hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
勾配流を用いた結び目のエネルギー最小元の存在と非存在に関する研究

メビウス・エネルギーは、ユークリッド空間内の結び目の標準形を決まるためのエネルギーとしてO'Haraが導入したエネルギーの一つで、メビウス変換によって不変である事がその名前の由来となっている。特にスケール変換によって不変であるため、通常の最小化列の方法で、与えられた結び目型内でのエネルギー最小元を探索する事が出来ない。1994年にFreedmann-He-Wangによって、素結び目型においてはエネルギー最小元の存在が示されたが、その際用いられた性質がメビウス不変性である。一方、素でない結び目型においては、数値実験などを根拠にエネルギー最小元は存在しないであろうと予想されている(Kusner-Sallivan予想)が、解決されていない。そのために、メビウス・エネルギーについては、多くの研究者の興味の対象となっている。解析学の立場からメビウス・エネルギーをより扱いやすい部分に分解できないかを考察し、ある分解定理を得た。個々の分解エネルギーもメビウス不変性を保っており、元のエネルギーが持つ幾何学的な性質は壊していない。また、それぞれの分解エネルギーに対する第1変分・第2変分公式を得た。元のエネルギーに対する変分公式に導出よりはるかに見やすいものになっており、様々な関数空間における評価も得られやすい形に整理する事が可能である。今年度は、分解エネルギーの第一変分公式のL2表現に関する成果が学術誌に公表された。メビウス・エネルギーの第一変分公式のL2表現では、その主要部に分数冪ラプラシアンが現れる。分解エネルギーについても、第1エネルギー・第2エネルギーの双方の第一変分公式のL2表現に分数冪ラプラシアンが主要部に現れる。これは、第1エネルギー・第2エネルギーの一方が主で他方が従であるというような関係ではない事を意味する。28年度が最終年度であるため、記入しない。結び目のエネルギーの一種であるメビウス・エネルギーは、メビウス変換に関して不変であるという幾何学的な性質をもつエネルギーであるため、その構造を調べるには繊細な解析的な扱いが必要となる。本研究課題の目的のひとつは、「このエネルギーに関する最小元が存在するか否か」という解析学的に素朴な疑問に何らかの答えを与えることであるが、本年度は、そのために必要な基礎となる結果を与えた。一般に、あるエネルギーの最小元の存在・非存在を求める方法はいくつかあるが、本研究においては、メビウス・エネルギーが結び目の連続的な変形に応じて値が連続的に変化することから、勾配流を用いたアプローチが適切であると考える。そのため、変分公式に対する様々な関数空間における評価を得ることは、勾配流方程式を扱うにあたって重要である。平成27年度は、変分公式の定義域の拡張について考察した。形式的な部分積分によって、曲線がより高い次数のソボレフ空間に属すれば、試験関数の正則性を下げた空間に変分公式の定義域を形式的には拡張できる。形式的と書いたのは、部分積分によって生じる対角部分の値の処理が必要になるからである。これを論文にまとめ投稿した。これらの結果は、日本数学会における口頭発表を始め、北海道大学偏微分方程式セミナーや、神戸大学解析セミナーにおける講演、また、イタリアとスイスの国際研究集会において、それぞれポスター発表を行っている。本研究課題のもととなった論文が解析学の権威ある学術雑誌Mathematische Annalenから出版されている。平成27年度はそれに引き続く研究を行い、その結果が結び目理論の学術雑誌Journal of Knot Theory and Its Ramificationsから出版に至っている。また、本研究課題の遂行に当たり有力な助言者であるSimon Blatt氏(Salzburg大学)およびArmin Schikorra氏(当時Basel大学)を訪問し、研究集会への参加および研究連絡を行った。また、複数のセミナーおよび研究集会において講演の依頼を受けるなど、他の研究者からも興味を持たれている。以上の理由から、当該研究はおおむね順調に進展していると判断される。

これは、第1エネルギー・第2エネルギーの一方が主で他方が従であるというような関係ではない事を意味する。メビウス・エネルギーに対する勾配流は、Simon Blattによる先駆的な結果がある。局所解の一意存在と極小点近傍の大域的存在である。本研究では、初期曲線が合成結び目の場合は、有限時刻爆発を起こすと予想している。爆発は、結び目がプルタイトを起こす事で引き起こされ、その結果、エネルギーの集中が生じると思われる。エネルギーの集中が第一と第二エネルギーの双方に起こるのか、片方のみに起こるかを解析したい。換言すれば、分解エネルギーの集中が起きない限り勾配流が延長可能かどうかを各分解エネルギーについて解析する。また、平成28年度は、結び目のエネルギーの勾配流方程式の研究Simon Blatt氏を訪問し、先進的な当該研究課題の遂行に努める予定である。28年度が最終年度であるため、記入しない。
コンパクトMRIを用いたマツ材線虫病における抵抗性発現機構の解明

本研究では,コンパクトMRIによる非破壊経時観察を行うことで,マツ材線虫病抵抗性家系間での通水阻害進展様式を明らかにするとともに,罹病マツの生理特性ついて調べることで,本病の抵抗性発現機構の解明を試みた.昨年度は,抵抗性クロマツ2クローン(土佐清水63,大分8),感受性クロマツ2クローン(鹿島2,双葉1)の3年生苗に強病原性線虫S10および弱病原性線虫C14-5を接種し,コンパクトMRIを用いて通水阻害進展過程の経時観察を行った.弱病原性線虫の接種では,いずれの個体の通水阻害も接種部付近のみであり,抵抗性および感受性マツ間で大きな差異はみられなかった.一方,強病原性線虫の接種においては,抵抗性マツは感受性マツと比較して通水阻害の拡大が緩やかに進行し,感受性マツの通水阻害が木部全面に広がる時期においても,通水阻害域が限定的であることがわかった.通水阻害の進展様式については,感受性マツでは接種部位の木部を中心として塊状に垂直・放射方向へ拡大しやすいのに対し,抵抗性マツでは接種部位からはなれた箇所の形成層から放射組織に沿って拡大しやすい傾向があることが示唆された.本年度は,昨年度と同様の抵抗性マツを用いて,強病原性線虫S10の接種を行い,コンパクトMRIによる通水阻害の観察を行うとともに,最大光合成速度,クロロフィル蛍光,水ポテンシャルの測定を行い,各々の対応関係について調べた.その結果,各生理指標に家系間の差異はみられず,個体毎の通水阻害進展の程度と各生理指標が対応していることが示唆された.以上の結果より,本病の抵抗性発現機構には,家系毎の遺伝的特性が関係しているものの,個体毎の生理状態の違いも大きく影響しており,遺伝的特性のみならず,各生理指標との対応関係についても十分検討していく必要があることが示された.(抄録なし)本研究では,コンパクトMRIによる非破壊経時観察を行うことで,マツ材線虫病抵抗性家系間での通水阻害進展様式を明らかにし,病原体であるマツノザイセンチュウ(以下,線虫)の樹体内分布や化学物質の分布との対応関係について検討することで,本病の抵抗性発現機構の解明を試みる.本年度は,感受性マツを用いて通水阻害進展過程および線虫分布を調べ,両者の対応関係について明らかにした.具体的には,線虫を接種した感受性クロマツ苗の通水阻害進展過程を経時的に可視化した後,各撮像部位から作成した切片をF-WGAにより蛍光染色し,線虫分布の観察を行った.通水阻害の拡大状況を,MRIで観察された黒色領域(=通水阻害発生部位)の範囲に応じてPhase1-5に分類したところ,感受性マツにおいては,Phase1,Phase2の時期が長く,Phase3に達した後,2日以内にPhase4,Phase5へと急速に黒色領域の範囲が拡大していく様子がみてとれた.MRIによる撮像結果と線虫分布を比較すると,接種5日後にPhase2,Phase4に該当した個体では,黒色領域の範囲に比べて線虫分布域が限定的であった.接種10日後にPhase5まで進んだ個体では,木部全域に広がった黒色領域と対応して,木部樹脂道に広く線虫が分布していた.以上の結果より,Phase5に至るまでは,通水阻害の範囲と比べて線虫の分布範囲が限定的であり,直接的な線虫活動以外でも通水阻害が発生していることが示唆された.今後は,今回明らかになった感受性マツにおける研究結果をもとにして,抵抗性家系マツを用いた実験を行い,線虫分布や化学物質の挙動等について総合的に検討していく.本研究では,コンパクトMRIによる非破壊経時観察を行うことで,マツ材線虫病抵抗性家系間での通水阻害進展様式を明らかにし,病原体であるマツノザイセンチュウ(以下,線虫)の樹体内分布や化学物質の分布との対応関係について検討することで,本病の抵抗性発現機構の解明を試みる.本年度は,抵抗性クロマツ2クローン(土佐清水63,大分8),感受性クロマツ2クローン(鹿島2,双葉1)の3年生苗に強病原性線虫S1Oおよび弱病原性線虫C14-5を接種し,コンパクトMRIを用いて通水阻害進展過程の経時観察を行った.弱病原性線虫の接種では,いずれの個体の通水阻害も接種部付近のみであり,抵抗性および感受性マツ間で大きな差異はみられなかった.一方,強病原性線虫の接種においては,抵抗性マツは感受性マツと比較して通水阻害の拡大が緩やかに進行し,感受性マツの通水阻害が木部全面に広がる時期においても,通水阻害域が限定的であることがわかった.通水阻害の進展様式については,感受性マツでは接種部位の木部を中心として塊状に垂直・放射方向へ拡大しやすいのに対し,抵抗性マツでは接種部位からはなれた箇所の形成層から放射組織に沿って拡大しやすい傾向があることが示唆された.

今後は,今回得られた家系毎の通水阻害進展様式をもとに,解剖観察による線虫分布の把握および化学物質の集積等を調べることにより,抵抗性の物理的要因および化学的要因について検討する.本研究では,コンパクトMRIによる非破壊経時観察を行うことで,マツ材線虫病抵抗性家系間での通水阻害進展様式を明らかにするとともに,罹病マツの生理特性ついて調べることで,本病の抵抗性発現機構の解明を試みた.昨年度は,抵抗性クロマツ2クローン(土佐清水63,大分8),感受性クロマツ2クローン(鹿島2,双葉1)の3年生苗に強病原性線虫S10および弱病原性線虫C14-5を接種し,コンパクトMRIを用いて通水阻害進展過程の経時観察を行った.弱病原性線虫の接種では,いずれの個体の通水阻害も接種部付近のみであり,抵抗性および感受性マツ間で大きな差異はみられなかった.一方,強病原性線虫の接種においては,抵抗性マツは感受性マツと比較して通水阻害の拡大が緩やかに進行し,感受性マツの通水阻害が木部全面に広がる時期においても,通水阻害域が限定的であることがわかった.通水阻害の進展様式については,感受性マツでは接種部位の木部を中心として塊状に垂直・放射方向へ拡大しやすいのに対し,抵抗性マツでは接種部位からはなれた箇所の形成層から放射組織に沿って拡大しやすい傾向があることが示唆された.本年度は,昨年度と同様の抵抗性マツを用いて,強病原性線虫S10の接種を行い,コンパクトMRIによる通水阻害の観察を行うとともに,最大光合成速度,クロロフィル蛍光,水ポテンシャルの測定を行い,各々の対応関係について調べた.その結果,各生理指標に家系間の差異はみられず,個体毎の通水阻害進展の程度と各生理指標が対応していることが示唆された.以上の結果より,本病の抵抗性発現機構には,家系毎の遺伝的特性が関係しているものの,個体毎の生理状態の違いも大きく影響しており,遺伝的特性のみならず,各生理指標との対応関係についても十分検討していく必要があることが示された.本年度は,研究計画のうち,感受性マツにおける通水阻害進展過程と線虫分布との関係を明らかにすることができた.したがって,感受性マツを用いた研究についてはおおむね順調に進展している.一方,震災の影響等で実験材料の調達ができず実験機器の稼働も制約されたため,抵抗性家系マツを用いた研究の予備実験等に遅れが生じている.本年度は,昨年度行うことのできなかった抵抗性クローン苗を用いた実験を進め,各家系毎の通水阻害進展様式を把握するとともに解剖観察,化学分析用の試料採取まで終えることができた.したがって,当初の計画通り順調に進展していると評価できる.今後は,感受性マツと抵抗性家系マツでの病徴進展等の差異を明らかにするため,抵抗性家系マツを用いて,通水阻害進展過程の経時観察および線虫分布,化学物質の分布等を調べる.また,本年度の実験結果と併せて,マツ材線虫病の抵抗性に関わる物理的要因,化学的要因の検討を行い,本病における抵抗性発現機構の解明を試みる.今後は,本年度採取した各個体の試料を解剖観察し,線虫分布や化学物質の集積等について調べるとともに,各部位における化学物質の分析を行う.また,これまで得られた実験結果と併せて,マツ材線虫病の抵抗性に関わる物理的要因および化学的要因について総合考察する.(抄録なし)
日米大学生の飲酒、喫煙の動機付けと抑止要因:分化的強化と拡大抑止理論の検証

本研究では、未成年大学生が飲酒、喫煙をするか否かを合理的に判断する背景について、次のことを実証した。飲酒に対する社会的制裁と非飲酒に対する社会的報酬の推定値は抑止要因として、そして、飲酒に対する社会的報酬と非喫煙に対する社会的制裁は促進要因として作用していることが明らかになった。さらに、飲酒、喫煙に対する「制裁>報酬」となった時にこれら違法行為を自重すること、また、非飲酒に対する「制裁<報酬」となった時に飲酒を自重することが示された。成人年令を18歳に引き下げることの是非が検討されている中、未成年者が飲酒、喫煙をするかどうかの「合理的な意思決定」の過程を解明することは極めて重要である。拡大抑止理論(extended deterrence theory)は、違法行為に対する社会的制裁や個人が自分自身に課す制裁の程度が高いほど人は違反行為を犯さないという「合理的意思決定」を下すと提唱しているが、近年、法令順守行為に対する報酬も有効な抑止要因であると指摘されるなど、「合理的な意思決定」の過程においてどのような要因がどのように作用しているかについてはいまだ十分解明されていない。本研究では、未成年者が飲酒、喫煙をするかどうかの「合理的意思決定」の過程において社会的制裁と個人が自分自身に課す制裁、そして、社会的報酬と個人が自分自身に与える報酬が抑止要因、または、動機づけとして作用していると推定し、研究を進めた。拡大抑止理論と分化的強化(differential reinforcement)に関する先行文献や米国在住の有識者からの助言をもとに、(1)友だちや家族など、自分にとって大切な他者(significant others)から尊敬の念を失うことを「社会的制裁」、(2)自責の念や良心の呵責に苛まれることを「個人が自分自身に課す制裁」、(3)友だちや家族など、自分にとって大切な他者から称賛されることを「社会的報酬」、(4)自尊心や自分自身を誇りに思う気持ちが高まることを「個人が自分自身に与える報酬」と定義し、これらを測定するための質問項目を作成した。また、データ入力の際必要となるコードブックも作成した。上記4つの要因が、それぞれ、飲酒、喫煙をすること、そして、飲酒、喫煙をしないことに対して抑止効果、または、動機付けとして作用しているという仮説を立て、その仮説を実証するためのアンケート調査の準備を進めている。平成23年度の成果は以下の通りである。4月は、アンケート質問項目の最終確認を行った。5月は、日本の大学に通う1年生約1,800名を対象にオンラインアンケート調査を実施した(有効回答数約770)。6月から8月にかけては、回答をすべて数字化し、統計解析ソフトSPSSを用いてデータを入力した。9月から翌年3月にかけては、未成年の日本人学生約650名の回答をもとに、以下4つの仮説を検証した:1.飲酒、喫煙をすることに対する制裁(「自責の念」や「仲間からの尊敬の念喪失」など)の程度が高いほど、飲酒、喫煙を自重する。2.飲酒、喫煙をしないことに対する報酬(「自尊心」や「仲間からの称賛」など)の程度が高いほど、飲酒、喫煙を自重する。3.飲酒、喫煙をすることに対する報酬(「自尊心」や「仲間からの称賛」など)の程度が高いほど、飲酒、喫煙をする。4.飲酒、喫煙をしないことに対する制裁(「自責の念」や「仲間からの尊敬の念喪失」など)の程度が高いほど、飲酒、喫煙をする。重回帰分析の結果、飲酒、喫煙に対する「自責の念」と「仲間からの尊敬の念喪失」が「飲酒」と「喫煙」に対して有意な負の効果を持つことが示された。この結果は、飲酒、喫煙をすることに対する制裁が有効な抑止要因として機能していることを意味しており、上記理論の基本定理に基づいて設定した仮説1と整合する。一方、飲酒、喫煙をすることに対する「自尊心」と「仲間からの称賛」、そして、飲酒、喫煙をしないことに対する「自尊心」、「仲間からの称賛」、「自責の念」、「仲間からの尊敬の念喪失」は、「飲酒」と「喫煙」に対して有意な効果を持たないことが示された。この結果は、仮説2、3、4を反証するものであり、未成年が飲酒、喫煙をするかどうかの意思決定に際して、これら違法行為に対する報酬、そして、法令順守行為に対する制裁や報酬は有効な動機づけ、抑止要因として作用していないことを示唆している。本年度は、以下2つの仮説を検証した:(1)飲酒、喫煙に対する制裁が、同様の行為に対する報酬を上回るほど、未成年の日本人大学生はこれら違法行為をしない。(2)非飲酒、非喫煙に対する報酬が、同様の行為に対する制裁を上回るほど、未成年の日本人大学生はこれら違法行為をしない。なお、ここで言う“制裁"とは、仲間からの嘲笑や非難といった社会的罰(不快刺激)を受ける可能性と、それを受けたことによってもたらされる問題の大きさの積算を意味し、“報酬"とは、仲間からの称賛や尊敬といった社会的報酬(快刺激)を受ける可能性と、それを受けたことによってもたらされる利益の大きさの積算を意味する。

仮説の検証に使用されたデータは、大学1年生を対象に、平成23年5月に実施したオンラインアンケート調査の一部である。分析に際しては、20歳以上の学生と将来飲酒、喫煙をする意思があるか否かを答えなかった学生を除いた554名の日本人学生の回答を使用した。仮説の検証は、重回帰分析を用いて行った。仮説1については、「違法行為に対する制裁と報酬のバランス」が「飲酒」と「喫煙」に対して有意な負の効果を持つことが示された。この結果は、飲酒、喫煙に対する社会的制裁が報酬を上回るほど、未成年の日本人大学生はこれら違法行為を控える傾向が強いことを意味しており、拡大抑止理論と社会学習理論の中心概念の一つである分化的強化を併せて設定した仮説1と整合する。仮説2については、「遵守行為に対する報酬と制裁のバランス」が「飲酒」に対してのみ有意な負の効果を持つことが示された。「喫煙」に対しては有意な効果が認められなかったというこの結果は、仮説2を反証するものであり、未成年の日本人大学生は、非喫煙という法令遵守行為に対する社会的報酬が制裁を上回っているか否かを考慮することなく、喫煙をする(しない)という意思決定をすることを示唆している。米国の大学生を対象としたアンケート調査の実施が遅延しているため、日米の比較検証ができていない。24年度が最終年度であるため、記入しない。日本人大学生から回収されたデータをもとに分析を進めていく。さらには、米国の大学生を対象としたアンケート調査を実施し、日米の比較検証を行う予定である。
SLEにおける性染色体に発現するToll様受容体を介した免疫異常

SLEのモデルマウスであるBXSBマウスにおいて、疾患を促進させるYaa(Y-linked autoimmune acceleration)遺伝子変異は、本来X染色体上に存在するToll-like receptor(TLR) 7をコードするtlr7をはじめとする十数個の遺伝子を含む領域がY染色体上に転座し、維持されてきたものであることが明らかにされている。我々は、B細胞の活性化を負にフィードバックするFc_YRIIBを欠損した際に生じる関節リウマチ様の病態がYaa遺伝子の導入により病態が変化するかを調べたところSLEに類似した腎症を誘導したことをつきとめた。TLR7の重複が自己免疫疾患において疾患特異性をも変化させうる現象を確認した。膠原病、リウマチ性疾患は、多彩な自己抗体の産生と多臓器障害を特徴とするが、中でも全身性エリテマトーデス(SLE)は、その病態形成に自己のDNAあるいはRNAに対する自己抗体が関与する。Toll-like receptor(TLR)は、自然免疫をはじめとして様々な疾患との関与が知られているが、膠原病、リウマチ性疾患においてもTLRの関与が強く疑われている。SLEのモデルマウスであるBXSBマウスにおいて、疾患を促進させるYaa(Y-linked autoimmune acceleration)遺伝子変異は、Pisitkunら(2006 Science)とSubramanianら(2006 Proc Natl Acad Sci USA)の研究により、本来X染色体上に存在するtlr7, tlr8をはじめとする十数個の遺伝子を含む領域がY染色体上に転座し、維持されてきたものであることが明らかにされ、その重要性が示された。我々は、SLE患者のB細胞におけるTLR7, 8, 9の発現についてフローサイトメトリー及びmRNAで解析した。SLE患者末梢血のB細胞細胞内においては、TLR7、TLR8及びTLR9は有意に発現が亢進していていることをつきとめた。TLRあるいはそのシグナル伝達の異常により、膠原病リウマチ性疾患における病態の増悪や発症に深く関与している可能性が考えられる。我々は、SLE患者のB細胞におけるTLR7,8,9の発現についてフローサイトメトリー及びmRNAで解析した。Toll-likere ceptor(TLR)は、自然免疫をはじめとして様々な疾患との関与が知られているが、膠原病、リウマチ性疾患においてもTLRの関与が強く疑われている。SLEのモデルマウスであるBXSBマウスにおいて、疾患を促進させるYaa(Y-linked autoimmune acceleration)遺伝子変異は、本来X染色体上に存在するtlr7,tlr8をはじめとする十数個の遺伝子を含む領域がY染色体上に転座し、維持されてきたものであることが明らかにされその重要性が示された。一方、IgG Fcレセプター(FcyR)はIgG免疫複合体を認識し、エフェクター細胞の活性化あるいは抑制を行うことで生体防御系を調節する重要な分子群である。中でもFcyRIIBはB細胞の活性化を負にフィードバックする重要な免疫制御分子である。C57BL/6マウスでこのFcyRIIBを欠損させた際には関節リウマチに類似した関節炎を発症する(Sato-HayashizakiらArthritis Rheum2010)が、我々はこのマウスにYaa遺伝子を導入した際には関節リウマチではなく、SLEに類似した腎症をおこしたことをつきとめ、TLR7の重複が疾患特異性をも変化させうる現象を確認しており、論文報告準備中である。

さらに我々は、ヒトSLE患者においても解析を行った。SLE患者末梢血におけるTLR7,8,9の発現についてフローサイトメトリー及びmRNAで解析した。患者末梢血のB細胞細胞内においては、TLR7及びTLR9は有意に発現が亢進していていることをつきとめた。TLRあるいはそのシグナルの異常により、膠原病リウマチ性疾患における病態の増悪や発症、さらには疾患特異性に深く関与している可能性が考えられる。
「一帯一路」における中国国内の地域経済への影響に関する実証研究

本研究は、「一帯一路」の中国国内的な側面に注目し、地域開発政策、地方財政、インフラ整備、農村の発展、鉄道の地域経済効果、内陸国境協力、海洋物流などの観点から、経済政策としての「一帯一路」の意味と影響を分析したものである。「一帯一路」に関する日本の研究は、中国の国際戦略として捉える分析が多く、中国国内の経済政策としてその意味や影響を検討する研究はまだ少ない。また、政治や国際関係からの考察が多く、経済の側面に特化した具体的な分析がなされていない。しかし、中央から地方まで国を挙げて実施されている「一帯一路」は、中国の国内経済にどのような意味を持ち、中国経済にどのような影響を与えるかは極めて重要な問題で、具体的な政策分野に基づく経済分析が求められている。本研究は、各分野における「一帯一路」の意味と影響を明らかにしたうえで、「一帯一路」とは何かという問いに対し、経済政策の側面から答えを探る。本研究は2016年に採択されてから、初年度の先行研究及び基礎資料の収集とデータ整理をへて、中国の研究機関の協力をへて、現地調査とコンファレンスへの参加で、中国側の一帯一路に対する認識に対する理解を深めてきた。最終年度で、ERINAの研究協力で、中国地域経済研究会を4回ほど開催し、研究成果物の出版に向けて、2018年の5月に、研究メンバー全員が集めて、合宿形式の研究会を開催し、3年間の研究結果を学会報告を経て、出版することを決定した。さらに、国際研究交流について、遼寧大学日本研究センター主催の「インフラ投資と日中協力」一帯一路構想に基づく日中協力国際シンポジウム、大連外国語大学主催の「インフラ投資と日中協力」一帯一路都市と地域発展日中シンポジウム、浙江財経大学主催の「インフラ設備の老朽化問題に関する基本研究」ワークショップを参加した。本年度では、全体研究の予備的研究と位置づけており、「一帯一路」に関する中国語、日本語、英語論文の文献サーベイを行い、学術的な論点の再整理を行い、そして、中国国内経済関連(地域開発、都市化、物流、財政など)のデータベースの構築を行った。また、本研究のすべての分担者における意見交流も含めて、環日本海経済研究所の協力を得て、新潟と東京で合計4回のワークショップを開いた。5月28日(土)、新潟の環日本海経済研究所で開かれた第1回のワークショップでは、本研究の分担者である専修大学町田俊彦名誉教授は財政の視点から「歳入と歳出から見る自治体の姿」を報告した。11月12日(土)、東京大学社会科学研究所で開かれた第2回のワークショップでは、東京大学社会科学研究所の伊藤亜聖講師は「中国ー新興国のネクサスと「一帯一路」ーカザフスタンとチャイナランドブリッジに注目してー」をテーマに報告し、環日本海経済研究所の南川高範研究員は「中国省別物価の変動要因に関する研究ー黒龍江省を対象とした物価安定化政策に関する研究」を報告した。1月12日(木)、新潟の環日本海経済研究所で開かれた第3回のワークショップでは、北海学園大学小田清名誉教授は日本の地域開発の経験を紹介し、「地域開発政策と地域経済の発展戦後北海道開発の動向を中心にして」をテーマに報告した。そして、2月16日(金)、専修大学で開かれた第4回のワークショップでは、中国の遼寧省社会科学院から4名の先生を招き、遼寧省社会科学院の梁啓東副院長は、「発展の原動力の再構築と新たな東北振興」を報告した。また、その間、南京審計大学、浙江財経大学、上海財経大学、華東理工大学などの大学と一帯一路の共同研究チームの構築を打診、2年目から共同研究の可能性を探った。1年目において、基礎的文献及びデータの整理はほぼ終了しており、また、南京審計大学、浙江財経大学、上海財経大学、華東理工大学、そして、遼寧省社会科学院などの協力体制はある程度構築されたことで、次年度から本格的な現地調査を予定。2013年中国が一帯一路戦略が提起されてから、早くも4年が経った。本研究は、中国の国内要因の側面から「一帯一路」の意義を検証し、とりわけ国内の生産要素の自由な移動と効率的な配置を目指すという主旨に注目し、地域政策として、物流・財政・都市化などを含んだ新たな発展戦略として、中国の地域経済に与える影響を検証するものである。本年度は、本研究の2年目で、昨年の予備的研究に踏まえ、各研究分担者がそれぞれ各自の研究を進め、さらに、合計4回の研究会と1回の合宿研究会を開催した。第1回の研究会では、6月23日(金)に新潟において、研究分担者である大東文化大学の岡本信広教授による"What matters in urbanisation of China?"をテーマに中国の都市化問題を中心に報告した。第2回の研究会では、9月18日(月)に専修大学の生田キャンパスで、本研究の責任者である徐一睿による「都市インフラとPPP」をテーマに、報告をした。第3回の研究会では、12月1日(金)に新潟において、中国の安徽大学経済学院の李光龍学院長(教授)と斉美東教授をお招きして、「安徽省の経済発展と未来展望」と「戦略的新興産業の融資問題と安徽省の対策」をテーマに、中国の中部地域に当たる安徽省の事例報告を行った。

そして、第4回の研究会では、2月1日(木)に大東文化大学において、吉林大学東北アジア研究院の呉昊教授と候力教授を招聘して、「中国東北衰退の原因分析」と「中国都市化の成果と問題」をテーマに、報告をしてもらった。以上の研究会を経て、3月8日から9日にかけて、研究合宿という形で、全てのメンバーが集まり、今までの研究を振り返り、それぞれの研究成果に関する意見交換を行われたとともに、今後の研究方針を再確認した。1年目で行った基礎的文献調査およびデータ分析の元に、各分担者はそれぞれ現地調査を重ね、3月の研究合宿において、3年目の研究方向性も定め、それぞれの分担者はすでに一定の研究蓄積がすでにできている。本研究は、「一帯一路」の中国国内的な側面に注目し、地域開発政策、地方財政、インフラ整備、農村の発展、鉄道の地域経済効果、内陸国境協力、海洋物流などの観点から、経済政策としての「一帯一路」の意味と影響を分析したものである。「一帯一路」に関する日本の研究は、中国の国際戦略として捉える分析が多く、中国国内の経済政策としてその意味や影響を検討する研究はまだ少ない。また、政治や国際関係からの考察が多く、経済の側面に特化した具体的な分析がなされていない。しかし、中央から地方まで国を挙げて実施されている「一帯一路」は、中国の国内経済にどのような意味を持ち、中国経済にどのような影響を与えるかは極めて重要な問題で、具体的な政策分野に基づく経済分析が求められている。本研究は、各分野における「一帯一路」の意味と影響を明らかにしたうえで、「一帯一路」とは何かという問いに対し、経済政策の側面から答えを探る。本研究は2016年に採択されてから、初年度の先行研究及び基礎資料の収集とデータ整理をへて、中国の研究機関の協力をへて、現地調査とコンファレンスへの参加で、中国側の一帯一路に対する認識に対する理解を深めてきた。最終年度で、ERINAの研究協力で、中国地域経済研究会を4回ほど開催し、研究成果物の出版に向けて、2018年の5月に、研究メンバー全員が集めて、合宿形式の研究会を開催し、3年間の研究結果を学会報告を経て、出版することを決定した。さらに、国際研究交流について、遼寧大学日本研究センター主催の「インフラ投資と日中協力」一帯一路構想に基づく日中協力国際シンポジウム、大連外国語大学主催の「インフラ投資と日中協力」一帯一路都市と地域発展日中シンポジウム、浙江財経大学主催の「インフラ設備の老朽化問題に関する基本研究」ワークショップを参加した。研究開始年から年4回のワークショップを開催しており、今後、研究分担者間の意見交流も含めて、ワークショップを継続していく予定。また、初年度は予備的研究と位置づけているが、2年目は現地の研究協力のもとで、現地におけるヒアリング調査を実践していきたい。現在予定しているのは、8月から9月にかけて、遼寧省社会科学研究院の協力のもとで、遼寧省における「一帯一路」の進行状況を現地調査する予定。こうした現地調査と文献調査そして、データ分析を行ったうえで、それぞれの研究分担者の研究成果を随時にワークショップで報告して、議論を深めて行きたいと考える。そして、研究の成果物をまとめて、学会でクローズセッションを開いて、学会で議論を深めて行きたいと考える。最後に、これらの論文を日本と中国で同時に発信していく予定である。初年度から年4回のワークショップを東京と新潟で実施して来た。3年目は研究成果が求められる年でもあるので、今まで通りに年4回のワークショップを継続するだけでなく、合宿形式での詰め込み作業を行い、学会において、特別セッションを設けて、今まで研究蓄積を報告する予定。そして、学会報告などでの研究の成果物をまとめ、研究成果をまとめて出版する予定。
細胞間接着分子の神経細胞、組織分化に及ぼす影響

ヒト卵巣奇形癌より樹立された株細胞PA-1/NRは、培養条件により細胞凝集体(Spheroid)を形成し、その内部に神経管形成を模倣する神経ロゼットを形成する。これがヒト神経管形成のin vitroの実験モデルとなり得る点に着目し、細胞外基質(ECM)そのレセプターの一つである細胞間接着分子β1インテグリンの神経管形成における機能を検討した。実験1 PA-1/NR Spheroid形成過程の異なった時期にβ1インテグリンの機能を単クローン抗体(機能中和抗体)SG-19にて阻害し、神経ロゼット形成に及ぼす影響を検討した。1群)Spheroid培養開始時よりSG-19添加2群)Spheroid培養開始より1週間後にSG-19添加3群)Spheroid培養開始より2週間後にSG-19添加4群)SG-19無添加以上4群の培養系を設定し、全ての系は培養開始より3週間後に回収、組織学的に検討された。1群)では神経ロゼットの形成は完全に阻害され、細胞は、無秩序、散在性に存在するのみであった。2群)、3群)では、神経ロゼット形成過程を示すと思われる細胞の管状配列が出現した。コントロールである4群)では、基底膜様構造に裏打ちされた完全な神経ロゼットの形成を認めた。実験2実験1の1群)、4群)におけるラミニンの存在様式を免疫組織学的に比較検討し、神経管形成に必須であると考えられる基底膜形成に及ぼす、β1インテグリンの機能を検索した。4群)では神経ロゼットを形成する細胞を裏打ちする型で線状にラミニンが存在したのに対し、β1インテグリン機能を阻害した。1群)では、ラミニンは細胞間隙に散在性、無秩序に存在した。以上の実験より、ヒト神経管の形成においてβ1インテグリンの機能は必須であり、それは単に基底膜構成分子に細胞を接着させるのではなく、基底膜自体の生成にも深く関与していることが示唆された。
空間確率モデルによる無線通信ネットワークの解析と性能評価

本研究課題では,無線通信ネットワークにおける無線基地局の不規則な配置を空間点過程と呼ばれる確率過程を用いてモデル化し,そのモデル(空間確率モデル)を解析することによって無線ノードの不規則な配置がネットワークの性能に及ぼす影響を調べています.平成30年度の研究実績は主に次の3つです.まずセルラネットワークにおいて,無線基地局がポアソン・クラスタ点過程と呼ばれる点過程にしたがって平面上に配置されるモデルに対して,被覆確率と呼ばれる性能評価量を数値計算可能な形で導出しました.ここでポアソン・クラスタ点過程とは,点同士に正の相関のある点過程の1つであり,ユーザの多い地域に送信出力の小さい基地局が集中して設置される状況をモデル化するのに用いられています.一方,基地局の配置に正または負の相関のあるモデルでは,被覆確率を数値計算可能な形で導出できたとしても,実際の計算には多くの時間がかかってしまうことがあります.そこで,基地局の配置に一般の定常点過程を仮定したモデルに対して,簡単かつ短時間で計算できる被覆確率の近似手法を提案しました.これら2つ成果は,ともにIEEE Wireless Communications Lettersという学術誌に発表しています.上の2つはセルラネットワークが提供する無線環境を評価したものですが,もう1つは無線環境内をユーザが移動する状況を考えたものです.無線環境内をユーザが移動する際,ユーザの位置に応じて通信する基地局が切り替わるハンドオーバという状況が起こります.そこで,移動するユーザのハンドオーバの頻度と通信性能とのトレードオフを評価しました.この成果はIEEE WCNC (Wireless Communications and Networking Conference)2018という国際会議で発表しました.一昨年度に国内の別用務との関係で,当初予定していた国際会議に参加できず,そのため研究成果の発表が少し遅れているように見えますが,成果自体は生まれています.公表に至るまでには若干時間がかかるかもしれませんが特に大きな問題はないと考えています.今後の研究の推進方策として,セルラネットワークにおける複数種類の基地局の配置を表すために複数種類の点過程を組合せたモデルを考え,そのモデルの解析を通して,より実際のセルラネットワークに近いモデルの性能評価を行います.すなわち,実際のセルラネットワークでは,送信出力が大きく通信範囲の広い基地局(マクロ基地局)と小さな送信出力で狭い範囲をカバーする基地局(スモール基地局)が混在しています.スモール基地局はユーザが多く通信需要の大きな地域に集中して設置されることを考慮してポアソン・クラスタ過程によってモデル化し,マクロ基地局はポアソン過程,あるいはジニブル過程によってモデル化します.また,多くのユーザが集中している状況を表すため,ユーザの配置にもポアソン・クラスタ過程を用いたモデルの解析も行います.本研究の目的は,無線通信ネットワークにおける無線ノードの不規則な配置を空間点過程と呼ばれる確率過程を用いてモデル化し,それを解析することによって,無線ノードの不規則な配置がネットワークの性能に及ぼす影響を調べることです.これは研究代表者らがこれまで行ってきた研究を理論と応用の両面で発展させるものでもあります.平成28年度は,まず応用面の研究として,セルラネットワークの基地局の配置がジニブル点過程によって表され,かつ各基地局が複数のアンテナを持つモデルに対して,被覆確率と呼ばれる性能評価指標を数値計算可能な形で導出し,実際に数値計算をすることによって性能評価を行いました.これは,これまでセルラネットワークの基地局の配置をジニブル点過程により表したモデルでは,各基地曲がアンテナを1つしか持たないモデルしか解析されていなかったものを拡張したものです.この研究成果は,WiOptと呼ばれる無線通信ネットワークの性能評価に関する国際会議で発表しました.次に,理論面では,セルラネットワークの基地局が一般の定常空間点過程にしたがって配置されるモデルに対して,信号対干渉比と呼ばれる指標の確率分布の裾の漸近解析を行いました.これは,セルラネットワークの空間確率モデルでは,信号対干渉比の確率分布を数値計算可能な形で導出できるケースは,基地局の配置を表す点過程がポアソン点過程やジニブル点過程といった特別なものである場合に限られているため,それ以外の一般の点過程の場合にも成立する,モデルの数理的かつ本質的な構造を明らかにするための研究です.この研究成果はSpaSWiNと呼ばれる無線通信ネットワークの空間確率モデルに関する国際ワークショップにて発表しました.平成28年度の研究計画では,セルラネットワークの空間確率モデルにおいて各基地局が複数アンテナを持つ場合の解析,および基地局の配置が一般の点過程によって表される場合の信号対干渉比分布の漸近解析をあげていました.これらはどちらも一応の研究成果をあげることができ,国際会議にて発表することができました.本研究課題では,無線通信ネットワークにおける無線基地局の不規則な配置を空間点過程と呼ばれる確率過程を用いてモデル化し,そのモデル(空間確率モデル)を解析することによって無線ノードの不規則な配置がネットワークの性能に及ぼす影響を調べています.平成29年度は主に,(前年度に引き続き)セルラネットワークの空間確率モデルにおいて,信号対干渉比と呼ばれる性能指標の確率分布の裾の漸近解析を行いました.前年度のモデルでは,距離に応じた信号の減衰を表す関数(経路損失関数)として,べき乗関数を仮定していました.しかし,べき乗関数の場合,確かに無線信号が距離に応じてべき乗で減衰することを表せているのですが,距離が0に近づくとともに信号が無限大に発散することを仮定してしまっています.そこで平成29年度は,有界な正則変動関数を経路損失関数として採用しました.

正則変動関数はべき乗関数を一般化したものです.経路損失関数がべき乗関数のときは信号対干渉比の確率分布の裾の直接的な漸近解析が可能だったのですが,有界な正則変動関数を用いることによって直接的な漸近解析が困難になってしまいました.そこで信号対干渉比の分布の裾の対数をとり,それに対して漸近的な性質を調べました.基地局の配置を表す点過程としてポアソン点過程を仮定したときに信号対干渉比分布の裾の対数漸近上界および対数漸近下界を求め,さらに基地局の配置を表す点過程として行列式点過程を仮定したときに同様の対数漸近上界を求めました.これにより信号対干渉比分布の裾が指数的に減衰することを示すことができました.この研究成果は学術論文誌に発表しています.国内の別用務との関係で,当初予定していた国際会議に参加できず,そのため研究成果の発表が少し遅れているように見えますが,成果自体は着実に生まれています.公表に至るまでには若干時間がかかるかもしれませんが特に大きな問題はないと考えています.本研究課題では,無線通信ネットワークにおける無線基地局の不規則な配置を空間点過程と呼ばれる確率過程を用いてモデル化し,そのモデル(空間確率モデル)を解析することによって無線ノードの不規則な配置がネットワークの性能に及ぼす影響を調べています.平成30年度の研究実績は主に次の3つです.まずセルラネットワークにおいて,無線基地局がポアソン・クラスタ点過程と呼ばれる点過程にしたがって平面上に配置されるモデルに対して,被覆確率と呼ばれる性能評価量を数値計算可能な形で導出しました.ここでポアソン・クラスタ点過程とは,点同士に正の相関のある点過程の1つであり,ユーザの多い地域に送信出力の小さい基地局が集中して設置される状況をモデル化するのに用いられています.一方,基地局の配置に正または負の相関のあるモデルでは,被覆確率を数値計算可能な形で導出できたとしても,実際の計算には多くの時間がかかってしまうことがあります.そこで,基地局の配置に一般の定常点過程を仮定したモデルに対して,簡単かつ短時間で計算できる被覆確率の近似手法を提案しました.これら2つ成果は,ともにIEEE Wireless Communications Lettersという学術誌に発表しています.上の2つはセルラネットワークが提供する無線環境を評価したものですが,もう1つは無線環境内をユーザが移動する状況を考えたものです.無線環境内をユーザが移動する際,ユーザの位置に応じて通信する基地局が切り替わるハンドオーバという状況が起こります.そこで,移動するユーザのハンドオーバの頻度と通信性能とのトレードオフを評価しました.この成果はIEEE WCNC (Wireless Communications and Networking Conference)2018という国際会議で発表しました.
カオス符号系列を用いた高セキュリティ光CDMA

本研究では光CDMAシステムにおいて、情報セキュリティ機能を高めるため、従来のユーザ符号に換えてカオス系列に基づくユーザ符号を用いた光CDMAを提案し、多重度、誤り率等の基礎特性を求めるとともに、情報セキュリティ効果について検討し、提案システムに有効性を明らかにした.また、連続するMAIの影響を考慮した光CDMAの特性についても解析し、平均値のみの従来法に比べ、実際の誤り率の推移を求め、干渉量の初期値によりその後の誤り率が大きく異なることを示した.1.カオス性を有する写像に基づく符号を用いた光CDMAの基本特性。カオス性を有する写像に基づいた2値符号系列を生成し、それぞれの符号の自己相関特性と相互相関を求めた。2.光CDMAシステムに用いる疑似乱数系列に基づいた符号の提案。さらに高いセキュリティ機能を有する高多重度の光CDMAシステムの構築のため、疑似乱数に基づいた符号を用いた光CDMAシステムを提案した。様々な疑似乱数系列を用いて2値系列を発生させ、統計的性質、および自己相関特性と相互相関特性を明らかにした。3.疑似乱数符号に基づいた符号の光CDMAシステムへの適用。1.2.で求めたユーザ符号を用いた光CDMAシステムの多重度と誤り率の関係をシミュレーション、および理論解析により求める。さらに、他ユーザによる傍受の確率を求めることにより、機密性の強度特性を求めた。さらに誤り訂正符号を用いて特性の向上を図った。4.疑似乱数を用いてビット毎に異なる符号を割り当てる方式の符号の構築法の提案。変調方式がOOK方式とEWO方式の両方について行い,その符号を用いたOCDMAシステムのBER特性の解析を行った.OOCを用いたシステムと比較すると,提案法では重み数を増加することにより良いBER特性が得られることを示し,さらに提案法における最適な重み数をNおよびFから導出した.また,結合器の前で対盗聴性を得られる提案法を用いたEWO方式では,最適な重み数を用いてることで,BERの劣化を抑えることができることを示した.本論文では,光符号分割多元接続(Optical Code Division Multiple Access : OCDMA)方式において,セキュリティ面での向上を目的として、擬似乱数生成器(Pseudo Random Number Generator : PRNG)を用いたカオス性を有する写像に基づいたビット毎に異なる符号系列を割り当てる光CDMA方式の提案した。さらに、擬似乱数を用いてビット毎に異なる符号を割り当てる方式の符号の構築法の提案をした.また提案システムのBER特性の詳細な解析を行った。解析には変調方式がOn-Off Keying (OOK)方式に加え,よりセキュリティ面での向上が期待できるEqual Weight Orthogonal (EWO)方式を用いたシステムを対象とした.その結果,符号の最適な重み数を与えることで対盗聴性を維持したまま従来符号を用いたシステムよりも優れたBER特性が得られることを示すとともに,与えられたユーザ数および符号長からBERが最小となる最適な重み数を導出した.従来法であるOOCを用いたシステムと比較すると,提案法では重み数を増加することにより、良いBER特性が得られることを示し,さらに提案法における最適な重み数をユーザ数および符号長から導出した.また,結合器の前で対盗聴性を得られる提案法を用いたEWO方式では,最適な重み数を用いることで,BERの劣化を抑えることができることを示した.本研究ではセキュリティ機能が高く、高多重度の光CDMA(Optical Code Division Multiple Access)方式を実現するため、カオス写像に基づく2値系列をユーザ符号として用いる光CDMAシステムを提案した。まず、複数のパラメータを有するカオス写像から発生させた符号系列の統計的性質と自己相関特性および相互相関特性を求め、光CDMAに適した符号系列を選んだ。次に、その符号を光CDMAに適用し、誤り率特性、多重度等の基礎特性を求め、さらに機密性を高めるため、"0"と"1"の情報に対し、符号の重みの等しい光CDMAシステムを提案し、相互情報量を求めることにより、セキュリティ強度を検証し、提案方式の有効性を示した。また、連続して同一の符号を用いる光CDMA方式において、多元接続干渉(Multiple Access Interference :MAI)の影響が持続することを考慮したBERの解析を行った。同一の符号を用いる光CDMAシステムにおいてMAIは他のユーザが与える干渉であるため、各ユーザの送信タイミングが変化するまで所望ユーザが受けるMAIの影響は持続する。特にパケット通信のような短時間で送信が終了する通信の場合、MAIの持続が各パケット内のBERに与える影響が大きい。そこで、所望ユーザに対する干渉ユーザ数をマルコフ連鎖モデルの各状態と仮定し、各送信時点ごとのMAIの影響を求めることによりMAIの持続性を考慮したBERを導出した。その結果、所望ユーザの送信開始時点の干渉ユーザ数によって送信区間内のBERは、従来求められていたBERと大きく異なる場合があることを示した。本研究では光CDMAシステムにおいて、情報セキュリティ機能を高めるため、従来のユーザ符号に換えてカオス系列に基づくユーザ符号を用いた光CDMAを提案し、多重度、誤り率等の基礎特性を求めるとともに、情報セキュリティ効果について検討し、提案システムに有効性を明らかにした.また、連続するMAIの影響を考慮した光CDMAの特性についても解析し、平均値のみの従来法に比べ、実際の誤り率の推移を求め、干渉量の初期値によりその後の誤り率が大きく異なることを示した.情報通信における光CDMA平成27年度は、暗号攻撃法に対する情報セキュリティ強度の評価、提案方式に適した新たな同期方式、マルチメディア光CDMAへの応用などに加え、全光CDMAへの適用について検討する予定である。

当初の計画では、H25年度にEWO(Equal Weight Orthogonal)符号を用いたシステムの解析までは予定していなかったが、実施することができた。次年度使用額は8,254円と1万円にも満たない額であり、ほぼ予定通り使用したと考えている。等重みタイプのPPM方式を用いた光CDMAの提案、誤り訂正符号の適用と連続した干渉状態の解析等、引き続き研究課題を進めていく。平成27年度のその他費用として使用予定である。2件の国際学会発表を1回の国際学会で発表したため、予定していた出張回数が減ったため。解析の結果、計算式が予想より簡単になり計算機を追加購入する必要がなくなったため。研究成果発表のため国際会議に投稿済みの論文があり、その発表のために支出する予定である。
核内膜タンパク質の局在化を担う因子の検索

本研究では、当初、核内膜に存在すると考えられていた酵母tRNA endonucleaseのサブユニットSen2pをモデルとし、核内膜への膜蛋白質の局在化因子の遺伝学的同定を目指した。しかし、本年度の研究で、このSen複合体が核内膜に存在しないことを強く示すデータが得られた。膜貫通可能な疎水領域を持つSen2pは、免疫蛍光抗体法により、核には存在せず、細胞質およびミトコンドリア上に点状に分布することが明らかとなった。しかも、Sen2pは内在性膜蛋白質ではなく、ミトコンドリア外膜などの細胞質側に結合した表在性膜蛋白質であった。部分欠失変異の解析によれば、ミトコンドリアへの分布に必要な部位は、N-末端90残基内に存在した。膜貫通可能と思われていた223-243残基の疎水領域は、単独では膜貫通領域として機能して小胞体局在化シグナルとなりうるが、よりC-末端側の配列があると可溶性の蛋白質の疎水コアになることが示唆された。この領域は、古細菌のtRNA endonucleaseとの相同性の高い領域であり、古細菌の蛋白質が可溶性であることからも、蛋白質内部の疎水コアだと考えるのが妥当である。他方、Sen2pと直接相互作用することが知られているSen54pも、ミトコンドリア局在を示し、ミトコンドリア外膜の細胞質側に結合した表在性膜蛋白質であった。Sen54pは、SV40 Large T抗原のNLSと同じアミノ酸配列をもつにも関わらず、この配列ではなく、213-313残基の81アミノ酸でミトコンドリアに局在することが明らかとなった。この領域は、芳香族アミノ酸と塩基性アミノ酸に富む特徴を持ち、それらのミトコンドリア局在への関与に興味が持たれる。本研究では、当初の目的と大きく異なる結果を得たが、既成のtRNA生合成の概念に修正を与えかねないこれらの結果は、今後とも、解析を続けてゆくに足るものであると考えられる。本年度は、まず酵母tRNA endonuc1easeサブユニットSen2pの核移行シグナル領域の同定を行った。GFP-SEN2融合遺伝子の部分欠失変異を用いた実験から、Sen2p蛋白質の171残基から278残基の間に核局在に必要な領域があるが、この領域だけでは十分でないという結果が得られた。核に局在できない欠失変異のほとんどは、細胞質の顆粒状構造に局在した。また、Sen2p配列中に見られるbipartiteNLS様配列とNES様配列は、Sen2pの局在に大きな影響を持たないものの、前者はSen2pの機能に必須であることが明らかとなった。しかし、GFP-Sen2p融合タンパク質は、核膜と言うより核質に局在しており、Sen2pが核内膜蛋白質でない可能性が示唆された。この点については、GFP融合による人為的効果なのかなど、さらなる検討が必要である。現在、新たな核内膜蛋白質の同定を目指したプロジェクトが平行して進行しており、この解析で明らかとなる新規核内膜蛋白質や、他の生物種内で核内膜に存在する既知の蛋白質をマーカーとして用いることで、新たな解析システムを構築する方向へ方向修正するべきではないかと考えている。

一方で、Sen2pが狭い範囲に限定された局在化シグナルを持たないように見えることから、Sen2pと複合体を形成する他のtRNAendonucleaseサブユニット(Sen15p、Sen34p、Sen54p)の局在、及び、それらとの共発現下でのSen2pの局在についてもGFP融合法で検討した。Sen15pとSen34pは細胞質に存在し、それらとの共発現でSen2pの核への局在は変化しない。しかし、GFPに融合したSen54pは、自身が典型的なNLS配列を持つにも関わらずmitochondriaへの局在を示し、Sen2pと.共発現するとSen2pの一部がSen54pと同様mitochondriaに局在化することが明らかとなった。現在、Sen54pの特異抗体の取得などを通じ、Sen54pの局在を詳細に検討中である。Senサブユニットに関しては、興味深い細胞内局在パターンを示すことから、本研究中で引き続き解析を続行したい。本研究では、当初、核内膜に存在すると考えられていた酵母tRNA endonucleaseのサブユニットSen2pをモデルとし、核内膜への膜蛋白質の局在化因子の遺伝学的同定を目指した。しかし、本年度の研究で、このSen複合体が核内膜に存在しないことを強く示すデータが得られた。膜貫通可能な疎水領域を持つSen2pは、免疫蛍光抗体法により、核には存在せず、細胞質およびミトコンドリア上に点状に分布することが明らかとなった。しかも、Sen2pは内在性膜蛋白質ではなく、ミトコンドリア外膜などの細胞質側に結合した表在性膜蛋白質であった。部分欠失変異の解析によれば、ミトコンドリアへの分布に必要な部位は、N-末端90残基内に存在した。膜貫通可能と思われていた223-243残基の疎水領域は、単独では膜貫通領域として機能して小胞体局在化シグナルとなりうるが、よりC-末端側の配列があると可溶性の蛋白質の疎水コアになることが示唆された。この領域は、古細菌のtRNA endonucleaseとの相同性の高い領域であり、古細菌の蛋白質が可溶性であることからも、蛋白質内部の疎水コアだと考えるのが妥当である。他方、Sen2pと直接相互作用することが知られているScn54pも、ミトコンドリア局在を示し、ミトコンドリア外膜の細胞質側に結合した表在性膜蛋白質であった。Sen54pは、SV40 Large T抗原のNLSと同じアミノ酸配列をもつにも関わらず、この配列ではなく、213-313残基の81アミノ酸でミトコンドリアに局在することが明らかとなった。この領域は、芳香族アミノ酸と塩基性アミノ酸に富む特徴を持ち、それらのミトコンドリア局在への関与に興味が持たれる。本研究では、当初の目的と大きく異なる結果を得たが、既成のtRNA生合成の概念に修正を与えかねないこれらの結果は、今後とも、解析を続けてゆくに足るものであると考えられる。