hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
病原性大腸菌のタイプIIIエフェクターの機能解析

GEF-H1のドミナントネガティブ型を発現させた細胞にEPECを感染させると、アクチン繊維束の形成は完全に抑制された。これについてはGEF-H1 mRNAに対するsiRNAに作製し、GEF-H1がEPEC感染時の細胞骨格再編成に関与することを確認した。さらにGSTプルダウン法にてEspG/Orf3は微小管構成因子であるチュブリンに直接結合することを明らかにし、精製にEspG/Ort3存在下でのin vitro微小管再構成系の実験より、EspG/Orf3は微小管破壊に関与することを明らかにした。以上の結果、EspG/Orf3は1)微小管ネットワークを破壊することでGEF-H1を活性化し、2)そのGEF活性によりRhoA-ROCKシグナル伝達系が活性化され、3)アクチン繊維束の形成を誘導することを明らかにした。申請者らは培養細胞にEPECを感染させると微小管ネットワークの破壊とアクチン繊維束の形成が顕著に誘導されることを見いだし、これらの細胞骨格の再編成はタイプIII分泌装置に依存した現象であることを明らかにした。さらに、エフェクター欠損株を用いた感染実験の結果より、EspGとEspG2がアクチン繊維束の形成、ならびに微小管の破壊を誘導するエフェクターであることを明らかにした。EspG/EspG2は微小管構成因子であるチュブリンに直接結合することをGSTプルダウン法にて確認し、精製EspG/EspG2を用いたin vitro微小管再構成系の実験より、EspG/EspG2は微小管破壊を誘導することを明らかにした。微小管に局在する宿主側因子のGEF-H1は通常不活化型であるが、微小管から解離すると活性化型に変換され、RhoAを活性化する。GEF-H1のドミナントネガティブ型を発現させた細胞にEPECを感染させるとアクチン繊維束の形成は完全に抑制され、GEF-H1 mRNAに対するsiRNAを用いた実験によっても同様な結果が得られた。以上の結果、EspG/EspG2は1)微小管ネットワークを破壊することでGEF-H1を活性化し、2)そのGEF活性によりRhoA-ROCKシグナル伝達系が活性化され、3)アクチン繊維束の形成を誘導することを明らかにした。GEF-H1は上記シグナル伝達系の活性化の他に、腸管上皮の細胞間透過性(paracellular permeability, PP)を制御していることが報告されている。そこでMDCK培養細胞にEspGならびにEspG2を発現させPPを測定したところ、低分子物質のPPが充進していることが明らかとなった。また、EspG/EspG2が誘導するPP元進においては、タイトジャンクション(TJ)の破壊は認められなかった。病原細菌によるTJ破壊が下痢発症の一機序であると推察されているが、本研究ではTJ破壊のルートとは別に、PP制御を撹乱するエフェクターが存在することが初めて示され、「PPの脱制御による下痢惹起」という新たなモデルを提唱することができた。
病原細菌のリボゾームRNAを使った分類同定システムの開発

本研究課題では病原微生物を中心にリボゾームRNAの配列を使用した系統分類を進めるとともに、遺伝子配列を使用した病原体の同定方法を確立することを目的とした。医学細菌学では約200種以上の細菌が危険度2以上の病原体として分類されており、その殆どの16SrRNAの配列が決定された。また日和見病原体に分類される菌種は1000種にのぼるが、その約95%のデータが蓄積されるに至った。そのため病原体を16SrRNAで菌種レベルまで同定する環境ができ上がり約1500塩基ある16SrRNAの約300塩基の配列を決定すれば種の同定ができることが判明した。我々は本研究テーマを通じ16SrRNAの8番から340番までのシークエンスの蓄積を行いDNAのデータベース作成を行ってきた。その結果、分離菌株の1集落からスタートし1日以内にシークエンスで正確な種の同定ができるプロトコールを作成することができた。この領域のデータベースの蓄積が進めば、すべての種の同定をこの方法で行うことが可能になると予測している。しかし医学細菌学の中では病原性菌種は病原因子を保有するが、あるいは病原因子を産生する株であるかが問題とされており、菌種の同定より進んで株の識別が要求されることがしばしばある。この目的のために染色体の多形成、ISパターン、リボゾームパターンが使用されているが、病原株の区別にはこれらの情報は有効ではない。株の認識と病原性の区別が可能な新たな遺伝子の検索が必要であることも本研究を通じて明らかになってきた。我々は本研究結果として蓄積した16SrRNAの部分配列をデータベースとして公開する計画であり、今後このデータの蓄積をすすめれば、環境に存在する多くの未知の細菌の系統解析に有用なデータベースになると考えている。病原微生物を中心にリボソームRNAの配列を決定した.蓄積してきたデータからリボソームRNAの可変領域の配列を選択し約200塩基を比較することで、レンサ球菌、抗酸菌など多くの菌群で菌種の同定ができることが明らかになった。個々の菌群では1.連鎖球菌の全菌種の配列を比較しこれまで栄養要求性の連鎖球菌は既存の連鎖球菌の変異株と考えられていたが、配列を決定し系統分類学的な新しい位置を測定した.その結果、新しい属Abiotrophiaの提案を行った.3.Corynebacterium属の菌種を属レベル手同定するプローブを開発した.またこの属で代表的なC. diphtheriae, C. jeikeiumに特異的な菌種配列を決定し同定プローブを作成した.本研究課題では病原微生物を中心にリボゾームRNAの配列を使用した系統分類を進めるとともに、遺伝子配列を使用した病原体の同定方法を確立することを目的とした。

しかし医学細菌学の中では病原性菌種は病原因子を保有するが、あるいは病原因子を産生する株であるかが問題とされており、菌種の同定より進んで株の識別が要求されることがしばしばある。この目的のために染色体の多形成、ISパターン、リボゾームパターンが使用されているが、病原株の区別にはこれらの情報は有効ではない。株の認識と病原性の区別が可能な新たな遺伝子の検索が必要であることも本研究を通じて明らかになってきた。我々は本研究結果として蓄積した16SrRNAの部分配列をデータベースとして公開する計画であり、今後このデータの蓄積をすすめれば、環境に存在する多くの未知の細菌の系統解析に有用なデータベースになると考えている。
高温宇宙環境での利用を目指す固体潤滑剤の摩擦特性評価と低摩擦メカニズムの解明

申請者は次世代宇宙用としての利用を目指す固体潤滑剤の研究を行っている。当研究では、宇宙用として実績がある潤滑剤に類似した結晶構造を持ちながら、高温耐性が高い二硫化タングステン(WS2)の可能性について調査する。評価方法は特殊環境中で摩擦評価を行い、摩擦試験後の状態を複数の分析技術を用いて調べる。構造が類似する素材を研究する利点は、従来の潤滑剤が枯渇や環境規制等で使用できなくなった際に、代替案として適しているからでる。また将来的な宇宙開発では高温領域でのミッションも増えると予想されている為、高温特性に優れていることも利点となる。
農海産物のセシウム濃縮機構解明と体内吸収制御

放射性セシウム(Cs)が玄米などの農産物及び海藻などの海産物に移行蓄積する事が知られている。Csはカリウムなどと同様に1価カチオンとして挙動するが、他のアルカリ金属よりも負荷電分子群と安定な錯体を形成しやすい。この様な物理化学的性質がCsの農地への長期蓄積及び農産物や海産物への移行濃縮機構の重要な分子基盤であるとの作業仮設の基にCsと玄米や茸類でのCs結合状態を生化学的に研究した。Phytinaseを用いた生化学的解析の結果、セシウムが玄米のフィチン酸リン酸部位に結合する可能性が明らかになった。玄米を健康食として好む消費者も少なくないが、セシウム汚染の不安が有る場合には精米食が推奨される。2011年の東日本大震災による福島原子力発電所の事故に伴う放射性物質の汚染は、被災地での実害や風評被害も含めて全国的に深刻な問題となっており、国家としての社会的経済的損失も極めて大きい。特に、農産物や海産物及び生活環境への放射性物質汚染は国民にとって大きな不安要因となっており、その実態を科学的に解析してリスクを回避する方法の開発と正確な情報に基づく適切な国民教育が緊急の課題となっている。本研究は、日本人の主食である米および常食される農産物や海産物への放射性セシウム(Cs)の移行濃縮機構を明らかにすると同時に、食物中Csの体内蓄積を抑制する方法を確立することを目的として行われた。放射性セシウム(Cs)が玄米などの農産物に移行蓄積する事が知られているが、その移行濃縮機構は不明である。本研究者は、Csがカリウム(K)と同様に1価カチオンとして挙動するが、ファンデルワールス力が強くて配位数が多い傾向により負荷電分子群と安定な錯体を形成すること、およびこの様な物理化学的性質が農産物や海産物へのCsの移行濃縮機構に関与しうる可能性が高いとの作業仮説を提唱している。昨年度の解析の結果、放射性Csが濃縮され易い稲の玄米ではCsの7080%が胚芽に局在することが判明した。チェルノブイリの原発事故後、周辺のキノコにもCsが濃縮されやすいことが報告されているので、野生のキノコを採集し、その放射活性を計測した。解析の結果、蔵王駒ヶ岳周辺で採取したキノコでは測定限界値以下のものが大半であったが、昨年度の初期に採取したサンプルからは比較的高い値が計測された。さらに、椎茸の培養システムを確立し、Cs濃縮機構を解析するシステムを確立した。2011年の東日本大震災による福島原子力発電所の事故に伴う放射性物質の汚染は、被災地での実害や風評被害も含めて全国的に深刻な問題となっている。特に農産物や海産物への放射性物質汚染は大きな不安要因となっており、その実態を解析してリスクを回避する方法の開発が緊急の課題である。本研究は、1日本人の主食である米および常食される農産物や海産物への放射性セシウム(Cs)の移行濃縮機構を明らかにすると同時に、2食物中Csの体内蓄積を抑制する方法を確立することを目的として行われた。本研究により、大きな原子量とイオン半径を有するセシウムが強いファンデルワールス力と正荷電により玄米のフィチン酸やキノコ類の酸性多糖体などの負荷電分子群と結合しやすいことが土壌から移行して蓄積されるメカニズムの一因である可能性が示唆された。事実、玄米ではCsの大半フィチン酸の局在する胚芽に濃縮分布していた。これらの結合特性から、セシウムと結合し易いポリアニオン性多糖体を有する昆布などを多く摂取することにより経口摂取されたセシウムの消化管内吸収の抑制と排泄の促進が可能であることが示唆された。土壌の粘土層に結合したセシウムは安定な特異的錯体構造を有するので、これが土壌に長期間留まるメカニズムであるが、その結合を安定な状態に維持しておくことが農作物への意向を最小限に止める方策につながることが示唆された。宮城県を中心とするキノコ類への放射性セシウムの蓄積は2011年度に顕著であったが、翌年以降は測定限界以下の値となり検出出来なかった。これらの結果は、セシウムと土壌中粘土層との結合が短期間に強化され、農作物へ移行しにくくなる可能性を示唆する。生化学・分子病態学本研究は、負荷電物質と安定な錯体を形成するCsの物理化学的特性に着目し、この性質が特定の農産物や海産物へ濃縮される分子基盤であるとの作業仮設の基に、日本人の主食である米や常食されている農海産物へのCs汚染機構を知る為に、福島と距離的に近い宮城県の農産物への放射性セシウム汚染状態を解析する事を試みた。

原発事故直後には高い事が報告されていた農作物やキノコへの汚染状態をランダムサンプリングにより測定した結果、予想よりも低い値の放射活性を示す物が多かった。これにはセシウム放射活性の半減期よりも雨風による自然の洗浄作用が大きく関与している事が推測され、事故、直後からの速やかで経時的な定点観察の必要性が痛感された。玄米の胚芽にどのような機構で濃縮されているかについて、フィチナーゼなどを用いた解析を行った結果、相当部分がフィチン酸に結合している可能性が示唆された。本年度は、これまでに解析した酵素的分解法とクロマトグラフィーによる解析を組み合わせ、セシウムの結合濃縮機構を明らかにする。また、キノコの培養飼育システムを確立したので、本年度はこのシステムを用いてセシウムの結合濃縮機構を明らかにする。昨年度の解析で、相当部分の放射性セシウムが風雨を介して阿武隈川下流や北上川下流に洗い流された可能性が示唆されるので、亘理地区や石巻地域で採取される魚介類で汚染濃縮状態を引き続き解析する。物品購入費としての使用が少ないのは、これまでの予備実験で使用してきた物品をしようしたためであり、今年度は増える予定です。さらに、今年度は成果発表等にも十分な研究費を使用する予定である。物品購入、成果発表、さらに論文作成に使用する予定。
超微細気泡技術を応用した微細藻類の高密度培養に関する研究

微細藻類は、家畜飼料、健康食品や化粧品の原料として大量培養が行われているが、地球温暖化問題が顕著となるにともない、二酸化炭素低減のために光合成藻類の研究が展開されている。本研究では、藻類の二酸化炭素吸収能を向上させるため、二酸化炭素を一般的な散気管による通気ではなくマイクロ・ナノバブルとして供給することで、大量培養を実現するための検討をおこなったので報告する。超微細気泡技術による微細藻類の培養の基礎的データを得るため、デュナリエラをモデルとして通常の空気をマイクロ・ナノバブルとして培地に供給する試験をおこなった。一般的な培養方法と比較するため、炭素源を除いたデュナリエラ用の培地を用い、コントロールとしてミリ・センチバブル(一般的な気泡)による空気供給(毎分100ml)及び2水準のマイクロ・ナノバブルによる空気供給(毎分2ml及び毎分10ml)をおこない、培養後の生育量(細胞数)とクロロフィル量を求めた。なお、培養は20度、5000luxに調整したインキュベーターで各2週間おこなった。マイクロナノバブル(毎分2ml)を供給することで、コントロールと比較して約2.4倍の細胞数の増加が確認された。しかしながら、マイクロ・ナノバブルの供給量を毎分10mlに上げた場合の細胞数は、コントロールの約半分となり高密度のマイクロ・ナノバブルの存在は細胞増殖に関して何らかの阻害要因となっていることが示唆された。また、同時におこなった顕微鏡観察では、細胞への損傷も認められた。クロロフィル量に関しては、ミリ・センチバブル供給とマイクロ・ナノバブル供給(毎分2ml)との間に大差はなく、マイクロ・ナノバブル供給(毎分10ml)においてはコントロールの30%以下に落ち込むなど、細胞数以上にマイクロ・ナノバブルによる悪影響が認められ、大量培養への応用は困難であると示唆された。クロレラについても同様な試験をおこなったが、少量のマイクロ・ナノバブルによる空気供給で細胞数が増加する一方、クロロフィル量に関しては減少するなどデュナリエラと同じ傾向が観察され、マイクロ・ナノバブルによる微細藻類への物理的影響が示唆された。この傾向は、供給ガスを空気から10%炭酸ガス混合空気に変更した場合にも認められた。以上より、微細藻類の培養においてマイクロ・ナノバブルによる効率的な二酸化炭素供給は困難と思われるが、きわめて高いガス溶解効率は確認されたため、その特性を利用した化学反応による二酸化炭素の固定技術の開発へ結びつけることで、マイクロ・ナノバブル技術のさらなる展開が期待される。
ピロリ菌惹起ＩＴＰにおける外毒素ＶａｃＡと血小板マルチメリンの役割

Helicobacter pylori(HP)感染のある特発性血小板減少性紫斑病(ITP)ではHP除菌療法により血小板数が回復することが知られているが、そのメカニズムは不明な点が多い.本研究により、HP産生毒素の一つであるVacAとマルチメリン1が結合することを見出した.マルチメリン1は血小板α顆粒中に存在する高分子タンパクで、血小板活性化に伴って細胞外に放出されて血小板膜表面に結合する.この膜表面のマルチメリン1にVacAが結合して血小板を活性化させて消費性に、あるいはVacAーマルチメリン1複合体に対する自己抗体の産生により、血小板減少をきたすメカニズムが存在するのではないかと考えられた.今年度はVacA依存性の血小板活性化におけるMMRNの役割について分子生物学的な手法を用いて解析を進めるため、より強力なプロモーター活性を有するプラスミドベクターを用いて、MMRN全長遺伝子の導入を行い、MMRNを発現することを試みた。しかし、大腸菌や巨核球系培養細胞を溶解した内容には、MMRNが認められたもの、MMRNの全長蛋白をVacAとの結合を評価できる量のMMRNを、培養上清、また細胞破壊後の上清からaffinity columnで分離することができなかった。そこで、よりMMRNのVacAとの結合部位を含むsequence (100アミノ酸前後)を作成することを試みたが、これも失敗に終わった。そこで、このsequenceにGFP蛋白を融合させたconstructを作成し、GFPでスクリーニングすることにより、MMRN部分sequenceを発現する大腸菌、巨核球系培養細胞の選択を行った。この方法により、transfectionが成功した細胞を選択的に培養できるようになったが、やはり細胞培養上清、細胞破壊分画からMMRN部分を十分量得ることに成功できてはいない。(これについては、次年度の目標として残る)VacAと血小板上のMMRNが反応することにより、血小板活性化が起きるとの仮説についての検証には、ある程度の進捗が見られた。すなわち、T-TASと呼ばれる全血での凝固、血小板活性化を顕微鏡下の観察、また流路の圧変化で測定できる系を用い、血液にVacAを加えることにより、血栓の早期形成、流路圧の早期変化を認め、VacAが血小板に作用して、血栓の形成を増強することが示された。次年度はMMRN抗体などを用いて、この阻害などを評価するつもりである。ヘリコバクターピロリ菌の内毒素、VacA、が血小板活性化を起こすこと、またVacAが血小板顆粒内に存在するマルチメリン(MMRN)と結合することを以前の研究により確認した。MMRNは血小板α顆粒中に存在する蛋白であり、活性化されていない血小板膜上には基本的にはMMRNが存在しないと思われるが、一部の老化、活性化した血小板においては、放出されたMMRNが血小板膜上に結合していると考えられる。VacAが血小板膜上のMMRNと反応することにより、MMRNの形態変化、血小板とのさらなる結合、血小板活性化によるMMRNの放出、というポジティブフィードバックを起こして、最終的には末梢血の血小板数減少、特発性血小板減少性紫斑病の病態を起こすと、我々は仮定した。そこで、MMRNのリコンビナント蛋白を作り、VacAと反応させた後に、血小板に降りかけ、血小板の活性化を起こさせ、また活性化MMRNと反応する血小板膜上の受容体蛋白の同定を行うことを目的とした。しかし、複数の発現系を試みたが、全長MMRNを作成することは出来ず、結局MMRN分子上で、VacAと反応する部位の同定、ペプチド、GST fusion proteinの作成までしか研究を進めることが出来なかった。以上の結果については、以下の雑誌に発表した。Helicobacter pylori(HP)感染のある特発性血小板減少性紫斑病(ITP)ではHP除菌療法により血小板数が回復することが知られているが、そのメカニズムは不明な点が多い.本研究により、HP産生毒素の一つであるVacAとマルチメリン1が結合することを見出した.マルチメリン1は血小板α顆粒中に存在する高分子タンパクで、血小板活性化に伴って細胞外に放出されて血小板膜表面に結合する.この膜表面のマルチメリン1にVacAが結合して血小板を活性化させて消費性に、あるいはVacAーマルチメリン1複合体に対する自己抗体の産生により、血小板減少をきたすメカニズムが存在するのではないかと考えられた.特発性血小板減少性紫斑病(ITP)においてHelicobacter pylori(HP)陽性例が多く、HP除菌療法により血小板数が回復することが示されており、ITPの発症にHPが関与することが強く示唆されている.

しかし、HP感染がITPを引き起こす機序はまだ解明されていない.Helicobacter pylori (HP)が産生する外毒素VacAは血小板を活性化する作用を有するが、免疫沈降法とTOF-MS解析によりVacA結合タンパクとしてマルチメリン(MMRN)を同定した. MMRNは血小板顆粒に含まれており、血小板活性化に伴って放出される.その構造は170kDaのサブユニットがマルチマー構造をとる巨大分子であり、血小板膜蛋白GPII/IIIaや血液凝固因子Vaと結合することが知られているが、その機能は不明な部分が多い.本年度はVacAとMMRNとが結合することの証明を強化するため、MMRN融合タンパクや合成ペプチドを作製してVacA結合活性の評価や結合部位の同定を試みた.その結果、結合領域を20アミノ酸程度まで絞り込むことに成功した.一方、MMRNの全長は4000bpと巨大であり、ベクターに導入する遺伝子サイズが大きくなると(20004000bp)、タンパク発現が見られず、全長MMRNの作製には至らなかった.これについては次年度の継続課題とする.今年度はVacAとMMRNとの結合を種々の手段で証明することを目標に掲げ研究をおこなってきた.全長MMRNの作製に手間取っているが、20100程度のアミノ酸からなる発現タンパクや合成ペプチドとの結合が確認できたことから、MMRNはVacAの結合タンパクとして機能を有しているとの結論に達し、次年度はVacA依存性の血小板活性化におけるMMRNの役割について分子生物学的な手法を用いて解析を進めたい.研究実績の概要にも書いたように、MMRNのリコンビナント蛋白を作ることを目標に、いろいろなコンストラクトまたその導入法、プロモーターを試しているが、いまだにVacAとの結合、結合後の機能変化を評価するだけのタンパク量が作成できないである。一方、MMRNとVacAの結合により、血小板活性化を起こしているとの証拠として、以前確認したp-selectin発現のみでなく、全血の系での血栓形成増強作用を確認できたことは、一定の進歩と評価できる。今年度はVacAとMMRNとの結合を種々の手段で証明することを目標に掲げ研究をおこなってきた.20100程度のアミノ酸からなる発現タンパクや合成ペプチドとの結合が確認できたことから、MMRNはVacAの結合タンパクとして機能を有しているとの結論を得ることができた.一方で、全長タンパクの発現効率が著しく悪く、VacA依存性の血小板活性化におけるMMRNの役割や血液凝固因子Vaの関与について、血小板凝集やシグナル伝達の観点からの解析を実施することができなかった.現在、プロモーター、コンストラクトについても、新たなものを設計中である。またGFPをコンストラクトに結合させたもので、トランスフェクションに成功した細胞のみを選択的に濃縮し、MMRNを効率的に採取したい。これに成功すれば、VacAとの結合、また凝固第V因子と結合しているMMRNの活性変化を評価したい。T-TASを用いた血栓形成評価系を用いて、VacA投与により、どのような機序により血栓形成が増強するのかを詳細に評価したい。次年度はVacA依存性の血小板活性化におけるMMRNの役割について分子生物学的な手法を用いて解析を進めるため、より強力なプロモーター活性を有するプラスミドベクターへの全長遺伝子の導入、MMRNを発現系を有する巨核球系培養細胞への遺伝子導入などによりMMRN全長タンパク発現系の確立を急ぐ. VacAとMMRNとの結合部位が20アミノ酸程度に絞られたので、この部位に対する阻害抗体を作製し、VacA依存性血小板活性化に対するVacA-MMRN結合の関与を解析する. MMRNはVacAと複合体を形成することから、ITP患者血清中にこれら複合体に対する抗体が産生されていることが予想される.そのため、全長MMRNのリコンビナントタンパクを固相化したELISAの測定系を構築し、MMRNに対する抗体の検出、ならびにVacA-MMRN複合体に対する抗体の検出を試みる.
付着場併用による余剰汚泥引き抜きの不要な新しい活性汚泥法の確立に関する研究

1.本研究は、下水道の普及に伴う汚泥処分問題に対応できる排水処理技術として、活性汚泥法の曝気槽に微小高等動物の付着生息場となる「芯入り紐状担体」を組み込み、原生動物や微小後生動物などによる汚泥の捕食作用を活用することにより、汚泥の引き抜きの不要な新しい活性汚泥法の開発と確立を目的とする。2.実験室に4段反応槽と沈殿槽から成るベンチスケールの装置を設置し、人工排水により主として流入TOC負荷を変化させて長期間の運転実験を行い、TOC除去性能、反応槽内の汚泥量の状況、窒素除去性能、さらには原生動物や微小後生動物などの動態を検討した。3.その結果、本研究において次のようなことが解明された。(1)汚泥を引き抜かない運転によっても流入TOC負荷0.362.3gTOC/1・日の範囲でTOC除去率約97%に達するものであった。汚泥の流出による影響はSRTとして110日程度となり無視しうる程度であった。(2)反応槽内における汚泥量(MLSS濃度)の決定機構に関して動力学的考察を行い、実験結果から各種係数値を算定し、本プロセス設計に関わる基礎的知見を得た。(3)原生動物や微小後生動物などの汚泥の捕食、さらに汚泥の自己分解によると見られる窒素成分の溶出が認められた。しかし、本システムでは硝化、脱窒がほぼ完全に進行しており、処理水窒素濃度の上昇を抑制する機能が認められた。以上を要するに、活性汚泥法の新しい運転法として、TOC除去に伴う汚泥の増殖と、汚泥の自己分解並びに原生動物や微小後生動物の汚泥捕食作用を平衡させる限界増殖領域運転法に関する基礎的知見が得られた。本研究の目的は、芯入りひも状担体を設置したばっき槽において汚泥引き抜きを停止した運転を行い、汚泥生成状態の変化や有機物除去性能への影響を解明することにより、余剰汚泥の引き抜きを行わず、原生動物並びに後生動物の汚泥摂取機能を活用して汚泥の新陳代謝を図る運転方式を、新しい概念として活性汚泥法の限界増殖領域運転法と規定し確立することである。1.長期間の連続運転による実験付着場となる担体を組み込んだ活性汚泥法の連続実験装置の組立を行い、比較的高いTOC負荷条件を設定し長期間の連続運転を行った。この結果、今年度としては次のようなことが認められた。(1)使用した担体において、原生動物・後生動物等の生息場となることが確認された。(2)MLSSの測定に伴う汚泥の採取以外の引き抜きを行わない運転を70日間、さらに90日間行ったが、処理水TOC濃度は特に高くなることはなく、処理性能の悪化は認められなかった。(3)TOC負荷率と汚泥量の相関を調べたところ、ある負荷率までの範囲では比例的に汚泥量が増加するが、その点以上では低減化する傾向が認められた。これより汚泥の増殖と分解の機構が作用しているものと考えられた。(4)汚泥の分解に伴い、T-Nの溶出が認められ、このNに対する硝化脱窒のメカニズム解明が必要である。(5)SVIは最大200以下であり、バルキングが抑制されることが認められた。2.芯入りひも状担体の設置の有無による比較実験前項の実験に並行して、芯入りひも状担体を設置した反応槽と設置しない反応槽を2系列用意して比較実験を行った。これによりTOC負荷率と汚泥量との関係や担体設置と生物相との関連性等を定量的に比較確認した。

1.本研究は、活性汚泥法の曝気槽に微生物媒体の1種である「芯入り紐状担体」を組み込み、原生動物や微小後生動物を生息させ、汚泥に対する補食作用を活用することにより、汚泥の引き抜きの不要なシステムの開発と確立を目的とする。2.実験室にベンチスケールの装置を設置し、スキムミルクを主成分とする合成排水により主として流入TOC負荷を変化させて長期間の運転実験を行い、TOC除去性能、反応槽内の汚泥量の状況、窒素除去性能、さらには原生動物や微小後生動物などの検鏡を行った。3.その結果、本年度において次のようなことが解明された。(1)汚泥を引き抜かない運転によってもTOC除去性能は、流入TOC負荷0.362.3gTOC/1・日の範囲でTOC除去率約97%に達するものであった。汚泥の流出による影響はSRTとして110日程度となり無視しうる程度であった。(2)反応槽内における汚泥量は、流入TOC負荷、ないし流入TOC濃度に比例して増大し、一方では原生動物や微小後生動物などの存在量は汚泥量に比例するとして、それぞれ動力学的係数を算定できた。(3)原生動物や微小後生動物などの汚泥の捕食、さらに汚泥の自己分解によると見られる窒素成分の溶出が認められた。しかし、本システムでは硝化、脱窒がほぼ完全に進行しており、処理水窒素濃度の上昇を抑制する機能が認められた。(4)汚泥の沈降性について4段連続実験と2段連続実験の結果を比較考察すると、全体的傾向としては4段連像実験装置では糸状細菌は見られず、バルキングが発生しにくいように見られた。
時間帯別ボトルネック通行権取引制度導入によるパレート改善

本研究課題の目的は時間帯別ボトルネック通行権取引制度を導入することによってパレート改善が達成できる方法と条件を明らかにすることであった.具体的に以下の2つの状況を想定し,分析を行った.1.道路ネットワークに合流部分が含まれる場合2.道路利用者間で時間価値とスケジュール柔軟性に異質性がある場合合流ボトルネックを対象とした分析として,まず,時間帯別ボトルネック通行権取引制度を導入すれば,合流部分で優位だった道路利用者の既得権が無くなることによってパレート改善が達成されないことを示した.次に,パレート改善を達成できる3つの方法を提案し,それぞれの方法についてパレート改善が達成される条件を示した.1つ目の方法は,既得権に基づいてあらかじめ各上流の出発地毎に通行権の枚数を配分する方法である.2つ目の方法は,時間帯別ボトルネック通行権取引制度を導入することによって交通費用が増加した人々に料金収入を使って補償する方法である.3つ目の方法は,料金収入を使ってボトルネック容量を拡張する方法である.道路利用者間で時間価値とスケジュール柔軟性に異質性がある場合の分析として,それぞれの異質性毎に2種類のグループを想定し,2×2=4グループを仮定した.最もシンプルな単一ボトルネックを持つ1起点1終点のネットワークで分析を行った.この場合,パレート改善が達成されない原因は,時間価値が低く,かつ,スケジュール柔軟性が低いグループの交通費用が増加することにあり,ボトルネック容量に対して一部分にだけ本制度を適用する(空間部分的に時間帯別通行権取引制度を導入する)ことでパレート改善が達成できることを示した.また,仮定をより緩和してパレート改善達成の条件を分析したが,出発時刻選択均衡解の唯一性や安定性についての課題が残っている.28年度が最終年度であるため、記入しない。28年度が最終年度であるため、記入しない。朝の通勤ラッシュのような道路混雑を解決する一つの手段として混雑課金がある.利用者の渋滞待ち時間に対する限界費用分だけ混雑料金として課することができれば,理論的には渋滞を解消することが可能であることが知られている.その一方で,公平性の問題がある.社会的な制度をスムーズに導入するためには,制度の導入により不利益を被る利用者が存在しないような制度を定める必要性がある.その指標として,パレート改善(利用者全員の費用が小さくなるかせいぜい等しい状態)を満たすような制度を構築することが求められる.本課題の研究目的は,1時間帯別ボトルネック通行権取引制度の導入が必ずしもパレート改善を達成しないネットワークの条件とそのメカニズムを具体化すること,2多起点1終点1ボトルネックのネットワークにおいて,パレート改善を達成できる時間帯別ボトルネック通行権の発行パターンの条件を求め,その理論を構築すること,の2つであった.多起点1終点ネットワークとしてV字形のネットワークにおけるモデルを構築し,以下の成果を得た.1通行権取引制度の導入前と導入後の各利用者のコストを比較し,コストの増加している利用者が存在することを示し,その理由が合流部での既得権が失われることによるものであることを明らかにした.2パレート改善を達成するための方法として,ボトルネックの交通容量を各出発地点へあらかじめ配分し,出発地点それぞれに対して通行権を発行するスキームをはじめ,3つのスキームを提案し定式化した.これまで,2起点1終点1ボトルネックのネットワークにおいて,1時間帯別ボトルネック通行権取引制度の導入が必ずしもパレート改善を達成しないことの分析,2パレート改善を達成できる時間帯別ボトルネック通行権の適用方法の構築,いずれも研究成果のとりまとめまで行っている.これらの内容は,「合流ネットワークでのボトルネック通行権取引制度導入時のパレート改善」というタイトルで査読付き論文である『土木学会論文集D3 (土木計画学)』に掲載されている.また,エジプト日本科学技術大学(E-JUST)にて土木工学専攻の教員・学生を対象としたセミナーを開催し,本研究課題で対象としている通行権取引制度とパレート改善について,国際的な情報発信を行った.本研究課題の目的は時間帯別ボトルネック通行権取引制度を導入することによってパレート改善が達成できる方法と条件を明らかにすることであった.具体的に以下の2つの状況を想定し,分析を行った.1.道路ネットワークに合流部分が含まれる場合2.道路利用者間で時間価値とスケジュール柔軟性に異質性がある場合合流ボトルネックを対象とした分析として,まず,時間帯別ボトルネック通行権取引制度を導入すれば,合流部分で優位だった道路利用者の既得権が無くなることによってパレート改善が達成されないことを示した.次に,パレート改善を達成できる3つの方法を提案し,それぞれの方法についてパレート改善が達成される条件を示した.1つ目の方法は,既得権に基づいてあらかじめ各上流の出発地毎に通行権の枚数を配分する方法である.2つ目の方法は,時間帯別ボトルネック通行権取引制度を導入することによって交通費用が増加した人々に料金収入を使って補償する方法である.3つ目の方法は,料金収入を使ってボトルネック容量を拡張する方法である.道路利用者間で時間価値とスケジュール柔軟性に異質性がある場合の分析として,それぞれの異質性毎に2種類のグループを想定し,2×2=4グループを仮定した.最もシンプルな単一ボトルネックを持つ1起点1終点のネットワークで分析を行った.

この場合,パレート改善が達成されない原因は,時間価値が低く,かつ,スケジュール柔軟性が低いグループの交通費用が増加することにあり,ボトルネック容量に対して一部分にだけ本制度を適用する(空間部分的に時間帯別通行権取引制度を導入する)ことでパレート改善が達成できることを示した.また,仮定をより緩和してパレート改善達成の条件を分析したが,出発時刻選択均衡解の唯一性や安定性についての課題が残っている.2016年度は,さらに仮定を一般化したモデルの記述を行う予定である.これを遂行することを目的として,これまでに構築したモデルについてリーズ大学およびカリフォルニア大学バークレー校の著名な研究者と研究打合せをすでに行っており,そのアドバイスに基づいてモデルの仮定を緩和し,より一般的なモデルを構築する予定である.このことをより効率的に行うため,海外の大学に滞在し,当該分野で最先端の研究者と共同で取り組む予定である.また,国際的な情報発信を積極的に行うために,これまでにまとまった成果を国際ジャーナルへ投稿する予定である.28年度が最終年度であるため、記入しない。28年度が最終年度であるため、記入しない。
エピジェネティック制御異常による嚥下障害と呼吸不全の発症機序の解明

レット症候群のモデルであるMeCP2欠損雄マウスでは摂食障害ならびに呼吸障害がみられる。本研究ではMeCP2欠損マウスを対象に,GABAの合成酵素GAD1のプロモーターのメチル化とGAD1遺伝子発現との関連について調べた。延髄腹側部の呼吸中枢でのGAD1 mRNA量は,野生型マウスに比べMeCP2欠損マウスで有意に減少していた。またGAD1遺伝子プロモーター上に位置するCpGのメチル化レベルは,同じ2週齢の野生型マウスに比べMeCP2欠損マウスの方が高かった。この結果は,プロモーター上のCpGの高メチル化によりGAD1の転写が抑制されたことでGAD1 mRNA量が減少した可能性を示している。Mecp2ヘテロ欠損雌マウスならびにC57BL/6J野生型雄マウスを本学動物実験施設にて飼育し,両者を交配することでMecp2欠損雄マウス(Mecp2 -/y)を得た。生後2,3,5,7,9週でMecp2 -/yと野生型雄マウスの脳を4%パラフォルムアルデヒドにて灌流固定したのち取り出して薄切凍結切片を作製し, glutamic acid decarboxylase 1 (GAD1)およびvesicular inhibitory amino acid transporter (VIAAT)についての免疫染色を行った。レーザー共焦点顕微鏡にて,延髄腹外側部の呼吸中枢でのGAD1ならびにVIAAT陽性終末の局在を画像により解析した。その結果,GAD1免疫陽性シグナルは主として疑核の腹側部に局在する小型の神経細胞に認められた。また,VIAAT陽性終末は,疑核内の細胞の周囲に多く認められたが,GAD1陽性細胞が多く存在する腹側呼吸神経細胞群の周囲にも認められ,局所的な神経回路を形成していることが推測された。生後2週で,Mecp2 -/yと野生型雄マウスの孤束核ならびに延髄腹外側部から組織をパンチアウトし,DNAを抽出した後,GAD1の近位プロモーター領域に存在するCpG配列について,メチル化レベルをバイサルファイトシークエンス法により解析した。まず孤束核について,20個のCpG配列を対象に調べたところ,NGFI-Aのコンセンサス領域に位置するCpGについて,Mecp2 -/yと野生型雄マウスでメチル化レベルの違いが認められ,GAD1活性ならびにGABA産生に影響を与えている可能性が示唆された。延髄腹外側部については解析を継続中である。MeCP2欠損マウスについて,抑制性神経伝達物質であるGABAの合成酵素GAD1のプロモーターのメチル化がGAD1遺伝子発現ならびにMeCP2欠損とどのように関連しているのかについて,Mecp2欠損マウスならびに野生型マウスを用い,リアルタイムPCR法ならびにバイサルファイトシークエンス法により検討した。1生後2週のMecp2欠損マウスおよび野生型マウスに関して,成長発達に明らかな相違は認められず,体重にも有意な差はなかった。2延髄腹側部に位置する呼吸中枢の,生後2週でのGAD1 mRNA量は,野生型マウスに比べMecp2欠損マウスで有意に減少していた。このGAD1発現の低下が呼吸中枢でのGABA合成量を減少させ,GABAを伝達物質とする中枢性の呼吸パターン調節機能が低下したことで,Mecp2欠損マウスにおいて無呼吸発作の頻度を上昇させた可能性が示唆された。3GAD1遺伝子のプロモーター上に位置するCpG(23箇所)のメチル化レベルについて,同じ2週齢の野生型雄マウスに比べ, Mecp2欠損マウスでより高まっていることが明らかになった。この結果は,Mecp2欠損マウスにおいて,GAD1遺伝子プロモーター上のCpGの高メチル化によって延髄でのGAD1の転写が抑制されることで,GAD1 mRNA量が減少していることを示しており,MeCP2の欠損がGAD1遺伝子プロモーター上のCpGのメチル化を制御する因子に影響を与えていることが示唆された。DNAのメチル化されたCpG領域に結合し,下流遺伝子の発現調節に関与しているエピジェネティクス制御タンパクとしてMeCP2がある。MeCP2をコードする遺伝子Mecp2を欠損したマウスMecp2 (-/y)について,7週齢において一匹ずつ全身型プレチスモグラフのチャンバー内に入れ,呼吸波形を24時間連続で測定・記録した後,1秒以上の無呼吸の発生回数について解析を行った。また野生型(wild)マウスについても同様に解析した。Mecp2(-/y)については24時間を通じて無呼吸が高頻度に認められた。またwild雄についても無呼吸が検出されたがその頻度は低かった。Mecp2(-/y)の無呼吸回数は暗期に比べ明期で有意に多かった。

また明暗条件下では無呼吸回数の24時間の変動に有意差がみられたのに対し,恒暗条件下では有意差は認められなかった。wildでは明暗条件下と恒暗条件下のいずれにおいても無呼吸回数に24時間の変動は認められなかった。Mecp2(-/y)を生後3週で離乳したのち,ただちにセロトニン・ノルアドレナリン再取り込み阻害薬であるミルナシプランを経口的に慢性投与し(摂取量:約2 mg/day),生後7週で呼吸への影響を検討した。その結果,ミルナシプランは明期の無呼吸回数を有意に減少させるが,暗期の無呼吸回数には影響しないことが明らかになった。生後8週においてMecp2(-/y)の延髄呼吸関連中枢における小胞膜モノアミントランスポーター2(VMAT2)発現の免疫組織学的検討を行ったところ,迷走神経背側運動核,孤束核および腹側呼吸神経細胞群のいずれの部位についてもMeCP2(-/y)ではwildに比べVMAT2陽性神経終末数の著しい減少がみられた。当初計画していた,MeCP2欠損マウスの顎舌骨筋および横隔膜からの筋電図の測定と解析については,マウスの繁殖が順調に進まなかったこと,手術対象となるMeCP2欠損マウスを,通法通りに電極埋め込み手術ができるだけの週齢まで生育させることが難しいことがあり,この年度も野生型マウスを対象としたコントロール実験に留まった。今後,手術の成功率を向上させて,より若年のマウスを対象に研究を行う必要があると考えられる。MeCP2欠損マウスの脳へのmecp2遺伝子導入と呼吸異常の改善については,レンチウイルスベクターによる導入技術がまだ確立しておらず,実施までさらに時間を要する見通しである。延髄スライス培養組織からの細胞内活性酸素の定量については,現在脳スライス上で発生する活性酸素量の光学的測定の基本手順が確立したところであり,Mecp2 -/yと野生型雄マウスでの比較は次年度になる。一方,脳幹の呼吸関連中枢でのGABA陽性細胞の異常が,Rett症候群モデルマウスの病態に密接に関わっているとの最近の論文報告から,平成24年度は,当初計画していなかった呼吸関連中枢でのGAD1プロモーター領域のメチル化解析を実施した。Mecp2 -/yと野生型雄マウスでの比較で,GAD1活性に影響を及ぼしていると考えられるCpG部位でのメチル化レベルの違いを確認できたことは,今後の研究の方向性を考えた場合,重要な成果である。研究計画の3)として実施予定であった,MeCP2欠損マウスからの無拘束呼吸測定については,現有の装置である無拘束呼吸機能解析システムを用い,完全無拘束下でMeCP2欠損マウスの呼吸活動を連続測定・解析することができた。その一方で,1)として実施予定であった,MeCP2欠損マウスの顎舌骨筋および横隔膜からの筋電図の測定と解析については,マウスの繁殖が順調に進まなかったため,手術対象となるMeCP2欠損マウスの数を確保出来ず,コントロール実験に留まっている。2)として実施予定の,MeCP2欠損マウスの脳へのmecp2遺伝子導入と呼吸異常の改善については,レンチウイルスベクターによる導入技術がまだ確立しておらず,実施にいたっていない。
アブラナ科そ菜およびニンニクにおける雄性不稔性とミトコンドリアDNA特性について

ヘテロシス育種によく利用されている細胞質雄性不稔性(CMS)の本体を分子レベルで解明するために、9種のCMSと関連した十字花科植物を材料として、CMSと細胞質ゲノムの変異との相関を制限酵素分析法により調べた。各材料の若い緑色の健全葉を採取して、緩衝液中で磨砕後、ショ糖密度勾配遠心法により精製クロロプラストを得た。DNase処理により共存する核ーDNAを分解・除去して、プロテナーゼK処理によりクロロプラストを消化・分解して、クロロプラストDNA(ct-DNA)の水溶液を得た。これらのDNAは制限酵素による分解を受けなかったので、更に、フナコシ薬品より市販されているGENECLEANキットを用いて精製した。DNAの変異は3種類の、認識部位の異なる制限酵素(HindIII,EcoR1,Sal1)により切断後、1%アガロース電気泳動法により総断片数と各断片の分子サイズを調べ、比較検討した。各材料から得たct-DNAのHinaIIIとEcoR1による切断パターンは互いによく似ていたが、わずかな違いも認められた。特に、ダイコンとカブの種間の比較では明らかな差異が観察された。二倍体と四倍体、CMS種と正常種の比較ではほとんど違いがなかった。雑種植物であるRaphanobrasicaのそれはダイコンのct-DNAのものと酷似していた。以上のことから、ct-DNAではCMSと関連すると考えられる変異は見い出せなかった。9種類の同じ材料の主根から精製ミトコンドリアDNA(mt-DNA)を得た。昨年度は芽生えを用いたが、材料によっては多量の種子の確保が難しく、本年度は主根を用いた。しかしながら、主根のAgeによってmt-DNAの収量が大きく異なり、DNA濃度の薄いものは明瞭な結果が得られなかった。得られたものの間ではmt-DNAの変異はct-DNAより大きいことが認められ、そのことが、CMSと関連していることが予想された。ヘテロシス育種によく利用される細胞質雄生不稔性の本体を分子レベルでの理解を深めるために細胞質ゲノム構造的変異を調べた.Raphanobrassicaの雄性不稔性に関与したゲノムを明らかにするため,最初にRaphanus(2倍体・正常種)とBrassica(2倍体・正常種)の黄化芽生えから常法によりミトコンドリア分画を調製し,クロロホルムーフェノール法とGENECLEAN法(フナコシ薬品)により, mt-DNAを抽出・精製した.アガロース電気泳動(1.0%)による分析の結果,それらの両DNA調整物にはサトウキビ・テンサイなどの雄性不稔性系で見出された数kbの小環状DNAは検出できなかった.両DNA調整物を制限酵素HindIIIで分解すると, 20以上のバンドが検出され,異なるバンドの存在が認められた.現在,他の制限酵素(EcoR1とSal1)を使った分析を行っている.両者の構造的相違性を明確にした後, Raphanus4倍体の正常種と雄性不稔性系の比較-Raphanobrassicaの正常種と雄性不稔系を検討し,細胞質DNAの構造変異と雄性不稔性MSとの相関関係を明らかにしたい.また,他の細胞質ゲノムである葉緑体DNAを緑葉から調製し,同様に酵素分析を行い, MSとの関連性を調べる予定である.ニンニクは完全不稔で花粉も胚のうも形成しないが,世界各地の収集により,稔性系統とともに雄性不稔系統も発見したので,交雑により新しい雄性不稔系統を作出し増殖をはかっている.

ヘテロシス育種によく利用されている細胞質雄性不稔性(CMS)の本体を分子レベルで解明するために、9種のCMSと関連した十字花科植物を材料として、CMSと細胞質ゲノムの変異との相関を制限酵素分析法により調べた。各材料の若い緑色の健全薬を採取して、緩衝液中で磨砕後、ショ糖密度勾配遠心法により精製クロロプラストを得た。DNaSe処理により共存する核-DNAを分解・除去して、プロテナーゼK処理によりクロロプラストを消化・分解して、クロロプラストDNACot-DNA)の水溶液を得た。これらのDNAは制限酵素による分解を受けなかったので、更にフナコシ薬品より市販されているGENECLEANキットを用いて精製した。DNAの変異は3種類の、認識部位の異なる制限酵素(HindIII、EcoR1、Sal1)により切断後、1%アガロース電気泳動法により総断片数と各断片の分子サイズを調べ、比較検討した。各材料から得たct-DNAのHindIIIとEcoR1による切断パターンは互いによく似ていたが、わずかな違いも認められた。特に、ダイコンとカブの種間の比較では明らかな差異が観察された。二倍体と四倍体、CMS種と正常種の比較ではほとんど違いがなかった。雑種植物であるRaphanobrasicaのそれはダイコンのct-DNAのものと酷似していた。以上のことから、ct-DNAではCMSと関連すると考えられる変異は見い出せなかった。9種類の同じ材料の主根から精製ミトコンドリアDNA(mt-DNA)を得た。昨年度は芽生えを用いたが、材料によっては多量の種子の確保が難しく、本年度は主根を用いた。しかしながら、主根のAgeによってmt-DNAの収量が大きく異なり、DNA濃度の薄いものは明瞭な結果が得られなかった。得られたものの間ではmt-DNAの変異はct-DNAより大きいことが認められ、そのことが、CMSと関連していることが予想された。
てんかんモデル脳のトリプトファン代謝酵素調節機構についての研究

目的てんかん発作の成因のひとつとしてトリプトファン代謝を検討することであった。実験遺伝性てんかんモデルマウス(Elマウス)とその母系とされているddYマウスを用いた。それぞれの脳を大脳皮質、海馬、線条体、小脳に部位分けし、インドールアミン2、3-ジオキシゲナーゼ、キヌレニンヒドロキシラーゼ、キヌレニナーゼ、キヌレニンアミノトランスフェラーゼ、3-ヒトロキシアントラニル酸3、4-ジオキシゲナーゼの酵素活性を測定し比較した。結果1)インドールアミン2、3-ジオキシゲナーゼについては両マウス間に有意差を認めなかった。2)キヌレニンヒドロキシラーゼについてはElマウスの大脳皮質で約15%、海馬で約10%の活性上昇が認められた。3)キヌレニナーゼについては大脳皮質のみにおいてElマウスで約10%の活性上昇が認められた。4)キヌレニンアミノトランスフェラーゼについては大脳皮質で約15%、海馬、線条体でそれぞれ約10%の活性上昇が認められた。5)3-ヒトロキシアントラニル酸3、4-ジオキシゲナーゼについては大脳皮質で約25%、海馬で約20%、線条体で約10%の活性上昇が認められた。考察Elマウスにおいてトリプトファン代謝系の5つの酵素の活性上昇を認めたが、3-ヒトロキシアントラニル酸3、4-ジオキシゲナーゼの生成物であるキノリン酸がてんかん発作を誘発するという報告を考慮するとこれらの酵素活性の上昇はこのマウスのてんかん感受性に深く係わっていると考えられる。
カール・マンハイムとイギリス知識人―「自由のための計画」論の展開過程

ナチス・ドイツに追われたユダヤ系亡命知識人カール・マンハイムが、彼をイギリスで受け入れたキリスト教知識人グループ「ムート」の中で展開した、大衆社会再建の処方箋「自由のための計画」については、これまで十分に研究対象とされてこなかった。マンハイムの目指す「計画」は中央集権的な計画経済のようなものとは異なっていたが、その構想は「ムート」のメンバーとの議論の中でどのように展開されたのか。またそれが、イギリスという知的風土の中でどのように受け入れられたのか、あるいは拒否されたのか。それらについて思想史的に検討することで、社会学者としてでなく民主主義者としてのマンハイム像を浮き彫りにすることを試みる。
理論研究と実証研究に基づく、経済学的観点からの都市成長メカニズムの分析及び解明

「理論研究と実証研究に基づく、経済学的観点からの都市成長メカニズムの分析及び解明」という研究課題名で、この二年間研究を行なった。初年度は理論分析を行なったのに対し、本年度は、実証分析を行なった。専門分野である都市経済学では、従来の主流であった「都市には中心点に一つの職場があり、その周りを住宅地が囲み、どの住民もそこに通勤する」という単一中心都市の仮定を和らげた研究が近年活発である。前年度に行なった容積率規制の経済学的影響に関する研究は、二都市モデルを用いたより現実的なものであり、単一中心都市モデルとは異なる結果が得られた。この研究をまとめ、日本経済学会(熊本学園大学)で報告し、学術誌(応用地域学研究)に投稿した。本年度は、我が国で1990年後半から見られた都心回帰現象に着目し、多数の中心から成る東京圏におけるホワイト・カラーの立地動向に関して実証研究を行なった。分析は1970年から2005年にかけての国勢調査のデータを用いて行なった。分析の結果、都心回帰傾向が主に夜間人口に関してであるのに対し、2005年のデータからは昼間人口に関して同様の傾向が見られることが明らかとなり、統計分析によって再都市化を実証した。また、従来の実証研究では「郊外化は住民が雇用に先行して生じた」と主張されていたが、本研究では「再都市化に関しても住民が雇用に先行する」ことを示した。さらに再都市化の経済的要因として、「人口停滞による土地需要の減少」及び「都心部での居住・オフィス環境の改善」が有力であると議論を展開した。再都市化の研究は特に経済理論の面では蓄積が少なく、以上の研究は今後の発展に寄与するものであるとして、引き続き研究を行なっている。なお、以上の研究成果は都市経済ワークショップ(東京大学)、地理情報システム学会(鹿児島大学)および応用地域学会(富山大学)で報告した。報告者は前年度までに、都市圏の経済活動のモデル化に取り組んできた。本年度においては、複数都市モデルを用いた容積率規制の経済分析に関する研究を行なった。研究内容・成果と報告に関して以下に記す。【研究内容・成果】本国では建築基準法により、容積率規制は絶対高さ制限とともに景観保持・交通渋滞緩和等の理由で厳しく設定されているのが現状である。しかし、経済学の分野では容積率規制は経済効率性と相容れないとの研究報告が優勢的である。複数都市モデルにおける容積率規制の経済学的評価は前例がなく、単一中心都市の仮定よりも現実的であることから、今後の都市計画・経済政策や都市経済理論にとって意義深いと考え、研究を行なった。この研究で想定する都市圏は、東京都のJR中央線沿線の例で言えば「中心都市:23区」と「副都心:八王子」に対応する2都市モデルである。主要な分析成果として、『1.東京のような巨大都市、あるいは地方の中小都市における容積率規制は経済効率を高める』一方で、『2.東京ほどではない程度の大都市では容積率緩和により社会厚生が増加する』を挙げる。本研究では都心部での混雑はモデル化されてないにも関わらず、都心部での容積率規制への経済学的根拠を与えることができた。さらに、これまでの経済学における容積率規制の議論は「緩和すべし」との主張が主であったが、都市の大きさによって容積率規制の是非が異なる、という本研究の分析は.今後の当該分野での研究の発展は当然のこと、行政に対する指針を提供するという意味で、非常に意義深い成果であると考えている。【報告】一定の分析を終えた後、5月に京都大学の研究会(同大経済研究所主催)で口頭報告を行い、そこでの議論を参考にさらに研究を進め、12月に応用地域学会(名古屋大学)で口頭報告を行なった。また、2011年5月に控える日本経済学会でのポスター発表に向けて準備中である。

なお、以上の研究成果は都市経済ワークショップ(東京大学)、地理情報システム学会(鹿児島大学)および応用地域学会(富山大学)で報告した。