hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
組合せ最適化問題に対するカオスサーチ法のパラメータ値設定法の開発

NP困難な組合せ最適化問題の凖最適解を求めるために,カオスサーチ法が提案されている.カオスサーチ法はカオスニューロンモデルを用いてニューラルネットワークを構築し,ニューロンの有する不応性効果が効果的な探索を実現している.しかし,不応性効果の最適なパラメータ値を見つけることは非常に困難であり,経験的,様々なパラメータ値での試行実験を繰り返しながらパラメータ値を決定している.最適なパラメータ値を設定する方法を開発するために,パラメータ値と探索性能の関係,パラメータ値の変化にともなうカオスニューロンモデルのダイナミックに関する解析を数値実験により行った.NP困難な組合せ最適化問題の凖最適解を求めるために,カオスサーチ法が提案されている.カオスサーチ法はカオスニューロンモデルを用いてニューラルネットワークを構築し,ニューロンの有する不応性効果が効果的な探索を実現している.しかし,不応性効果の最適なパラメータ値を見つけることは非常に困難であり,経験的,様々なパラメータ値での試行実験を繰り返しながらパラメータ値を決定している.最適なパラメータ値を設定する方法を開発するために,パラメータ値と探索性能の関係,パラメータ値の変化にともなうカオスニューロンモデルのダイナミックに関する解析を数値実験により行った.本研究の目的は,組合せ最適化問題の近似解を効率的に求めることができるカオスサーチ法のパラメータ値を,自動的に決定する手法を提案することである.カオスサーチ法は,カオスニューロンモデルを用いてニューラルネットワークを構築し,組合せ最適化問題が内包する局所最適解をニューロンの不応性効果により回避する手法である.不応性効果が効果的に働くためのパラメータ値を自動的に決定する手法を構築するために,25年度は,条件の異なる様々な問題を解き,カオスニューロンの振る舞いを調べることであった.まず,単一のカオスニューロンモデルに着目しパラメータ値の違いによる内部状態値の違いについて解析を行った.その結果,カオスニューロンモデルがカオス応答をするパラメータ値の場合に,良好な近似解が得られることが確認できた.今後は,効果的な探索ができるパラメータ値からそうでないパラメータ値に値が変化するきに,どのような分岐現象が起きているかを調べる予定である.次に,パラメータ値の違いにより,ニューラルネットワークの状態がどのように変化するのかを調べるた.具体的には,相互結合型カオスニューラルネットワークのパラメータ値を変化させ,得られる解の精度による解析を行った.解はカオスニューロンモデルの内部状態値をもとに決定されるが,どのように解を決定すれば良い解が得られるかは,未だ明らかにされていない.そこで,種々の手法を提案し性能評価を行った結果,内部状態値の総和を最大にすることで良い解が得られることが明らかとなった.これらの結果は国際会議1本,国内の研究会・講演5本で結果を公表した.本年度得られた解析結果に基づき,カオスダイナミクスの定量的な手法を考案し,パラメータ値の決定方法を今後構築する予定である.NP困難な組合せ最適化問題の準最適解を求める発見的解法として,カオスサーチ法が提案されている.本研究の目的は,カオスサーチ法のパラメータ値を決定する手法を開発することである.カオスサーチ法は,カオスニューロンモデルを用いてニューラルネットワークを構築し,局所探索法の実行をニューロンの内部状態により制御する手法である.優れた発見的解法の開発には解の集中化と多様化が重要であり,カオスサーチ法は,カオスニューロンのゲイン効果が解の集中化を担い,不応性効果が多様化を実現している.カオスサーチ法が優れた性能を示す理由として,この不応性効果が効果的な探索を実現しているためと考えられている.本研究では,最適なパラメーターを決定するために,効果的な探索ができるパラメータ値とニューロンの振る舞いの関係性について調査を行った.数値実験により,良好なパラメーター値と個々のニューロンの振る舞いを比較した結果,モチーフ抽出問題の場合においては,単一なカオスニューロンがカオス的な振る舞いとなるパラメータ値付近において,高い確率でモチーフ抽出可能なことが確認できた.しかし,巡回セールスマンの場合はそのようは傾向は見られなかった.この結果は,カオス的な振る舞いをするパラメータ値と性能,関係性がないことを示している.また,相互結合型カオスニューラルネットワークを用いた手法において,パラメータ値を決定法の考案も行った,問題サイズは異なるが,入力データの性質が似通った2次割当問題のベンチマーク問題に対して,パラメータ値を細かく変えて性能調査を行った.その結果,問題サイズによらず,良好な解が得られるパラメータ値は共通であった.計算時間の短い小規模問題に対して良好なパラメータ値を決定し,その値を大規模問題にも用いることで,良好な解が得られることはこの研究で得られた知見である.数理情報学巡回セールスマン問題,二次割当問題,モチーフ抽出問題に対するカオスニューロンモデルを用いた最適化アルゴリズムが良好な解を得るためにはパラメータ値をどのように決定するかが重要である.本年度では,単体のカオスニューロンに着目し,パラメータ値とカオス的な応答の関係,外部入力とカオス的な応答の関係性について解析を行った.研究計画では,ニューロサイエンスの分野で用いられる指標による,スパイク間隔の解析を行う予定であったが,大規模問題に対する十分な数値実験を行えておらず,その点は不十分である.

しかし,数値実験の結果から,外部入力を注入しないカオスニューロンモデルがカオス的な振る舞いをすることが確認できた.また,外部入力が入力されるカオスニューロンモデルの解析を行い,微小な外部入力ではカオス的な振る舞いをすることが確認できたことからも,当初設定した本年度の達成目標を達成できたと想われる.本年度では,国内での研究発表として,電子情報通信学会にて研究成果の発表を行なっている.カオスニューラルネットワークを用いた最適化手法のパラメータ値自動決定法の実現のために,平成25年度は,単一のカオスニューロンに着目し,パラメータ値とその振る舞いの関係を明らかにした.今後は,当初予定していた平成26年度の研究計画に加え,25年度に実施予定であった,ニューロサイエンスの分野で用いられる指標による,スパイク間隔の解析も行う.既に小規模な問題例に対しての解析は行っているため,この計画を加えても当初予定していた平成26年度の研究計画遂行には問題は生じない.その結果を踏まえ,効果的な探索を行うためにはパラメータ値をどのように変化させるのが良いかを明らかにし,パラメータ値自動決定アルゴリズムの提案を行う.また,本研究計画の効率的な遂行ためにも,数値実験の考察,パラメータ値自動決定法の評価に関して,池口徹教授(東京理科大学)と木村貴幸氏(日本工業大学)と得られた結果に関して積極的な研究議論を行い,より効率的なアルゴリズムを提案する.大規模問題に対してニューロサイエンスで用いる手法による解析を行う予定であったが,小規模な問題にしか適応できず,そのため高性能な計算機が必要なかったため.研究目標を達成するためには,平成25年度に行えなかったニューロサイエンスの分野で用いられる手法による,スパイク列の解析が不可欠である.その解析を平成26年度に行うためも,高性能な計算機が不可欠である.また,大規模な組合せ最適化問題を高速に解くためには並列計算を行う必要があり,研究計画を遂行するためにも,平成25年度に申請した計算機の購入を平成26年度に行う.
溶融鉄合金‐溶融スラグ間界面張力の化学反応による動的変化の機構解明

溶融スラグー溶鋼間の界面張力を高く保って溶鋼へのスラグの巻き込みを防止するために、スラグ組成を設計しても、溶融スラグ-溶鋼間で化学反応が生じると界面張力が低下して巻き込みが生じることがあり、本研究ではその機構解明を目指した。スラグと鋼組成を変化させ、界面張力測定の実験を多数行った結果、スラグから溶鋼に向かってSiO2の分解に伴う酸素が界面を横切る際に界面に酸素が過剰に吸着し、一時的に界面張力が低下するという機構をもとに様々な現象を説明可能であることを見出した。さらにスラグ粘度の低下に伴い界面張力の低下の程度が大きくなることを見出し、界面張力の動的変化に及ぼす溶融スラグ粘度の影響を明らかにした。本研究では、溶鉄-溶融スラグ間の界面張力に対して両相の間に化学反応・物質移動が生じた際の経時変化に着目した研究活動を行った。溶鉄-溶融スラグ間の界面張力が化学反応が生じる際に、一旦その値が低下し、化学反応の終了と共に回復する結果は1950年代から報告されており、その後およそ15年周期でこの問題が注視されてきたが、いまだその機構は明らかにされていない。本研究ではH25年度から、(1)この現象を精度よく測定できる装置・手法の構築、(2)種々の実験条件を変化させた際の界面張力の経時変化の実験結果の蓄積、(3)さらにその機構解明の3点に重点を置き研究活動を進めてきた。H25年度は、特に1)界面張力測定装置の試作と作動性の確認、2)溶融スラグの粘度を変化させた場合の影響、3)硫黄が系内に存在する場合の影響、を実施した。上記項目の結果、1)溶鉄-溶融スラグ間の界面張力に及ぼす溶融スラグ粘度の影響として、溶融スラグの粘度を低下させると界面張力の低下量が増すことがわかった。その理由として、溶融スラグからのSiO2の界面への移動が速くなるために溶鉄側界面に吸着した酸素の吸着量が増大するが、その脱着が遅いために、溶融スラグ中の物質移動に加え、溶鉄側界面に吸着した酸素の脱着過程が律速段階になりうる可能性を見出した。一方、2)硫黄が溶鉄から溶融スラグ側に移動する場合には界面張力の低下は、顕著には認められなかった。以上の成果から、溶鉄-溶融スラグ間の界面張力の経時変化は、1酸素の溶鉄・溶融スラグ中の化学ポテンシャルの勾配、2溶融スラグの粘度(溶融スラグ中の酸素の移動)、3溶鋼側界面の酸素の吸着量と脱着速度、の3要素に支配されている可能性を見出した。溶鉄-溶融スラグ間に化学反応が生じる際に、界面張力の値が一旦低下し、化学反応の終了とともに回復する結果は1950年代から報告されており、その後およそ15年周期でこの問題が注視されてきたが、いまだその機構は明らかにされていない。本研究では一昨年度から、(1)この現象を精度よく測定できる装置・手法の構築、(2)種々の実験条件を変化させた際の界面張力の経時変化の実験結果の蓄積、(3)さらにその機構解明、の3点に重点を置き研究活動を進めてきた。H26年度は、特に1)溶融スラグの粘度を変化させた場合の影響、2)硫黄が系内に存在する場合の影響、3)一昨年以降に得られた各種実験条件下の界面張力の経時変化を包括的に説明できる機構モデルの構築を実施した。得られた結果を纏めると次の通りである。1)溶融スラグの粘度を低下させると溶融スラグからSiO2の界面への移動が速くなるために溶鉄側界面に吸着した酸素の吸着量が増大するが、その脱着が遅いために、界面張力の低下量が増えることが明らかとなった。そのため、溶融スラグ中の物質移動に加え、溶鉄側界面に吸着した酸素の脱着過程が律速段階になることを見出した。2)硫黄が溶鉄から溶融スラグ側に移動する場合には界面張力の低下は認められない。3)溶鉄-溶融スラグ間の界面張力の経時変化は、1酸素の溶鉄・溶融スラグ中の化学ポテンシャルの勾配、2溶融スラグの粘度(溶融スラグ中の酸素の移動)、3溶鉄側界面の酸素の吸着量と脱着速度に支配されており、これらの組み合わせによって、これまでに得られた実験結果を説明できることが明らかとなった。溶鉄-溶融スラグ間の界面張力に対して両相の間に化学反応・物質移動が生じた際の経時変化に着目した研究活動を行った。その結果下記の成果が得られた。特に(1)の溶融スラグの粘度を変化させることによって、これまで粘度が高く、拡散が遅い溶融スラグ中の物質移動が反応の律速段階であると考えていたが、H26年度の実験を通して、溶鉄側界面に吸着した酸素の脱着過程が律速段階になりうる可能性を見出した成果は極めて重要であると考えている。さらに、(2)に記載のように、溶鉄-溶融スラグ間の界面張力の動的変化の機構をほぼ解明できたことは、これまでの歴史的経過を考慮すると非常に重要な成果が得られたと考えている。

1)溶融スラグの粘度を低下させると溶融スラグからSiO2の界面への移動が速くなり、溶鉄側界面の吸着酸素量が増大するが、その脱着が遅いために界面張力の低下量が増えることが明らかとなった。2)溶鉄-溶融スラグ間の界面張力の経時変化は、1酸素の溶鉄・溶融スラグ中の化学ポテンシャルの勾配、2溶融スラグの粘度(溶融スラグ中の酸素の移動)、3溶鉄側界面の酸素の吸着量と脱着速度に支配されており、これらの組合せによって、溶鉄-溶融スラグ間界面張力の動的変化を説明できる。本研究では、溶融スラグー溶鋼間の界面張力を高く保って界面の乱れによる溶鋼中へのスラグ液滴の巻き込みを防止するためにスラグ組成を設計しても、溶融スラグ-溶鋼間で化学反応が生じる際には、界面張力が低下して、巻き込みが生じることが多々あり、その機構解明を目指したものである。化学反応を伴う際の界面張力の動的挙動の機構の解明を目指した研究は、古くは1960年代から15年周期で研究がなされてきたが、その機構の詳細はいまだ明らかでない。本研究では水平な溶鋼表面に上部からスラグ液滴を落下させ、気相-溶融スラグ相-溶鋼の3相界面における接触角を測定することにより界面張力を求め、その時間変化を計測した。各種スラグならびに鋼組成を変化させて数多くの実験を行った結果、溶融スラグ側から溶鋼に向かってSiO2の分解に伴う酸素が界面を横切る際に溶鋼側界面に酸素が過剰に吸着し、一時的に非平衡状態で界面張力が低下するという機構をもとに、様々な現象を説明できることを見出した。さらに溶融スラグの粘度を変化させ、界面への酸素の移動と、反応後の生成物の溶融スラグ中への移動を変化させたところ、スラグの粘度の低下に伴い界面張力の低下の程度が大きくなることを見出し、界面張力の動的変化に及ぼす溶融スラグ粘度の影響を明らかにできた。また、溶融スラグ中SiO2の活量を変化させたところ、界面張力の時間変化について動的変化挙動への影響の相関関係は見出すことが難しく、顕著ではないが、界面張力の絶対値に影響を及ぼすことを新たに見出した。さらに、溶融スラグ中SiO2成分と反応する溶鋼中Alの濃度(活量)を変化させた際の実験結果もすでに得られている。また、溶融スラグ成分によっては溶鋼との濡れ性が随分変化し、接触角がほぼゼロになる程良く濡れる系から、溶鋼表面全体に濡れ広がる挙動を示さない組合せ系が存在することも一連の実験から明らかにできた。溶融スラグー溶鋼間の界面張力を高く保って溶鋼へのスラグの巻き込みを防止するために、スラグ組成を設計しても、溶融スラグ-溶鋼間で化学反応が生じると界面張力が低下して巻き込みが生じることがあり、本研究ではその機構解明を目指した。スラグと鋼組成を変化させ、界面張力測定の実験を多数行った結果、スラグから溶鋼に向かってSiO2の分解に伴う酸素が界面を横切る際に界面に酸素が過剰に吸着し、一時的に界面張力が低下するという機構をもとに様々な現象を説明可能であることを見出した。さらにスラグ粘度の低下に伴い界面張力の低下の程度が大きくなることを見出し、界面張力の動的変化に及ぼす溶融スラグ粘度の影響を明らかにした。溶鉄-溶融スラグ間の界面張力に対して両相の間に化学反応・物質移動が生じた際の経時変化に着目した研究活動を行った。その結果、溶融スラグの粘度を低下させると溶融スラグ中のSiO2の移動が速くなり、溶鉄側界面の吸着酸素量が増大するが、その脱着が遅いために界面張力の低下量が増えることが明らかとなった。特に、溶融スラグの粘度を変化させることによって、これまで粘度が高く、拡散が遅い溶融スラグ中の物質移動が反応の律速段階であると考えていたが、H25年度の実験を通して、溶鉄側界面に吸着した酸素の脱着過程が律速段階になりうる可能性を見出した成果は極めて重要であると考えている。H26年度において、溶鉄-溶融スラグ間界面張力の動的変化機構を説明できる成果が得られた。
日本列島及び日本海成立過程が海浜性昆虫の分布形成に与えたインパクト

日本に棲息する生物の進化的侵入ルートの起源を探る研究は、様々な分類群行われてきてた。その中で、海浜線のみに棲息する生物群では、一次元(線)の分布パターンを呈し、1日本列島太平洋側、2日本列島日本海側、3大陸側という概ね3つの地理的に離れた分布域を持つ。これまでの申請者らのDNA等の研究では、イワハマムシ、ハマベゾウムシ、スナムグリヒョウタンゾウムシ/トビイロヒョウタンゾウムシの1及び2の地域の地域個体群(種)は、いずれも約350万年前に分化したと推定される。そして、当時の地誌から、日本海側の2の個体群は、1の太平洋側個体群よりも、当時、地理的に連続していた3の大陸の個体群と遺伝的に近縁である可能性が示唆された。この仮説を検証するため、上記の種に加え、ハマヒョウタンゴミムシダマシやコホネヒョウタンゴミムシダマシ、および比較対象として飛翔力が高いコケシガムシ等の海浜性昆虫を採集・調査し、DNA並びに形態比較を行うことを目的とした。本年は、日本海側の13地点でハマヒョウタンゴミムシダマシ、およびコケシガムシの採集を行った。特に、ハマヒョウタンゴミムシダマシは、DNA解析行った結果、2つのクラスターが認められたが、主に大陸集団で形成される遺伝子配列型と日本集団(日本海及び太平洋)と言った地理的なまとまりが認められた。現在は、太平洋側の集団の追加サンプルを検討中である。また、これに加えて、本研究の基礎情報となる海浜性ケシガムシ類の分類の再検討の論文化を行っている最中である。本研究は、海岸環境に生息する昆虫類の採集とそのDNA解析が主な作業になるが、平成30年度は全国的に猛暑が続き、昆虫の発生量が極めて少なかった。特に5月に予定していた韓国調査が相手側研究者の予定が合わず9月への変更を検討したものの、猛暑の影響で採集を見送る必要が生じた。また、国内調査においても、北海道胆振東部地震の発生により調査を断念せざるを得なかったことが「やや遅れている」と判断した主な理由である。調査:北海道及び本州太平洋側の調査を行うことが出来なかった。論文:現在、太平洋側と日本海側に生息する海浜性ゾウムシ類(スナムグリヒョウタンゾウムシ/トビイロヒョウタンゾウムシ)2種の集団構造に関する論文が掲載された。また、本研究の基礎情報となる海浜性ケシガムシ類の生活史に関わる研究論文が掲載され、分類の再検討に関する論文も投稿中である。昨年度は、全国的に猛暑と言う悪天候が続き、国内においても地震などの天災が生じたため、十分な研究活動が行えなかったものの、研究計画の変更自体は不要と考えるが、対象種をコホネヒョウタンゴミムシダマシとハマヒョウタンゴミムシダマシに絞って研究を行う。調査地点は、昨年採集できなかった地点(北海道内数地点、本州太平洋側海岸線数地点)とし、これらで追加採集を行うことで研究の遂行は可能と考える。「日本に棲息する生物は、いつ、どのようなルートを辿って日本に定着したのか?」と言う日本産の動植物の起源について、いくつもの研究がなされてきた。この中で、海浜環境に適応した昆虫の場合、内陸にも海中にも進出出来ないことから、線上の一次元(線)の分布パターンを呈する。その結果、その他の陸上生物と異なり、1日本列島太平洋側、2日本列島日本海側、3大陸側という概ね3つの地理的に離れた地域の比較が必要とされる。イワハマムシ、ハマベゾウムシ、スナムグリヒョウタンゾウムシ/トビイロヒョウタンゾウムシは、海浜環境にのみ生息し、飛翔力を欠く移動力の低い種であり、地域個体群間で顕著な遺伝的分化が生じている種である。また、これまでのDNAの比較研究から、上記1及び2の地域の地域個体群は、いずれも約350万年前に分化したと推定される。そして、当時の日本列島形成の状況から、日本海側の2の個体群は、1の太平洋側個体群よりも、当時、地理的に連続していた3の大陸の個体群と遺伝的に近縁である可能性が有る。この仮説を検証するため、幾つかの海浜性昆虫を採集・調査し、DNA並びに形態比較を行うことを目的とした。初年度は、韓国日本海側及び太平洋側の島嶼部(伊豆・小笠原諸島,薩南諸島)の調査を実施し、解析用の海浜性甲虫(トビイロヒョウタンゾウムシ、コケシガムシ、ハマベゾウムシ、ハマヒョウタンゴミムシダマシ、ホネヒョウタンゴミムシダマシ)のサンプリングを行った。現在は、採集した個体に対して、DNA抽出、PCRでの遺伝子増幅、塩基配列の決定を順次行っている。このうち、上記の海浜性ゾウムシ類2種の個体群構造に関する比較では、朝鮮半島西南部の個体群は、九州・薩南地方の個体群と遺伝的に近縁であることを明らかにした。9-10月に韓国(束草ー釜山ー巨済島に至る)計16地点で採集を行った。その結果、ハマベゾウムシ、スナムグリヒョウタンゾウムシ、ハマヒョウタンゴミムシダマシ、ホネヒョウタンゴミムシダマシと、比較対象として高い飛翔力を有するコケシガムシを採集した。現在は、採集した個体に対して、DNA抽出、PCRでの遺伝子増幅、塩基配列の決定を順次行っている段階である。論文の執筆状況としては、太平洋側と日本海側に生息する海浜性ゾウムシ類(スナムグリヒョウタンゾウムシ/トビイロヒョウタンゾウムシ)2種の個体群構造に関する投稿原稿が完成したところである。

上記の事から、研究計画は概ね順調と判断される。日本に棲息する生物の侵入ルートの進化的起源を探る研究は、様々な生物群で行われてきている。その中で、海浜環境に適応しつつも、海中にも内陸部にも進出できない生物群では、海浜という線上の一次元(線)の分布パターンを呈し、1日本列島太平洋側、2日本列島日本海側、3大陸側という概ね3つの地理的に離れた分布域を持つ。これまでの申請者らのDNA等の研究では、イワハマムシ、ハマベゾウムシ、スナムグリヒョウタンゾウムシ/トビイロヒョウタンゾウムシの1及び2の地域の地域個体群(種)は、いずれも約350万年前に分化したと推定される。そして、当時の日本列島形成の状況から、日本海側の2の個体群は、1の太平洋側個体群よりも、当時、地理的に連続していた3の大陸の個体群と遺伝的に近縁である可能性が示唆されている。この仮説を検証するため、上記の種に加え、ハマヒョウタンゴミムシダマシやコホネヒョウタンゴミムシダマシ、および比較対象として飛翔力が高いコケシガムシ等の海浜性昆虫を採集・調査し、DNA並びに形態比較を行うことを目的とした。本年は、東北地方日本海側の12地点でハマヒョウタンゴミムシダマシ、ホネヒョウタンゴミムシダマシ、およびコケシガムシの採集を行った。次いで、北海道の渡島半島でイワハマムシの採集を行った。特にこの地域のイワハマムシは、上記12の中間地点に当たり、本研究を遂行する上で重要な1地点と言える。現在は、これらのサンプルのDNA分析を行っている段階である。また、スナムグリヒョウタンゾウムシ/トビイロヒョウタンゾウムシに関しては、上記の2と3の個体群が1より近縁であるデータをまとめ、現在投稿中である。これに加えて、本研究の基礎データとなる海浜性ケシガムシ類の生活史に関わるデータをまとめる等、5編の研究の論文化を行った。現時点での公表論文は5編(掲載決定を含む)であり、概ね研究計画当初の予想の範囲であるが、平成29年度は調査シーズン中に申請代表者の母親が他界したことに伴い、予定していた調査・採集の多くの部分を行う時間を確保することができず、調査・採集が翌年にずれ込んでいる。調査:7月に北海道及び東北地方日本海側の計18地点で採集を行い、ハマヒョウタンゴミムシダマシ、コホネヒョウタンゴミムシダマシ、コケシガムシ、イワハマムシを採集した。採集した個体に対して、DNA抽出、PCRでの遺伝子増幅、塩基配列の決定を順次行っている段階である。一方、東北日本海側の金沢・新潟周辺及び九州地方の採集を行う時間を取ることができなかった。論文:現在、太平洋側と日本海側に生息する海浜性ゾウムシ類(スナムグリヒョウタンゾウムシ/トビイロヒョウタンゾウムシ)2種の個体群構造に関する原稿を投稿中である。また、本研究を遂行する上で基礎情報となる海浜性ケシガムシ類の生活史に関わる研究論文が受理された段階である。日本に棲息する生物の進化的侵入ルートの起源を探る研究は、様々な分類群行われてきてた。その中で、海浜線のみに棲息する生物群では、一次元(線)の分布パターンを呈し、1日本列島太平洋側、2日本列島日本海側、3大陸側という概ね3つの地理的に離れた分布域を持つ。
糖尿病におけるアルブミン尿、蛋白尿出現メカニズムの糖鎖からの検討

腎臓において蛋白尿・アルブミン尿を阻止する仕組みとして、チャージバリアとサイズバリアが提唱されている。糖尿病モデルマウス腎糸球体において、シアル酸を認識するレクチンの染色性低下が免疫組織化学、イムノブロットで示され、陰性荷電の減少が示唆される。質量分析器を用いた網羅的な解析を行ったところ、陰性荷電を担う糖タンパクのコア蛋白として以前から候補とされていたポドカリキシンは、現在までの検討では、その候補蛋白として入ってこない。糖尿病性腎症における蛋白尿・アルブミン尿のメカニズム、特に主要なチャージバリアの存在部位を明らかにすることは、蛋白尿・アルブミン尿の阻止方法開発に繋がる可能性があり非常に重要な課題である。血管内皮表面には多くの糖鎖が結合したプロテオグリカンが結合して糖衣を形成し、血管の透過性制御やMechano sensorとしての機能を有している。糖尿病や虚血ではこの糖衣は減少すると報告されている。またたこ足細胞にも糖鎖が結合しているが、一般に生体では細胞表面の糖鎖は細胞の接着や認識に重要な機能を果たすと考えられている。そこで、STZ投与後1カ月、ならびに8か月目の糖尿病誘発モデルマウスの腎糸球体における糖鎖の発現状態を、レクチンを用いたイムノブロットや免疫染色にて解析した。ともに、WGAレクチンを用いた解析では、糖尿病モデルマウスの腎糸球体では種々の分子量の糖鎖が減少している。この減少した糖鎖のコア蛋白を同定しようと、イムノブロットにおいてCBB染色を行い、そのバンドを質量分析器で解析しているが、多数の蛋白が得られるため、蛋白尿に関連のあるものを選別するのは困難である。そこで、一次元の電気泳動したもののイムノブロットではなく、二次元電気泳動を行ったのちに、イムノブロットを行い、解析する方法に変更しているところである。また実際の、糖尿病や虚血再かん流の状態を想定して、培養たこ足細胞株において、高血糖(30mM)刺激や低酸素(1%)6hならびに再酸素化(12h)を行いWGAレクチンプロットによる糖鎖の発現状態を解析している。培養たこ足細胞ではWGAのバンドのうち、減少するものがあることを見出している。腎構成細胞の糖鎖状態は、高血糖や低酸素再酸素化などのストレスによりダイナミックに変動することが判明した。今後、糖尿病誘発モデルマウスの腎糸球体において減少する糖鎖のコア蛋白を同定し、蛋白尿・アルブミン尿との関連を解析する方針である。STZ投与後1カ月、ならびに8か月目の糖尿病誘発モデルマウスにおいて、WGAレクチン染色を行うと腎糸球体係蹄壁での染色性が低下する。またその糖尿病モデルマウスからの単離腎糸球体をWGAレクチンによるイムノブロットで解析すると、WGA結合糖鎖で減少しているものがある。つまり、糖尿病状態の腎糸球体では陰性荷電のシアル酸が低下していることが示唆される。また腎糸球体サンプルを対象として、この減少した糖鎖のコア蛋白を質量分析器で解析したが、電荷に関連すると思われる糖タンパクが得られなかった。おそらく、SDS-PAGE後にタンパクを染色して質量分析器で解析しているので、糖タンパクのバンドがうまく得られていないか、もしくは糖タンパクのデータベースが不完全なためと考えられる。そこで、同サンプルより新たに二次元電気泳動を行ったのちに、電荷を保持すると想定されるコア蛋白の候補分子に関してイムノブロットを行い、解析している。そもそも、陰性荷電の一つのシアル酸は不安定で、このシアル酸を安定的に保持しながら大きな分子量の糖タンパクをイムノブロットするのは困難で、条件検討に時間がかかっていたが、ようやくその方法が可能となりつつある。この二次元電気泳動法で糖タンパクの陰性荷電状態をモデルマウスで検討する。次にvitroの検討として培養podocyteを高血糖、正常血糖、浸透圧コントロールの条件下で1週間培養し、抽出タンパクを用いてWGAによるイムノブロットを行った。高血糖では、約200KDのバンドが減少し60kDのバンドが増加していた。また別の観点から、培養podocyteにおいて、正常血糖に比べて高血糖状態において発現が増加、減少するタンパクを網羅的に質量分析器により検討したところ、接着分子、actin結合蛋自などを認めており、これらのタンパクの情報を手掛かりにして糖鎖との関連を検討したいと考えている。STZによる糖尿病誘発モデルマウスの腎糸球体においてWGA以外にもMAL-IIなどシアル酸を認識するレクチンを用いた解析により、シアル酸の低下した状態と考えられる糖鎖状態が糖尿病の糸球体において確認できている。つまりシアル酸が減少し、陰性荷電が減少したと考えられる状況が糖尿病モデルマウスの糸球体で認められている。しかし、陰性荷電を保持するコア蛋白の同定に関して、期待される結果は得られていない。糖鎖付加が大きいタンパクは、質量分析器による解析が一般に困難であるとされるが、今回想定しているコア蛋白の一つとしてポドカリキシンがある。

これは蛋白部分のみの分子量が55kD程度でここにシアル酸を中心とした糖鎖が付加することで合計140kD以上の分子量になるとされている。このように糖鎖が巨大な糖タンパクでは、レクチンイムノブロットで得られたバンドからそのコア蛋白を同定するには、実際の蛋白量が少なく解析しにくい状況にあると考えられ、解析にかけるサンプル量を増やして試行錯誤を重ねている。またSTZにて蛋白尿/アルブミン尿のでやすいとされるBalb/cのマウスへ変更して検討している。糖尿病における蛋白尿/アルブミン尿に大きな影響を及ぼすと考えられているpodocyteを対象として高糖状態、正常糖状態ならびに浸透圧対照をおいたvitroの解析を通じて、糖鎖に関与する糖蛋白を検出しようとして、網羅的な定量的蛋白発現解析も行ったが、想定される荷電糖蛋白は検出されなかった。網羅的な解析に替わる方法として、想定しているコア蛋白、ポドカリキシンに関して直接、二次元電気泳動ならびにウェスタンブロット行ったが、シアル酸が熱に不安定なためか、安定的な検出が困難で、糸球体の陰性荷電を保持するコア蛋白として直接的な証明に至っていない。糖尿病モデルマウスの腎糸球体蛋白を抽出し電気泳動したサンプルより糖鎖の低下したバンドを切り出し、質量分析器にかけて解析を行っている。しかし、電荷を担うと考えられる糖タンパクがうまく検出できない。おそらく、SDS-PAGE後にタンパクを染色して質量分析器で解析しているので、糖タンパクのバンドがうまく得られていないか、もしくは現在の質量分析器での解析は糖鎖などの翻訳後修飾のないタンパクのみをメインのターゲットとしたデータベースに依存しているため、糖鎖付加された糖タンパクについてのデータベースがうまく整備されていないためにこのようなことが生じていると推察される。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後は、糖鎖付加された糖タンパクについてのデータベースが整備されていくにつれて解決する部分もあるであろうが、現在は培養podocyteをも用いて、高血糖状態で増加・減少する分子の検索を行っており、糖鎖の付加があるか否かを検討していく。そのほかに、糖鎖を保有する候補分子からのアプローチとして二次元電気泳動を用いて、陰性荷電を持つ実際の分子の探索を始めており、糖鎖の変化を明らかにしたい。現在糖タンパクの二次元電気泳動による解析については、シアル酸の糖鎖が非常に不安定で解析が困難であったが、ようやく条件検討が終わりつつあり、実際にタンパク尿モデルマウスで解析する方針である。
Annexin Vの発癌機構・血液凝固能・卵巣機能に及ぼす影響についての基礎的研究

(1)子宮頚癌および子宮体癌でannexin Vの発現は著しく抑制されており、この抑制は転写レベルでおこっていることを明らかにした.従って、癌細胞内ではannexin Vの発現が低下することで、細胞内リン酸化酵素の活性が亢進し、細胞内情報伝達系の異常がおきているものと考えられる.(2)annexin Vは卵胞発育にともなって、顆粒膜細胞ならびに莢膜細胞に発現してくるようになること、成熟卵胞および黄体に強く発現することを明らかにした.従ってannexin Vは卵胞上皮細胞の発育、性ステロイドホルモンの産生ならびに分泌に促進的に働いていると考えられる.(1)(3)の成績は、annexin Vの生理学的機能の解明に大きく貢献したものと確信している.これまでの研究成果のなかでも、細胞の分化・増殖および細胞の癌化にannexin Vが関与し、発癌に抑制的に働いている可能性があることに注目している.1)癌組織においてannexin Vの発現が低下している機序を明らかにするため、annexin Vとインターアクトする転写調節因子を単離し、転写調節のメカニズムを解明する.2)癌細胞をはじめとする各種の細胞にウイルスベクターを用いてannexin V遺伝子を導入し、細胞の形態の変化を観察する研究を進めている。calphobindin(CPB)は我々が胎盤組織中から発見した血液凝固抑制物質である。CPBの血小板凝集反応に対する意義、および組織トロンボプラスチンとCPBとの関与について検討し、次の結果を得た。(1)western blotの検討によりCPBは血小板中に存在することが判明した。(2)ELISA法による検討で、血小板凝集反応前に比較して凝集反応後の血小板CPB濃度は減少していることが判明した。(3)抗annexin抗体は血小板凝集反応に対する影響を認めなかった。さらにelctroporation法にて血小板膜に小holeを形成した後抗annexin抗体を用いても、凝集能に影響は認めなかった。これらのことからCPBは血小板の構成蛋白として存在し、凝集反応の際に放出される可能性があることが考えられた。また、血管内皮培養細胞を用いて組織トロンボプラスチンとCPBの変動を検討したところ、(1)CPBは組織トロンボプラスチンの凝固活性化作用を完全に抑制した。(2)培養細胞をエンドトキシンで刺激したところCPBは組織トロンボプラスチンと共に培養液中に放出された。(3)刺激時間依存性にCPB、組織トロンボプラスチン共に上昇した。(4)刺激したエンドトキシン濃度の上昇と共に培養液中のCPB濃度は上昇したが、組織トロンボプラスチンの濃度は変化しなかった。このことから細胞障害が惹起され細胞表面に組織トロンボプラスチンの発現を見た場合、CPBが放出され、局所的凝固抑制が行われる可能性があることが示唆された。すなわちCPBは組織トロンボプラスチンの活性を抑制する自己防御機構と考えられた。なお現在では、CPBと癌抑制、さらに婦人科内分泌器官への関与に関しても検討中である。(1)子宮頚癌および子宮体癌でannexin Vの発見は著しく抑制されており、この抑制は転写レベルでおこっていることを明らかにした。従って癌細胞内では、annexin Vの発見の低下することで、細胞内リン酸化酵素の活性が亢進し,細胞内情報伝達系の異常がおきているものと考えられる。(2)annexin Vは卵胞発育にともなって、顆粒膜細胞ならびに英膜細胞に発現してくるようになること、成熟卵胞および黄体に強く発現することを明らかにした。従ってannexin Vは卵胞上皮細胞の発育、性ステロイドホルモンの産生ならびに分泌に促進的に働いていると考えられる。(1)(3)の成績は、annexin Vの生理学機能の解明に大きく貢献したものと確信している。これまでの研究成果のなかでも,細胞の分化・増殖および細胞の癌化にannexin Vが関与し,発癌に抑制的に働いている可能性があることに注目している。

現在は1)癌組織においてannexin Vの発現が低下している機序を明らかにするため、annexin Vとインターアクトする転写調節因子を単離し、転写調節のメカニズムを解明する、2)癌細胞をはじめとする各種の細胞にウィルスベクターを用いてannexin V遺伝子を導入し、細胞の形態の変化を観察する研究を進めている。
災害拠点病院間ネットワークシステムの構築と運用に関する研究

本研究では地理情報システムGeographic Information System(GIS)に医療機関の情報を入力し、病院のもつ種々のデータをシステム上に表示できるようにした。また、地震災害時に予想される液状化についての神戸市内の主要な医療機関についての評価をおこなった。はじめに神戸大学都市安全研究センターで開発された神戸市全域の地盤情報を有する地理情報システム、通称JIBANKUN上に神戸市内の1400弱(数字が確定しないのは阪神淡路大震災の影響で仮設診療所などの情報が確定しないためであり、不明件数は22ある)の医療機関、病院の所在地、診療科目等の情報を入力した。このことにより医療機関のデータがGIS上で視られるようになった。入力されているデータ項目はその医療機関の所在地、連絡先、診療科目、病床数、救急告示の有無などである。これらの情報に基づいて救急対応可能な医療機関や透析可能な医療機関、あるいは一定数以上の病床数を備えた医療機関をシステム画面の地図上に表示可能である。また、このGISには神戸市内約7000haの4000地点以上のボーリング調査のデータが入力されている。このデータによって入力された地盤データに基づき液状化判定等の解析が可能である。本研究では神戸市街地の主要な医療機関65についてその病院と隣接する道路についての液状化評価を3段階で行った。28の医療機関が3段階で最も液状化の可能性があると判定された。この判定に基づき災害緊急時の患者の搬送経路を平時から知っておくことが可能になった。このことは災害対策を計画立案するときに重要であり、GISでの広域的な視点に立った情報は一刻を争う事態が発生したときに非常に有用である。
マルチメディエーター制御分子としてのトロンボモデュリン

トロンボモデュリン(TM)は、内皮細胞細胞上でトロンビンを凝固酵素から抗凝固酵素へと変換する膜タンパクである。すなわちTM分子の4、5、6番目のEGF様ドメインにトロンビンが結合すると血小板活性化能や凝固因子活性化能が消失し、逆にプロテインC活性化能が著しく増強される。活性化プロテインCは、活性化第V、第VIII因子を分解し、凝固反応をストップさせる。このTMの抗血栓作用は、TM分子の4、5、6番目のEGF様ドメインに活性がある。一方、HMGB1は本来、DNA結合タンパクであるが、細胞外に出てくると、RAGEやToll-like receptor-2,-4を介して種々の細胞を活性化する。このHMGB1は局所では免疫と止血の誘導、未分化間葉系細胞を誘導し、損傷部位の止血、感染防御、組織の修復に重要な役割を果たす。しかしこのHMGB1が全身を循環すると、炎症転移のメディエーターとして作用し、ショックや多臓器不全を引き起こす。我々は先に、TMのN末端領域にHMGB1が結合し、HMGB1の作用を消去することを見出した。さらに以前に我々はTMには、ラディカルスカベンジャー作用があることも報告している。そこで、本研究では、トロンビン、HMGB1、ラディカルが血中に増加して多彩な病態を発現するエンドトキシンショックにTMがどのような働きをするのか検討し、以下の結論を得た。1.TMは感染や外傷部位で発生するトロンビンのみでなく、HMGB1、ラディカルをも消去して、生体の循環内を守護している。2.血管内TMをダウンレギュレーションすると、これらのメディエーターに対する閾値が低下し、DICをはじめとする病態が惹起される。TMの補充は、DICのみでなく、ショックやSIRSをも改善する。1)ウサギの背中に局所的外傷を加え、経時的に病理像を観察し、HMGB1の発現を検討し、以下の結果を得た。(1)最初の観察時点(損傷3日)では、好中球が浸潤し、その好中球の細胞質にHMGB1の発現が観察された。(2)その後の観察時点(7日目)では、リンパ球の浸潤が観察されたが、このリンパ球にHMGB1が発現していたが、その局在は主として核であった。2)上記実験にHMGB1、あるいは、抗HMGB1を投与する実験は現在進行中である。ただウサギ眼球を使用した実験系では、血管の申請が、HMGB1投与群で観察された。ラットにトロンビン単独、あるいはHMGB1と併用して投与し、その結果を、死亡率、凝固パラメター、臓器解剖の面から評価した。ラットにHMGB1±トロンボモデュリンで、臓器不全、DIC(播種性血管内凝固症候群)の発生を評価する。1)ラット(雄、Sprague-Dawley,190-230g、n=10)にトロンビン(1250U/Kg/h)を±HMGB1を4時間かけて点滴静注した。それにひき続き、一方の群には純化HMGB1(0.4mg or 2mg/)を1回で静中した。それらの凝固のパラメターを評価しながら、DICの発症、死亡率を観察した。同時にIL-6,TNFαを測定した。2)結果:トロンビン単独群ではなんら病態は惹起されなかったが、HMGB1併用投与群では、約半数のラットが死亡した。その時のラットはフィブリノゲンの減少、血小板の減少、PT,aPTTの延長がみられ、DICの発症がうかがわれた。事実、解剖でも腎臓にフィブリンの沈着や血栓が観察された。

トロンビン単独群に比べ、HMGB1併用投与群では、IL-6,TNFαが増加し、血管内での炎症(Systemic Inflammatory Response syndrome)の発症も窺われた。結論として、HMGB1はトロンビンの作用を増強させ、DIC併発のアジュバント効果を有することが証明された。1.局所性HMGB1の機能1)ラットの皮膚内に同種ラットの皮膚を移植して、その際の反応を経時的に病理像を観察して、特にHMGB1のダイナミズムを検討し、以下の結果を得た。(1)植片内、ならびに移植辺周囲に宿主側にはHMGB1(+)のT細胞、単球が浸潤していた。(2)HMGB1の抗体、あるいはトロンボモデュリン(TM)でHMGB1の活性を中和すると移植辺の拒絶も抑制された。(3)これらの結果から、移植辺とその周囲に集積した炎症細胞からは、HMGB1が放出され、拒絶反応を惹起しているものと考えられた。(4)このようにHMGB1は局所では、免疫と炎症を増強していることが明らかになった。(5)これらの"病的な"局所性HMGB1の作用は、HMGB1で制御可能である可能性が浮かび上がってきた。2.Systemic HMGB1は炎症、血管内凝固のメディエーターで、それがトロンボモデュリンで制御可能であるラットにトロンビン±HMGB1を投与し、凝固/炎症系、臓器解剖の面から評価した。結果、1)HMGB1はトロンビンのエンハンサーとして作用し、血管内凝固症候群を引き起こす、3)in vitroの実験系で、HMGB1はTMのN末端側に結合し、中和され、その後、トロンビン・TM複合体で分解された。以上の結果より、血管内皮細胞上のTMは"血管の守護神"として作用し、障害局所で生成されたHMGB1が、循環器内に流入する際には、血管内皮細胞のTMにより、キャプチャー、ついで分解されるという反応制御系の存在が想定された。先にわれわれは、TMがラディカルをもスカベンジすることを発表しているが、TMは、損傷部位局所で産生されるトロンビン、HMGB1、そしてラディカルを中和し、血管内の秩序を保護しているものと考えられた。1.局所性HMGB1の機能1)ラットの皮膚内に同種ラットの皮膚を移植し、HMGB1のダイナミズムを病理学的に検討し、以下の結果を得た。(1)植片内と移植辺周囲に宿主側にはHMGB1(+)のT細胞、単球が浸潤していた。(3)これらの結果から、移植辺とその周囲に集積した炎症細胞からは、HMGB1が放出され、これが、炎症と凝固(微小血栓形成)、自然免疫誘導により、結果として拒絶反応を惹起しているものと考えられた。(4)この拒絶反応はHMGB1中和抗体で制御可能である。結果、1)トロンビンはHMGB1の自然免疫誘導、凝固促進反応を増幅し、HMGB1のcofactorとして作用していること、ヒトの臨床例での播種性血管内凝固症候群(DIC)の場合も単独では起こらず、両因子が血中に揃ったときに発症すること、すなわち、HMGB1はDIC,SIRSのコファクターとして働くことが証明された。
豊臣政権の政治機構の文書学的研究

20092011年度を通じて、史料調査の実施、研究会の開催、データ入力、の3点を共同研究の中心に据えて活動した。3年間に史料調査先は50ヶ所以上、研究会は15回、事務的会合は約30回、メールでの打ち合わせは無数であった。史料調査の際には周辺のフィールドワークを行った。データ入力は、豊臣秀吉発給文書・豊臣奉行人発給文書を中心に、古記録もあわせて約4000点に及んだ。研究会の成果の一部は、山本博文・堀新・曽根勇二編『消された秀吉の真実』(柏書房、2011年)として公表した。今年度の活動は、1)研究報告会、2)史料調査、3)打ち合わせにまとめられる。1)研究報告会6月30日に山本博文「「人掃令」と「身分法令」」を開催したほか、9月15日、11月30日、1月26日、3月30日の5回実施した。11月30日に大阪城天守閣会議室で行ったほかは、いずれも場所は東京大学である。史料解釈や豊臣政権論をめぐって有意義な研究報告とそれをめぐる討論であった。2)史料調査8月4日に東京大学史料編纂所、9月7日10日に名護屋城博物館・名護屋城跡・柳川古文書館・九州国立博物館・福岡市博物館調査、9月15日に前田育徳会尊経閣文庫、9月29日30日に上越市立総合博物館、11月16日17日に大阪城天守閣・龍野歴史文化資料館、11月30日12月1日に大阪城天守閣・堺市博物館、2月22日に和歌山県立博物館、3月9日に長浜城歴史博物館・彦根城博物館で史料調査を行った。史料所蔵機関の都合によって、史料閲覧のみの場合と、史料撮影を行った場合とある。収集した史料は、豊臣関係文書のデータベース作りに活用している。3)打ち合わせ4月7日、6月30日、8月4日、8月11日、8月25日、9月7日、9月15日、1月26日、2月3日、2月17日、3月30日の11回行った。この他にも随時、E-mailによる意見交換を行っている。4月7日に共同研究体制の確認と今年度の予定を決定したほか、豊臣関孫文書目録の作成方法について議論を重ね、浅野長吉・石田三成・小西行長・前田玄以・五奉行連署奉書などを作成中である。奉行人の奉書だけでなく、豊臣秀吉発給文書における取次文言についてもデータベース化を考えている。平成21年度に引き続き、活動の中心は史料調査、研究会、データ入力である。おもな史料調査先は、お茶の水図書館成簣堂文庫(千代田区)、五島美術館大東急記念文庫(世田谷区)、東京大学史料編纂所(文京区)、早稲田大学図書館(新宿区)、盛岡市中央公民館(盛岡市)、関宿城博物館(野田市)、行田市郷土博物館(行田市)、名古屋市秀吉清正記念館(名古屋市)、亀山城歴史博物館(亀山市)、長浜城歴史博物館(長浜市)、滋賀県立図書館(大津市)、京都府立図書館(京都市)、有馬記念館(久留米市)、国立晋州博物館(韓国晋州市)であるそれぞれ豊臣関係の史料を閲覧し、必要に応じて撮影または筆写した。また史料調査と併せて、盛岡城趾、関宿城趾、忍城趾、長久手古戦場、小牧城趾、大野城趾、関ヶ原古戦場、亀山城趾、佐和山城趾、賤ヶ嶽古戦場、阿弥陀ヶ峰、福岡城趾、熊川倭城、西生浦倭城、蔚山倭城、順天倭城などのフィールドワークを行った。研究会は4月・7月・9月・12月・2月に合計5回開催し、宇土細川家文書、秀吉遺言状、伊達政宗と取次、五奉行発給文書、惣無事令について関係史料を検討し、事実関係から豊臣政権の構造ゃ政権構想について議論し、理解を深めた。データ入力作業は、全国の博物館・資料館の図録に掲載されている豊臣関係史料を抽出して入力作業を進めた。今年度はおもに大阪城天守閣・長浜城歴史博物館の図録を対象とした。また、個々の奉行人や五奉行発給文書のデータ入力も継続している。平成22年度の活動によって、史料収集が一層進展するとともに、その解読・解釈およびフィールドワークを通じて、内容理解が深はった。例えば小牧・長久手の戦いに関する通説への疑問が生じ、それを史料解釈・地理など様々な角度から検証することによって、新たな見解を成立させつつある。その成果を平成23年度中には公表する予定である。平成21・22年度に引き続き、活動の中心は史料調査、研究会、データ入力である。

おもな史料調査先は、仙台市博物館(仙台市)、東北歴史資料館(多賀城市)、栃木県立博物館(宇都宮市)、芭蕉記念館(江東区)、東京大学史料編纂所(文京区)、早稲田大学図書館(新宿区)、共立女子大学図書館(千代田区)、金沢市立玉川図書館(金沢市)、長野県立歴史館(千曲市)、真田宝物館(長野市)、名古屋市博物館(名古屋市)、徳川美術館(名古屋市)、常滑市民俗資料館(常滑市)、亀山城歴史博物館(亀山市)、本居宣長記念館(松阪市)、甲賀市教育委員会(甲賀市)、笠岡市教育委員会(笠岡市)、広島県立博物館(福山市)、松涌史料博物館(平戸市)、国立民俗博物館・成均館(韓国・ソウル市)、万人義塚記念館(韓国・南原市)、国立海洋遺物展示館(韓国・木浦市)等である。それぞれ豊臣関係史料を閲覧し、必要に応じて撮影または筆写した。また史料調査と併せて、松代城址、亀山城趾、松阪城趾、福山城址などのフィールドワークを行って、豊臣期の遺構を実見した.研究会は5月・7月・9月・12月・2月に計5回開催し、豊臣蔵入地と奉行人の関係、肥後加藤家文書、五奉行の一人である前田玄以に関する研究、惣無事令に関する研究史整理、秀次事件について関係史料を検討し、事実関係から豊臣政権の構造や政権構想について議論し、理解を深めた。データ入力作業は、自治体史等の史料編や各種史料集から豊臣関係史料を抽出して入力作業を進めた。今年度はおもに『愛知県史』を対象とした。また、個々の奉行人や五奉行発給文書のデータ入力も継続しており、小西行長・石田三成のデータベースが完成した。平成23年度の活動によって、史料収集が一層進展するとともに、その解読・解釈およびフィールドワークを通じて、内容理解が深まった。それらの成果を、山本博文・堀新・曽根勇二編『消された秀吉の真実』(柏書房、2011年)を刊行した。
塩生植物を用いた干潟保全型持続的農業生産技術開発のための基礎的研究

本研究では,塩生植物の耐塩性因子であるグリシンベタイン(GB)の生理学的・生化学的機能を解明することによって植物の塩ストレス応答機構の詳細を理解するとともに,その結果を応用して21世紀の食糧増産へ向けて技術的側面から支援することを目的とした。3年間の研究成果を以下に要約する。1)耐塩性の遺伝形質は種子に蓄えられる。塩生環境下で植物が発芽するとき最も塩ストレスを受けやすい。塩生植物が発芽する機構を調べたところ,種子の中にグリシンベタイン(GB)を蓄積していることを初めて明らかにした。しかもその蓄積量は見事に耐塩性の強さに同調していることを明らかにした。2)塩生植物のライフサイクル塩生植物は種子中に蓄積したGBによって発芽時の塩ストレスを回避すること,発芽後は自らGBを誘導合成すること,成長期にはGBは光合成能を増強する可能性があること,成熟すると種子中にGBを蓄積することが明らかになり,GBという有機低分子化合物を巧みに利用しながら環境適応を計っていることが明らかになった。3)オオムギの耐塩性の品種間差に関する研究耐塩性既知のオオムギ葉中のGBをキャピラリー電気泳動法で定量し,判別関数Zを求め,オオムギの幼植物334品種のGBを定量したところ,GBの誘導量とZ値と耐塩性の強さが相関することを見出した。従って,オオムギの耐塩性強の品種を見つけるためにキャピラリー電気泳動法は簡便迅速な定量法であり,これを用いて品種選抜の一次スクリーニングが可能であることを示した。4)塩ストレス下で細胞中に誘導されるタンパク質について塩ストレス負荷植物にGBを投与し誘導されるタンパク質を調査した結果,ストレス下で光合成タンパク質であるプラストシアニンが誘導されることが分かった。これはGB投与により光合成系が活性化されたことを示唆した。葉緑体のチラコイド膜タンパク質の変化を調査中である。4)GBの機能(総括)GBは植物のライフサイクル全般にわたって耐塩性保持と細胞機能亢進に寄与していることを示した。本研究では,塩生植物を用いて干潟の保全と持続的生物生産を両立させる方策を開発することを目的とした。干潟に自生あるいは植栽されている塩生植物の耐塩性機構,特に,種子が海水濃度に近い塩を含む潟土に落ち,そこで発芽する時に受ける塩ストレスをどのように克服しているのか,この点を理解することを主眼とした。この観点から本研究では,特に塩ストレスを最も強く受ける種子の発芽時における塩ストレス応答を観測した。塩生植物として有明海干潟に自生するシチメンソウおよびハマヨモギを,耐塩性植物としては飼料用ビートを,その他耐塩性が弱いオオムギ,耐塩性を持たないソバやインゲンについて,それぞれの種子を異なる塩濃度を負荷した土壌で発芽栽培を行い,発芽に伴う耐塩性因子であるグリシンベタイン(GB)の挙動を筆者らが開発したキャピラリー電気泳動法によるGB分析法で追跡した。その結果,種子中のGB含量を測定したところ,塩生植物のシチメンソウやハマヨモギなどの種子中には比較的高濃度のGBが含まれており,またその他の好塩性植物のビートや比較的耐塩性のあるムギ類などの種子中からも低濃度のGBを初めて確認された。しかし、耐塩性を持たないソバやインゲンの種子からGBは検出できなかった。