hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
加齢黄斑変性感受性遺伝子トランスジェニックマウスを用いた環境リスク因子の解析

加齢黄斑変性は複数の遺伝子因子と環境因子によって発症すると考えられる。本研究では日本人の遺伝因子として最もオッズ比の高いHTRA1、ARMS2に注目し、マウスの全身でHtrA1およびARMS2、ARMS2 (A69S)を強制発現するトランスジェニックマウスを作製し、喫煙による環境的なストレスを加え、病態の重篤度を分析して環境因子の遺伝因子に与える影響を検討した。HtrA1高発現によりトランスジェニックマウスの一部に脈絡膜新生血管が有意に誘導され、HTRA1の過剰発現はブルッフ膜の脆弱性を惹起し、滲出型加齢黄斑変性の発症に大きく関係している可能性が示唆された。本研究では加齢黄斑変性の感受性遺伝子の中でも最もp値の低いARMS2/HTRA1に注目し、生後12か月のHtrA1およびARMS2、ARMS2 (A69S)Tgマウスを用いて、網膜への影響を蛍光眼底造影や光干渉断層像で観察した後、網膜切片を作製し、HE染色および血管内皮細胞マーカーを用いた免疫染色により観察した。全身発現したHtrA1 Tgマウスのうち約18.2%の個体について、これまで報告されていない放射状の脈絡膜新生血管が観察された。また、EVG染色によりHtrA1 Tgマウスではブルッフ膜の断裂や消失も観察された。一方、ARMS2、ARMS2 (A69S)Tgマウスにおいではいずれも網膜の異常が認められなかった。次に、網膜異常がなかった12ヶ月齢のARMS2、HtrA1 Tgマウスおよび対照群Wtマウスはタバコ主流煙暴露実験を行ったとこら、HtrA1 TgおよびWtマウスは同様な新生血管が誘導された。さらに視細胞および網膜色素上皮細胞形態の変化を電子顕微鏡で観察したところ、HtrA1 Tgマウスのうち約10%の個体は網膜下沈着物の蓄積が観察された。これらの結果によると、我々は作製した全身で発現しているHtrA1トランスジェニックマウスの一部は脈絡膜新生血管が誘導され、HTRA1タンパク質の過剰発現はブルッフ膜の脆弱性を惹起し、関連遺伝子として滲出型加齢黄斑変性との強い相関が示唆された。喫煙によってHtrA1トランスジェニックマウスだけでなく対照群のWtマウスにおいても新生血管が観察された。喫煙は遺伝因子と相互作用し加齢黄斑変性の発症リスクを高めていると考えられる。一方、ARMS2を全身で強制発現させても新生血管が誘導されなく、さらに喫煙暴露後も網膜の異常が観察されなったことから、ARMS2の局在は脈絡膜新生血管の形成に対する保護であることが考えられる。本研究では加齢黄斑変性の感受性遺伝子の中でも最もp値の低いARMS2/HTRA1に注目し、マウスの全身でARMS2、HtrA1をそれぞれ強制発現するトランスジェニック(Tg)マウスを作製し、生後12か月の蛍光眼底造影や光干渉断層を観察し、正常対象群(Wt)と比較した。眼底異常が観察された個体の網膜切片を作製し、HE染色および血管内皮細胞と線維芽細胞マーカーを用いた蛍光免疫染色により観察したところ、全身発現したHtrA1 Tgマウスのうち約18.18%の個体について、これまで報告されていない網膜へ放射状に伸びる脈絡膜血管新生が観察された。次に、眼底観察で網膜異常を認められなかった12ヶ月齢のARMS2、HtrA1 Tgマウスおよび対照群Wtマウスは喫煙暴露実験を行った。M.I.P.S社のタバコ主流煙発生装置を利用して1日30分、週5日、12週間を続く喫煙暴露させ後、HtrA1 TgおよびWtマウスは新生血管を誘導された。さらに、HtrA1 Tgマウスのうち約20%の個体は視細胞形態の乱れ、網膜色素上皮細胞に沈着物の蓄積など網膜の異常が観察された。これらの結果によると、全身で発現しているHtrA1 Tgマウスは直接的に脈絡膜血管新生が誘導され、HtrA1は日本人で多く見られる滲出型加齢黄斑変性との強い相関が示唆された。また、環境因子喫煙は遺伝因子と相互作用しさらに加齢黄斑変性の発症リスクを高めていると考えられる。新生血管を伴う黄斑変性症は進行が急速に進み、根本的な治療法も確立されていないのが現状であり、何よりも予防は大切なこととなる。我々の研究成果は疾患の早期発現、環境因子を取り除くことによって加齢黄斑変性を予防あるいは遅延させることと期待できる。また、新生血管を伴う滲出型網膜疾患モデルマウスを確立させることから、将来は疾患の治療及び新薬の開発が期待される。

加齢黄斑変性関連遺伝子座として、染色体10q26の領域に位置する最もp値の低いHtrA1とARMS2の感受性遺伝子が注目されている。本研究ではCAGプロモーターを用いてHtrA1およびARMS2、ARMS2 (A69S)を全身発現するトランスジェニックマウスを作製し、生後1年のHtrA1 Tgマウスでは蛍光眼底造影+光干渉断層像(Spectralis HRA+OCT, Hiedelberg Engineering)を観察した結果、約18.2%の個体で今まで報告されていない放射状の脈絡膜新生血管が観察された。さらにEVG染色によりHtrA1 Tgマウスではブルッフ膜の断裂および消失が観察された。一方、ARMS2、ARMS2 (A69S)Tgマウスにおいではいずれも網膜の異常が認められなかった。また、環境因子の一つである喫煙による影響を調べるために、タバコ主流煙発生装置を用いて喫煙暴露3か月後、生後1年のWtマウスのうち約7.7%、HtrA1 Tgマウスのうち約20.0%の個体で新生血管が観察された。さらに、HtrA1 Tgマウスの中には網膜下における組成不明の蓄積が観察された。これらの結果は、HTRA1タンパク質の過剰発現はブルッフ膜の脆弱性を惹起し、日本人で多く見られる滲出型加齢黄斑変性との強い相関が示唆された。喫煙は遺伝因子と相互作用し加齢黄斑変性の発症リスクを高めていると考えられる。滲出型加齢黄斑変性は根本的な治療法は確立されていないのが現状であり、何よりも予防は大切なこととなる。我々の研究成果は疾患の早期発現、環境因子を取り除くことによって加齢黄斑変性を予防あるいは遅延させることとHTRA1抑制に向ける治療及び新薬の開発が期待される。眼分子生物学加齢黄斑変性(AMD)は多因子疾患と考えられており、複数の遺伝子因子と環境因子によって発症すると考えられる。我々は、日本人に多くみられる滲出型黄斑変性のみを集め、独自に全ゲノム相関解析を行ったところ、染色体10番ARMS2/HTRA1遺伝子領域の遺伝子多型が疾患に相関することを報告してきた。本研究ではCAGプロモーターを用いて全身発現したARMS2、ARMS2 (A69S)、HtrA1のトランスジェニックマウスを作製し、ARMS2、HtrA1の高発現および喫煙負荷による加齢黄斑変性との相関性を検討することを目的としている。これまでにマウスの網膜レーザー照射による脈絡膜血管新生が誘導されたが、本研究ではマウスHtrA1を全身で高発現することによって血管新生が誘導されるマウスが初めて作製できた。HTRA1の過剰発現はブルッフ膜の脆弱化を惹起し、網膜に侵入している新生血管が誘導されると考えられる。また、本研究ではたばこ主流煙によってHtrA1トランスジェニックマウスおよび野生型マウスにおいて脈絡膜新生血管も初めて観察された。さらに、HtrA1トランスジェニックマウスの一部は喫煙させた後、視細胞形態の乱れ、網膜下沈着物の蓄積など網膜の形態異常を見出した。喫煙はAMDの環境リスク因子として遺伝子HtrA1と相互作用しAMDの重篤度をきたすことが示唆された。これまでの研究データを2013年11月に東京で開催されたRRM(Retinal Research Meeting)にて発表した。加齢黄斑変性(AMD)は多因子疾患と考えられており、複数の遺伝子因子と環境因子によって発症すると考えられる。
森林・草原生態系の群落構造と相互作用機構およびその時間変動性の解明

平成21年度は管理放棄されたカラマツ林において炭素動態に関する研究を行った。1997年の京都議定書において日本の温室効果ガスの削減目標が決定され、2002年にはマケラシュ合意によりその削減目標内において森林の炭素蓄積増加による吸収量が認められることとなった。日本においては人工カラマツ林の炭素固定能が高いことが認められ、今後炭素吸収林としての役割を含めた人工林の増加が予想される。一方で、日本林業の現状として放棄人工林の面積は増大し人工林の約40%は管理放棄されているとの報告もある。しかし管理放棄された森林の炭素循環に関する情報は不足している。そこで本研究では「管理放棄されたカラマツ林」という一つの生態系に着目し、炭素の動態と収支の解明を行うことを目的とした。調査は岐阜県高山市、樹齢平均約50年の管理放棄されたカラマツ林を対象に2007年から2009年の3年間にわたり行われた。植生はカラマツと林床のクマイザサの2種で構成されており、コンパートメントモデルに習い炭素動態を分類し、各要素について年間量推定を行った。その結果、土壌呼吸量は2.52±0.20(tC/ha/yr)、リターフォール量は5.98±0.30(tC/ha/yr)と3年間ほぼ一定の値を示したのに対し、植物体による炭素固定量は2007年に7.09(tC/ha/yr)、2008年に3.28、2009年に1.20と年により大きな違いを示した。また生木に対する倒木量の割合が高く、年間倒木呼吸量は0.93(tC/ha/yr)の値を示し、土壌呼吸量の約1/6に相当していた。これらの値を基にNEP算出したところ、マイナスを示す年もあり、管理を放棄したカラマツ林の純生態系生産量は非常に低い値を示すことが明らかになった。冷温帯や放牧という条件はシバの生育に適しており,この条件あもとでシバは容易に優占し,安定した草地を形成する。一方,総生産量は植物が一定期間内に光合成によってつくり出す有機物の総量であり,生物が自己の生命活動を維持する上で利用することのできるエネルギーの最大値である。牧草の物質生産に関する研究はこれまで,植物体の地上部の収穫量や刈り取り後の再生といった農業的な側面に焦点をあてたものが多く,呼吸量や枯死量,被食量をも含めた植物体の物質生産を考えた研究例は少ない。またシバに関する研究においては,シバの細根が非常に多いため,細根の生体と枯死体の判別をおこなったような研究例はほとんどない。植物体全体としての物質生産を考えた場合,当然のことながら地上部の枯死量だけでなく地下部の枯死量も推定しなければ物質生産の真の理解には近づけない。これらの考えの下,平成20年度は,呼吸量や地下部の枯死量をも含めたシバ型草地の総生産量の推定をおこなった。総生産量の推定においては,まず形態的特徴からシバを地上部,地下茎,根といった器官別に分類した。次に各器官の呼吸量,成長量,枯死量,被食量をそれぞれ求め,これらを足し加えることで総生産量を算出した。その結果,総生産量は7月にピークを迎え,そのうちの半分を純生産量,呼吸量がそれぞれ占めた。また,純生産量は7月にピークを迎えたのち著しい低下を示したが,呼吸量の低下はそれに比して小さかった。調査地のシバは冬季に地上部を枯らしてしまうことから,シバの物質生産は,春から夏にかけては植物体の維持とともに地上部の構成に重点が置かれ,夏以降はおもに植物体の維持が目的になるとみられる。これは,放牧に適した期間は春から夏までであり,秋にまでおよぶ長期の放牧は家畜による牧草の過剰採食をまねき,草地の安定性維持に影響を及ぼす可能性を示唆している。

また生木に対する倒木量の割合が高く、年間倒木呼吸量は0.93(tC/ha/yr)の値を示し、土壌呼吸量の約1/6に相当していた。これらの値を基にNEP算出したところ、マイナスを示す年もあり、管理を放棄したカラマツ林の純生態系生産量は非常に低い値を示すことが明らかになった。
中国辺境民族の歴史と文化

1.本年度の研究目的中国周辺には、多数の諸民族が歴史はじまって以来活躍興亡をくり返してきた。これらの諸民族の研究には、二つの視点があり、一つは諸民族が中国に侵入して立てた征服王朝論であり、他の一つは諸民族それぞれの間の関係交渉史論である。本研究は、この二つの視点の有機的な統合論を目ざすものである。そこで本年度は、従来からの諸研究を、研究分担者のそれぞれの専攻分野から統合し、整理することに努めた。ついで研究班全体の統一的知見の確立をはかることを目標とした。2.本年度の研究経過前年度の研究に引きつづいて、各研究分担者はそれぞれの専攻分野から専門研究を推進した。残存史料の少ない地域が多いので、断片的な史料を注意深く蒐集し、あるいは現地に出て遺跡の調査に当るなど多くの努力がつづけられた。これらの成果は、あるいは学会で報告され、あるいは印刷物となって紹介されている。しかし、本格的研究は今後更らに検討されることになる。また、これら諸民族の史料は、チベット語・蒙古語・満州語など各種の言語で記されているので、これらの史料と漢文史料との比較検討も行われた。これらの研究成果の一部は学会に報告され、あるいはその準備が行われている。3.次年度以降の計画本研究に直接関係する参考文献は、単に国内のみでなく、欧米はもとより、ソ連・中国など広く世界各地に及んでいるので、次年度以降この方面にも十分に留意して研究を推進し、各種言語・文字による基本史料の読解と整理を一層進め、各研究者間の緊密な連係のもとに全体的討論会を開催するなどして、関係学会における統一的見解の確立を図りたい。1.本年度の研究目的中国周辺には,多数の諸民族が歴史はじまって以来活躍興亡をくり返してきた.これらの諸民族の研究には,二つの視点があり,一つは諸民族が中国に侵入して立てた征服王朝論であり,他の一つは諸民族それぞれの間の関係交渉史論である.本研究は,この二つの視点の有機的な統合論を目ざすものである.そこで本年度は,研究の初年度として,従来からの諸研究を,研究分担者のそれぞれの専攻分野から統合し,整理することに努めた.その上にさらに各専攻分野における基本的史料の調査研究に着手した.ついで研究班全体の統一的知見の確立をはかることを目標とした.2.本年度の研究経過上述の目的に従って各研究分担者は,それぞれの専攻分野から従来の学説の整理をし,新しい知見の確立に努めた.しかし,何んといっても瑣細で断片的な史料が多く,これらを正確に読解し正しく利用することは容易なことではない.ことに諸民族固有の言語・文字例えばチベット語・蒙古語・満州語などで記された史料も少なくないので,これらの読解や取り扱いはこれまた容易な業ではない.各研究分担者はそれぞれこの困難な作業をつづけた.このように本年度は,基礎的研究に重点をおいて調査研究を推進した.3.次年度以降の計画本研究計画に直接関係する参考文献は,単に国内の諸研究のみでなく,海外の欧米はもとより,ソ連・中国・南北朝鮮など広く世界各地に及んでいるので,これらの研究文献を蒐集することのみでも容易ではない.しかし,次年度以降この方面にも十分に留意して研究を推進し,各種言語・文字により基本史料の読解と整理を一層進め,各研究者間の緊密な連係のもとに全体的討論会を開催するなど研究班の統一的見解の確立を図りたい.1.本年度の研究目的中国周辺には、多数の諸民族が歴史はじまって以来活躍興亡をくり返してきた。
論理教育におけるレトリックの評価に関する研究

2018年度は研究の目的のうち、1学習者の記述におけるレトリックが教師の評価に与える影響を統計的に明らかにする。を中心に行った。その結果、記述回答を評価した国語教育説明文領域専門の大学教員にかなり高い一致度が見られた。このことは、特定の記述回答の表現が教師の評価に共通的に影響を与えることを示唆している。また研究の目的の2レトリックと論理的認識力との関連を明らかにする。という点については、どのような記述回答の表現(レトリック)が教師の評価に影響を与えているかについての具体的なつきとめはできなかった。しかし、大学教員の評価が高いとされた記述回答には以下のような特徴が見られた。(1)読者である自分の思考を表明している(2)読者である自分の感情を表明している(3)読者である自分の思考をメタ的に説明しようとしている(4)世界について具体的な認識を示そうとしている(5)筆者のもつ読者認識を表現しようとしているといった傾向が見られた。このことは、Kegan(1996)が提唱する成人発達理論に見られる、「主体客体の均衡ー不均衡ー再均衡」と言う構造発達理論に符合していると考えられる。ここでは、主体が客体を取り込み、主体の内部に客体が位置づく(主体内客体の生成)によって主体の再均衡が起きると言う現象が、記述回答の中で、読者が筆者を取り込む段階、筆者の中の読者意識を読者が取り込むというより複雑な段階というカタチでの進行を示唆していると考えられるようになった。中学校教員のインタビューから見えた「説明文教材の文章の読者にする」といった思いや大学教員の記述問題の回答分析における一致度の高さなど意義ある研究結果が見えたが、論理の発達のための中二階の理論が作成できなかった点で、100%の達成とは言えない。論理の発達をより大きな成人発達という観点と関連させ、かつデータとも関連させてその姿を考える。2019年度は、下記のような中二階の理論を作る。○教師などがなにを「発達した論理のすがた」と考えるか○成人発達からみて、「発達した論理のすがた」とはどのようなものといえるか○学年ごとの回答を見て、「論理のすがた」はどのような変化があるか2018年度は研究の目的のうち、1学習者の記述におけるレトリックが教師の評価に与える影響を統計的に明らかにする。を中心に行った。○教師などがなにを「発達した論理のすがた」と考えるか○成人発達からみて、「発達した論理のすがた」とはどのようなものといえるか○学年ごとの回答を見て、「論理のすがた」はどのような変化があるか今年度は、論理の発達に関わる実態(実態)と基盤理論とをつなぐ中二階の理論(各学年段階に合わせた理論)が構築できなかったため、データ分析を行うことができなかった。次年度は遅れている中二階理論と構築を行い、その理論に従ってデータを分析し、その後第二回のデータを収集して分析考察するための費用として使う予定である。
数理農学創生へ向けた植物繁殖同調現象のメカニズム解明と生産管理論の構築

本研究課題では,近年,非線形数理科学でその理論が急速に発展している非線形自律振動子の同期現象の中でも特に注目されている共通ノイズ同期現象を,実学として重要な分野の一つでもある農学において応用するものである.数理科学においてはこれまで種々の調査がなされ,その成果も上がっている共通ノイズ同期現象であるが,これを農学における重要課題に適用することで,これらの課題を数理の立場から解決しようとするものである.具体的には,植物が示す繁殖同調現象に応用することで,対象とする植物の生産管理自動化を目指す.その際,Isagiらが提案した資源収支モデルを基盤としながらもそれを改良することで,どのような現象が発生するのかを数理的な枠組で捉えようとするところに特徴がある.また,Isagiらのモデルの改良として,Isagiらのモデルの有する内部エネルギー項が指数関数的に減衰する効果を導入することで,実現象に即した同期が再現できることを示した.また,印加する共通ノイズ同期には、現実に即したものを用いることした.従来の共通ノイズ同期現象の研究では,各個体に印加されるノイズは完全に同一なノイズが(相互相関は1)が用いられていたが,それを変更し,相互相関は高いものの,必ずしも1とはならない共通ノイズをを印加することにした.これにより,同期度がどのように変化するのかを調査している.またこれに合わせて、非線形振動子が相互に結合することにより生じる相互結合同期現象も、非常に重要な枠組みであるが,どのような相互結合が,振動子自体の同期に影響を与えるか,また,共通ノイズ同期現象と相互同期現象が共存する場合にはどのような現象が得られるかも合わせて解析している.さらに,ノイズの周波数構造が変化した場合に,どのような同期を呈するのかも,数理モデルを用いて調査し,スペクトル構造との関係について議論を行った.本研究では,近年,非線形科学分野で急速に発達した振動子系における同期現象と,農学分野における植物集団の繁殖期同調現象に共存する数理構造の解明}を通じて,全く新しい植物集団の繁殖期同調現象の数理モデルを構築することを目的とする.さらに,提案して数理モデルを用いて,農作物の生産管理自動化に向けた新たな理論を構築することが眼目である.このように,数理科学的アプローチを農学分野に積極的に導入することで,数理農学とも呼ぶべきフロンティアを形成するとともに,その理論的基盤を構築する.具体的には,以下の項目を重点的に遂行する.(1)非線形力学系理論に基づく植物の開花・結実メカニズムの数理モデル化.(2)同期理論に基づく多数の植物個体間の開花・結実期の同調メカニズムの解明.(3)生産管理自動化に向けた果樹の結実期および結実量の予測・制御理論の構築である.本年度は上記の中で特に(1)について集中的に取り組み,新な数理モデルの構築を行った.具体的には,直接的に観測可能な光合成や栄養塩吸収による資源などの植物への入力データと結実量などの出力データを考慮し,植物内部の資源の振る舞いをモデル化しているIsagiらのモデルの妥当性を検証し,内部メカニズムを再現可能な新しい数理モデルを構築した.さらに,この数理モデルの同期過程に関する検討を行い,植物個体間の相互作用や環境ノイズの影響によ同期現象は,非線形振動子の相互作用による同期現象と非結合振動子への共通ノイズ入力によって生じる共通ノイズ同期現象に対応することを確認した.第一年度では,隔年結実現象と一斉開花現象の両者を同時に説明できる新しい数理モデルを提案した.本内容では,数理モデルの同期現象の立場(相互結合型の同期と外部入力型の同期)から,隔年結実一斉開花現象を説明することができる.数理モデルに対する予備的な実験では,現実に生じる両現象を再現できている.また,どのようにパラメータ設定すればよいかについても力学系理論の観点から明らかにすることができている.これらの点から,おおむね順調に進展しているといえる.本研究課題では,近年,非線形数理科学で急速に進展している振動子の同期現象(相互結合同期と共通ノイズ同期)の理論を農学分野における植物集団の示す繁殖期同調現象に応用することで,農作物の生産管理自動化に向けた新たな理論を構築することが目的である.今年度は,以下の内容についての実績がある.果樹の隔年結実現象を説明するために,植物内部に貯えられる資源量の時間変動を記述する数理モデルの提案を行った.その際,Isagiらが提案した資源収支モデルを基盤としているが,果樹の単一個体に着目し,直接的に観測可能な光合成や栄養塩吸収による資源などの果樹への入力情報と結実量などの出力情報を非線形力学論的観点から解析することで,植物内部の資源の振る舞いを数理モデル化した.次に,植物の個体間で開花期・結実期・結実量が同調する原因として,(1)花粉を介した他個体との相互作用,(2)日射量・気温・湿度・風向・土壌の栄養塩量(環境ノイズ)などの圃場環境の二つが考え,これらを,各々,%の植物個体間の相互作用や環境ノイズの影響による同調現象は,非線形科学分野の同期理論における多数の振動子の相互作用による同期現象と非結合振動子への共通ノイズ入力によって生じるノイズ同期現象に対応するととらえた.従って,果樹の隔年結実現象が花粉を介した相互結合により引き起こされるとい立場と,環境ノイズによって引き起こされるという立場の二つの立場から,そのメカニズムを検証した.この結果,提案モデルとその枠組みにより,隔年結実現象と一斉開花現象の両者を同時に再現することが可能であることを数値実験により示した.ほぼ計画通りに進行している.

本研究課題では,近年,非線形数理科学でその理論が急速に発展している非線形自律振動子の同期現象の中でも特に注目されている共通ノイズ同期現象を,実学として重要な分野の一つでもある農学において応用するものである.数理科学においてはこれまで種々の調査がなされ,その成果も上がっている共通ノイズ同期現象であるが,これを農学における重要課題に適用することで,これらの課題を数理の立場から解決しようとするものである.具体的には,植物が示す繁殖同調現象に応用することで,対象とする植物の生産管理自動化を目指す.その際,Isagiらが提案した資源収支モデルを基盤としながらもそれを改良することで,どのような現象が発生するのかを数理的な枠組で捉えようとするところに特徴がある.また,Isagiらのモデルの改良として,Isagiらのモデルの有する内部エネルギー項が指数関数的に減衰する効果を導入することで,実現象に即した同期が再現できることを示した.また,印加する共通ノイズ同期には、現実に即したものを用いることした.従来の共通ノイズ同期現象の研究では,各個体に印加されるノイズは完全に同一なノイズが(相互相関は1)が用いられていたが,それを変更し,相互相関は高いものの,必ずしも1とはならない共通ノイズをを印加することにした.これにより,同期度がどのように変化するのかを調査している.またこれに合わせて、非線形振動子が相互に結合することにより生じる相互結合同期現象も、非常に重要な枠組みであるが,どのような相互結合が,振動子自体の同期に影響を与えるか,また,共通ノイズ同期現象と相互同期現象が共存する場合にはどのような現象が得られるかも合わせて解析している.さらに,ノイズの周波数構造が変化した場合に,どのような同期を呈するのかも,数理モデルを用いて調査し,スペクトル構造との関係について議論を行った.本研究課題では,近年,非線形数理科学でその理論が急速に発展している非線形自律振動子の同期現象の中でも特に共通ノイズ同期現象を実学として重要な分野のひとつである農学において適用することで、農学における重要課題を数理の立場から解決しようとするものである。具体的には,植物集団が示す繁殖同調現象に上記理論を応用することで、対象とする植物の生産管理自動化を目指すものである。具体的には,Isagiらが提案した資源収支モデルを基盤としながらもそれを改良することでどのような現象が発生するのかを数理的な枠組みで捉えようとする。改良点として、Isagiらのモデルの有する内部エネルギーの保存について時間減衰項を導入することで、実際の現象に即して同期現象が発生するようなモデルを提案した。また,印加する共通ノイズ同期には、より現実の状態に即したものを用いることした。従来の共通ノイズ同期現象では、各個体に印加されるノイズは全くの同一ノイズ(相互相関は1)であるが、それを拡張し、相関は非常に高いが必ずしも1ではない共通ノイズ同期を印加することで、どのように同期度が変化するのかを調査している。一方、これに合わせて、非線形振動子が相互に結合することにより生じる相互結合同期現象も、非常に重要な枠組みであるが、どのような相互結合が同期に影響を与えるか、また,共通ノイズ同期現象と相互同期現象が共存する場合にはどのような現象が得られるかを合わせて解析している。現在までに,新たなモデルを提案するなど順調に進行した。
新規摂食応答遺伝子による脂肪酸合成制御機構の解析と抗肥満への応用

新規摂食応答遺伝子MIG12が脂肪酸合成系酵素であるACCの機能を亢進することを示した。MIG12がACCのポリマー化を促進することでその酵素活性を上昇させること、その活性上昇にはMIG12のC末端側のロイシンジッパードメインが重要な役割を担っていることを示した。これらの成果により、生体における脂肪酸合成の新たな制御機構を明らかにした。MIG12は核内受容体LXRにより発現誘導を受ける新規遺伝子として申請者らが発見した遺伝子であり、肝臓において摂食時に発現上昇し、新規脂肪酸合成の促進に関与することを報告してきた。本申請研究では、MIG12による脂肪酸合成促進機構について、特に脂肪酸合成の律速酵素であるACCの活性調節機構に焦点を絞り解析を行った。本申請研究では次の二点を大きな目標とする。(1)MIG12によるACC活性化機構を明らかにする。(2)MIG12活性制御によるII型糖尿病の治療・予防の可能性を検証する。平成24年度に見出したMIG12遺伝子のASO配列を用いて、本年度はマウス個体肝臓でのMIG12の機能の検討を行った(各群n=6)。マウス体重1kgあたり10mgのASOをDay1およびDay4に2回にわたり腹腔内投与したところ、Day6においてMIG12 mRNAレベルの低下およびACCのポリマー化の抑制が観察された。次にII型糖尿病モデルであるob/obマウスにMIG12 ASOを投与し、MIG12発現抑制の糖尿病に対する効果の検証を試みた(各群n=8)。マウス体重1kgあたり10mgのASOを一週間に2回腹腔内投与し、これを8週間継続した。しかしながら、長期間のASO処理により、肝臓におけるMIG12発現の抑制が観察できず、MIG12の効果の検証を行うことは出来なかった。一方で、MIG12とS14の融合タンパク質を用いた解析については成功し、MIG12がACCを活性化する際に重要になるMIG12の領域を明らかにできた。MIG12は核内受容体LXRにより発現誘導を受ける新規遺伝子として申請者らが発見した遺伝子であり、肝臓において摂食時に発現上昇し、新規脂肪酸合成の促進に関与することをこれまでに報告してきた。その結果、MIG12の過剰発現によりACCのポリマー化が促進することを見出した。ACCはポリマー化によりその酵素活性が上昇することが知られており、MIG12によるACCポリマー化の亢進は、ACCの酵素活性を上昇させると考えられた。また、ACCポリマー化亢進に必要なMIG12の領域を探索したところ、MIG12のC末端側に存在するロイシンジッパードメインが重要な役割を担っていることが明らかになった。また、マウス肝臓でのMIG12発現を抑制するためにASO法を用いるが、そのための予備検討として、MIG12遺伝子に相補的な20塩基の一本鎖RNA配列を検討し、決定するに至った。ACCは通常状態では二量体を形成しており、活性化されるとフィラメント状のポリマーを形成することが知られているが、その形成の制御機構についてはほとんど明らかになっていなかった。本研究では、MIG12がACCと複合体を形成し、ACCのポリマー化を促進することを示した。次に、MIG12とACCの結合様式を検討した。MIG12はC末端側にロイシンジッパードメインを有しており、二量体を形成する。MIG12のロイシンジッパードメインに変異を導入したところ、MIG12の二量体形成能は低下し、さらにACCポリマー化の促進効果が大きく減弱していた。また、ACCとの複合体形成能についても低下していた。以上の結果より、MIG12のロイシンジッパードメインは、自身のホモダイマー形成およびACCとの結合・ポリマー化亢進に重要であることを明らかにした。ASO(antisense oligonucleotide)法を用いてマウス個体(肝臓)におけるMIG12発現を抑制する実験系の構築を試みたが、十分なノックダウン効率が得られなかったため、現在、MIG12KOマウスの作出を行っている。さらに、検討の過程において、ラット初代培養肝細胞でのMIG12発現を変動させることで(過剰発現orノックダウン)、ACC遺伝子発現が活性とは逆方向に変動することを見出した。現在、MIG12発現によるヒストン修飾への影響に着目し、解析を継続しいてる。食品生化学交付申請書の「研究と目的」の25年度の項目に記載した研究内容についておおむね計画通りに進めることが出来ている。

計画自体は予定通りに進行したが、ob/obマウスを用いた検討において、ASOによるMIG12の発現抑制効果が、長期投与の場合には見られなかったことから、MIG12の効果の解析にまで至らなかった。昨年度に問題となったMIG12とS14の融合タンパク質の検討については、初代培養肝細胞を用いることで解析が可能となった。交付申請書の「研究の目的」の24年度の項目に記載した研究内容についておおむね計画通りに進めることが出来ている。計画通りに進まなかった点として、MIG12とS14の融合タンパク質による解析が挙げられる。融合タンパク質の発現ウイルスの作製は行うことが出来たが、ACCポリマー化や脂肪酸合成への影響について再現性のある結果を得るまでには至っていない。引き続き、交付申請書の研究計画に沿って研究を進める。ob/obマウスを用いたASO実験は試薬が高額であり、追試を行えない。培養細胞レベルでの効果の検証を進めていくと共に、KOマウスの作製についての計画を立てていきたい。また、MIG12の発現を変動させることで、ヒストンH3のアセチル化レベルが変化することを新たに見出すことができたことから、このメカニズムの解析について研究を進める。MIG12とS14との融合タンパク質の解析については、用いる細胞の変更を視野に入れて検討を行う。これまでは、肝がん由来の株化細胞を用いてきたが、ラット初代培養肝細胞を用いることを考えている。ASO法によるMIG12発現の抑制については、in vitroでは抑制効果が得られているが、in vivoで必ずしも抑制効果が得られるとは限らず、慎重に進める必要がある(動物に投与する量のASOの合成費用は高額であるため、慎重に配列を決定する必要がある)。該当なし
資産代替問題が参入・退出と水平的合併による産業構造の変化に及ぼす影響について

過年度に引き続いて,資金調達と寡占市場での競争の関係について分析を進め,資金調達の問題が企業の多角化,参入・退出,合併といった産業構造の変化に関わる動きに及ぼす影響に関して検討した。また,分析の前提として,資金調達と製品戦略に関して,一般的な設定のもとで分析を行うとともに,より詳細な比較静学分析を実施すべく,特定化した設定のもとでの分析も行った。この研究により,運転資金の調達と製品戦略に関する意思決定の相互作用,その産業構造に及ぼす影響,これらに対する財務状況の影響などについて明らかにしつつある。関連して,資金調達時の情報構造の違いが資金配分に及ぼす影響についての研究成果を,所属機関の紀要で公表した。この研究により,資金配分が第三者には観察できない場合には,資金配分が流動的な資産への投資を偏重するように歪むが,第三者にも観察できる場合には,逆に,非流動的な資産への投資を偏重するように歪んでしまうことを示した。投資に歪みが発生する仕組みを示した研究は数多く存在するが,知る限り,情報構造の違いが異なった方向の歪みを引き起こし得ることを示した研究結果は存在せず,企業金融の研究に一つの貢献を果たすことが見込める。研究を推進するため,日本経済学会の春季大会(6月,兵庫県立大学で開催)およびMAEDA(11月,北海道大学で開催)に参加し,関連する研究や分析手法に関する情報を収集し,参加者数名と本研究に関して意見交換を行った。本研究課題における解析作業が想定以上に困難を伴い,当初の計画よりも時間を要してしまった。さらに,所属機関におけるカリキュラム改革に伴う教育関連業務および家庭における子の養育に,想定以上の時間をとられ,研究に充当する時間が細切れになってしまい,作業効率が低下してしまった。以上のことから,遅れが生じている。上記の事情で遅れが生じていたことから,補助期間を延長し,2019年度までとした。2019年度の早い時期に分析結果をまとめ,論文執筆にとりかかり,年度半ば以降に,研究会等で口頭報告を行うとともに,査読付き雑誌への投稿を行う。また,学会や研究会において,関連分野の専門家から助言を受け,成果公表の早期化を図る。所属機関における教育関連業務に関しては,引き続き時間をとられることが予想されるが,家庭内の役割分担の見直しを進めていることから,昨年度までよりも研究時間を確保できる見通しである。本年度まで研究期間が延長された平成25年度採択の研究プロジェクトにおいて,本研究のベースとなる,資金調達と寡占市場での競争との関係を分析する理論モデルを構築し,分析と成果物の執筆を行った。この分析と並行する形で,本研究課題である,資金調達が多角化,参入・退出,合併等による産業構造の変化に及ぼす影響を分析する方法について検討を行った。一方で,10月に上智大学で開催された日本経済学会秋季大会における産業組織論とミクロ経済理論のセッションに参加し,関連のある研究や分析に役立つ手法に関する情報収集を行った。また,所属機関の一教室を会場として,若手研究者の発表の場であるMAEDA (Meeting on Applied Economics and Data Analysis) (第5回)を開催し,自らも研究発表を行った。その際,他の研究機関に所属する若手研究者たちから本研究に関するコメントを受けるとともに,関連する研究や分析手法に関する情報収集を行った。上記の検討,学会・研究会での情報収集と並行して,専門書やオンラインジャーナルにより,参入・退出,多角化,合併等に関する先行研究の調査を行った。平成25年度研究プロジェクトの成果により,企業の財務状況が寡占市場における競争結果に重大かつ非連続な影響を及ぼすことが判明したため,本研究では,財務状況が多角化,参入・退出,合併等のインセンティブに及ぼす影響とその結果として起こる産業構造の変化について研究を進めていく計画である。平成25年度採択課題の成果の発表と成果物の執筆のために時間を割く必要が生じた。また,本年度は,所属機関における管理的な役職に就いたため,研究活動に費やせる時間が大幅に減ってしまった。これらの計画策定時には想定していなかった事態により,結果として,研究の遂行がやや遅れてしまった。ただし,本年度は4年の研究期間の1年目であることから,残りの研究期間において所期計画の研究を進めることは十分に可能であると考えられる。昨年度に引き続き、資金調達と寡占市場での競争の関係について分析を進め、これらが企業の多角化、参入・退出、合併といった産業構造の変化にかかわる動きに及ぼす影響に関する分析を試行している。その過程において、資金調達スキームの違いが資金配分に及ぼす影響についての研究成果を論文にまとめ、公表した。この論文では、企業間信用(投入物を供給者から掛けで調達すること)が利用できる場合、投資のための資金制約が緩むことから、よりリスクの高い投資機会へ投資するインセンティブを高め、結果として、銀行借入れにおける信用割当を深刻化させることになるが、ABL(動産や売掛債権に担保権を設定した貸出スキームのこと)を利用することにより、その問題が解決し、ファイナンスの効率性を高めることができることを明らかにした。研究を推進するため、6月に名古屋大学で開催された日本経済学会(春季大会)に参加して関連する研究や分析に役立つ手法に関する情報収集を行った。また、12月に立正大学で開催されたMAEDA (Meeting on Applied Economics and Data Analysis)に参加し、関連分野の若手研究者の研究報告から情報収集を行うとともに、参加者との間で本研究に関する意見交換を行った。

上記の情報収集・意見交換の実施と並行して、関連分野(企業金融論、産業組織論など)の専門書やオンラインジャーナルを利用して、先行研究や最近の研究動向について調査を行った。以前の研究課題の成果公表や所属機関における業務負担の関係で平成27年度における進捗が不十分であったことから、本年度はスタート段階から進捗がやや遅れている。さらに、モデルを構築・分析する試行において、解析可能なモデルの設定を特定するのに多くの時間をとられてしまった。このため、当初の計画と比べて、進捗はやや遅れている。ただし、既に解決すべき課題が明らかになってきていることから、残りの研究期間において計画した研究内容に関する十分な成果を上げることは可能だと考えられる。昨年度に引き続き,資金調達と寡占市場での競争の関係について分析を進め,資金調達の問題が企業の多角化,参入・退出,合併といった産業構造の変化に関わる動きに及ぼす影響に関して検討した。また,分析の前提として,資金調達と製品戦略に関して,より一般的な設定のもとで分析を行った。この研究により,従来の研究では明らかにされてこなかった,運転資金の調達と製品戦略に関する意思決定の相互作用,その産業構造に及ぼす影響,これらに対する財務状況の影響などについて明らかにしつつある。関連して,資金調達時の情報構造の違いが資金配分に及ぼす影響についての研究成果を,11月に成城大学で開催されたMAEDA(Meeting on Applied Economics and Data Analysis)で報告し,専門が近い研究者からレビューを受けた。この成果については,2018年度前半にも公表する予定である。この研究により,資金配分が第三者には観察できない場合には,資金配分が流動的な資産への投資を偏重するように歪むが,第三者にも観察できる場合には,逆に,非流動的な資産への投資を偏重するように歪んでしまうことを示した。投資に歪みが発生する仕組みを示した研究は数多く存在するが,知る限り,情報構造の違いが異なった方向の歪みを引き起こし得ることを示した研究結果は存在せず,企業金融の研究に一つの貢献を果たすことが見込める。研究を推進するため,日本経済学会の春季大会(6月,立命館大学で開催)と秋季大会(9月,青山学院大学で開催)およびMAEDA(11月,成城大学で開催)に参加し,関連する研究や分析手法に関する情報を収集し,参加者数名と本研究に関して意見交換を行った。昨年度までの進捗が不十分であった上に,モデル分析において,十分に検討できていない箇所があることが判明し,その分析に時間を要したため,当初予定よりも遅れている。過年度に引き続いて,資金調達と寡占市場での競争の関係について分析を進め,資金調達の問題が企業の多角化,参入・退出,合併といった産業構造の変化に関わる動きに及ぼす影響に関して検討した。また,分析の前提として,資金調達と製品戦略に関して,一般的な設定のもとで分析を行うとともに,より詳細な比較静学分析を実施すべく,特定化した設定のもとでの分析も行った。この研究により,運転資金の調達と製品戦略に関する意思決定の相互作用,その産業構造に及ぼす影響,これらに対する財務状況の影響などについて明らかにしつつある。
環境汚染問題と漸進的租税改革:環境汚染を考慮したときの望ましい税制改革の方向性を示す

この研究では環境汚染のような消費外部性が存在する状況で,望ましい租税改革の方向性を明らかにした.結論を述べる前に次の2つの定義をする.定義1:Total distortion rate(TDR).TDRとは、財の消費から発生する総合的な歪みを、その財の消費者価格で評価したものである。ここでは、ある財を消費することから2つの歪みが発生している。1つは、財を消費することから発生する環境汚染による歪みである。結果として財の過剰消費を引き起こしている。もう1つは、税による歪み(死重損失)で、財の過少消費が発生している。総合的な歪みはこれら2つの歪みを合わせ、金額表示にしたものである。つまり、TDRとは価格1当たりの財の消費において、どれくらいの歪みが発生させているかを表したものになる。定義2:Marshallianadjustment mechanism withexternality effects(MAE).MAEとは消費外部性を含むマーシャル型調整過程である.その特徴は以下のように表される.(i-a)生産量に消費量が等しくなるように価格が調整される.(i-b)消費量の変化により,発生する外部性のレベルが変わる.(i-c)変化後の外部性のレベルを所与として,消費者は効用を最大にするように消費量を決定し直す.このとき,消費量と生産量が等しくないので再び(i-a)の調整過程に入る.これらの調整過程が均衡に到達するまで続く.以上の調整過程が終わると,ある均衡価格が達成されている.この価格の下で,(ii)生産者は相対価格と限界費用が等しくなるように生産量を調整する.この調整により,再び生産量と消費量を一致させるように価格が調整され,(i-a),(i-b),(i-c),と調整過程が続く.(i-a),(i-c)の調整過程の終了後,再び(ii)の調整過程に入る.これらの調整過程が均衡に到達するまで続く.以上の定義を使い次の結論を得る.結論:初期の均衡が,MAEの意味で安定的だとする.そのとき、(1)TDRが最も高い(低い)財の税率を少し引き上げる(下げる)ことにより、あるいは,(2)各財の税率をTDRに比例的な値で同時に引き上げれば、消費者の効用レベルは改善される.ここで扱う消費外部性とは,消費者の財の消費から発生し,直接消費者の効用関数に影響を与えるものである.このような種類の消費外部性は他に,交通混雑,コンピュータのネットワーク等がある.つまり,この研究で得られた結論は混雑問題等にも容易に応用することがきできる.結論1:消費者に一括所得移転が行われたとき、消費者の効用レベルは改善すると仮定する。そのとき、total distortion rate (TDR)が最も高い(低い)財の税率を少し引き上げる(下げる)ことにより、消費者の効用レベルは改善される。結論2:消費者に一括所得移転が行われたとき、消費者の効用レベルは改善すると仮定する。そのとき、各財の税率をTDRに比例的な値で同時に引き上げれば、消費者の効用レベルは改善される。TDRとは財の消費から発生する総合的な歪みを、その財の消費者価格で評価したものである。ここではある財を消費することから派生する環境汚染による歪みである。もう1つは税による歪み(死重損失)で、財の過少消費が発生している。つまり、TDRとは価格1当たりの財の消費において、どのくらいの歪みが発生させているかを表したものになる。"消費者に一括所得転移が行われたとき、消費者の効用レベルは改善する"という仮定は現実的だが、仮定されるよりはむしろ、その内容が達成されうる十分条件を導き出す必要がある。この種の仮定は安定性の条件と置き換えられることがよく知られている。しかし、消費者の効用レベルに影響を与える外部性(ここでは環境汚染)が消費者の消費から発生する場合に、上で示された過程と置き換えることができる安定性の条件はまだ見つかっていない。これについては来年度の課題にしたい。定義2:Marshallianadjustment mechanism withexternality effects(MAE).MAEとは消費外部性を含むマーシャル型調整過程である.その特徴は以下のように表される.(i-a)生産量に消費量が等しくなるように価格が調整される.(i-b)消費量の変化により,発生する外部性のレベルが変わる.(i-

c)変化後の外部性のレベルを所与として,消費者は効用を最大にするように消費量を決定し直す.このとき,消費量と生産量が等しくないので再び(i-a)の調整過程に入る.これらの調整過程が均衡に到達するまで続く.以上の調整過程が終わると,ある均衡価格が達成されている.この価格の下で,(ii)生産者は相対価格と限界費用が等しくなるように生産量を調整する.この調整により,再び生産量と消費量を一致させるように価格が調整され,(i-a),(i-b),(i-c),と調整過程が続く.(i-a),(i-c)の調整過程の終了後,再び(ii)の調整過程に入る.これらの調整過程が均衡に到達するまで続く.以上の定義を使い次の結論を得る.結論:初期の均衡が,MAEの意味で安定的だとする.そのとき、(1)TDRが最も高い(低い)財の税率を少し引き上げる(下げる)ことにより、あるいは,(2)各財の税率をTDRに比例的な値で同時に引き上げれば、消費者の効用レベルは改善される.ここで扱う消費外部性とは,消費者の財の消費から発生し,直接消費者の効用関数に影響を与えるものである.このような種類の消費外部性は他に,交通混雑,コンピュータのネットワーク等がある.つまり,この研究で得られた結論は混雑問題等にも容易に応用することがきできる.
ヤーン・テラー効果と分子性超伝導に関する

本研究では、電子状態に縮退あるいは擬縮退のある大環状炭素、縮合炭素、シリコン系クラスレートなどの分子性材料における電子状態と分子振動のカップリング機構を解明することを目指して、以下のような研究を行った。(1)シリコンクラスレート化合物は、高い対称性を有するシリコンクラスターが面を共有することにより3次元網目構造を形成している。シリコンクラスレート化合物はナトリウムやバリウムを取り組むことにより約4Kで超伝導を示す。シリコンクラスターの振電相互作用とヤーン・テラー効果に着目し、超伝導性との関係を考察した。その結果、振動数の最も低いモードがヤーン・テラー効果ひいては超伝導に深く関係していることが分かった。(2)縮退電子系であるアヌレンの構造と電子状態を密度汎関数法を用いて解析し、ヤーン・テラー変形を引き起こす特定の振動モードに沿ってカップリング定数を見積もった。その結果、[18]アヌレンのアニオン状態では、D6hからD2hへの対称性の低下が起こるが、その断熱ポテンシャル面の解析よりこれらの分子系では動的ヤーン・テラー効果が起きる可能性のあることが判明した。これらの結果をまとめた論文については、既に投稿済みであり、次年度に掲載予定である。本研究では、電子状態に縮退あるいは擬縮退のある大環状炭素、縮合炭素、シルコン系クラスレートなどの分子性材料における電子状態と分子振動のカップリング機構を解明することを目指して、以下のような研究を行った。(1)低次元電子系の巨視的な電子状態を解析するために重要と考えられる2次の摂動効果を解析し、グラファイトの層間相互作用に関する基本的な知見を得た。即ち、グラファイトには種々の積層構造が知られているが、中性のグラファイトではABAB型積層が一般的である。通常、グラファイトの積層構造にはvan der Waals力が支配的に働くとされているが、Baderの遷移力を解析することにより、ABAB型積層がフェルミ準位近傍の結晶軌道の対称性によって決定されていることを明らかにした。
Multi-horizon dependence between oil, gold and East Asian stock markets and implications in risk management

石油(oil)と金(gold)は、世界中最も重要な商品と戦略的資源であるため、石油価格と金価格の変動は世界経済の発展に対する影響が大きい。特にここ数年、商品市場の金融化(financialization)とともに、石油と金は、金融資産として活用されている。本研究は、東アジアの9つの国と地域(日本、中国、香港、タイランド、インドネシア、台湾、韓国、シンガポール、フィリピン)の株式市場のデイリーリターンを対象に、石油・金の価格との依存関係を考察する。具体的に、東アジア各地域の株式と石油・金の価格に対し、ウェブレット変換解析を用い、短期間(2 days, 4 days)、中期間(8 days, 16 days)、および長期間(32 days, 64 days)それぞれに分解する。その後、コピュラモデルを用い、各地域の株式市場と石油・金の依存関係が上記のように分解されたそれぞれなスケール別にキャプチャする。最後に、各地域の株式市場と石油・金からなるポートフォリオのリスクのスケール変化かつ時間的変化を捉える。これで、2つの結論を導くことができました。一つは、株式市場と石油・金の価格との異なった時間スケールの依存構造を示すことである。具体的に、時間スケールが大きくなるとともに、依存関係がどうのようになるか精察することができた。もう一つは、石油と金は、東アジア9つ国の株式市場の異なる時間スケールにおけるリスクを分散する効果を示すことである。具体的に、株式市場と石油・金からなるポートフォリオは、時間スケールの増加とともに、短期、中期、長期それぞれのリスクヘッジ効果がどの程度相違するのかを考察した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。