hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ディラック作用素のスペクトル構造の解析

(3)有界領域には,レゾナンスは存在しない。2.平成23年度に考察した問題:上記で考察した3つの領域は,平面全体からみると非常に小さい領域である。従って,他の領域でのレゾナンスの存在および非存在を調べることを問題とした。3.平成23年度に得られた結果:光速が十分大きい場合には,ディラック作用素のレゾナンスはあるとすれば,mc^2の近くに頂点をもつある錐と-mc^2の近くに頂点をもつある錐の中にある。すなわち,それ以外には,レゾナン洛は存在しない。4.レゾナンスの存在に関しては,今までの議論では,光速cの夫きさは,シュレーディンガー作用素の各レゾナンス(固有値)に依存するため,レゾナンスの大域的な性質を解析することができなかった。今後,大域的な性質を調べる必要がある。
リボソームを用いた有機合成及び新規高分子重合システムの開発とその応用

今年度は、リボソームによる新規高分子重合法の開発のため、新たな遺伝暗号拡張法である、"センスコドンサプレッション法"の開発を試みた。センスコドンサプレッション法とは、任意のセンスコドンに対して非天然基質に割り当てる手法であるが、従来のセンスコドンサプレッション法ではin vitroタンパク質合成溶液に特殊な操作を加えなければならず幅広い応用は困難であり、また、細胞内における非天然タンパク質の合成への応用は不可能であった。そこで、私は、簡便かつ細胞内での応用も可能な新しいセンスコドンサプレッション法の開発を行った。私が開発したこの新センスコドンサプレッション法は、特定のアミノアシルtRNA合成酵素(aaRS)の阻害剤を利用することにより特定のセンスコドンを"空き"コドンへ変化させ、そこへサプレッサーtRNAによって非天然アミノ酸を導入することにより、選択的かつ高効率でセンスコドンの書き換えを実現した。さらに、このセンスコドンサプレッション法は、複数個のセンスコドンを同時に書き換えることも可能であり、3種類以上の非天然基質を含む変異ペプチドの合成にも成功した。また、本手法は、大腸菌内における,(in vivoでの)センスコドンの書き換えにも応用可能であった。以上の結果は、この新センスコドンサプレッション法が、リボソームによる様々な機能性ペプチドを自動合成する普遍的手法への可能性を秘めていることを示唆している。
巨核球造血における転写因子の解析

我々は、巨核球造血を制御する遺伝子制御機構について検討を行った。1)正常巨核球造血を反映する分化のモデル系を作成した。これは当科で樹立した巨核芽球性白血病細胞株Meg-Jにトロンボポエチン(TPO),及びプロテインキナーゼインヒビターであるK252aを添加することにより、多倍体化、成熟をしめす系である。2)この系を用いて、巨核球の成熟過程に関与する転写因子を検討した。検討した遺伝子の中で、NF-E2p45の発現の増強が認められた。GATA-1,2,TAL-1,EVI-1については、増減共に、変化は認められなかった。さらにGel shift assayを行い、NF-E2 binding siteへの結合の増強を確認した。GATA binding siteへの結合は刺激前より認められ、刺激によるmobilityの変化は認められなかった。NF-E2 p45の、巨核球の多倍体化、成熟過程への関与をさらに検討するために、15塩基のNF-E2p45のセンス、アンチセンスオリゴをそれぞれ作成し、Meg-JにrhTPO及びK252aを添加し、さらにオリゴを添加培養した。NF-E2 p45アンチセンスオリゴにより多倍体化が抑制されたが、NF-E2 p45センスオリゴでは多倍体化は抑制されなかった。そのためNF-E2p45の、巨核球の多倍体化、成熟過程への関与が考えられた。巨核球造血の遺伝子制御機構、特に転写機構を解明するために、まず巨核球悪球の増殖成熟のモデル系を用いて検討した。当科で樹立した巨核芽球性白血病細胞株Meg-JにrhTPO及びインドロカルバゾール系化合物であるK252aを添加培養することにより、細胞が多倍体化し、また血小板糖蛋白の発現が増強し、形態的にも大型化し偽足形成を形成することを認めた。これは巨核球造血の多倍体化、成熟機構を解明するうえでよいモデル系と考えられる。この系を用いて各種転写因子すなわちGATA-1,GATA-2,Tal-1,EVI-1,NF-E2p45,MafKのmRNAの発現を検討したところ、NF-E2p45のみ発現が増加し、その他の遺伝子には発現の変化は認められなかった。またゲルシフトアッセイでNF-E2結合の増強を確認した。このNF-E2p45の増強がMeg-Jの多倍体化に関与しているかどうかを検討するために、NF-E2p45のアンチセンスオリゴ鎖、センスオリゴ鎖をTPO及びK252aと共にMeg-Jに添加培養したところ、NF-E2p45のアンチセンスオリゴ鎖添加でNF-E2p45の発現の抑制を認め、またTPO,K252aによる核DNA量の増加は抑制された。これらの結果よりNF-E2はMeg-J細胞においては、TPO,K252aによる核DNA量の増加を制御する転写因子と考えられた。さらにMeg-JにNF-E2p45をエレクトロポレーションにて外来導入を行ない、成熟巨核球への分化誘導を試みたが、発現ベクターのみでは一過性の発現しか認められず、現在ウイルスベクターを作成、導入中である。
実環境で最重度難聴者用超音波補聴システムを実現するための基礎的・臨床的研究

人工内耳などの手術を要さず、音声言語情報を全く音が聞こえない最重度難聴者に伝える超音波補聴システムを実用化するための研究を行った。至適超音波周波数帯域、振動子の位置、新振動子の開発、ダイナミックレンジをはじめ超音波聴覚特性、周波数弁別能、最重度難聴者における効果、変調方式による超音波語音明瞭度の相違、本補聴システムのリハビリテーション法について、本研究によって大きな成果が見られた。1)実用補聴器として超音波を聴覚系に伝えるための研究超音波補聴器に採用する候補として、円盤型およびホーン型振動子、固定具の試作をし、その物理的評価(周波数特性、出力特性など)、心理学的評価を行った。心理実験およびシミュレーションを行った結果、超音波補聴器のきこえは、聴取者、振動子の固定位置・圧などに依存することが確かめられた。これらの結果から、超音波補聴器に採用する振動子は一意に定めるのではなく、いくつかの選択肢を用意し、使用者個別に選択し最適化していく、という形態を取るほうが望ましいようである。2)実環境で使用する補聴器に実装を想定したシステムにおいて、超音波を搬送波として伝えられる音声言語情報の認識度の向上のための研究振幅変調の変調度調節、信号波のピッチコントロール、出力制限を行うことで、重度難聴者のおよそ40%が超音波補聴器から出力された音を聴取することができ、また、およそ17%の重度難聴者が単語の弁別であることが確かめられた。上述の言語聴取に関する検討に加え、感情的プロソディや音楽的情報がどの程度伝達可能であるかについても検討を進めている。これらの情報伝達は、気導音には劣るものの、一定の伝達は可能であることが明らかになった。また、PCベースの超音波補聴器用リハビリプログラムを作成し、評価実験などに活用した。本プログラムは、すべての操作をマウスで行うことができ、重度難聴者自身での操作も十分可能である。1)実環境下で本コミュニケーション補助システムによるコミュニケーション能力改善の評価と補聴条件の決定正常者ならびに最重度難聴者を対象に聴取実験を行い、語音弁別に最適の変調方式、carrier周波数、最適電圧、振動子の位置などを検討した。脳磁図による実験では、搬送周波数の違いが中枢においても弁別されていることなどが明らかになり、骨導超音波補聴器の情報伝達量増加の可能性などが示唆された。2)実環境で使用するためのリハビリテーション手法の開発本システムが適応となる最重度難聴者に骨導超音波補聴器を試用してもらうなどし、日常生活において聴取される音の聞こえ方の調査、および、その結果をふまえたリハビリテーションの開発を進めており、その試作版を現在、評価中である。3)実環境における騒音、環境音と信号音(音声言語音)の弁別実験聴取したい語音以外に騒音やその他の会話が付加された場合、聴取条件は厳しくなり、語音明瞭度が悪化することがよく見られる。本実験では、そのような環境を模擬した語音を作成し、それを用いた聴取実験を行った。この実験方法により、より実態に即した聴取評価実験が可能となった。1)実環境下で本コミュニケーション補助システムによるコミュニケーション能力改善の評価と補聴条件の決定正常者ならびに最重度難聴者を対象に聴取実験を行い、語音弁別に最適の変調方式、carrier周波数、最適電圧、振動子の位置などを最終決定した。また多チャネル化の検討を行う。それぞれの条件で得られたデータを了解度(%)だけでなく、異聴の質についても、細井らの開発した語音地図(Audiology,1989)を使用して詳細に分析し、そのデータをシステムの改良や、リハビリテーション手法の開発に利用した。(細井)2)実環境で使用するためのリハビリテーション手法の開発本システムをもちいて難聴者が円滑に社会参加するためにはリハビリテーションが必要である。本補聴システムに最適のリハビリテーション手法を開発した。(細井)聴取実験を行う場合は、相手方に研究の趣旨と、実験方法を十分に説明し、同意を得た。3)実環境における騒音、環境音と信号音(音声言語音)の弁別実験音声言語音を騒音、環境音を分離したり、融合したりできるようなデジタル信号処理技術を開発する。そして、コミュニケーションのみが重要な場面では、環境雑音を小さくしてコミュニケーションが確実にとれるようなシステムを研究した。(細井、阪口、中川)
インターフェロンの放射線防護活性のメカニズムに関する研究

インターフェロンに放射線防護活性のあることは、1974年度にTalas等が報告しており、インターフェロンの細胞増殖抑制活性、DNA合成抑制に基くとしている。また一方において、インターフェロンは細胞の放射線感受性に影響を及ぼさないとの報告もある。我々は1980年に、インターフェロンは、放射線照射の前に投与すると放射線防護活性を示し、放射線照射の後に投与すれば放射線効果が増強されると報告している。本研究計画において、上記報告を再確認すると共に、サルコーマ180細胞のIFNの各種活性に対する変異株-インターフェロンの抗ウイルス活性、細胞増殖抑制活性、DNA合成抑制活性に対する感受性の異なる細胞を用いて、インターフェロンの放射線防護活性は、これらの活性、特にDNA合成抑制活性とは全く別な、独立の活性であることを明らかにした。そして照射された細胞の線量効果曲線上で、放射線感受性の指標であるDoが減少し、照射前インターフェロン投与により細胞の放射線感受性が著明に低下し、PLD修復が増強されている結果が得られた。SLD修復の指標であるDqはインターフェロンによって殆んど変動しなかった。そこでDNA損傷が修復されるときに、修復酵素の一種であるエンドヌクレアーゼが若干増加するとの報告があり、エンドヌクレアーゼの測定を試みたが、実験成績にばらつきがあり、インターフェロン処理群にエンドヌクレアーゼが有意に増加している成績が得られなかった。またグレタチオンの細胞内定量をおこなったが同様の結果であった。PLD修復に2種類あり、通常考えられているPLD修復は遅延型であり、早期PLDにもインターフェロンが関与し得るか否かを検討したが、インターフェロンが早期PLD修復をEnhanceし得る傾向を認めたものゝ、確証し得る成績を得られなかった。これらの問題は、今後引き続き検討を要するものと考えられた。1)インターフェロンの放射線の線量効果曲線に及ぼす影響Sarcoma180細胞を用いて、線量効果曲線の各種要素について検討した。SLD回復に関与するDo値の変化は軽微であったが、増加する傾向を示した。細胞の放射線感受性を示すDo値は、インターフェロンの前投与により増加、細胞の放射線感受性は低下した。即ちPLD回復は促進され、且つ比較的高線量域での防護活性が示された。n要素は減少した。インターフェロンを照射後に投与したときには、放射線防護活性は出現しなかった。2)防護活性とDNA合成に関する検討インターフェロンによりDNA合成が抑制されない細胞系でも、放射線防護活性が出現するので、DNA合抑制による放射線感受性低下ではなく、DNA修復メカニズムを増強するものと考えられた。インターフェロン誘発剤であるPolyICLCを投与して、マウスの全身照射実験で、850R照射では防護効果、マウスの延命効果が認められた。1050R全身照射では延命効果は認められなかった。遺伝子組換によるインターフェロンIFN-A/Dを使用した場合は、5×【10^3】単位、2×【10^4】単位、1×【10^5】単位/マウス投与しても、マウスの延命効果は認められず、逆に照射線量、投与インターフェロン量に応じて、照射対照群より早く死ぬことから、インターフェロンの分子種によって放射線防護性の有無がある可能性が、細胞増殖抑制活性発現部位と防護活性発現部位が異なることが示唆される結果が得られた。今後インターフェロンの分子種の異なる製品を用いて検討をおこない、インターフェロンの放射線防護活性の作用メカニズムを解明してゆく予定である。
トランスセオレティカル・モデルに基づいた保健指導プログラムの有用性の検討

特定健診項目の1年間の変化量からその間に行った保健指導の効果を評価したところ、積極的支援レベル、動機付け支援レベルとも、保健指導の有無による健診項目(体組成、血圧、血液検査結果)の有意な差は認めなかった。一方、行動変容ステージが前進した場合には健診結果が改善し、後退した場合には悪化していることが明らかになった。また、トランスセオレティカル・モデルに基づいた保健指導プログラムを実施する際に必要とされる個人の行動変容ステージを客観的に評価する質問票URICA(University of Rhode Island Change Assessment)-32の日本語版を作成した。行動変容のステージ評価質問票のURICA (University of Rhode Island Change Assessment Scale)-32は、内在する行動パターンを変えることに対して自分がどのように考え、また行動しているかを尋ねる32の質問項目からなる質問票で、妥当性、再現性について既に検証されている。本研究ではURICA-32の日本語版を作成した。この作業は、日本語と英語の両方に堪能な協力者(連携研究者所属大学英文科の日本人教員およびアメリカ人非常勤講師)の協力を得て行った。原文を日本語に翻訳し、翻訳したものを再び英語に逆翻訳し原文との照合を行い、原文との十分な一致性が得られるまでこの作業を繰り返した。次年度に、健診受診者を対象にして本質問票を用いたステージングと面談によるステージングとの一致性を評価し、本質問票の妥当性の検証を行う予定である。また、変容プロセスを援助することを目的としたステージごとの介入プログラムを構築するにあたり、従来の保健指導における問題点を抽出するために、保健指導現場で働いている保健師、栄養士、健康運動指導士ら8名を対象に、保健指導が困難な対象者および状況をテーマとするフォーカス・グループ・ディスカッション(FGD)を行った。FGDはビデオ撮影を行い逐語録のテープ起こしを行った。ディスカッションの内容は質的研究方法で現在分析中である。さらに、FGDの中で浮かび上がった自らの保健指導能力に対する不安と能力を高める機会の不足という問題に対する解決策として、健診受診者のニーズに応じた保健指導を行うために必要な能力の習得を目標とした研修カリキュラム(1回90分×全8回のレクチャーおよび実習)を立案した。従来の保健指導における問題点を抽出するために、平成21年度に行った保健指導が困難な対象者および状況をテーマとするフォーカス・グループ・ディスカッションの内容をSCAT(Steps for Coding and Theorization)を用いて分析を行った。平成21年度に立案した健診受診者のニーズに応じた保健指導を行うために必要な能力の習得を目標とした研修カリキュラム(1回90分×全8回のレクチャーおよび実習)に則った研修を、保健指導現場で働いている保健師、栄養士、健康運動指導士ら12名を対象に行った。某社における2008年度定期健康診断にて積極的支援または動機付け支援レベルと判定された男性を対象に、特定保健指導の効果について検討した。積極的支援レベルで保健指導を受けた群と受けなかった群、動機付け支援レベルで保健指導を受けた群と受けなかった群のいずれの群も、2009年度定期健康診断における体重およびHbAlc値は有意に低下していた。腹囲は積極的支援レベル群のみ指導の有無に関わらず有意に低下していた。対象者全体を、自記式質問票による行動変容のステージが、2008年度の健診時に比して2009年度の健診時に前進した群、変化がなかった群、後退した群とに分類し、各健診項目の1年間の変化量を比較したところ、体重、BMI、腹囲、総コレステロール値、GOT値、GPT値、γGTP値、尿酸値において、3群間で有意差を認めた。これらの結果から、特定保健指導そのものが健診結果に有意な変化をもたらすとは言えないこと、一方、行動変容ステージが前進した場合に健診結果が改善することが明らかとなった。すなわち、行動変容ステージをどのようにして前進させるかが保健指導のキーになること、さらには、行動変容ステージに対応した保健指導が重要であることが示唆された。行動変容ステージ(ステージ)の変化と健診結果の変化との関係、およびそれらに特定保健指導が及ぼす影響を評価した平成21年度の当該研究において、2008年度に比し2009年度のステージが前進した者89名に対する追跡調査を目的として、2009年度と2010年度の健診におけるステージの変化と健診結果の変化の変化との関係、それらに特定保健指導が及ぼす影響を評価した。ステージがさらに前進した群は18名(20.2%)、変化がなかった群は38名(42.7%)、後退した群は33名(37.1%)であった。ステージが前進した群では、2010年度の体重、BMI、腹囲は2009年度に比して有意に低下していた。一方、ステージが変化しなかった群、およびステージが後退した群では、2010年度と2009年度の体重、BMI、腹囲には有意差を認めなかった。

また、2009年度の特定保健指導による介入は2009年度と2010年度のステージの変化に影響を与えているとは言えなかった。行動変容ステージが2年間にわたって前進し続けた場合には、2年目の身体組成がさらに改善することが明らかとなった。一方、1年目に行動変容ステージが前進するも2年目にステージが戻ってしまった場合でも、1年目に得られた身体組成の改善がある程度維持されるという結果は興味深く、ステージの前進が一時的なものであっても健康改善には有用であることを示唆するものである。また、平成21年度の報告と同様、今回の分析においても特定保健指導による介入の有無と対象者のステージの変化との関連性は認められず、今後は特定保健指導対象者のステージを前進させるためのより有効なアプローチについて検討を加えていく必要があると考えられた。平成20年度の当該研究において作成した行動変容ステージ評価質問票(URICA-32日本語版)を某社における2011年度の健診に導入し、URICA-32日本語版の妥当性の評価、よりステージに着目した保健指導の効果を評価する研究を平成23年度に実施する予定で、現在名古屋大学医学部IRB申請中である。
分子刷り込み型センサ開発にかかわる電極表面修飾の基礎技術の確立

近年、標的分子を選択的に検出するセンサの開発が精力的に行われている。我々はこれまでに「分子刷り込み法」を開発してきたが、この手法をセンサへ応用することに取り組んでいる。センサ開発に先立って、まず分子刷り込み樹脂の表面構造に関して基礎的検討を行った。表面にカルボキシル基を有する樹脂を合成し、プロトン滴定を行った結果、仕込みの官能基量が増大するにしたがってpKaの上昇とブロード化が見られた。これは官能基どうしが強く相互作用していることを示唆する。我々の分子刷り込み樹脂は表面にカルボキシル基が2次元平面的に配置されており、物理化学的にも興味深い樹脂であることが分かった。また電極表面修飾に関して、アルカンセレノールからの自己組織化単分子膜の形成と修飾電極の電気化学特性についても検討した。これは現象として世界で二番目の研究であり、電気化学的なキャラクタリゼーションという点では他に報告例がない。またそれらを通じ、アルカンセレノールが対応するチオールよりも強固に吸着することが分かった。これは、セレンは硫黄よりもソフトな配位子であり、金や銀などのクラスB金属との親和性が高いためと理解される。現在のところ分子刷り込み樹脂の実用的応用法を指向した研究は、その吸着特異性を生かしたクロマトグラフ用の分離基材としての利用がほとんどである。我々は分子刷り込みを用いた膜電極型イオンセンサへの応用を考案した。膜中で組織化可能な機能性モノマーをデザイン、合成した。この機能性モノマーと無機および有機アニオンとで塩を作り、架橋剤、ラジカル開始剤、水素結合性モノマーと混合し、高分子膜にしみ込ませ重合した。この分子刷り込み膜をイオン感応膜として電極を作成し、イオン応答を調べた。このような「その場重合による膜電極」を作成した例はこれまでになく、イオンセンサの作成に新しい道を拓くものと思われる。これまでに我々は固体微粒子表面において分子刷り込みを行ってきたが、センサとして応用するためには金電極表面を高分子で修飾し、特異的認識サイトを形成させなければならない。初年度は、標的分子と相互作用可能な官能基および酸化還元活性を有する官能基を含む高分子の合成法と、金電極表面の高分子修飾法の確立を目指した基礎的検討を行った。高分子合成はアクリル酸とアクリルアミドの共重合により行った。アクリル酸のカルボキシル基はカチオンと静電的に相互作用することが可能であり、アクリルアミドは水素結合によりゲストと相互作用することが可能である。また、アクリル酸とアクリルアミドの比を変化させることにより、様々な性質のポリマーを得ることができる。金電極表面の修飾は金-硫黄結合を利用するが、高分子による修飾には、(1)チオール基をもつ重合性モノマーで金電極表面をあらかじめ修飾した後、アクリル酸/アクリルアミドと共重合させる、(2)アクリル酸/アクリルアミドの共重合ポリマーをあらかじめ合成し、カルボキシル基の一部をチオール基で修飾した後、金電極に吸着させる、の2通りの方法を試みた。これらの電極修飾膜の評価にはCV、QCMおよびFT-IRを用い、(2)の方法が有用であることが示された。また、酸化還元活性を有するモノマーとして、フェロセンを含む化合物を合成した。具体的には、フェロセニルメチルトリメチルアンモニウムを出発原料とし、ガブリエル法によりN-(フェロセニルメチル)アクリルアミドを得た。

前年度に検討した金電極表面の高分子修飾法を用いて、引き続き高分子修飾電極を作成し、評価した。まず金電極表面をビス(4-ビニルベンジル)ジスルフィドで修飾し、これを足がかりにしてポリマー鎖を伸長させた。ポリマーはアクリル酸とアクリルアミドの共重合体で検討した。高分子修飾した電極を用いて、酸化還元マーカーであるフェリ/フェロシアン化カリウムのサイクリックボルタモグラムを測定したところ、波形に大きな変化が生じ、電極表面が高分子で被覆されていることが示唆された。しかし、洗浄や時間の経過にしたがって波形が大きく作用され、再現性に問題があった。次にポリマーをアクリル酸とビニルフェロセンの共重合体に変え、電極表面に修飾されたフェロセン自身のサイクリックボルタモグラムを測定した。フェロセン由来のピークは確認できたが、これも毎回同じような修飾をすることが困難であり、掃引を繰り返すうちに波形の乱れが生じる。またジスルフィド修飾を行わずに電極表面で重合を行ったところ、それでもフェロセン由来のピークが見られた。これはジスルフィドを介さない、高分子の物理的吸着によるものと思われ、この方法による電極修飾の障害となっている。また、高分子合成を先に行い、後から電極に修飾する方法として、4-ビニルベンジルイソチウロニウムを含むポリマーを合成した。このポリマーはイソチウロニウム基をアルカリ加水分解することによって、チオール基に変換することが可能であり、金電極を修飾することが容易になると思われる。近年、標的分子を選択的に検出するセンサの開発が精力的に行われている。我々はこれまでに「分子刷り込み法」を開発してきたが、この手法をセンサへ応用することに取り組んでいる。前年度に引き続き、金電極表面の高分子修飾を試みた。金電極固定化可能な開始剤をデザインし合成したが、金電極上で光照射によりラジカル重合を開始させるに至らなかった。これは金電極に開始剤がうまく固定化されていない可能性と、重合が進むにつれてポリマーが金電極からはずれやすくなった可能性がある。また電極表面修飾に関して、アルカンセレノールからの自己組識化単分子膜の形成と修飾電極の電気化学特性についても検討した。これは現象として世界で二番目の研究であり、電気化学的なキャラクタリゼーションという点では他に報告例がない。またそれらを通じ、アルカンセレノールが対応するチオールよりも強固に吸着することが分かった。これは、セレンは硫黄よりもソフトな配位子であり、金や銀などのクラスB金属との親和性が高いためと理解される。一方、我々は分子刷り込みを用いた膜電極型イオンセンサへの応用を考案した。まず膜中で組織化可能な機能性モノマーをデザイン、合成した。この機能性モノマーと無機および有機アニオンとで塩を作り、架橋剤、ラジカル開始剤、水素結合性モノマーと混合し、高分子膜にしみ込ませ重合した。この分子刷り込み膜をイオン感応膜として電極を作成し、そのイオン応答を調べた。このような「その場重合による膜電極」を作成した例はこれまでになく、イオン選択性電極の作成に新しい道を拓くものと思われる。またこの手法は原理的にあらゆる種類のイオンに応用可能である。
地理情報システムにおける研究用データ整備に関する研究

地理情報システムは,情報立国を目指す我が国のe-Japan戦略において,21世紀の情報化社会の情報基盤であると位置付けられている.これは先端的な情報通信技術を利用した多目的なシステムであり,現在では行政・企業・社会一般の各分野において巨大な需要が創出されている.GISは,広い範囲にわたる基礎的な学問分野に支えられる技術であり,多くの分野の研究成果の有用性を検証するためには,実際的な規模の地理情報データが不可欠である.しかし,数値地図のデータ量は膨大で,それぞれ独特の形式で内容が記述されているうえに,現状の地理データは整合性に欠ける部分があることや,必要な情報を取り出すことが難しいという問題点が指摘されている.このような現状においては,利用できる形に翻訳するための初期的な労力が多大であることが,少なからず利用の制限となっている.本研究は,研究に利用しやすい地図データの整備を目的に研究を行ってきた.まず,国土地理院の数値地図2500(空間データ基盤)をはじめとする各種の数値地図データの特徴とその性質の検証を行った.研究目的では複数の異なる地図データを同時に利用することになるが,その時に複数の地図を重ね合わせた場合に生じる問題点を整理し,地図データの統合における調査と実験を行ない,重ね合わせの手法を提案した.その上で,数値地図データを利用する際の問題点を洗い出すために,オペレーションズ・リサーチにおける問題に対して,GISデータを利用するなど,各種の応用に利用し,幅広い観点から検証を行った.また,数値地図データ利用に関してこれまでに得られた知見をもとに,数値地図データ上で実際に現れる各種の問題を解き,検証を行ってきた.また,地図データの表示に関する研究や,略地図生成に関する研究も行った.さらに,今後,GISデータ利用のために必要となると思われる基礎的研究も同時に行ってきた.地理情報システムは,情報立国を目指す我が国のe-Japan戦略において,21世紀の情報化社会の情報基盤であると位置付けられている.これは先端的な情報通信技術を利用した多目的なシステムであり,現在では行政・企業・社会一般の各分野において巨大な需要が創出されている.GISは,広い範囲にわたる基礎的な学問分野に支えられる技術であり,多くの分野の研究成果の有用性を検証するためには,実際的な規模の地理情報データが不可欠である.しかし,数値地図のデータ量は膨大で,それぞれ独特の形式で内容が記述されているうえに,現状の地理データは整合性に欠ける部分があることや,必要な情報を取り出すことが難しいという問題点が指摘されている.このような現状においては,利用できる形に翻訳するための初期的な労力が多大であることが,少なからず利用の制限となっている.本研究は,研究に利用しやすい地図データの整備を目的に研究を行ってきた.まず,国土地理院の数値地図2500(空間データ基盤)をはじめとする各種の数値地図データの特徴とその性質の検証を行った.研究目的では複数の異なる地図データを同時に利用することになるが,その時に複数の地図を重ね合わせた場合に生じる問題点を整理し,地図データの統合における調査と実験を行ない,重ね合わせの手法を提案した.その上で,数値地図データを利用する際の問題点を洗い出すために,オペレーションズ・リサーチにおける問題に対して,GISデータを利用するなど,各種の応用に利用し,幅広い観点から検証を行った.また,数値地図データ利用に関してこれまでに得られた知見をもとに,数値地図データ上で実際に現れる各種の問題を解き,検証を行ってきた.また,地図データの表示に関する研究や,略地図生成に関する研究も行った.さらに,今後,GISデータ利用のために必要となると思われる基礎的研究も同時に行ってきた.情報立国を目指す我が国のe-Japan戦略において,21世紀の情報化社会の情報基盤であると位置付けられる地理情報システムは,先端的な情報通信技術を利用した多目的なシステムであり,現在では行政・企業・社会一般の各分野において巨大な需要が創出されている.これは,広い範囲にわたる基礎的な学問分野に支えられる技術である.地理情報システムのためのデータベース設計の基本となるデータ構造,算法の検討には,位相幾何学,グラフ理論,組み合わせ論,計算機科学といった情報システム理論が基本となる.また,応用では,都市計画,オペレーションズ・リサーチの分野の研究において基本的なモデル構築とデータ生成を行なう重要なツールとなる.このような分野の研究成果の有用性を検証するためには,実際的な規模の地理情報データが不可欠である.しかし,それらはデータ量が膨大で,それぞれ独特の形式で内容が記述されているうえに,現状の地理データは整合性に欠ける部分があることや,必要な情報を取り出すことが難しいという問題点が指摘されている.従って,利用できる形に翻訳するための初期的な労力が多大であることが,少なからず利用の制限となっている.本研究では,これまでに蓄積してきた空間データに加えて,その上に展開される社会データ・経済データ・統計データを整備し,空間データと共に,利用者にとって利用しやすいシステムを構築することを目的としている.

本年は,国土地理院の数値地図2500(空間データ基盤)をはじめとする各種のデータの特徴とその性質の検証と,それから研究用に必要な道路の位相構造などを取り出す手法などのツールの構築を行なってきた.それと同時に,既存の地図における整合性に関する問題点の列挙とその整理を行なった.また,市販の数値地図の更新に対応するための方法についても着手している.それと並行して,実際の応用の場面において利用した場合に,どのような点が不足しているかなどを洗い出すために,そのような観点から数値地図データを利用しながら,必要とされるデータ形式や要素に関する研究を行ってきた.情報立国を目指す我が国のe-Japan戦略において,21世紀の情報化社会の情報基盤であると位置付けられる地理情報システムは,先端的な情報通信技術を利用した多目的なシステムであり,現在では行政・企業・社会一般の各分野において巨大な需要が創出されている.これは,広い範囲にわたる基礎的な学問分野に支えられる技術である.地理情報システムのためのデータベース設計の基本となるデータ構造,算法の検討には,位相幾何学,グラフ理論,組み合わせ論,計算機科学といった情報システム理論が基本となる.また,応用では,都市計画,オペレーションズ・リサーチの分野の研究において基本的なモデル構築とデータ生成を行なう重要なツールとなる.このような分野の研究成果の有用性を検証するためには,実際的な規模の地理情報データが不可欠である.しかし,それらはデータ量が膨大で,それぞれ独特の形式で内容が記述されているうえに,現状の地理データは整合性に欠ける部分があることや,必要な情報を取り出すことが難しいという問題点が指摘されている.従って,利用できる形に翻訳するための初期的な労力が多大であることが,少なからず利用の制限となっている.本研究は,研究に利用しやすい地図データの整備を目的に研究を行っている.本年は,異なる地図データを重ね合わせたときに生じる問題点を整理し,地図データの統合における調査と予備的実験を行い,提案した方法の有効性を検証した.また,実用の場面で,地図データを移動端末に自動表示する際に,どのように注記を表示するかという問題について,従来から行なってきたラベル数の最大化に加えて,レベルサイズに関する研究も行い,研究会で発表し,論文として掲載予定である.また,オペレーションズ・リサーチの分野において,地図データに交通データを統合した研究を行っている.情報立国を目指す我が国のe-Japan戦略において,21世紀の情報化社会の情報基盤であると位置付けられる地理情報システムは,先端的な情報通信技術を利用した多目的なシステムであり,現在では行政・企業・社会一般の各分野において巨大な需要が創出されている.これは,広い範囲にわたる基礎的な学問分野に支えられる技術である.地理情報システムのためのデータベース設計の基本となるデータ構造,算法の検討には,位相幾何学,グラフ理論,組み合わせ論,計算機科学といった情報システム理論が基本となる.また,応用では,都市計画,オペレーションズ・リサーチの分野の研究において基本的なモデル構築とデータ生成を行なう重要なツールとなる.このような分野の研究成果の有用性を検証するためには,実際的な規模の地理情報データが不可欠である.しかし,それらはデータ量が膨大で,それぞれ独特の形式で内容が記述されているうえに,現状の地理データは整合性に欠ける部分があることや,必要な情報を取り出すことが難しいという問題点が指摘されている.従って,利用できる形に翻訳するための初期的な労力が多大であることが,少なからず利用の制限となっている.本研究は,研究に利用しやすい地図データの整備を目的に研究を行っている.
観光の発展に伴う都市空間形成の変化と生活者による空間への関与に関する研究

日本における観光の発展と都市生活空間管理との関係性を相対化すべく、イギリスの観光・集客空間管理について調査を行った。全体の研究目的および対象地の現状を勘案し、1日常的なレジャー活動空間としての中小都市中心部、2都市観光の目的地としての大都市中心部、3旧来型の観光都市における観光空間の3つを対象として文献調査と関連団体(Business Improvement District:BID)へのインタビュー調査を行った。中小都市の中心部では、BIDが地域住民の日常的な生活機能の充足と地元事業者のビジネスの持続可能性および新規参入支援を核として活動する一方、プレイスメイキングや集客イベント支援を通して地域住民だけでなく、親戚知人の来訪者(Visit Friends and Relative:VFR)をも集客のターゲットとして捉えた活動を行っていた。地元事業重視のBIDの活動方針が、中心部の日常的レジャー空間としての特性の保持に影響を及ぼしていると推察する。大都市中心部では、パトロールや清掃活動といったBIDの一般的活動に加えて、ホームレス支援対策への協力等社会的課題にも関与している状況が確認された。3つ目はビーチリゾートとして人気を博した沿岸観光都市である。観光都市にとって観光の衰退は都市全体の衰退に直結するので、観光振興は観光事業者だけでなくその事業従事者(労働力)としての住民にとっても死活問題となる。そのため、都市中心部ほど観光客の来訪が期待できない中心部周辺の集落地区においても、都市空間を観光都市として維持するための取り組みに対しては地元事業者の理解が得られやすく、またボトムアップのガバナンスと各集落の特性を反映した活動が可能な仕組みの採用によって、BIDによる都市全体の観光振興とその周辺地区の活性化対策(エリアマネジメント)の連動が可能になっていることが確認できた。当該年度は、住生活とレジャー・レクリエーション活動の歴史的展開の把握を目的とした。まずは、西山夘三の著作を中心に、地域生活空間におけるレジャー・レク活動およびその空間の捉え方を整理した。西山はレクリエーションを「労働力再生産活動」「社会の創造的発展をおしすすめる人間の能力を培う生活の一部」ととらえつつ、地域生活空間とのかかわりにおいては、第1に資本主義社会の下でのレジャー/レクリエーションが労働に拘束された身を解放するための享楽的行為となりがちであり、こうした需要に呼応したサービスとその受け皿としての諸施設が都市の中に埋め込まれていくこと、第2に、生活水準の向上がレクリエーション生活のマス化を必然的なものとし、将来的にはレクレーションが都市・地方・国土の空間形成上重要なファクターとなること、第3に、労働の高度化に伴いレクリエーションの質的変化(高度化)が不可避となり、新たな空間形成(変容)ー具体的には自然・文化資源や第一次産業のレクリエーションとしての捉え直しーが生じることを指摘している。西山は「楽しみやレクリエーション活動が生活空間の秩序の重要な動機となると確信していた」(中林2007)。生活の論理を空間形成の基本に置くことを主張する議論は多いが、そこにレジャー・レクリエーションという概念を積極的に位置づけて展開する議論は限定的である。レクリエーションが生活空間形成の秩序を規定する可能性への期待や展望は、その後観光開発やリゾート開発等、レクリエーションのマス化が地域空間を破壊する形で進行するなかで語られなくなったが、近年居住地選択や住空間のつくられ方に「楽しみ」を軸とする傾向が散見されるようになっている。こうした視点の再評価と新しい動向の検証が必要である。中林浩(2007)地域生活空間計画論と景観計画論、「西山夘三の住宅・都市論」住田昌二他、日本経済評論社所収想定よりも文献サーベイに時間を要した。当該年度の課題は、観光の発展とともに、都市空間のなかに観光空間が形成されてくるプロセスとその空間特性を文献調査から明らかにするところにあった。はじめに、当初仮定した3都市タイプ(古くから観光振興に取り組んできた都市、産業構造転換のなかで先駆的に観光(集客)振興に取り組んだ都市、地方都市再生と観光ブームのなかで観光振興に注力しはじめた都市)に対し、具体的な調査対象地を選出するため、都市への観光集客動向を統計データから把握した。旅行観光消費動向調査データをもとに宿泊・日帰り客数の多い都道府県を10選出し、その都道府県内で観光集客数のもっとも多い都市を導出した。結果、3つのタイプのうち前者2タイプとして、京都市と横浜市、神戸市について、文献調査を行い、都市開発と観光空間形成の関係とその特徴の分析を試みた。以下京都市の事例を示す。京都市については、2000年以降観光客の約7割7.5割が日帰り客であるが、訪日外国人客数の増加とともにホテル建設および民泊施設の増加が顕著である。とくに簡易宿所の開業件数が2010年ごろから増加する傾向にあり、2019年3月末時点での「旅行業法に基づく許可施設一覧」では2016年に許可を受けた数は678件であった。この他違法民泊が多数出現しているが実態は十分解明されていない。また京都市は2017年宿泊施設の立地が制限されている住居専用地域、工業地域、市街化調整区域でも一定の基準を満たせば施設の開業を認める方針を打ち出した。2007年新景観政策以降積極的に推進してきた屋外広告物規制や眺望景観創生、町並み保全・空き家活用対策の一環として推進している京町家のゲストハウスへの転用、人と公共交通を優先した「歩くまち・京都」総合交通戦略の基幹事業として行った道路空間の改変(歩道拡幅事業)等、都市政策と観光化の推進力とが絡み合い、市街地空間の再編が進行している。3つの都市タイプの空間特性分析が不十分である。

今年度の課題は、生活者の観光経験と空間形成への意識・実践の関係を分析する点にあることを前提として以下の調査を行った。既存資料を用い京都市における生活者の観光に対する意識の考察を行った。併せて前年度の調査結果をもとに、急増する簡易宿所の立地、開業年等について整理し、マクロレベルでの空間変化を概観した。2000年以降(17年8月末まで)に許可をうけた施設は合計1732件、地理的分布は下京区387件、東山区378件、中京区274件、上京区192件、南区189件であった。下京区では町家が127件であり、総定員数5名以下の施設が区内施設全体の4割超と小規模であった。簡易宿所以外にも多数の「違法民泊」が確認できた。京都市は生活と観光施設が近接しており、民泊が生活空間を侵害している状況が明らかとなった。住宅を利用した宿泊サービスの提供が広がったことにより、住むという行為と宿泊するという行為の境界が曖昧になり、そのことによって空間の認識のされ方や管理、取扱い方に混乱が生じている。また広島県廿日市市宮島において、観光客の増加と観光空間の変化、住民の意識および生活の変化についてヒアリング調査を行った。宮島では多くの観光客をひきつけている一方、立地や高齢化、人口減少により、職住分離が進み、生活文化の継承が危惧されている。世界遺産という強力な磁石に引き寄せられた観光客と観光関連産業が地域経済を支える核であると同時に、それが障害にもテコにもなりながら磁石周辺の生活文化・空間(生活遺産)を再生・継承する動きと結びついていることが確認できた。歴史的に多くの観光客が訪れる観光地では、インフラが来訪者収容の許容力を越えてきており、ふたたび「観光公害」と呼ばれる状況が生じている。こうしたネガティブインパクトが生活者の空間形成に対する意識や実践にどのような影響を与えるかについても分析・検討が必要である。研究成果の一部がとりまとめの段階にまで達したが、他方で本来終えていなければならない課題がいまだ残されているため上記のとおり判断した。日本における観光の発展と都市生活空間管理との関係性を相対化すべく、イギリスの観光・集客空間管理について調査を行った。全体の研究目的および対象地の現状を勘案し、1日常的なレジャー活動空間としての中小都市中心部、2都市観光の目的地としての大都市中心部、3旧来型の観光都市における観光空間の3つを対象として文献調査と関連団体(Business Improvement District:BID)へのインタビュー調査を行った。中小都市の中心部では、BIDが地域住民の日常的な生活機能の充足と地元事業者のビジネスの持続可能性および新規参入支援を核として活動する一方、プレイスメイキングや集客イベント支援を通して地域住民だけでなく、親戚知人の来訪者(Visit Friends and Relative:VFR)をも集客のターゲットとして捉えた活動を行っていた。地元事業重視のBIDの活動方針が、中心部の日常的レジャー空間としての特性の保持に影響を及ぼしていると推察する。
オシダ属の無配生殖種における網状進化

今年度は、まず屋久島でしか見つけられていないモトイタチシダ(イタチシダ類の二倍体有性生殖種)が近隣の島に本当に生育していないのかどうかを確認する調査を行った。トカラ列島で採集された若いイタチシダ類の標本情報を基に中之島を訪れたが、無配生殖種のオオイタチシダとナンカイイタチシダ(生殖様式不明)しか見つからなかった。口永良部島で採集されたイタチシダの標本が国立科学博物館(TNS)から見つかったが、これもオオイタチシダであった。よって、モトイタチシダは屋久島固有種であると考えられる。そして、博士論文をまとめるにあたってイタチシダ類の分類学的再検討を行った。従来「オオイタチシダ」とされてきたものに3つの遺伝子型があることがこれまでの研究で明らかになっていた。αタイプ(ナンカイイタチシダとモトイタチシダの雑種起源)はオオイタチシダDryopteris hikonensis、βタイプ(ナンカイ+モト+イワ)は新種イワオオイタチシダDryopteris subhikonensis、γタイプ(ナンカイ+モト+ハチジョウベニシダ)は新種ベニオオイタチシダDryopteris erythrovariaとして整理した。これらのうちイワオオイタチシダについてはオオイタチシダと酷似していることもあり、大まかな分布域を核DNA型、さらに外部形態に基づいて国立科学博物館(TNS)に収蔵されたオオイタチシダの標本を検討したところ、日本海側を中心に分布していることが分かった。また、昨年度の調査において対馬で見つかったベニシダ類の四倍体無配生殖型の新雑種アラゲミサキカグマ(ミサキカグマ×未確認二倍体種)、ツシマミサキカグマ(ミサキカグマ×ハチジョウベニシダ)の現地における生育状況を確認した。いずれも局地的であったが、ツシマミサキカグマに関してはまだ生育個体数は多かった(場所によって数十は見られた)。28年度が最終年度であるため、記入しない。今年度は、まずイタチシダ類の系統解析に有効な核マーカーを新たに開発することを主な目標とした。その理由は、このシダ植物群で有効な核マーカーはPgiC遺伝子のみで不十分なためである。イワイタチシダの幼胞子体からRNA抽出を行い、次世代シーケンサーを用いて塩基配列を決定した。次に、シロイヌナズナの遺伝子の塩基配列のデータベースからアイソザイム関連遺伝子の塩基配列を探索し、イワイタチシダと相同性の高い約70の低コピー核遺伝子を選択することができた。その他、シダ植物のRNA塩基配列のデータベースも活用し、系統解析が可能である程度に十分な変異をもち、かつPCR-SSCP法に適した長さのフラグメントが得られるPCR領域を絞り込んだ。最終的に新たに4つの核遺伝子のPCR増幅用プライマーを開発することができた。次にイタチシダ類各種について5マーカーを用いたPCR-SSCP法と系統解析を行いほぼ完了した。これらの5遺伝子座ではいずれも複数の2倍体有性生殖種に由来する遺伝子を同じ種の組みあわせになる形で持っており、組み換えによる遺伝子型の変化はほとんど起きていないことが示唆された。また、ベニシダ類についても2種類の核マーカーのデータをほぼ揃えることができた。次に、無配生殖種の起源に関わったと考えられる有性生殖型の探索を行った。牧野標本館と国立科学博物館、台湾森林管理局、中国科学院植物標本庫(北京)の標本庫に収蔵されたイタチシダ類・ベニシダ類に近縁と考えられる種の標本を網羅的に調査した。その結果、網状進化を理解するうえで重要と考えられる有性生殖種が台湾・中国に複数種分布していることが明らかになった。最後に核PgiC遺伝子を用いて日本産オシダ属の倍数体・無配生殖種ほぼ全種の遺伝子型を調べた。その結果ほとんどの種が雑種起源であること、さらに多数の未確認2倍体有性生殖種が存在することが示唆された。今年度は、まず日本産のベニシダ類無配生殖種のゲノム構成を3種類の核マーカーを用いて推定することを目標とした。昨年度の研究で、イタチシダ類用に5種類の核マーカーを開発していたので、まずはこれらを用いてPCR-SSCP法を用いて解析を進めた。アクリルアミドゲルからの切り出しPCR増幅が上手くいかないトラブルがあったが、プライマーを再設計する、あるいはTaqポリメラーゼ試薬の種類を変えることで対処できた。また、少数のサンプルについてはSSCP法で分離できない核遺伝子多型があったため、TAクローニングを行った。その結果、日本産ベニシダ類は少なくとも6種母種間の交雑を通じた網状進化によって多様化していることが示唆された。さらに興味深いことに、ベニシダ類に含まれない遠縁なミサキカグマのゲノムがオオベニシダから見出された。ミサキカグマはイタチシダ類においても遠縁なゲノム提供種として関与しており、従来考えられていたよりもオシダ属の網状進化において重要な役割を担っていることが分かった。さらに、12種類の核マーカーも追加して解析した結果、ベニシダ類においてもイタチシダ類と同様にゲノム構成は複数の遺伝子座でほぼ安定していることが示唆された。しかし、ベニシダ類では部分的にゲノムのコピー数が変化するケースがあった。たとえばある遺伝子でAABだったのが他の遺伝子ではABB、BBBであるケースが少数見られた。しかしABCやCCCのように別の種のゲノムが入り込んでいることはなかった。

したがって、小規模な戻し交雑や分離が起きている可能性はあるものの、やはり母種のゲノム構成はおおむね維持されていると考えられる。当初はベニシダ類に含まれる有性生殖種間の網状進化のみを想定していたが、ベニシダ類に含まれない遠縁のミサキカグマも関与したベニシダ類の無配生殖種がオオベニシダを含め3種も見つかった。これらのうちオオベニシダ以外の2種は未記載(おそらく新種の)四倍体無配生殖種であり、しかも今のところ対馬固有であるため興味深い。当初の計画では3種類の核マーカーを用いて日本産ベニシダ類のゲノム構成を推定する予定であったが、実際には4種類の核マーカーを用いてゲノム構成を推定することが出来た。さらに核マーカーの開発を進めたところ、新たにCRY遺伝子のPCR用プライマーを開発することも出来た。さらに、ベニシダ類の無配生殖種のゲノム構成において、ある種の核遺伝子のコピー数が変異する例が少数見つかった。このことは、系統群によってゲノム構成の安定性が異なる可能性を示唆していて、興味深い。今年度は、まず屋久島でしか見つけられていないモトイタチシダ(イタチシダ類の二倍体有性生殖種)が近隣の島に本当に生育していないのかどうかを確認する調査を行った。トカラ列島で採集された若いイタチシダ類の標本情報を基に中之島を訪れたが、無配生殖種のオオイタチシダとナンカイイタチシダ(生殖様式不明)しか見つからなかった。口永良部島で採集されたイタチシダの標本が国立科学博物館(TNS)から見つかったが、これもオオイタチシダであった。よって、モトイタチシダは屋久島固有種であると考えられる。そして、博士論文をまとめるにあたってイタチシダ類の分類学的再検討を行った。従来「オオイタチシダ」とされてきたものに3つの遺伝子型があることがこれまでの研究で明らかになっていた。αタイプ(ナンカイイタチシダとモトイタチシダの雑種起源)はオオイタチシダDryopteris hikonensis、βタイプ(ナンカイ+モト+イワ)は新種イワオオイタチシダDryopteris subhikonensis、γタイプ(ナンカイ+モト+ハチジョウベニシダ)は新種ベニオオイタチシダDryopteris erythrovariaとして整理した。これらのうちイワオオイタチシダについてはオオイタチシダと酷似していることもあり、大まかな分布域を核DNA型、さらに外部形態に基づいて国立科学博物館(TNS)に収蔵されたオオイタチシダの標本を検討したところ、日本海側を中心に分布していることが分かった。また、昨年度の調査において対馬で見つかったベニシダ類の四倍体無配生殖型の新雑種アラゲミサキカグマ(ミサキカグマ×未確認二倍体種)、ツシマミサキカグマ(ミサキカグマ×ハチジョウベニシダ)の現地における生育状況を確認した。いずれも局地的であったが、ツシマミサキカグマに関してはまだ生育個体数は多かった(場所によって数十は見られた)。当初の計画では、まず新たな核遺伝子のPCR用プライマーを最低23種類設計することを目標としていた。そのため、イワイタチシダを材料として、次世代シーケンサーによる解析を行い、3万コンティグのRNA塩基配列データを得ることができた。