hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ベクトル電場波形整形パルスによる時間反転対称性の破れた量子系の生成と制御

本研究代表者が有するベクトル電場波形整形技術の高強度化および高機能化に取り組み、キラリティ誘起の多体系量子状態制御に活用可能な光源として確立した。高いパルスエネルギーに耐えるために、回折格子対とマイケルソン干渉計を応用したベクトル電場波形整形装置を開発した。ベクトル電場波形整形パルスの物性研究への活用として、2次元電子系にベクトル電場波形整形パルスを照射した際のキャリア応答の測定および制御を試みた。その結果、エンベロープヘリシティでフリップする電流を観測した。これにより、本研究課題で提案した「ベクトル波形整形パルスによる二次元電子系の操作」に成功したものと考えられる。本研究課題は、テラヘルツ周波数帯で任意のキラリティを有する電磁場を生成し、それを用いて物質の時間反転対称性を破ることにより、静磁場を印加しただけでは実現し得ない動的な量子状態を実現することを目的とする。本研究は電磁波制御技術を物性物理学へ応用するためにテラヘルツ周波数帯まで拡張することで、固体物理学に光科学の立場から新たな手法と視点を持ち込むものである。目的を達成するために以下の手順を予定している。1ベクトル電場波形整形技術の高強度化と高機能化、時間分解偏光分光法の確立、2時間反転対称性の破れた量子系生成条件の理論的検討、32次元電子系試料の作成と評価、及び反強磁性体試料の合成と評価、4時間分解偏光分光法による動的に誘起された時間反転対称性の破れの測定、52次元電子系での光誘起量子ホール効果の測定と最適条件の探索、6反強磁性体での光誘起磁化の測定と最適条件の探索、7ベクトル波形整形パルスによる時間反転対称性の破れた量子系の制御このうち平成27年度は再生増幅器で生成された高強度パルスに対応したベクトル電場波形整形技術を構築し、パルスエネルギー270μJ、偏光回転周波数0.13.0 THzの高強度高機能なねじれ偏光パルスの生成を達成した。またこの波形整形されたパルスをテラヘルツ周波数のベクトル電場に変換するための光学系も完成した。時間反転対称性の破れを観測するための測定系の構築に着手し、低温強磁場環境を整備し試運転の段階まで完成させた。今後はこれらの個別に開発した実験系を1つにまとめ、対象となる試料を選定し、動的に量子状態を制御し時間反転対称性の破れを観測する。平成27年度は上記の計画の13までを完了する予定であった。1に関してベクトル電場波形整形技術の高強度化と高機能化は達成した。時間分解偏光分光法の構築に関して、物品は揃えたが未だ完成はしていない。2の時間反転対称性の敗れた量子系生成条件の理論的検討によって、必要な実験条件としてパルス電場強度2MV/cm以上、温度環境4.2100 K、また磁場による時間反転対称性の敗れ確認のため磁場環境2T以上と算出され実験環境構築における指針を示した。3に関して、2次元電子系試料は完成しているが時間反転対称性の敗れた量子系を実現するには伝導帯の電子密度の制御が重要であることが明らかとなったのでその改良中である。4における測定環境の整備は前倒しで行い、低温環境整備はテラヘルツ周波数透過窓を設置すれば完了する。本研究課題は、高強度かつ任意の電場波形を持つテラヘルツ周波数帯域のパルスを生成できる光学系を開発し、そのパルスを二次元電子系や反強磁性体の試料に照射することで電子系の時間反転対称性を破ることを目的としている。任意に偏光状態が制御されたパルスを照射することで、静磁場の無い環境でも静磁場の印加と同じ効果が発現される他、静磁場を印加しただけの平衡状態では実現し得ない動的な量子状態を実現することができる。平成28年度は、以下の研究実績をあげた。(28-1)様々な電子系に対応させることを見越し、高強度かつ任意の電場波形を持つテラヘルツパルスに変換する前の高強度近赤外域ベクトル波形整形技術を見直し広帯域化を図った。その結果パルスエネルギー270 μJ、偏光回転周波数0.110 THzの偏光回転パルスを実現した。そのパルスに対して、テラヘルツ周波数帯域のパルスに変換する光学系を測定系直前に配置し、テラヘルツ周波数帯域のパルスの発生を確認した。(28-2)電子系の量子状態の観測のために液体ヘリウム使用環境を完成させ冷凍機を試運転し試料温度4.2 Kを確認した。また強磁場を印加した対照実験のために超伝導マグネットによる試料印加磁場6 Tを確認した。二次元電子系として、GaAs/AlGaAsのヘテロ構造試料、および量子井戸試料を準備し、近赤外域波形整形パルスを照射し基礎データを取得した。その際にGaAsのバンドギャップ励起よりも低いエネルギーのパルス照射によっても伝導電子の化学ポテンシャルに変化見られた。この現象が時間反転対称性の破れに起因するものなのか検証実験を継続中である。高強度ベクトル波形整形技術と低温強磁場輸送測定技術という性質の違う分野を融合させた実験系を開発しているため、対処すべき技術的な問題は多岐に渡る。一例として、輻射熱を抑えた低温環境の試料に対して高強度なテラヘルツ波を照射するために適切なテラヘルツ透過窓を設置する必要があるが、素材が樹脂製のため断熱真空層の低温部の真空を維持するためには特殊な治具を設計する必要がある。

こうした諸問題を解決する目処は立っているが、任意の電場波形を持つテラヘルツパルスの照射による時間反転対称性の破れの測定には至っていない。近年、テラヘルツ周波数帯の円偏光照射によって半導体中の光生成電流の方向を切り替えられる現象が注目されている。本研究課題では、近赤外ベクトル波形整形技術により、直線偏光がTHz帯域の任意の周波数で回転するねじれ偏光パルスを生成した。THz電磁波に代わり、このねじれ偏光パルスを用いて、050THzの範囲で半導体中キャリアのTHz応答を調べた。モード同期Ti:サファイアレーザーからの光パルスを、ベクトル波形整形器に導入した。独立した直交偏光の各周波数成分の位相を、空間光変調器で任意に制御しフーリエ合成することで、任意のテラヘルツ周波数で回転するエンベロープヘリシティを生成する。試料は、Heクライオスタット内に置いた(001)面の変調ドープGaAs/AlGaAs量子井戸である。右回りねじれと左回りねじれとを光弾性変調器で50kHzに変調し、同期したヘリシティ依存光起電力をロックイン増幅器で検出した。電極間の領域にねじれ偏光パルスを照射した場合にのみ、大きな光起電力信号を観測した。ねじれ偏光パルスの持続時間を変化させて、光起電力信号のTHz周波数依存性を測定した。エンベロープヘリシティ周波数の増加に伴う光起電力信号の単調増加は、GDD 800020000 fs^2で観察された。偏光ねじれパルスのヘリシティの向きを逆転させると、光起電力信号の方向も正負が反転した。エンベロープヘリシティでフリップする電流を観測したことは、運動量方向にスピン分裂した伝導帯サブバンドの占有数が、ねじれ偏光パルスの照射で誘起されるラマンプロセスによって片方のスピンバンドに偏った結果と解釈した。以上の結果から、本研究課題で提案した「ベクトル波形整形パルスによる二次元電子系の操作」に成功したものと考えられる。本研究代表者が有するベクトル電場波形整形技術の高強度化および高機能化に取り組み、キラリティ誘起の多体系量子状態制御に活用可能な光源として確立した。高いパルスエネルギーに耐えるために、回折格子対とマイケルソン干渉計を応用したベクトル電場波形整形装置を開発した。ベクトル電場波形整形パルスの物性研究への活用として、2次元電子系にベクトル電場波形整形パルスを照射した際のキャリア応答の測定および制御を試みた。その結果、エンベロープヘリシティでフリップする電流を観測した。これにより、本研究課題で提案した「ベクトル波形整形パルスによる二次元電子系の操作」に成功したものと考えられる。現時点で研究開発に大きな問題は生じていないため引き続き上記の予定どおり遂行していく。開発が遅れている時間分解偏光分光法の確立については研究体制を強化し早急に実現する。キラリティを有するテラヘルツ周波数帯の電磁場によって時間反転対称性を破ることはあらゆる物質において起こる普遍的な現象である。したがって本研究に加えて、真空中の電子線などより基本的な系においてこの現象を実証する研究計画も同時並行で進め、その普遍性と関連性も検証していく。1近赤外域ベクトル波形整形技術の高強度化2テラヘルツ周波数パルスへの変換3低温強磁場中、電気伝導測定系の構築4二次元電子系試料の電子濃度制御と光照射輸送特性の確認目的達成に必要なこれらの各項目はほぼ完成段階にある。
ゲノム情報科学に基づく環境応答性プロモーターの動作原理の還元論的解析

H26年度はこれまで不可能であった「間にスペーサーを持つ転写制御配列」の予測法を確立した。新規予測法を用いて、NACファミリーの転写因子であるSOG1の結合領域を予測し、タンパク質-DNAのin vitro結合実験により予測を検証することができた。また、別の予測として、間にスペーサーを持つESRE(ERストレス応答エレメント)をERストレス応答のマイクロアレイデータから予測することができた。新規の予測法は上に挙げた種類の転写制御配列のみならず、間に1つスペーサーを持つ二部式の制御配列全般をカバーできているものと考えている。これらの結果は別のNAC型転写因子のターゲット配列の予測及び生化学実験による結合解析の結果と合わせて、投稿準備中である。また、過酸化水素処理に対する転写応答をマイクロアレイにより解析し、得られた結果から過酸化水素応答性転写因子間での支配関係をまとめて解析するスキームを検討した。H27年度(延長期間)は前年度行った改良型プロモーター予測の結果に基づき、環境応答性合成プロモーターを作成し、植物へ導入後機能評価を行った。また、予測の結果に基づき、推定される転写因子タンパク質とのDNA-タンパク質間の結合実験を行い、ポジティブな結果を多数得ることができた。後者の結果は転写ネットワークの実験的解明へ向けてスケールアップすることが可能であることが強く示唆された。27年度が最終年度であるため、記入しない。マイクロアレイデータをもとにした転写制御配列の予測のための情報基盤整備として次世代シークエンサーを用いたプロモーター位置の決定を行い、得られたデータを植物プロモーターデータベース(ppdb、http://ppdb.agr.gifu-u.ac.jp)へ取り込んだ。プロモーター予測精度の検証を光防御系遺伝子であるELIP2、根でのリンゴ酸搬出因子であるAtALMT1を例におこなったところ、90%以上の精度で新規転写制御因子を予測できることがわかった。合成プロモーターを作成し、植物体内における機能検証を行ったところ、UV-B、強光ストレス、低温ストレス、のすべてに快活な応答を示す系統を作成することができた。このプロモーターには2種類の転写制御因子が組合せて用いられているが、その向きや順番をすることによる効果を解析したところ、向き、順序共に変更しても機能に影響しないことがわかった。実験検証により確かめられたプロモーター予測の精度は期待以上であった。今後は、同定された2種類の転写制御配列の組合せによる環境応答性の「合成」のうちわけに迫って行きたい。また、複合ストレスに対する転写応答の増幅機構についてもアプローチしていきたい。
プロモーター領域の部位特異的siRNAによる発現強化の分子機構の研究

高等植物において、プロモーター領域にDNAメチル化を誘導すると、当該部位のクロマチンがヘテロクロマチン状態へと変化し、下流遺伝子の発現が抑制されると、一般的にはされている。本申請者は、導入遺伝子に起因するRNAサイレンシングの研究の過程で、発現が生じているプロモーター領域に、RNA干渉の方法を用いてDNAメチル化を誘導した。すると、予想に反して、下流遺伝子の発現がより強くなる事例を見いだした。本研究では、このプロモーター領域のDNAメチル化による発現強化の分子機構について明らかにすることで、これまでには知られていない発現調節機構を明らかにする。RNAサイレンシングを起こしている形質転換体において、導入遺伝子のプロモーター領域を標的とするRNAiコンストラクトを導入したところ、200塩基の長さのプロモサイレンシングは消失し、導入遺伝子の過剰発現が成立することが明らかになった。つまり、転写量が抑制された時のほうが結果として発現量が増加することがあることを示すことができた。当該プロモーター領域はメチル化されており、興味深いことに、次世代においてRNAiコンストラクトが交配により脱離しても過剰発現が維持されることが明らかになり、プロモーターの高次構造変化がトリガーとなるsiRNAが消失しても次世代に安定に伝わることが明らかになった。RNAサイレンシングを起こしている形質転換において、導入遺伝子のプロモーター領域を標的とするRNAiコンストラクトを導入したところ、200塩基の長さのプロモーター領域が下流遺伝子の転写を弱めることが明らかになった。興味深いことに、この結果、RNAサイレンシングは消失し、導入遺伝子の過剰発現が成立することが明らかになった。バイサルファイト法によってDNAのメチル化状態を調べたところ、標的プロモーター配列は高度にメチル化されていることが明らかになった。さらにヘテロクロマチンの指標であるH3K9ジメチル化も検出された。しかし、このプロモーターからは転写が持続しており、RNAサイレンシングが消失したことで過剰発現したものと推定された。これらの結果は植物の分子育種を行う多くの研究者にとって非常に重要な知見を与えたものと考えられる。
ラット骨格筋の形態や機能変化に伴うストレス蛋白質の発現応答

2.ラット胎児の下肢骨格筋において、Hsp72がすでに発現し、その発現が遅筋線維(type I fiber)特異的であることを明らかにした。また、発育にともない、ヒラメ筋内のHsp72は遅筋型のミオシン重鎖(MHCI)の増加にともない漸増した(J Appl Physiol 2003)。3.速筋化を引き起こすクレンブテロールを投与することにより、ラットヒラメ筋の単一筋線維内に、速筋型と遅筋型のミオシン重鎖が混在する筋線維が増大することを明らかにした(Acta Physiol Scand 2002)。4.長期間(9週間)のラット後肢懸垂により、著しく萎縮したヒラメ筋において、HSP72発現量はコントロール群の40%まで低下した。その後の回復2,4週目ではそれぞれコントロール群の1.6倍、1.7倍に増加し、回復8週目にコントロール群と同じレベルにもどった(Jpn.J.Physiol.2003)。実験1:ラット後肢に1時間熱ストレスを加え、その後のHSP72およびHSP60,HSC73の経時的変化を分析した結果、HSP60はヒラメ筋、足底筋ともに熱ストレス終了直後に一時的な発現量の増加が見られた。一方、HSP72は、ヒラメ筋では熱ストレス終了直後4時間のあいだに、足底筋では熱ストレス終了から36時間後にそれぞれ有意な増加が見られた。HSC73についてはどちらの筋でも変化は認められなかった。これらの結果は「Journal Applied Physiology(Vol 92,p1097-1103,2002)」に掲載された。実験2:局所麻酔薬であるbupivacaine(BPVC)をラットヒラメ筋に注入することにより筋線維を完全に破壊した後、新たに形成された再生筋線維内のHSP72の経時的変化について分析した。その結果、再生筋線維の横断面積の増加に先行してHSP72発現量の漸増が見られた。このことは、HSP72の発現が筋線維を形成するタンパク質の合成や保護に関与しているのではないかと推察され、これらの結果は「体力科学(vol51,p75-84,2002)」に掲載された。実験3:骨格筋の肥大や速筋化をもたらすクレンブテロール(clenbuterol, CLB)をラットに投与し、ヒラメ筋単-筋線維内のミオシン重鎖(myosin heavy chain, MHC)成分の分布変化を検討した。コントロール群のヒラメ筋単-筋線維ではslow typeのMHC Iのみが含まれるのに対して、CLB投与群ではslow MHC Iとfast MHC IIaやMHC IIxが混在しており、このようなfast MHC isoformsの発現がヒラメ筋の速筋化をもたらしていることを明らかにした。この結果は「Acta Physiologica Scandinavica(Vol176,p311-318,2002)に掲載された。1.ラット骨格筋の熱ショックタンパク質(HSP)72の発現を免疫組織化学的に分析した結果、胎児期においてすでにヒラメ筋、足底筋および腓腹筋深層部に発現が認められ、これはslow type I線維特異的な発現であることが明らかとなった。また、その発現量は生後8週齢までの発育にともなうヒラメ筋type I線維の割合の増加と比例して、漸増することが明らかとなった(J.Appl.Physiol.2003)。2.成熟ラット下肢骨格筋温を1時間42°Cまで上昇させ、その後回復60時間までの熱ショックタンパク質の発現量変化を分析した結果、腓腹筋深層部、表層部共に、HSP60は回復2時間後のみに有意な増加が認められた。一方、HSP72は、表層部と深層部では著しい違いがみられ、これは各部位の収縮あるいは代謝特性の違いに由来する可能性が示唆された(Muscle & Nerve,2003)。3.長期間(9週間)のラット後肢懸垂により、著しく萎縮したヒラメ筋において、HSP72発現量はコントロール群の40%まで低下した。一方、その後の回復2,4週目ではそれぞれコントロール群の1.6倍、1.7倍に増加し、回復8週目ではコントロール群と同じレベルであった。このような回復期のHSP72の一時的な増加は、筋(線維)サイズや線維タイプの回復変化と関連する可能性が示唆された(Jpn.J.Physiol.2003)。
ナノ粒子の比熱容量測定による低次元デバイ理論の実験的検証

低次元デバイ理論の実験的に検証するため、パルスチューブ冷凍機式断熱型熱量計により、金ナノ粒子の比熱容量測定を実施した。金のバルクの試験片を用いて、同様の測定を行い、測定結果を比較したところ、金ナノ粒子とバルクとの比熱容量値に違いがあることが判明した。特に温度が高くなるにつれて、その差は大きくなる。これは、ナノ粒子はバルクとは異なる熱特性を持つことを示唆している。本研究の目的は、ナノ粒子の微小熱容量測定を実現することにより、0次元系における物質の熱的性質を実験的に検証することである。本年度は、主に、(1)測定試料の選定、(2)ナノ粒子測定用小型セルの設計・試作、(3)比熱容量計測システムの整備、を行なったので報告する。詳細は以下の通りである。(1)測定試料の選定本研究における測定試料はナノ粒子である。1粒子の熱容量測定は容易ではないため、ナノ粒子をある程度まとめて測定することが必要となる。そこで、本研究では、粒径のばらつきが少ない、粒度分布が既知である微粒子粒径標準物質を選定した。選定材料は、NISTの金ナノ粒子標準物質(RM8011(直径10nm),RM8012(直径30nm),RM8013(直径60nm))である。また、バルク材とナノ粒子との測定比較を行なうため、金のバルク材を入手し、試料セルに合わせて加工を行なった。(2)ナノ粒子測定用小型セルの設計・試作ナノ粒子の微小な熱容量を検出するためには、熱容量測定のベースとなる試料セル自体の熱容量をいかに抑えるか、ということが課題となる。そこで、本年度は、既存の試料セルよりも質量が1/6程度である小型セルを試作した。温度計は直径1.2mm、長さ6mmの白金抵抗素子を用い、小型セルに設置した。(3)比熱容量計測システムの整備微小熱容量を検出するために、断熱制御に必要なPID制御をソフトウェア方式にすると共に、リアルタイム自動制御可能な比熱容量計測システムの構築を進めた。これらのシステムを構築することにより、測定の簡便化、高度化が期待される。本年度は、PID制御とリアルタイム自動制御を盛り込んだ測定用プログラムを製作し、上記(2)で試作した小型セルを用いた熱容量測定に着手した。本年度は、主に、(1)前年度、試作を行なった小型セルの改良、(2)比熱容量計測システムの整備とその最適化についての検討、(3)ナノ粒子を用いた比熱容量測定、を行なったので報告する。(1)小型セルの改良前年度は、熱容量測定のベースとなる試料セル自体の熱容量を抑えるために、既存の試料セルよりも質量が1/6程度である小型セルを試作した。今年度は、測定試料であるナノ粒子が空気中に飛散しやすいため、セルに封入後、再度取り出して封入する作業を省くために、白金測温抵抗体と加熱用ヒーターの部分と、試料を封入する部分が切り離せるような形状の小型試料セルを設計し、試作した。この構造により、容易に測定試料を変えることができ、測定の簡便化が期待できる。(2)比熱容量計測システムの整備とその最適化についての検討昨年度に引き続き、微小熱容量を検出するために、断熱制御に必要なPID制御をソフトウェア方式にすると共に、リアルタイム自動制御可能な比熱容量計測システムの構築を進めた。本年度は、試料の温度測定の応答速度について、測定プログラムに改良を加えた。(3)ナノ粒子を用いた比熱容量測定パルスチューブ冷凍機式断熱型熱量計を用いて、金ナノ粒子の比熱容量測定を行なった。測定温度範囲は23K300Kである。金ナノ粒子は、純度99.9%、粒径100nm以下であり、約2gの試料を用いた。測定結果より、温度300Kでは、バルクの比熱容量値0.129 J K^<-1> g^<-1>[1]に対して0.157 J K^<-1) g^<-1>となり、比熱容量は大きくなる傾向が確認された。参考文献[1]:新編熱物性ハンドブック、日本熱物性学会編、養賢堂
根尖孔外バイオフィルムに対するアジスロマイシンの効果の検索

マクロライド系抗生物質アジスロマイシン(AZM)はin vitroにおいて抗バイオフィルム効果をもつことが報告されている。本研究では、ラット根尖孔外バイオフィルムに対するAZMの有効性の検討を目的として、下記の実験をおこなった。1.根尖孔外バイオフィルムの形成とAZMの投与:5週齢の雄性Wistar系ラットの下顎両側第一臼歯の咬合面近心小窩をラウンドバーにて露髄させ、根管を開放することによって根尖病変を形成した。露髄後4週に近心根にガッタパーチャポイントを根尖孔を越える位置まで挿入することにより、被験歯に根尖孔外バイオフィルムを形成させた(Kuremoto et al., Appl Environ Microbiol 80:3804-10, 2014)。根尖孔外バイオフィルムが形成される露髄後6週にAZMを3日間経口投与した。2.根尖孔外バイオフィルム形成の有無の評価: AZM投与終了24時間後、ラットを屠殺し、下顎骨を摘出、下顎第一臼歯を抜去した。得られた抜去歯試料を、固定、脱水、凍結乾燥後、白金蒸着を施し、走査型電子顕微鏡にて観察した。根尖孔周囲を無作為に5視野観察し、バイオフィルム形成の有無を評価した。その結果、AZM非投与群においては根尖孔外にバイオフィルムが形成されていることが確認されたが、AZM投与群では一部の試料においてのみ根尖孔外バイオフィルムが確認された。すなわち、AZMの経口投与により、形成された根尖孔外バイオフィルムが縮小・消失する可能性が示唆された。今後、根尖孔外バイオフィルムに対する新規治療薬としてのAZMの臨床応用を見据えて、その有効性、安全性等に関してさらなる検討を重ねていく予定である。本研究では、in vitroにおいて抗バイオフィルム効果をもつことが報告されているマクロライド系抗生物質アジスロマイシン(AZM)をラットに経口投与することにより、アジスロマイシンが根尖孔外バイオフィルムに対してin vivoで効果を有するかを検討することを目的としている。根尖孔外バイオフィルムに対するAZMの効果の検討1.根尖孔外バイオフィルムの形成とAZMの投与:5週齢の雄性Wistar系ラットの下顎両側第一臼歯の咬合面近心小窩をラウンドバーにて露髄させ、根管を開放することによって根尖病巣を形成した。根尖孔外バイオフィルムが形成される露髄後6週にAZM 200mg/kg/dayを3日間経口投与した。2.微細形態学的評価:上記1.項のAZM投与終了翌日、ラットを屠殺し、顎骨を摘出、下顎第一臼歯を抜歯した。得られた抜去歯試料を、固定・脱水し、凍結乾燥後白金蒸着を施し、走査型電子顕微鏡にて観察し、根尖孔外バイオフィルムの形成状態を評価した。予定試料数各群n=10のうちn=5が終了したところであるが、現時点ではAZM投与群において根尖孔外バイオフィルムの減少傾向を認めている。引き続き試料数を増やした上で、次年度の研究計画に移行していく予定としている。平成29年度の研究計画に基づき、概ね順調に進展している。平成30年度の研究計画に基づき、ラット根尖孔外バイオフィルムに対する、根管治療とAZM投与併用の効果を検証する。ラットに対する根管治療モデルは既に我々の研究室において確立されており、遂行に支障はないと考えられる。
社会イノベーション創出に寄与する公共政策の類型化と影響メカニズムの分析

本研究では,国内外の事例分析に基づき,社会イノベーションに貢献する公共政策の特定と類型化,各類型と地域活性化事業過程に及ぼす影響との関係のモデル化を目的とする.類型化を行う基礎的情報として,本研究ではまず具体的な社会イノベーションを対象とした事例研究を実施して,対象事例において公共政策が果たした役割を明らかにすることとした.平成30年度は,官民が連携する環境を整備するメカニズムの例として,スペイン・マドリッドにおける都市計画(特に2003年に始まった首都高速道路M-30の地下化事業以降)に着目した.マドリッドにおいて有識者8名へのインタビュー調査を行い,文献の収集を行って,都市計画の形成・実施過程を明らかにしつつある.都心再開発において,官が物理的な空間を整備し,民が魅力的なサービスを生み出す,あるいは特に大企業が官の戦略と軌を一にして土地を提供したり移転したりするといった流れが観察されている.官が戦略的に管理を弱めることで,民の自由度を向上させるメカニズムの例としては,広島(京橋川)・東京(渋谷)・大阪(道頓堀川)における河川敷地利用の規制緩和に着目した.広島市5名,渋谷区2名,大阪市2名,その他有識者4名へのインタビュー調査と文献調査を行い,広島市の先駆的事業の形成過程,その他地域における規制緩和の影響過程を明らかにした.特に,渋谷駅周辺の再開発では,規制緩和や都市再生緊急整備地域への指定が,民間事業者の積極的参入につながったことが推定された.地方分権等,官の戦略的キャパシティ低下によって民の創造性を発揮する自由度が生まれるメカニズムについては,イギリスの都市再生事業とドイツの再生可能エネルギーによる地域電力システムについての文献調査を行った.当初平成31年度の研究計画に掲げた内容のうち,仮説として挙げた3つの類型案のうち1つについては日本国内で適した事例を発掘して調査・分析を進めることができた.また,もう1つについても,スペイン・マドリッドの事例について調査を進展させることができている.残る1つについては,文献調査に基づく事例の発掘にとどまっているが,おおむね順調に進展していると評価できる.今後は,社会イノベーションに貢献する公共政策の類型化(仮説検証も兼ねる)に向けて,具体的事例の政治過程,公共政策の影響メカニズムについての情報収集が肝要である.特に,具体的事例が発掘できていない類型については,別事例の研究過程で地方分権が高度に進展していることがわかったスペインにおいて,高度な自治の下,バスク地方等で見られる先駆的事例(地域電力システムや都市交通システム等)を対象として事例調査を実施することが,研究推進につながると考えている.同じく,官民の連携環境整備という類型についても,マドリッドの事例にとどまらず,文献によって豊富な情報が手に入る(広義の)PPP事例を調査する.具体的には,各国で見られる「PPP法」の成立による影響や,我が国における指定管理者制度の影響などが対象となる.また,仮説で挙げた3類型以外の類型が存在する可能性を踏まえ,具体的な公共政策をあえて念頭に置かず,社会イノベーションの事例を数多く発掘して,その推進メカニズムに公共政策の影響があるか確認するという研究も実施する計画である.このために,社会イノベーション創出のために既存事例の収集を行っている組織(たとえば,各国のビジネススクールにおけるケース,日本のi.schoolにおけるアナロジーワークショップ素材等)から,情報収集を行う.本研究では,国内外の事例分析に基づき,社会イノベーションに貢献する公共政策の特定と類型化,各類型と地域活性化事業過程に及ぼす影響との関係のモデル化を目的とする.類型化を行う基礎的情報として,本研究ではまず具体的な社会イノベーションを対象とした事例研究を実施して,対象事例において公共政策が果たした役割を明らかにすることとした.平成30年度は,官民が連携する環境を整備するメカニズムの例として,スペイン・マドリッドにおける都市計画(特に2003年に始まった首都高速道路M-30の地下化事業以降)に着目した.マドリッドにおいて有識者8名へのインタビュー調査を行い,文献の収集を行って,都市計画の形成・実施過程を明らかにしつつある.都心再開発において,官が物理的な空間を整備し,民が魅力的なサービスを生み出す,あるいは特に大企業が官の戦略と軌を一にして土地を提供したり移転したりするといった流れが観察されている.官が戦略的に管理を弱めることで,民の自由度を向上させるメカニズムの例としては,広島(京橋川)・東京(渋谷)・大阪(道頓堀川)における河川敷地利用の規制緩和に着目した.広島市5名,渋谷区2名,大阪市2名,その他有識者4名へのインタビュー調査と文献調査を行い,広島市の先駆的事業の形成過程,その他地域における規制緩和の影響過程を明らかにした.特に,渋谷駅周辺の再開発では,規制緩和や都市再生緊急整備地域への指定が,民間事業者の積極的参入につながったことが推定された.地方分権等,官の戦略的キャパシティ低下によって民の創造性を発揮する自由度が生まれるメカニズムについては,イギリスの都市再生事業とドイツの再生可能エネルギーによる地域電力システムについての文献調査を行った.当初平成31年度の研究計画に掲げた内容のうち,仮説として挙げた3つの類型案のうち1つについては日本国内で適した事例を発掘して調査・分析を進めることができた.また,もう1つについても,スペイン・マドリッドの事例について調査を進展させることができている.残る1つについては,文献調査に基づく事例の発掘にとどまっているが,おおむね順調に進展していると評価できる.今後は,社会イノベーションに貢献する公共政策の類型化(仮説検証も兼ねる)に向けて,具体的事例の政治過程,公共政策の影響メカニズムについての情報収集が肝要である.

特に,具体的事例が発掘できていない類型については,別事例の研究過程で地方分権が高度に進展していることがわかったスペインにおいて,高度な自治の下,バスク地方等で見られる先駆的事例(地域電力システムや都市交通システム等)を対象として事例調査を実施することが,研究推進につながると考えている.同じく,官民の連携環境整備という類型についても,マドリッドの事例にとどまらず,文献によって豊富な情報が手に入る(広義の)PPP事例を調査する.具体的には,各国で見られる「PPP法」の成立による影響や,我が国における指定管理者制度の影響などが対象となる.また,仮説で挙げた3類型以外の類型が存在する可能性を踏まえ,具体的な公共政策をあえて念頭に置かず,社会イノベーションの事例を数多く発掘して,その推進メカニズムに公共政策の影響があるか確認するという研究も実施する計画である.このために,社会イノベーション創出のために既存事例の収集を行っている組織(たとえば,各国のビジネススクールにおけるケース,日本のi.schoolにおけるアナロジーワークショップ素材等)から,情報収集を行う.
携帯依存、ネットいじめの実態調査とその対応方法についての研究

○研究目的携帯電話に過度に依存してしまう、所謂「携帯依存症」や「ネットいじめ」の実態を明らかにするとともに、特に、その有効な対応方法、対策方法を見いだすことを目的とした。特に、学校園ですぐに使用できるDVD作成や子ども自身による、ネットいじめ撲滅の取り組み(生徒によるいじめ撲滅劇上演)等、即効性のある取り組みを研究した。○研究方法全国各地の状況の聞き取り調査を実施し、他の都道府県(長野県、東京都、福岡県等)の子ども及び教職員等から情報収集し、トラブルだけでなく、効果的な指導法についても情報交換した。また、市「携帯ネットいじめ対策会議」で中学校教員と対策を検討し、アンケート調査及びピア・サポートによる対応方法について研究した。○研究成果市内アンケートや他府県の聞き取りからフィルタリングの設定が有効であることがわかった。保護者用啓発資料作成し、「フィルタリング・ローラー作戦」を実施し、市内の小中学生のフィルタリング設定率が48.2%から79.2%に上昇するなど、成果があがった。また、調査の結果、小中学生の携帯電話でのトラブルが、ネットいじめや携帯電話依存だけでなく、多岐にわたっていることが判明した。市中学生サミット(市内12中学校の生徒会執行部員で構成)のメンバーで考える機会を持ち、その結果を踏まえて、中学校教員や千葉大学、関西大学等と連携して「チェーンメール」「個人情報」「ソーシャルネットワークサービス」の3つの対策ビデオ教材を作成した。ビデオ教材は、市内の全中学校に配布し、授業や朝礼等で活用しており、広く一般に公開する予定である。中学生自身に携帯電話について、考える機会「ケータイサミット」を実施した。その結果を踏まえて、「ケータイネットいじめ撲滅劇」を作成。上演の様子は関西テレビに取り上げられるなど、注目を集めている。また、劇の様子は、DVDにまとめ、全小中学校に配布している。
品質保証のための信頼性工学的アプローチの開発に関する研究

高度な技術に支えられている現代の社会生活において,複雑な製品やシステムにおける品質の欠陥は,ときとして社会に大きな損害と被害をもたらすことになる.このために,社会と技術の高度化が進むにつれて,社会と消費者に対する品質保証の活動が重要な意義を有する.本研究課題では,製造段階から出荷段階に至る一連の生産システム全体を管理の対象として捉え,一連の流れのもとで品質保証を実現するための科学的アプローチの開発に着手した.高度な技術に支えられている現代の社会生活において,複雑な製品やシステムにおける品質の欠陥は,ときとして社会に大きな損害と被害をもたらすことになる.このために,社会と技術の高度化が進むにつれて,社会と消費者に対する品質保証の活動が重要な意義を有する.本研究課題では,製造段階から出荷段階に至る一連の生産システム全体を管理の対象として捉え,一連の流れのもとで品質保証を実現するための科学的アプローチの開発に着手した.高度な技術に支えられている現代社会において,複雑な製品やシステムにおける品質の欠陥は,ときとして社会に大きな損害と被害をもたらす.このため,品質を社会と消費者に対して保証する品質保証の概念が重要な意義を有する.本研究では,品質保証を実現するための信頼性工学的側面からのアプローチの開発に着手した.品質を保証する直接的な方法として検査法がある.近年ではスキップロット検査をはじめとして,製品に対する検査に関して経済性を考慮し,設計されることが定法になりつつある.本研究では,Taguchiの方法による製品品質自体に関する経済性評価法をもとに,経済性基準に基づく品質検査法を開発した.しかしながら,検査による不備,輸送中の破損等から不適合品が納品先の在庫に混入する状況は必ずしも否定できない.このとき,不適合品を顧客に配送したことによる社会的損失は非常に大きなものと考えられる.また,在庫品が工作機械の交換パーツであった場合,設備の稼動性や信頼性に影響することは明らかである.そこで,製品在庫に不適合品が混入する場合を想定し,このもとでの在庫政策について検討した.一方,システムにおける信頼性の計量的評価は重要な課題である.特に近年ではシステムは複雑かつ大規模になることから,さまざまな故障過程が想定される.本研究では,偶発および摩耗故障モードが混在するより一般的な状況を想定したシステムでの信頼性評価のための数理的アプローチを開発した.また,時間的特性も近年において重要な品質サービスにおける評価基準と考えられる.特に,リードタイムの短縮は顧客満足度を改善するものである.信頼度の向上,ならびにリードタイムの短縮を考えるにあたって,複数の設備の並列化は有効な方法である.これについて,最適な設備運用を決定するためのジョブ配置問題を考察し,経済的運用政策を得るための解法を提案した.本年度は次の3つの視点において品質保証を実現するためのアプローチについて考察した。製品検査品質を保証する直接的な方法として検査法がある。前年度においてTaguchiの方法による製品品質自体に関する経済性評価法をもとに,経済性基準に基づく品質検査法を開発した。本年度においてこれを拡張し,より一般的な定式化を試みた。一方,検査特性として寿命を想定する検査が存在する。これは,信頼性試験と呼ばれ,破壊試験を前提とするため,より少ないサンプルを有用に活用するべく統計的方法が極めて重要な役割を果たす。本研究では,サドンデス方式による信頼性試験の新たなモデルを提案し,その設計法を開発した。工程管理工程を管理するための管理図法のうち,時系列管理図について考察した。特に,工程異常に対して,過去に蓄積されたデータ群が与える効果の程度について,コンピュータシミュレーションを通じて検証した。一方,管理図を運用するにあたってその経済性は重要な基準となる。本研究では,サンプル・サイズ,調査間隔,ロット・サイズによる管理図の経済的運用政策について検討し,これを導出するための決定アルゴリズムを提案した。物流管理近年では,サプライ・チェーン全体の視点に立って,構成要素をなす各事業体での活動を効果的に統合,あるいは合理化し,経済性の向上を目指すサプライチェーンマネジメントの概念と各種方法論が極めて大きな関心を集めている。昨年度に引続きリードタイムの短縮のための設備の並列化の有効性について検討し,モデルのより一般的な定式化を試みた。このとき,近年のリバースロジスティック環境における再利用製品の流れをモデルに組み込み,モデルの構築とあわせて,その経済的運用法について検討した。また,事業体間を移動する中間製品の品質を考慮し,これが与える影響について考察した。高度な技術に支えられている現代社会において,複雑な製品やシステムにおける品質の欠陥は,ときとして社会に大きな損害と被害をもたらす.このため,品質を社会と消費者に対して保証する品質保証の概念が重要な意義を有する.本研究では,品質保証を実現するための信頼性工学的側面からのアプローチの開発に着手した.本年度は次の4つの視点において品質保証を実現するためのアプローチについて考察した.1.工程管理これまでの研究において時系列工程解析法の理論について検討してきた.本年度では,これまでの考察をもとに工程状態の構造変化時点の推定法にまで理論的考察を展開した.これについて一定の成果を得ることができた.また,異常特性の特定法にまで考察を展開することができた.2.信頼性理論システムにおける信頼性の計量的評価は重要な課題である.特に近年ではシステムは複雑かつ大規模になることから,さまざまな故障過程が想定される.本年度では,システムの状況に応じた修復政策を導入したk-out-of-n : Grepairablesystemについて考察した.特に,マルコフ過程に有効なグラフ理論に基づく解法を開発しその有効性を示すことができた.

3.在庫管理検査による不備,輸送中の破損等から不適合品が納品先の在庫に混入する状況は必ずしも否定できない.このとき,不適合品を顧客に配送したことによる社会的損失は非常に大きなものと考えられる.本年度では,不適合品の混入が在庫政策に与える影響について考察し,一定の結論を得ることができた.4.製品検査ボトルネット工程の存在から工程を並列化したりする場合は少なくなく,この場合検査システムの設計も重要な課題となる.本年度では,以上の状況下に対して,これまでに考察した製品検査法の適用,およびその経済的検査戦略について考察した.これに関して一定の成果を得ることができた.
強磁場援用直流放電プラズマによる低温下でのダイヤモンド膜合成装置の試作

低基板温度下でダイヤモンド膜を合成することを目的として,2つの陰極間に1つの円筒状陽極を配置した新しい方式の直流放電プラズマ発生装置と,これに最大3テスラの強磁場を作用させることのできる超電導マグネットを製作し,ペニングイオン源を利用したダイヤモンド膜合成装置を試作した.製作した超電導マグネットは最大3テスラの磁場を発生し,直流放電装置は1テスラの磁場を印加した状態で10^<-3>TOrrの低真空下でも放電可能であることを明らかにした.次に,メタンガスを原料として炭素薄膜の合成を行い,薄膜合成装置としての評価を行った.基板にはシリコンを用い,水素ガスに対するメタンガスの流量比を5%と設定して,直流放電装置内の圧力を0.67Paとし,12時間の合成実験を行った.このとき,製作した超電導マグネットにより放電部に1テスラの磁場を印可した.その結果,基板温度35°Cの基板表面には,濃い紺色を呈した電気伝導性を示さない薄膜が析出した。この膜をラマン分光分析で分析した結果,ダイヤモンド状炭素膜であることがわかった.これは,ダイヤモンド構造を含む炭素膜であり,本装置によるダイヤモンド膜合成の可能性を示すものと考えられる.ただし,本装置で合成される膜は,気相中での原料ガスの反応と電極材料のスパッタリングの2つの反応により合成されることがわかり,今後,電極材料の薄膜中への混入を防ぐなどの課題があることが明らかになった.低基板温度下でダイヤモンド膜を合成することを目的として,2つの陰極間に1つの円筒状陽極を配置した新しい方式の直流放電プラズマ発生装置と,これに最大3テスラの強磁場を作用させることのできる超電導マグネットを製作し,ペニングイオン源を利用したダイヤモンド膜合成装置を試作した.製作した超電導マグネットは最大3テスラの磁場を発生し,直流放電装置は1テスラの磁場を印加した状態で10^<-3>TOrrの低真空下でも放電可能であることを明らかにした.次に,メタンガスを原料として炭素薄膜の合成を行い,薄膜合成装置としての評価を行った.基板にはシリコンを用い,水素ガスに対するメタンガスの流量比を5%と設定して,直流放電装置内の圧力を0.67Paとし,12時間の合成実験を行った.このとき,製作した超電導マグネットにより放電部に1テスラの磁場を印可した.その結果,基板温度35°Cの基板表面には,濃い紺色を呈した電気伝導性を示さない薄膜が析出した。この膜をラマン分光分析で分析した結果,ダイヤモンド状炭素膜であることがわかった.これは,ダイヤモンド構造を含む炭素膜であり,本装置によるダイヤモンド膜合成の可能性を示すものと考えられる.ただし,本装置で合成される膜は,気相中での原料ガスの反応と電極材料のスパッタリングの2つの反応により合成されることがわかり,今後,電極材料の薄膜中への混入を防ぐなどの課題があることが明らかになった.本年度試作した装置は,低温下でダイヤモンドを合成することを目的としたもので,ペニングイオン源を利用したものである.2つの陰極間に1つの円筒状陽極を配置した新しい方式の直流放電プラズマ発生装置と,これに最大3テスラの強磁場を作用させることのできる超電導マグネットを試作した.以下に,本年度の研究実績を示す.1.ダイヤモンド反応容器である直流放電装置を組み上げ,ガス供給系,真空排気系,電力供給系および冷却供給系を取り付けて,反応容器を完成させた.2.2つの陰極と1つの陽極をもつ直流放電装置を試作し,磁場を印加しない状態で0.51.0Torr程度の圧力でメタンおよび水素ガスのプラズマが発生できることを確認した.同時に,この装置の耐久性能について調べ,長時間安定したプラズマが発生できることを確認した.3.電極材料,形状などを検討し,プラズマに与えるガス流量,圧力,電力などの影響を調べた.4.強磁場を発生させる超電導コイルを冷却する低温恒温装置を製作し,3テスラの磁場を安定して発生できることを確認した.5.メタン,水素のプラズマの状態を磁場の大きさを変化させて観察し,1テスラの磁場を印可した状態で10^<-3>Torrで放電可能であることを確認した.昨年度までにペニングイオン源を利用した薄膜合成装置の試作を行い,その動作の確認を終了した,今年度は,メタンガスを原料として炭素薄膜の合成を行い,薄膜合成装置としての評価を行った.基板にはシリコンを用い,水素ガスに対するメタンガスの流量比を5%と設定して,直流放電装置内圧力を0.67Paとし,12時間の合成実験を行った.このとき,試作した超電導マグネットにより放電部に1テラスの磁場を印加した.その結果,基板温度35°Cの基板表面には,濃い紺色を呈した電気伝導性を示さない薄膜が析出した.この膜をラマン分光分析で分析した結果,ダイヤモンド状炭素膜であることがわかった.これは,ダイヤモンド構造を含む炭素膜であり,本装置によるダイヤモンド膜合成の可能性を示すものと考えられる.ただし,この膜は気相中の反応と電極材料のスパッタリングの2つの反応により合成されたものであり,今後,電極材料の薄膜中への混入を防ぐなどの課題があることがわかった.
観光地域における生活者調和型の交通計画スキームに関する研究

本研究は、観光地域における生活者と観光者がともに快適な環境を創出するために、生活者と観光交通の折り合いに配慮した交通計画に関する理論化と計画技術の構築を目的として実施したものである。具体的には、以下の二点について検討した。第一には、青森県奥入瀬渓流地域を事例として、観光地域における交通問題の現象解析とその発生構造の分析を行い、観光バスによる車窓観光が地域の道路交通に与える影響を定量的に示した。第二に、鉄道と自転車の融合利用の一つであるサイクルトレインに着目して、地方鉄道の活性化や観光における周遊手段としての可能性を検討した。本研究は、観光立国が推進されるわが国において、観光地域における生活者と観光者がともに快適な環境を創出するために、生活者と観光交通の折り合いに配慮した「生活者調和型」の交通計画に関する理論化と計画技術の構築を目的として実施するものである。今年度は、第一に、青森県十和田湖・奥入瀬渓流地域を対象に、観光地域における交通問題の現象解析とその発生構造の分析を行った。多客時と通常時の二時点で、当該地域における自動車交通流をビデオ観測するとともに、観光バスとプローブカーに搭載したGPSによる走行軌跡を解析することで、当該地域における交通混雑の発生構造を示した。第二に、生活交通と観光交通とのコンフリクトや融合の可能性について、(1)大型イベント時、(2)大都市部、(3)地方部に分けて、ヒアリング調査やアンケート調査を行い、それぞれの現象が発生し得る事例を整理した。(1)大型イベント時については、ロンドンオリンピック(2012年開催予定)における住民・通勤者や観光客、競技関係者の輸送計画に関するヒアリングを行い、大型イベント生活交通と観光交通とのコンフリクトが発生する事例を整理した。(2)大都市部については、東京都台東区上野・浅草両地域を対象に、来街者の行動特性(来街目的や活動の実態)を調査し、観光客と生活者をどのような視点で区別するかを考察した。また、(3)地方部については、東北新幹線全線開業(2010年12月予定)により並行在来線として第三セクター「青い森鉄道」に移管される東北本線(青森駅八戸駅間)の利用者を対象にした交通行動調査を実施し、新幹線開業に伴う生活者、観光客双方の交通行動の変化を捉える事前データを収集した。あわせて、同地域に運行している乗合バスの乗降客を対象にした利用実態調査も実施した。本研究は、観光立国が推進されるわが国において、観光地域における生活者と観光者がともに快適な環境を創出するために、生活者と観光交通の折り合いに配慮した「生活者調和型」の交通計画に関する理論化と計画技術の構築を目的として実施するものであり、今年度は2年目の研究である。今年度は、第一に、青森県奥入瀬渓流地域を対象に、多客時における交通量観測と観光客アンケート調査を実施した。同地域では、東北新幹線全線開業(2010年12月4日)に伴い、首都圏からのアクセシビリティが向上したことに加え、地域内の路線バス網も変化したことから、観光客の回遊行動と公共交通の利用実態および経営状況を開業前後で比較することが目的である。第二に、大都市部における観光交通に関して、東京都台東区浅草地区を対象に、GPSとビデオカメラを用いた観測調査を実施した。浅草地区の平常時とイベント時(浅草サンバカーニバル開催時)の歩行者交通流をGPSとビデオカメラを用いて観測し、歩行者交通シミュレーションソフト"Simtread"を用いた解析を行った。この結果を詳細に分析することで、浅草地区の来訪者が「不快な混雑」を感じることのない交通容量を推計することが可能になると考えられることから、大都市部の観光計画技術の向上に寄与することが期待される。第三に、わが国の地域公共交通に関する事業制度の変遷(乗合バス事業の規制緩和(2002年2月)以降)と現況および課題を生活交通と観光交通の双方から整理し、その成果を国際会議(TRANSED2010)で発表した。本研究は、観光立国が推進されるわが国において、観光地域における生活者と観光者がともに快適な環境を創出するために、生活者と観光交通の折り合いに配慮した「生活者調和型」の交通計画に関する理論化と計画技術の構築を目的として実施するものであり、本年度が最終年度にあたる。本年度は、以下に示す二つの調査を行い、審査付き論文への投稿を予定している。第一に、奥入瀬渓流(青森県十和田市)の来訪者を対象とした来訪者行動調査を前年度に引き続いて実施し、東北新幹線延伸開業による回遊行動の変化を解析した。あわせて、現地を経由する貸切バスのナンバープレート調査を行うとともに、路線バスの利用状況を把握し、供給サイドのデータを収集した。第二に、自転車と公共交通の融合利用の一形態であるサイクルトレインに着目し、常時運用している秩父鉄道を対象に、鉄道利用者の行動調査やサイクルトレインのモニター調査を実施した。

そのうえで、サイクルトレインを実施している全国の鉄道事業者にアンケート調査を行い、生活交通とのコンフリクトや事業経営上のメリット、あるいは観光関連産業に与えるインパクトなどを評価した。以上の知見に昨年度までの研究成果を加えて、本研究のとりまとめを行った。具体的には、生活者と調和した観光交通スキームの財源や事業主体のあり方に加え、観光客と生活者の輸送を融合させた地域公共交通の活性化の可能性について、全体的な考察を行った。
新型シーケンサ・アーカイブ配列を用いた植物系統ＳＮＰ統合と多様性指標解析

本研究では、新型シークエンサのアーカイブ配列データベースSequence Read Archiveを用いて、植物系統の一塩基多型を統一基準で統合解析し、DNAPod(http://tga.nig.ac.jp/dnapod/)に統合SNPデータベースを、DDBJ Pipeline(http://p.ddbj.nig.ac.jp/)の一機能として解析ワークフローを構築した。統合SNPデータは、形質マッピング等のゲノム育種研究や集団多様性研究の基盤資源になる。形質マッピングの遺伝マーカとして統合SNPデータを利用する事が可能になり、集団毎に多様性指標解析も行うことが出来る。2年目の平成25年度は、解析パラメータの検討と多様性統計指標解析のテストを目標とした。解析パラメータの検討では、SNP計算の為のゲノム被覆率と深度の関係を調べた。DRA公開データとして、DRA000307のイネ系統の全ゲノムシークエンシングデータを用いた。日本晴ゲノムIRGSPbuild05参照配列に対してDRA000307配列をアライメントして、シークエンシング・データ量に依存する深度と参照配列被覆率を計算した。またRice Annotation Project(RAP)の34,792遺伝子について遺伝子数被覆率も計算した。結果として、参照配列被覆率と遺伝子数被覆率も、共に深度1520程でほぼ一定状態になった。これにより、配列アーカイブの解析条件として、深度15以上のデータを用いる事とした。一方、多様性統計指標解析については、テスト的に柑橘11品種全ゲノム配列実験データについて、アリル頻度解析と連鎖不平衡解析を行った。しかしDRA公開データでの解析や、ワークフロー用のプログラム組込まで到達しなかった為、平成26年度にこれらを検討していく。本研究では、植物系統の一塩基多型(Single Nucleotide Polymorphism:SNP)を新型シークエンサのアーカイブ配列データベース(DDBJ Sequence Read Archive:DRA)を用いて、統一基準で統合解析し、ゲノム多様性研究の知識基盤を提供する。統合SNPデータは、形質マッピング等の遺伝育種研究や集団多様性研究の基盤資源になる。バイオインフォマティクス本研究の目的は、新型シークエンサのアーカイブ配列データベースDRAを用いて、統一基準で複数パネル分のSNPの再解析を行い、ゲノム多様性研究の知識基盤となる統合SNPパネルを提供することである。2年度目の達成目標は、統合SNPの精度評価と多様性指標解析である。多様性指標の統計解析プログラムと、SNPデータ公開先のDNAPodデータベースとを連携する開発を行う予定であった。しかし解析プログラム構築に時間がかかり、DNAPodデータベースと連携する部分の開発を行う事が出来なかった。平成26年度に本開発を行う。植物分野では、次世代シークエンサ由来の系統コレクション高密度SNPパネルが続々と発表されており、タグSNP解析等で絞り込まれた後で、遺伝子型タイピング実験用にSNPアレイにまとめられたりしている。これら高密度SNPパネルは実験研究単位の系統でまとまっており、追加系統分の新規SNPは統合するしかないが、解析基準がばらばらで統合処理は一般に困難である。そこで解析対象となる全系統の新型シークエンサのアーカイブ配列を使って、高密度でSNPを再解析し直して、全系統コレクションの統合SNPパネルを構築する方法を提案する。本研究の目的は、新型シークエンサのアーカイブ配列データベースDRAを用いて、統一基準で複数パネル分のSNPの再解析を行い、ゲノム多様性研究の知識基盤となる統合SNPパネルを提供する事である。年度毎の到達目標は、1年度目標: DRA公開済の植物系統でSNP統合解析を確立、2年度目標:統合SNPの精度評価と多様性指標解析、3年度目標:統合SNP注釈ワークフローの構築である。1年度目のDRA公開済植物登録系統を使った統合SNPセットの構築は、予定通りデータを構築してインターネット上に公開する事が出来た(http://tga.nig.ac.jp/dnapod/)。ただし、当初はイネとトウモロコシの両方を対象に想定していたが、イネに限り系統数を増やして公開したので、一種のみの限定的なデータとなっている。今後、複数の植物種について拡張していく予定である。平成26年度に平成25年度の残り作業である多様性解析プログラムとDNApodデータベースとの連携開発を行う。平成26年構築予定の解析ワークフローは、平行して作成していく。複数の植物系統のSNPパネルを統合する為に、新型シーケンサ・アーカイブ配列を利用する。

研究方法として、初年度はDRA公開済の植物登録系統で統合SNPパネルを構築した。今後、平成25年度(2年度目)は、公開検証データを利用して構築した統合SNPの精度評価を行なう。また統合SNPの多様性統計指標としてアリル頻度を求めるプログラムを構築する。最終年度は、遺伝子領域に限ったSNP注釈ワークフローの構築を行い、多様性研究者やゲノム育種研究者の為の解析基盤を提供する。多様性解析の解析が遅れた為に、プログラム開発を次年度に移行した。この為、開発費として638,344円を次年度に使用することとした。プログラム開発費に用いる。該当なし