hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
細胞膜ドメイン・カベオラ構造体の形態形成と機能発現メカニズムの研究

カベオリン(VIP21)は、カベオラの細胞質側にある「被覆」の構成タンパク質のコンポーネントと考えられている21KDaの膜内在性タンパク質である。最近、カベオリン自身が、カベオラに集積する多くの細胞内情報伝達に関わる蛋白質(非受容体型Src-family Kinase、ヘテロ三量体Gタンパク質、内皮型一酸化合成酵素(eNOS)、rab5や他の低分子量Gタンパク質など)と直接相互作用することが明らかにされてきた。つまり、カベオリンはカベオラ「細胞膜デバイス」構築のための「鍵となる分子」となってきた。本研究では、カベオラ「細胞膜デバイス」のもう一つのkey moleculeであるコレステロールに注目し、カベオリンとコレステロールとの相互作用を明らかにすることにより、カベオラ「細胞膜デバイス」の形態形成メカニズムを明らかにすることを目的とした。そのため、E.coli.に発現させたカベオリンとイヌ肺より生化学的に精製したそれの脂質膜への再構成に成功し、カベオリンがコレステロール結合タンパク質であり、このコレステロール分子の結合がカベオリンの細胞膜上でのoligomerization(つまり、カベオラの被覆構造形成に)に不可欠であることを示した。また、上記の研究をとおし、カベオリンの極性細胞内輸送やカベオラの極性細胞内の機能研究のために必要な、新規の分子細胞生物学的、細胞生物物理学的手法の開発を合わせて行うことができた。例えば、オワンクラゲ緑色蛍光蛋白質(green fluorescence protein :GFP)とカベオリンの融合蛋白質を利用した蛍光性蛋白質の細胞内挙動研究の手法開発、「セミインタクト細胞」を用いた細胞内小胞輸送アッセイ系、ゴルジ体のダイナミクス研究系等がそれである。今後、細胞内の蛋白質の機能研究に、これらの研究手法が重要な役割を果たすことは確実である。カベオラ(caveolae)は、多くのタイプの細胞形質膜上に見られる、非クラスリン被覆タイプのフラスコ状の膜構造体(invagination)であり、カベオリン(caveolin)は、カベオラの細胞質側にある「被覆」の構成タンパク質コンポーネントと考えられている、21KDaの膜内在性タンパク質である。カベオラの生理機能は、未だ確定していないが、細胞のエンドサイトーシス・トランスサイトーシス・ポトサイトーシスなどの、形質膜及び細胞内オルガネラの物質輸送・透過・信号伝達に関わっているとされている。実際、生化学的研究により、カベオラには、非受容体型Src-family kinase、ヘテロ三量体Gタンパク質、Ca^<2+>-依存性ATPase、IP_3受容体、rab5や他の低分子量Gタンパク質などのlipidationを受けた分子が、選択的に濃縮され、かつコレステロール・スフィンゴ糖脂質という特殊な脂質も濃縮されていることが明らかになってきた。これより、カベオラはクラスリン被覆ピットの様な一義的な機能ドメインというよりは、むしろ上記タンパク質・脂質を特異的にかつダイナミックに「トラップ」し、種々の情報伝達機能素子に「制御場」を与える「細胞膜デバイス」と考えられる。本年度、我々は、カベオリンと脂質分子との相互作用が、この「細胞デバイス」集積の鍵となると考え、E.coli.に発現させたカベオリンとイヌ肺(及びウシ肺)から生化学的に精製したカベオリンを用い、proteoliposome再構成法によって、カベオリンと特にコレステロール分子との相互作用を研究した。その結果、カベオリンは、コレステロールとおよそ1:1.4複合体を形成する一種のコレステロール結合タンパク質であり、その結合は2%SDS存在下でも安定であることがわかった。さらに興味深いことに、このコレステロール結合によって、カベオリンのoligomer形成が活性化を受けることを示唆する結果を得た。

カベオラとは、多くのタイプの細胞形質膜上に見られる、非クラスリン被覆タイプの細胞膜ドメインである。そこには、カベオラの構成タンパク質であるカベオリン、非受容体型Src-family kinase、ヘテロ三量体Gタンパク質、IP3受容体など細胞内情報伝達に関わる分子や、コレステロール・スフィンゴ糖脂質という特殊な脂質も濃縮され、エンドサイトーシス、エキソサイトーシス、ポトサイトーシスなど、形質膜及び細胞内オルガネラの物質輸送・透過・信号伝達に関わっているとされている。本研究では、カベオラを上記の情報伝達機能素子を特異的に「トラップ」し「場」を与える「細胞膜デバイス」と考え、カベオリンのコレステロール結合能と、それを制御する細胞質因子の探索を、再構成法を中心に行った。その結果、コレステロールとともにカベオリン分子に結合する未知の脂質分子をTLC上に検出し、現在解析中である。また、細胞内でのカベオラドメインの機能を明らかにするため、カベオリン再構成膜をSLO処理したセミインタクトMDCK細胞に導入したところ、ゴルジ体と思われるperinuclear領域に、細胞質・ATP非依存的に結合することがわかった。このことは、カベオリン-コレステロール複合体を認識する何らかの因子がゴルジ体に存在することを意味し、今後はこの因子の探索のアッセイ法として再構成法を利用できることが明らかとなった。
"縄文的遺伝子型"を定義する-東北縄文人のミトコンドリアDNA解析を通じた試み-

東北地方縄文人のミトコンドリアDNAの遺伝子型を明らかにすべく、東北大学所蔵の東北地方縄文人骨・計35個体を試料としてDNAを抽出し、ミトコンドリアDNA(mtDNA)解析によりこれら人骨の遺伝子型を明らかにすることを目的として研究を進めた。すべての試料について、control regionおよびcoding regionの塩基置換をダイレクトシークエンス法およびamplified product-length polymorphism(APLP)法を用いて検出した。得られた結果をもとに、現代人のデータベースを用いて東北縄文人骨のmtDNAをハプログループに分類した。検査した35個体のうち、14個体について結果が得られた。観察されたハプログループは、N9b(7個体)、M7a(6個体)、D4b(1個体)の3種類であった。前年度までの研究で「縄文的遺伝子型」の有力な候補の一つと推定されたハプログループN9bは全体の50%と高頻度に観察され、北海道縄文人の分析結果と併せ考えれば、このハプログループが「縄文的遺伝子型」の一つであることは、少なくとも北日本においてはほぼ間違いないものと考えられた。しかし、北海道縄文人と比較すると、東北縄文人ではM7aが著しく高頻度であり(北海道で6.4%に対して東北では42.9%)、北海道でみられたD1aおよびG1bが観察されず、現代日本人で主体的なハプログループであるD4bが1個体のみではあるがみられるなど、これらの縄文人集団は遺伝的に必ずしも近縁であるとはいえないと考えられた。なお、東北縄文人の分析結果は既報の関東縄文人の分析結果とも大きく異なっており、今回の結果から縄文時代には既に日本人に遺伝的地域差がみられた可能性が示唆された。「縄文的遺伝子型」を定義するには、縄文時代以降の遺伝子型の時代変遷を調べることも必要である。東北地方においては、大和朝廷による蝦夷征伐以前の人々は東北地方縄文人の系統を色濃く反映している可能性がある。そこで宮城県石巻市梨木畑貝塚出土の古墳時代人骨の歯を試料としてDNAを抽出し、ミトコンドリアDNA(mtDNA)解析によりこれら人骨の遺伝子型を明らかにすることを目的として研究を進めた。得られた結果をもとに、現代人のデータベースを用いて梨木畑貝塚出土人骨のmtDNAをハプログループに分類した。その結果、一個体がハプログループN9bに分類された。本研究に先立って我々のグループがおこなった解析では、ハプログループN9bは北海道縄文・続縄文時代人集団で非常に高い頻度で見られるため、「縄文的遺伝子型」の有力な候補の一つであることが判明している。また、現在までのところ東北地方の平安時代人骨や江戸時代人骨のmtDNAにはハプログループN9bに分類される個体は一例も存在しない。いわゆる渡来系集団が移住する以前の東北古墳時代人にこの型が見られることから、ハプログループN9bが「縄文的遺伝子型」である可能性はより強まったと言える。「縄文的遺伝子型」を定義づけるため、前年度に引き続き、東北地方の縄文時代以降の遺伝子型の時代変遷を調査すべく、山形県酒田市飛島・狭穴洞窟遺跡出土の平安時代人骨の歯を試料としてDNAを抽出し、ミトコンドリアDNA(mtDNA)解析によりこれら人骨の遺伝子型を明らかにすることを目的として研究を進めた。狭穴洞窟遺跡人骨のうち、TA-1号については形態人類学的に縄文時代人との類似性が指摘されていた。得られた結果をもとに、現代人のデータベースを用いて狭穴洞窟遺跡人骨のmtDNAをハプログループに分類した。検査した8個体のうち、TA-1号を含む7個体について結果が得られた。

これら7個体は6種類の異なるハプログループに分類され、狭穴洞窟遺跡人は遺跡の性格からは想像できないほど母系的に多様な集団であることが判明した。また、観察されたハプログループはすべて、日本人を含む現代アジア人集団に普遍的にみられるものであり、前年度までの研究で「縄文的遺伝子型」の有力な候補の一つと推定されたハプログループN9bは1例も観察されなかった。この結果が狭穴洞窟遺跡人と東北地方縄文人が遺伝的に疎遠であることを意味するのか、あるいは縄文人の遺伝的地域差によるものなのかは現時点ではデータ不足のため判断できず、より広い地域、時代に渡って試料調査を継続することの必要性が示唆された。東北地方縄文人のミトコンドリアDNAの遺伝子型を明らかにすべく、東北大学所蔵の東北地方縄文人骨・計35個体を試料としてDNAを抽出し、ミトコンドリアDNA(mtDNA)解析によりこれら人骨の遺伝子型を明らかにすることを目的として研究を進めた。すべての試料について、control regionおよびcoding regionの塩基置換をダイレクトシークエンス法およびamplified product-length polymorphism(APLP)法を用いて検出した。得られた結果をもとに、現代人のデータベースを用いて東北縄文人骨のmtDNAをハプログループに分類した。検査した35個体のうち、14個体について結果が得られた。観察されたハプログループは、N9b(7個体)、M7a(6個体)、D4b(1個体)の3種類であった。前年度までの研究で「縄文的遺伝子型」の有力な候補の一つと推定されたハプログループN9bは全体の50%と高頻度に観察され、北海道縄文人の分析結果と併せ考えれば、このハプログループが「縄文的遺伝子型」の一つであることは、少なくとも北日本においてはほぼ間違いないものと考えられた。しかし、北海道縄文人と比較すると、東北縄文人ではM7aが著しく高頻度であり(北海道で6.4%に対して東北では42.9%)、北海道でみられたD1aおよびG1bが観察されず、現代日本人で主体的なハプログループであるD4bが1個体のみではあるがみられるなど、これらの縄文人集団は遺伝的に必ずしも近縁であるとはいえないと考えられた。なお、東北縄文人の分析結果は既報の関東縄文人の分析結果とも大きく異なっており、今回の結果から縄文時代には既に日本人に遺伝的地域差がみられた可能性が示唆された。
地球規模航空路ネットワークの拠点空港の最適配置計画の研究

ハブ空港の数学モデルを作成し,解法の研究を行なった。11年度は,モデルの作成,解法のプロトタイプを試作した。12年度は、連続型モデルを作成し、その数学的な特徴、解法のアルゴリズムを研究した.この解法は、球面ボロノイ図と呼ばれる幾何学図形を用いるものである.13年度は、このモデルを用いて実際のデータのもとで最適ハブ空港配置を求めることを、さらに、グループ利用をするモデルについても数学モデルを作成し、解法を考案した.この成果の一部は,南山経営研究に論文としてまとめた。また,派生して,パッキング問題の解法についても研究を行なった。この成果の一部は,13年度米国オペレーションズ・リサーチ・経営科学国際大会で発表し,南山大学アカデミアー数理情報編に論文としてまとめた。本年度は成果を投稿論文としてまとめることを目標に研究を行なった。現在,投稿論文の準備中である。14年度は,ハブ空港の最適配置の数学モデルを作成し、物流、旅客の実績・予測から最適なハブ空港を求める研究を継続した。これらの成果を論文に投稿する準備中である。研究の準備段階として、離散型のハブスポークモデルの厳密解法を考案し、その有効性と限界を確認した。離散的なモデルで厳密解法を用いると、工夫をこらしても、50個の空港の中から、2から4個のハブ空港を選ぶ問題でも最大20分程度の計算時間がかかる。これ以上大きな規模の問題、例えば、地球規模の問題を解こうとすると、組合せ爆発を起こし、到底解を求めることはできないであろう。一方で、球面上のボロノイ図を用いた施設配置モデルの一例として球面上の競争立地問題を定式化し、非線形計画法の手法を用いて、安定状態を求めた。この結果は、球面上の種々の問題に対しての道具としての球面ボロノイ図の有効性を示している。今後、球面上の未解決の数学的問題、また、ハブスポークモデルへの適用の可能性を示すことができた。成果の一部は、本年6月にポルトガルで開催されたISOLDE VIII、8月に中国で開催されたIFORSの2回の国際学会で発表した。さらに、それを受けて、本報告書11にあげた2つの論文に成果をまとめた。さらに来年度は、球面ボロノイ図を用いた施設配置問題、幾何学的問題を定式化して解き、ボロノイ図の施設配置問題への適用の有効性を示す。同時に、球面上のハブスポークモデルを作成し、解法を考案する予定である。さらに、世界の空港の利用者数、航空会社の乗り入れ便数などを調査し、実用モデルの作成を行う。球面上のボロノイ図を用いたハブ空港の配置問題について、以下のことを研究した.1.球面上のボロノイ図を用いて、ハブ空港が2個と3個の場合について、制約付き非線形計画問題として定式化した.数学ソフト「Mathematica」を用いて、厳密解を求めた.この定式化では、ハブ空港間を結ぶ路線のスケールメリットをあらわす変数をパラメーターとしている.このパラメーターの値によって、ハブ空港の位置がどう変化するかを調べた.特に、ハブ空港を設置しても費用が変わらないパラメーターの値(閾値)を計算した.2.ハブ空港の数が一般の場合、制約つき非線形計画問題として定式化を行った.その際、ハブ空港の接続関係を表す、接続グラフを導入し、実際問題に適用しやすくする工夫をした.解法のプログラムを作成中.3.成果の一部を、11月に米国で行われた、INFORMS(米国OR・経営科学学会)San Antonio、12月にスペインで行われたEWGLA(ヨーロッパ施設配置研究会)で発表した.各国の研究者から質問、コメントを受け、論文を作成中.平成12年度に引き続き、ハブ空港の最適配置の数学モデルを作成し、物流、旅客の実績・予測から最適なハブ空港を求める研究を継続した.昨年度は、連続型モデルを作成し、その数学的な特徴、解法のアルゴリズムを研究した.この解法は、球面ボロノイ図と呼ばれる幾何学図形を用いるものである.今年度は、このモデルを用いて実際のデータのもとで最適ハブ空港配置を求めることを、さらに、グループ利用をするモデルについても数学モデルを作成し、解法を考案した.この成果の一部は,南山経営研究に論文としてまとめた。

この成果の一部は,本年度米国オペレーションズ・リサーチ・経営科学国際大会で発表し,南山大学アカデミア-数理情報編に論文としてまとめた。平成14年度は,平成13年度に引き続きハブ空港の最適配置の数学モデルを作成し、物流、旅客の実績・予測から最適なハブ空港を求める研究を継続した.また,同時に4年間で得られた成果を投稿論文としてまとめることを目標に研究を行なった。成果の一部をISOLDE X(International Symposium on Location Decision X)などで発表し、コメントを受けた。今までの研究成果を整理し,また,各地の学会で発表して得られたコメントも考慮して,データを整理し,モデルを精査して,現在,投稿論文の準備中である。現在までの研究成果は,12年度は、連続型モデルを作成し、その数学的な特徴、解法のアルゴリズムを研究した.この解法は、球面ボロノイ図と呼ばれる幾何学図形を用いるものである.13年度は、このモデルを用いて実際のデータのもとで最適ハブ空港配置を求めることを、さらに、グループ利用をするモデルについても数学モデルを作成し、解法を考案した.この成果の一部は,南山経営研究に論文としてまとめた。また,派生して,パッキング問題の解法についても研究を行なった。14年度は,地球上のネットワーク網上でのハブの最適配置問題のモデルを考案した。このモデルについては、ネットワーク上のボロノイ分割を用いる解法が有効であるという知見を得た。
代数的整数論と3次元トポロジーの相互啓発的研究

素数と結び目の類似に基づき,代数的整数論と3次元トポロジーの相互啓発的研究を行った。具体的な研究成果は次の通りである.1.絡み目の巡回分岐被覆のホモロジー群のGalois加群構造を,Milnor不変量を用いて記述した。またp-ホモロジー群について岩澤公式の類似を示した。これについて論文1篇を著した(J. Hillman, D. Mateiとの共同研究,投稿中).2.1の理論の数論的類似として,Gauss Redeiの公式を一般する高次の種の理論を構成した.これについて論文1篇(単著)を著した(投稿中)3.岩澤理論とAlexander-Fox,トーションの理論との類似について考察を進めた。特に,岩澤主予想と,位相的トーション解析的トーションの類似性を考察した。これより,加藤和也氏によるゼータ元を用いた岩澤主予想の定式化の幾何学的類似を求めるアイディアを得た.4.広中えり子氏による結び目群の1次元表現多様体におけるAlexander stratificationに関する定理の数論的類似を示した.Galois指標の変形空間を用いる.5.結び目群の2次表現の指標多様体とGalois群の2次表現の変形空間の間の類似性について考察した。2004年12月に研究集会「代数的整数論とその周辺」(京大数理研)を主催した。その他国内で2回,国外(オランダ)で1回研究発表を行った。素数と結び目、代数体と3次元多様体の類似について考察し、以下の結果を得た。これについて、学術論文3篇と論説1篇を著した。また国内シンポジウム(平成15年12月京大数理研)で招待講演を行った。1)素数と結び目、代数体と3次元多様体の類似について、代数体の種の理論、単項化定理の類似を3次元多様体に対して求めた。また、岩澤理論と、3次元多様体のトーションの理論の類似について考察した。これについて概説的な論文1篇を著した(投稿中)。これはこの分野(数論的位相幾何学)の基礎付け的な論文である。2)絡み目群のpro-p完備化について考察し、付随するP進Milnor不変量、岩澤代数上のAlexander加群を導入し、絡み目のP分岐巡回被覆のGalois加群構造に関する定理を証明した。またP^n次分岐巡回被覆の位数について岩澤の類数公式の類似を与えた。これについて、論文1篇を著した(投稿中)。3)素数に対するMilnor数を用いて、2)の数論における類似を与えた。これは、有理数体のあるP次巡回拡大のP-ideal類群のGalois加群構造に関する長年の問題に、素数と結び目の類似という視点から解決を与えたものである。これについては論文1篇を著した(投稿中)。さらに、結び目群とGalois群の表現(の変形)についてその類似性を考察した。以上のことについて、一般向け雑誌に、概説記事を著し(平成16年7月頃出版予定)、また、石川県立七尾高校で高校生向けの講演も行った。素数と結び目の類似に基づき,整数論と3次元トポロジーの相互啓発的研究を行った。具体的な研究及び成果は次の通り。・3次元球面内の絡み目の分岐巡回被覆のp-ホモロジー群(pは素数)のGelois加群構造をMilnor不変量を用いて決定し,さらに,p次分岐巡回被覆のp-ホモロジー群の位数に対して,岩澤類数公式の類似を示した。この成果を国内の研究集会で発表した。この方法をある種の有理数体のp次巡回拡大のp-イデアル類群へ応用し,そのGalois加群構造について,古典的なRedeiの公式を一般化する成果を得た。これについて論文2篇を著した。・岩澤理論とAlexander-Fux,トーションの理論の間の類似性について研究した。

特に,数論的ゼータ関数の特殊値の研究において,加藤和也氏により導入されたゼータ元という概念のトポロジーにおける類似がReidemeisterトーションに対応すること,そしてCheger-MullerによるReidemeisterトーション=解析的トーションという定理も,行列式加群を用いて,加藤氏の定式化にならって述べられることを考察した。・結び目群とGalois群の表現のモジュライの構造の類似性について考察した。特に結び目群の1次表現のモジュライ中のAlexander stratificationとコホモロジーのjunping locusが一致するという広中えり子氏の定理のGalois表現に対する類似を得た。さらに,2次の表現のモジュライについても,類似性を研究した。また,平成16年12月京大数理研で、代数的整数論の研究集会を主催した。
中世後期地中海世界とシチリア史－シャルル・ダンジューの政策を中心に－

28年度では、まず5月22日に開催された第66回日本西洋史学会での報告を行った。その自由論題報告「13ー14世紀、二つのシチリア王国と港湾行政ー王権と港湾都市から描く海事秩序ー」では、中央行政と地方行政の二分化に起因した研究の偏りを争点として指摘しながら、26年度から27年度の計4回の現地調査から見出された法規定文書の分析を通じて、港湾での秩序形成、その司法体系の解明を試みた。その結果、これまで明らかにしてきたアンジュー朝期(1266-1285年)にみる中央行政による強力な港湾管理とは異なり、14世紀にアラゴン王権と地方権力との相互協力的な港湾管理を指摘することができた。また実施計画で想定していた研究委託での長期現地調査はかなわなかったものの、8月中旬から80日間に及ぶ調査期間を設けることができた。その中で現地研究者であるパレルモ大学P.コッラオ教授との情報交換を行い、パレルモ国立文書館とパレルモ市立歴史図書館にて都市行政文書及び司法措置に関する史料の一部を参照させていただいた。これらの史料は5月の日本西洋史学会報告での課題であった司法実践の様子を伝えてくれる。同史料の分析が博士論文執筆に大きく貢献すると予想され、その点は今後の研究課題として発展の余地が見込まれる。さらに全国学会誌である『西洋史学』(2016年、No.262)にて、シャルル・ダンジュー治世のシチリア王国とその終焉に関する基礎的研究をまとめた。これまでに刊行された3本の拙稿を通じて、港湾制度について、財務・港湾行政について、そして王権の海域への影響力と対岸のムスリムとの関係について指摘してきた。それによって、本研究課題である「中世後期地中海世界とシチリア史ーシャルル・ダンジューの政策を中心にー」の目的である地中海中部域における境域としての海域像の一端を提示することができたのではないだろうか。28年度が最終年度であるため、記入しない。シチリア王国が地中海世界各地への影響力を獲得した13世紀後半のシチリア王シャルル・ダンジュー治下において、海は単なる航路としての道ではなく、政治的な空間として重要視されたと考えられる。とりわけ1270年代はシャルルの地中海政策によって、各地での外交(戦争や同盟国の援助等)が激化した時代でもある。アンジュー朝期に関しては、ナポリのAccademia Pontanianaを中心に1950年から今日にかけて『アンジュー朝文書局発給史料目録(I Registri della Cancelleria Angioina)』が整理されてきた成果がある。その成果を利用しながら、シャルルがピサ、ジェノヴァ、ヴェネチア、マルセイユといった各地の商人に対し「諸特権(privilegia)」の付与剥奪を利用して行う外交を確認することができる。また2014年、地中海政治上の航路支配のために島嶼や港の支配を重要視するイギリスのD. AbulafiaやフランスのD. Valèrianら地中海史家の成果によりつつ、当該時代における海港都市国家ジェノヴァとの戦争期(1272-1276)及びその前後の時期において、シャルルの港湾行政を検討した。その結果、アンジュー朝の王国行政史で語られてきた港湾行政がより明確になるとともに、文書言説の中に王権が地上の領地に加え、海上空間を含めた防衛を指示する言説が見出された。こうした海への影響力の行使は、海の利用者側の年代記記述にもあらわれ、『ジェノヴァ人年代記(Annales Ianuenses)』は1272年12月に港湾封鎖を受けたことを一つの「危機」として描いている。これらの言説の背景に、13世紀第三四半世紀の地中海商業や港施設の発展に伴い、地政学上の有利を利用した政策が、シチリア王によって実施され、港湾行政が整備されていったことを確認した。シチリアと北アフリカ間の海上空間を分析する視座として本年度の研究目的に掲げた港湾研究は、古い研究に依拠したまま、それを無批判に継承している状況であった。13世紀にシチリア王国を支配したシャルル・ダンジューの港湾行政は、R.ツェーノ、L.ジェヌアルディの成果を踏襲したP.コッラオが紹介するにとどまる。そこでは「1266年以前の制度を踏襲し、目立つ変化は見られない時期」と評価されてきた。しかし地中海世界の政治史的観点からシャルルによる港湾行政への傾注があったことが予想され、『アンジュー朝尚書局史料』の検討を経て、当該時代に活発な改革が行われていたことを明らかにした。その成果はシャルルの港湾行政に関する基礎研究として『史観』(第一七四冊)に投稿し採録されている。その基礎研究をもとに、本年度では二本の軸で提示した「港の管理者」と「港の利用者」という観点について、特に前者の視角を中心に検討した。海上空間を問う際に論点となる「地中海航路の管理」のために、はたしてシチリアの支配者は「港を管理」することができたのか、という問いは西欧の地中海史家の議論に欠けている論点と言える。この問いへの取り組みはいまだ完遂していないが、「港の司法権」について明らかにすることで、その一面を捉えることができた。この成果は、シチリア王国の制度史における議論において、通説的な枠組みとして設定されてきた中央集権と地方自治という二項対立的な枠組みを取り払い、新たな姿を提示するに至った。さらにこれまであまり並列的に分析されてこなかった海事法制史のコンテクストと政治史的要素をつなぐ学際的な成果になったといえよう。

本成果は依然として途中経過ではあるが、二〇一六年五月に日本西洋史学会にて報告される予定である。以上本年度の成果は、西欧の研究を部分的にであるが塗り替えることに成功し、さらなる展望を提示したと言えるだろう。はじめに本年度における主な研究活動を概観する。前期6月から8月にかけてパレルモでの史料調査を実施、10月に早稲田大学史学会西洋史部会にて報告、11月に前近代西地中海圏研究会にて報告、早稲田大学史学会『史観』への論文投稿、1月から2月にかけてパレルモでの史料調査及び現地研究者との会談(本来はパレルモ大学ピエトロ・コッラオ教授との顔合わせを行う予定であったが、当教授のスケジュールが合わず、代わって文書館においてシチリア王国の文書史料や中世の「封建的」家臣に詳しいA・マッローネ氏とお会いすることができた。)を行った。そこでマッローネ氏からは多大な助言をいただいた。本年度及び昨年度における4回にわたるパレルモでの史料調査を通じて、13-14世紀における「国王尚書局史料(Real Cancellerie)」の調査を行い、本研究の小テーマとして掲げた「シチリア王国の港湾行政」に関する文書について概ね調査を終えることができた。そこですでに目録に載せられた原史料の確認しつつ、歴史学研究上で扱われていない貴重な史料を見ることができた。それらは今年度における大きな成果と言える。さらにはオンライン・アーカイブにおいて19世紀に編纂・刊行された1282年から1290年までの文書史料(主にバルセロナ州立文書館所蔵史料から編纂されている)が閲覧できた。これにより、すでに入手していた「アンジュー朝尚書局史料(I Registri della Cancelleria Angioina)」と併せて分析することで、半島部のシチリア王国(一般的にはナポリ王国と称される)とシチリア島部のシチリア王国の双方において、1282年を跨ぐ研究視座を獲得し実践することが可能となった。報告会や論文投稿、史料状況の改善と現地研究者との交流を経て、当初の計画以上に進捗状況は順調である評価している。28年度では、まず5月22日に開催された第66回日本西洋史学会での報告を行った。その自由論題報告「13ー14世紀、二つのシチリア王国と港湾行政ー王権と港湾都市から描く海事秩序ー」では、中央行政と地方行政の二分化に起因した研究の偏りを争点として指摘しながら、26年度から27年度の計4回の現地調査から見出された法規定文書の分析を通じて、港湾での秩序形成、その司法体系の解明を試みた。その結果、これまで明らかにしてきたアンジュー朝期(1266-1285年)にみる中央行政による強力な港湾管理とは異なり、14世紀にアラゴン王権と地方権力との相互協力的な港湾管理を指摘することができた。また実施計画で想定していた研究委託での長期現地調査はかなわなかったものの、8月中旬から80日間に及ぶ調査期間を設けることができた。その中で現地研究者であるパレルモ大学P.コッラオ教授との情報交換を行い、パレルモ国立文書館とパレルモ市立歴史図書館にて都市行政文書及び司法措置に関する史料の一部を参照させていただいた。これらの史料は5月の日本西洋史学会報告での課題であった司法実践の様子を伝えてくれる。同史料の分析が博士論文執筆に大きく貢献すると予想され、その点は今後の研究課題として発展の余地が見込まれる。
ヒラメエドワジエラ症の肝炎発生における肝門脈上流リンパ組織の関与

1.これまでの研究から、Edwardsiella tarda感染初期のヒラメ脾臓で発現しているLTB4およびIL-1βが肝門脈から肝臓に流入し、病魚肝臓の炎症反応を誘導していることを予想した。今回、安静時のヒラメ脾臓から分離された白血球およびヒラメ鰭由来細胞株(JFF07-1)に対する両分子の生物活性を調べた。LTB4(20110, Cayman)(10 ng/mL0.1 ng/mL)またはIL-1β(大腸菌組換体)(100 ng/mL1 ng/mL)刺激後、IL-8遺伝子またはIL-1β遺伝子の発現変化を解析した結果、LTB4の生物活性は確認できなかった。一方、IL-1βは白血球を活性化し、IL-1β遺伝子の発現上昇を誘導した。E. tarda感染初期に誘導される炎症性メディエーターの中で、少なくともIL-1βはオートクラインまたはパラクラインの作用で脾臓におけるIL-1βの生合成を高めていることを示唆した。今後、異なる細胞種に対する作用を調べ、各分子の生物活性について引き続き検討する。2.これまでの研究から、ARAおよびEPA・DHA由来生理活性脂質の量的変化がE. tarda感染初期のヒラメ脾臓および肝門脈血清中で生じていることを明らかにした。また、同脾臓において生理活性脂質代謝酵素である5-LO遺伝子およびLTA4H遺伝子が検出された。今回、E. tarda感染初期のヒラメ脾臓におけるこれら酵素遺伝子の発現変化を調べたところ、5-LO遺伝子の顕著な発現低下が見られた。一方、LTA4H遺伝子はわずかに発現上昇する傾向が見られた。今回観察された5-LO遺伝子の発現低下は同時期に生じたEPA・DHA由来生理活性脂質の減少に関与し、LTA4H遺伝子の発現上昇は感染初期の脾臓で生じたLTB4の上昇に関与しているものと思われた。1. E. tarda感染による肝臓近傍リンパ組織の活性化:ヒラメ(約12g)に対し、E. tardaNJB0401を用いて浸漬感染を行った(10の6乗CFU/mL、10分間、22°C)。感染後4日6日にサンプリングし、肝臓近傍リンパ組織(脾臓および腸管)における炎症性サイトカイン(IL-8、IL-1β、TNFα)の遺伝子発現について調べたところ、感染初期の脾臓では、腸管に比べIL-1β遺伝子の発現が著しく上昇していた。このことから、脾臓はE. tarda感染後早期に活性化され、肝臓を刺激する炎症性メディエーターを産生している可能性が示唆された。一方、腸管は早期の活性化が認められず、肝臓を刺激する炎症性メディエーターを産生するリンパ組織としては働いていないと考えた。2.肝門脈血の採取法:脾臓で産生される炎症性メディエーターの肝門脈血への流入を調べるために、門脈血の採取法について検討した。体重約400gのヒラメにおける肝門付近の門脈を切断し、そこから流出した血液を毛細管で回収した。本法により1尾から約500 μLの血清が採取可能であった。3. E. tarda感染ヒラメ脾臓におけるエイコサノイドの解析:エイコサノイドは生理活性を有する脂質メディエーターであり、炎症形成にも関与する。E. tarda感染初期のヒラメ脾臓におけるエイコサノイドの存在をLC-MS/MSにより解析し、サイトカインとは別の炎症性メディエーターの存在について検討した。上記同様に感染させたヒラメ脾臓(感染5日目)および正常ヒラメ脾臓を材料に解析を行った結果、試験区間で濃度に差のある成分(PGF2a、PGE2、11HETE、12HETE、等)が見つかった。このことから、脾臓におけるエイコサノイドの一部は感染により、その合成を変動させることが確認できた。肝臓の活性化を誘発する炎症性メディエーターの産生組織として脾臓を絞り込むことができた。脾臓における炎症性メディエーターの産生時期は感染後5日目付近で、同時期では肝臓におけるE. tardaは検出されないにもかかわらず、IL-8遺伝子の発現は確認される。すなわち、この時期の脾臓で産生される炎症性メディエーターが肝臓の活性化を誘発するものと予想された。今後、感染後5日目付近の脾臓に集中した解析が可能となったことで、研究を効率よく進められる。本年度、感染魚の脾臓における変化をサイトカイン発現だけでなく、生理活性脂質の合成についても解析することができた。いくつかの成分で変化が見られ、炎症性メディエーターの具体的な候補を見つけられた。肝門脈血清中の成分解析は年度末に取りかかり、現在、データを整理しているところであるが、脾臓で検出された成分との比較により、門脈血中の成分が脾臓由来のものであるかを考察する予定である。活性化に伴う脾臓組織の変化を今年度観察する予定であったが、サイトカイン遺伝子の発現および生理活性脂質の産生を評価した同一組織での観察を行うために、標本の準備を年度末に実施した。次年度、活性化した脾臓の総合的な評価が可能となった。1.肝門脈血清成分の解析:ヒラメ(約430g)に対し、E. tarda

NJB0401を用いて浸漬感染を行った(10の7乗CFU/mL、10分間、22°C)。感染後5日目に肝門脈血清を回収し、各種成分の比較解析を行った。アラキドン酸由来エイコサノイド数種(11HETE、12HETE、12oxoETE)は、昨年度解析した脾臓と同様に上昇していた。一方、エイコサペンタエン酸およびドコサヘキサエン酸由来生理活性脂質は感染ヒラメで低下し、アラキドン酸由来エイコサノイドと逆の変動を示した。肝門脈血清中のタンパクでは、熱ショックタンパク、エンドプラスミン、等が上昇していた。2.脾臓および肝臓の網羅的遺伝子発現解析:同感染後5日目の脾臓および肝臓の発現遺伝子について、次世代シークエンサーによる網羅的解析を行った。感染ヒラメの脾臓で発現上昇が見られた遺伝子には、IL-1β等の炎症性サイトカインに加え、生理活性脂質代謝酵素も含まれていた。特に、アラキドン酸からロイコトリエンB4(LTB4)の合成に関与する一連の酵素(LTA4Hおよび5-LO)遺伝子が検出された。同時期の感染ヒラメの肝臓では、LTB4レセプターおよびIL-1βレセプター遺伝子が発現上昇し、脾臓で合成された各成分に応答する状態にあることが推測できた。また、IL-8や好中球関連分子の発現上昇が確認され、肝臓の初期病変(好中球の肝臓内集簇)を裏付けた。3.LTB4代謝関連酵素を標的とした定量PCR法の開発:脾臓におけるLTB4の合成レベルを評価するために、代謝関連酵素であるLTA4Hおよび5-LOの定量PCR法を開発した。4.IL-1βに対する抗体の作製: LTB4と並び、肝臓病変を引き起こすメディエーターとしてIL-1βに注目した。肝門脈血中のIL-1βの検出を目指し、ヒラメIL-1βに対する抗体の作製に取り組んだ。感染ヒラメの肝門脈血中には脾臓で合成されているエイコサノイドが検出され、これらのメディエーターが脾臓から肝門脈を経由し肝臓に移行していることを確認した。さらに、本年度取り組んだ肝門脈血清中の成分解析、脾臓および肝臓の網羅的遺伝子発現解析の結果から、エドワジエラ症ヒラメの肝臓病変を誘発する候補メディエーターとして、LTB4およびIL-1βを挙げることが出来た。今後の研究に活用する解析ツール(LTB4合成レベルの評価、IL-1βタンパクの検出)の開発も順調に進んでいる。1.これまでの研究から、Edwardsiella tarda感染初期のヒラメ脾臓で発現しているLTB4およびIL-1βが肝門脈から肝臓に流入し、病魚肝臓の炎症反応を誘導していることを予想した。今回、安静時のヒラメ脾臓から分離された白血球およびヒラメ鰭由来細胞株(JFF07-1)に対する両分子の生物活性を調べた。LTB4(20110, Cayman)(10 ng/mL0.1 ng/mL)またはIL-1β(大腸菌組換体)(100 ng/mL1 ng/mL)刺激後、IL-8遺伝子またはIL-1β遺伝子の発現変化を解析した結果、LTB4の生物活性は確認できなかった。一方、IL-1βは白血球を活性化し、IL-1β遺伝子の発現上昇を誘導した。E. tarda感染初期に誘導される炎症性メディエーターの中で、少なくともIL-1βはオートクラインまたはパラクラインの作用で脾臓におけるIL-1βの生合成を高めていることを示唆した。今後、異なる細胞種に対する作用を調べ、各分子の生物活性について引き続き検討する。2.これまでの研究から、ARAおよびEPA・DHA由来生理活性脂質の量的変化がE. tarda感染初期のヒラメ脾臓および肝門脈血清中で生じていることを明らかにした。
面発光半導体レーザーアレーの試作

本研究では、面発光レーザ単独の高性能化をさらに進めるとともに、ウエハ内の均一性の向上を図り、偏波制御機構を導入して、実用的規模の2次元レーザアレーを実現することを目指している。平成4年度の研究では、平成3年度に行った微小埋込み構造の形成や偏波状態制御をよりいっそう明確にした。具体的には、微小埋込み構造の形成について、反応性イオンビームエッチング装置(RIBE)の温度や加速電圧を調整することにより、サブミクロンサイズまでの垂直なメサ形成のエッチング技術を確立した。また、反応性イオンビームエッチングなどのエッチングによりできた表面や側面のダメージを除去するために、硫化アンモニウム処理の基礎的実験を行うとともに非発光部分の見積りを理論的に検証した。また、面発光レーザ用ウエハにこのパッシベーション技術を応用し、有機金属結晶成長装置(MOCVD)により電流狭窄構造を成長した面発光レーザを試作したところ、しきい値電流が低減した。偏波状態制御については、埋込み構造の面発光レーザのメサに垂直方向に力を加え、一方向に歪をかけることにより偏波面を変えることができた。このことは、ストレスが、偏波に寄与していると考えられ、今後偏波状態の制御に大いに役立つと考えられる。また、2次元アレー面発光レーザについては、これまで以上の反射鏡の反射率向上を目指し、半導体多層膜と誘電体多層膜の両方を兼ね備えた複合反射鏡を提案し、実際にGa_<0.9>Al_<0.1>A_s/AlAsの半導体多層膜とTiO_2/SiO_2の誘電体多層膜を用いた面発光レーザを製作し、10×10の2次元面発光レーザアレーを試作したところ発振が得られた。本研究では、面発光レ-ザの単独の高性能化をさらに進めるとともに、ウエハ内の均一性の向上を図り、偏波制御機構を導入して、実用的規模の2次元レ-ザアレ-を実現することを目指している。平成3年度の具体的な研究計画としては、1)微小埋込み構造の形成として、面発光レ-ザの活性領域を数ミクロンまで微小化した面発光レ-ザを実現するために、良質なヘテロ界面をもつ微小埋め込み成長技術を確立することや硫黄などを用いたパッシベ-ション技術の導入により、ヘテロ界面での非発光再結合を除去し、面発光レ-ザの低しきい値化を図ること、2)偏波状態制御として面発光レ-ザの共振器内に偏波状態を制御するための機構を導入して、面発光レ-ザの偏波状態の制御技術を確立すること、以上の2点について検討を行った。微小埋込み構造の形成については、液相結晶成長装置(LPE)によりメルトバックの手法を用いて活性領域を3μmまで、微小化が行えるようになった。また、反応性イオンビ-ムエッチング(RIBE)により微小にパタ-ニングした表面のダメ-ジをアンモニウム硫黄を用いたパッシベ-ション技術を導入し、有機金属結晶成長装置(MOCVD)により電流狭窄構造を持ったレ-ザを試作した結果、ヘテロ界面での非発光再結合を除去する基礎技術を確立した。偏波状態制御については、面発光レ-ザのメサの側面に金属などを蒸着することにより一定方向にストレスをかけることで偏波面を制御することができた。また、ホ-リング形状を変えることによりストレスをかける実験も行って、偏波面を制御することに成功した。来年度は、本年度に購入したMOCVD用高真空排気装置を使用し、本年度の研究成果を活かすことにより高性能面発光レ-ザの実現を目指すとともに2次元アレ-の試作を行う。本研究では、面発光レーザの単独の高性能化をさらに進めるとともに、ウェハ内の均一性の向上を図り、偏波制御機構を導入して、実用的規模の2次元レーザアレーを実現することを目指している。

平成4年度の研究実績としては、平成3年度に行った微小埋込み構造の形成や偏波状態制御をよりいっそう明確にした。具体的には、微小埋込み構造の形成について、反応性イオンビームエッチング装置(RIBE)の温度や加速電圧を調整することにより、サブミクロンまでの垂直なメサ形成のエッチング技術を確立した。また、反応性イオンビームエッチングなどのエッチングによりできた表面や側面のダメージを除去するためにアンモニウム硫黄処理の基礎的実験を行うとともに非発光部分の見積りを理論的に検証した。また、面発光レーザ用ウエハにこのパッシベーション技術を応用し、有機金属結晶成長装置(MOCVD)により電流狭窄構造を成長した面発光レーザを試作したことろ、しきい値電流が低減した。偏波状態制御については、埋込み構造の面発光レーザのメサに垂直方向に力を加え、一方方向に歪をかけることにより偏波面を変えることができた。このことは、ストレスが、偏波に寄与していると考えられ、今後偏波状態の制御に大いに役立つと考える。また、2次元アレー面発光レーザについては、これまで以上の反射鏡の反射率向上を目指し、半導体多層膜と誘電体多層膜の両方を兼ね備えた複合反射鏡を提案し、実際のGa_<0.9>A1_<0.1>As/A1Asの半導体多層膜とTiO_2/SiO_2の誘電体多層膜を用いた面発光レーザを製作し、10×10の2次元面光レーザを試作したところ発振が得られた。
無線ネットワークにおけるメディア同期プロトコルセットの研究

本研究による成果は,五つに大別できる.第一は,蓄積MPEGビデオ・音声のメディア同期の研究である.メディアサーバー内に蓄積されたMPEGビデオと音声をALTAIR無線LAN経由でアクセスする場合の実験を行った.各プロトコルタイプの基本性能を測定するとともに,それぞれの有効適用領域を明確にした.更に,MPEGビデオの時間的解像度制御方式を新たに提案し,この方式は高負荷時のメディア同期品質を大幅に改善することを示した.第二の研究は,ライブMPEGビデオ・音声について,第一の研究と同様の検討を行った.第三の研究として,ライブメディアと蓄積メディアの同時転送のためのメディア同期方式を新たに提案し,ATM・無線統合LANの環境で,実験によりその有効性を示した.提案方式は,蓄積ビデオの出力前のバッファリング時間を,ライブメディアのそれよりも長くとることによって,それらのメディアの特徴の違いを利用している.第四の研究は,PHS回線における蓄積メディア同期についてである.PHSをアクセス回線としてN-ISDNに接続されたメディアサーバからH.263蓄積ビデオとG.726蓄積音声とを取り出して再生する実験を行い,筆者等により既提案のスライド制御メディア同期方式の性能を評価した.更に,メディアサーバがインターネットに接続された場合に,インターネットトラヒックがメディア同期品質に及ぼす影響についても検討した.第五の研究は,PHS回縁においてH.223Annex多重化プロトコルを用いてライブのH.263ビデオとG.723.1音声とをインタリーブ伝送するシステムを対象にした.そして,メディア同期品質と伝送遅延とを制御するQOS制御方式を提案し,その性能をシミュレーションによって評価した.更に,G.728符号化されたライブ音声をPIAFSとUDP/IPによって伝送する実験も行った.本研究による成果は,五つに大別できる.第一は,蓄積MPEGビデオ・音声のメディア同期の研究である.メディアサーバー内に蓄積されたMPEGビデオと音声をALTAIR無線LAN経由でアクセスする場合の実験を行った.各プロトコルタイプの基本性能を測定するとともに,それぞれの有効適用領域を明確にした.更に,MPEGビデオの時間的解像度制御方式を新たに提案し,この方式は高負荷時のメディア同期品質を大幅に改善することを示した.第二の研究は,ライブMPEGビデオ・音声について,第一の研究と同様の検討を行った.第三の研究として,ライブメディアと蓄積メディアの同時転送のためのメディア同期方式を新たに提案し,ATM・無線統合LANの環境で,実験によりその有効性を示した.提案方式は,蓄積ビデオの出力前のバッファリング時間を,ライブメディアのそれよりも長くとることによって,それらのメディアの特徴の違いを利用している.第四の研究は,PHS回線における蓄積メディア同期についてである.PHSをアクセス回線としてN-ISDNに接続されたメディアサーバからH.263蓄積ビデオとG.726蓄積音声とを取り出して再生する実験を行い,筆者等により既提案のスライド制御メディア同期方式の性能を評価した.更に,メディアサーバがインターネットに接続された場合に,インターネットトラヒックがメディア同期品質に及ぼす影響についても検討した.第五の研究は,PHS回縁においてH.223Annex多重化プロトコルを用いてライブのH.263ビデオとG.723.1音声とをインタリーブ伝送するシステムを対象にした.そして,メディア同期品質と伝送遅延とを制御するQOS制御方式を提案し,その性能をシミュレーションによって評価した.更に,G.728符号化されたライブ音声をPIAFSとUDP/IPによって伝送する実験も行った.本研究では、トランスポート層の隣接上位層としてメディア同期層を定義する.トランスポート層が提供する多様なQOSを考慮し,筆者は,メディアの多重化方式(単一ストリーム方式マルチストリーム方式)と受信側におけるメディア同期制御機能の有無との組み合せによる4タイプからなるメディア同期プロトコルセットの概念を提案した.プロトコルには,筆者等が提案したメディア同期アルゴリズムを用いた.平成9年度は,まず,メディアサーバー内に蓄積されたMPEGビデオと音声をALTAIR無線LAN経由でアクセスする場合の実験を行った.各プロトコルタイプの基本性能を測定するとともに,それぞれの有効適用領域を明確にした.更に,MPEGビデオの時間的解像度制御方式を新たに提案し,この方式は高負荷時のメディア同期品質を大幅に改善することを示した.この成果は,IEEE GLOBECOM'97で発表された.次に,蓄積されたH.263ビデオと音声に対して,PHSを用いた同様の実験を行った.実験では,ビデオと音声とに各々PHS1チャンネルを使用した.この成果は,電子情報通信学会情報ネットワーク研究会と1998年総合大会で発表された.更に,PHS1チャンネルにおいてH.223 Annex A多重化プロトコルを用いて,H.263ビデオとG.723.1音声をインターリーブ多重化してライブ伝送する場合のメディア同期性能をシミュレーションによって評価した(電子情報通信学会コミュニケーションクオリティ研究会とTJCOM98で発表).また,ALTAIR無線LANにおけるライブMPEGビデオと音声のメディア同期実験も実施した.マルチストリーム方式を取り扱い,メディア同期制御の有効性を示した.この成果は,電子情報通信学会1998年総合大会で発表された.まず,ALTAIR無線LANにおいて,ライブMPEGビデオと音声とを対象に,メディア同期プロトコルセットの4タイプ(タイプ0,1,2,3)の性能比較を行った.そして,各タイプの有効適用領域を明らかにした.この成果は,電子情報通信学会交換システム研究会で発表された.また,ライブメディアと蓄積メディアの同時伝送を想定・し,2種類のメディアの特徴を利用したメディア同期方式を新たに提案し,ATM・無線統合LANの環境で,実験によりその有効性を示した(電子情報通信学会コミュニケーションクオリティ研究会で発表).

一方,PHSについては,PHSをアクセス回線としてN-ISDNに接続されたメディアサーバからH.263蓄積ビデオとG.726蓄積音声とを取り出して再生する実験を行い,筆者等により既提案のスライド制御メディア同期方式の性能を評価した(電子情報通信学会論文誌に掲載).更に,メディアサーバがインターネットに接続された場合に,インターネットトラヒックがメディア同期品質に及ぼす影響についても検討した(IEEEGLOBECOM'98で発表).次に,PIISにおけるライブメディアについても研究を行った.まず,昨年に続いて,H.223 Annex多重化プロトコルを用いてH.263ビデオとG.723.1音声とをインタリーブ伝送するシステムにスライド制御方式を適用する場合について検討した.そして,メディア同期品質と伝送遅延とを制御するQOS制御方式を提案し,その性能をシミュレーションによって評価した(IEICE Trans.Commun.に掲載).更に,G.728符号化されたライブ音声をPIAFSとUDP/IPによって伝送する実験も行った(1998年電子情報通信学会通信ソサイエティ大会で発表).