hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
長残光蛍光体/可視光応答型光触媒ハイブリッド球状粒子の創成と環境保全色材への応用

(3)今後は、当初の予定に従い、長残光蛍光体および酸化チタンとセルロースを複合粒子化し,加熱処理することにより,暗所で発光する酸化チタン/カーボン複合粒子が構築する予定である。申請者らは塗膜性に適した形・サイズと暗所でも機能を持続できることを念頭に置き、光触媒と残光性蛍光体を担持したミクロンオーダーの真球状微粒子の開発に着眼した。これまでに、ビスコース相分離造粒法を用いて真球状のセルロース/酸化チタン複合粒子を調製し、その加熱処理により、カーボン複合マイクロ球状粒子を開発している。(1)ビスコース相分離造粒法を用いて、粒子化することを念頭に置いているが、残光性蛍光体を複合させる前に、酸化セリウム、ダイヤモンド、コバルト系顔料、ニッケル系顔料などの複数種の無機材料とセルロースとのコンポジット化を行い、ゼータ電位測定装置を用いて、表面電位とその関係を調査した。その結果、表面電位がマイナス側で、均一な電位を有するほど、表面に露出することが確認された。(2)長残光性の蛍光体を念頭に置き、Ca、Sr、Baなどから構成されるアルミン酸酸化物、MAl_2O_4に着目した。酸化チタンと発光しているアルミン酸酸化物を混合した場合、光照射を行わなくても、光触媒能を持続し、アセトアルデヒドの分解が生じることがわかった。同時に耐水性が高いアルミン酸酸化物の検討も必要であることが確認された。(3)ビスコース中にアルミン酸酸化物を分散させると分解が生じ、そのままでは、複合化ができない。そこで耐水性の向上を図るために、造粒時に使用する炭酸カルシウムとアルミン酸酸化物の複合化を行った。繊維質への担持など、他の物質との複合化を行うには、炭酸カルシウムの構造が針状結晶(アラゴナイト)でなければならない。アラゴナイト構造を持つ、炭酸カルシウムの合成は、行われるが、水系合成では、アルミン酸酸化物の分解が生じる。我々は、非水系溶媒中でアラゴナイト炭酸カルシウムを合成し、さらに残光性蛍光体を複合させることを可能とした。研究報告記載。
緑色植物型光化学系ＩＩ超複合体の構造に関する研究

1.クラミドモナスにおいて、6xHisタグ付加PsbPを用いてアフィニティ精製されたPSII複合体をLC-MS解析に供した。その結果、精製PSII複合体には主要なPSII膜内在性サブユニットに加え、各種膜表在性サブユニットやアンテナタンパク質が含まれていることを確認した。続いて、精製PSIIサンプルをネガティブ染色し、電子顕微鏡解析を行った。その結果、アンテナタンパク質複合体を結合したPSII-LHCII超複合体の像を検出することができた。さらに、前年度の結果を踏まえ、同定した変異と6xHisタグ配列を持つPsbPを発現するクラミドモナス機能相補株を作出した。その結果、当該変異PsbP発現株の酸素発生活性は野生型PsbP発現株の活性よりも有意に高く、さらにPSII複合体のアフィニティ精製の結果、より多量のPSII複合体を精製できることを見出した。本研究において構築したクラミドモナスにおけるPsbP機能相補系は、in vivoにおいて変異型PsbPの機能解析を行う上だけでなく、PSII-LHCII超複合体を簡便に単離し、その機能解析や構造解析を行う上にも有用であると期待される。2.組換えPsbPタンパク質を用いたホウレンソウPSII膜の再構成系を、電子スピン共鳴法の一種であるPELDOR法と組み合わせ、PSII内部のTyrD・とPsbP間の距離測定を行った。部位特異的にCys残基を導入したPsbPのP20C, S82C, A111C, A186C変異体を作製し、それらCys残基側鎖にラベル化剤4-Maleimido TEMPOを共有結合させることで、PsbPに不対電子を導入した。これらラベル化PsbPをPSII膜に再構成し、TyrD・とPsbPに導入したラベル間の距離をPELDOR法により測定した結果、その距離は約51 A (P20C)、約55 A (S82C)、約58 A (A111C)、約58 A (A186C)であることが明らかとなった。本実験により得られたPsbP-PSII間距離情報は、緑色植物型PSII複合体におけるPsbPのより詳細な結合トポロジーを明らかにする上で重要な情報となることが期待される。28年度が最終年度であるため、記入しない。1.PsbPのN末端を介した相互作用がPSIIの構造と機能に及ぼす影響を、ホウレンソウPSII膜を用いたin vitro再構成系により解析した。その結果、PsbPのN末端を介したPsbEサブユニットとの相互作用は、チラコイド膜ストロマ側の構造変化を伴い、Cyt b559の酸化還元電位の回復を引き起こすことを認めた。一方、合成したPsbPのN末端ペプチドは、Cyt b559の酸化還元電位の回復に加えて、PSIIの水の酸化側の阻害を引き起こすことが明らかとなった。Cyt b559は、PSIIの活性化状態に応じて複数の異なる酸化還元電位をとり、PSII内部における副次的電子伝達に関与すると考えられている。すなわち、PsbPのN末端配列は、PSIIの分子集合過程において複合体内部での電子の流れを制御し、PSIIを損傷から守る機能を果たしていることが示唆された。2.PSIIとの静電的な相互作用に重要であるPsbPの塩基性ポケット近傍に存在するアミノ酸残基を置換したPsbP変異体を大腸菌で作製し、ホウレンソウPSII膜を用いたin vitro再構成実験によりその機能評価を行った。その結果、当該変異体はPSIIとの結合が増強されており、それを結合したPSIIの酸素発生活性は野生型を結合したものよりも高く、またその活性はより長時間維持されることを認めた。3.緑藻クラミドモナスのPsbP欠損株において外来PsbP遺伝子を導入し、PSIIの機能相補に成功した。さらにC末端にHisタグ配列を付加したPsbP遺伝子を発現する形質転換株も、野生型PsbP発現株と同様の酸素発生活性を示した。そこでチラコイド膜を単離し、1% n-dodecyl-α-D-maltoside存在下で穏やかに可溶化後、金属アフィニティークロマトグラフィを行い、PSII複合体の精製を行った。Blue Native-PAGE (BN-PAGE)解析、およびゲルろ過クロマトグラフィ解析の結果、アフィニティー精製されたPSIIはかなり均一な複合体の状態であると考えられた。PsbPのN末端配列を介した相互作用が、PSIIの構造と機能に及ぼす影響に関して新規な知見を得、論文発表や学会発表を行うことができた。また、PSIIとの結合を増強することができるPsbPの変異を見出した。加えて、クラミドモナスでのPsbPの機能相補系を構築し、Hisタグ付加PsbPを利用してPSII超複合体を精製可能な系を確立した。これは、変異型PsbPのin vivoでの機能解析や、緑色植物型PSII超複合体の構造解析を行う上での基盤となると考えられる。

その結果、アンテナタンパク質複合体を結合したPSII-LHCII超複合体の像を検出することができた。さらに、前年度の結果を踏まえ、同定した変異と6xHisタグ配列を持つPsbPを発現するクラミドモナス機能相補株を作出した。その結果、当該変異PsbP発現株の酸素発生活性は野生型PsbP発現株の活性よりも有意に高く、さらにPSII複合体のアフィニティ精製の結果、より多量のPSII複合体を精製できることを見出した。本研究において構築したクラミドモナスにおけるPsbP機能相補系は、in vivoにおいて変異型PsbPの機能解析を行う上だけでなく、PSII-LHCII超複合体を簡便に単離し、その機能解析や構造解析を行う上にも有用であると期待される。2.組換えPsbPタンパク質を用いたホウレンソウPSII膜の再構成系を、電子スピン共鳴法の一種であるPELDOR法と組み合わせ、PSII内部のTyrD・とPsbP間の距離測定を行った。部位特異的にCys残基を導入したPsbPのP20C, S82C, A111C, A186C変異体を作製し、それらCys残基側鎖にラベル化剤4-Maleimido TEMPOを共有結合させることで、PsbPに不対電子を導入した。これらラベル化PsbPをPSII膜に再構成し、TyrD・とPsbPに導入したラベル間の距離をPELDOR法により測定した結果、その距離は約51 A (P20C)、約55 A (S82C)、約58 A (A111C)、約58 A (A186C)であることが明らかとなった。本実験により得られたPsbP-PSII間距離情報は、緑色植物型PSII複合体におけるPsbPのより詳細な結合トポロジーを明らかにする上で重要な情報となることが期待される。PsbPの個々の相互作用がPSIIの構造と機能に及ぼす影響に関して、in vitroとin vivoの両面からさらなる解析を進める。Hisタグ付加PsbPを利用して精製したPSII複合体サンプルに関して、電子顕微鏡解析による構造解明に挑戦する。同時に、部位特異的スピンラベル法とPELDOR解析によりPsbPとPSIIコア内部に存在するラジカル分子間の距離情報を得る。そして、電子顕微鏡解析から得られた構造情報に、化学架橋剤を用いた相互作用相手の同定結果、PELDOR解析から得られた距離情報、変異型PsbP, PsbQを用いた機能解析実験の結果を統合し、緑色植物型PSII-LHCII超複合体の全体像を構築する。28年度が最終年度であるため、記入しない。
政府レベル間の人事交流-公共部門における人材戦略の生成と展開

平成11年度においては、前年度の研究成果を踏まえて、研究代表者と研究分担者のそれぞれの専門領域から課題である人事交流の分析にアプローチをするとともに、意見交換を行った。研究代表者は、日本における地方行政、中央地方関係についての自らの研究を機軸として、現代国家における公共部門の人材戦略の形成を、組織の相互の関係から分析し、主として都道府県を対象としてインタビュー調査ならびに資料の収集整理を行った。前年度からの継続として、都道府県内部における人事交流(都道府県と域内市町村の人事派遣、受け入れ)を分析する作業を進展させた。研究分担者は、日本における人事政策、人事行政にかんする研究蓄積および実務家としての経験をふまえて、公共部門の人材戦略の一環としての人事交流を、個々の組織における基本となる生存戦略ととらえて、その分析を進めた。とくに、前年度に引き続き、組織における意思形成のプロセス、政策のフォーマル、インフォーマルな決定のプロセスを詳しく調査分析することが出来た。以上のような研究代表者、研究分担者のぞれぞれの研究から、我が国における公共部門の人材戦略の一環として、人事交流が行われてきたこと、またそれは中央から、あるいは府県からの一方的な戦略展開ではなく、市町村、政令指定都市、府県、地方団体などが中央の各省庁との自発的、相互的な関係のなかで次第に形成されてきたことを確認した。公共部門における人材戦略の展開について、とくに地方政府を中心に焦点をあてて研究を試みるのが本研究である。まず平成10年度、研究代表者と研究分担者の間でそれぞれの専門領域から既存の利用可能なデータや論文を検索したうえで検討した。結論からいえば、既発表の文献に直接利用できるものはそれは多くはなく、今後独自の資料・情報収集が不可欠であることを確認した。そこで、間接的なバックグラウンドデータとして、都道府県・市町村関連の50年史の類いを収集するとともに、多数の自治体の人事および研修担当の部局に協力を要請し、インタビュー調査を重点的に行いつつある。人事行政は不可避的に個人情報を含んでおり、プライバシーの観点などから慎重な態度をとる自治体も少なくない。また政府間レベルの人事交流は、昨今天下りとして厳しい批判をうけているものもある。しかしながら大多数の自治体は研究の趣旨に理解を示し、可能な限りの協力をしていただいている。現在、そうした聞き取り調査の結果得られた知見、すなわち人事交流の数字であらわれた実績の経年変化や、数字ではすくいとりえないような情報、たとえば派遣要請の決定過程やそれに対する人事部局、予算部局、首長、議会との関係などを整理しながら分析している。最終年次である11年度には、こうした作業を継続することによって、人事交流のシステムを総体として理解できるように提示したい。
網膜色素変性に対するリードスルー薬の開発

網膜色素変性(RP)は現在のところ治療法のない難病である。現在までに80を超える原因遺伝子が知られており、それらすべての遺伝子に対する治療をそれぞれに開発することは現実的でない。本研究では汎用性の高いRP治療開発に貢献するため、原因遺伝子に関係なくPTCナンセンス変異を治療ターゲットとする薬物治療の可能性を探求する。既存薬の中からRP病因であるタンパク質合成を中断するPTC変異を読み飛ばしタンパク質合成を再開させる治療候補薬(リードスルー薬)を化合物ハイスループットスクリーニング法を用いて同定する。さらにiPS細胞由来ヒト疾患モデルを用いることにより、同定された候補薬の前臨床試験を施行する。
蝸牛有毛細胞の感覚毛能動運動による音伝達機構増幅のメカニズム

音を認知するためには、空気の音圧振動から鼓膜、耳小骨の固体振動への変換、内リンパ液への液体振動への変換、さらに内耳の音受容器(有毛細胞)から聴神経への電気信号への変換へとその伝達様式が変化していく。それぞれの過程で振動刺激の物理的減衰があるため、内因性の音増幅のメカニズムが存在するが、その中でも内耳蝸牛の音増幅メカニズムが最も重要である。従来蝸牛の有毛細胞の中で外有毛細胞がその役割を担うとされてきたが、本研究は内有毛細胞も音増幅に貢献するメカニズムを有することを示した。内耳の"cochleaamplifier"の役割のひとつを担うとされている、有毛細胞頂上部の感覚毛の能動的な運動を解明するのがこの研究の目的である。具体的にパッチクランプ法にて感覚毛の能動的運動に起因するトランスデューサー様の電流を測定するが、そのためには細胞単離の成功率を上げることが必須である。感覚毛の運動に起因する"cochleaamplifier"のメカニズムは、内耳蝸牛の有毛細胞でも特に内有毛細胞が有している可能性が高いため、主に内有毛細胞の単離率を上昇させる工夫を行った。具体的には、骨ラセン板をピンセットにて左手で固定、27番の注射針を使って利き手にてコルチ器、基底板を切離していった。明視下に骨ラセン板の骨のなるべく近くを操作し、内有毛細胞、外有毛細胞を共に含めて採取した。これらの操作を施行するのに、購入した新型の高性能実体顕微鏡(ライカマイクロシステムス"社・MZ-95)が大変有用であった。また今までは室温にて細胞単離を行っていたが、今回購入したディアルチャネル温度コントローラを使用し、ホ乳類体温にて単離操作を加えたところ、内有毛細胞の採取率がアップした。今回目的とするトランスデューサー様電流の測定のためには、細胞を充分に固定し、感覚毛をフリーの状態として、Kイオン等をブロックした状態での測定が必要である。しかし、これまでの膜イオン電流の報告の多くは室温での測定あり、ホ乳類体温(37°C)での報告はほとんどない。ブロックするKイオン膜電流の、ホ乳類体温においての特性自体も不明である。そこで、19年度はまず蝸牛内有毛細胞のKイオン電流の温度依存性について測定をすすめたところ、これまで報告されていないいくつかの新知見を得ることができた。内耳の"cochleaamplifier"の役割のひとつを担うとされている有毛細胞頂上部の感覚毛の能動的な運動を解明するのがこの研究の目的である。前年度は内有毛細胞の単離率を上昇させる工夫を行い、その収集率が上がった。本年度は、感覚毛の能動的な運動を起源とするトランスデューサー様電流に対する細胞外側あるは内側のCa2+イオンの影響を検討した。単離した内有毛細胞において感覚毛をフリースタンディングの状態とし-80mVの保持電位から+80mVのパルス状の脱分極刺激を与えると、脱分極による定常的な外向き電流と再分極による-過性の内向き電流(順応現象)が惹起された。電流波形の特徴により、感覚毛の能動的な運動を起源とするトランスデューサー様電流と考えられた。細胞外Ca2+濃度を1mMから2.5mMに変換すると、外向き電流値は減少し、内向き電流の減衰速度が増加した。逆に、1mMからOmMへ細胞外Ca2+濃度を減少させると、外向き電流値の増加と、内向き電流の減衰速度の減少を引き起こした。cAMPは細胞内Ca2+濃度を上昇させることが知られている。cAMPアゴニストである8-Br-cAMPを投与すると、外向き電流値は抑制され、内向き電流の順応速度を増加させた。これらの変化は、高Ca溶液の細胞外投与による変化と類似していた。上記のCa2+による変化は、感覚毛刺激により発生するトランスデューサー電流と一致する変化であり、観察されたトランスデューサー様電流が感覚毛の能動的な運動を起源とする可能性が強く示唆された。
新規シロキサン系フォトリフラクティブ材料の開発とホログラフィーへの応用

構造制御した籠状オリゴシルセスキオキサンは、籠構造の各コーナーにあるケイ素原子に有機系置換基を導入することができる、ユニークな有機-無機ハイブリッド型材料として、最近、新しいタイプの機能性材料への応用に注目を集めている。導入された有機系置換基は一般に放射状に面しているため、ここに光・電子機能性クロモフォアを導入すれば、これらのクロモフォアはオリゴシルセスキオキサン骨格の嵩高さとシロキサン結合の非共役性により、立体的にも電子的にも隔離され、凝集や二量化などクロモフォア間に生じる相互作用を抑制できるものと期待できる。このような背景から、昨年度、申請者は光電子機能基としてカルバゾールを有する籠状オリゴシルセスキオキサン(POSS-Cz)を設計・合成することに成功した。POSS-CzのDSCを測定したところ、1回目の昇温過程では、融解に基づく鋭い吸熱ピークが観測されたのに対し、2回目はガラス転移に基づくベースラインシフトのみが観測された。ガラス状態のPOSS-Czの粉末X線回折測定から、このガラス性固体が非晶質であることが確認できた(I.Imae, Y.Kawakami, J.Mater.Chem.,15(43),4581-4583(2005))。今年度は、得られた化合物の固体状態におけるクロモフォアの凝集状態について考察する目的で、溶液状態と固体状態での発光特性について定量的に考察した。その結果、POSS-Czは固体状態においても溶液状態と極めて類似した発光性を示すと共に、その量子収率もほとんど減少していないことが分かった(I.Imae, Y.Kawakami, Y.Ooyama, Y.Harima, Macromol.Symp., in press (2007))。以上の結果から、本研究で設計したπ電子系クロモフォアを有する籠状シルセスキオキサンは、固体状態においてアモルファスガラスを形成すると共に、クロモフォア間の凝集が生じないために、光散乱や電荷のトラップサイトが存在しない優れた電荷移動材料として機能することが期待され、本結果が新規フォトリフラクティブ材料に新たな材料設計指針を与えるものと期待できる。構造制御した籠状オリゴシルセスキキサンは、籠構造の各コーナーにあるケイ素原子に有機系置換基を導入することができる、ユニークな有機-無機ハイブリッド型材料として、最近、新しいタイプの機能性材料への応用に注目を集めている。本研究では、光電子機能基としてカルバゾールを有する籠状オリゴシルセスキオキサン(POSS-Cz)を合成し、その固体状態での発光特性を評価した。ガラス状態のPOSS-Czの粉末X線回折測定から、このガラス性固体が非晶質であることが確認できた。POSS-Czの固体状態の発光スペクトルは、溶液状態とほとんどかわらないモノメリックな発光挙動を示した。このことは、中心のPOSS核が剛直であるために、カルバゾール部分が固体状態でも凝集することなく散在していることを意味している(I.Imae, Y.Kawakami, J.Mater.Chem.,15(43),4581-4583(2005))。この化合物はPOSSこあとカルバゾール部分の間にフレキシブルなシロキサンがスペーサーとして介在するため、ガラス転移温度は室温付近にまで低下させることができた。このことは、本材料がフォトリフラクティブ材料の光導電性マトリックスに必要な条件を有していることを示唆して折り、来年度は本材料を用いたフォトリフラクティブ効果について検討する予定である。

今年度は、得られた化合物の固体状態におけるクロモフォアの凝集状態について考察する目的で、溶液状態と固体状態での発光特性について定量的に考察した。その結果、POSS-Czは固体状態においても溶液状態と極めて類似した発光性を示すと共に、その量子収率もほとんど減少していないことが分かった(I.Imae, Y.Kawakami, Y.Ooyama, Y.Harima, Macromol.Symp., in press (2007))。以上の結果から、本研究で設計したπ電子系クロモフォアを有する籠状シルセスキオキサンは、固体状態においてアモルファスガラスを形成すると共に、クロモフォア間の凝集が生じないために、光散乱や電荷のトラップサイトが存在しない優れた電荷移動材料として機能することが期待され、本結果が新規フォトリフラクティブ材料に新たな材料設計指針を与えるものと期待できる。
ウォーターパネル技術プロトタイプと持続型住宅としてのウォーターハウスに関する研究

昨年度に続き、Allwaterパネルの研究を続けた。三菱樹脂の助けを借りて、第1パネルの試作品を実験し、パネルの設計が確定しました。研究は、日本での実験的なパビリオンを建設するために開発されました。小さな建物は、パネルを使用して構築されるように設計されました。またデザインは、三菱樹脂に提出した研究プロジェクトのアイデアが受け入れられ、彼らが材料をサポートしてくれました。それらに加えて、旭硝子が試験的パビリオンのためのガラスパネルプロジェクトに参加してくれました。また、住宅メーカーにコンタクトを申し入れたところ、ダイワハウスが研究に興味を示してくれ、研究支援に関する会議を開催し、隈研究室と大和ハウス工業研究ユニットとの間で最初の公式会議が奈良の5月に開催されることになりました。試験的パビリオンに加え、研究に関するレクチャーや出版物にも取り掛かりました。中国・北京大学で主催された会議で研究を発表し、現在、ウォーターパネル調査の査読付き書籍の出版を準備しています。今年7月には、オスロで開催される「ICSAUD 2014 :持続可能な建築・都市デザイン国際会議」において、研究成果の査読が受理されました。研究成果は今年の10月にアクター出版社より出版される書籍に掲載される予定です。(抄録なし)この全水パネルの研究は全4段階で構成されている。第1段階は日本の条件にあった全水パネルのいくつかのプロトタイプの考案である。第2段階はこれらのプロトタイプの試験と評価である。この半年に渡り、最初のプロトタイプの考案を行った。また、三菱樹脂株式会社に協力を要請した。三菱樹脂は最終成果物となる全水パネルを用いたパビリオンに金銭的な援助を与えてくれる予定である。なお、このパビリオンは茶室として利用される。パビリオンの建築的な初期デザインは既に終えている。このパビリオンは全水パネルの日本の環境における実験的な建物となる。またこのプロジェクトには東京大学大学院工学系研究科の特任准教授であり構造家の佐藤淳氏と東京大学生産技術研究所の教授である野城智也教授の協力を得られることになっている。新しいプロトタイプは三菱樹脂のALPOLICを用いてつくられる。佐藤准教授の協力の下で強度実験を行った後、最終的なデザインをおこなう。この研究の一環としてアメリカピッツバーグで行われたサステナビリティ工学の大会で発表を行なっている。当初の予定ではプロトタイプの考案のみが目標だったが、三菱樹脂の協賛を得られたことでパビリオンを制作するという要素が追加されたため。デザインと追加の検討が必要となった。この検討段階を終えた後は予定よりも早く計画を遂行できるものと考えている。当初の目的を完遂しながらもさらなる成果物を獲得するために若干の遅れを許容している。パビリオンのデザインが終わり次第、建設に取り掛かる。まず、東京大学本郷キャンパスで設営をおこない、2週間にわたって展示される。その後、他の敷地に移築する。最終的には東北地方に移築し、福島原発の被災者に寄贈される。また、寄贈後も2年間は継続的に野城教授によってこのパビリオンを試験体として調査が行われる。(抄録なし)
近世後期・明治初期幕領・直轄県の地域社会変容に関する研究

本研究では、信濃国中野・中之条代官所を対象に、近世後期から近代初期にかけての地域社会の変容と支配・運営のあり方について検討した。具体的には、(1)地主と村の関係(主に地主小作関係を通じて)、(2)支配と中間層の関係(主に飢饉への対応を通じて)、(3)中間層と地域社会の関係(堤防や用水路の普請をどのように実現したかの検討を通じて)、の三つの視点で検討した。本研究では相当数の未整理史料を調査・整理して、利用している。1.山田家および周辺村々の調査近世後期から明治初期にいたるまでの北信濃(中野市周辺)における地域社会構造とその変容、地域支配・運営のあり方について、山田家を軸に理解するための一つの切り口として、堤防組合惣代の活動に注目し、洪水に頻繁に見舞われたこの地域にあって地主である山田家が惣代としてどのように活動したのかを検討した。まだ史料の整理、分析の途中で十分な結論を得られていないが、慶応期から明治初年にかけて行われた千曲川治水工事は、幕府・新政府から多大な出費を引き出すための様々な工作を必要としたし、地域内では様々な利害対立を乗り越える必要があった。このような状況下で地主山田家が惣代として、どのように対処したのかを明らかにして、近世から近代への移行過程の地域社会の変容をとらえることができると考えている。なお、山田家側から分析していくと地主の視点に偏るため、山田家の小作地がひろがる周辺村々の史料調査も同時に進めている。2.中之条陣屋元村の調査上記山田家は中野代官所の支配に属したが、本研究では同じ幕領で程近い中之条代官所の陣屋元に残されている史料を検討し、比較研究を試みている。ここに残されている史料で特に注目されるのが、他所へ転勤した代官手代と村役人の間で頻繁に書状のやりとりが行われていることである。この書状を分析することで、俳句・狂歌等を通じて行われた身分を越えての文化的交流の実態や、代官支配の実像等が浮かび上がってくると考えられる。この書状も幕末から明治期にかけて残されているので近世・近代移行期の様相を知る材料となる。1.山田家および周辺村々(中野代官支配地)の調査研究実施計画では、(1)地域の深刻な課題である洪水対策に地主山田家がどのような役割を果たしたか、(2)地主小作関係をめぐって山田家と周辺村々の関係がどのように変化したか、の課題をあげたが、(2)について研究成果を論文化することができた。そこでは、地主山田家と近隣の片塩村との間で18世紀半ばに発生した相論を分析し、地主山田家は複数の地主小作相論を通じて訴訟の際には証文・契約が重要であることを強く認識したこと、そのことが小百姓を保護しようとする村との間で対立を深める要因となったこと、しかし、小作証文そのものを通観すると必ずしも整備された証文が取り交わされたばかりではないことが明らかで、山田家の契約主義・合理主義も近世期には徹底していたとまでは言いがたいこと、等を確認した。(1)については史料の調査収集、検討を継続している。2.中之条陣屋元村の調査陣屋元村の村役人家文書(中島源雄家、健彦家)の調査を通じて、陣屋元村役人を中心に代官所手代や地域の各層との交流がかなり見えてきた(各地に転勤した手代からの村役人宛書状の存在、手代の子弟が村の寺子屋に入門、俳句・狂歌の交換・添削・奉納等をめぐる交流、等)。元中之条勤務で在江戸の手代からは他代官・勘定所や幕府の情報、江戸の世相などが中之条村に頻繁に伝えられている。同村の村役人で、寺子屋師匠でもある銀右衛門は、このように手代等との関係を持つと同時に、寺子屋師匠として、また俳諧サークルの判者・添削者として、陣屋元村の村役人(郡中代の分家)として周辺地域の様々な人々と関係を持ち、両者の接点となっていたこと等が具体的に確認できた。計画では、天保飢饉に対する幕府代官所の対応を検討する予定だったが、慶応年間の不作時の対応に関する良質な史料が見つかったので、こちらを先に論文化した(論文1)。論文1では、信濃国中之条代官所の陣屋元村名主が代官手代の指示を受けて、北信・上越地域で米穀調達を図ったことを具体的に明らかにし、そこからこの段階の「御救」には、陣屋元村名主の機能に依拠する部分があったことを指摘した。また、彼らが米穀調達を行うに際し、他領(上田藩)の役人と共同行動をとったこと、彼らを受け入れる側の中野役所・飯山藩も一定程度米穀調達に協力する姿勢を見せたことについても明らかにし、差し迫った状況の中で諸領間の融通関係が見られたことを指摘した。一般に飢饉時の諸領間の対立関係に注目が集まりがちだが、それとは異なる見方を示した。

また、幕末の幕領(中之条代官所)・松代藩・上田藩の間を流れる用水路をめぐる相論について検討し、用水路の維持管理についても、必ずしも自領優先ではなく、他領の百姓の生活維持にも配慮した裁定を諸藩が下していること等を確認した。これも論文化したが(論文2)、8月刊行予定で、まだ頁数が確定していない。地域社会と領主の関係を捉え直す糸口をつかむことができた。この他に、堤防組合惣代を勤めた豪農が、訴訟のため江戸に行って、そこから国元へ盛んに書き送った書状をもとに、幕末の千曲川治水について検討した。堤防建設をめぐっては両岸の村々が対立しあい、江戸での訴訟に発展したが、訴訟関係文書だけでなく、書状を分析することで、同じ陣営内部での対立や温度差、幕府要路への様々なルートを通じた働きかけなど、表からは見えない情報を得ることができる。このテーマについては、引き続き作業を進めて、論文化していきたい。今年度は、1山田庄左衛門家文書の調査、2山田家周辺村々の調査、3中之条代官所陣屋元村役人文書の調査、4比較のための地域調査、の4点を中心に研究を進める計画を立てた。以下では、各項ごとに記す。1については、今年度は現地での史料収集を行わず、かわりに中野市教委の山田正子氏に千曲川治水について研究報告をしてもらった(於中央大学)。山田氏の地元に密着した長年の研究成果に学ぶことができた。2については、中野代官所で郡中取締役を務めた柏原宿問屋中村家文書(長野県立長野図書館蔵)の調査を行い、郡中取締役関係の史料の他に、同家が天保飢饉に際して中之条・御影代官所の手代から飯山・新潟方面での米確保を求められた書状を多数見出し、同家が代官手代と緊密に連絡を取り合いながら奔走したことを知ることができた。判読が困難な書状を現在分析中である。後退する「御救」というイメージが強い中で、代官所の飢饉対応を丁寧に確認することに意義があると考えている。3については、中島源雄家・健彦家文書の調査を実施し、多くの史料を撮影した。そこからいくつかの論点を見出しているが、その一つに用水・治水の問題がある。中之条地域は千曲川から用水を引き利用しているが、この地域は松代藩領・上田藩領と境を接していたため、用水をめぐる相論や千曲川の洪水対策等の問題は藩をこえて解決しなければならなかった。両中島家文書には近世後期の関連文書が残されており、境を接する当該村に加えて幕領の郡中代や藩領の大庄屋等が代官所・藩役人も交えて交渉を繰り返していく様子を知ることができた。4については、今年は他地域(幕領)での調査を行う余裕はなかった。研究成果を一つずつ論文にまとめていくには若干の時間を要するので順番にすすめているところであるが、研究目的にあげた諸点については、それぞれ史料の調査収集が予定通り進んでおり、研究の基礎条件がかなり整ってきている。25年度が最終年度であるため、記入しない。多くの史料にめぐまれたため、その収集・整理・分析にかなり時間がかかってしまい、目に見える研究成果として論文等を完成させるまでにはいたらなかった。しかし、研究上重要と思われる論点(「研究実績の概要」に記述)をいくつか史料から発見することができたので、成果はあがっていると考える。史料の調査・収集という点では、おおむね当初の予定通りに進んでおり、研究の基礎的な条件はかなり整ってきたと言える。中野の山田庄左衛門家・篠田家、中之条の中島源雄家・同健彦家はすべて史料整理・目録作成が終了しており、現在はその中から必要なものを選択して撮影をしている。調査地の関係者と協議も重ねており、史料情報を蓄積している。今年度は研究協力者に研究報告をしてもらい、史料や地域に関する多くの情報を得たり、意見交換したりすることもできた。
生体ペプチドを基盤とする中分子ペプチドの分子機能と実践的創薬基盤研究

今年度は、血中での安定性に注目した誘導体の創出を念頭に検討を行った。CPN-267の血清中安定性に関与するαメチルトリプトファンを導入したP4部位の構造に着目した。また、これまで良好なNMUR1選択的性を示す部分アゴニストの創出は未検討であることから、約50倍のNMUR1選択性を示す部分アゴニストCPN-124を基盤とし、血清中で安定かつよりNMUR1選択的な誘導体の創出を目指した。計算科学ソフトMOEを用いた検討によりP4部位を鍵代謝酵素トロンビンに認識されにくい構造へと変換した誘導体が目的の性質を有することを確認した。また一方で、in vivoで薬理活性を発揮するNMUR1選択的アゴニストNMU-6102が他グループから最近報告された。NMU-6102は8残基ペプチドのN末端がパルミトイル化されているもので良好な血中薬物動態を示すことが考えられた。そこで、CPN-267を基にした脂肪酸修飾体の合成を行い、これらの誘導体がCPN-267と比較して67倍長い消失半減期示すことを明らかとした。(B)筋萎縮性疾患克服のための高活性マイオスタチン阻害ペプチド創製研究昨年度創製した小型化マイオスタチン阻害ペプチドnPDM-86を用いたin vivoでの検討を実施した。nPDM-86を、デュシェンヌ型筋ジストロフィーモデルmdxマウスの後肢に筋注し、筋力が強化されるか検討した。投与後42日の時点において、生理食塩水投与群に比べ、約130%の握力を示し、筋機能改善効果が認められた。一方で、本課題で創製したCR-13を基に環状化ペプチドの創製も実施し、同等の強力なマイオスタチン阻害活性を示すことを報告した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、生体由来ペプチドに着目し、その分子機能探索を基盤とする「中分子ペプチド創薬研究」を実施することで、代謝性疾患(肥満・糖尿病等)や筋萎縮性疾患に対する独創的医薬品の創製をめざすものである。一つは(A)ニューロメジンU(NMU)誘導体ヘキサペプチドを用いた抗肥満薬の創製研究であり、もう一つは(B)筋萎縮性疾患克服のための高活性マイオスタチン阻害ペプチド創製研究である。まず(A)に関して、平成27年度は、NMUおよびそのヘキサペプチド誘導体のC末端Arg-Asn結合の血清中における優先的切断に関わる酵素がトロンビンであることを突き止めた。またトロンビンによるヘキサペプチド誘導体の認識が、P4P6部位の側鎖構造により大きく影響されることも明らかとなった。本知見は、P46部位のアミノ酸置換により代謝的に安定な誘導体を創出できる可能性を示すものであり、平成28年度以降の構造活性相関(SAR)研究において考慮すべき重要な要素の一つとなる。次に(B)に関して、平成27年度は、我々がマウスマイオスタチンプロドメイン中から同定した最小マイオスタチン阻害ペプチド1(23残基)のN末端Trp残基に着目したSARを実施し、Trpの代わりにナフトキシ酢酸を当該部位に導入することで阻害活性が約3倍向上した誘導体2の創出に成功した。本置換は、ペプチド1のαヘリックス構造形成能に影響を及ぼさないことも明らかとしており、平成28年度以降、ペプチド誘導体2を基盤に、LeuやIle部位に着目したヘリックス疎水面の強化あるいは配座固定による活性および安定性の向上を目指して継続的にSARを進めていく。当初予定していた平成27年度の計画の中から、NMU誘導体およびマイオスタチン阻害ペプチドの各ペプチド創薬研究において原著論文を発表することができ、平成28年度以降のSAR研究遂行において重要な成果を得ることに成功した。(A)ニューロメジンU(NMU)誘導体ペプチドを用いた抗肥満薬の創製研究ペプチドアゴニストのアゴニスト活性を保持したまま、C末端のArg-Asn間のアミド結合周辺の非天然化による代謝安定化が可能か検証した。P1部位Argの誘導体としてベンゼン環上にアミジノ基を有するもの、Nメチル化アミノ酸、β-アミノ酸化などの導入を試みたが、アゴニスト活性が消失した。したがって、昨年度までの成果を鑑み、P46部位のアミノ酸置換による代謝安定化に注力した。興味深いことに、P4部位の嵩高さの増加と共に、1型NMU受容体選択性が大きく向上することを見出した。本成果をもとに国内特許出願を行った。一方で、2型選択的アゴニストが鼻腔内投与により抗肥満効果を示すことが明らかとなった。更なる、投与方法の最適化を進めていく。(B)筋萎縮性疾患克服のための高活性マイオスタチン阻害ペプチド創製研究23残基のマウスマイオスタチンプロドメイン由来ペプチド1を基に、Alaスキャンによりマイオスタチン阻害活性に重要なアミノ酸残基を特定した。既報のN末端Trp(昨年度実施)に加え、げっ歯類に特徴的なTyr残基、および種間で保存性の高いLeu, Ile部位に着目した構造活性相関研究を実施した。その結果、N末端から18残基目のLeuをIleに置換することで活性が向上することを明らかにした。更に、N末端から12残基目のAla部位にTrpを導入することでも活性向上が認められた。これらの知見を、昨年度に獲得したN末端Trp残基を2-naphthyloxyacetyl基に変換したペプチドに組み込んだ新規ペプチド誘導体CR-13は、リードペプチド1よりも約10倍高いマイオスタチン阻害活性を示した。

今後は、CR-13を基に代謝安定化、あるいは結合部位解析研究を進めていく。(A)ニューロメジンU(NMU)誘導体ペプチドを用いた抗肥満薬の創製研究、(B)筋萎縮性疾患克服のための高活性マイオスタチン阻害ペプチド創製研究、共に新規ペプチド誘導体の創出に成功しており、これらの誘導体を用いた研究の進展が来年度も見込まれるため、研究は順調に進捗していると言える。(A)ニューロメジンU(NMU)誘導体ペプチドを用いた抗肥満薬の創製研究トロンビンの基質認識におけるP4部位のかさ高さを増加させることで、NMUR1選択的アゴニストが向上することを見出した昨年度の成果をもとに、P4部位に着目した構造活性相関(SAR)研究を実施した。具体的には縮合二環構造の導入や、α炭素のメチル化などである。その結果、P4部位にαメチルトリプトファンを導入した誘導体(CPN-267)において高いNMUR選択的アゴニスト活性を得ることに成功した。また、CPN-267は、高い血清中安定性を示す、即ちトロンビンによる分解に対する抵抗性を示すことも併せて明らかとした。さらに、CPN-267は皮下投与により有意な体重増加抑制作用を示した。今後は、血清中安定性に着目した分子機能に関する検討を深めていくとともに、in vivoでの薬効を最大限発揮させるような創薬展開を行っていく。(B)筋萎縮性疾患克服のための高活性マイオスタチン阻害ペプチド創製研究昨年度獲得した22残基の高活性誘導体CR-13をもとに、ペプチドの小型化に着手した。マウスマイオスタチンプロドメイン由来ペプチド1を基にしたSARでは、ペプチド1のN末端7残基を欠損させた16残基ペプチドは、30 μMの濃度においてもほとんどマイオスタチン阻害活性を示さなかったのに対し、CR-13由来の同様の16残基ペプチドでは10 μMの濃度で顕著な阻害活性を示すことを発見した。本発見を皮切りに、非天然アミノ酸の導入を含めた網羅的なSARを実施し、CR-13よりも2倍高活性な小型化誘導体nPDM-86を獲得した。nPDM-86は、筋注により筋重量を14%増加させることが明らかとなった。今後は、本ペプチドのin vivoにおける機能評価を精力的に実施していく。ニューロメジンU誘導体創製においては、NMUR1およびNMUR2それぞれに対する選択的ヘキサペプチドアゴニストの創製に成功し、これまでにin vivoでの抗肥満効果を確認できている。マイオスタチン阻害ペプチド創製においては、高活性な小型化ペプチドの創製に成功し、筋注による筋重量増加効果が確認されており、機能評価を現在実施中である。今年度は、血中での安定性に注目した誘導体の創出を念頭に検討を行った。CPN-267の血清中安定性に関与するαメチルトリプトファンを導入したP4部位の構造に着目した。また、これまで良好なNMUR1選択的性を示す部分アゴニストの創出は未検討であることから、約50倍のNMUR1選択性を示す部分アゴニストCPN-124を基盤とし、血清中で安定かつよりNMUR1選択的な誘導体の創出を目指した。計算科学ソフトMOEを用いた検討によりP4部位を鍵代謝酵素トロンビンに認識されにくい構造へと変換した誘導体が目的の性質を有することを確認した。
グラフ構造データの予測的分析のための機械学習手法の研究

機械学習をはじめとするデータ分析技術において、その従来手法の多くは、分子構造や特許文書、交友関係や企業間取引ネットワークなど、データの内や外にグラフ構造をもつような対象を扱うことが苦手である。本研究では、意思決定において重要な役割を果たす予測モデリングの観点から、データの内外に存在する様々に複雑なグラフ構造データを統合的・効率的・効果的に扱うための種々の方法論を開発した。22年度はグラフ構造をもったデータに対する予測モデル化についての基礎的な方法論の確立に注力するとともに、さまざまな分野においてグラフ構造解析法の応用を行った。まずは、グラフ、あるいはその等価な表現である行列構造をもったデータの予測問題に取り組んだ。多くの実グラフデータは数学的には低ランク性と呼ばれる性質をもっており、この性質を利用することによって、少ないデータから高精度で、かつ非常に効率よく計算できるアルゴリズムを開発した。その成果は機械学習・データマイニング分野のトップ会議であるPKDD、ICML等をはじめとする様々な国際会議、ジャーナル誌上において発表された。一方、グラフの部分クラスである木構造をもったデータに対し、その構造の特殊性を利用して、より高速、高精度で解析を行う手法も開発した。データ同志の類似度の定義とその効率的な計算は機械学習手法における基本であるが、我々は木同志の類似度を含まれる縦方向の部分構造によって定義し、これを効率よく計算できる方法を開発した。応用面でも、創薬分野、バイオ分野へのグラフ予測法を適用し、各分野における主要ジャーナルにおいて発表された。特に、情報処理学会バイオ情報学研究会で発表された複数生物種における生体ネットワークの同時予測法についての発表は情報処理学会山下記念研究賞を受賞するなど高い評価を受けた。加えて、アウトリーチ活動として、グラフ構造データの解析手法についての解説記事や書籍の2章分を執筆するなど、グラフ構造データ解析の啓蒙や研究成果のアピールも精力的に行った。23年度は22年度に引き続き、グラフ構造をもったデータに対する予測モデル化についての基礎的な方法論の確立に注力し、いくつかの研究成果をあげるとともに、グラフデータに対する機械学習が他分野において認知され、また利用されるよう積極的なアウトリーチ活動を行った。まず、グラフ構造に対する一般的なモデルとして、条件付き確率場(CIF)と呼ばれるモデルが知られているが、我々はデータの形式が配列構造をもつときにきわめて高速に、かつ安定してモデル推定を行うことのできる手法を開発した。その成果は人工知能分野の最高峰会議であるAAAIにおいて発表された。また、データ同志の類似度の定義とその効率的な計算は機械学習手法における基本であるが、我々は木同志の類似度を含まれる縦方向の部分構造によって定義し、これを線形時間で計算できる方法を開発し、木構造データに対する高精度で効率的な予測手法を実現した。これは実践的な有用性のみならず、計算時間が最悪線形時間であることを示したという、理論的な面でのインパクトも大きい。この研究成果は国内の会議(IBIS2011)において発表されたのち、機械学習分野の最高峰会議において(2012/05/1現在において)採択が決定している。また、言語処理学会年次大会におけるチュートリアル講演など2件の招待講演と、書籍の項目執筆を行うなど、グラフ構造をもったデータ構造に対する機械学習法の啓蒙活動も積極的に行った。また、22年度の研究成果の一部である以下の国内研究会発表が情報処理学会山下記念研究賞を受賞した鹿島久嗣,山西芳裕,加藤毅,杉山将,津田宏治複数生物種ネットワークの同時予測:半教師つき学習によるアプローチ第21回情報処理学会バイオ情報学研究会(SIG-BIO), Vo1. 2010-BIO-21, No.19, 2010.)グラフ構造は化合物やソーシャルネットワークなど、創薬やウェブサービスなど様々な場面で現れてくる極めて重要度の高いデータ形式であるが、これまでのデータ解析手法では十分に対応しきれていない面がある。本研究課題では、特に予測モデル化という観点から、グラフ構造を内外にもつデータを扱うための統一的な機械学習アプローチを行っている。24年度も前年度までから引き続き機械学習手法の開発を中心に研究を行ってきたが、3つの主要な研究成果があった。ひとつめは、巨大グラフ、たとえばソーシャルネットワークなどの上での分類予測問題についてのものである。2003年に代表研究者が世界で初めて提案して以降、自身を含む世界の様々な研究者が発展させてきたグラフカーネル法を、さらに高速化させることで巨大グラフ上での予測を実現した。もうひとつはグラフの部分クラスである木構造をもったデータに対する極めて効率的な学習手法についてのものである。これは近年著しく発展している離散的データ構造を、機械学習アルゴリズムと密接に融合することで新たな研究の局面を切り開いた重要な結果である。3つめはこれまでとは異なる行列分解を用いたモデル化によるグラフ構造データ解析の手法についてのものである。これはこれまでにない新しい問題設定を提案しており、今後の発展が注目される。以上の研究成果はすべて一流の国際会議において受理され、学会において高い評価を得ている。特に、行列分解についての研究成果は国際会議PAKDDにおいて、Best Student Paper Runner Up (学生論文賞・次点)に選出された。

グラフ構造データの効率の良い処理方法の確立をめざし、アルゴリズム理論の分野で研究が進む簡潔データ構造の考え方を取り入れた超省スペースで効率のよい構造データ解析の枠組みを開発した。また、さまざまな情報源からのデータを統合して、より高精度なグラフ構造データに対する予測を実現するため、グラフ予測における情報等合法の開発を行った。さらに、応用では材料科学分野における新規材料発見の文脈において、化合物の性質予測問題に対する複数目標の同時予測法を開発した。26年度が最終年度であるため、記入しない。機械学習26年度が最終年度であるため、記入しない。木構造をもったデータの解析を高精度で、かつ理論的にも実際的にも高速に行うことのできる方法を開発するなど、順調に研究成果が出ている。グラフカーネルを用いたグラフ上のノード予測問題の解決により、当初目標としていたグラフ内外の統一的予測は(リンクの予測問題においてはまだ課題を残すものの)ある程度解決した。また、先進的離散データ構造を用いた学習法については当初予想をしていなかった著しい展開を見せており、非常に期待ができるものと考える。また、新しい行列分解手法についても当初想定していなかった新しい問題提起となっており、今後も引き続き検討が望まれる。配列や木といった構造をもったデータに対する極めて効率の良い予測モデル構築手法により大きく力を入れる。また一般的なグラフ構造をもったデータについてもこれらの方法を拡張するとともに、応用分野への適用にも力を入れる。課題であるリンク予測(ネットワークの構造予測)問題への発展を進めるとともに、実応用領域への適用を目指す。また、先進的離散データ構造を用いた学習法については、簡潔データ構造と呼ばれる新しいデータ構造と機械学習アルゴリズムのより密接な融合を中心に集中的に研究をすすめ、新たな重要研究テーマの早期確立を目指す。新しい行列分解問題についても、その一般化や適用可能性の検討などを進める。
若い両親と児を支援するための大都市における地域社会システムの基礎的研究

核家族が大多数を占め,家族による支援が得難いと予測される大都市(大阪府豊中市)に居住する母親を対象として,身内以外の育児経験者(乳児をもつ母親の親世代位の者)による育児支援システムについての意識調査を実施し,以下の事項が明かになった。1.調査対象200名の背景は,初産婦49%,経産婦51%であった。核家族が89%と大多数を占め,里帰り出産した者61.5%,母親や身内に自宅に来てもらった者25%,誰の支援も受けなかった者9%という現状であった。2.他者による育児支援システムに対して,「賛成」91%,「反対」9%という意見分布を示した。その理由としては「身内の支援や協力者がいない人には必要」72.5%,「些細なことでも相談できる人が必要」54.5%,「色々な経験を参考にできるのでよい」48.5%が主たるものであった(重複回答)。「育児の内容・考え方に世代間の違いがあるために好ましくない」と否定的な意見をもつ者は6.5%であった。3.この育児支援システム実現後に利用する意志については,「是非利用したい」23%,「必要に迫られれば利用する」70.5%と利用希望者が大多数を占め,利用する意志がない者は6.5%を極めて少数であった。利用希望者は,具体的な支援内容として「育児方法などのアドバイス」66.3%,「自分自身の休養がとれるように,短時間子どもを預けることができる」53.5%,「精神的なサポート」38%を希望していた(重複回答)。大都市に居住する若い夫婦の9割は,身内の支援を得て育児をスタートしているが,身内以外の育児支援に対しても極めて高いニーズがあることが明かになった。今後,大都市に居住する育児支援者側の実態・意識についても調査を行い,両者を結びつけるシステムのあり方について検討していく予定である。
オープンスタンダードとクラウド技術を用いた洪水リスク予測のためのＷｅｂ－ＧＩＳ

本研究は,分散化した空間情報処理とそのサービスの結び付け(chaining)により,環境モデリングと複雑な計算ワークフロー実行の統合を容易にするWeb-GISフレームワークの設計を目的とする。さらに本フレームワークでは,水文モデリングと洪水ハザードマッピング,そして,過去のデータに基づいた有効なモデル結果による統合を目的とする。今年度の成果として,1)水文分析や洪水モデリングのためのアルゴリズムの調査2)データ指向,タスク指向Webサービス開発のためのサーバプラットフォームの実装を行った。最新のWeb-GISフレームワークの主要な要素として,1)ZOOとWPS(Web Processing Service)(現在,研究グループ内で行っている研究の一部として改良が進められている)2)MapServerによるデータ指向サービス,例えば,WCS(Web Coverage Service),WMS(Web Map Service),WFS(Web Feature Service)等により,分散した空間情報データの共有と管理(衛星・地形データを使用し解析ワークフローを実装した)3)主要な空間処理エンジンとしてGDAL/OGRやGRASS GIS4)洪水や他の災害シナリオにおける動的な経路探索のためのPgRouting等を実装した。Web-GISのクライアントアプリケーションとして,OpenLayers JavaScript APIやjQueryを用い開発とテストを行った。さらに、OpenStackを用い、スケーラブルなクラウドベースのWebサービスの実装と基本実験を行った。今年度の主要な目標は達成し、2012年度に行われた国内と国際カンファレンスにおいて、研究成果が発表された。Web-GISのシステム開発とクラウド環境へ実装,そしてシステムの負荷テスト等を行うことができたため、今年度の目標は達成したと考え,計画はおおむね順調に進んでいる。来年度は,開発を進めているWeb-GISフレームワークに環境モデリングを統合し,ケーススタディと有効な結果に基づいたデータセットの分析を行う予定である。2013年2月から7月までの6ヶ月間,育児休養に入る関係で,2014年1月まで計画を延期して研究を進める。本研究では、このWeb-GISを用いた洪水リスク分析のための空間モデリングをおこなう。Web-GISにもとづく膨大なデータは「クラウドコンピューティング」による拡張と相互作用、処理速度改善に焦点をあてて研究をおこう。水文分析や洪水分析のアルゴリズムはWebサービスとして一般化し、改良されていくと考えられる。この研究は、多くの関連する専門分野で有効なシステムとなり、地理情報科学と空間情報学のみならずWeb-GISを用いた災害、とくに洪水の緩和へとつながることが期待できる。研究計画の初年度では、水文学的モデリングと洪水ハザードマップ作成のためのアルゴリズムを検討した。Web-GISのフレームワークは、研究代表者と分担者によるこれまでの研究成果やハザードマッピングとWPS(Web Processing Service)との統合アルゴリズムの開発にもとづいて構築されている。具体的には、国際標準化されたWPSに準拠したZOOというフリーオープンソースソフトウェアを用いてシステム開発をおこなった。ZOOを用いることで、空間情報基盤(SDI)システムやWebマッピングアプリケーションに、WPS機能を簡単に実装することができる。また、本年度ではこれらのシステム環境を整えるとともに実際に扱うデータセット(ALOS衛星画像)を主に購入した。システム構築に必要な環境を整えるとともにWeb-GISのフレームワークを設定することができたため、本研究計画の初年度の目標は達成したと考え、本研究はおおむね順調に進展していると考える。来年度は今年度購入したALOS衛星画像を用いて洪水分析をおこない、その分析内容をWeb-GISを通して発信できるシステムを具体的に構築する予定である。