hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新潟市赤澤保育所に関する基礎的調査研究

随って赤澤保育所を併設した年も明治26年ないしそれ以降である。当初保育料を徴収しなかったとされるが、塾の授業料が収入源としてあり、それを充当したことが考えられる。昨年度中に行った調査の内、大正末年から昭和20年まで同保育所保母であった小林イチ氏の聞き取り調査を基に新潟大学教育人間科学部紀要に「新潟市赤澤保育園における昭和初期の保育-当時の保母からの聞き取り調査による-」として、当時の保育内容・方法及ぴ保育所運営・財政、子ども及ぴ保母の生活様態について論文を投稿した。研究発表に関しては、本年度までに得た知見を基に教育史学会において「子守がいなくなる過程について」子守をする主体イコール学習者として、学習者の視点から学習が保障されるようになっていった小学校就学をめぐる明治大正期の杜会状況について研究発表を行った。また、昨年から本年度に掛けて収集した貴重な史・資料は整理統合し、保管(Back up)し、共有化を可能にした。紀要への共著投稿は以上の方法によりスムース且つ有意義に行うことが出来た。現存する新潟市の赤澤保育所は日本で最初に開設された保育所として、明治23年とも、同25年創立ともいわれた新潟静修学校に併設され、創設者赤澤鍾美の妻ナカが保育を手がけたとされていた。本研究では赤澤保育所設立の時期、位置、保育者及び当時の保育状況、社会的背景について明らかにすると共に、新潟県下の保育所がその精神をいかに継承して今日に至っているか聞き取り調査を行い検討した。また最近の保育動向を併せて検討した。明治期の新潟は西南戦争後に米価が高騰すると米作農民、特に地主が潤い、続く松方デフレにより更に大地主が数、規模ともに全国で群を抜くようになる。しかし日本海側ただ一つの開港場に指定された新潟港は治水工事が優先されて整備が遅れたために振るわず、人や物が鉄道によりもっぱら流出した。そうした中、歴代巡察使あるいは新潟奉行から越後女性は働き者との評価を得、やがて定着する一方で義務教育への就学率は低く推移した。赤澤庄吉は明治11年12月に新潟四番堀校の授業生補助として俸給二円で就業した。洲崎校、豊照校等を転任し、授業生採用試験が導入されれば合格後授業生免許状資格を有して更新・採用されるが、師範学校卒業者が講習を受講できても授業生は参加のみとされ、また俸給額も低額とされるなど冷遇され、明治26年3月新潟市立鏡淵尋常小学校を最後に準教員は全員解職される。この年赤澤は鍾美と改名して新潟静修学校を開塾し、9月から12月まで雇助手として小学校の代用教員にも臨時就業するが、以後小学校への就業はない。赤澤は静修学校生が幼弟妹連れで登校するのを許した。赤澤は26年6月半ば本町通7番町41番の地に静修学校を開く。赤澤と妻ナカとの結婚は明治28年末から29年にかけてであり、結婚後ナカが保育に携わることになるが、それ以前に保育が為されたとすれば赤澤の養祖母ナヨもしくは伯母イク等によってである。そこでの保育は運動場も器具(遊具類)もなく座ったまま二人で一つの机に向かっていたと明治26年生まれの入所者の談話にある。新潟新聞を見ると大正7,8年頃から託児所関連の記事が見えはじめ、新潟静修学校に関しては7年3月29日が最初である。その後年に一度ずつ取り上げられるようになり、大正15年になって「私立の託児所のうちに最も古い」とした内容の記事が掲載された。大正9年設立の新潟保育園と比較すると資産、経費とも小さく、保育料も1/3程度であった。同時期とされる鐘ヶ淵紡績東京工場託児所もめぼしい遊具などない類似性があった。昭和45年、平成13年頃の企業内保育所につき検討した。
消化管癌における細胞周期調節因子の遺伝子異常と遺伝子・染色体不安定性との関係

1.消化管癌における遺伝子および染色体の不安定性胃癌についてマイクロサテライト法を行い、replication error(RER)を約30%に認めた。若年者胃癌では、特にBRCA1領域のD17S855に高頻度であった。胃の腸上皮化生にも一部RERがあり、それは癌の周囲に限局していた。胃癌で4領域中2領域以上でRERを示す症例は、全体の約3%であったが、これらの50%は多発癌であった。胃癌および前癌性病変についてテロメラーゼ活性とhTRの発現を検討し、大部分の胃癌および一部の前癌性病変に活性および発現が認められた。胃癌と大腸癌の大部分ではテロメラーゼの強い活性と触媒サブユニットTERTの過剰発現はよく相関していた。また、腺腫および腸上皮化生の一部においても、TERTの発現が見いだされた。2.消化管癌における細胞周期調節因子の遺伝子異常胃癌、大腸癌ではcyclinEの遺伝子増幅と過剰発現が、癌の進行度と相関していた。CDC25Bの発現は、70%の胃癌で亢進しており、それは悪性度と相関する傾向にあった。CDKインヒビターp27の発現減弱は、胃癌、大腸癌ともに癌の悪性度(ステージ、深達度、リンパ節転移)と有意な相関性を示した。細胞周期調節因子の標的である転写因子E2Fに関しては、E2F-1遺伝子増幅が、胃癌、大腸癌でそれぞれ4%、25%に認められ、胃癌の40%において過剰発現が認められた。一方、E2F-3の発現は、70%の胃癌症例において減弱していた。3.テロメラーゼ活性と細胞周期調節因子との関係テロメラーゼ活性とcychinおよびCDKインヒビターの発現との関係を胃癌において検討し、p21、p27との相関はなかったが、cyclinEの過剰発現と相関する傾向が認められた。1)消化管癌における遺伝子および染色体の不安定性胃癌について遺伝子不安定性をマイクロサテライト法で検討し、replication error (RER)を高分化腺癌、低分化腺癌では30%に、スキスル癌では約70%に認めた。また、若年者胃癌では、約70%であり、特にBRCA1領域であるD17S855に高頻度であった。食道癌では、6領域について検討し、RERを33%に、loss of heterozygosityを5%に認めた。ミスマッチDNA修復系遺伝子の異常は、まず陽性コントロールとしてHNPCCについて検討し、多くにおいてhMSH2hとMLH1の変異を検出した。胃癌培養株では検索した範囲ではこれらの遺伝子に明らかな変異はなかった。胃癌および前癌性病変についてテロメラーゼ活性とその鋳型RNAであるhTRの発現を検討し、大部分の胃癌および比較的多くの前癌性病変において活性および発現が認められた。2)消化管癌における細胞周期調節因子の遺伝子異常胃癌、大腸癌ではcyclin Eの遺伝子増幅、食道癌ではcyclin D1の遺伝子増幅が特異的に認められるが、それぞれに過剰発現も伴っており、癌の進行度と相関していた。cyclin/CDK複合体の最終的活性に関与するCDC25Bの発現は、70%の胃癌で亢進しており、それは悪性度と相関する傾向にあった。CDKインヒビターでは、p21遺伝子の発現とp53遺伝子変異とに胃癌培養株では相関性が認められた。遺伝子変異はなかった。

食道癌培養株の多くにp16遺伝子の欠失を認めたが、胃癌では培養株、組織どちらにも異常は殆ど認められなかった。しかし、p16の発現低下は約20%の胃癌に存在し、深達度や進行度と相関していた。これには、プロモーター領域の高メチル化が関与しているものと考えられた。尚、1)と2)との相関性の検討は次年度の課題とした。1.消化管癌における遺伝子および染色体の不安定性胃の腸上皮化生における遺伝子不安定性をマイクロサテライト法で検討した。1領域でもreplication error(RER)を示すものは、坦癌症例の腸上皮化生の27%に認められ、全てが不完全型腸上皮化生であった。特に、RER陽性は、癌の周囲に限局しており、また癌と同一パターンを示すものも認められ、遺伝子不安定性に基づいたフィールド癌化の可能性が示唆された。大腸癌および腺腫についてテロメラーゼ活性を定量化して検討し、中等度異型腺腫の時点から強い活性を示すものが存在し、それは形態学的に核異型と相関することを明らかにした。最近、テロメラーゼの触媒サブユニット(EST2/TRT1)がクローニングされたが、その抗体を用いた免疫組織化学的検討で、胃癌、大腸癌ではそれが核に局在し過剰発現していることを見いだした。2.消化管癌における細胞周期調節因子の遺伝子異常胃癌、大腸癌におけるCDKインヒビターp27の発現をmRNAおよび蛋白レベルで検索した。胃癌におけるp27の発現の減弱は、mRNAでは40%、蛋白では60%の症例で認められた。胃癌、大腸癌ともに27の発現の減弱は癌の悪性度(ステージ、深達度、リンパ節転移)と有意な相関性を示した。3.テロメラーゼ活性と細胞周期調節因子との関係テロメラーゼ活性とcyclinおよびCDKインヒビターの発現との関係を胃癌において検討し、p21、p27との相関はなかったが、cyclinEの過剰発現と相関する傾向が認められた。多数例について検索し確認する必要がある。1.消化管癌における遺伝子および染色体の不安定性胃癌生検組織および手術材料について、D1S191,D17S855,BATRII,BAT40の4つのローカスの遺伝子不安定性をマイクロサテライト法で検討した。4領域中2領域以上でreplication error(RER)をしめす症例(mutator phenotype)は、胃癌全体の約3%であったが、これらの50%では、胃あるいは他臓器に別の癌が存在していた(多発癌)。さらに、一部ではミスマッチ修復系遺伝子の生殖細胞異変が認められた。胃癌および大腸癌について、テロメラーゼ活性および各種テロメラーゼコンポーネントの発現を検索した。胃癌、大腸癌どちらにおいても、大部分でテロメラーゼの強い活性と触媒サブユニットTERTの過剰発現が認められ、両者はよく相関していた。胃の前癌性病変である腺種においても、低いレベルながらテロメラーゼ活性が存在し、また腺種および腸上皮化生の一部において、TERTの発現が見いだされた。2.消化管癌における細胞周期調節因子の遺伝子異常胃癌、大腸癌について、細胞周期調節因子の標的である転写因子E2Fの遺伝子異常および発現を検討した。E2F-1遺伝子増幅は、胃癌、大腸癌でそれぞれ4%、25%に認められ、胃癌の40%において過剰発現が認められた。一方、E2F-3の発現は、70%の胃癌症例において減弱していた。CDKインヒビターp27の発現を胃癌原発巣と転移巣で比較すると、原発巣においてp27の発現が不均一で、転移巣での発現が殆どみられないものが多く、cyclinEの発現は、原発巣と転移巣で差は見られなかった。
遺伝子改変マウスを用いたタウ蛋白質とネスチンの象牙芽細胞突起形成における機能解析

本研究は、我々が新規象牙芽細胞分化マーカーとして特定したタウ蛋白質(Mapt)の象牙芽細胞突起形成における機能解析を目的とした。Maptノックアウト(KO)マウスを作出して解析した結果、象牙芽細胞分化における形態的な異常は認められなかったが、Microtubule-associated protein 1B(Map1B)の発現がMapt-KOマウスの象牙芽細胞において上昇しており、MaptとMap1Bが象牙芽細胞分化において機能的冗長性を持つ事が示唆された。免疫組織化学的にMaptとネスチンは、象牙芽細胞の最終分化と同時に発現しており、両者が象牙芽細胞突起形成と密接に関連することが示唆された。本研究の目的は、象牙芽細胞特有の細胞質突起(象牙線維)の形成メカニズムを解明するために、研究代表者がこれまでの研究から新規象牙芽細胞分化マーカーとして特定した、微小管関連蛋白の一種であるタウ蛋白質(Mapt: microtubule-associated protein tau)を中心に、細胞骨格関連因子の機能を解析することである。今年度はMaptとNestinの遺伝子改変マウスの作製に重点を置き、一方で象牙芽細胞様細胞株(MDPC23 cell)を用いた機能解析の検討、および、野生型マウスを用いた象牙芽細胞分化・成熟に伴うMaptとNestinの発現パターンの電子顕微鏡による詳細な解析を並行して行った。Maptの遺伝子改変マウスについては、CRISPR/Cassystemを用いて作製を行っており、現在、Maptヘテロマウスを3ライン繁殖させるとともに、Maptノックアウトマウスを作出し、それらの表現型解析を進めている。象牙芽細胞特異的コンディショナルノックアウトマウス作製のためのfloxマウスについては、まだ作出できていないため、今後さらに作製法を検討していく予定である。また、象牙芽細胞様細胞(MDPC23細胞)は他大学より入手し、突起形成のための至適条件を検討中である。電子顕微鏡によるMaptとNestinの発現パターン解析については、免疫組織化学における試料作製法について、その至適条件の検討を中心に進めている。研究実績の概要に記載したように、Maptノックアウトマウスについては作出に成功している。象牙芽細胞様細胞(MDPC23細胞)も入手して解析を進めているとともに、電子顕微鏡によるMaptとNestinの発現パターン解析も進んでおり、全体的な進捗状況としては問題なく行われている。研究代表者は、これまでの研究により微小管関連蛋白の一種であるタウ蛋白質(Mapt: microtubule-associated protein tau)を新規象牙芽細胞分化マーカーとして特定した。本研究は、象牙芽細胞特有の細胞質突起(象牙線維)の形成メカニズムを解明するために、象牙芽細胞における細胞骨格関連因子の機能についてMaptを中心として解析している。今年度は作製したMaptノックアウト(Mapt-KO)マウスの表現型解析に重点を置いて解析を行った。一方で、野生型マウスにおける象牙芽細胞分化・成熟に伴う発現パターンの詳細な動態解析を、Maptと中間径フィラメントで象牙芽細胞分化マーカーの一つであるNestinについて、免疫電子顕微鏡を中心とした免疫組織化学によって行っている。Mapt-KOマウスは、CRISPR/Cassystemにより作製したMaptヘテロマウスを3ライン確立し、その掛け合わせにより作出している。また、象牙芽細胞特異的コンディショナルノックアウトマウス作製のためのfloxマウスの作製も試みているが、未だ作出できず検討中である。Mapt-KOマウスにおいて、その歯牙形成に顕著な異常は認められず、象牙芽細胞の分化・突起形成も形態的には正常であった。そのため、現在、KOマウスにおける関連遺伝子・タンパクの発現変化を解析中である。免疫電子顕微鏡による野生型マウスにおけるMaptとNestinの発現パターン解析は、比較染色のための至適条件を整備中である。研究実績の概要に記載したように、Mapt-KOマウスを作出してその表現型解析も進んでおり、Maptの欠損による象牙芽細胞分化への影響や、その他関連因子の動態解析が進んでいる。細胞を用いた機能解析のための象牙芽細胞様細胞(MDPC23細胞)については、入手した2カ所の細胞ともに異常が認められたため解析を行うことができなかったが、電子顕微鏡によるMaptとNestinの発現パターン解析は順調に進んでおり、全体的な進捗状況としては問題なく行われている。本研究は、申請者がこれまでに新規象牙芽細胞分化マーカーとして特定したタウ蛋白質(Mapt: microtubule-associated protein tau)の機能解析を中心とした、象牙線維形成過程の解析を目的とした。CRISPR/Cassystemにより作製したMaptヘテロマウス3ラインからMaptノックアウト(KO)マウスを作出し、その表現型を生後1週20週の歯胚および歯牙について解析した結果、象牙芽細胞の分化過程における形態的に顕著な異常は認められなかった。脳神経においてMaptと機能的冗長性をもつ事が知られているmicrotubule-associated protein 1B(Map1B)と歯胚における発現が高いmicrotubule-associated protein 4(Map4)について、それらの象牙芽細胞における発現を野生型マウスとMapt-KOマウスとの間で免疫組織化学的に比較したところ、Map1Bの発現がMapt-KOマウスの象牙芽細胞において上昇していた。この事は、MaptとMap1Bが象牙芽細胞において機能的冗長性を持つ事を示唆している。

そこで、今後MaptとMap1Bを同時にノックアウトすることによる解析を行う必要性が生じたため、現在、Map1B-KOマウス作製まで完了し、その表現型解析とダブルKOマウス作製の準備を行っている。一方、Maptと従来から象牙芽細胞特異的マーカーとして知られている中間径フィラメントの一種であるネスチンについて、野生型マウスにおける発現パターンを他の象牙芽細胞分化マーカーであるI型コラーゲン(Col1a1)、象牙質シアロリンタンパク質、オステオカルシンと比較解析することにより、両者が、Col1a1の発現に伴うコラーゲン性基質産生と象牙線維の形成が開始するのと同時に発現することを明らかにした。本研究は、我々が新規象牙芽細胞分化マーカーとして特定したタウ蛋白質(Mapt)の象牙芽細胞突起形成における機能解析を目的とした。Maptノックアウト(KO)マウスを作出して解析した結果、象牙芽細胞分化における形態的な異常は認められなかったが、Microtubule-associated protein 1B(Map1B)の発現がMapt-KOマウスの象牙芽細胞において上昇しており、MaptとMap1Bが象牙芽細胞分化において機能的冗長性を持つ事が示唆された。免疫組織化学的にMaptとネスチンは、象牙芽細胞の最終分化と同時に発現しており、両者が象牙芽細胞突起形成と密接に関連することが示唆された。概要と達成度の欄に記載した内容に基づき、1)Mapt-koマウスの表現型解析、2)その他の遺伝子改変マウスの作製の継続とそれらの表現型解析、3)MDPC23細胞による機能解析、および4)電子顕微鏡による象牙芽細胞突起形成におけるMaptとNestinの発現パターン解析を今後も継続して行っていく。概要と達成度の欄に記載した内容に基づき、1)Mapt-KOマウスにおける、細胞骨格に関連する各種因子の発現について、野生型マウスとの間でマイクロアレイ解析などで比較して表現型分析するとともに、2)その他の遺伝子改変マウスの作製の継続とそれらの表現型解析を行う。また、3)電子顕微鏡による象牙芽細胞突起形成におけるMapt、Nestinの発現パターン解析を継続して行い、その結果を基に各種の象牙芽細胞分化タンパクの発現パターンとの関連についても新たに解析していきたい。口腔組織学遺伝子改変マウスの作出に若干の遅延が生じたため、それらの表現型解析に対する費用と、さらなる遺伝子改変マウスの作製費用を次年度に回す必要性が生じたため。Mapt-KOマウスの表現型解析の結果、マイクロアレイ解析等の新たな遺伝子解析と、それに伴う遺伝子改変マウスの作製の必要性が生じたため。
認知症者を対象とした情報支援パートナーロボットの開発

認知症者数は増加傾向にあり、社会的にもその対応の重要性が指摘されている。本研究では、支援機器の観点からコミュニケーション・ロボットの機能を見直し、認知症者の障害特性に合わせて、日時の把握、スケジュール管理、行動支援までの一連の活動を支援するパートナーロボットを開発し、その効果を生活場面において実証する。認知症者の特性把握では、認知機能と情報支援方法の関係を横断的に調査し、マップを作成することで今後の技術開発にも貢献する。本研究では、支援機器の観点からコミュニケーションロボットの機能を見直し、認知症者の障害特性に合わせて、日時の把握、スケジュール管理、行動支援までの一連の活動を支援する情報支援パートナーロボットを開発することを目的とする。本年度は,一年次に開発した「注意喚起」「情報伝達」の構造を含む対話型情報支援プログラムをパートナーロボット・システムに実装し、軽度認知症者を対象とした試用実験により、機能評価およびロボットの音声合成、音声認識に関する実験を行った。・5名の軽度から中等度の認知症者を対象に使用実験を行い、約90%の割合で、情報支援パートナーロボットからの呼びかけへの反応、伝えられた情報の取得を適切に行えることが確認できた。この結果から、人同士の対話の構造が、認知症者とものの対話に適用できること、認知機能障害を持つ認知症者にも応用できることがわかった。・軽度認知症者に聞き取りやすいロボットの音声合成の特性を調べるため、まずは健常高齢者20名の聞き取り評価実験を行った。・認知症者とロボットとの対話における音声認識精度を向上させるために、相槌における機能と発音のゆれを分類・整理して認識モデルを構築し、実際の対話データを用いて評価実験を行なった。・その後、軽度認知症者に聞き取りやすいロボットの音声合成の特性を調べるため、軽度認知症者20名の聞き取り評価実験を行った。その結果、聞き取ることができる音量は、個人の聴力によって異なるが、子供の音声が聞き取りにくく男性音声が聞き取りやすい傾向にあることがわかった.特に、男性音声、基本周波数120Hz、5mora/sが聞き取りやすい音声であることが確認できた。・認知症者とロボットとの対話における音声認識精度を向上させるために、相槌における機能と発音のゆれを分類・整珪して認識モデルを構築し、実際の対話データを用いて評価実験を行なった。<国リハ・東大>パソコンやスマートフォンなどの外部デバイスからスケジュールを入力し、前年度までに作成したロボットシステムから対話によって情報支援を行うことが可能なソフトウェアを作成した。入力したスケジュール支援情報は、指定時間にメールでロボットシステムに送信され、ロボットシステムにインストールされたメーラーが自動で読み込み、プログラム通りに情報支援を作動する。ソフトウェアは様々なデバイスで使用できるように、汎用的なスケジュールソフトをベースに作成した。若年者数名および施設スタッフ2名の試用評価から、スケジュールの入力、情報支援シナリオの作成、パートナーロボットシステムへの送信を行えることを確認した。<産総研>パートナーロボットシステムから利用者に呈示する音声情報に対して、利用者が発する広義の相槌を分類し、肯定、否定を含む11種類のカテゴリを定義した。収録した実際の発話データの形態素解析により単語の出現頻度の累計を求めて表示するとともに、これに基づいて音声認識用の統計的言語モデルを構築した。この言語モデルを用いて、利用者の発話を上記のカテゴリに識別する実験を行い、記述文法と比較して認識率の向上と統計的手法の有効性を確認した。これまで認知症を含む高齢者の対話音声認識の事例は少なく、有効性を系統的に実証した点で意義深い。
アジアの荒廃地で森林再生に不可欠な菌根菌を探る

外生菌根菌は樹木に土壌養分を供給する共生微生物で、宿主樹木の成長や定着に決定的な役割を果たす。本研究では、インドネシアの熱帯フタバガキ林の火災跡地、および中国東北部のアルカリ塩類土壌地域において、最新の分子生物学的手法に基づく菌種同定法を利用し、樹木の定着初期に共生する外生菌根菌群集の特徴を明らかにした。森林形成過程においては外生菌根菌(以下,菌根菌)の機能が決定的な役割を果たしていることが明らかにされている,日本で得た基礎的な知見がアジアの荒廃地の森林再生に直接役立つ訳ではない。そこで本研究課題では,アジアで深刻な問題となっている荒廃地において樹木の定着を促進する菌根菌を見つけることを目的としている。本年度は以下の研究を実施した。1.熱帯フタバガキ林およびその火災跡地の菌根菌群集インドネシア東カリマンタン州の熱帯フタバガキ林とその火災跡地において菌根を採集し,DNA解析によって菌種の同定を行った。火災の被害を受けていない熱帯フタバガキ林では,ベニタケ属やイボタケ科を中心とする多様な菌根菌群集が見られた。一方,火災の被害を受けた場所では,菌根そのものがほとんど見られないこと,萌芽再生しているCotylerobiumにはわずかではあるが菌根が見られること,菌種は無被害林と大きく異なることなどを明らかにした。2.中国東北地方のアルカリ塩類土壌地域の菌根菌群集伐採・過放牧によってアルカリ塩類土壌化が進行している荒廃地から採取した菌根を調べた。調査地の外生菌根性樹種はモンゴルヤナギのみであった。一般に酸性を好む外生菌根菌が多いが,pH10といった強アルカリ土壌でも菌根の形成が見られた。現在菌種をDNAによって同定する作業を行っているが,これまでにワカフサタケ属やアセタケ属が同定されている。森林形成過程においては外生菌根菌(以下、菌根菌)の機能が決定的な役割を果たしていることが明らかにされており、アジアの荒廃地においても菌根菌が樹木の定着に重要であるものと推測される。しかし、アジアの荒廃地にどのような菌根菌が存在しているのかと行った、最も基礎的な憤報がないのが現状である。本研究課題では、インドネシアの熱帯低地林火災跡地と中国北部のアルカリ塩類土壌地域において、どのよっな菌根菌が存在しているのかを調べることを目的としている。本年度は以下の項目を実施した。1.熱帯フタバガキ林およびその火災跡地の菌根菌群集インドネシア東力リマンタン州の熱帯フタバガキ林とその火災跡地において菌根を採集し、DNA解析によって菌種の同定を前年度行った。検出されたベニタケ科やイボタケ科、カレエダタケ属、テングタケ属など、主要な菌群についてrDNAのITS領域およびLSU領域のデータを基に、既知の菌種との分子系統解析を行った。その結果、チチタケ属やイボタケ科、カレエダタケ属などの多くの菌種は、アフリカ、セイシェル諸島などの菌根菌から派生していることから・ゴンドワナ大陸に起源を持つものが多いと推測された。一方、テングタケ属などは北半球の温帯起源であるものと推測された。2.中国東北地方のアルカリ塩類土壌地域の菌根菌群集伐採・過放牧によってアルカリ塩類土壌化が進行している荒廃地から採取し、DNAによって菌種を同定したところ、子嚢菌の一種であるGeopora sp.が優占していることが明らかとなった。菌根菌の種数は少ないものの、アセタケ属、ワカフサタケ属、イボタケ科などの菌種が存在していることが明らかとなった。これまでアルカリ塩類土壌地域の菌根菌の組成は調べられていないほか、Geoporaが優占する菌根菌群集も前例がなく、国際的にも新規性の高い成果である。森林形成過程においては菌根菌の機能が決定的な役割を果たしていることが明らかにされたが、日本で得た基礎的な知見がアジアの荒廃地森林再生に直接役立つ訳ではない。そこで本研究課題では、フタバガキ科の優占するインドネシア熱帯雨林とその火災跡地、中国東北地方で伐採・過放牧によってアルカリ塩類土壌化が進行している荒廃地を対象に学術調査を行い、どのような外生菌根菌が存在しているのかをまず明らかにすることを目的とする。昨年度までの解析により、インドネシアのフタバガキ林の主要な菌根菌種は同定されていたが、その宿主となっている樹木については不明なままであった。そこで、菌根から抽出したDNAから葉緑体DNAのシーケンスを行い、樹種の同定を行った。その結果、フタバガキ科樹木の優占率は約7割程度で、ブナ科樹種も2割以上の土壌サンプルに含まれることが明らかとなった。胸高断面積合計ではブナ科樹木の優占度はフタバガキ科の20分の1にも満たない。

これまでフタバガキ科ばかりが注目されていた東南アジアの熱帯雨林だが、菌根菌の宿主としてはブナ科樹木も無視できない存在であることが解明されたのは新規性が高い。中国のアルカリ塩類土壌の菌根菌に関する知見は国際誌Mycorrhizaに掲載された。これまで強アルカリ土壌の菌根菌の知見は乏しく、新規性が高い。
磁気ヘリシティー注入法によるスフェロマックプラズマの長時間電流駆動実験

スフェロマックプラズマは磁気核融合閉じ込めプラズマの一種であって,主要な閉じ込め磁界成分を内部電流自身によって発生することを特徴としている。そのために極めて単純なマグネット構成でプラズマを閉じ込めることができることから,将来の炉心としての発展が期待されている.このスフェロマックの内部電流を定常的に維持するために提案されている方式の一つが磁気ヘリシティー注入法であって,外部より磁束のねじれを注入することにより,内部の磁束のねじれを維持して,結果として内部電流を維持するものである。本磁気ヘリシティー注入法においては,外部よりポロクダル成分の電流を駆動してヘリシティーを注入する同軸型プラズマ銃方式と,トロイダル成分の電流を駆動するOH変流器方式を採用して,それぞれをスフェロマック発生装置TS-3に適用して内部電流の維持を試み,その特性を検討したものである。TS-3によって発生されるスフェロマックプラズマは大半径約20cm,小半径1520cmのもので,温度は1020eV,電子密度は(25)×10^<14>cm^<-3>程度である。このプラズマの自然減衰時間は約3040μsであるが,本研究の成果としてヘリシティー注入によって35倍の時間にわたって配位を維持することに成功した。配位維持の機構に関しては,特にOH変流器方式を採用した場合に対して磁気測定および光学測定を行い,ヘリシティー注入時のプラズマの電磁流体的挙動の役割を明かにすることができた。時に光学測定においては円環トロイダル面領域に対する可視光計算機トモグラフィーを新たに開発して,トロイダル不安定モードの時間発展を観察することに成功した。この結果,OH変流器によって駆動されたトロイダル電流は,トロイダルモードn=2,3のキンク不安定によってポロイダル電流を発生し,結果としてスフェロマック固有の磁気配位が長時間にわたって維持されていることを見出した。スフェロマックは核融合磁気閉じ込め方式の一種であって,主にプラズマ中を流れる内部電流によって閉じ込め磁界を発生する。一般にプラズマは抵抗を有し,内部電流はそれによる減衰を起こすから,スフェロマックを定常的に維持するには何らかの電流駆動を必要とする。本研究においては,中心変流器を用いた誘導的OH法,および電極を用いたDC法によって,抵抗減衰時間の数倍の長さにわたって配位の維持を可能ならしむる手段を研究することを目的としている。平成2年度においては,3年計画の初年度として周辺設備の整備と予備的実験の着手を行った。まず,プラズマ配位の維持を確認するための計測手段の一つとして,可視光トモグラフィ-装置の製作と,像再生アルゴリズムの研究を行った。装置としては将来の三次元像の再生を目標としてCCDアレイを用いた検出部を開発し,またアルゴリズムとしてフ-リエ・ベツセル展開法および非対称ア-ベル変換法を開発,研究してその実用性を確認した。次に主要実験装置であるTSー3スフェロマック発生装置に関連しては,コンデンサバンクの200KJへの増力,および,それに接続するOH法のOHコイルの製作を行った。一方予備的実験としては,長時間配位維持において問題となるプラズマの磁気緩和現象およびその時に重要な役割を演ずる磁気リコネクション過程についての実験研究を行なった。この研究において,従来理論的のみに検討されていた磁気リコネクション過程における磁界の3次元効果に関して,理論を確認するところの明解な実験現象の測定に成功した。その成果はPhysical ReviewLetters誌,IAもA核融合。プラズマ物理国際会議,さらには米国APS会議招待講演,Physics of Fluids誌,等にて発表を行い,注目を集めることができた。

スフェロマックは自己電流によって閉じ込め磁界を発生するプラズマ閉じ込め方式であり,その磁界構造の長時間維持のために磁気ヘリシティ-注入法が有力視されている。その具体的方法として平成3年度においては,中心変流器を用いて誘導的にヘリシティ-を注入する“OH法"の実験を行なって,その特性を検討した。実験においてはTSー3スフェロマック発生装置の中央対称軸に沿って外径10cmのステンレス被覆の変流器を設置して,それにコンデンサバンクからパルス巾250800μsの電流を供給し,スフェロマック内に最大40kAのトロイダル電流を誘起させた。この時の磁界構造をプラズマ可視光形状の時間変化を,磁気プロ-ブアレ-と3方向×10チャネルの可視光計算機トモグラフィ-システムによってそれぞれ観測した。その結果,スフェロマック固有の磁界構造は,約34倍の時間にわたってヘリシティ-注入を行わない場合に比較して長く維持されることが判明した。しかし,あまり強力に注入を行うと逆に構造の崩壊を引き起こす事も判明し,動作条件には最適値があることを見出した。ヘリシティ-注入に伴う磁束変換機構を解析する目的で,中央断面上の可視光発光分布のモ-ド解析を行った結果,長時間維持が行われている場合にはトロイダルモ-ドn=3から2,1へと逆カスケ-ドのモ-ド励起が行われるに対して,強力注入で構造崩壊を引き起こす場合にはn=1,2,3と順カスケ-ドのモ-ド励起が行われていることを見出した。これ等の観測結果をMHD計算機シミュレ-ション結果を対比させてみると,大筋において特性の一致が見られることがわかった。強力注入で安定に配位を維持することを目的として安定化導体の設置等の実施を検討しているが,それとは別の方向としてトカマクと同様な外部トロイダル磁界の印がが有用ではないかと考えてそれについての実験を開始した。スフェロマックプラズマの電流維持を達成するための磁気ヘリシティー注入法についての実験研究を行ってきた。過去2年間に行った予備的実験を受けて、本年度は特に有力と思われる“OH法"についての研究を行った。このOH法は、中心対称軸に沿って設置した変流器によって、プラズマのトロイダル電流を誘導励起するもので、これによってスフェロマックの寿命を34倍に延ばすことに成功した。しかしながら実験で得られたスフェロマックは自由境界を有するために巨視的不安定の発生が避けられず、OH電流のパルス長に比べると短い時間しか配位の維持が行われないことが判明した。そこで、この問題を解決するために、OHコイルの中心に中央導体を挿入して、そこに電流を流すことによってトロイダル磁界を発生させ、スフェロマックの表面にトロイダル磁界を印加することを試みた。この配位はスフェロマック配位というよりも、どちらかというとトカマク(特に極低アスペクト比トカマク)に近いものであるが、長時間電流駆動という観点からはスフェロマックより約2倍程優れた特性を示すことが確認された。この両配位の持続特性の違いが、如何なる原因によるかを明かにするための研究を行う必要が出たと判断した。
3β-HSD欠損症に特有な多重抱合型胆汁酸異常代謝物の構造決定と臨床診断法の確立

先ず、患者尿の予備的LC-MS分析の結果から、-連の"異常胆汁酸多重抱合体"は、3β, 7β-dihydroxy-5-cholenoic acidの3-硫酸, 7-Nーアセチルグルコサミン, 24-グリシン(あるいはタウリン)抱合体を基本とし、これに水酸基やオキソ基が付加したもの数種が存在することが予測された。先ず、本化合物群の合成に取り掛かることとした。目的とする多重抱合体はいずれも3β,7β-dihydroxy-Δ^5構造を有し、互いに構造が酷似する。このような代謝物相互の高効率合成には原料ステロイドへの位置、並びに立体選択的な水酸基の導入法の確立がポイントとなるものと考えられた。そこで、同じ3β-hydroxy-Δ^5構造を有するコレステロールを用いて、ジオキシラン類による一段階遠隔水酸化反応法について検討を加えた。その結果、ethyl(trifiuoromethyl)dioxiraneを反応系中でin siru発生させると、最も簡便かつ高効率にコレスタン側鎖のC-25位を直接酸化できることを見出した。さらに、得られた25-ヒドロキシコレステロールから、種々の生体内オキシステロール類(24-ヒドロキシコレステロール, 24-オキソコレステロール等)へ短段階で導くルートも併せて開拓した。ここで得られた知見を基に、次いで33-hydroxy-Δ^5胆汁酸を原料として一連の胆汁酸多重抱合体の標品合成を行なった。また、LC-ESI/MS法で生体試料中の微量物質を高精度に定量するには、適切な内部標準化合物(IS)が必須となる。そこで、IS候補化合物数種を分子設計して化学合成を行ない、これを用いてELSD-HPLCによる目的多重抱合体のプレリミナリーな分析条件を検討した。その結果、3β-sulfooxy-7β-hydroxy-24-nor-5β-cholanoic acidをISとして用いるとき至適分析条件が確立できることが判明した。現在、LC-ESI/MSにて分析メソッドのバリデーションを行うと共に、生体試料から標的多重抱合体の効率的な抽出条件にも検討を加えている最中である。
水産重要種カワヤツメの性成熟制御機構解明のための分子生態学的アプローチ

水産重要資源であるヤツメウナギ類の資源管理・保全を目的として,分子生態学的手法を用いた性成熟制御機構の解明を目指した.分子遺伝学的解析の結果,正の淘汰を受けた遺伝子領域の存在が示唆され,そこに含まれる機能遺伝子の転写調節に影響をもたらすことが期待される構造変異の存在を明らかにした.また,生態調査を加えることで,性成熟制御に関わる成長や脂肪蓄積に,餌資源が重要な要因となっていること,および資源維持には,集団間の交流が必要であることが示された.ヤツメウナギ類における性成熟機構解明のために,淘汰を受けている遺伝子座の探索を実施した.昨年度において,遺伝子座Lc-locus1が淘汰を受けており,この遺伝子座が浸透圧調節に関与することが報告されているバソトシン前駆体の約6000bp上流に座位することが推定された.そこで本年度は,バソトシン前駆体の転写調節機構を解明するために,当該遺伝子座の上流領域の塩基配列分析を行った.その結果,上流約100bpに存在し,プロモーターの一領域として重要な役割を担うことが知られているグアニン四重鎖において,2塩基が関与する変異が存在することが明らかになった.この変異パタンを異なる生活史集団間において比較し,アウトライアー解析を行った結果,正の淘汰を受けている可能性が示唆された.これらのことから,浸透圧調節に関わる遺伝子座そのものが淘汰を受けていることが推定され,この遺伝子が生活史の決定の一端を担っている可能性が明らかになった.また,カワヤツメについて,生活史変異と集団構造との関連を明らかにするために,マイクロサテライト分析による集団遺伝学的解析を行った.その結果,回遊型集団間においては,頻度の高い遺伝子流動が継続的に生じており,これにより集団サイズが維持されていることが示唆された.さらに,実験条件下における個体の成長パタンを検討した.その結果,天然餌料と人工餌料との混合餌を与えることにより,高い成長が示された.ただし,夏期における成長の停滞が確認され,餌条件に加えて,水温条件も個体の成長に対して重要な要因となっていることが示唆された.また,性成熟の引き金となる変態の開始が,一部の個体で確認され,いずれの個体においても,変態直前には高い肥満度を保持していた.これらのことから,十分な成長と栄養蓄積が性成熟の開始に関与している可能性が明らかにされた.ヤツメウナギ類における性成熟機構解明を目指し,昨年度までの研究において,淘汰を受けていることが推定された遺伝子座Lc-locul1を対象に,周辺領域における関連遺伝子の探索とその転写調節に影響を与える構造変異を解析した.多くの脊椎動物において浸透圧調整にかかわるバソトシン前駆体配列の上流域について,塩基配列構造の解読をした結果,上流側1000bp以内に,3つの主要な変異領域が認められた.このうち2つは,マイクロサテライト構造を呈しており,残り1つは,グアニンが連続する配列の中に認められた.これら領域の変異パタンを,遡河回遊型カワヤツメ集団と河川陸封型カワヤツメ集団との間で比較した結果,生活史の違いに対応した変異パタンは検出されなかった.また,河川型の生活史を持つ近縁種スナヤツメ北方種について同領域を解読した結果,類似する変異を示したが,種特異性は認められなかった.そして,両種間で当該領域の塩基配列を比較した結果,約98%の相同性を示した.これらのことから,当該領域は高い保存性を示しており,バソトシン前駆体の転写調節に重要な役割を果たす領域であることが示唆された.また,ヤツメウナギ類資源の保護管理上に必要な遺伝的構造および遺伝子流動パタンを明らかにするために,昨年度までの河川集団間の比較に加えて,河川内における遺伝的構造を調査した.その結果,支流集団間において遺伝的分化の存在と遺伝子流動の阻害が示された.このことから,河川内に設置された堰堤等の人工構造物や夏季に河川下流域に形成される温水域が,ヤツメウナギ幼生の移動の妨げとなっていることが考えられる.このような自由な交流の阻害は,ヤツメウナギ類の河川生活期における生息地あるいは繁殖地の喪失をもたらす可能性を有しており,資源の維持管理を行う上では,これら障壁を排除することの重要性が示唆された.水産重要資源であるヤツメウナギ類の資源管理・保全を目的として,分子生態学的手法を用いた性成熟制御機構の解明を目指した.分子遺伝学的解析の結果,正の淘汰を受けた遺伝子領域の存在が示唆され,そこに含まれる機能遺伝子の転写調節に影響をもたらすことが期待される構造変異の存在を明らかにした.また,生態調査を加えることで,性成熟制御に関わる成長や脂肪蓄積に,餌資源が重要な要因となっていること,および資源維持には,集団間の交流が必要であることが示された.ヤツメウナギ類における性成熟機構解明のために,淘汰を受けている遺伝子座の探索を実施した.本目標達成のためには,性成熟のタイミングが異なる回遊型集団と河川型集団を対象に,両生活史の差異を生み出す遺伝子の発見および機能・発現解析が必要である.このような遺伝子は,生活史変異に伴う淘汰を受けていることが予想されるが,機能遺伝子そのものの淘汰を検出することは困難を伴う.そこで,機能遺伝子の周辺に座位し,ヒッチハイク効果により同様の淘汰を映し出すことが期待されるマイクロサテライト領域の探索を行った.

中立仮説から逸脱したOutlier遺伝子座の探索を行った結果,異なる生活史を有する集団間でアリル組成の差異を有する遺伝子座が,正の淘汰を受けていることが明らかになった.この遺伝子座について,DNAデータベースを用いてホモロジーサーチを行った結果,当該遺伝子座の周辺に,浸透圧調整に関わるバソトシン前駆体および生殖腺発達や性行動に関連するゴナドトロピン放出ホルモン(GnRH)前駆体などが座位することが明らかになった.このため,これら遺伝子が性成熟制御に関与している可能性が示された.また,種内における生活史変異と集団構造を明らかにするためのマイクロサテライト分析により,複数の回遊型集団からなる大集団の存在が明らかになった.一方,性成熟に関与する生態的要因を明らかにするために,幼生個体の飼育実験を行った.特に餌条件に注目し,生息地から採取したリター,藻類,そして人工餌料を与え,成長追跡を行った.この際,体サイズや重量の計測に加えて,従来ヤツメウナギ類の変態に影響を与えることが指摘されている体脂肪量に注目し,これを測定するための近赤外分光分析法の開発を行った.これまでの実験においては,条件の違いにより,成長の差異が示された.現在最適な飼育方法の開発を含め,一連の実験を継続中である.研究実施計画において掲げた淘汰を受けている遺伝子の探索において,前年度と比べて,格段に精度の高い解析を行うことができた.そしてその結果として,性成熟に関与する候補遺伝子を明らかにした.さらにこの候補遺伝子について,上流領域の解析を進め,この遺伝子の転写に関わる領域そのものが正の淘汰を受けていることを明らかにすることができた.また,集団構造解析について,生息地のほぼ全域に渡る集団間の遺伝子流動パタンが推定された.この結果は,重要な水産資源であるカワヤツメの資源管理において,主要生息地域において資源を維持することは,生息地全体に渡る資源の維持・回復に寄与することを示唆する重要な知見であると判断される.さらに,飼育繁殖に関わる基礎情報の蓄積に成功したことは,将来の人為環境下における種苗生産や個体管理の上でも重要な意義を持つ.以上の成果について,学会発表を行うに止まらず,2報の論文(英語・審査有り)として発表することができた.これらのことから,本研究は順調に進展していると判断される.研究実施計画で掲げた淘汰を受けている遺伝子の探索において,その候補遺伝子を検出することができた.これにより,性成熟に関与することが期待される遺伝子の構造解析および発現・調節解析が可能となった.一方,性成熟に関与する生態的要因については,継続的な飼育が行えており,また非侵襲的な体脂肪量測定法の開発など,順調に進展していると判断される.当初の計画通り,ヤツメウナギ類の性成熟に関与する遺伝子の探索と候補遺伝子の機能解析および転写調節解析を行う.具体的には,これまでに明らかにされた候補遺伝子周辺の解読を進め,多型の検出や,それに注目した淘汰パタンの推定を行う.そしてこれらを通して,当該遺伝子の転写調節機構の解明を目指す.また,性成熟に関与する遺伝子は複数存在すると考えられるため,さらなる網羅的な探索を行い,候補遺伝子について,転写調節機構の解明を目指す.
針葉樹における近交弱勢が集団の遺伝的多様性維持に与える影響の評価

本研究の目的は,マツ科針葉樹アカエゾマツの孤立個体群の遺伝的多様性維持メカニズムを解明し,保全のための定量的な指針を提案することである.最終年度である本年度は,これまで得られたデータの解析と研究の総括を行った.前年度に引き続いて統計モデルによる解析を行った結果,受粉種子段階の自殖率はそれぞれ0.772・0.443,近交弱勢の強さ(他殖種子に対する自殖種子の生存率低下)は0.721と推定された.稚樹個体群に対しても同様の解析を行い,受粉稚樹段階までの近交弱勢の強さは0.730,受粉・稚樹段階における自殖率はそれぞれ0,386・0.176推定された.また,遺伝的な浮動の強さに影響するパラメータである有効集団サイズ(N_<ep>)を個体ごとの繁殖成功度から計算した結果,33.12(次世代の個体数が無限と仮定した場合)であった.次世代に更新する稚樹個体の数を変えてシミュレーションを行った結果,N_<ep>は約130個体(現在の分布面積の約30%に相当)を下回ったときに減少した.したがって,短期的な遺伝的多様性の喪失が起きないためには,少なくとも上記の個体数・面積を維持することが必要であるといえる.さらに,稚樹個体群において推定したパラメータを用いて,環境変動に対する次世代の適応ポテンシャルを維持できる個体数をシミュレーションによって検討した.結果,個体数が10個体を下回ったとき,次世代における量的形質の多様性が減少した.さらに,極端なものを含むいくつかの環境変動シナリオのもとで集団の適応度を推定した結果,個体数が10-20個体を下回ったとき,確率的な浮動によって集団の適応度が急激に低下する可能性が高くなることが示唆された.したがって,環境変動下で次世代の適応ポテンシャルを維持するためには,少なくとも10個体あれば十分であろうということがいえる.本年度は,マツ科トウヒ属の針葉樹であるアカエゾマツの近交弱勢の実態を解明するために,以下の3つの調査・解析を行った.まず,野外の個体群における生育段階ごとの近交弱勢の強さを調査するために,本年度はアカエゾマツ孤立個体群において調査を行った.具体的には,種子の遺伝子型と個体位置・個体サイズ・種子の充実率などの生態データをもとに種子成熟段階における近交弱勢の強さと自家受粉率を推定する手法を開発し,孤立個体群が強度の近交弱勢を持っていることを明らかにした.これは対象種を含む分類群におけるこれまでの予想とは正反対であり,針葉樹孤立個体群の保全を議論する際に有用な知見である.また,同じ調査地において稚樹個体群の遺伝解析を行い,近交弱勢によって近親交配由来の個体が淘汰されることで,次世代の遺伝的多様性にどのような影響をもたらすのかをシミュレーションによって解析した.解析の結果,調査対象の集団では生育段階の後期においても近交弱勢の影響が見られたものの,次世代の遺伝的多様性への影響はわずかであることが分かった.この結果は孤立個体群における近交弱勢の強さを定量的に明らかにしただけでなく,それが次世代の遺伝的多様性へどのような影響を与えるか検討したという点で,新しい知見であると言える.さらに,近交弱勢の原因である劣性有害遺伝子の保有頻度および多様性を調査するために,北海道の精英樹採種園において受粉実験を行った.来年度以降に詳細な遺伝解析を行い,劣性有害遺伝子の保有頻度・多様性を個体レベルで調査する予定である.昨年度に引き続き本年度は,アカエゾマツ孤立個体群における近交弱勢の強さを推定することを試みた.まず,孤立個体群の結実期における近交弱勢の強さを推定することを試みた.通常は受粉実験によって制御される花粉親の組成を,親子解析にもとづく花粉散布パターンから推定し,種子の生残率などの情報と統合することで,結実期の近交弱勢の強さを推定する手法を開発した.昨年度に行った解析では,早池峰山のアカエゾマツ孤立集団は,自殖種子の割合がきわめて高いものの,自殖に対する近交弱勢は強いということが示唆されたが,本年度に異なる仮定・データセットに基づいた解析を試した結果,一部の解析において昨年度とは異なり,孤立集団では結実期の近交弱勢が弱くなるという結果が得られた.これは現在の解析が不十分であるということを意味している.来年度も引き続き,この解析を行う予定である.さらに,同じ調査地において発芽以降の近交弱勢の強さを推定し,近交弱勢によって自殖・近親交配由来の個体を淘汰することで次世代の遺伝的多様性にどのような影響があるかを検討した.その結果,発芽以降の近交弱勢が集団の遺伝的多様性に与える影響は小さく,有効集団サイズが小さいことによる機会的損失(ボトルネック)の影響がはるかに大きいことが示唆された.この傾向は多種における研究結果とも概ね一致しており,近交弱勢は少なくとも種内の遺伝変異には大きな影響を与えないということが示唆された.

来年度はシミュレーションの改良を行い,より保全遺伝学的な観点から解析を行いたいと考えている.また,本年度は早池峰山においてアカエゾマツがわずかに開花したので,未成熟の種子および成熟種子を採取した.来年度はこれらの遺伝解析を行い,近交弱勢による淘汰が種子成熟のどの段階で起こるのか詳細に検討する予定である本研究の目的は,マツ科針葉樹アカエゾマツの孤立個体群の遺伝的多様性維持メカニズムを解明し,保全のための定量的な指針を提案することである.最終年度である本年度は,これまで得られたデータの解析と研究の総括を行った.前年度に引き続いて統計モデルによる解析を行った結果,受粉種子段階の自殖率はそれぞれ0.772・0.443,近交弱勢の強さ(他殖種子に対する自殖種子の生存率低下)は0.721と推定された.稚樹個体群に対しても同様の解析を行い,受粉稚樹段階までの近交弱勢の強さは0.730,受粉・稚樹段階における自殖率はそれぞれ0,386・0.176推定された.また,遺伝的な浮動の強さに影響するパラメータである有効集団サイズ(N_<ep>)を個体ごとの繁殖成功度から計算した結果,33.12(次世代の個体数が無限と仮定した場合)であった.次世代に更新する稚樹個体の数を変えてシミュレーションを行った結果,N_<ep>は約130個体(現在の分布面積の約30%に相当)を下回ったときに減少した.したがって,短期的な遺伝的多様性の喪失が起きないためには,少なくとも上記の個体数・面積を維持することが必要であるといえる.さらに,稚樹個体群において推定したパラメータを用いて,環境変動に対する次世代の適応ポテンシャルを維持できる個体数をシミュレーションによって検討した.結果,個体数が10個体を下回ったとき,次世代における量的形質の多様性が減少した.さらに,極端なものを含むいくつかの環境変動シナリオのもとで集団の適応度を推定した結果,個体数が10-20個体を下回ったとき,確率的な浮動によって集団の適応度が急激に低下する可能性が高くなることが示唆された.したがって,環境変動下で次世代の適応ポテンシャルを維持するためには,少なくとも10個体あれば十分であろうということがいえる.
サンプル値制御系の数値最適化に基づく多目的設計法

連続時間制御対象をディジタル計算機を用いて制御するサンプル値制御は広く行われている.サンプル値制御系の設計において,サンプル点間応答を完全に評価する手法は,単一設計仕様に基づく最適設計においてはほぼ確立している(サンプル値制御系の設計問題は仮想的な離散時間設計問題に帰着される).ところが,サンプル値制御系の多目的設計は,研究代表者らによるH_2/H_∞タイプの多目的設計を除いてほとんど議論されていない.本研究は,サンプル値制御系のH_∞/H_∞タイプの多目的設計問題を主に考察した.この多目的設計問題は,連続時間制御系設計でさえ,その本質的な双線形性から最適解を得ることは困難であることが知られている.この問題に対して,サンプル値制御系の設計問題を離散時間問題に帰着することは不可能であるが,最適値の上界および下界は有限次元凸最適化問題に帰着できることを示した.さらに,それらを用いた分枝限定アルゴリズムを提案し,サンプル値制御系のH_∞/H_∞タイプの多目的設計問題の数値最適化に基づく解法を与えた.具体的に必要となる計算は,線形行列不等式および離散時間H_∞制御問題(固有値問題)の求解である.サンプル値制御系に限らず,制御系の多目的設計問題を解くためには,しばしば双線形行列不等式を解かなければならない.そこで本研究では,双線形行列不等式の分枝限定法を用いた数値解法についても考察し,問題の幾何学的な性質に基づき,従来法より高速であることが理論的に保証される解法を与え,数値問題を通してその有効性を示した.連続時間制御対象をディジタル計算機を用いて制御するサンプル値制御は広く行われている.サンプル値制御系の設計において,サンプル点間応答を完全に評価する手法は,単一設計仕様に基づく最適設計においてはほぼ確立している(サンプル値制御系の設計問題は仮想的な離散時間設計問題に帰着される).ところが,サンプル値制御系の多目的設計は,研究代表者らによるH_2/H_∞タイプの多目的設計を除いてほとんど議論されていない.本研究は,サンプル値制御系のH_∞/H_∞タイプの多目的設計問題を主に考察した.この多目的設計問題は,連続時間制御系設計でさえ,その本質的な双線形性から最適解を得ることは困難であることが知られている.この問題に対して,サンプル値制御系の設計問題を離散時間問題に帰着することは不可能であるが,最適値の上界および下界は有限次元凸最適化問題に帰着できることを示した.さらに,それらを用いた分枝限定アルゴリズムを提案し,サンプル値制御系のH_∞/H_∞タイプの多目的設計問題の数値最適化に基づく解法を与えた.具体的に必要となる計算は,線形行列不等式および離散時間H_∞制御問題(固有値問題)の求解である.サンプル値制御系に限らず,制御系の多目的設計問題を解くためには,しばしば双線形行列不等式を解かなければならない.そこで本研究では,双線形行列不等式の分枝限定法を用いた数値解法についても考察し,問題の幾何学的な性質に基づき,従来法より高速であることが理論的に保証される解法を与え,数値問題を通してその有効性を示した.