hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
糖輸送機構におけるインスリン作用の情報伝達の解明-ノックアウトマウスを用いた解析

1 nullマウスにおける刺激伝達系に重要な役割を果たしていることを見い出した。脂肪細胞の主要な糖輸送担体GLUT4の検討では細胞総量は野生型と有意差を認めず、生理的刺激濃度である1nMインスリンによって細胞膜分画のGLUT4量は野生型の約60%と低下し、translocationの障害を認めた。以上からインスリン抵抗性状態は情報伝達系に変化をもたらし、研究の新しい標的物質を見い出した。
APOBEC3によるゲノム変異導入と癌のクローン進化の病態解明

難治性血液悪性腫瘍である多発性骨髄腫(MM)をモデルとして、A3Bの癌クローン進化(病勢増悪、治療抵抗性獲得)における役割を明らかにし、癌のクローン進化制御を新たな治療標的とする概念の樹立を目指す。具体的には、1相互作用蛋白によるA3B機能調節、2ゲノミクス、トランスクリプトーム解析、3A3B過剰発現マウスおよび骨髄腫ゼノグラフトモデルのシングルセルA3B変異解析を行う。これら包括的解析により、最終的に、4A3B活性阻害による新規治療開発を目的とする。
蠕虫感染にともなうヒトのIgE産生機構とその動態

高IgE血症は蠕虫感染症の特徴的な宿主反応である。本研究は、各種蠕虫症患者のIgE産生機構を解析し、さらに高IgE血症を呈する高IgE症候魔と木村氏病とにおけるそれの比較を行うことで、蠕虫症におけるIgE産生の特徴を明らかにすることを目的とし、以下の結果を得た。1.血中IgE値:鉤虫症、肝吸虫症、包虫症、糞線虫症の4種の蠕虫症におけるIgE値は健常人の1530倍に増加をみた。またIgE値の健常人との比較では、高IgE症群で80倍、木村氏病で30倍であった。2.FcεR:末梢血リンパ球上のFcεRはモノクローナル抗体で染色後、フローサイトメトリーによって解析した。FcεR陽性Bリンパ球の頻度および細胞あたりのFcεR数は、各蠕虫症で健常人と同等であったが、他の2疾患では増加をみた。3.IgE結合因子:モノクローナル抗体を用いたELISA法で定量したIgE結合因子量は、健常人と比較して、蠕虫症で同等、高IgE症候群では低下していた。IgE産生の誘導に関係するとされるFcεRおよびIgE結合因子についての結果は、蠕虫症と他の2疾患で高IgEの発現機序に違いがあることを示唆し、蠕虫症では健常人の背景のまま高IgEとなっていると考えられる。4.自発的IgE産生細胞:末梢血より純化したB細胞を培養すると、自発的IgE産生がみられる。高IgE症候群では、自発的IgE産生量は高値であったが、血中IgE値との相関をみなかった。一方、蠕虫症における自発的IgE産生は高値で、血中IgE値と相関したことから、蠕虫症における持続的高IgE血症の機序として、自発的IgE産生細胞の関与が示唆された。
気球によるラインガンマ線天体の研究

我々がこれまで開発を行なってきた低バックグラウンド硬X線γ線検出器を日本の次期X線観測衛星ASTRO-E搭載用として検出器の開発を進めた。検出器の各構成要素のプロトモデルを製作し、仕様通りに動作していることを確認した。それと同時に、衛星打ち上げ後にもつながるデータQuick-Lookシステムを開発した。信号処理部のエレキ部分は、デジタル部についてほぼ仕様が固まり、現在アナログ部の改良の試みと、搭載ソフトウエアーの開発を行なっている。シンチレータなどをプロトンビームで照射し、放射化成分を測定して軌道上でのバックグラウンドを見積もった。GSOについては70個ほどがFM品として納品され、90%のものが非常に良い特性を示した。BGO結晶は、現在FM品については組み立て作業を行なっているが、それとは別に数値解析や既にあるものを用いた振動実験を繰り返して、衛星打ち上げ時の振動衝撃に耐えるための仕様を固めつつある。GSO/BGOについては、軌道上で予定されている-20度のものでのシンチレーション光の基礎特性を測定し、回路パラメーターへのフイ-ドバックを行ないつつある。X線天文衛星ASCAのデータ回折については、以下のような成果をあげた。近傍の多数の銀河団についてX線で光っている高温ガスを調べ、銀河団の中心でのX線放射の違いによって銀河団を2種類に分類できるを見つけた。銀河団の外側で鉄の組成比が緩やかに減少する傾向を見つけた。BLAZAR天体を系統的に多波長共同観測をし、X線γ線放射メカニズムについての知見を得た。銀河面をサーベイし、硬X線で初めてのカタログを作成しつつある。電波パルサーのパルス成分について硬X線バンドで系統的に調べ、パルス周波数とX線光度に相関があることがわかった。また、その相関はγ線領域に比べて急であることがわかり、放射機構に制限をつけることができた。数10KeVから数100KeVのエネルギー範囲はHEAOA4でサーベイされてのち、ほとんど手付かずに残されてきた。われわれはこの硬X線領域で、すぐれた観測を行うために検出器の開発を進めてきた。これまでに井戸型フォスウイッチカウンタの概念を考案し、バックグランドの非常に低い気球実験用検出器の開発に成功した。本年度は検出器の改良をすすめると同時に、宇宙科学研究所三陸気球基地より気球実験を行い、試験観測を行った。又、理化学研究所の加速器の陽子ビームを用いて宇宙環境でのシンチレータの放射化の研究を進め、われわれが新しく白ロシアのミンスクの研究所と開発を進めているYADシンチレータが放射化の影響が小さいことがわかった。我々が開発した井戸型フォスウイッチカウンタでは、結晶内部に含まれる放射性同位元素によるバックグランドが全体のバックグランドレベルを決める所にまで低バックグランド化を進めている。この放射性同位元素の混入は素材を高純度化することで減らす事ができると見通しがついた。現在は結晶製作に使用するルツボなどに含まれるウラン,トリウム系列の放射性同位元素が問題となる事がわかっている。本試験研究を通じてGSOあるいはYAPといった新しいシンチレータが放射化を考えたときに従来のNaI(T1)ととってかわる性能を示すことがわかってきた。エネルギー分解能もGSOの場合では、1MeV近辺でNaI(T1)と同程度のものが素材の高純度化を経て得られるようになった。平成5年度に最初に浜松ホトニクスが製作した750ミクロン厚のシリコンPINダイオードは、リーク電流が多くわれわれの目標であるエネルギー分解能に到達しなかった。750ミクロンの空乏層を得るために必要な電圧は500Vにも達した。これらの原因は素材の品質によるものと考えられる。我々の試験結果を受けて第2段階としてヨーロッパの素材メーカーより高純度で高い比抵抗をもつ素材を用いる事とし、製作を開始した。ハードウェアーの開発研究では、硬X線及び軟ガンマ線領域で新しいタイプの天体観測用検出器の開発を目標としている。開発研究の中心にあるのが高感度(低バックグランド)の硬X線検出器、井戸型フォスウイッチ・カウンターの改良である。検出器固有のバックグランドを低減するため,ベラル-シュの研究所に新しいシンチレーター結晶の製作を依頼していたが,夏に,32個のサンプルを受領した。その結果,バックグランドの低減に成功しただけでなく,約30%はエネルギー分解能でもNaI(Tl)を越える性能を示し,実用化の目途がたった。将来の硬X線観測に向けた,実験データの解析研究では,将来我々の研究対象となるであろう硬X線/軟ガンマ線天体を,ASCAを使って研究することを,目標にした。これらの研究は、理論研究で裏打ちすることに努力を払った。本年度の研究対象は硬X線/軟ガンマ線パルス放出と中性子星の磁気圏での粒子加速,超新星爆発でのショック加速,活動銀河(AGN)のジェットでの加速を選んだ。この関係での成果は・パルサーに関しては、我々のPSR1509-58などの観測から、磁極付近での加速とアウタ-ギャップでの加速が伴存している可能性を指摘すると共に,磁気圏の電気力学を解析して,電場加速の効率を磁場強度や回転周期の関数として求めた。これらの結果はコンプトンガンマ線天文衛星などで見いだされた5つのパルサーの観測を良く説明する。・AGNのジェットの研究に関しては、国際的に多波長での同時観測を呼び掛け,その一番手として,EGRET,Whipple,ASCAなどでMkn421を同時観測した。

幸運にも観測開始と共に史上最大のフレア-が始まり,多波長で最大級のフレア-のストリーを観測出来た。現在解析中であるが非熱的な高エネルギー粒子の加速とガンマ線やX線の放射の関係が明らかになってくるだろう。我々がこれまで開発を行なってきた硬X線γ線検出器が日本の次期X線観測衛星に搭載されることになったので、衛星搭載用として検出器の開発を進めた。まず本年度は衛星搭載機器としてのシステム構成を固め、検出器の各構成要素を具体化させた。軌道上での温度を考慮し、主検出部のシンチレータ候補の蛍光特性の温度変化を調べGSO結晶の温度変化があまりないことがわかった。また日立化成からGSOを27個受領し、8割以上が我々の要求を満たす性能を出していることがわかった。低バックグラウンド化に必須である波形弁別LSIが納品され、弁別特性、リニアリティなど期待される性能を発揮することがわかった。エレクトロニクスについては、アナログ部の仕様を明星電気と、またデジタル部の仕様を富士通とともに固め、プロトモデルの製作を始めた。本年度は試作品として井戸型検出器を1本製作し、基本特性を調べつつある。さらに、振動、熱テストなどの環境試験を徐々に進め、衛星搭載用としての仕様を満たすように改良を進めた。また、将来の硬X線観測に向けて研究対象になるであろう天体をASCA衛星によってX線観測した。まず、近傍の電波銀河の電波ローブから広がった硬X線を検出し、電波強度との対比によりそれがローブの相対論的電子による宇宙マイクロ波バックグラウンド(CMB)の逆コンプトン散乱であることがわかり、系外天体からの初めての検出となった。このような例の2つ目も見つかりつつある。去年に引き続いてMrk421の多波長同時観測を行ない、現在データ解析中である。パルサーの研究では、電波パルサーとBe星の連星系でのパルサー風と星風の相互作用と思われる硬X線を検出した。また、アンドロメタ銀河内のパルサー探査も行ないつつある。我々がこれまで開発を行なってきた低バックグラウンド硬X線γ線検出器を日本の次期X線観測衛星ASTRO-E搭載用として検出器の開発を進めた。検出器の各構成要素のプロトモデルを製作し、仕様通りに動作していることを確認した。それと同時に、衛星打ち上げ後にもつながるデータQuick-Lookシステムを開発した。信号処理部のエレキ部分は、デジタル部についてほぼ仕様が固まり、現在アナログ部の改良の試みと、搭載ソフトウエアーの開発を行なっている。シンチレータなどをプロトンビームで照射し、放射化成分を測定して軌道上でのバックグラウンドを見積もった。GSOについては70個ほどがFM品として納品され、90%のものが非常に良い特性を示した。BGO結晶は、現在FM品については組み立て作業を行なっているが、それとは別に数値解析や既にあるものを用いた振動実験を繰り返して、衛星打ち上げ時の振動衝撃に耐えるための仕様を固めつつある。GSO/BGOについては、軌道上で予定されている-20度のものでのシンチレーション光の基礎特性を測定し、回路パラメーターへのフイ-ドバックを行ないつつある。X線天文衛星ASCAのデータ回折については、以下のような成果をあげた。
誘導型ヘムオキシゲナーゼのストレス応答による肝臓・網内系機能制御の分子基盤

本研究では肝臓で構築されたこれまでの研究結果をもとにCOによる臓器機能制御のメカニズムに関する知見をもとに肝臓およびその他の臓器でのマクロファージ機能とHO-CO系を介した生理作用の解析を行った。またCOが結合可能なセンサー分子としてsoluble guanylate cyclase(sGC)の分布についても、肝臓では血管周皮細胞である伊東細胞と肝細胞に、網膜では機能未知の支持細胞であるMuller's glia cellに豊富に発現していることが明らかになった。網膜組織ではHO-2はおなじMuller's glia cellに高発現しており、neural NOSの発現はAmacrine cellにわずかに発現するのみであった。以上より肝臓や網膜ではCOがNOに比べて比較的豊富に存在し、cGMP生成制御因子として作用しうることが示唆された。一方、本研究の主眼のひとつであったHO-1による酵素活性に依存しない作用機序による細胞機能調節の可能性は本酵素の遺伝子のstable transfectantをヒトマクロファージU937細胞における網羅的transcriptome解析により開かれた。Transcriptomeを野生型と変異型HO-1発現細胞で詳細に検討すると、U937は酵素活性を欠失させたH25A mutant HO-1を発現させることによりcatalaseの発現増加や細胞内glutathioneの増加(細胞内の合成の増加ではないと考えられる)などにより抗酸化ストレス耐性を獲得することが明らかになった。この現象の作用メカニズムは単なるdomimnant negative effectとは考えられず、mutant protein自身に未知の生物作用があることを示唆するものであり、さらに現在検討を進めている。Protoheme IXをFe,biliverdin,COへ分解するhemeoxygenase(以下HO)のうち誘導型のHO-1には抗炎症作用、細胞保護作用が知られているが、その作用メカニズムは解明されていない。我々は誘導型酵素であるHO-1の生物作用を網羅的に解析し、未知の作用機序を検討するため,以下の実験を行った。分化誘導刺激によりマクロファージ様細胞に分化するヒト単芽球性リンパ腫由来細胞株(以下U937)に,ラットHO-1cDNAを組み込んだプラスミドベクターを導入しHO-1高発現細胞株を作成,これら細胞株間でGene chipによるtranscriptome解析により約7000種類のmRNAの変化をスクリーニングした。その結果の一つとして,マクロファージの細胞間接着に関与するLeukocyte function associated molecule-1(以下LFA-1)のsubunitであるCD11a,CD18双方のmRNAが減少していた。この結果に基づきCD11a,CD18各々に対する単クローン抗体であるTS1/22,TS1/18を用いて,各細胞株の細胞表面における接着分子の発現をフローサイトメトリーで検討した。するとwild type,mock transfectantの両者と比較してHO-1高発現細胞株で,CD11a,CD18両者の著明な発現低下が認められた。さらに100nM PMAで上記の各細胞株を24時間刺激すると,wild type,mock transfectantではTS1/22,TS1/18投与により阻害される細胞凝集が起こるが,HO-1高発現細胞株では全く起こらなかった。以上から,HO-1誘導は何らかの機序でLFA-1の発現減少及び活性化の両方を抑制することにより,LFA-1によるシグナル伝達機構を介して細胞機能発現を調節している可能性が示唆された本研究では肝臓で構築されたこれまでの研究結果をもとにCOによる臓器機能制御のメカニズムに関する知見をもとに肝臓およびその他の臓器でのマクロファージ機能とHO-CO系を介した生理作用の解析を行った。またCOが結合可能なセンサー分子としてsoluble guanylate cyclase(sGC)の分布についても、肝臓では血管周皮細胞である伊東細胞と肝細胞に、網膜では機能未知の支持細胞であるMuller s glia cellに豊富に発現していることが明らかになった。

網膜組織ではHO-2はおなじMuller s glia cellに高発現しておりneural NOSの発現はAmacrine cellにわずかに発現するのみであった。以上より肝臓や網膜ではCOがNOに比べて比較的豊富に存在し、cGMP生成制御因子として作用しうることが示唆された。一方、本研究の主眼のひとつであったHO-1による酵素活性に依存しない作用機序による細胞機能調節の可能性は本酵素の遺伝子のstable transfectantをヒトマクロファージU937細胞における網羅的transcriptome解析により開かれた。Transcriptomeを野生型と変異型HO-1発現細胞で詳細に検討すると、U937は酵素活性を欠失させたH25A mutant HO-1を発現させることによりcatalaseの発現増加や細胞内glutathioneの増加(細胞内の合成の増加ではないと考えられる)などにより抗酸化ストレス耐性を獲得することが明らかになった。この現象の作用メカニズムは単なるdominant negative effectとは考えられず、mutant protein自身に未知の生物作用があることを示唆するものであり、さらに現在検討を進めている。
含セレン縮合多環芳香族を基盤とした有機半導体トランジスタ材料の創製

昨年度の研究において新しい含セレン縮合多環芳香族化合物として、[1]ベンゾセレノフェノ[3,2-b][1]ベンゾセレノフェン(BSBS)骨格を検討し、2,7-ジフェニル誘導体(DPh-BSBS)が優れたp型有機半導体として作用することを見出していた。本年度は、まず、DPh-BSBSを用いた有機FET素子の安定性を詳細に試験し、大気中での連続駆動による性能劣化や長期保存での経時変化について実験を行った。その結果、ソース電圧を-100Vに保ったまま、大気中3000回ゲートを掃引してon/offを繰り返したり、1年以上実験室環境に放置しておいても、著しい劣化は認められず、この素子が極めて安定で、DPh-BSBSが実用化に適した有機半導体材料であることが明らかとなった。一方で、この材料を詳細に調査するため、さらには種々の誘導体へ応用するためには、簡便で一般的な合成法が必要となる。そこで、新たな合成法として、2,7ジブロモ誘導体の合成法を開発し、これを用いたアリール-アリールクロスカップリング反応により各種誘導体を導くルートの開発にも成功した。これに加え、実用的な素子への実装のためには材料の安定性の観点からセレン化合物よりも同じ骨格を持つ硫黄化合物のほうが現実的であるので、2,7-ジフェニル[1]ベンゾチエノ[3,2-b][1]ベンゾチオフェン(DPh-BTBT)の合成を検討し、容易に合成できるルートを確立した。DPh-BTBTを用いた素子も、素子作製時の条件を最適化することでセレン体と同様の高い性能を示し、さらに、素子作製に用いるSi/SiO_2基板の表面処理により、セレン体を凌駕する性能を持つ素子の開発にも成功した。これにより、最高で電界効果移動度1.5cm^2/Vs、on/off比10^9に達するFET素子を得ることが出来た。先ず、p型FET材料としてベンゾ[1,2-b:4,5-b]ジセレノフェン系(BDS)化合物の可能性を調査する目的で、2,6-ジフェニル誘導体をはじめとする種々の新規BDS誘導体を合成し、それらのFETデバイスにおける性能を検討した。その結果、フェニル、およびビフェニル誘導体を用いたデバイスでキャリア移動度が0.1cm^2/Vsを超え、かつ高いon/off比(10^5)を持つことを見出し、これらが優れた材料であることが分かった。また、BDS骨格に導入した置換基により、デバイス特性のみならず、安定性も影響を受けることが明らかとなり、例えば2-ナフチル誘導体を用いたデバイスは、大気中、常圧でも安定に動作し、移動度も0.05cm^2/Vs程度と真空下と変わらず、また経時変化も小さいことが明らかとなった。これに加え、新しい含セレン縮合多環芳香族化合物の探索において、[1]ベンゾセレノフェノ[3,2-b][1]ベンゾセレノフェン(BSBS)骨格に注目し、その合成法を検討した結果、従来、合成の困難であったBSBS系化合物の簡便な合成法を開発することが出来た。この中で合成に成功した2,7-ジフェニル誘導体(DPh-BSBS)を用いてFET素子を作製したところ、移動度は0.3cm^2/Vsを超えon/off比は10^6に達した。さらに、DPh-BSBSの素子は、大気中でも0.2cm^2/Vsを超える移動度を示し、半年以上放置しても性能劣化がないことが明らかになった。このような特性はペンタセンなど他の有機半導体を用いたFETには見られない特徴であり、実用化に向けた検討を含めてその応用を考えていきたい。一方、n型FET材料として、先のBDS骨格の利用を検討した。すなわち、BDS骨格に種々の強力な電子吸引基を導入し、p型からn型への変換を試みたところ、トリフルオロメチル基の導入により、移動度0.10cm^2/Vs程度のn型材料となることが明らかとなった。これに加え、実用的な素子への実装のためには材料の安定性の観点からセレン化合物よりも同じ骨格を持つ硫黄化合物のほうが現実的であるので、2,7-ジフェニル[1]ベンゾチエノ[3,2-b][1]ベンゾ

チオフェン(DPh-BTBT)の合成を検討し、容易に合成できるルートを確立した。DPh-BTBTを用いた素子も、素子作製時の条件を最適化することでセレン体と同様の高い性能を示し、さらに、素子作製に用いるSi/SiO_2基板の表面処理により、セレン体を凌駕する性能を持つ素子の開発にも成功した。これにより、最高で電界効果移動度1.5cm^2/Vs、on/off比10^9に達するFET素子を得ることが出来た。
神経変性疾患発症における一酸化窒素による小胞体膜存在ユビキチンリガーゼの機能変化

私たちはこれまでにバイオインフォーマティックスによってヒトゲノムライブラリーから新規小胞体膜存在ユビキチンリガーゼを網羅的に単離することに成功してきた.また,小胞体における蛋白質品質管理系にユビキチンプロテアソームが関わっていること,とくにE3リガーゼであるパーキンが小胞体膜蛋白質を基質としていることが報告されてきた.このパーキンが一酸化窒素によって酸化されることで機能が変化し,変性基質蛋白質の蓄積をもたらすことでドパミン神経細胞死/パーキンソン病を発症する可能性を明らかにしてきた.そこで本年度は,神経細胞内で比較的発現量の高い小胞体膜存在E3リガーゼであるHRD1の新たな基質の探索を試みた.HRD1は酵母から哺乳類まで存在が確認されている分子であり,小胞体膜に存在していることから小胞体関連蛋白質分解に関わることが指摘されてきた.この生理的基質に関してはAPPなどが示されてきたものの,その結合様式については不明である.そこで,より直接的な結合蛋白質を同定するためにHRD1と共免疫沈降してくる蛋白質をSDS-PAGEで分離し, MALDI-TOFMSを利用して同定を試みた.その結果,神経変性疾患発症に関わっていることが示唆されている数種の細胞質蛋白質が単離同定された.これまでにこれらの分解機構についての報告は無く,生理的あるいは病態生理的役割を推察する上で興味がもたれた.現在,細胞内局在ならびに分解機構の詳細について解析しているところである.私たちはこれまでにバイオインフォーマティックスによってヒトゲノムライブラリーから新規小胞体膜存在ユビキチンリガーゼを網羅的に単離することに成功してきた.また,小胞体における蛋白質品質管理系にユビキチンプロテアソームが関わっていること,とくにE3リガーゼであるパーキンが小胞体膜蛋白質を基質としていることが報告されてきた.このパーキンが一酸化窒素によって酸化されることで機能が変化し,変性基質蛋白質の蓄積をもたらすことでドパミン神経細胞死/パーキンソン病を発症する可能性を明らかにしてきた.そこで本年度は,新規小胞体膜存在E3リガーゼのうち,LOCと名付けた分子の解析を行った.LOCは小胞体ストレスによって速やかに誘導され,免疫染色から小胞体に局在していることを見いだした.ストレス時にLOCが発現誘導されることから特異的な基質の存在が予想された.そこで,酵母2-ハイブリッド法を駆使して相互作用する蛋白質の単離を試みた.スクリーニングの結果,候補蛋白質として分子量約15 kDaのSNAPAPが単離された.つぎに,SNAPAPがLOCと結合するか否かを免疫沈降法から調べたところ,LOCの触媒ドメインと細胞内で結合することがわかった.この時点で,全長のLOCを動物細胞に発現させることが非常に困難であることがわかり,したがって,LOCは膜貫通領域が多く高次構造を保つことが非常に難しい蛋白質であることが示唆された.そこで,定常状態でもわずかながら発現が認められているヒト神経芽細胞腫SH-SY5Yを使用して,SNAPAPがLOCによってユビキチン化されるか否か検討した.その結果,SNAPAPは確かにSH-SY5Y細胞においてユビキチン化されていた.しかしながら,LOC以外のE3によって認識されている可能性も現時点では否定出来ず,今後siRNAを処理した細胞を用いて検討することが必要である.私たちはこれまでにバイオインフォーマティックスによってヒトゲノムライブラリーから新規小胞体膜存在ユビキチンリガーゼを網羅的に単離することに成功してきた.また,小胞体における蛋白質品質管理系にユビキチンプロテアソームが関わっていること,とくにE3リガーゼであるパーキンが小胞体膜蛋白質を基質としていることが報告されてきた.このパーキンが一酸化窒素によって酸化されることで機能が変化し,変性基質蛋白質の蓄積をもたらすことでドパミン神経細胞死/パーキンソン病を発症する可能性を明らかにしてきた.そこで本年度は,神経細胞内で比較的発現量の高い小胞体膜存在E3リガーゼであるHRD1の新たな基質の探索を試みた.HRD1は酵母から哺乳類まで存在が確認されている分子であり,小胞体膜に存在していることから小胞体関連蛋白質分解に関わることが指摘されてきた.この生理的基質に関してはAPPなどが示されてきたものの,その結合様式については不明である.そこで,より直接的な結合蛋白質を同定するためにHRD1と共免疫沈降してくる蛋白質をSDS-PAGEで分離し, MALDI-TOFMSを利用して同定を試みた.その結果,神経変性疾患発症に関わっていることが示唆されている数種の細胞質蛋白質が単離同定された.これまでにこれらの分解機構についての報告は無く,生理的あるいは病態生理的役割を推察する上で興味がもたれた.現在,細胞内局在ならびに分解機構の詳細について解析しているところである.
液晶板によるアクティブな基準物体を用いた高精度非接触形状計測法の開発

昨年度までの研究で,液晶パネルを基準板として用いることによって基準板の位相解析が全自動で従来より精度よく行えることを確認した.しかし,2枚の基準板の間に置かれた物体表面上の点の空間座標を求めると,レンズ収差によるゆがみの影響は現れないが,基準面の近傍と比較すると2枚の基準面間の中央付近では誤差が大きくなる.そこで本年度は,高精度化のための応用研究として,液晶板を連続的に移動させながらそれぞれの位置での位相値情報を記録し,ピントの影響を受けずに高精度に解析が行える方法を開発した.具体的には次の内容を行った.1.基礎実験として,基準面間では基準面からの距離が離れるにしたがって誤差が大きくなることを確認する実験を行った.2.複数の基準面を用いて空間座標を算出するアルゴリズムを開発した.3.基準板を多数の位置に移動させて位相分布を求めるための自動処理ソフトウェアを開発した.4.実際に実験を行い,誤差が低減することを確認した.以上のことを行った結果,11カ所の位置で平面を計測した結果の誤差の平均値を36μmから8μmに減少することができた.これにより,本研究で考案したアルゴリズムが有効であることが確認できた.さらに,試料物体を回転させて数回計測し,端部を精度よく接続する手法について検討した.まず回転軸を精度よく求める必要があるため,角度のついた平面板を基準物体として複数の回転角において計測を行い,得られた形状データから回転軸を求めるアルゴリズムを考案した.2枚の基準板を用いるレンズ収差による歪みの影響のない形状計測方法において,従来は2次元格子が描かれた基準平板を用いていたが,その代わりとして液晶パネルを基準板として用いる研究を行った.まず,パソコンのディスプレイ用の液晶パネル表面に光拡散板を貼り付け,それを一軸ステージの上に取り付けることによって基準板を作製した.また,液晶パネルに格子画像を表示し,さらに位相シフトを行うことによって基準板の表面に固定された格子の位相値をフーリエ変換位相シフト法によって高精度に求めることができるように,ソフトウエアを改造した.このようにして製作された液晶パネルを用いた基準板とソフトウエアによって,形状計測実験を行った.その結果,基準板の位相解析が全自動で従来より精度よく行えることが確認できた.基準面を液晶ディスプレイにする利点をまとめると次のようになる.1.基準となる点を手作業で示す必要がなくなり、解析の自動化を行うことができる.2.フーリエ変換位相シフト法により格子の位相を求めるために,画像の端部でも精度よく位相が得られる.3.基準板表面に格子を描かないため,インクによる凹凸の影響がない.4.プロジェクターから基準板に格子を投影する場合に,基準板表面が一様なため,場所ごとにコントラストが変化することはなく,均一の精度で投影格子の位相分布を得ることができる.昨年度までの研究で,液晶パネルを基準板として用いることによって基準板の位相解析が全自動で従来より精度よく行えることを確認した.しかし,2枚の基準板の間に置かれた物体表面上の点の空間座標を求めると,レンズ収差によるゆがみの影響は現れないが,基準面の近傍と比較すると2枚の基準面間の中央付近では誤差が大きくなる.そこで本年度は,高精度化のための応用研究として,液晶板を連続的に移動させながらそれぞれの位置での位相値情報を記録し,ピントの影響を受けずに高精度に解析が行える方法を開発した.具体的には次の内容を行った.1.基礎実験として,基準面間では基準面からの距離が離れるにしたがって誤差が大きくなることを確認する実験を行った.2.複数の基準面を用いて空間座標を算出するアルゴリズムを開発した.3.基準板を多数の位置に移動させて位相分布を求めるための自動処理ソフトウェアを開発した.4.実際に実験を行い,誤差が低減することを確認した.以上のことを行った結果,11カ所の位置で平面を計測した結果の誤差の平均値を36μmから8μmに減少することができた.これにより,本研究で考案したアルゴリズムが有効であることが確認できた.さらに,試料物体を回転させて数回計測し,端部を精度よく接続する手法について検討した.まず回転軸を精度よく求める必要があるため,角度のついた平面板を基準物体として複数の回転角において計測を行い,得られた形状データから回転軸を求めるアルゴリズムを考案した.
遷移金属化合物に於ける軌道自由度の乱れの効果とその観測理論

今年度は、LaMn_<1-x>Ga_xO_3において観測されるA型反強磁性から強磁性への転移という現象を背景に、スピンと軌道自由度の結合した系における不純物効果をWang-Landau法により解析した。その結果、不純物濃度の増大と共に磁気構造がA型反強磁性からキャント型強磁性などを経て、強磁性へと転移する事および強磁性へと転移する不純物濃度が理論模型の超交換相互作用パラメータJ_1,J_2に依存する事を明らかにした。まず不純物の無い場合の基底状態は、軌道が反強的に配列し、スピンはA型反強磁性を示す。ここに不純物を導入すると、不純物周囲の軌道が乱される。超交換相互作用からスピンと軌道は結合している為に、不純物周囲のスピン間相互作用が変化し、強磁性的相互作用を誘起する。これが磁気構造の転移の原因である。不純物周囲のスピン間相互作用はJ_1/J_2が大きい程、強磁性相互作用が誘起され易い。これは超交換相互作用のJ_1を導く交換プロセスにおいて、異なる軌道を占有する電子間のフント結合が強いほど磁気構造の転移が起こりやすくなる事を示している。これが磁気構造の転移がパラメータに強く依存する原因である。J_1を導く交換プロセスは軌道自由度が存在する事によるものである。従って、不純物の導入によるA型反強磁性から強磁性への転移という現象には軌道自由度の存在が決定的な役割を果たしていると考えられる。遷移金属化合物を代表とする強相関電子系に於いては、そこに含まれる遷移金属イオンの3d及び4f軌道の縮退が結晶内でも残り、縮退に基づく軌道の自由度が諸物性に大きな影響を与えることが知られており、軌道秩序や軌道励起の研究が盛んに行われている。この様な中で最近軌道秩序状態に対する希釈効果の実験がKCu_<1-x>Zn_xF_3で行われた。この実験によると不純物の導入と共に軌道秩序温度が減少するが、磁気秩序における不純物の導入と比較して秩序温度の減少が著しいことが示されている。磁性体では不純物濃度70%まで長距離秩序が存在するが軌道秩序では不純物濃度50%程度で長距離秩序が消失する。本研究では、KCuF_3に於ける軌道秩序がZnの導入によって崩壊する様子について理論的研究を行った。ここでは特に磁性体における希釈効果との相違に着目し、共鳴X線散乱により得られている実験結果との比較検討に焦点を当てた。秩序温度の希釈濃度依存性を調べるために解析的な計算手法と、数値的なものとを用いた。数値的方法として古典モンテカルロ・シミュレーションを用いた。数値計算の結果、軌道自由度の希釈による軌道秩序温度の減少は磁性体と比較して非常に顕著であり、軌道の長距離秩序は不純物濃度15%程度で消失することが分かった。これは磁性体と異なり不純物周囲では軌道の形が乱されることに起因している。本計算結果は実験により指摘された軌道秩序の希釈効果と磁気秩序とのそれが異なることを定性的に説明するものであり、軌道希釈と磁気希釈の違いの起源を明らかにしたものである。これに加えて古典モンテカルロシミュレーションで考慮されていない量子効果を取り入れるために、解析的方法であるクラスター展開による秩序温度の計算を行った。系の量子効果を取り込んだこの計算では、軌道の長距離秩序は不純物濃度50%で消失することが示された。軌道自由度の希釈効果をより定量的に調べるためには、量子効果を十分考慮に入れなければならないと考えられ、現在は量子軌道モデルの一つである軌道コンパスモデルを用いて、その希釈に対する量子効果の役割を調べている。今年度は、まず軌道系における量子効果を明らかにするために軌道コンパスモデルと呼ばれる2次元量子軌道模型について量子モンテカルロ・シミュレーションによる数値的解析を行った。その結果、希釈による長距離秩序の乱れ方が軌道系とスピン系で、また古典系と量子系で大きく異なることが分かった。特に前者に関しては希釈による長距離秩序温度の減少は量子系ほうが古典系のそれよりも緩やかなことが見出された。これは量子系においては量子揺らぎが加わることで長距離秩序を阻害するという通常の性質とは異なった性質であり、軌道系に特有なことである。このことは以下のように解釈できる。軌道自由度間の相互作用は方向に依存し、特殊な対称性を持つので系の有効次元が下がる。しかし、量子揺らぎはこの次元性の低下を緩和し希釈に対して軌道の長距離秩序を維持する。その結果、古典系に比べて希釈による長距離秩序温度の減少が緩やかになると解釈できる。次に、t_<2g>軌道系の量子軌道状態に対する数値計算を、ループアルゴリズムによる量子モンテカルロ・シミュレーションによって行った。t_<2g>軌道系は例えば、系は三次元であるがd_<xy>軌道の占有数がxy平面内で保存するなどの特殊な対称性を持つ。この様な対称性のため、基底状態でorbital liquid状態などの特殊な量子軌道状態が実現しているという主張が理論的にも提唱されている。このことをふまえて本研究ではt_<2g>軌道系の軌道状態に対する数値計算を行った。

その結果、ある特徴的な温度までは温度の低下と共に軌道間の相関が強まり、秩序変数も増大するが、その温度以下では軌道相関関数はむしろそれは減少すること、同じ温度で比熱や感受率なども極大値となるがサイズ依存性が殆ど無いこと、また秩序変数の極大値はサイズと共に単調に減少することを見出した。これらについて調べるために、長距離サイト間の相関関数を計算してみると二次近接サイト間相関関数までは温度について単調増加だが、三次近接以上の相関関数はある特徴的な温度で減少することが明らかになった。これはt_<2g>軌道系は低温において通常の長距離秩序を示さず、短距離相関のある量子状態になっているものと解釈される。今年度は、LaMn_<1-x>Ga_xO_3において観測されるA型反強磁性から強磁性への転移という現象を背景に、スピンと軌道自由度の結合した系における不純物効果をWang-Landau法により解析した。その結果、不純物濃度の増大と共に磁気構造がA型反強磁性からキャント型強磁性などを経て、強磁性へと転移する事および強磁性へと転移する不純物濃度が理論模型の超交換相互作用パラメータJ_1,J_2に依存する事を明らかにした。まず不純物の無い場合の基底状態は、軌道が反強的に配列し、スピンはA型反強磁性を示す。ここに不純物を導入すると、不純物周囲の軌道が乱される。超交換相互作用からスピンと軌道は結合している為に、不純物周囲のスピン間相互作用が変化し、強磁性的相互作用を誘起する。これが磁気構造の転移の原因である。不純物周囲のスピン間相互作用はJ_1/J_2が大きい程、強磁性相互作用が誘起され易い。これは超交換相互作用のJ_1を導く交換プロセスにおいて、異なる軌道を占有する電子間のフント結合が強いほど磁気構造の転移が起こりやすくなる事を示している。これが磁気構造の転移がパラメータに強く依存する原因である。J_1を導く交換プロセスは軌道自由度が存在する事によるものである。従って、不純物の導入によるA型反強磁性から強磁性への転移という現象には軌道自由度の存在が決定的な役割を果たしていると考えられる。
ファイナンスにおける資産価格モデルの研究

フランク・ナイト(1921)によって提唱され、エプスタイン・ワン(1994)によって精緻化されたナイトの不確実性について、離散状態および連続状態の二つのモデル化を行い、ナイトの不確実性の定量分析を行った。離散状態モテルは簡素だが、ナイトの不確実性に対して自然な解釈を与えられる。連続状態モデルでは、ナイトの不確実性に対する解釈がそれほど自然ではないが、モデル自体は精緻である。よって両モデルは補完的関係にある。離散状態モデルでは、メラ・プレスコット(1985)によって定式化されたマルコフ過程モデルを用いてナイトの不確実性を定量化した。またこの定式化を用いて日本とアメリカの株および国債の収益率に対して、ナイトの不確実性が存在すれば、リスクプレミアムパズルおよびリスクフリーレートパズルは解決できる事を示した。この論文は、Wada (2005), "The Knightian Uncertainty and the Risk Premium and the Risk Free Rate Puzzles in Japan and the U.S."として2005年8月にEconomic Lettersに投稿中である。連続時間モデルでは、エプスタイン・ワン(1994)によって定式化された動的一般均衡モデルに対して、ルー円バーガー(1969)で証明されハンセン・ジャガナサン(1997)によってファイナンスに応用されたデュアルメソッドを用いて、ナイトの不確実性を定量化した。この論文は、Wada (2006), "ANew Measure for the Knightian Uncertainty and the Risk Premium Puzzle in Japan and the U.S."としてJournal of Banking and Financeに2006年3月に投槁中である。本年度は資産価格モデルの構築に必要な実質資産総収益率(株式収益率、国債収益率、安全資産収益率)および実質消費成長率(季節調整済実質一人当たり非耐久財及びサービスの成長率)のデータを日本については四半期データで、アメリカについては月次データで作成しました。資産収益率については、日本では日本證券経済研究所の月次データが1955年から、またアメリカではCenter for Research in Security Pricesの月次データが1926年から存在します。しかしマクロレベルの消費データは、日本では四半期(国民経済計算)でしか存在しないため、日本については資産収益率データと消費データの周期をあわせるため四半期データを用いました。そしてこれらのデータに基づいて、既存のモデルをナイトの不確実性という点から一般化したオイラー方程式を推定する論文を作成しました。夏にはボストンで開催されたNBER Summer Instituteにおいて、資産価格理論に関するワークショップ及び消費に関するワークショップに参加しました。そしてこの分野における最先端の研究者による論文発表を聞くとともに、それぞれのワークショップに参加したこの分野の研究者と意見交換を行いました。さらに冬にはイギリスのエクスター大学で行われたコンファレンスに参加し、論文発表を行いました。このワークショップは、資産価格理論においてパイオニアー的存在であるMehra=Prescott(1985)論文20周年を記念し、Mehra教授を招待して行われたコンファレンスです。来年度は、主として欧米の大学を訪問し、資産価格理論および消費理論の専門家と意見交換をする事によって論文のさらなる精緻化を目指す予定です。
考古遺跡調査への情報技術導入実験-エジプト・アルザヤーン神殿遺跡

制約条件の多い海外での遺跡調査の効率化を図るために,エジプトのアルザヤーン神殿遺跡を対象にして,情報技術の導入を検討した。まずICタグ利用について検討し,遺物や文書管理だけではなく,建物や遺物の修復履歴の管理にも応用できることを示した。3次元スキャナは建物や碑文の記録ばかりでなく,遺構の発掘経過の記録にも用いた。サッカラの階段ピラミッドの3次元記録も実施した。GPS測量や衛星画像の導入を図り,神殿周辺の水環境地図を作成し,ペルシア時代のカナート,ローマ時代の井戸や水路網跡を発見した。地中レーダ探査に基づいた発掘調査では,文字を記した土器片(オストラカ)を発掘した。遺構の保存修復計画を立てるために, 3年間にわたる温湿度計測や風速・風向計測も実施した。エジプトの最南のハルガオアシスにあるアルザヤーン神殿遺跡は,標高も最も低い地点にあり,水との関連性を指摘されている遺跡である。2000年度から物理探査による調査を開始し,2004年度からは発掘調査も開始した。我々は,周辺の水利環境も含めアルザヤーン神殿遺跡の調査を進め,オアシス地域での古代生活史の解明を目指している。当該期間の研究では,サハラ砂漠のなかのオアシスという辺鄙な地域で,調査期間も限定され,地形図の入手も困難な状況で,効率よく考古調査をすすめるために,科学技術,特に情報技術の導入に焦点をあてている。衛星画像の利用,GISによる地理情報と遺跡発掘や探査情報の統合,3次元形状デジタル記録システムを用いた発掘履歴の記録,遺構遺物の記録・図化などの従来技術の応用とともに,新たにミューチップ(μ-Chip)に代表される微小サイズのICタグ(RFID)による遺物・遺構管理システムの利用法も開発する。遺物の国外持ち出しが禁止されているエジプトでは,高々2ヶ月ほどの滞在期間の中で,すべてを整理記録することは難しい。そこで,発掘されたその場で,日時・位置・層位などの情報をRFIDに記録し,遺物に貼り付けや埋め込むことができれば,後日の整理のときに混乱も生じないし,散逸も防ぐことができる。さらには,修復過程の記録への利用法など,RFIDの考古遺跡調査への新しい応用技術の開発を目指す。1.アルザヤーン神殿遺跡の発掘調査および保存修復(a)これまでに発掘されている窯状遺構の性格を明らかにするために,窯状遺構を中心に発掘をすすめ,底部にレンガが規則的に敷き詰められていることを発見した。(b)保存修復のために必要な気候条件を知るために,神殿建物の22カ所にデータロガー付きの温・湿度計を設置した。これらは一年後に回収する。また,風向・風速・日照を計測する気象ステーションを遺跡に隣接する民家の屋上に設置することを試みたが,地元警察の許可が得られず断念した。引き続き交渉を進め,次年度には設置する予定。2.RFID(ミューチップ)の遺跡調査への応用(a)砂漠等の発掘現場で使用できる耐塵・耐候性にすぐれたミューチップリーダを開発試作した。(b)ミューチップを遺物に添付する際の接着剤の適正を調べるために,漆や膠の自然系接着剤から各種合成接着剤を用いて遺物サンプルに接着した資料を作成し,各種環境に暴露する実験を行った(この実験は現在も継続中)。また,保存や修復過程に使われる有機溶剤などの各種薬品に対するミューチップの耐性を調べる実験を行った。これらの実験は東北芸術工科大学文化財保存修復研究センターの協力を得て実施した。(c)エジプト・アルザヤーン神殿遺跡では,日干しレンガにミューチップを埋め込み,その耐性を調べる実験を行った。一年後にミューチップが読み取り可能か確かめる。(d)ミューチップに埋め込まれたIDを用いた管理システムとして,遺物などの「もの」を管理するシステムと,発掘や修復などの「過程」を管理するシステムの二つのシステムにわけ,それぞれについて設計を開始した。3.古環境の復元アルザヤーン神殿遺跡の周辺の砂の中から採取した植物遺体のC14年代を測定し,この神殿の周辺は今から5千年以前にはかなりの水が存在していた可能性があることを発見した。1.考古学的調査では,前年度までに発掘された遺物の整理作業と実測作業を中心に行った。遺構調査では,アルザヤーン神殿周囲の墓域を,踏査により確認した。2.アルザヤーン神殿周囲の環境計測については,前年度神殿内12カ所に設置した温湿度計の1年分のデータを回収し分析した。

その結果,最高温度は77.5°C,最低温度は2.5°C,最大日較差48.5°C,最大湿度91%,最小5.5%を記録し,露出面ではかなり過酷な環境であり,結露も生じている可能性もあり,日干レンガの建物にとっては良い環境ではないことが判明した。さらに,気象ステーションを神殿に隣接する3階建て民家の屋上に設置して,風向・風速のデータ収集も開始した。3.前年度日干レンガに埋込んで1年間放置したICタグ(スカイメタル),および温湿度計に添付したICタグ(スカイメタル)について,読み取り実験を行い,すべて読み取り可能なことを確認した。スカイメタルがこのような過酷な環境下で1年間は耐えうることを確認したので,さらに1年間継続して実験を続けることとした。4.ALOS(だいち)衛星パンシャープン画像をベースマップとするハルガオアシスの神殿と水動態マップを作成することを目的として、画像合成・解析とアルザヤーン神殿周辺の土地利用と水環境に関する現地聞き取りとグランドツルース・データの収集を行った。5.サッカラのジュセル王の階段ピラミッドの3次元レーザ計測を実施した。6.サイエンスカフェ「オアシスへのいざないエジプト西方沙漠」(2008年5月22日,東京工業大学百年記念館)を開催し,研究成果の一般への公開還元を行った。参加者は,小中学生から一般人まで57名であった。1.アルザヤーン神殿西側の発掘調査では,前年までに発見されていた窯状遺構の解明を目指し,発掘を継続した。北側に10m×10m,東側に10m×5mのトレンチを開け,住居跡を発見した。デモティクを記した土器片も発掘された。神殿内の調査では,門から至聖所にいたる床面のクリーニングを行い,3次元レーザスキャナで記録を行った。また過去に取り残した碑文の3次元記録も行った。2.観測衛星「だいちALOS」のAVNIRセンサと高解像度PRISMセンサを合成したパンシャープン画像を基図に,これまでの現地調査によって得られた地理情報と画像解析情報を結合させて,ハルガオアシス,アルザヤーン神殿とグヴェイタ神殿立地と水環境に着目した環境地図の作成を試みた。その結果,今日の発達を可能にした水開発の発端は2つの神殿への導水を意図した古代の水事業であることが推論された。3.保存環境調査では,前年度に引き続き神殿内,及びストアルーム,発掘現場の温湿度計による計測を継続した。また,前年度設置した気象ステーションのデータ回収を行った。さらに,赤外線サーモグラフィによる神殿の門入り口と西壁および発掘現場での定点観測を行い温度分布の日変化を記録した。また粘土供試体による2×4水準の試験片を作製し,暴露試験片として神殿の4ヵ所に設置した。4.一昨年度日干レンガに埋込んで2年間放置したICタグ,および温湿度計に添付したICタグについて,読み取り実験を行い,紛失した2点を除きすべて読み取り可能なことを確認した。遺物管理にICタグを利用する試みでは,神殿で発掘された遺物の管理用データベースを構築し,遺物にICタグを添付して管理する実験を開始した。大規模な実験として,大阪京都両府にまたがる樟葉平野山瓦窯跡から出土した瓦片1700点余りを対象とした遺物管理システムを構築した。1.ICタグの実用化実験では,平成19年12月に神殿近傍の日干レンガ建物に埋込んだ耐候型ICタグ(スカイメタル),および神殿内に設置した温湿度計に添付した同ICタグ(スカイメタル)について,3年経過後も読み取り可能なことを確認した。
ICTとロボット技術の導入による過疎地域の高齢者の農業活性化と生活支援

高齢者を対象としたPC講習会を開催し、ホームページなどのICTが農産物販売や農業活性化に寄与することを明らかにした。中山間地域の草刈り作業の安全性向上のために、刈払い機の実態調査を行い、手指のしびれ防止のためのグリップ改良を行なった。また農作業の効率化を目的にロボット技術導入を検討したが、傾斜地の特殊条件を考慮した技術開発が必要であった。代替の、農業支援者(学生ボランティア)の導入は、高齢者の農業を活性化させることが明らかになった。中山間地域の高齢者を対象とするPC講習会では、PCの基本操作技術を修得させた後の、自宅での継続的利用を促す方法として、高齢者の生活や農業と結びつけたPC利用法の開発が必要であることが分かった。特に農業が多忙な時期は、長期間PCを使う時間がとれない例も多いことから、農作業時間の大半を占める草取り作業の負担軽減策として傾斜地を自走する小型の農作業ロボットを試作し、農作業時間の短縮と身体負担の軽減を図り、PC利用にあてる時間を確保する。それとともにホームページ講習を開催して高齢者自身によるインターネットを利用した農産物販売を可能にし、PC利用による中山間地域の農業の活性化に寄与することが本研究の目的である。19年度はPC初心者講習会を冬季に開催し14名の高齢者が受講した。受講後もPCを所持しない人には機器を貸し出し、インターネットへ接続して農産物販売への利用希望もあるので、指導を継続中である。草取り作業の負担軽減策として、長野市および信州新町と中条村において、動力刈り払い機の使用実態について質問紙および観察調査を実施した。農業従事者が減り、後継者が得られない中山間地域では、長時間使用にならざるを得ない状況が続いており身体への影響が心配されるが、早急な方法として現有機への防振対策を講じることで手指の振動障害の発生を抑制した。また作業時の服装や装備は軽装であることから、事故防止に備えた装備の着用が必要であることも判明した。農作業時間の短縮と身体負担の軽減を図るために、傾斜地を自走する小型の農作業ロボット開発が本研究の目的であるが、家庭用芝刈りロボットを傾斜地で使用するのは困難なことから、業務用自動草刈り機の小型化が可能であるか検討する必要があることが分かった。東京農工大とは中条村での農作業調査研究の協力体制作りを実施し、中山間地域の農業支援について視察および試行を来年度に実施する。中山間地域の高齢者がPCを利用して農産物販売をできるようにするためのPC講習をしつつ、農作業の中でも負担の大きい除草作業の軽減・自動化を図り、都市部の人的支援を導入して過疎地域の農業を活性化するのが本研究の目的である。20年度は農作業の人的支援として東京農工大との連携による学生の農業実習を中条村にて実施し、各農家の野菜管理や山菜取りの手伝いをしたり、共同で田植え作業をするなど、人材が減りつつある過疎地域の農業支援体制を導入し継続事業とすることができた。また実習の前後で過疎地域や高齢者などに関する心象変化を質問紙にて調査したので、別途、長野県短期大学生および来訪した県外大学生などを対象とした同質問紙調査結果(紀要2008)との比較を調査数が溜まった時点で行いたいと考えている。草刈り作業の負担軽減としては、急傾斜地での自走式草刈り機の導入を試みたが、効率性の面で高齢者が従来使用している刈払い機に劣ることから、傾斜地の特殊条件を考慮した機械の開発の必要性が判明した。また刈払い機による除草は根が土中に残るので短期間で次の草刈り作業の必要性が発生することと、高齢女性には取り扱いが危険な機械であることから、土中の根を撤去しつつ安全で身体負担の少ない除草機を考える必要がある。また除草作業の自動化に関しては、家庭用掃除ロボットの農業利用について可能性を検討中である。また、高齢者を対象にしたPC教室では、農産物販売をブログなどのネットで行うようにすることが最終目的であるが、デジカメによる写真をPCに保存したり、TV画面で写す方法などに高齢者が非常に高い関心を示したので、PCとデジカメを関連させた講習会は高齢者のニーズも高く、PCの継続利用にも効果が得られることが明らかとなった。高齢者が農産物販売にインターネットを利用できるようPC講習を開催し、農作業の中で負担の大きい除草作業の軽減・自動化と、人的支援の導入により過疎地域の農業の活性化をすることが本研究の目的である。21年度は人的支援として東京農工大学生の農業実習を中条村にて継続実施し、学生と受入れ農家の双方に、実習に関する各々のニーズを明らかにした。その結果、農家は学生を「援農者」として期待する傾向が強いが、学生は農作業よりも過疎地域に関する学習を目的にしているなど、双方のニーズの擦り合せが必要なことが明らかになった。

また、秋には援農者を期待する農家にて、長野県短期大学の学生による農業ボランティアを実施し、学生が興味を示した農作業や昼食メニューを抽出して、他の農業ボランティア確保のために必要な要件を明らかにした。さらに、首都圏から信州を訪れた大学生を対象に実施した農業ボランティアに関する質問紙調査では、大学生は田植えや稲刈りよりも野菜の苗の定植や収穫作業に興味を示し、観光とセットにした農業体験スタイルを望む割合も高かいことが明らかとなった。農作業の負担軽減では、傾斜地での大豆収穫作業に、従来の鎌ではなく剪定鋏を利用することで、約2倍の効率アップと、作業姿勢が楽になることを実証した。また農業ロボット開発のための基礎資料として、マインドストームを利用して、耕作用ロボットや除草用ロボットとしての要件抽出を試みた。また、農産物のネット販売を希望する専業農家のブログを開設し、農作業や風景写真などを自分で更新できるように指導し、PC継続利用のモチベーション向上に寄与した。また、農家との電話連絡に躊躇する学生はブログやメールでのやり取りが可能になり、農家と農業ボランティアとの連絡ツールとしてもPC技術は必要であることが示されたので、今後の研究実施の際にも効果的な使用を推進していく予定である。