hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
人工味細胞ネットワーク・ハードウエアの開発と味情報処理機構解明への応用

マウス舌の前方に分布する味蕾細胞から得た神経生理学的結果をヒントに味蕾細胞間相互作用に関するモデルを作成し、味覚センサを作成した。味蕾細胞は、味物質受容細胞であるII型細胞、味情報出力細胞であるIII型細胞、これらの機能を補佐するI型細胞に分類されている。細胞内Ca濃度変化、mRNAの発現、免疫染色性を指標とし、味蕾細胞間情報伝達を調べた。この結果、一部の味蕾細胞がムスカリン性アセチルコリン受容体サブタイプ、M3、を発現していること、一部の味蕾細胞がアセチルコリンをシナプス小胞に濃縮する酵素を発現していること、また、味蕾細胞のCa濃度を強制的に上昇させると、近傍味蕾細胞のCa濃度も情報すること、を発見した。これらの結果から、味蕾細胞は、ネットワークを形成していると結論した。味質の濃度を検出するため、II型細胞-III型細胞間相互作用を数理モデルで表した化学センサネットワークモデルを提案した。II型細胞に積分発火型モデル、III型細胞にバースト放電モデルを適用したこのセンサネットワークは、Noise-Induced Synchronizationの原理を応用して、味物質濃度を神経活動の同期として符号化することが可能であることを示した。味質を識別するために、味神経応答パターン(アクロスファイバーパターン)を模倣した出力を出すセンサネットワークをセンサアレイとパーセプトロンにより構築した。味物質受容体モデルとしては脂質膜を用い、4基本味(甘味、塩味、苦味、酸味)に応答するセンサを試作し、これらを複数個用いてセンサアレイを構成した。試験用味溶液に対し学習させたセンサネットワークで、上述の基本味質の判別ができることを確認した。信号処理系のハードウエア化の検討を行った。センサ部の耐久性を改善することで、より安定なセンサネットワークを開発できることがわかった。本研究は、神経生理学(吉井)、デバイス作成(神酒)、モデリング(立野)の専門家間の双方向的な情報交換により、味細胞受容機構の解明と味蕾型化学センサの工学的実現を目的とする。初年度となった平成16年度は、味細胞受容機構について既知の現象および吉井が新たに発見した味細胞ネットワーク(以下参照)について、神酒、立野に対する神経生理学的解説から、研究を開始した。出産直後、マウスの舌に分布する味細胞は機能しておらず、軟口蓋に分布する味細胞が母乳の摂取に重要な役割を持つと考えられている。味細胞はI型からIV型まで3種に分類されているが、舌では、III型細胞数あたりのII型細胞数型が成長とともに増大し、成体で一定の比に達することを発見した。一方、軟口蓋味蕾では、出産直後からこの比を達成していた。これらの結果は、味細胞ネットワーク機能の発現には、II型細胞数とIII型細胞数の比が機能の発現に重要なことを示唆する。このデータおよび、新たなデータに基づき、モデリングおよびデバイス化を開始した。立野は、生理学的研究用、およびデバイス作成用の2種のモデル作成を開始し、吉井、神酒にこれらのモデル作成に必要なパラメータ、とくに、電位依存性電流の詳細、細胞間相互作用の非線形性、を要求した。また、味蕾細胞の非線形的性質を活用した味蕾細胞間ネットワークの機能について提案した。神酒は、味蕾の入力-出力関係を満足させる電気回路設計を開始し、必要なパラメータを吉井、立野に要求した。隔週、情報交換会議を行い、各分野の進捗毎に、生理学分野と工学分野における研究実績を積み上げている。本研究では、生理学的側面、集積システム的側面、神経情報処理的側面からのアプローチにより、味細胞ネットワークのハードウエア化を試み、以下の成果を得た。1.生理学的成果;味蕾細胞は、形態的・生化学的特性からI-IV型に分類されている。しかし、その分類は、細胞としての機能を失った標本を用いて行うしかなかった。

電位依存性チャネルの薬理学的研究から、細胞として"生きている"標本で細胞型を推定できるようになった。また、細胞型によってATP受容体サブタイプの発現が異なることがわかった。これらの結果は、集積システムの作成、とくに神経情報処理的研究を支援する。2.集積システム的成果;味蕾細胞に分布し、味蕾型化学センサーの基本ユニットになる回路を設計し、CMOS試作プロセスを用いて試作を行った。現在、試作したデバイスの基本機能の動作を確認中である。今後は、シミュレーションモデルとの比較を行い、回路の改良とシステムとして動作確認を行っていく。3.神経情報処理的成果;味蕾細胞の味刺激に対する応答を模擬する数理モデルを考案した。考案した味蕾細胞モデルは、センサー入力により一過的に発火頻度を上げ、次第に安定した発火を示す順応特性を持つ。このような発火頻度の順応は、実際の味蕾細胞の応答特性でも観測されている。また、センサー出力の大きさに依存して発火頻度が高くなるようにした。現在、簡略化した味蕾細胞モデルを結合して、味応答を模擬する回路を構築中である。マウス舌の前方に分布する味蕾細胞から得た神経生理学的結果をヒントに味蕾細胞間相互作用に関するモデルを作成し、味覚センサを作成した。味蕾細胞は、味物質受容細胞であるII型細胞、味情報出力細胞であるIII型細胞、これらの機能を補佐するI型細胞に分類されている。細胞内Ca濃度変化、mRNAの発現、免疫染色性を指標とし、味蕾細胞間情報伝達を調べた。この結果、一部の味蕾細胞がムスカリン性アセチルコリン受容体サブタイプ、M3、を発現していること、一部の味蕾細胞がアセチルコリンをシナプス小胞に濃縮する酵素を発現していること、また、味蕾細胞のCa濃度を強制的に上昇させると、近傍味蕾細胞のCa濃度も情報すること、を発見した。これらの結果から、味蕾細胞は、ネットワークを形成していると結論した。味質の濃度を検出するため、II型細胞-III型細胞間相互作用を数理モデルで表した化学センサネットワークモデルを提案した。II型細胞に積分発火型モデル、III型細胞にバースト放電モデルを適用したこのセンサネットワークは、Noise-Induced Synchronizationの原理を応用して、味物質濃度を神経活動の同期として符号化することが可能であることを示した。味質を識別するために、味神経応答パターン(アクロスファイバーパターン)を模倣した出力を出すセンサネットワークをセンサアレイとパーセプトロンにより構築した。味物質受容体モデルとしては脂質膜を用い、4基本味(甘味、塩味、苦味、酸味)に応答するセンサを試作し、これらを複数個用いてセンサアレイを構成した。試験用味溶液に対し学習させたセンサネットワークで、上述の基本味質の判別ができることを確認した。信号処理系のハードウエア化の検討を行った。センサ部の耐久性を改善することで、より安定なセンサネットワークを開発できることがわかった。
超低容量血液浄化システムの開発

我々はsingle-needle dialysisの原理に基づいた新生児用の超低用量血液浄化システム(以下、本システム)を発案し、その臨床応用にむけて、安全性の検討を行っている.平成29年度に採用した自動制御のY字弁を用いた本システム回路では,Y字弁に漏血の問題点があったため、平成30年度は、モーター制御によるシリンジ駆動に三方活栓の開閉を連動させて血流の方向を切り替える新たなシステムを考案した。本システムの安全性を評価するために,血液透析中の回路内圧の評価を行った.具体的には本システム回路内の3点(脱血/返血圧、透析膜の入口圧、透析膜の出口圧)に圧力センサを組み込み、3時間の血液透析中の回路内圧をモニタリングした。本システム回路内を生理食塩水で循環させた場合(n=6)と、血液で循環させた場合(n=6)の回路内圧を検討した。生理食塩水循環では本システムの稼働に問題は無かったが,回路内圧は陽圧と陰圧を反復する回路内圧の変化が観察された.一方、成人ボランティアから採取した血液を用い、閉鎖回路内を血液循環させた場合にも3時間の血液透析は可能であった.しかし、血液透析開始後1時間半頃から三方活栓部に漏血と血塊付着を観察した.時間経過とともに三方活栓の可動に抵抗が生じ,回路内圧の陽圧と陰圧の変化も大きくなった。本システムで採用した血液循環の方向を変えるための三方活栓の使用は、漏血と凝血塊の形成を招き、長期使用には不向きであると考えられた。27年度は、1シリンジ駆動の自動化、2回路に組み込む圧力センサの作成、3自動化シリンジポンプと圧力センサを一体化したシステムの設計(気泡検知器を除く)を主に行った。1自動化シリンジポンプにはハミルトン社の電磁弁付シリンジポンプPSD/4を採用した。今まで手動で行っていたシリンジ部分をこの電磁弁付シリンジポンプに置き換えた回路を作成した。血流量4 ml/分となるようにシリンジ駆動をコンピューターで設定し、着色水を血液に見立ててこれを3時間、連続して循環できることを確認した。2圧力センサとして内腔容量が0.3ml程度のエアフリーチャンバ方式のものを開発した。これは回路内の圧力変化を隔壁を介してモニタリングするもので、これを用いてシリンジポンプの脱血時、送血時にそれぞれかかる陰圧、陽圧を数値化できることを確認した。3研究実施計画では気泡検知器も組み込む予定であったが、低容量化を実現しつつ精度を担保できる機器の目途が立たず現在対策中である。自動化シリンジポンプ、圧力センサの性能評価をそれぞれ行う予定だったが、それらを別々に行うコストや時間的労力の問題から、in vitroの実験に先行して、自動化シリンジポンプ(血液循環用、抗凝固薬用)とそれを制御するロータリースイッチ、回路の脱送血部、血液浄化器の入口部の3か所に圧力センサを組み込んだ一体型血液浄化システムの設計図を作成した。現在、この設計図に基づいてシステムを製造中である。27年度予算で、このシステムから圧力センサのデータを抽出と解析するためのパソコンとソフトを購入した。研究実施計画では自動化シリンジポンプや圧力センサの性能評価をそれぞれ単独で行う予定でいたが、それぞれの駆動を確認できたことと、別々に評価するコストや労力の問題から、一体型システムの構築を優先した。そのため、当初予定していたin vitro実験は遅れているが、29年度に行う予定のシステム構築が先行していることから、実験計画全体としては順調に進行していると判断する。28年度は、127年度に作成した設計図をもとに、自動化シリンジポンプとそれを制御するロータリースイッチ、複数の圧力センサを組み込んだ一体型血液浄化システムを作成し、2その性能評価を主に行った。1圧力センサには経時的な圧力モニタが可能な容量0.1mlのエアフリーチャンバ方式圧力センサを採用し、脱血・返血ラインとなる単一ライン上、血液浄化器入口部と出口部の3か所に設置した。シリンジ部分にはモーター駆動で連続的に稼働させるシリンジポンプを搭載し、それと連動するロータリースイッチを用い、脱血時、返血時にそれぞれ一方向の血流が生じるように設計した。このシリンジポンプは抗凝固剤投与用シリンジにも採用し、血液浄化器直前に接続した。血流量制御は010 ml/分、抗凝固薬用ポンプ制御は0.25ml/時、0.50ml/時、0.75ml/に設定できるスイッチを搭載した。2性能評価は生食を用い、シリンジポンプ駆動状態の確認、血流量毎の各部位にかかる圧力の変化、血流量毎に透析をかけた場合の回路内圧力の変化、をそれぞれ検討した。結果として4時間以上の長時間のシリンジポンプ駆動が問題なく可能で、最大血流量10ml/分でも脱血圧-3cmH2O程度であった。血液浄化器入口部にかかる圧力は血流量4ml/分以上でも10cmH2O以上にならず、脱血時に数cmH2Oの陽圧がかかることが分かった。透析には既存の血液浄化装置の透析ポンプを用いた。既存の血液浄化装置のポンプは開閉式のため、圧力は経時的に波状となることからそれを反映して、血液浄化器入口部および出口部の圧力は、脱血相において、波状の圧変化を示した。以上の検討からどの血流量でも問題なく循環および透析が可能であることを証明した。28年度予算で、システムの材料、複数台の圧力センサを購入した。

研究実施計画では自動化シリンジポンプや圧力センサの性能評価を行い、それらを最終的に一つのシステムにする予定であったが、それぞれを自動制御する一体化システムの設計を優先させている。そのシステムの準備期間やシステム全体がディスポーザルでないため、in vivoの実験が遅れている。我々は膜面積0.01m2、容量1.0mlの血液浄化器、2.5mlのシリンジ、逆流防止弁を組み合わせた容量3mlの超低容量血液浄化システムを考案した。これは1本の血管アクセス(single needle)を用いて,シリンジポンプで押し引きの異なる位相に一方弁を組み合わせることで血液を循環させるsingle-needle dialysisの原理に依る.本研究では,このシリンジと一方弁をコンピュータ制御で自動化した改良システムを作成した.この改良したシステムを用いて、血液循環における回路内圧変化の検討をin vitroの実験で行った.成人ボランティアから採血した全血50mlに改良システムを装着し、血液循環と透析を3時間施行し,回路内圧力の検討を行った.回路内圧の測定は,single-needle部,シリンジ部,血液浄化器入口部で血液循環中の内圧を測定した.この血液検体を用いた観察により,血液浄化器入口部の圧が時間経過とともに最も早く上昇し,それに連動する形で,他の2つの回路内圧も上昇していくことが分かった。このため、血液浄化器を回路から外して、血液を循環させたところ,血液浄化器が組み込まれた状態よりも、圧上昇が少なくて済んだが、電子化した一方弁部分からの漏血が認められた。本改良システムの問題点として,低用量化した血液浄化器の血液循環の際に抵抗となってしまう問題、電子化した一方弁の漏血が上げられた。平成29年度に勤務先が変更となり、非常勤講師として実験に携わっているため、研究時間の確保が難しい状況であった。我々はsingle-needle dialysisの原理に基づいた新生児用の超低用量血液浄化システム(以下、本システム)を発案し、その臨床応用にむけて、安全性の検討を行っている.平成29年度に採用した自動制御のY字弁を用いた本システム回路では,Y字弁に漏血の問題点があったため、平成30年度は、モーター制御によるシリンジ駆動に三方活栓の開閉を連動させて血流の方向を切り替える新たなシステムを考案した。本システムの安全性を評価するために,血液透析中の回路内圧の評価を行った.具体的には本システム回路内の3点(脱血/返血圧、透析膜の入口圧、透析膜の出口圧)に圧力センサを組み込み、3時間の血液透析中の回路内圧をモニタリングした。本システム回路内を生理食塩水で循環させた場合(n=6)と、血液で循環させた場合(n=6)の回路内圧を検討した。生理食塩水循環では本システムの稼働に問題は無かったが,回路内圧は陽圧と陰圧を反復する回路内圧の変化が観察された.一方、成人ボランティアから採取した血液を用い、閉鎖回路内を血液循環させた場合にも3時間の血液透析は可能であった.しかし、血液透析開始後1時間半頃から三方活栓部に漏血と血塊付着を観察した.時間経過とともに三方活栓の可動に抵抗が生じ,回路内圧の陽圧と陰圧の変化も大きくなった。本システムで採用した血液循環の方向を変えるための三方活栓の使用は、漏血と凝血塊の形成を招き、長期使用には不向きであると考えられた。28年度前半のシステムの完成を目指す。
ニホンザルの社会行動パターンと子育てスタイルに関する縦断的研究

本研究では、野生ニホンザル集団(勝山集団、岡山県真庭市)で暮らす全てのおとなメスを対象として、4年間にわたり1頭1頭のメスの社会行動と子育て行動を定量的に記録・分析し、それぞれのメスの社会行動パターンと子育てスタイルを決定し、社会行動パターンと子育てスタイルが互いにダイナミックに関係していることを明らかにすることを目指した。さらに、ニホンザルよりもヒトに近縁なゴリラとチンパンジーについても、飼育場面で観察し、おとな同士の社会行動における行動パターンと子育てパターンのダイナミックな関係を分析することを目指した。野生ニホンザルにおいては、オトナメス同士の親和的な関係を毛づくろいのデータを基に記録し、メス同士の親和関係が長期にわたり継続していること、一方のメスの死亡等で親和関係が消失した場合でも、新たなパートナーを見出すことなどを記録した。そして、そのような母の社会関係が子どもの社会関係の形成、発展に影響する場合もあることを記録した。さらに、子育てにおいては、新生体が死亡したときには、1,2歳年長の姉や兄への授乳が復活することも確認した。動物園の飼育集団で暮らすゴリラのメスの子どもが、生後10ヶ月目のときに、実母の喪失を、生後2年のときに、養母の喪失を経験した。その後、この子どもは毛を抜くという不適切な行動を呈したが、育った集団を離れた後には、それらの行動が消失した。10歳のときに、このメスは自身の子どもを出産し、適切な子育てを示しているが、その子育てスタイルは、他のメスのゴリラの子育てに比べて、保護生の強いものであり続けている。また、ヒトに育てられたゴリラの子どもの集団への復帰のプロセスも詳細にまとめた。これらの成果を学術雑誌への論文発表だけでなく、一般書として1冊の本にまとめ、研究成果の社会還元としての努力を行った。本研究では、野生ニホンザル集団で暮らす全てのおとなメスを対象として、4年間にわたり1頭1頭のメスの社会行動と子育て行動を定量的に記録・分析し、それぞれのメスの社会行動パターンと子育てスタイルを決定し、社会行動パターンと子育てスタイルが互いにダイナミックに関係していることを明らかにすることを目指している。さらに、ニホンザルよりもヒトに近縁なゴリラとチンパンジーについても、飼育場面で観察し、おとな同士の社会行動における行動パターンと子育てパターンのダイナミックな関係を分析することを目指している。野生ニホンザルにおいては、これまでの子育てパターンが母子接触時の母親の拒否的行動や保護的行動の表出頻度のみに注目していたが、われわれは、非接触時の母ザルの見る行動にも注目した。その結果、母ザルは子ザルに対して拒否的でありながら、子ザルが離れるとより頻繁に子ザルを見て注意を継続する傾向が強いことを確認した。また、オトナメスの社会関係、特に親和的な関係は10年にわたって、個体ごとに安定していることが、過去の記録との比較で明らかになった。ただし、そのような社会行動パターンと子育てスタイルの関連については現段階では不明である。大型類人猿では、ニホンザルに比べて、母による拒否的な行動がほとんど表出しないという明瞭な特徴が浮かび上がり、さらに、母によって保護的なスタイルをとるもの、より独立を促進させる子育てパターンを取るものが存在し、且つそのようなパターンは複数の子育てで共通していることが明らかになった。

野生ニホンザルにおいては、生後4週以内の子ザルへの踏みつけなどの特異的あるいは異常な行動を示す母ザルが存在し、そのような母ザルの多くが、子ザルのときに同様の行動を各々の母ザルから受けていたことが推測された。しかし、このような特異的、異常な子育て行動を示す母ザルであっても、その他の社会行動には他の母ザルと変わることは無かった。さらに、ニホンザルのメスの非血縁メスとの親和的な関係は持続し、そのような親和的関係は娘にも受け継がれることが明らかとなった。大型類人猿では、ニホンザルに比べて、母による拒否的な行動がほとんど表出しないという明瞭な特徴が浮かび上がり、さらに、初産のゴリラメスが赤ん坊を地面に置くなどの不適切な行動を示したとき、その母が赤ん坊を抱くように教示する行動を表出した。母が若い母となった娘の子育て行動の「足場作り」を行ったと解釈された。本研究では、野生ニホンザル集団で暮らす全てのおとなメスを対象として、4年間にわたり1頭1頭のメスの社会行動と子育て行動を定量的に記録・分析し、それぞれのメスの社会行動パターンと子育てスタイルを決定し、社会行動パターンと子育てスタイルが互いにダイナミックに関係していることを明らかにすることを目指している。さらに、ニホンザルよりもヒトに近縁なゴリラとチンパンジーについても、飼育場面で観察し、おとな同士の社会行動における行動パターンと子育てパターンのダイナミックな関係を分析することを目指している。野生ニホンザルにおいては、オトナメス同士の親和的な関係を毛づくろいのデータを基に記録し、比較的広範な毛づくろい関係を維持しているメスの子ザルは、その社会関係も広範である傾向が見出されつつある。また、母子身体接触時の母ザルから子ザルへの養育行動のあり方と、母ザルから離れたところにいる子ザルに対して、母ザルがどのようにモニターしているのかということを関連付けること、生後4ヶ月の子ザルを養子として育て始めた母ザルの行動観察もあわせて行った。動物園の飼育集団で暮らすゴリラの子どもが、生後10ヶ月目に、母が養子を育て始めた。そのために、この子どもは母以外のメスから授乳を受け始めた。しかし、この子どもゴリラは生後3歳直前に、再び養母が別の赤ん坊の子育てを始めたために、通常のゴリラの子どもよりも早期の離乳を経験した。結局、2度の母喪失を経験した子どもは自分の毛を抜くという不適切行動を開始した。しかし、生後5歳半のとき、実母や養母から離れて別のグループで暮らし始めてから、不適切行動が消失し、10歳で、最初の出産を経験した。このゴリラの子育ては、通常のゴリラの母よりは、極端に保護的なものであった。このように、大型類人猿の子ども期からおとな期までを縦断的に追跡して記録した行動資料を分析し、まとめ上げた。
労働力利用関係における労働者意思反映ルールの検討

平成19年7月、ベトナムは労働組合によらないストライキ手続きを許容した(同月施行労働法典改正法)。右法改正は既存の労働組合制度を崩壊させる危険が大きいものであり、同法案の可決・施行は本研究課題において予想外の展開であった。そこで、本来は平成19年度中に予定していた同国の集団的労働条件決定システムに関する現地調査を翌平成20年度に延期し、平成19年度は、もっぱら上記改正法、関係各通達、その他関連情報等が一通り出揃うのを待ちながら、それら資料を順次分析し、同法の実質的な意義に関する一定の見解を構築した。以上を踏まえて、平成20年度前半に現地調査の具体的な日程・内容・カウンターパート・方法などにつき調整したうえで、平成20年10月の約2週間、現地調査を実施した。その成果として得られた結論は以下のとおりである。すなわち、この改正により唯一の法認組合であるベトナム労働組合の影響力は一部損なわれた。しかし、未組織事業体の増加傾向の下で、労働者におけるストライキの要請(労働条件に対する極度の不満)があるにも関わらず未組織のためにスト権が行使できないという状況が一般化すると、労働者は現行労働法システムを見限り、自主労組による新たな労使関係の構築を目指しかねない。これは、社会主義体制にとって非常に危険な展開である(ポーランドの例)。そのような観点から、上記改正は、むしろベトナム労働組合の影響力低下を最小限に食い止める観点からとられた措置と思われる。また、〈国家は未組織事業体の従業員にもスト権行使のチャンネルを用意したが、労働者らがこの手続によらず敢えて違法ストを行っている〉という構図への転換を図るものとも言える。このように、単純に労働者への新たな権利付与と評価することはできないと言うべきだろう。関係諸問題に関する現状把握の年度と位置づけた平成18年度においては、大要以下の内容について研究を進めた。(1)労働契約関係における一方的労働条件決定・変更事案に関する裁判例の収集と分類、また当該決定・変更の正当性判断に現れた基本的思想・理論および関係諸学説の分析。(2)間接的労働関係(派遣・請負など)について、(1)と同様の分析。(3)公務員労働関係について、(1)と同様の分析。(4)戦後昭和5060年ころまでの主要な労働法原理論および関係憲法理論の集中的分析。(5)ベトナム労働法制と労働組合の関係に関する、従前の研究のアップデートおよび成果の公表。以上のうち、たとえば(3)については、JPU(旧全逓)北海道の協力を得るなどして、郵政民営化前後における郵政職員の身分や労働条件などの比較を行った。その成果については、JPU北海道主催のセミナーにおいて講演するなどの機会を得た。また、(4)については、特に団結権概念の把握方法とその今日的意義について、1970年代以降の議論を中心に研究、考察し、一定の見解を確立するに至った。その成果の一部については、この問題の大家である西谷敏教授(大阪市立大学)を迎えて開催された北海道大学社会法研究会において報告し、同教授との討論などを通じて浮き彫りにされた問題点につき再検討を行った。さらに、(5)については博士論文「ベトナムの労使関係法制と労働組合」(2004年12月学位授与)の内容をアップデートしたうえで、『ベトナムの労働法と労働組合』(明石書店2007年3月12日)として出版した。
グラフ構造を用いた大規模な分類手法の構築とその実システムへの応用

本研究は,「グラフカーネル」と呼ばれるカーネルを用い,分類性能が高く,しかも大規模なデータに対しても高速に判別や分類が可能となる新たな高速アルゴリズムの開発を目的とする.また,そのアルゴリズムを実用に耐えうるソフトウエアとして実装し,従来そのデータ量の膨大さゆえ適用が不可能と考えられていたマーケティングの分野への応用について研究を行う.具体的には,グラフ構造を用いたカーネル法に関する研究,その高速アルゴリズム構築と計算機への実装に関する研究,および大規模マーケティングデータへの適用に関する研究を行った.本年度の研究では,ます,現在までに提案されているカーネル相互の関係を体系的にまとめた.その上で,この研究で提案する手法で扱うことが可能なカーネルのクラスを特徴付け,また,より広い範囲のカーネルを扱うことのできるよう定式化の工夫を行った.1SVM,vSVM,SV回帰,あるいはカーネルクラスタリングやカーネル主成分分析など,2クラス判別問題以外のカーネル法への拡張を行った.まずvSVMと呼ばれる問題で,グラフカーネルを効率よく扱うための新たな定式化を検討した.さらに1SVMやSV回帰へと同様のアイディアを発展させた.グラフカーネルでは,データとデータの関連性を,データをノードに対応させたグラフを構成することで表現しなくてはならない.本研究では,クラスタリング手法と組み合わせることで,あらかじめ近接性の高いデータを限定する,などを行い,近似的なk-nearestneighborグラフではあるが,スケーラビリティのある手法を構築した.クラスタ間の距離を求め,互いに近接した数個のクラスタに属するデータ間に限定して,k-nearest neighborを探索した.本研究は,「グラフカーネル」と呼ばれるカーネルを用い,分類性能が高く,しかも大規模なデータに対しても高速に判別や分類が可能となる新たな高速アルゴリズムの開発を目的とする.また,そのアルゴリズムを実用に耐えうるソフトウエアとして実装し,従来そのデータ量の膨大さゆえ適用が不可能と考えられていたマーケティングの分野への応用について研究を行う.具体的には,グラフ構造を用いたカーネル法に関する研究,その高速アルゴリズム構築と計算機への実装に関する研究,および大規模マーケティングデータへの適用に関する研究を行った.本年度の研究では,ます,現在までに提案されているカーネル相互の関係を体系的にまとめた.その上で,この研究で提案する手法で扱うことが可能なカーネルのクラスを特徴付け,また,より広い範囲のカーネルを扱うことのできるよう定式化の工夫を行った.1SVM,vSVM,SV回帰,あるいはカーネルクラスタリングやカーネル主成分分析など,2クラス判別問題以外のカーネル法への拡張を行った.まずvSVMと呼ばれる問題で,グラフカーネルを効率よく扱うための新たな定式化を検討した.さらに1SVMやSV回帰へと同様のアイディアを発展させた.グラフカーネルでは,データとデータの関連性を,データをノードに対応させたグラフを構成することで表現しなくてはならない.本研究では,クラスタリング手法と組み合わせることで,あらかじめ近接性の高いデータを限定する,などを行い,近似的なk-nearestneighborグラフではあるが,スケーラビリティのある手法を構築した.クラスタ間の距離を求め,互いに近接した数個のクラスタに属するデータ間に限定して,k-nearest neighborを探索した.
分子アニオンの回転遷移の検出とその周波数測定

本研究の目標は,我々が開発してきた波長可変遠赤外分光計を用いて,これまで測定例の少ない分子アニオン(マイナスの電荷を持った分子イオン)の回転スペクトルを検出し,その周波数を精度よく測定することであった。様々な工夫で実験を進めた結果,今回見事にOH^-イオンのスペクトルを測定することができた。具体的には,OH^1のJ=1←0,2←1,3←2,4←3線を測定し,これまでの振動回転遷移のデータと合わせて精度のよい分子定数を決定することができた。また,これらの線を使って実験条件の最適値を探し今後の測定の基礎固めを行った。当初の計画ではOH^-の検出に成功したらば引き続き他のイオンもいくつか測定する予定であったが、あいにく校舎の改築の時期に当たったため,2年間のうちの半分は分光装置の解体・保管・移転・再構築というプロセスに時間をとられてしまった。それでも残った時間のうちに何とかイオンの検出に成功し、他のイオン測定の確かな足がかりを築くところまで達成できた。[目的,今年度の目標]これまで研究例の少ない分子アニオン,即ち負の電荷をもった分子イオンに注目し,遠赤外域に存在するそれらの回転遷移のスペクトル線を、炭酸ガスレーザー差周波型遠赤外分光計を使用して検出し、数十kHzの精度で精密に周波数測定することを目的とする。[成果]今年度は校舎改築工事の時期に重なり、分光装置の分解、移転、再構築に多大の時間をとられたため、試料セルの最適化のための準備と、分光計を構成する赤外レーザーの改良を行った。(1)試料セル最適化のための実験装置試料の放電管の管壁に金属のコーティングをつけると負イオンの生成効率が1桁近くあがるということが知られている。そこで,様々な条件のコーティングを多数試験できるよう,水冷式2重管の内管を次々に交換できるような放電セルを準備した。管壁に積極的に金属コーティングを施したり、セル内部に金属壁を設けた放電管にして、様々な条件の放電管を構成できるようにしている。(2)遠赤外分光計の改造分光計の周波数精度を改善するために、レーザー光の安定化用フィードバックループ中の部品として用いられる赤外検出器を新規購入のものに交換した。また、レーザー発振の本数を多くするために、レーザー共振器を構成する反射鏡(特注品)を用意し、レーザーの発振特性を改善した。具体的には,OH^-のJ=1←0,2←1,3←2,4←3線を測定し,これまでの振動回転遷移のデータと合わせて精度のよい分子定数を決定することができた。
都市近郊農村における社会的・政治的ポリティクス

今年度は、「都市近郊農村における社会的・政治的ポリティクス」を大都市圏の人口動態や嫌われ施設の施設立地、水害常襲地の環境認識などから調査した。三大都市圏における人口動態は、都心部の土地不足や地価の高騰のため、大都市圏における郊外住宅地は外延化の傾向を示していたが、長距離に及ぶ通勤・通学の回避もあってか、次第に人口分布が都心回帰の傾向を示すようになってきている。大都市圏周辺部においては、人口減少や地域社会の希薄化がますます進むかもしれないということが理解できた。一方で生活や産業から排出されるゴミの処理方法は都市内外において将来的にも課題として残される。ところが自治体によるゴミ処理施設や一般/産業廃棄物の処分場は嫌われ施設としてとらえられることが多く、大都市や地方都市の近郊農村に集積するという事実もある。これらの地理的要因による施設の立地動向と、自治体の政策や地域住民の反応によりもたらされるコンフリクトの実態を把握するために、栃木県鹿沼市で環境行政に関わる刑事事件を調べ、滋賀県内では産業廃棄物処理場の分布を調べた。また、東海豪雨で洪水災害の発生した愛知県天白川流域に居住する住民の河川に関する環境認識や環境学習に関して実地調査を行った。その結果、かつての土地利用を反映した土地条件を無視した開発の問題点を人々は認識し、それを次の世代に伝えるための様々な社会活動を行っていることがわかった。研究成果として、地域社会の変化や行政施策の変容、人々の地域認識が空間をめぐる社会的・政治的ポリティクスにも影響を与えることが明らかになった。本研究の目的は、現在の都市近郊農村という空間をめぐる社会的・政治的なポリティクスがどのような様相を持つものであるのか、嫌われ施設や犯罪など手がかりに空間をめぐる様々な争いを、実証研究を通じて明らかにすることにある。具体的には、(1)都市近郊農村への嫌われ施設の立地パターンと立地要因、(2)嫌われ施設の立地に際して生起する住民一住民、住民一行政の対立、(3)都市近郊で発生する都市型犯罪、特に幼児・児童犯罪などの発生パターンと住民の対応、以上、三つの実証的な調査を実施する.そして、この三つの研究事例を横断的に検討し、現在の日本の都市近郊農村の社会的・政治的ポリティクスに関して、一定の知見を示すとともに、今後の研究の方向性を示すことが目標である。本年度は、まず、鹿沼市とその周辺の都市近郊農村地域における嫌われ施設(迷惑施設)の立地動向を把握し、地理情報システム(GIS)を用いて、それらの施設の分布特性を把握した。そして、様々な統計データとてらしあわせてみた。次に、富山県下で作成された地域安全マップに関して、作成した小学校でのインタビュー調査を実施した。また、名古屋市の郊外である富士見台学区で、学校・住民が連携して作成する地域安全マップの作成プロセスを調査した。その結果、子どもたちの全空間を確保するための、登下校時の高齢者や主婦による見守り等の活動により、地域住民は地域に一定の安全空間を提供していると感じているものの、子どもたちの戸外活動は登下校時に限られるわけではないため、見守りの活動により、十分な安全空間は提供できていない。さらに、地域安全マップを作成する中、子ども110番の看板が地域の中にたくさん見られるものの、留守宅などが多く、実質的に機能しないことがわかった。
分子ナノシステムの創発化学

本領域では、非平衡開放系における時間・空間の自己組織化の原理を取り入れ、分子の個性が現れる高次な組織体や機能の創発を目指した研究を展開してきた。動的非平衡プロセスによる酸化物ナノワイヤー成長や排他的経路選択による巨大高次構造を持つ多成分構造体の一義的生成など、分子間隣接相互作用のスケールを遥に超えた自己組織化の原理に迫る成果を得た。さらに、非線形性や雑音など、これまで化学には馴染みの薄い概念に基づいて、閾値型の応答を示す自己組織化、分子の酸化還元ネットワークにおける確率共鳴現象の発現など創発的な機能探索を行った。これらの成果を通して「創発化学」という新しい学術領域の存在と重要性を示した。本領域では、高度な分子プログラミングや非平衡科学に基づいた分子レベルの創発を探求し、それを基盤とした新規な物質・機能・ナノシステムの創成を「創発化学」と位置づけて、その学理の追求と応用技術への展開を推進することを目的とする。総括班では、全体会議の開催、公開シンポジウムの開催、班会議の支援を行い、広い分野の研究者による融合的研究のための基盤を醸成し、創発的なナノシステムの構築を目指した新しい領域の開拓を目指す。領域発足の初年度にあたり、領域研究を進めるための体制を構築した。領域のホームページを立ち上げ、創造化学の概念を明確に記載し、領域の基本的な考え方を発信した。また、A01-04の各研究項目の目標と関連分野・キーワードを明示し、平成21年度からスタートする公募研究の応募者が具体的な研究内容を的確に把握できるようにした。領域内研究者が「創発化学」の概念を共有し、既存の研究分野との違いや個別の計画研究の位置づけを明確にすることを目的とした領域発足会議を開催した。会議では、理論とモデルに関する講演を軸に創発化学の概念構築を図り、平成21年度の公募研究を加えた第一回全体会議で、具体的な研究戦略を策定するための準備を行った。また、各研究項月においで融合研究を推進するために、A01班とA04班においでそれぞれ第1回班会議を開催した。A01班では、金属酸化物ナノワイヤー成長について、非平衡開放系の理論的な取り扱いが可能であるか、また、電流-電圧特性における創発的なヒステリシス特性の理解と応用が可能であるかについて議論を行った。また、A04斑では、分子エレクトロニクスにおける脳型情報処理の可能性について検討を行った。さらに、「創発化学」の概念の普及を図るため、応用物理学会においてシンポジウム「創発によるビルドアップ型ナノ物質創製-非平衡科学に基づく材料開発を目指して-」を開催した。領域研究を効果的に推進するため、Webサイトを通じた情報交換や国際的な情報発信を重視している。このため、Webページのデザイン、コーディングと英語によるコミュニケーションが可能な事務担当者を採用し、機動的かつ国際的な運営を行う体制を確立した。このような分野融合的研究を推進するためには、領域内の研究者が共通の時間を持つ機会を多く設定する必要がある。本年度は、8月の全体会議(札幌)で、2月の公開シンポジウム(京都)と、領域関係者全員が集まる2回の機会を持った。どちらの会議でも班会議を組み合わせ、班内部の共通認識形成と、全体を通した概観の両方を得られるように工夫を行った。8月の全体会議は、公募研究者決定後の最初の領域全員が集まる機会であったので、全員が5分程度のショートトークを行うとともに、研究分担者、連携研究者、研究室の学生の多数のポスター発表を組み合わせ、領域内の研究者相互が充分に知り合う機会とした。2月の公開シンポジウムでは、領域を貫くいくつかの論点を意識したプログラム構成を行った。それぞれの論点に関連した研究を行っている領域外研究者の招待講演を組み合わせて、ストーリとして、聴きごたえがあり、深い議論を行うようにした。また、領域研究を発信するために、特に領域外からの一般参加を重視し、外部参加者にもポスター発表を奨励することにより、議論の拡がりを目指した。150名の参加者のうち、60名が一般参加者であり、領域研究の発信に成功した。このような分野融合的研究を推進するためには、領域内の研究者がお互いの研究について議論を交わす機会を持つことが重要である。

また、少し離れた分野の高い立場からの講演を聞き、学問分野を俯瞰して新しい連関を見出す機会を持つことが必要である。本年度は、8月の全体会議は、全員がそろって議論するために、都心から離れて河口湖において合宿形式でおこなった。あえてポスター発表を行わず、全領域メンバーが全ての計画研究、公募研究者の15分以上の講演を聞いて、全員で議論することを行った。プログラムは単純な班別構成を避けて、共通の視点や方法のあるものを集めて、班を越えたプログラム編成を行い、お互いの関連が浮き彫りにになるよう工夫を行った。2月の第二回公開シンポジウム(東京)では、3名の招待講演者を迎え、創発に関する高い立場からの講演のあと、領域内研究者の講演が続くように工夫したプログラムを編成した。また、プログラムは、若手やこれまでの研究会で長時間の講演を行っていないメンバーを中心に選び、新鮮さが出るように工夫を行った。第二回の公開シンポジムでも、参加者は130名を数え、領域外から60名近い聴衆を集めた。ポスター発表においても、領域外からの応募が15%に達し、領域の公開シンポジウムとして、情報発信をおこなうことができた。本領域を推進するには、主に化学の領域で行われてきた平衡系分子構造の高度化による高次構造と高次機能の発現に関する研究と、主に物理の領域で行われてきた非平衡開放系の散逸構造が導く階層形成を結び付ける必要がある。このような分野融合的研究を推進し、「創発化学」の概念を確立するために、領域内で行われている研究を広く概観して、概念を共有するための機会を設定した。本年度は、新しい公募研究者を迎える年である。そこで、8月の全体会議(別府、非公開)では、初日にポスターセッションを中心に領域全体を{府轍できるように配慮した。都心から離れて合宿形式で会議を行い、充分な討論を行った。新しいメンバーとも充分な懇親の時間を取れるようにし、各研究者間の議論と交流を促した。また、昼食時に班会議も行い、新しい公募研究者が各班のメンバーに入っていきやすいよう配慮した。2月の公開シンポジウムでは、前年同様に領域を貫くいくつかの論点を意識したプログラム構成を行った。それぞれの論点に関連した研究を行っている領域外研究者の招待講演を組み合わせて、深い議論を導くように会議を構成した。領域研究を発信し、広く領域外の研究者と議論を行うために、一般からの参加を重視し、外部参加者にもポスター発表を奨励した。2012年には、国際会議のシンポジウムの主催を行った。1班、4班の研究内容を中心に、中国、麗江で開催されたAsiaNano2012において、創発化学のセッションを設け、創発化学の概念と成果の発信を行った。新学術領域「分子ナノシステムの創発化学」成果を集積、整理し、5年間の研究の総まとめをおこなうとともに、事後評価報告書作成および成果概要集の作成を行った。領域の設定目的に照らして、各成果の評価と位置づけを行った。その結果、創発の因子として、非平衡成長、ゆらぎ伝搬・増幅、経路選択、化学トリガー、刺激の伝搬・増幅、共同効果などを見出し、分子ナノシステムにおいて巨大構造・機能の創発を導く概念として、非平衡散逸系における物質創成、単一位相支配、巨大一義構造、動的機能創発、確率共鳴などが重要であることが明らかになった。
極低温中での急速凍結固定法を用いた細菌超微細構造の研究

急速凍結置換固定法を細菌微細構造の研究に応用した。まず装置の自作から始め、最適の凍結、固定條件の設定を行った。装置・固定条件は下記のもので好結果を得た。1.純銅でロックの表面を鏡面に磨き、そこに試料を圧着して凍結させる。冷媒は液体チッソで充分であった。2.置換固定は、アセトンに四酸化オスミウムを4%に溶解したものを用いドライアイス-アセトン中で24時間行うので好結果を得た。四酸化オスミウムは決ずしも固定には必要はないが、試料に電子線のコントラスとを与えるのにはあった方が都合がよい。3.凍結され、構造のよく保存される範囲は、圧着面上510μmであった。この方法で種々の細菌の構造を観察し次のような成果を得た。1.大腸菌外膜は、波状の構造を示さず、内膜、ペプチドグリカン層が一体となったきれいな構造である。2.細菌核は、従来教科書に記されている、DNA線維が中心に集積した構造ではなく、菌体内に広く拡がった構造をもっている。しかも、條件により、収縮と拡張をくり返すダイナミックな構造である。3.従来の化学固定法では観察困難であった、きよう膜の微細構造が観察可能となった。これからの展望として、細菌と生体細胞との反応、とくに食細胞との反応を観察することにより、食作用・機序がもっと祥細に明らかになると考えられる、しかしそのためには、液体ヘリウムによる冷却が必要である。
近代イギリス哲学における自由思想運動と感情主義倫理学――ロックからシャフツベリへ

本年度の研究成果は以下の通りである。【1.ロックにおける主意主義と無私性の問題】ロックの『人間知性論』は、道徳的な善を行為の価値ではなく、行為が因果的にもたらす利益の価値とし、それを法学的・外面的に理解している点や、また、意志決定理論においても、最大の幸福を量的に比較可能なものとして考察している点で、主意主義的・ホッブズ主義的な要素を残している。他方、この要素には特殊な神学的ないし経験論的修正が加えられており、恣意的な権力と結びつく可能性はそれに応じて限定されていると考えられる。また、ロックの『教育に関する考察』の賞罰論は、子供に賞罰や名誉不名誉の価値ではなく行為自体の価値を認識させるものと捉えられる箇所があり、ロックにおける無私性の言語化を考察する上で重要である。【2.近世における学問の権利と言論形態の分析】17-18世紀イギリスの学問の機会(初等教育および高等教育)には様々な制約や差別が存在しており、とりわけ18世紀のイングランドの大学では階級・政治・宗教・性別に基づく制約が学問の実態を特徴づけていた。この時期に高等教育に関する根本的な社会改革が行われることはなかったが、他方で、哲学者や文人によって、哲学の主体を教会や大学の外部に求めるという主張が展開されるようになる。哲学の新しい主体として注意を向けられたのは、女性一般(アステル)、政治家や軍人(シャフツベリ)、都市民(アディソン)であり、その一部はより平明な形態の言論(随筆、会話)の擁護と結びついていた。この研究成果は、学問の自由を擁護する自由思想運動と対立していた具体的な制約の実態を明らかにするものである。【3.次年度の計画に関わるその他の論点】次年度の研究計画に引き継がれる論点としては、自由思想運動や道徳感覚理論における古典受容の性格の分析や、当時の証言論における証言の信頼性の表現の分析などが挙げられる。現在までの進捗状況としては、人物と著作を軸とした分析から文脈や主題を軸とした分析へと移行している点でアプローチの変化があった(ただし、研究対象や研究目的に変更はない)。具体的には、17世紀末から18世紀初頭までのイギリスの哲学者についてテキスト分析を行う中で、当時の学問状況や西洋古典の受容状況といった文脈の調査・分析の必要性や重要性が確認されたり、哲学者同士の比較を行う上で見通しの良い主題(現在までの進捗では、証言論などがこれにあたる)が予想されたりしたため、現在までに一程度のまとまった時間をそれらの背景や主題の調査や検討に割くこととなった。また、これらの変化に加え、研究計画段階で予想した以上の発見があった。具体的には、コリンズの証言論において「誠実さ」(honesty)と「無私性」(disinterestedness)の概念が認められたことである。これらは、ロックの証言論を継承した言葉遣いであるが、同時に、シャフツベリによる道徳感覚理論の論述でも依拠されている概念でもあり、自由思想運動と道徳感覚学派の共通性を示す具体的なエビデンスとすることができる。この点は、研究計画の目的の達成の見込みを大きく高めることであり、本研究計画上重要な発見である。以上の理由から、現在までの進捗状況は計画時点で予期していないアプローチの変化やエビデンスの発見があったが、これらはいずれも想定以上の進展であり、望ましいものである。他方、アプローチの変化に伴って、計画していたテキストの分析の一部を保留し、計画で挙げていなかった関連テキストを多く扱うこととなった。以上を総合した自己評価として、現在までの進捗状況は「おおむね順調に進展している」としておく。前述の通り、現在の研究アプローチは各哲学者や各テキストにおける歴史的文脈や通時的な主題の調査・分析を中心としており、これはアプローチが有効だと考えられる限り継続していく。他方で、今後の研究では、当該のアプローチにおいて現在までに展望された各論点について個別の結論を出した上で、それを踏まえて当初の研究計画で予定していたテキストの構造分析および修辞分析を重点的に進めることを予定している。具体的な方策は以下の通りである。【1.西洋古典受容の分析】当該のアプローチから展望された論点で今後最も重視するものは、西洋古典受容(とりわけ古代ローマのテキストの受容)であり、これは現在までの研究から自由思想運動や道徳感覚学派の動向を分析する有効な指標となることが見込まれているため、優先して検討する。【2.文脈調査を踏まえたテキスト分析】当初計画していたテキストの全体的構造の分析を進め、その修辞的特徴を調査・分類していく(例えば「誠実/不誠実」といった形容など)。この際、各論述の解釈にあたっては、現在までの研究で明らかにした当時の学問の歴史的状況(階級や政治、宗教や性別に関わる明示されない了解)に注意する(例えば、道徳的な教育における「子供」はどの階級、どの性別の子供なのか、など)。以上の方策に則って、今後の研究では、当初計画していた通り、ロック、トーランド、コリンズ、シャフツベリを中心に分析を進めていく。

他方、この要素には特殊な神学的ないし経験論的修正が加えられており、恣意的な権力と結びつく可能性はそれに応じて限定されていると考えられる。また、ロックの『教育に関する考察』の賞罰論は、子供に賞罰や名誉不名誉の価値ではなく行為自体の価値を認識させるものと捉えられる箇所があり、ロックにおける無私性の言語化を考察する上で重要である。【2.近世における学問の権利と言論形態の分析】17-18世紀イギリスの学問の機会(初等教育および高等教育)には様々な制約や差別が存在しており、とりわけ18世紀のイングランドの大学では階級・政治・宗教・性別に基づく制約が学問の実態を特徴づけていた。この時期に高等教育に関する根本的な社会改革が行われることはなかったが、他方で、哲学者や文人によって、哲学の主体を教会や大学の外部に求めるという主張が展開されるようになる。哲学の新しい主体として注意を向けられたのは、女性一般(アステル)、政治家や軍人(シャフツベリ)、都市民(アディソン)であり、その一部はより平明な形態の言論(随筆、会話)の擁護と結びついていた。この研究成果は、学問の自由を擁護する自由思想運動と対立していた具体的な制約の実態を明らかにするものである。【3.次年度の計画に関わるその他の論点】次年度の研究計画に引き継がれる論点としては、自由思想運動や道徳感覚理論における古典受容の性格の分析や、当時の証言論における証言の信頼性の表現の分析などが挙げられる。現在までの進捗状況としては、人物と著作を軸とした分析から文脈や主題を軸とした分析へと移行している点でアプローチの変化があった(ただし、研究対象や研究目的に変更はない)。具体的には、17世紀末から18世紀初頭までのイギリスの哲学者についてテキスト分析を行う中で、当時の学問状況や西洋古典の受容状況といった文脈の調査・分析の必要性や重要性が確認されたり、哲学者同士の比較を行う上で見通しの良い主題(現在までの進捗では、証言論などがこれにあたる)が予想されたりしたため、現在までに一程度のまとまった時間をそれらの背景や主題の調査や検討に割くこととなった。また、これらの変化に加え、研究計画段階で予想した以上の発見があった。具体的には、コリンズの証言論において「誠実さ」(honesty)と「無私性」(disinterestedness)の概念が認められたことである。これらは、ロックの証言論を継承した言葉遣いであるが、同時に、シャフツベリによる道徳感覚理論の論述でも依拠されている概念でもあり、自由思想運動と道徳感覚学派の共通性を示す具体的なエビデンスとすることができる。この点は、研究計画の目的の達成の見込みを大きく高めることであり、本研究計画上重要な発見である。以上の理由から、現在までの進捗状況は計画時点で予期していないアプローチの変化やエビデンスの発見があったが、これらはいずれも想定以上の進展であり、望ましいものである。他方、アプローチの変化に伴って、計画していたテキストの分析の一部を保留し、計画で挙げていなかった関連テキストを多く扱うこととなった。以上を総合した自己評価として、現在までの進捗状況は「おおむね順調に進展している」としておく。前述の通り、現在の研究アプローチは各哲学者や各テキストにおける歴史的文脈や通時的な主題の調査・分析を中心としており、これはアプローチが有効だと考えられる限り継続していく。
次世代シーケンサーを用いた種間共有SNP解析による雑種起源ササ類の遺伝学的検証

生物種間の雑種の起源について遺伝学的に検証するためには、親種間で共有する核ゲノムDNAマーカーが必須である。しかし、種間共有できるマーカーを多数得るのは、これまでの技術では一般に困難であった。そこで本研究では、次世代シーケンサーを用いた新たなDNA分析手法(MIG-seq法)により、簡便に共有マーカーを得て、これまで容易には解決できなかったササ類における雑種起源の一例を明らかにした。さらに別の生物種(ツツジ属)における雑種起源の推定も実施し、本研究の手法が雑種起源の検証法として有効であることを示した。同一地域内に自生するササ類の推定雑種であるアズマザサ属ウゴザサ(Sasaella masamuneana f. hashimotoi)と、その推定親種であるササ属チマキザサ(S. palmata;同節の近縁種を含む)、およびメダケ属アズマネザサ(P. chino)の3種、さらには同一地域内に自生するその他のササ類についてSNP解析を行うことで、推定雑種の両親種を遺伝的に明らかにすることを試みた。次世代シーケンサーを用いたSNP分析法であるMIG-seq法を用いてSNPを検出し、その遺伝子型を基にそれぞれ算出した遺伝的な距離を2次元散布図にする主座標分析(PCoA)を行った結果、各種ごとにまとまりが見られ、推定雑種は推定両親2種の中間的な配置関係にあることがわかった。遺伝的集団構造(STRUCTURE)解析においても、推定雑種は推定両親種の遺伝的要素をほぼ半分ずつ持っていることが示された。また、ABC法による集団動態推定を行った結果、祖先集団から推定両親種がまず分化し、その後に2種間の交雑によってウゴザサが形成されたとするシナリオが支持された。母性遺伝する葉緑体DNAの塩基配列情報を比較した結果では、推定雑種からは推定両親種と同じハプロタイプのみが検出された。以上の結果から、本研究で対象とした推定雑種アズマザサ属ウゴザサは、メダケ属とササ属の属間雑種由来であるという仮説が強く支持された。本研究の手法は、その他の同様な雑種関係の解明にも応用できると考えられ、本研究ではそのモデル的成果が得られたと言える。当初予定していた解析はほぼ予定通り進展したが、標本試料の分析だけは実現できなかった。しかし、当初目的としていた成果については十分に得ることができ、データ解析については、当初予定していなかった集団動態履歴推定を盛り込むことができ、予定以上の成果を上げることができた。同一地域内に自生する推定雑種であるアズマザサ属ウゴザサ(Sasaella masamuneana f. hashimotoi)と、その推定親種であるササ属チマキザサ(S. palmata;同節の近縁種を含む)、およびメダケ属アズマネザサ(P. chino)を対象としてDNA分析を行うことで、推定雑種の両親種を遺伝的に明らかにすることを試みた。その結果、推定雑種アズマザサ属ウゴザサは、メダケ属とササ属の属間雑種由来であるという仮説が強く支持されるとともに、推定雑種と推定両親種の間で浸透性交雑が起こっている可能性が示唆された。本研究の手法は、その他の同様な雑種関係の解明にも応用できると考えられ、本研究によってそのモデル的成果が得られたと言える。以上のように、本研究によるMIG-seq法を用いた集団遺伝学的な解析が、雑種起源の検証法として有効であることが示された。27年度中に得られた成果について論文化を進める。また、当初予定していたナンブスズ節を対象とした同様の解析を進める。森林分子生態学当初予定していた実験補助者の雇用費については、適切な人材が確保できなかったため支出を次年度に見送ることとし、その分の費用が余剰となった。また、学会発表のための旅費支出を予定していたが、発表した国際シンポジウムが勤務地近くで開催されたため、その旅費が不要となり、その分の支出が余剰となった。一方で分析実験用の試薬代が予定よりもかかったため、物品費は予定よりも高くなり、一部相殺された結果、最終的に34万円弱を次年度に繰り越すこととなった。次年度に見送ることとした実験補助者(研究支援者)を28年度に雇用することとし、その人件費として繰越金額の大半を使用する。それ以外はほぼ当初計画の予定通りとする。