hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
生体系モデルとしてのソフトマター複合系の秩序形成

1)液晶分子+高分子複合系ウイルス等の生体棒状粒子と生体高分子混合系が示す極めて低い濃度での秩序形成を枯渇相互作用の観点から明らかにする。平成16年度は、タバコモザイクウイルス(TMV)とポリスチレンスルフォン酸ナトリウム(PSSNa)を用い、TMVの凝集構造と添加高分子の慣性半径の関係をAFMにより検討し、計算機シミュレーション結果と比較した。シミュレーションと実験の間には数倍の差があり、その原因として正電相互作用の影響が考えられ、その点について来年度検討を進める。2)界面活性剤膜+高分子(コロイド粒子)複合系界面活性剤がつくるミセル相に球状コロイド粒子(ポリスチレンラテックス)を加えることにより、ミセルの形態が棒状から球状に転移することを見いだし、枯渇相互作用の観点からその実験事実を説明する事ができた。このような、コロイド粒子の添加による膜の形態転移を示した初めての例であり、来年度はこの現象の普遍性を検討して行く。3)界面活性剤膜+両親媒性ブロック共重合体複合系界面活性剤がつくる2分子膜に両親媒性ブロック共重合体を埋め込んだ時、膜間相互作用および膜の弾性的挙動にどのような影響を与えるのかを実験的に検討した。非イオン性界面活性剤(C12E5)と、両親媒性高分子として3元共重体Pluronicsを用い、親水鎖の長さが膜間距離に近くなると高分子鎖を含んだ膜間距離の大きいラメラ相と界面活性剤主体の膜間距離の小さいラメラ相への2相分離を起こし、後者はマルチレイヤーベシクルを形成する事を明らかにした。4)リン脂質複合膜系不飽和リン脂質・飽和リン脂質.コレステロール複合膜系で観察されるマイクロドメイン構造の形成過程について検討し、中性子小角散乱法により、小さいベシクルでは発芽が見られない事、およびマイクロドメインの組成が温度に依って変化することを初めて見いだした。本研究の目的は、生体系モデルとしても重要と考えられる以下の3つの異種ソフトマター複合系について、その秩序形成機構をソフトマター物理の観点から、実験・シミュレーション技法を用いて明らかにすることである。1)液晶分子+高分子複合系:生体系ではタンパク質・ウイルス・アクチンフィラメントなどの異方性分子が高分子の添加により結晶化やネマティック液晶化などの秩序形成することが知られている。本研究では、生体高分子のように高分子鎖の剛直性が高い場合は、従来知られているよりも2桁から3桁ほど強い引力相互作用(枯渇相互作用)が棒状ウイルス間に働く事を見出した。2)界面活性剤膜+高分子複合系:生体中では、分子膜が層状にスタックしたラメラ構造があり、ラメラ層間の水相には多くの生体高分子が溶け込んでいる。本研究ではラメラ膜間に、コロイド粒子・水溶性高分子を添加すると、高分子の場合は膜間に引力相互作用が、コロイド粒子では斥力相互作用が誘起される事を見出し、膜間に存在するソフトマターの種類によって膜間相互作用が大きく変化する事を明らかにした。3)界面活性剤膜+両親媒性ブロック共重合体複合系:生体膜は、脂質膜内に蛋白質や糖脂質分子等の両親媒性分子が埋め込まれた状態で存在している。本研究では、両親媒性高分子を界面活性剤分子膜系に埋め込んだ場合、その高分子鎖の拡がりにより膜の曲げ弾性率が増大し、膜間に斥力相互作用が誘起される事を明らかにした。
新規ジストニアモデルマウスを用いた病態の解明

ジストニアは四肢および体幹の捻転と拮抗筋の同時収縮を主徴とする難治性の神経疾患であるが、その病態については不明な点が多い。本研究はジストニアの病態を明らかにすることを目的とし、我々が作製したジストニア様症状を示すマウスの解析を行った。その結果、本マウスでは中枢神経系と末梢神経系の両方に変性が生じており、特に、脳内の複数の運動性・感覚性領域において、骨格タンパクが細胞体や軸索に異常に蓄積する変性所見を認めた。本研究は不随意の運動を生じる神経難病であるジストニアの病態を明らかにすることを目的としており、ジストニアを引き起こすと考えられるジストニン遺伝子に変異を加えたマウス(以下、本マウス)の解析を行う。本マウスがジストニア症状を示すことは既に確認している。以上を踏まえ、平成25年度は本マウスの神経系における組織学的な解析を行い、1)感覚系および運動系領域における変性について論文にまとめる2)コンディショナル・アリールにおける局所的ジストニンタンパクの不活性化による表現型の解析を行った。1)に関しては、本マウスの感覚系領域である後根神経節および三叉神経における変性所見を得た。また運動系領域に関しても、一部の脊髄灰白質ニューロンにリン酸化ニューロフィラメントの蓄積が生じ、三叉神経運動核ニューロンが変性脱落する所見を得た。また小脳ー視床ー線条体の運動性回路における活動低下が観察された。これらの所見を論文にまとめ、現在European Journal of Neuroscience誌に投稿中である。2)に関しては、Nestin-Creコンディショナル・アリールにて、中枢神経系特異的にジストニンタンパクを不活性化する実験を行った。しかしながら、不活性化アリールでは運動症状が現れないことから、Nestin-Creによるコンディショナル実験の適正について、現在検討中である。P0-Creコンディショナル・アリールにて、末梢神経系特異的にジストニンタンパクを不活性化する実験を行ったところ、ジストニア症状は現れないが、小脳失調様の運動症状が現れることを確認した。本研究は不随意運動を生じる神経難病であるジストニアの病態を明らかにすることを目的として、我々が新たに作製したジストニンの遺伝子に変異を加えたマウス(以下、本マウス)の解析を行う。以上を踏まえ、平成24年度は本マウスの1.B6系マウスにバッククロスしたマウスにおける詳細な病態解析、2.コンディショナル・アリールとしての使用の可否の検討、3.原因となるジストニンタンパクの脳内における発現部位の解析を行った。1に関して:本マウスにおけるジストニア症状出現の経時変化についての解析を行った。本マウスは、生後直後は正常マウスと見分けがつかないが、生後2週過ぎからジストニアの特徴である捻転性の歩行が現れた。その後、ジストニア症状が強くなり、体が捻れるジストニア姿勢が現れ、生後6週頃までに死に至った。症状の悪化が認められる生後4週以降において、本マウス脳の運動関係領域で神経活動と関係する最初期遺伝子の発現が激減していた。2に関して:本マウスは外来のlacZ遺伝子を含むトラップベクターをジストニン遺伝子内に組み込んでいる。FLP組換え酵素を本マウスに作用させ、トラップベクターの逆位を起こしたホモマウスでは、ジストニア症状は現れなかった。この逆位マウスに、さらにCre組換え酵素を作用させて再びジストニンの不活性化を試みたところ、軽度の神経症状が現れた。以上の結果は、本マウスがコンディショナル・アリールとして使用できることを示している。ジストニア症状の発現については今後、その有無を注視する。3に関して:本マウスではジストニン遺伝子内に組み込まれたlacZの発現を調べることで、ジストニンタンパクの発現を同定することができる。その結果、ジストニンタンパクは脳内の感覚領域のみならず、運動、連合領域など幅広く発現していることが分かった。本研究は不随意の捻転を特徴とした運動を生じるジストニアの病態を明らかにすることを目的とし、ジストニアを引き起こすと考えられるジストニン遺伝子に変異を加えたマウス(以下、本マウス)の解析を行った。以上を踏まえ、平成26年度は本マウスの神経系における組織学的な解析を行い、1)感覚系および運動系領域における変性について論文にまとめる。2)コンディショナル・アリールにおける局所的ジストニンタンパクの不活性化による表現形の解析を行った。1)に関しては本マウスの感覚系領域である後根神経節および三叉神経における変性所見を得た。また運動系領域に関しても、脊髄灰白質のニューロンにリン酸化ニューロフィラメントの蓄積が生じていること、そして運動ニューロンの一部にもリン酸化ニューロフィラメントの蓄積が認められた。脳幹レベルにおいては咀嚼筋を支配する三叉神経運動核ニューロンが脱落する所見を得た。以上の結果を論文にまとめ、European Journal of Neuroscience誌に発表した。2)に関しては、昨年度の中枢神経系および末梢神経系特異的にジストニンタンパクを不活性化するコンディショナル実験に続き、平成26年度は、ジストニンタンパクを不活性化する領域を狭めて、脳幹部のリン酸化ニューロフィラメントの蓄積が認められる領域のみ不活性化する実験を試みた。不活性化実験を行うため、遺伝子組換え酵素Creを発現するアデノ随伴ウィルス(以下AAV-Cre)を脳幹部のリン酸化ニューロフィラメントの蓄積部位に局所注入した。

AAV-Creを注入した本成体マウスは四肢が上手く使えない、回転運動を頻繁に行うなどの運動異常が現れたが、ジストニアの特徴である捻転は認められなかった。本研究は四肢および体幹の捻転と拮抗筋の同時収縮を主徴としたジストニアの病態を明らかにすることを目的とし、我々が作製したジストニアに似た運動異常を示すジストニン遺伝子を変異させたマウス(以下、本マウス)の解析を行った。本研究で研究期間内に得られた研究結果は以下の4点である。(1)本マウスではジストニアの主徴である拮抗筋の高頻度同時収縮が生じることを筋電図所見により明らかにした。本マウスでは末梢感覚神経節、脊髄、および脳幹三叉神経核ニューロンに変性が生じることを明らかにした(European Journal of Neuroscience誌に発表(平成24ー26年))。(2)中枢神経系あるいは末梢神経系特異的に異常なジストニンを発現させるコンディショナル実験を行った結果、いずれのコンディショナル実験マウスにおいてもジストニアは生じなかったが、末梢神経系特異的に異常ジストニンを発現させたコンディショナル実験マウスは小脳失調様の運動異常を示した(平成24ー25年)。(3)本マウスでは脳内の複数の運動性・感覚性領域において、骨格タンパクが細胞体や軸索に異常に蓄積する変性所見を認めた(平成26ー27年、現在論文投稿中)。(4)(3)で認められた、変性している運動性領域特異的に異常なジストニンを発現させるコンディショナル実験を行った結果、コンディショナル実験マウスは頭部および体幹の偏倚を示し、旋回運動を頻繁に行うなどの運動異常が現れたが、ジストニアの特徴である四肢・体幹の捻転は生じなかった(平成26ー27年)。ジストニアは四肢および体幹の捻転と拮抗筋の同時収縮を主徴とする難治性の神経疾患であるが、その病態については不明な点が多い。本研究はジストニアの病態を明らかにすることを目的とし、我々が作製したジストニア様症状を示すマウスの解析を行った。その結果、本マウスでは中枢神経系と末梢神経系の両方に変性が生じており、特に、脳内の複数の運動性・感覚性領域において、骨格タンパクが細胞体や軸索に異常に蓄積する変性所見を認めた。研究実績の概要に示したとおり、平成26年度は交付申請書に記載した研究実施計画の通りに概ね進めることができた。25年度から三カ年で得られた所見をまとめてEuropean Journal of Neuroscience誌に発表することができた。またコンディショナル実験についても末梢神経系特異的にジストニンタンパクを不活性化することで小脳失調様の運動症状が現れること。そして、リン酸化ニューロフィラメントの蓄積が認められる脳幹部におけるジストニンタンパクを局所的に不活性化することで、四肢の運動障害が生じることが分かった。以上のコンディショナル実験を行ったマウスでは、ジストニア症状は認められなかったことから、ジストニアの原因部位は未だに不明である。神経解剖学今後の研究推進方策は、ジストニンタンパクを末梢神経系と脳幹部で同時に不活性化することを考えている。
オーラル・コミュニケーション能力養成のための教育内容と方法等に関する総合的研究

平成5年度-先ず、(1)リスニング・テストを実施した生徒および英語科の教師に対してコミュニケーション能力育成に関するアンケート調査を行った(5月6月)。次に、(2)平成3年度および4年度に実施した調査の分析と考察を行った。そして、これらの研究結果を踏まえて、日本人英語学習者のオーラル・コミュニケーション能力習得における阻害要因を明らかにするとともに、この能力を養成するための教育内容と方法(主に、教材・教授・評価のあり方)に関する具体的な改善策の提案を試みた。ところで、小・中・高校の一貫教育を重視する観点から、小学校における英語を含めた音声言語教育に関する実態調査も実施した。その研究結果の一部を紹介すると、概ね次の通りである。(1)公立小学校における国際理解教育および英語教育の実施状況について-何らかの形で「実施している」学校が733校、「計画検討中」の学校が約260校、あることが明らかになった(全国の教育委員会および教育事務所等からの回答結果による。)。また、私立小学校では現存する168校(1992年現在)のうち、外国語実施校は126校となっていて、調査協力校全体の85.7%をしめている。(2)長期間英語教育に取り組んできている私立小学校における英語のリスニング・テストの結果について-「リズムとイントネーションの習得」「言葉に対する感覚」などの伸長が著しい。(3)英語教育開始時期について-小学校3-4年頃以下の支持(90.2%)が最も多い。(全国の小学校で英語を教えている教師からの回答結果)。まず、全員(研究代表・分担者計16名、協力者13名)で本研究の計画と基本方針を策定した後、予備調査用のニスニングテスト問題作成のために必要なテスティング理論等を含めた文献研究を行った。次に、中2と高1を対象に予備調査用のコミュニケ-ション重視のリスニングテストを作成。12月1月に都内及び近県で実施。同時にテストを実施したクラスの授業をビデオに収録。その後、テスト結果と授業の分析結果を基に、生徒の聴解力と発話力の相関性をコミュニケ-ション能力養成のための教育内容と方法の立場から比較検討。さらには、比較検討結果を基に、第2次予備調査用リスニングテストを開発。多角的視点から、複数のテスト問題を作成うのも、真にコミュニケ-ション能力を測定するには、その能力に関する定義と解釈を明確にする必要があり、そうすることによって自ずから複数の目的に沿ったテスト問題を開発せねばならなかった。この第2次調査は、平成4年5月に実施する予定。新たに得られた知見として次の2点がある。まず、リスニングテストでは作成段階において出題の意図が録音のしかたによって異なることが判明。その結果、より信頼性の高いデ-タを得るために本調査の前にもう一度予備調査を実施することになった。もう一つは、授業分析を通して得られたこととして、教室での口頭言語活動は一見活発なようでも、その授業が真にコミュニケ-ション能力を養成しているのか、不明な点が多いことが判明。即ち、コミュニケ-ション能力とは何か、の定義を明確にしないで言語活動を行っている場合が多いのである。従って、リスニングとの関わりにおいて英語によるオ-ラル・コミュニケ-ションとは何か、を当プロジェクトで実験を通して明らかにする予定である。その上で、改めて本研究課題が現場での教育に役立つようなものとしたい。本研究の主目的である「中・高校生の英語のオーラル・コミュニケーション能力の習得状況に関する実態調査」については、次の通りである。(1)リスニング調査を小・中・高校(総被験者数、約2000人)にて実施。その結果、コミュニケーション能力の一構成要素である言語能力(文法、語い力)の測定については、予側通り70%以上の満足な結果であった。しかし、英語のコミュニケーションにおいて最も重要視しなければならない「談話能力」の測定については、予想通り50%以下の結果であった。(2)コミュニケーション重視のスピーキングに関する調査は、ビデオに収録した授業を分析することによって行われた。そこでは、「コミュニケーションの成立とは何か」、「その成立は、一体何をもってそう言うのか」など、コミュニケーションの本質を見極めながら本研究が目指すコミュニケーション能力の養成に関する教育内容と方法のあり方を追求した。授業分析の結果、生徒の言語活動を重視した授業にもかかわらず、教師の発話量が生徒のそれよりも多過ぎる傾向があることが判明した。また、質的分析においては、真のコミュニケーションの成立とは言いがたい言語活動の授業形態が見立った。即ち、ドリルの学習段階から抜け出して生徒自身の新情報を話し相手に「論理的に伝える」というコミュニケーション形態があまり、見られなかった。日本人英語学習者がコミュニケーション能力を養成する上で阻害要因となり得るものは、母国語と習得国標言語との構造上の相違点だけでない。そこで、学習の動機付けを初めとする学習者の心理や学習環境問題等の調査を平成5年度初めに実施する予定。(3)小・中・高校の一貫教育を重視する観点から、小学校における英語を含めた音声言語教育に関する実態調査も行ってきている。主に、児童へのリスニングテスト、アンケート調査、授業分析等を実施、分析中である。次に、(2)平成3年度および4年度に実施した調査に分析と考察を行った。

そして、これらの研究結果を踏まえて、日本人英語学習者のオーラル・コミュニケーション能力習得における阻害要因を明らかにするとともに、この能力を養成するための教育内容と方法(主に、教材・教授・評価のあり方)に関する具体的な改善策の提案を試みた。ところで、小・中・高校の一貫教育を重視する観点から、小学校における英語を含めた音声言語教育に関する実態調査も実施した。その研究結果の一部を紹介すると、概ね次の通りである。(1)公立小学校における国際理解教育および英語教育の実施状況について-何らかの形で「実施している」学校が733校、「計画検討中」の学校が約260校、あることが明らかになった(全国の教育委員会および教育事務所等からの回答結果による。)。また、私立小学校では現存する168校(1992年現在)のうち、外国語実施校は126校となっていて、調査協力校全体の85.7%をしめている。(2)長期間英語教育に取り組んできている私立小学校における英語のリスニング・テストの結果について-「リズムとイントネーションの習得」「言葉に対する感覚」などの伸長が著しい。(3)英語教育開始時期について-小学校3-4年頃以下の支持(90.2%)が最も多い。(全国の小学校で英語を教えている教師からの回答結果)。平成5年度-先ず、(1)リスニング・テストを実施した生徒および英語科の教師に対してコミュニケーション能力育成に関するアンケート調査を行った(5月6月)。次に、(2)平成3年度および4年度に実施した調査の分析と考察を行った。)。
トポロジーに基づく意志決定を考慮した制御理論の構築

本研究では,トポロジー:位相幾何学という観点から制御問題を眺めることにより,意志決定と制御を統合するフレームワークの構築を目指した.本研究の主要成果として,最小射影法を用いた目標状態を動的に決定する制御フレームワーク,最小射影法とは異なる概念に基づいた制御リヤプノフ関数設計法である極小接続法,制御バリア関数を用いて人間に意思決定と安全制御を統合する新たな手法の開発に成功した.これらにより,制御リヤプノフ関数・制御バリア関数を用いた意思決定と制御の統合が有用であることを明らかにできた.意思決定を考慮した制御理論の構築は制御工学という学術分野において大きな課題である.この課題を解決するために,本年度は目標状態集合安定化に対する制御リヤプノフ関数の設計法およびフィードバック制御則の設計問題について研究を実施した.本年度は,まず目標状態が方程式の解集合である代数多様体として与えられる,目標状態集合への安定化問題に対し,目標状態集合がコンパクト集合である場合に研究代表者らが開発した最小射影法を利用することにより局所半凹制御リヤプノフ関数が設計可能であることを明らかにした.また,ロボットアームの手先位置決め制御問題に対して適用し,適応制御則と組み合わせることにより動的にアーム姿勢を決定することが可能なフィードバック制御則を開発した.さらに,実機実験により制御則の有効性を確認した.また,冗長入力問題に対し,動的拡大とポテンシャル法により漸近安定性を保証する制御則を開発し,コンピュータシミュレーションにより有効性を確認した.つづいて,埋め込み永久磁石同期電動機に対して複数の局所制御リヤプノフ関数を最小射影法により結合することにより大域制御リヤプノフ関数を与えた.また,実機実験により有効性を確認した.動的拡大は制御リヤプノフ関数設計において有効な手法であるが,本年度は特定の条件を満たす微分フラットシステムに対して動的拡大および最小射影法を用いることで微分可能な制御Lyapunov関数をシステマティックに設計できる方法を開発した.研究計画ではカラテオドリ解を保証するフィードバック制御則の開発を行う予定であったが,一般的な仮定の下では制御則の設計が難しいことを明らかにできた.理論的な進捗は順調なものと順調でないものが極端にわかれたものの,実機実験が当初予定よりも順調に進み予想より良好な結果が得られたため,総合的に評価しておおむね順調な進捗であると考えている.意思決定を考慮した制御理論の構築は制御工学という学術分野において大きな課題である.この課題を解決するために,本年度は前年度に開発した状態集合安定化問題に対する制御リヤプノフ関数の設計法を,目標経路追従制御法へと拡張し,2輪車両型移動ロボットの経路追従問題に対する制御リヤプノフ関数設計法を与えた.また,その過程であるクラスの微分フラットシステムに対して動的拡大を行った拡大システムに対する時変制御リヤプノフ関数から元のシステムに対する時不変制御リヤプノフ関数を設計する手法の開発に成功した.前年度に開発した状態集合安定化問題に対する制御リヤプノフ関数設計法は,目標状態集合が陽に求まる必要があったが,目標状態集合が代数多様体として与えられる場合に対し,消去イデアルとグレブナー基底を用いた制御リヤプノフ関数設計法を開発した.さらに,多様体上の制御リヤプノフ関数の設計手法として,エタールバックステッピング法を開発した.このエタールバックステッピング法の開発の中で,従来微分不可能制御リヤプノフ関数を使った制御系設計を行う際に用いていたサンプルアンドホールド解を,一般化サンプル解として解析し,一般化サンプル解の意味で漸近安定性を保証することに成功した.実機に対する応用として,埋込永久磁石同期モータに対する動的銅損最小化制御法に関する実験を進め,従来法と比較して少ない計算量で大幅にエネルギー損失を低減させることができる可能性を示すことができた.なお,本年度の成果報告会を,2016年10月15日(土)鹿児島大学で開催した.当初の研究計画に含まれる内容はすべて順調に進捗しており,次年度に大きな期待が持てる予備的な研究成果が多数得られたため.本研究の目的は,意志決定を考慮した制御理論を確立することである.その中で,仮想空間を用いた現実の空間の制御法の構築に取り組んできた.これまでに研究代表者らは,仮想空間上の制御リヤプノフ関数の最小値が現実空間の制御リヤプノフ関数になる最小射影法を提案してきたが,本年度は局所的な最小値を接続することによって制御リヤプノフ関数を構築する,極小接続法を開発した.この極小接続法は,制御理論的にエタール空間と層の違いを明確化することになり,その結論として多様体上の最適制御問題に対する層解法の開発に成功した.自動車のブレーキアシストシステムなど,人間の意志を考慮したシステムの意思決定が近年大きな注目を集めている.これは,制御理論的には様々なノミナル制御入力に対して状態制約の保証を主眼とするアシスト制御と解釈できる.本年度は,前年度までに開発したシステム蘇生変換を行うことによって得られた状態制約のないシステムに対し,大域的リプシッツ連続かつ人間の入力が有界になるように制御入力を修正する制御法を提案した.ところが,本手法では,状態制約の近傍において入力がかならず小さくなってしまい,人間がどのように制御入力を与えても状態が変化しないという問題点が発生した.そこで,制御リヤプノフ関数を併用することにより安全性と操作性を両立する制御法を開発した.つづいて本手法を,制御バリア関数の観点から再検討を行った.その結果として従来の制御バリア関数の条件を緩和した,拡張制御バリア関数の概念を得ることに成功した.また,拡張制御バリア関数を用いた安全アシスト制御理論を構築することができた.

本研究では,トポロジー:位相幾何学という観点から制御問題を眺めることにより,意志決定と制御を統合するフレームワークの構築を目指した.本研究の主要成果として,最小射影法を用いた目標状態を動的に決定する制御フレームワーク,最小射影法とは異なる概念に基づいた制御リヤプノフ関数設計法である極小接続法,制御バリア関数を用いて人間に意思決定と安全制御を統合する新たな手法の開発に成功した.これらにより,制御リヤプノフ関数・制御バリア関数を用いた意思決定と制御の統合が有用であることを明らかにできた.近年,海外において本研究で用いている層理論の制御理論への適用が始まりつつある.海外の研究者と連携しながら本研究を進めたいと考えている.本年度の研究成果により,カラテオドリ解を保証する制御則設計が難しいことがわかった.今後は条件の緩いオイラー解を用いて研究を実施する予定である.本研究課題に関する研究論文が申請者の予想以上に高く評価された.本年度は特に成果公開に力を入れたい.29年度が最終年度であるため、記入しない。制御工学29年度が最終年度であるため、記入しない。
DNA損傷修復異常を伴う免疫不全症の解析

本研究では、DNA損傷修復機構異常による免疫系の破綻を、ATM欠損症・Artemis欠損症,NBS1欠損症などをモデルに検討を行い、これらの分子の「免疫系の多様性形成における役割」を明らかにすることを試みた。今回の研究ではリン酸化Artemisと会合し、Artemisの安定性に寄与する70kDa分子の同定に成功した。リン酸化部位は今までに知られている部位ではなく、今後の展開が期待される。また、Artemisの新たな作用として、stalled replication forkではArtemisのnuclease活性が二重鎖切断を形成するために必要であることが明らかになった。免疫の多様性形成のためにはDNA損傷修復反応の関与が必須であり、その破綻は悪性腫瘍発生に結びつく。悪性腫瘍の発生段階におけるDNA損傷修復関連分子の関与を詳細に検討した(Leukemia2006)。その結果、前悪性腫瘍段階ではDNA損傷修復反応が亢進し、悪性腫瘍に至るとその反応が減弱すると共に、一部ではP53などの遺伝子変異も出現することが明らかになった。ATM及びKu70/80に関しては酸化ストレス後にタンパク分解を受け、それが細胞のapoptosisに関与することを始めて明らかにした(Ann NY Acad Sci 2006,Int J Biochem Cell Biol.2008)。apoptosisに至らなかった細胞が生き延びることにより、悪性腫瘍が発生することも想定される。また、14名のAtaxia telangiectasia、2名のDNA liase IV欠損症、2名のMrell欠損症、1名のCernunnos欠損症を診断し、その分子異常を詳細に検討した。この中で持にAtaxia telangiectasiaについては、我が国では初めての全国調査を行った。本年度は以下の3つの柱について検討し、成果を挙げた。(1)DNA損傷修復異常症の遺伝子探索:無_Yグロブリン血症、リンパ球減少症、発達遅滞をきたす3家系、4症例について、ATM, Artemis, Mre11,NBS1,DNA ligase IV, Cernunnosの遺伝子解析を行い、1家系2症例においてDNAligase IV遺伝子異常(compound heterozygote)を同定した。DNA ligase IVはWestern blotにても極端な発現低下が認められ、XRCC4との会合を認めなかった。1症例では高IgM症候群を呈しており、クラススイッチ異常についての検討を開始している。その他の2症例については更に責任遺伝子探索を進めている。主として、ATM欠損症において研究を行った。全国調査から、90名のATM欠損症のうち、47名でIg値の情報を得た。その中の4症例でいわゆる高IgM、低IgGを認めた。3名には同胞に同疾患があり、IgCS異常を認めないことから、単に遺伝子変異の部位のみが決めている減少ではないようである。現在in vitro解析システムを構築して、次の解析に進むところである。(3)Artemisのリン酸化及び新規会合分子に関する検討Artemisの新規会合タンパクを、組換えArtemisタンパクと会合する分子を切り出し、TOF-MSにて分子量解析を行うことにより同定した。この分子とArtemisの会合はArtemisのリン酸化に依存しており、その発現量を低下させることにより、Artemisの分解が起きるようである。おそらくはArtemisの安定性に関与している分子と考えられる。さらに、結合に必要なArtemisのリン酸化部位を同定中である。1.Artemisと会合する分子に関する検討Artemisと会合する70-kDaの分子をTOF-MSを用いて同定した。その会合にはArtemisのリン酸化が必要であり、また会合によりArtemisの分解が阻害された。Mutantを用いた検討では、リン酸化部位はDNA-PK,ATMの基質となる部位ではなかった。

70-kDa側の会合部位及びArtemis側の会合部位から、さらに結合に関与するモチーフを明らかにしつつある(論文投稿中)。2.ATMおよび関連疾患における免疫学的多様性形成の検討AT患者の広範な検討から、その10%では免疫グロブリンクラススイッチに異常を認めることが判明した。また患者ではT cell receptor excision circle(TREC)が低値であり、V(D)J recombinationにおける欠陥を示唆する所見を得た(論文投稿中)。本年度はさらに、Cernunnos欠損症を同定した。CernunnosはXRCC4と会合しNHEJに重要であるが、同患者においてもクラススイッチ異常が明らかになった3.DNA損傷修復異常を伴う先天性免疫不全症における責任遺伝子探索DNA損傷刺激後に発現に変化のある分子群をExpression profiling法にて明らかにした。同手法を用いて同定された新規遺伝子はないが、本年度は新たにCernunnos欠損症およびMrell欠損症を同定した4.DNA損傷修復異常を伴う免疫不全症におけるリンパ系悪性腫瘍発生原因の探索Mrell欠損症の同胞例では若年性肺がんという表現型をとったが、発癌の報告は稀である。NBS1発現の低下や、Rad50発現の現象が認められ、DNA損傷修復反応の詳細を明らかにしつつあるところである。
高強度運動時の努力感が過呼吸を引き起こすメカニズム

高強度運動(IE)時の努力感増加が過呼吸を誘発するメカニズムを検討した。筋グリコーゲン操作および筋電図解析により、努力感増加時には活動筋への運動指令が低下するが、努力感増加の抑制によって運動指令の低下が抑制されることが示された。このことから、努力感誘発性過呼吸には一次運動野興奮性の低下が関連している可能性が示唆された。その関連性を経頭蓋磁気刺激法を用いて検討したが、上記仮説を実証するに至らなかった。一方、呼吸努力を伴う呼吸によって活動筋の皮質脊髄路興奮性が増加したことから、IE時の過呼吸は恒常性維持機構とは異なるメカニズムで筋活動を支える役割を有している可能性が示唆された。申請者は先行研究において、高強度運動時の過呼吸が筋グリコーゲン(筋G)の減少に伴って増加すること、そして、この増加はアシドーシスではなく脚努力感の増加に依存することを報告した(Eur J Appl Physiol, 2012)。本研究は、この高強度運動時における努力感依存性過呼吸のメカニズムを探ることを目的とした。平成24年度は、筋Gの減少を糖質補給によって回避すると、脚努力感と過呼吸の増加が抑制されることを確認した(実験1)。また、筋G減少時にはセントラルモーターコマンド(CMC)の指標とされる積分筋電図(iEMG)が低下したが、筋G減少の回避によってiEMGの低下が抑制されることも確認した(平成25年度、The18th Annual Congress of the European College of Sport Scienceにて発表)。すなわち、努力感増加時には脚筋へのCMCが低下し、努力感増加の抑制時にはCMCの低下が抑制される可能性が示唆された。これは同時に、努力感依存性過呼吸に一次運動野興奮性の低下が関与している可能性を示唆する。平成25年度は、経頭蓋磁気刺激法を用いて、努力感依存性過呼吸と運動皮質興奮性の関連を探る実験を実施した(実験2)。現在データ分析を進めており、実験1と実験2の結果を1本の論文にまとめて投稿する予定である。実験1&2の結果は、上述した可能性に加えて、高強度運動時の過呼吸が化学性因子とは独立的に生じる現象であり、必ずしも体液恒常性維持(ホメオスタシス)だけのために生じているのではないことを示唆している。実験3(平成25年度)では、呼吸努力を伴う呼吸活動の増加が、下肢筋の皮質脊髄路興奮性を高めることを示す結果が得られた(平成25年度、第69回日本生理人類学会大会にて発表)。高強度運動時の過呼吸は、呼吸循環系とは異なるメカニズムで四肢筋活動をサポートしているのかもしれない。これに関する検討は今後の課題である。高強度運動(intense exercise, IE)時に生じる過呼吸は、pHの低下を抑えるための生理的反応であり、自動調節系によって無意識的・反射的に制御されているとされる。しかし申請者は最近、筋グリコーゲンの枯渇を段階的に進めるプロトコル(「段階的筋グリコーゲン枯渇プロトコル」)を用いることで新知見を得ている。すなわち、中強度長時間運動を間に挟みながらIEを複数回繰り返すと、IE開始前の筋グリコーゲン量が段階的に減少するため、IEに伴う乳酸生成が低下し、結果として、血液pHの低下も段階的に抑制される。従来的な考えでは、血液pHの低下が抑制されることに伴い、過呼吸も抑制されることになる。しかしながら、過呼吸はIEの反復に伴ってむしろ徐々に増強されること、そしてその増強が脚の努力感の増加と密接に関係していることが確認され、さらには、活動肢で測定された筋電図活動の積分値(iEMG)はIEの反復に伴って徐々に低下する一方で平均周波数(MPF)は増加することが示された(EJAP, 2012)。これらの結果は、1)IE時の過呼吸には血液pHの低下よりむしろ努力感が強く関与すること、2)努力感に依存した過呼吸には必ずしも活動肢に対するセントラルモーターコマンドを必要としないこと、3)努力感依存性の過呼吸には速筋線維の動員増が関与している可能性があること、を示唆するものであった。当該年度の研究では、「段階的筋グリコーゲン枯渇プロトコル」において、糖質補給によって筋グリコーゲン枯渇を抑える実験を行なった。糖質補給の結果、IEの反復に伴って、iEMGは低下する傾向を示したが、MPF、努力感、過呼吸は変化しなかった。これらの結果は、IE時の過呼吸は努力感に関連しており、その努力感の生成に速筋線維の動員が関与している可能性を強化するものである。

本研究では、先行研究(Yamanaka and Yunoki et al. 2012)において示唆された努力感と過呼吸の関係性をさらに直接的かつ明確に検証し、高強度運動時における努力感の生成が過呼吸(呼吸性のpH恒常性維持作用)を発現させる全体像を解明することを目的としている。具体的な検討項目は、(1)努力感の増加と一次運動野興奮性との関係、(2)筋線維動員の操作が努力感および過呼吸に及ぼす影響、(3)努力感の操作が過呼吸および一次運動野興奮性に及ぼす影響、の3つである。現時点においては、上記検討項目の(2)は完了し、2013年の国際学会において発表する予定となっている。検討項目の(1)および(3)については、経頭蓋磁気刺激法(TMS)を用いた実験を現在進行中であり、おおむね予定通りに進んでいる。本研究では、高強度運動時における努力感の生成が過呼吸(呼吸性のpH恒常性維持作用)を発現させる全体像を解明することを目的としている。今後(最終年度)は以下の2つの実験を完了させる計画である。<実験1>努力感の増加と一次運動野興奮性の関係「段階的筋グリコーゲン枯渇プロトコル」における複数回の高強度運動時の筋電図活動を一致させた時に、1)活動筋を支配する一次運動野の興奮性が段階的に低下していくか否か、2)努力感と呼吸量が段階的に増大していくか否か、を経頭蓋磁気刺激法(TMS)を用いて検討する。<実験2>努力感の操作が過呼吸および一次運動野興奮性に及ぼす影響当初は薬剤(アセトアミノフェン)投与によって努力感を操作する予定であった。この方法は安全上問題がないことが先行研究によって報告されている。しかし本研究においては、被験者の安全を考慮し、発揮筋力の変化に伴う努力感の変化と一次運動野興奮性の関係および呼吸量との関係を検討することによって、本研究の目的を達成する(実験方法の変更)。年度をまたいで実験が進行している。次年度使用額(39,461)はこの実験の被験者謝金に充てる計画である。
アスペクトとしての移動補助動詞と完了助動詞に関する共時的・通時的研究

これまでの日本語アスペクト研究において、1「物語時」「表現時」という理論の不十分なこと、2韻文資料についての扱いが不十分なこと、3「虚構」のテクストの取り扱いに関する理論の不十分なことが明らかになった。2について例えば現代詩歌において「てゆく」という表記は散文同様「ていく」に比べてきわめて稀だが、流行歌の歌詞においては思いのほか「てゆく」が多用されていることがわかった。3については「仮託」と「扮装」の区別を提唱した。日本語学会からの依頼による書評「井島正博著『中古語過去・完了表現の研究』」において、中古日本語のテンス・アスペクト表現全般に亘って評した。そこでは学界全体に向けて議論を喚起したところがある。例えばアスペクトの定義、特に「φ」系アスペクトの指すところが曖昧になりがちなこと。また「地の文」と「会話文」の定義もまた今一度考え直されるべきこと。その他「テクスト論」を視野に入れた文献言語研究の可能性について、賛同の立場で評した。そこでは「虚構(フィクション)」テクストにおける「地の文」について、一部に「普通の言語」ではないとの見方があるが、そうではなくこれも立派な書記言語としてこれまで同様ないがしろにしてはいけないことを述べた。またそのためには「虚構」の「語り手」という存在をどう把握するべきか、言語研究者も正確に認識しておかなくてはならないが、この点は字数の関係上論じられなかった。別稿を準備中。その他別稿を準備中の事柄として、表現主体の階層性について。「虚構」と「扮装」が異なるものとするモデル化を試みている。古代語のアスペクト表現の形式、例えば「助動詞」のみをアスペクト形式とするか、補助動詞や形式名詞等も含めてアスペクト表現と考えるかということを古代語においても文法化の過程(過渡期)として記述する必要。静的アスペクトと動的アスペクトの両方を見渡したアスペクト体系。その他、時間推移の表現を論ずるにあたり、言語表現の主体(登場人物を兼ねる)は時間推移と共に自らも変貌してゆくことに関し、認知心理学・哲学等を視野に入れた基礎的な勉強中。既存のアスペクトの理論的研究の問題点として、1動作性述語に由来する助動詞(ヌ・ツ)と動作性補助動詞の分担関係や、2補助動詞などの文法化した形式と動作性動詞(完全な自立語)との移行関係についての研究が不十分なこと、3「物語時」「表現時」という区分が不十分なこと、4韻文資料についての扱いが不十分なこと、5「地の文」「会話文」の区別や「虚構」のテクストの取り扱いについて不十分なこと、がわかった。2については、アスペクトの研究史上重要な論点をまとめた中で、特に補助動詞によって表されるアスペクト形式に加えて、体言的な形式によって表されるアスペクト形式についても研究が必要なことを述べた。「降り始めだ」のような体言的な形式については今後より深く研究を進める予定である。また〈現在進行中〉というアスペクトについて言語類型論的な考察が必要なことを述べた。体言的な述語の持つアスペクトについて、「元気でいる」のような形式についてその意味論的考察を行った。3については、「物語時」が1つにとどまらず複数存在しうることを述べたほか、「表現時」規定を修正すべきことを指摘した。4については、例えば具体的な成果として、現代の詩歌において「てゆく」という表記は散文同様「ていく」に比べて稀だが、流行歌の歌詞では思いのほか「てゆく」が多用されていることがわかった。5については「虚構」をより正確に把握するため「仮託」と「扮装」の区別を提唱した。『万葉集』の助動詞「ヌ」および補助動詞「来」「行く」のうち、時間的推移を表す用例を収集して意味・用法の比較を試みた。『三十六人集』はそのうち『伊勢集』『能宣集』の注釈書を利用した。その過程で、中古韻文の「ヌ」および補助動詞「来」「行く」と、上代韻文の「ヌ」補助動詞「来」「行く」との間には、用例数や用法の偏りが見られることがわかった。そこで中近世や近現代の韻文資料も見ておく必要が感じられた。そこでまず現代の韻文を調べることとし、一般の詩歌と歌謡曲資料を用いた。その結果、詩歌に比して、歌謡曲歌詞の方が「ていく(てゆく)」がふんだんに用いられていることがわかった。また歌謡曲の中でも文体差や時代の推移に注意しなければならないことがわかった。従来現代語の国語資料として、小説や新聞がよく用いられ、或いは戯曲・台本の台詞が用いられることが多かったが、詩歌など韻文資料は稀であり、更に歌謡曲資料は更に冷遇されてきた。せいぜい位相語・役割語の資料に用いられるくらいであっただろう。しかし文法上の研究でも独特の価値があることがわかり、今後の国語史研究に対して新たな視点を提供することができることになった。

理論的研究としては、井島正博『中古語過去・完了表現の研究』を熟読し、以下の問題点が窺えた。(1)ヌ・ツの諸用法が網羅されていないこと(2)「物語時」「表現時」の2区分が不十分なこと、そして(3)助動詞と補助動詞の分担関係に目配りされていないこと。また、散文と韻文の差は少なくないと考えられ、韻文の分析もこれら先行研究史に組み入れる必要がある。散文資料の地の文だけでなく、韻文資料の調査がより重要であることがわかったため。また認知科学的・心理学的および哲学的考察が必要であり、そちらの方に現在重点を置いているため。『源氏物語』の用例の分析は、ほとんど進展しなかった。『三十六人集』の用例の収集も、当初見込んだスケジュールを満たすものではなかった。新たなテーマ(他学問分野)に発展する部分があったため、購入書籍の選定にあたり、年度内に優先順位をつけかねた。次年度に発注を行う。このような事情も含め、当初の研究計画になかったテーマを含む研究へと変更することになる。そのため新たなテーマに関する知識・情報提供者を探すことが課題となる。近い分野の学内同僚からまず情報収集を行う予定である。当初は中古語に限定して問題を考えていたが、それにとどまらない重要な問題が現代歌謡曲資料に存在することがわかったため、今後は『三十六人集』の用例と、現代歌謡曲の用例の比較対照に軸足を移すことになる。そこから中古の韻文・散文全体の体系の考察へと、フィードバックすることとなる。書籍購入費用に充てる予定である。中古散文の資料として、源氏物語古写本の影印本を可能な限り購入し、調査研究旅費にも多く使用する予定である。
神経発達障害と小児神経疾患におけるセプチンの病態学的意義に関する基礎研究

Sept14は細胞骨格関連蛋白質で神経組織に大量に存在するがそみ機能は殆ど不明である。発生過程の大脳皮質における発現パターンを免疫組織学的に解析したところ、発達期の神経細胞に発現が観察された。一方、脳室帯付近の神経幹細胞には殆ど発現が認められなかった。したがって、Sept14が発達期脳の層構造形成過程において重要な役割を果たす可能性が考えられた。これを検証する為に子宮内遺伝子導入法を用いて、胎生期マウスの脳室帯細胞でのSept14の発現抑制を行い、大脳皮質錐体神経細胞の分化および遊走過程におけるSept14の機能を解析した。その結果、Sept14発現抑制細胞が局在の異常および形態的な異常を示すことが明らかになった。神経幹細胞の分化過程はSept14の発現抑制による影響を受けなかったことから、Sept14は神経細胞の遊走に機能する可能性が示唆された。さらに、この分子メカニズムを解明する目的で、酵母ツーハイブリッド法を用いて相互作用分子のスクリーニングを行い、やはりセプチン・ファミリー分子のひとつであるSept4を候補として見出した。Sept14の場合と同じ手法で、大脳皮質神経細胞の分化および遊走過程におけるSept4の機能を解析した。その結果、Sept4の発現抑制はSept14の発現抑制と非常に良く似た表現型を示した。これらの結果から、Sept14とSept4の神経発生における重要な機能が示唆された。
APP-BACE1結合仲介分子によるアミロイドβ産生制御機構の解明

アルツハイマー病の病理に中心的役割を果たすアミロイドβ(Aβ)は前駆体タンパク質(APP)がBACE1・γセクレターゼによる2段階切断を受けて産生される。Aβ凝集体からなる老人斑の近傍では、神経突起における小胞輸送障害により変性神経突起が形成される。輸送障害部位ではAPP・BACE1の蓄積が起こり、悪循環的にAβ産生亢進、凝集体の形成促進、変性神経突起形成・神経機能障害が進行すると考えられている。本研究では輸送障害部位においてAPPとBACE1が集積する仕組みを明らかにし、Aβ産生促進へ至る機序の解明を目指す。
超プルトニウム元素のヒ素化合物合成のための基礎的検討

超プルトニウム元素は比放射能が高く入手し得る量も限られている。本研究ではこれまでに知られていなかった興味ある性質の出現が期待できる超プルトニウム元素のヒ素化合物の微量合成するための基礎的検討として、ランタナイド元素を用いてその合成の出発物質であるハロゲン化物の微量合成法を昇華性β-ジケトンキレートを金属源とした化学気相析出法により検討した。β-ジケトンキレートの反応性を明らかにするため、最初にO_2、H_2O(g)、H_2Sとの反応を検討した。O_2,H_2O(g)との反応では酸化物が得られるが、軽希土を除いて良質の薄膜が得られ、Uの場合にはO_2との反応でUO_<2+x>,H_2O(g)との反応でU_3O_8が得られた。H_2Sとの反応ではオキシ硫化物が得られたが、Euの場合にはEuSが得られた。更にCCl_2F_2との反応ではオキシフッ化物が、CCl_2F_2とO_2の混合ガスとの反応では3フッ化物が得られた。以上の結果は電気陰性度の低い元素との反応が困難なことを示しており、ヒ素化合物合成の出発物質合成には別の手法が必要であることが判明した。そこで、これまでの単純なβ-ジケトンキレートではなく、2種類の金属を含むヘキサフロロアセチルアセトンキレートCsLn(hfa)_4とTlLn(hfa)_4(Ln=Nd、Yb)及び電気陰性度の低いTl(I)のジピバロイルメタンキレートTl(dpm)を合成し、その気相反応を検討することとした。ここで合成したTlを含むキレートTlLn(hfa)_4とTl(dpm)は新規化合物であり、その合成収率は40-70%で通常のβ-ジケトンキレートと遜色はなかった。これらのキレートは熱重量分析・示差熱分析及び電子線衝撃質量分析法により化学気相析出法の金属源として使用し得ることを確認した。これらキレートの反応性の実験結果の熱力学的解釈については未解決の点もあるが、キレートの種類により反応性が大きく変化し得ることが判明し、ヒ素化合物の出発物質となるハロゲン化物の微量合成法に多くの知見が得られた。本研究では超プルトニウム元素であるAm、Cmと同程度のイオン半径を持ち、同じ酸化数をもつランタナイドを用いてヒ素化合物の微量合成法を検討することを目的とし、本年度はその出発物質であるハロゲン化物の微量合成法を検討した。ハロゲン化物の微量合成を、配位子としてジピバロイルメタンをもつランタナイドのβジケトンキレ-ト(以下β)とフロン12(CCl_2F_2)を反応ガスとした化学気相析出法により試みた。これはハロゲン化物が酸化物とフロンの反応により、腐食性で有毒なハロゲンやハロゲン化水素を用いずに合成できることから、βとフロンの気相反応で同様の生成物を期待したためである。しかし、両者の反応生成物は意外にも酸化物であった。

そこで熱力学的な推定から、フロンー12と酸素の混合気体とβとの化学気相析出法による反応を試みた結果、ランタナイドの3フッ化物とオキシ酸化物の生成が確認され、かつ両者の析出温度が異なるため各々が単一相として得られることが判明し、フッ化物の微量合成は成功した。他方、この事実は酸化物とβが共に金属一酸素結合を有しているにもかかわらず、その反応性については顕著な違いを示しており興味深い。すなわち、酸化物の酸素はフロンを分解させフロリネ-ションを起こさせる活性な化学種を生成し得るのに対して、βの酸素はフロンに対しては不活性であり、外部から酸素ガスを供給することによってのみβのフロリネ-ションが可能である。この結果は化学気相折出法の金属供給源として用いられている気相βの化学反応性を明らかにする上でも貴重である。超プルトニウム元素は少量しか扱えないため、その化合物合成はマイクロテクニックに頼らざるを得ない。このため本研究では、超プルトニウム元素の代りに化学的類似物であるランタナイド元素を用いて、ヒ素化合物合成の出発物質の1つであるハロゲン化物の微量合成法を昇華性ジピバロイルメタンキレートを金属蒸発源とした化学気相析出法による合成を検討してきた。これまでの結果によれば、酸素・水蒸気・フロン12を反応ガスとした場合には良質の析出物が得られるのに対して、硫化水素・アンモニアガスとの反応では必らずしも満足な析出物は得られていない。本法を超プルトニウム元素のヒ素化合物合成に利用するには、硫黄・窒素・臭素等のより電気陰性度の低い元素との化合物の合成法を見いだす必要がある。本年度は(1)これまでの単純なジピバロイルメタンキレートではなく、2種類の金属を含むヘキサフロロアセチルアセトンキレートCsLn(hfa)_4とTlLn(hfa)_4(Ln=Nd.Yb)の合成と気相反応の検討(2)電気陰性度の高いランタナイドやアクチナイド元素のジピバロイルメタンキレートの気相反応を理解するため、逆に電気的陰性度の低いTl(I)のシピバロイルメタンキレートTldpmの合成と気相反応の検討を行なった。なお、ここで合成したタリウムを含むキレートTlLn(hfa)_4及びTldpmは新規化合物である。これらの新現化合物の合成収率は40-70%であり、通常のβ-ジケトンキレートの場合と遜色はなかった。これらのキレートは熱重量分析・示差熱分析及び電子線衡撃質量分析法から化学気相析出法の金属源として有用であることが確認できた。興味深いのはTldpmの気相反応であり、反応ガスがCCl_2F_2の場合には塩化物が、CBrF_3の場合には臭化物が合成された。この事実により電気陰性度の異なる金属キレートの反応性について新らしい知見が得られた。
循環を軸とした都市代謝システムの耐リスク性

本年度においては、標記のテーマに関し、有機系廃棄物のリサイクルシステムを事例にして、健全性評価の構造と手順を明確に定義するとともに、道央地域の廃棄物処理広域化ブロックに適用した。文献調査により、いままでのリサイクルシステムの評価構造を整理するとともにシステムの目標として「健全性」が重要であることを提案し、その具体化のための指標構造を検討した。廃棄物工学、畜産学、土木工学、システム工学の分野等において開発されたシステム診断指標、リスク指標を参照しつつ、有機系廃棄物のリサイクルシステムの健全性を網羅的に表現する指標を整理した。リサイクルにおいて支配的な(優先的に考慮すべき)個別指標と総合指標に分類し、総合指標としては、評点法にもとづく多属性効用に基づく指標の開発事例等を整理した。ついで、提案した評価構造の確認のために専門家を対象としたデルファイアンケートを行い、得られた結果を階層分析法によって、健全性評価を実施する手順をまとめた。最後に、健全性手法を道央地域で発生する有機性廃棄物に適用し、健全性の観点から見たシステム代替案について検討した結果、対象地域全域で発生する有機系廃棄物を集中的にリサイクルするシステムが健全性の観点からはより望ましいことがわかった。本年度における検討課題は、次の2項目、すなわち第1に、都市代謝系のシステムモデルを構築、そして第2に、都市代謝系のリスクの統一指標を開発することであった。第1の課題に関しては、需要側の構造を重視したモデルへの改良を意識して、特に有機系廃棄物のリサイクル製品の需要動向を札幌市の農家を対象におこなった。得られた結果の要点は次の通りである。(1)農業三法の整備による農業環境規制の強化、高齢化のもとで今後の札幌市の農業構造は変革期を迎えている。こままの傾向が継続すると仮定すれば、農業就業人口は減少の一途をたどり、コンポスト等の受入先としての需要は減少する方向にある。(2)市民の有機農産物への需要増に対応し、土壌に有機質を還元したいという意向は半数以上の農家が感じており、システム化の必要性を改めて確認できた。(3)札幌市が現在、リサイクルの制度として実施している(平成10年度開始)耕畜連携事業によって、札幌市で排出される畜産糞尿の約5%が耕種農家へ還元されており、シナリオを構築し,この制度のLCAからみた評価を行った。その結果、条件設定等、細部の詰めを残しているが、傾向としてCO_2削減の効果は期待できないが、窒素の削減は可能であることが示された。この理由は、コンポスト製造過程におけるCO_2、窒素の生成の促進作用にある。したがって、コンポスト化の仮定でこれらの成分を適切に回収・固定化できれば耕畜連携事業の効果はさらに向上することが期待できる。第2の課題に関しては、文献調査を主体とした予備的検討とした。本格的検討は次年度とするが、リスク指標の分類枠組みの調査を行い、結果の1部を環境工学連合講演会にて発表した。