の高騰と公的住宅団地の再々開発の現状の調査を行った。バンクーバーではハード事業の実施は限界があることから、新たに外国人投資家の住宅購入に対する固定資産税の税率を上げたことに加えて、新たに使用されていない空家に対する空家税を導入し、ハード・ソフト両面からのアフォーダビリティ向上の取り組みが必要であることが明らかになった。成果発表では、カナダトロント市のリージェント・パーク団地の社会的包摂を進める拠点となるCCL&D(生涯学習センター)の役割にする研究発表を国際会議で行い、Academi Session Awardを受賞した。

本研究では、先行して再生事業が進んでいる北米の公的住宅団地の再々開発を対象として、事業の社会的背景と経緯の整理及び先進事例の取り組みの分析を行った。その結果、高齢化が進行する日本の団地再生でも、空間整備と連動した居住者のソーシャルキャピタル形成及び多世代が交流し地域社会とつながる社会的包摂の促進が重要との示唆を得た。公的住宅団地の再々開発に関する社会的背景や経緯の把握については、関係する研究資料、報告書等の収集を行い、整理を進めている。また今後の比較分析のため、日本の公的住宅団地の系譜や近年の取り組みをまとめた学会論文を海外の学会で発表したほか、海外でのセミナーや研究会での発表も行い、現地の研究者や実務家との意見交換を行った。事例調査では、代表事例の一つとしてトロント市リージェント・パーク団地を対象に事例概要の調査を行い、学会論文として発表した。さらにPPPの必要性や課題、居住者支援について詳細調査を行った。平成28年度は、これまでの調査で得た資料や情報を整理し、北米の公的住宅団地の再々開発の実態と社会的包摂に向けた取り組みの現状について全体像の整理を行う。また、秋にこれまでの調査で関係を構築した海外の研究者を日本に招き、日本の公的住宅団地再生についての意見交換を行う。以上より、本研究の成果のまとめを行う。都市計画平成27年度は、これまでの調査によって得られた資料や知見を整理し、北米の公的住宅団地の再々開発の全体像把握を進め、情報や資料の不足を追加調査で補う。さらにこのまとめをもとに、詳細調査事例の選定を行い、追加の事例調査を実施する。また関係を構築した海外の研究者及び実務家との意見交換を継続し、日米の公的住宅団地再生手法に関する比較検討を行う。平成28年度に実施を計画している研究会への海外研究者の招致を検討しているが、複数の研究者を招致すると研究費が不足する懸念があるため、追加の旅費確保方法を模索する一方で、海外での研究会実施の可能性についても検討を進める。
希土類ホウ化物における四極子相互作用と幾何学的フラストレーションの競合

平成18年度より,希土類四ホウ化物RB_4系の結晶構造から予想される磁気フラストレーションの影響に着目し,複数のRB_4(R=Gd,Tb,Tm,Er)に対して磁化,磁気抵抗,比熱などの物性測定を進めてきた.特にTmB_4はT_<N1>=11.7K以下で反強磁性秩序を示し,T^*=10.7K,T_<N2>=10.0Kで逐次相転移を示す.また,T_<N2>以下の磁化過程にはc軸方向,c面内に1/2M_sプラトーが存在するだけでなく,1/8M_s,1/3M_s,2/3M_s,3/4M_sの多くの分数プラトーが存在する.磁気的フラストレーションをもつ物質では,一般に磁化プラトーの多数出現する例が多くある.本年度は,TmB_4の単結晶磁場中中性子回折実験から,その分数磁化プラトーの出現機構を探り,プラトー出現に対する磁気的フラストレーションの寄与を調べた.回折実験より,零磁場下では,T<T_<N2>の秩序相(IV相)の磁気構造の波数ベクトルはk_4=[1,0,0]であり,T_<N2><T<T^*(III相)とT^*<T<T_<N1>(II相)の中間相ではそれぞれk_3=[0.8774,0,0]とk_2=[0.8774,0.031,0]であった.指数0.8774(〓1/8)は,磁気構造が結晶構造の約八倍の長周期であることを示す.また,磁場中において,c軸方向の分数磁化プラトーの現れる磁場領域では長周期磁気構造の形成を示す磁気反射が現れた.その周期は,結晶構造の8倍,もしくはその近傍の反位相長周期であり,零磁場下のII・III相で観測された周期とほぼ等しい.そのため,磁化プラトーの出現とII・III相の長周期磁気構造の形成原因は同じものと考えられる.前述のように,II・III相では,粉末中性子回折実験から長周期磁気反射ピークと共に磁気散漫散乱も観測している.磁気散漫散乱は磁気フラストレーションに起因すると考えられる為,TmB_4の長周期磁気構造の形成及び分数磁化プラトーの出現には磁気フラストレーションの寄与が考えられる.これまで、ErB_4の磁化過程において出現する1/2M_Sプラトー(Ms=飽和磁化)が、ゼーマンエネルギーと磁気交換相互作用の競合の結果出現することを明らかにしてきた。本年度は、希土類ホウ化物RB_4系の物性を明らかにするため、複数の希土類(R=Gd,Tb,Tm)に対して基礎的な物性(磁化、磁気抵抗、比熱)測定を進めた。54Tロングパルスマグネット(パルス巾,30msec)を用いて行った高磁場磁化測定より、R=Gd以降、DyB_4,HoB_4も含め重希土類のRB_4ではc軸方向の磁化過程において、R=Gdを除きすべて1/2M_Sプラトーを有することが明らかになった。このことから、R=Gdを除く重希土類のRB_4では、ErB_4と同様にゼーマンエネルギーと磁気交換相互作用の競合が起こっていると考えられる。さらに、R=Tbでは1/2M_Sプラトーのみならず、1/3M_Sプラトー等の九つの分数プラトーが現れた。R=Tbにおける複数のプラトーについては現在考察中である。また、R=Er,Tmではc面内の磁化過程にも1/2M_Sプラトーが存在しており、磁化過程の特徴から以下のように分類できることがわかった。c面内には磁化プラトーがなく、メタ磁性転移を示す。(3)R=Dy,Hoc軸方向に1/2M_Sプラトーが存在する。c面内には磁化プラトーはない。四極子秩序相が存在する。四極子秩序、磁気フラストレーション効果は今のところ見えていない。来年度はRB_4におけるデータをまとめ、RB_4系のプラトー発生条件を突き詰めていく。昨年度から,希土類四ホウ化物RB_4系の磁気双極子と電気四極子モーメントの秩序状態及びその結晶構造から予想される幾何学的フラストレーションの影響に着目し,複数の希土類四ホウ化物(R=Gd, Tb, Tm, Er)に対して磁化,磁気抵抗,比熱などの基礎的な物性測定を進めてきた.本年度は特にこれまで物性報告が少ないTmB_4の磁化,比熱,伝導を調べ,中性子・X線を用いた低温粉末回折実験を行った.SQUID磁束計(5T)とロングパルスマグネット(54T,パルス巾36msec)を用いた磁化測定より,c軸方向,c面内に1/2M_sプラトーが存在するだけでなく,1/8M_s,1/3M_s,2/3M_s,3/4M_sの多くの分数プラトーが存在することを明らかにした.フラストレーションをもつ物質は一般に磁化プラトーが多数出現する例が多くあり,他のRB_4でもこれらフラストレーションとの関係に興味が持たれる.TmB_4はT_<N1>=11.7K,T^*=10.7K,T_<N2

>=10.0Kで逐次相転移を示すが,粉末中性子回折実験よりT<T_<N2>の秩序相(IV相)の磁気構造はRB_4(R=Gd-Er)の磁気構造(+-+-)とは異なり(++-)であることがわかった.また,T_<N2><T<T^*(III相)とT^*<T<T_<N1>(II相)の中間相ではそれぞれ特有の長周期磁気構造の存在を示すピークを観測した.III相の磁気構造は約8倍周期の非整合型変調磁気構造モデルで説明できた.磁化測定で観測された1/8M_sプラトーの出現に対応する磁気構造として8倍周期の長周期磁気構造が予想される.III相は1/8M_sプラトーの秩序相の高温側の秩序相であり,1/8M_sプラトーの出現はIII相の約8倍周期の磁気構造によるものと考えられる.II相ではRB_4系で初めて複数の伝播ベクトルを発見した.さらに,II・III相で磁気散漫散乱を観測した.これは磁気的フラストレーションによるものと考えられ,1/8M_sプラトーの出現はフラストレーションに起因する可能性が高い.来年度はRB_4におけるデータをまとめ,RB_4系のプラトー発生条件を突きとめる.平成18年度より,希土類四ホウ化物RB_4系の結晶構造から予想される磁気フラストレーションの影響に着目し,複数のRB_4(R=Gd,Tb,Tm,Er)に対して磁化,磁気抵抗,比熱などの物性測定を進めてきた.特にTmB_4はT_<N1>=11.7K以下で反強磁性秩序を示し,T^*=10.7K,T_<N2>=10.0Kで逐次相転移を示す.また,T_<N2>以下の磁化過程にはc軸方向,c面内に1/2M_sプラトーが存在するだけでなく,1/8M_s,1/3M_s,2/3M_s,3/4M_sの多くの分数プラトーが存在する.磁気的フラストレーションをもつ物質では,一般に磁化プラトーの多数出現する例が多くある.本年度は,TmB_4の単結晶磁場中中性子回折実験から,その分数磁化プラトーの出現機構を探り,プラトー出現に対する磁気的フラストレーションの寄与を調べた.回折実験より,零磁場下では,T<T_<N2>の秩序相(IV相)の磁気構造の波数ベクトルはk_4=[1,0,0]であり,T_<N2><T<T^*(III相)とT^*<T<T_<N1>(II相)の中間相ではそれぞれk_3=[0.8774,0,0]とk_2=[0.8774,0.031,0]であった.指数0.8774(〓1/8)は,磁気構造が結晶構造の約八倍の長周期であることを示す.また,磁場中において,c軸方向の分数磁化プラトーの現れる磁場領域では長周期磁気構造の形成を示す磁気反射が現れた.その周期は,結晶構造の8倍,もしくはその近傍の反位相長周期であり,零磁場下のII・III相で観測された周期とほぼ等しい.そのため,磁化プラトーの出現とII・III相の長周期磁気構造の形成原因は同じものと考えられる.前述のように,II・III相では,粉末中性子回折実験から長周期磁気反射ピークと共に磁気散漫散乱も観測している.磁気散漫散乱は磁気フラストレーションに起因すると考えられる為,TmB_4の長周期磁気構造の形成及び分数磁化プラトーの出現には磁気フラストレーションの寄与が考えられる.
浅い鎮静深度で管理中の人工呼吸器装着患者の同意的行為を引き出すアプローチの解明

平成30年度は研究フィールドとして1施設を確保し、研究対象者数は目標人数に達している。研究目的に合致する患者が入室次第、データ収集(参加観察および半構造化面接)を実施する予定である。その間、研究フィールドとなる施設においてプレテストを実施した。プレテストの結果、看護師は浅い鎮静深度へ移行する前から積極的に患者へ働きかけていることが明らかとなった。この関わりは、本研究における看護実践の準備段階と位置付けられた。研究対象となる患者側の事例を拡大する必要があり、対象とする事例と参加観察を始めるタイミングについて検討を加え、臨床側との再度倫理審査手続きの是非を含めて調整中である。研究目的に合致する患者がおらず、計画通りにデータ収集が行えていないため。研究フィールドの拡大を目指し、別施設にて倫理審査を受けている。その施設においては、本研究に合致する患者が確保できる見通しが立っている。研究目的に合致する患者確保困難によりデータ収集が遅れ、それに係る費用が計画より少額となったため。今年度の余剰分は次年度のフィールド拡大時に使用する計画である。
量的形質に関する共進化の数理的解析

平成13年度は、昨年度に実施した量的形質に関する共進化モデルの解析をさらに推し進めた。理論解析を進めると同時に、野外での寄生者宿主の関係(カッコウとその宿主)に関するデータを収集し、モデル解析結果と実際の系との比較検討を現在進めている。以下に今年度の研究成果の要点をまとめる。1)積分差分方程式で記述される本研究のモデルは、遺伝変異が集団内に十分存在すると仮定した場合、従来の量的遺伝モデルとの接点を持つ。しかし、数学的な関連性は未だ不明な点が多く、今後の理論的研究が必要である。また、本研究では卵模様のように量的形質が親から子へそのまま受け継がれる場合を解析したが、有性生殖に一般的な交配による量的形質の変化の効果をモデルに組み込むアイデアをモデル解析の過程で得ることが出来た。現在、その数理的取り扱いについて研究中である。2)進化一般を議論する新しい理論的枠組みとして、理想自由進化モデルを提唱した。従来の多くのESSモデルの様に集団を一様な「点」として取り扱うのではなく、変異を持った「分布」として取り扱うことで、より柔軟な理論解析が可能になる。3)托卵鳥系における寄生者と宿主の卵模様(量的形質)の変化を実証することを目指して、2001年6月に琵琶湖にてカッコウの宿主であるオオヨシキリの卵の写真を撮影し、卵模様の画像データを入手した。現在画像データの定量的解析を進めており、共進化の実証を試みている。4)2年間の研究の取りまとめとして、2001年7月に開催された、数理生物国際会議にて研究発表を行い、内外の研究者と議論を交わした。本研究成果は論文として国際誌に投稿し、査読中である(2001年11月Evolution誌に投稿済み)。5)寄生系以外の系でも、量的形質を巡る共進化が積分方程式を用いた基本的に同じ枠組みで理論的に取り扱い可能であることを明らかにした。平成12・13年の2年間で量的形質の共進化に関する理論的研究を大きく推進することが出来た。同時に、今後取り組むべき新たな課題も浮かび上がってきた。この2年間の研究補助をきっかけに、更なる理論的解析を推進していきたい。平成12年度は、寄生者と宿主の代表的な関係として鳥類の托卵系を想定し、量的形質である卵模様の共進化に関する数理モデルを構築して解析を行った。量的形質の正規分布を仮定しない、より自由度の高いモデルの枠組みを用いることにより、従来研究されてきた量的遺伝のモデルではとらえられない様々な興味深い現象が明らかになった。1)集団内に連続的な変異を持つ量的形質が寄生者と宿主集団中でどのように変化するのかについて、集団平均形質の進化速度の解析的な導出を行った。一般に集団内変異が大きく、寄生者と宿主の生存率が低いほど平均形質の進化速度は高くなる。2)当初は集団内に連続的な変異が存在したとしても、十分時間がたつにつれて変異は小さくなり、量的形質の分布はいくつかの点分布に収束する。つまり、離散的な形質のみが生き残り、寄生者宿主集団ともに複数の離散的な形質のみを有するに至る。生き残る離散形質の個数は、宿主が托卵を排除する能力の感度に依存しており、宿主がより厳しく托卵を判別するほど生存形質の個数は多くなる。以上の結果を国際行動生態学会(2000年8月チューリヒ)で発表し、国内外の研究者と意見交流を行った。現在、この時点までの研究成果を論文としてとりまとめている最中である。上の結果は、一般の寄生者宿主系であるNicholson-Baileyモデルについても成り立つことを既に確認しており、寄生者系一般に対しても成り立つと思われる。来年度は、寄生者と宿主の卵模様の画像データを入手し、実際の野外で卵模様の共進化が起こっているかどうかの検証を行う予定である。また、寄生者系以外の関係-競争系、捕食系-についても同様の解析を行い、量的形質に関する共進化の一般的な理論的枠組みを組み立てる予定である。

現在画像データの定量的解析を進めており、共進化の実証を試みている。4)2年間の研究の取りまとめとして、2001年7月に開催された、数理生物国際会議にて研究発表を行い、内外の研究者と議論を交わした。本研究成果は論文として国際誌に投稿し、査読中である(2001年11月Evolution誌に投稿済み)。5)寄生系以外の系でも、量的形質を巡る共進化が積分方程式を用いた基本的に同じ枠組みで理論的に取り扱い可能であることを明らかにした。平成12・13年の2年間で量的形質の共進化に関する理論的研究を大きく推進することが出来た。同時に、今後取り組むべき新たな課題も浮かび上がってきた。この2年間の研究補助をきっかけに、更なる理論的解析を推進していきたい。
プロテインキナ-ゼC分子群の細胞応答反応における機能的分担に関する研究

プロテインキナ-ゼC(PKC)は、イノシト-ルリン脂質代謝回転促進を伴う細胞内情報伝達経路において中心的役割を果たすことが示唆されている蛋白質リン酸化酵素である。我々は、cDNAのクロ-ニングによって従来単一の酵素として扱われてきたPKCの分子多様性(α、βI、βII、γ)を明らかにし、更に新たな関連分子種(nPKCε)の一次構造を決定しこれらが組織特異的に発現していることを見い出した。本研究では、これら4種類のPKC分子種と新たに見い出したnPKCεについて、主にCOS細胞のcDNA発現系を用いて酵素学的特性ならびにホルボ-ルエステル受容体としての特性について詳細に比較検討し、その結果、nPKCεは他の4種類のPKCと同様にホルボ-ルエステル・ジアシルグリセロ-ルによって活性化されるセリン・スレオニンリン酸化酵素であるが、Ca非依存的である点で明確に異なっており、更に、基質特異性リン脂質特異性、ホルボ-ルエステルに対する親和性等においても区別できることが明らかになった。また活性化の過程において、細胞質から膜への移行、いわゆるtranslocationが認められたが、その際、DKCαの移行にはCaイオンが必須であるが、nPKCεについてはCa^<2+>は不要であった。これらの知見は、nPKCεが4種類のPKCと類似の、しかし、Ca非依存性の点で明確に異なる活性化機構によって細胞膜受容体情報伝達系に介在していることを示唆している。Northern分析およびWestern分析によってラット下垂体由来細胞に発現している分子種を調べたところ、少なくとも3種類のPKC関連分子種が存在していた。この細胞のホルモン・ホルボ-ルエステル刺激応答反応に、いずれのPKC関連分子種が関与しているか解析することは、PKC分子種の機能的分担に関する本研究を一歩進めることであり、現在、薬理学的手法に分子生物学的手法を導入して検討を進めている。プロテインキナーゼC(PKC)は、種々の細胞の情報伝達系で中心的役割を果たす蛋白質リン酸化酵素である。既に我々は、PKCが少なくとも4種類(α、βI、βII、γ)存在することを明らかにし、これらの全構造を決定した。今年度は更に新たなPKC関連分子種、nPKCεの一次構造を推定し、この蛋白質が組織特異的に発現していることを明らかにした。新たに見出したnPKCεを含めた5種類の分子種はいずれもホルボールエステル受容体として機能し、また、リン脂質存在下でジアシルグリセロールやホルボールエステルによって刺激される。しかし、従来の4種のPKC分子種の活性がCa^<2+>によって制御されていることとは対照的に、nPKCεの酵素活性およびホルボールエステル結合活性はCa^<2+>に依存しない。4種のPKCに保存されているC1、C2、C3領域のうち、nPKCεはC2を欠くことから、C2領域がPKCのCa^<2+>感受性に関与していることを示唆する。nPKCεの酵素学的特性はCa^<2+>非依存性の他に、リン脂質特異性、基質特異性において従来のPKCとは異なり、ヒストンを基質とする測定方法ではその活性は低い。そこで、特異的抗体によって検出しながら分離精製を試みたところ、脳標品のTypeIIにほぼ一致してhydroxapatiteカラムから溶出した。TypeIIの酵素活性はCa^<2+>依存性が低いことが報告されているが、この標品中にβI、βII以外にnPKCεも含まれている可能性がある。