hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ゲノム編集技術を用いた両生類の高度モデル動物化のために必要なストラテジーの確立

ポストゲノム時代を迎えた両生類研究において、遺伝子ターゲティング技術の開発は非常に重要かつ喫緊の課題である。近年のゲノム編集技術の発展によりアフリカツメガエル、ネッタイツメガエル、そしてイベリアトゲイモリにおいても逆遺伝学ツールの導入が可能となりつつある。本研究課題では、CRISPR-Casを基盤とした、高効率ノックアウトとノックイン、そしてコンディショナルKOやセーフハーバートランスジェニックシステムの開発を試みた。逆遺伝学的アプローチが可能なネッタイツメガエルやイベリアトゲイモリは、近年、ヒト疾患メカニズムの解明や創薬開発における実験動物としての価値が高まっている。本申請課題では、これら2種におけるゲノム編集技術を基盤とした遺伝子改変動物作製技術の確立を目的としている。当該年度(初年度)は、ゲノム編集法を用いた高効率の遺伝子改変(ノックアウト・ノックイン)技術プロトコールを確立するため、様々な実験条件の検討やジェノタイピング法の開発を行った。まず初めに、ネッタイツメガエルにおいて、色素合成に関する遺伝子を標的としたノックアウト実験によりCRISPR-Cas9システムの有効性を検討した。得られた表現型個体をアンプリコンシークエンス解析した結果、F0(当世代)個体において体細胞変異率が95%以上という、非常に高い遺伝子変異導入効率が得られた。Cas9 mRNAやgRNA合成の最適化、変異導入効率解析法やオフターゲット解析法を検討し、当世代(F0)胚による簡便かつ高効率な遺伝子ノックアウトプロトコールを確立した。次に、ネッタイツメガエルにおけるノックイン技術の開発を行った。様々な条件検討の中で、マイクロホモロジー媒介末端連結(MMEJ)を利用したノックイン法が有効であることが示唆された。そこで、CRISPR-Cas9とドナーベクターをネッタイツメガエル受精卵に導入し、ある変異型疾患遺伝子cDNAを標的遺伝子のイントロンにMMEJを介してノックインする実験を行った。その結果、標的領域への疾患型遺伝子cDNAのノックインをジェノタイピングにより確認した。これらの個体に関しては性成熟させ、次世代を得る予定である。ネッタイツメガエルにおけるCRISPR-Cas9を用いたノックイン及びノックアウト実験に関する十分な条件検討を行うことができた。特にノックアウトに関する研究に関しては予想外の成果が得られ、今後、ツメガエル研究コミュニティーに置いて汎用されることが期待される。また、申請者らが開発したMMEJを利用したノックイン法の有効性がネッタイツメガエルでも示され、本申請課題の遂行にもおおよその見通しが立ったと考える。一方、施設や飼育施設の整備の問題でイベリアトゲイモリの導入が遅れている。ネッタイツメガエル及びイベリアトゲイモリのゲノム編集効率を向上させるため、リコンビナントCas9タンパク質とsgRNAをリボヌクレチドタンパク質(RNP)複合体(以下Cas9/sgRNA RNP)として導入する条件について検討した。Burgerら(2016)が実験に用いたBuffer組成に基づいてCas9/sgRNARNPをネッタイツメガエル受精卵に導入すると、孵化前後に奇形が生じ、正常発生率の低下が確認された。そこでBuffer組成を変えて導入したところ、正常発生率は高いままに、シビアなノックアウト表現型が高効率で得られた。この条件下で、ヒト遺伝性色素合成疾患遺伝子4種類及び眼疾患遺伝子を標的とするsgRNAを作製し顕微注入した結果、生存胚のほぼ全ての胚でシビアな表現型(メラニン色素が全く見られないアルビノ胚)が得られた。次世代シークエンサーを用いてアンプリコン解析を行ったところ、驚くべきことに、全ての胚において変異導入効率が98%を超え、中には野生型アリルが検出できない、つまり、100%に限りなく近い変異を持った個体が複数確認された。この確立したプロトコールは、Cas9mRNAを用いた従来のプロトコールと比較しても、非常に高効率である。次に、申請者が開発したマイクロホモロジー媒介末端結合(MMEJ)を利用したノックイン法を用いて、ノックインに最適なCas9/sgRNA RNP導入条件を設定した。loxP配列を含むヒト疾患遺伝子cDNAをノックインしたネッタイツメガエルの作製を試み、現在、性成熟したF0個体が得られている。今後は生殖細胞系伝達したF1を作出する予定である。イベリアトゲイモリに関しても、CRISPRを用いたゲノム編集の実験系を確立した。安定して外来遺伝子をノックインする領域も同定し終わり、新しい外来遺伝子発現システム用のベクターもすでに作製している。研究概要に記述したように、ネッタイツメガエル及びイベリアトゲイモリにおけるCRISPRベースのゲノム編集技術の確立に成功した。特に、ファウンダー解析に耐えうるノックアウトの効率化は、予想外の大きな成果である。この成果は、両生類を用いた迅速な遺伝子機能解析のスタンダードとなることが期待できる。また、loxPを導入したF0ネッタイツメガエル個体が性成熟したことにより、Creを用いた個体機能解析のテストケースになり得るであろう。イベリアトゲイモリに関しても、一年でゲノム編集個体(ファウンダー)を性成熟させることができたため、今後の研究計画の迅速な遂行が期待できる。本申請課題の最終年度となる平成29年度は、ヒト病態遺伝子を持つネッタイツメガエルの作製ならびにイベリアトゲイモリにおける高効率トランスジェニックシステムの開発を遂行した。まず、昨年度に引き続きネッタイツメガエルおよびイベリアトゲイモリのゲノム編集効率を向上させるために、リコンビナントCas9タンパク質とsgRNAをRNP複合体として導入する条件について検討した。次世代シークエンサーを用いてアンプリコン解析を行ったところ、驚くべきことに、全ての胚において変異導入効率が98%を超える個体が複数確認された。

最終的に、両生類におけるファウンダー胚(F0)での迅速な遺伝子機能解析を可能とするシステムの確立に成功した。次に、ネッタイツメガエルの遺伝子X領域に疾患変異型ヒトX遺伝子cDNAのノックインを行い、F0およびF1個体の作出を試みた。CRISPR-CasとMMEJドナーベクターを顕微注入し、PCRによるジェノタイピングの後、ノックインポジティブF0個体を性成熟させ、F1世代を作出した。得られたF1世代個体についてジェノタイピングを行ったが、ドナーベクターの標的領域へのノックインは確認できなかった。F0体細胞へのノックインがジェノタイプにより確認されていることを考慮すると、この結果は生殖系列へのノックイン効率が低いことを示唆している。今後、残りのジェノタイプポジティブF0個体も性成熟させ、F1個体の作出を引き続き行っていく。また、イベリアトゲイモリのsafe harbor siteの同定に成功し、このsiteへのドナーベクターのMMEJノックインにも成功した。レポーター蛍光は全身性で安定して発現しており、高効率トランスジェニックシステム技術開発の目処が立った。今後はF1の作出を行い、生殖系列への伝播を確認する予定である。ポストゲノム時代を迎えた両生類研究において、遺伝子ターゲティング技術の開発は非常に重要かつ喫緊の課題である。近年のゲノム編集技術の発展によりアフリカツメガエル、ネッタイツメガエル、そしてイベリアトゲイモリにおいても逆遺伝学ツールの導入が可能となりつつある。本研究課題では、CRISPR-Casを基盤とした、高効率ノックアウトとノックイン、そしてコンディショナルKOやセーフハーバートランスジェニックシステムの開発を試みた。ネッタイツメガエル及びイベリアトゲイモリに、安定して外来遺伝子を導入するためのゲノム部位に関しては候補の目処がついた。時期組織特異的な遺伝子発現システムに関しては、本申請以降に新しい方法が開発されてきたので、これらのストラテジーも検討している。飼育設備の整備を行ったため、イベリアトゲイモリの研究は本格的に開始可能となった。また、ネッタイツメガエルに関しては、NBRPネッタイツメガエルの良質な材料供給を受けながら、引き続き本申請課題を遂行していく。平成29年度は最終年度であり、loxP導入子孫の選別及びCreによる外来配列の除去について検討したい。また、新しい外来遺伝子発現システムについてはすべて準備が整っているため、ネッタイツメガエル及びイベリアトゲイモリの両種で導入していく。発生生物学一万円以下の少額であったため、次年度に持ち越し合算して使用した方が有効に使用できるため。少額であるため、次年度に少額消耗品もしくは旅費の一部に使用予定。
分子固体中のポジトロニウムの研究

分子性固体に陽電子を入射すると多くの場合、ポジトロニウムが生成する。本研究では、そのようなポジトロニウムに関する最近の重要な問題について、総合的に研究を行った。まず、陽電子がC_<60>では単一の寿命をもつことを世界に先駆けて示した。寿命の値から、C_<60>中ではポジトロニウムは生成せず、陽電子は格子間領域に存在していると解釈した。これはその後発表された理論計算の結果とも一致している。また、グラファイト表面の陽電子状態の研究を行った。装置は電子技術総合研究所のパルス化可変エネルギー低速陽電子ビームを用い、試料温度と陽電子入射エネルギーを変えながら、陽電子寿命スペクトルを測定した。その結果、、グラファイトに陽電子の表面状態が存在することを確認した。表面状態の存在にもかかわらずグラファイトから熱励起で直接真空中に放出されるポジトロニウムが観測されていないことについて、新しい解釈を提唱した。PTFE(テフロン)中の陽電子寿命スペクトルと陽電子消滅2光子角相関スペクトルの温度依存性の相関関係を詳しく検討した。その結果、従来から使われているモデルでは、完全につじつまの合う解釈は得られないことがわかった。また、将来の原子炉材料として重要なアルミナ単結晶を中性子照射し、等時焼鈍したときに生成するボイドの半径を、ボイド中のポジトロニウムを利用して推定した。また、焼鈍によって、ボイド表面へのアルミニウムの析出に関係すると思われる成分が表れることを確認した。本年度の研究は,C_<60>中の陽電子寿命の研究を中心に行った。陽電子やポジトロニウムは物質中の原子空孔やその他の自由空間にトラップされやすいことが知られているが,C_<60>は個々の分子の内部が中空であるばかりでなく,fccあるいはhcp構造に凝集したときに通常の原子空孔よりも大きな格子間領域ができる(分子が大きいため)。他の物質の場合,そのような大きな自由時間ランダムな格子欠陥として存在するが,C_<60>では規則的に配列されている。従って,C_<60>中の陽電子やポジトロニウムがどのような振る舞いをするかは非常に興味深い。我々は,陽電子寿命測定装置を用いてC_<60>/C_<70>,およびC_<60>中の陽電子寿命を測定した。結果は,いずれも陽電子がほとんど単一の寿命成分で消滅していることを示した。その寿命の値から,C_<50>中ではポジトロニウムは生成せず,陽電子は格子間領域に振幅の拡大を持つような基底状態から消滅していると解釈した。この結論は,最近発表された理論計算の結果とも一致している。C軸のよくそろったグラファイト(HOPG)中の陽電子寿命も単一成分であるが,C_<60>中の寿命よりかなり短い。一方,欠陥を含む受様な変成グラファイト中では長短2種類以上の寿命成分が観測されている。これらを統一的に解釈して,グラファイトではバルクと表面で陽電子の状態が異なり,HOPGではバルクの状態,欠陥を含むグラファイトではバルクと表面の双方の状態がプロ-ブされている,そしてC_<50>のバルクはむしろHOPGの表面に近いのではないかと予想した。これを確かめるために,電子技術総合研究所のエネルギ-可変低達陽電子ビ-ム装置を用いて,HOPGのバルクと表面での陽電子寿命を測定したところ,予想と一致する結果が得られた。PTFE(テフロン)中に陽電子を入射するとポジトロニウムが生成することは古くから知られているが、そ振る舞いは必ずしもよく理解されていない。そこでまず陽電子消滅2光子角相関法を用いて温度依存性を調べた。テフロン中の2光子角相関スペクトルには、ポジトロニウムに由来する幅の狭いピークが存在するが、温度が高くなるにつれて、その幅が狭くなることが分かった。

その理由はまだ確定することが出来ないが、テフロン中の自由空間の平均の大きさが温度とともに大きくなり、そこにトラップされているポジトロニウムの平均零点運動量が小さくなったか、温度が高くなると、ポテンシャルの浅い小さな自由空間にはトラップされにくくなるためであろうと思われる。また、PTFE中の陽電子寿命スペクトルには、ポジトロニウムによると思われる長寿命成分が2成分みられるが、それらの温度依存性と2光子角相関スペクトルのピークの変化との関連を検討している。また、前年までに得られた、C_<60>およびHPOG(c軸のそろったグラファイト)中での陽電子消滅に関する知見に基づき、電子技術総合研究所の可変エネルギー低速陽電子ビームを用いて、グラファイト表面の研究を進展させた。グラファイトの温度と陽電子入射エネルギーを変えながら、陽電子寿命スペクトルを測定した。その結果、表面から再放出されるポジトロニウムが温度とともに増加することを確認した。その様子は、陽電子の一部は表面にトラップされた後、再度グラファイト中に戻り、それからポジトロニウムとして再放出されるという新しいモデルで説明できる。本年度は、PTFE(テフロン)中の陽電子寿命スペクトルと陽電子消滅2光子角相関スペクトルの温度依存性の相関関係を詳しく検討した。寿命スペクトル中の、ポジトロニウムによるとされる長寿命2成分の寿命の値が温度とともに増大した。また、2光子角相関スペクトルの、ポジトロニウムに由来するピークは温度とともに幅が狭くなった。これらは、テフロン中の自由空間の半径が温度とともに大きくなるために、そこにトラップされているポジトロニウムの平均零点運動量が小さくなり、一方ピックオフ消滅率は低下すると考えると、半定量的な解釈が可能である。しかし、従来から使われているモデルでは、完全につじつまの合う解釈は得られないこともわかった。また、可変エネルギー低速陽電子ビームによるグラファイト(HOPG)の中での陽電子寿命データの詳しい解析を行った。その結果、グラファィト表面に陽電子の表面状態が存在することを確認した。また、表面状態の陽電子は、金属表面の場合のように熱ポジトロニウムとして放出されるのではなく、一旦結晶内に戻り、非熱ポジトロニウムとして再放出されると考え、これはグラファイトのエネルギーバンドの異方性のため、熱ポジトロニウム放出にもフォノンの関与が必要であるためであるとの結論を得た。また、将来の原子炉材料として重要なアルミナ単結晶を中性子照射し、焼鈍によるボイド生成の研究を行った。900Kから1825Kまでの焼鈍でボイドが生成し、成長し、消滅した。ボイド中にはポジトロニウムが生成し、その運動量分布からボイドの半径を推定した。また、焼鈍によって表れる中間的な運動量分布の成分はポジトロニウムに直接関係ないことを確認した。この成分は、ボイド表面へのアルミニウムの析出に関係すると思われる。
核融合実験用超流動ヘリウム冷却超伝導マグネットの新しい冷却設計基準の開発

本研究では、HeII冷却超伝導マグネット捲線内で起こりうる定常及び捲線の機械的不安定に起因する非定常熱入力に対し個々の2次元ないし3次元的冷却特性の学術的解明を基礎とした新しい観点からの冷却設計データベースを集積整備し、HeIIの冷却特性を生かしうる新しい設計基準を確立することを目標として、先ず、HeII中の水平円柱試験発熱体における2次元的定常並びに非定常冷却特性に関する実験的研究と共に理論的研究を並行して行い、冷却設計基準に関する新しい知見を他国における研究にさきがけて完成し公表した。その概要を以下に示す。1.定常・非定常熱伝達計測用特殊合金発熱体の開発HeII温度領域でもその電気抵抗変化から温度変化が測定可能な特殊合金製発熱体(Pt-Co)を開発して、飽和並びにサブク-ル状態のHeIIにおける定常並びにStep状熱入力に対する非定常熱伝達を系統的に求めた。2.定常熱伝達a)臨界熱流束系が飽和の場合のHeIIにおける定常臨界熱流束q_<st>は液温と発熱体上方の液頭に依存し、同一液頭では、液温が下降するに従い急激に上昇し2k以下で飽和する傾向を、同一液温では液頭が大きいほど大きくなる傾向を示した。一方、大気圧下サブク-ルHeIIの場合、q_<st>は液頭に殆ど依存せず、液温低下と共に急激に大きくなる傾向を示した。定常臨界熱流束は、発熱体位置の圧力P_Lがλ点の圧力以下であれば発熱体に接したサブク-ル液が飽和温度に到達する熱流束であり、P_Lがλ点の圧力以下であれば、その圧力に対するλ線上の温度に到達する熱流束であると考え、水平円柱に対するGorter-Mellink式の解を基礎とする定常臨界熱流束表示式を提示し、円柱直径、サブク-ル度等の広範囲な条件下の実験結果を一般的に良く記述することを確かめた。b)膜沸騰熱伝達理論モデルに基づき本実験結果並びに従来の実験結果を良く記述する膜沸騰熱伝達表示式を提示した。3.Step状熱入力にともなう非定常熱伝達定常臨界熱流束を超えた波高値を持つStep状態入力が加わった場合定常KapitzaConductance曲線の外挿線上に有限の寿命を持つ準定常状態が存在し、その後膜沸騰に移行することを初めて明らかにした。円柱直径、サブク-ル度等の広範囲な条件下で種々の非定常熱入力波型に対する準定常状態の寿命の一般的評価方法を提示し、熱的絶対安定条件を明らかにした。1.超流動ヘリウム冷却実験用クライオスタットの設計製作:系圧力、液温、液位を自動制御し、複数の試験体を装着して一週間程度の連続実験が可能な比較的大型クライオスタットを設計製作した。

2.超流動ヘリウムの定常冷却特性:飽和圧から大気圧に至る圧力範囲、液温2.02.1Kの超流動ヘリウム中で種々の形状の発熱体における非沸域の熱伝達、極大熱流束、膜沸騰熱伝達を系統的に測定し、実験データを集積中である。液温が一定の場合系圧力をλ圧から大気圧迄種々変えても極大熱流束は殆ど一定で、本研究代表者等の理論式で良く記述できることを確かめた(公表論文1)。3.超流動ヘリウムの非定常冷却特性:種々の形状の発熱体に対するステップ状熱入力と準定常状態の寿命の関係、寿命が終了して定常熱伝達曲線外挿上から離脱してからの過渡遷移沸謄及び膜沸騰熱伝達を項目2の定常の場合と同じ実験条件で系統的に測定し、実験データを集積中である。準定常状態の寿命はステップ波高値が大きいほど短く、寿命とステップ波高値の関係は液温が一定であれば系圧力をλ圧から大気圧迄種々変えてもこの範囲の圧力変化には殆ど依存しないことが解った(公表論文1)。1.超流動ヘリウムの定常冷却特性飽和圧から大気圧に至る圧力範囲で前年度より液温の低い液温1.82.0Kの範囲の超流動ヘリウム中で種々の直径の水平円柱発熱体における非沸騰域の熱伝達、極大熱流束、膜沸騰熱伝達を系統的に測定し、発熱体直径並びに液温の影響を明らかにした。また、直径の影響を含む広範囲な条件下の極大熱流束実験結果が本研究代表者等の理論式で良く記述できることを確かめた(公表論文1、2)。2.超流動ヘリウムの非定常冷却特性種々の直径の円柱状発熱体に対するステップ状熱入力と準定常状態の寿命の関係、寿命が終了して定常熱伝達曲線外挿上から離脱してからの過渡遷移沸騰及び膜沸騰熱伝達を系統的に測定した。準定常状態の寿命はステップ波高値が大きいほど短く、寿命とステップ波高値の関係は液温が一定であれば系圧力をλ圧から大気圧迄種々変えて殆ど変わらない。熱流束qが定常極大熱流束q_<st>を越えた時点(t=t_<st>)から寿命が尽きる時点(t=t_B)迄の超過熱流束の積分値〓t┣D2B┫D2(/)t┣D2st┫D2┫D2┣D3t┣D2B┫D2(/)t┣D2st┫D2(q-q┣D2st┫D2)dtは、系圧力と液温に依存するがステップ波高値や立ち上がり波形には殆ど依存せず一定であり、任意の立ち上がり波形を持つステップ状熱入力に対する準定常状態の寿命がこの積分値から予測出来る。この積分値に対する発熱体直径の影響についてデー1.超流動ヘリウムの定常冷却特性前年度に引き続き大気圧下、液温1.82.0Kの範囲のサブク-ル超流動ヘリウム中で、種々の直径の水平円柱発熱体における非沸騰域の熱伝達、極大熱流束を系統的に測定し、発熱体直径並びに液温の影響を明らかにした。また、直径の影響を含む広範囲な条件下の極大熱流束実験結果が本研究代表者等の理論式で良く記述できることを確かめた。熱流束qが定常極大熱流束q_<st>を越えた時点(t=t_<st>)から寿命が尽きる時点(t=t_B)迄の超過熱流束の積分値∫^<t_B>_<t_<st>>(q-q_<st>)dtは、系圧力と液温に依存するがステップ波高値や立ち上がり波形には殆ど依存せず一定であり、任意の立ち上がり波形を持つステップ状熱入力に対する純定常状態の寿命がこの積分値から予測出来る。
MAPキナーゼカスケードによるシグナル伝達ネットワーク

1.TAK1 MAPKKKは、複数の細胞内伝達経路で重要な働きをしている。ストレスシグナルに注目し、TAK1が果たす役割とその制御機構の解明を目指した。酸化ストレス、紫外線ストレス、浸透圧ストレス、環境毒素のヒ素ストレス経路を検討した結果、TAK1はほとんどのストレスで活性化されるが、特に浸透圧ストレスによって強く活性化されること、TAK1の欠損によって浸透圧ストレスによるJNK MAPKの活性化が著しく減弱することを見出した。このことは、TAK1は浸透圧刺激によるJNKの活性化に重要であることを示している。さらに、TAK1の結合因子であるTAO2が、TAK1によるJNKを促進する一方で、TAK1とIKKの結合を阻害し、TAK1によるIKK-NF-κBの活性化をブロックすることを見出した。これらの結果から、TAO2はTAK1を浸透圧刺激に適切に応答するよう、JNKのみを活性化するように制御する働きをしていると考えられる。2.初期発生においてERK/MAPKカスケードは中胚葉形成に重要な役割を果たしている。アフリカツメガエル初期胚におけるERKの活性化時間は、ネガティブフィードバックインヒビターSproutyによって制御されている。ERKの活性化状態を細胞がどのようにモニターし、細胞分化へと繋げて行くのか分子メカニズムの解明を行った。その結果、ERKの活性化によって早期に誘導される転写因子Fosが、中胚葉においてERK活性化のセンサー分子として機能していることを明らかにした。以上の結果から、中胚葉背腹軸にそったSprouty-ERK-Fosのシグナルネットワークが、中胚葉パターニングに重要であることを明らかにした。MAPキナーゼカスケードは、細胞の増殖・分化など多様な生命現象に必須のシグナル伝達経路である。線虫C.elegansを用いて、MAPキナーゼカスケードの構成因子群と発生、分化との関係を探索すると同時に、それらの個体レベルでの役割を明らかにすることを行った。JNK MAPキナーゼの足場蛋白質であるヒトJIP3の線虫ホモログUNC-16は、線虫JNKのひとつJNK-1およびJKK-1 MAPキナーゼキナーゼとともにシナプス小胞の局在制御に関与する。本研究において、UNC-16に結合する因子として、新たにキネシン軽鎖KLC-2と、オートファジーを制御するプロテインキナーゼUNC-51の結合蛋白質であるUNC-14を、それぞれ酵母Two-hybrid法により同定した。培養細胞内において、UNC-16はKLC-2およびUNC-14と複合体を形成した。また、klc-2およびunc-14変異体では、unc-16変異体と同様にそれぞれシナプス小胞の局在が異常になった。運動神経であるD神経においてUNC-16の細胞内局在をGFPを用いて可視化したところ、野生型およびunc-14変異体ではnerve cord全体に局在しているが、klc-2変異体およびキネシン重鎖unc-116の変異体ではその局在が異常であった。さらに、UNC-14を同様に可視化したところ、nerve cordにおいてdot状に局在すること、そしてその局在パターンはklc-2,unc-116およびunc-16変異体では消失することを見い出した。これらのことから、キネシンとUNC-16の複合体はUNC-14を適切な位置に局在化させることによりシナプス小胞の局在を制御すると考えられる。TAK1 MAPキナーゼキナーゼキナーゼは、複数の細胞内伝達経路で重要な働きをしている。今年度は、ストレスシグナルに注目し、TAK1が果たす役割とその制御機構の解明を目指した。酸化ストレス、紫外線ストレス、浸透圧ストレス、環境毒素のヒ素ストレス経路を検討した。

その結果、TAK1はほとんどのストレスで活性化されるが、特に浸透圧ストレスによって強く活性化されること、TAK1の欠損によって浸透圧ストレスによるJNK MAPキナーゼの活性化が著しく減弱することを見出した。このことは、TAK1は浸透圧刺激によるJNKの活性化に重要であることを示している。また、浸透圧シグナルによってTAK1が強く活性化されているにもかかわらず、TAK1の下流のひとつであるNF-κB経路が全く活性化されないことを見出した。さらに、TAK1の結合因子であるTAO2が、TAK1によるJNKを促進する一方で、TAK1とIKKの結合を阻害し、TAK1によるIKK-NF-κBの活性化をブロックすることを見出した。これらの結果から、TAO2はTAK1を浸透圧刺激に適切に応答するよう、JNKのみを活性化するように制御する働きをしていると考えられる。このような刺激特異的MAPキナーゼカスケードの制御機構は、さまざまな経路において存在し、シグナル伝達ネットワークが正しく働くために重要な働きをしていると推測される。
高精細磁気回路を用いた局所的静磁場による方向性組織誘導デバイスの開発

代表者らは、窒素固溶非磁性ステンレス鋼にレーザー描画することで局所的磁場を高磁束密度で供給できる磁気回路の開発に成功し、組織誘導デバイスや磁性アタッチメントとして応用することを試みてきた。その過程で、静磁場刺激による骨再生の促進や血管誘導の可能性を得たため、静磁場刺激で誘導方向を高精細に制御できる組織誘導デバイスの開発を目指す。30年度は、組織誘導に最適な磁気回路をつくるため、磁束の方向や密度を高精細にデザイン制御した静磁場を供給できる磁性/非磁性ハイブリッド素材を同一素材で実現することを試みた。29年度から行ってきたシミュレーションによる磁気回路の設計を基に、磁気回路の素材となる窒素を固溶させた非磁性のオーステナイトステンレス鋼にレーザーを照射し、非磁性(γ相)から磁性(α相)に変態させる実験を継続して行った。基材となるフェライト系ステンレス鋼のSUSXM27(Fe-26Cr-1Mo)を1150°Cの高真空(5X10-2Pa)中で30分加熱後、0.1MPaの窒素ガスを導入し、厚さ0.3mmの板状試料を3時間加熱すると、すべてγ相に変態した板状試料を得ることができ、窒素固溶によるオーステナイト化(非磁性化)を定常的に付与できるプロトコルが完成した。次に、レーザー描画により同一素材から磁性/非磁性ハイブリッド素材の試作を行い、設計に合致した描画の可能性を検討した。補綴装置用のレーザー溶接機を用いてレーザー照射を試みたが、融解しない範囲ではγ相からα相への変態が生じなかったが、一部融解することで変態が生じ、レーザー照射部が非磁性から磁性に変化して磁性/非磁性ハイブリッド構造を得ることが出来た。しかし、一部融解によって窒素ガスの気泡が発生すること、冷却過程で板状試料が変形する問題が生じた。照射条件を工夫することで前者の改善は進んだが、後者は次年度の課題として残った。歯科用磁性アタッチメントのヨーク材に用いられている磁性を示すフェライト系ステンレス鋼のSUSXM27(Fe-26Cr-1Mo)に窒素を固溶させ、非磁性を示す窒素固溶オーステナイト系ステンレス鋼の製作を定常的に遂行できるプロトコルを完成した。昨年度は、大型(40mm×10mm×1mm)のSUSXM27ステンレス鋼を試料としたが、30年度では小型化を想定し、0.3mm厚の薄板を準備し、0.1MPaの窒素雰囲気中で1150°Cに3時間加熱後、40L/minの窒素ガスを吹き付け冷却した。すべてがγ相の非磁性ステンレス鋼であることをX線回折装置で確認した。この薄板の試料にレーザー照射し、一部融解する照射条件でγ相からα相に変態できることがわかったが、固溶した窒素が気泡となって現れ、破裂することで薄板に穴が空いてしまう不備が生じた。予定がであったが、この対策として、レーザー照射条件をパルス幅、パルス間隔、照射エネルギーをパラメータに定め、照射実験を追加したため、予定の進度からやや遅れを生じることになった。この問題については、レーザー照射条件を適切に設定すれば、対応可能である結果を得ている。一方、一部融解による変形については、形状によって変わるため、対策を考案している状況であり、レーザー描画による磁気回路の描画精度を確認まで到達できず、計画通りに実験を遂行できなかった。レーザー照射による非磁性から磁性への変態に関して、融解しない程度のレーザー照射では、一旦固溶した窒素を瞬時に追い出すことができず、γ相からα相への変態を十分に起こすことができなかった。そこで、推進方法を一部変更し、表面層の一部を融解することでα相を得ることが出来た。当初の予定では、表面を融解することなく描画することを計画していたが、表面の極上層部をわずかに融解することで、窒素放出による気泡の発生と融解による変形の対策が必要となった。前者については、30年度に実験した照射条件でほぼ対応できているが、変形対策を講じる必要がある。この変形の主な原因は、一部融解による凝固収縮であるため、その収縮を相殺する方法として、表裏の両者から同じ部位をレーザー照射し、ほぼ同じ凝固収縮を与えて変形を抑制する方針に変更することとした。すなわち、レーザー描画を裏表に施すことで対応する。裏からのレーザー照射が不可能な形状については、別途対策を講じることとする。時間的な遅れを取り戻すため、本研究課題に費やす実験時間を幾分増加することで対応する。代表者らは、レーザー描画することで小型で高精細な局所的磁場を高磁束密度で供給できる磁気回路の開発(特開2014-073302)に成功し、組織誘導デバイスとして応用することを試みてきた。その過程で、静磁場刺激による骨再生の促進や血管誘導の可能性を得ている。本研究課題では、局所的静磁場刺激が細胞ケモタキシスに及ぼす効果を磁束制御(暴露形状、向き、間隔、磁束密度など)の観点から明らかにし、静磁場刺激で誘導方向を高精細に制御できる組織誘導デバイスの開発を目指す。特に、細胞ケモタキシスに最適な磁気回路設計を行い、磁束の方向や密度を高精細にデザイン制御した静磁場が、骨牙細胞やヒト血管内皮細胞の誘導方向に及ぼす効果を調べ、このような静磁場が方向性を有する生体組織誘導に応用できる可能性を明らかにする。本研究は、レーザー描画磁気回路の実験と生体組織誘導実験に分けられる。

平成29年度は、シミュレーションによる磁気回路の設計および静磁場の制御を中心とし、磁気回路の素材となるN固溶の高耐食性オーステナイトステンレス鋼の作製を中心に行った。レーザー描画については、照射によって相変態が生じるかどうかを確認するにとどまった。基材となるフェライト系ステンレス鋼のSUSXM27(Fe-26Cr-1Mo)を1150°Cの高真空(5X10-2Pa)中で10分加熱後、0.1MPaの窒素ガス中で110時間加熱し、窒素固溶相(γ相)の生成を行った。厚さ1mmの板状試料では、窒素の固溶速度が約100μm/hr.であることが明らかになったため、610時間の加熱ですべてがγ相である1mm厚の板状試料を得ることができ、窒素固溶によるオーステナイト化に成功した。現有装置でレーザー照射を試みたが、融解しない範囲ではフェライト相への変態は生じず、一部融解する必要性が明らかになった。歯科用磁性アタッチメントのヨーク材に用いられている磁性を示すフェライト系ステンレス鋼のSUSXM27(Fe-26Cr-1Mo)に窒素を気固反応により固溶させ、非磁性を示す窒素固溶オーステナイト系ステンレス鋼の製作を行った。40mm×10mm×1mm厚のSUSXM27を準備し、0.1MPaの窒素雰囲気中で1150°Cに610時間加熱後、40L/minの窒素ガスを吹き付け冷却した。X線回折装置(本年度購入)を用いて合金相を確認し、すべてがγ相の非磁性のオーステナイトステンレス鋼である結果を得た。しかしながら、科研費採択が遅かったため、窒素固溶試料の製作に費やす時間が短くなり、またX線回折装置の導入も遅くなったことから、γ相の確認が年度末になってしまい、計画通りに実験を遂行できなかった。そのため、レーザー描画については、γ相からα相への変態が生じるかどうかの確認に留まり、照射条件及び描画精度まで到達できなかった。代表者らは、窒素固溶非磁性ステンレス鋼にレーザー描画することで局所的磁場を高磁束密度で供給できる磁気回路の開発に成功し、組織誘導デバイスや磁性アタッチメントとして応用することを試みてきた。その過程で、静磁場刺激による骨再生の促進や血管誘導の可能性を得たため、静磁場刺激で誘導方向を高精細に制御できる組織誘導デバイスの開発を目指す。30年度は、組織誘導に最適な磁気回路をつくるため、磁束の方向や密度を高精細にデザイン制御した静磁場を供給できる磁性/非磁性ハイブリッド素材を同一素材で実現することを試みた。29年度から行ってきたシミュレーションによる磁気回路の設計を基に、磁気回路の素材となる窒素を固溶させた非磁性のオーステナイトステンレス鋼にレーザーを照射し、非磁性(γ相)から磁性(α相)に変態させる実験を継続して行った。基材となるフェライト系ステンレス鋼のSUSXM27(Fe-26Cr-1Mo)を1150°Cの高真空(5X10-2Pa)中で30分加熱後、0.1MPaの窒素ガスを導入し、厚さ0.3mmの板状試料を3時間加熱すると、すべてγ相に変態した板状試料を得ることができ、窒素固溶によるオーステナイト化(非磁性化)を定常的に付与できるプロトコルが完成した。次に、レーザー描画により同一素材から磁性/非磁性ハイブリッド素材の試作を行い、設計に合致した描画の可能性を検討した。補綴装置用のレーザー溶接機を用いてレーザー照射を試みたが、融解しない範囲ではγ相からα相への変態が生じなかったが、一部融解することで変態が生じ、レーザー照射部が非磁性から磁性に変化して磁性/非磁性ハイブリッド構造を得ることが出来た。
人工超音波を用いた新しい快適音響空間の創出

人間に聞こえない音として身の回りに存在する超音波が人間にどのような影響を与えるのかについてはこれまで、脳波の挙動や、血流量、その他脳ホルモンの分泌状況などを指標とした計測をにより研究されてきた。その結果、超音波が暴露された状態では、脳波は活性化され、血流量も増加するなどの結果が得られており、筆者らも様々な音源による超音波領域の周波数特性や音圧を変化させて実験した結果でも同様の結果を得てきた。しかしながら超音波の影響を脳波のみならず、交感神経や副交感神経の挙動も合わせ考察するために、精神性発汗やサーモメータによる皮膚音の挙動、唾液検査など他の指標を用いて、総合的の検討することが重要である。本研究ではこれまでの脳波解析に加え、発汗、皮膚温などの実験データを得、脳波の挙動と比較しながら考察を行ってきた。その結果、脳波挙動と発汗、皮膚温とはいずれも同様の挙動を示し、超音波刺激が人間に及ぼす影響について、鎮静化や落ち着きに対する効果のあることを十分示唆する結果を得た。さらに、脳のうちどの部位の電位が活性するかなど、左脳、右脳、また、前頭葉、側頭葉、後頭葉などに分けてその反応を見てきた。これ等結果ではこれまで超音波は聴覚と言うよりも,骨振動、皮膚振動により中枢神経に伝達されると考えられてきたが、後頭部の視覚野や聴覚野での電圧が増加することから、聴覚や音を聞いたときのイメージ(視覚)によることから、後頭野の脳波が活性するのではないかなど新しい仮説も成り立つに至った。これ等研究は脳科学への方向であり、一方前者で得られた結果は今後工学的に人間生活空間(快適音響空間、居住空間)、その他音環境の視点からの自然資源保全・管理に役立てられる道が開けたと考える。これまでの研究成果に基づいて、本科研費による研究ではさらに、新しい音響空間創出にむけて、詳細な実験を行うことである。初年度である平成15年は、これまで脳波を中心に解析してきたものをさらに、脳血流を計測すると共に、脳波のみならず、快適性を検討する一つの指標として、精神性発汗、皮膚温度の挙動についても計測を行うことにより、脳波、血流など他の指標でも、超音波刺激による反応を評価しようと試みた。本年使用した超音波音刺激は波の音や川のせせらぎ、その他虫の声、噴水など、自然に発生している音源のみならず、都市の交通騒音、工事現場で収録した音源を用いて行ったが、今後の音源に使用するために、日本の邦楽楽器が発生する超音波の収録も行った。これ等楽器から発生する高周波を含めた周波数特性についてはこれまであまり検討されなかった新しい分析で、今後これ等音源を用いることで更なる、音空間創造の音源として役立てられることを考えた。これまで行った実験のうち血流については脳波と明確な対応はできなかった。この理由として、脳波は質的挙動についての把握に対して、血流は量的挙動であるが、質と量との整合性の検討に更なる工夫が必要と考えられ、次年度の課題となった。一方、発汗との挙動は見事に一致し、今後の研究に弾みがついたといえる。続けて、皮膚音を計測中であるが、発汗同様の傾向が見られた。本年の研究は、音源の音圧の変化が及ぼす影響についても検討(+6dB,0,-6dB)を行った。音の大きさは反応に対してきわめて重要な部分であるが、+6上げた方が活性に寄与した結果も得られ、こられ結果について論文にまとめている。

人間に聞こえない音として身の回りに存在する超音波が人間にどのような影響を与えるのかについてはこれまで、脳波の挙動や、血流量、その他脳ホルモンの分泌状況などを指標とした計測をにより研究されてきた。その結果、超音波が暴露された状態では、脳波は活性化され、血流量も増加するなどの結果が得られており、筆者らも様々な音源による超音波領域の周波数特性や音圧を変化させて実験した結果でも同様の結果を得てきた。しかしながら超音波の影響を脳波のみならず、交感神経や副交感神経の挙動も合わせ考察するために、精神性発汗やサーモメータによる皮膚音の挙動、唾液検査など他の指標を用いて、総合的の検討することが重要である。本研究ではこれまでの脳波解析に加え、発汗、皮膚温などの実験データを得、脳波の挙動と比較しながら考察を行ってきた。その結果、脳波挙動と発汗、皮膚温とはいずれも同様の挙動を示し、超音波刺激が人間に及ぼす影響について、鎮静化や落ち着きに対する効果のあることを十分示唆する結果を得た。さらに、脳のうちどの部位の電位が活性するかなど、左脳、右脳、また、前頭葉、側頭葉、後頭葉などに分けてその反応を見てきた。これ等結果ではこれまで超音波は聴覚と言うよりも,骨振動、皮膚振動により中枢神経に伝達されると考えられてきたが、後頭部の視覚野や聴覚野での電圧が増加することから、聴覚や音を聞いたときのイメージ(視覚)によることから、後頭野の脳波が活性するのではないかなど新しい仮説も成り立つに至った。これ等研究は脳科学への方向であり、一方前者で得られた結果は今後工学的に人間生活空間(快適音響空間、居住空間)、その他音環境の視点からの自然資源保全・管理に役立てられる道が開けたと考える。
携帯型実験・観察情報収集装置の開発

1.携帯型実験観察情報収集装置の研究開発の流れ(1)仕様の検討・教材データ採取に必要な機能と性能の検討・小型化に向けた部品の選定、筐体の材質、形状の検討(2)回路設計及びプログラム開発・仕様を基に回路の設計・プロトタイプの製作と基本プログラムの開発・センサ信号の各種単位への変換処理プログラムの開発・赤外線通信プログラムの開発(3)装置の製作と性能評価・小型化に向けた部品の選定と配置を基板設計CAD及びCAMを用いて実施・装置22台を製作、装置を使った評価を実施(4)関連教材の開発と装置を使った授業の実施・環境教育に関する教材の開発と実施・授業を通して学習効果の測定と装置の評価の実施2.本研究開発により実現した機能と得られた知見・装置の筐体は強化樹脂製で90×135×34mmとなった。当初の目標は80×120×20mm以下としていたが、一般に入手可能な部品を用いる限り、これ以上の小型化は不可能と判断した。また専用の筺体を成形することにより目標達成の可能性はあるが大幅なコスト高となるため断念した。・単3アルカリ乾電池2本で2.5時間以上の連続動作を実現した。今後更に非測定時の省電力化対策によって5時間以上の動作を可能とする見通しを持った。・測定機能として温度、湿度、照度、紫外線強度、ph、Nox、簡易比色計、放射線量、タイマー、カウンタを実現した。この内温度、紫外線強度、照度、タイマー、カウンタ、トップウオッチを本体内蔵とした。・表示装置は16文字×2行の反射光型LCDを採用。表示装置の形状や大きさが装置を小型化する際の重要なファクターとなった。・操作性向上のために数字キーを省略し、メニュー選択方式と日本語ガイダンス機能により簡略化に努めた。その結果、操作キーは7個となった。・パソコン、プリンタとの連携を赤外線通信で実現した。これにより可搬性や操作性が向上した。・関連教材として車の排ガスと大気汚染、放射線と食品、部屋の明るさと健康、紫外線と生物、酸性雨等を開発した。これらの教材を使った授業で得られた評価として、本装置は教材用基礎データの採取に有効であることが明らかになった。1.平成10年度における携帯型実験観察情報収集装置の研究開発の流れ(1)仕様の検討これまで研究開発を行って来た「生徒用実験観察情報収集装置の開発」(文部省科学研究費補助金展開研究(B)(2)課題番号07558015)において得られた知見と携帯用の教具としての利用面から検討を行い、装置の仮仕様を作成した。当面の開発目標として、中学校における環境教育を中心とした利用を考え、環境計測に特化した仕様とした。(2)回路設計及び装置の試作とプログラム開発・仮仕様に基づきセンサーの選定と回路の設計を行った。・プロトタイプを製作し、基本プログラムの開発と携帯型にするために機能の精選と実装について検討した。・第二次の試作では実際の授業で評価するために携帯可能な寸法に納めた装置を製作した。(3)試作機の性能評価と授業での利用評価・試作装置を使って各種測定を行い目標値との差異について評価した。

・装置の操作性について中学生を対象に利用アンケート調査。(平成11年5月実施予定)2.本年度行った携帯型実験観察情報収集装置の開発研究により実現した機能と目標とする仕様の関係・試作機の筐体は強化樹脂製で92×157×33mmとなった。最終目標値は80×120×20mm以下としているが、専用の筐体を成形製作することにより目標値は達成可能と考える。・電源は単3乾電池4本、15分の間欠測定で2時間程度の使用が可能であった。省電力化対策によって5時間以上の達成見通しを持つことができた。・測定機能として温度、紫外線強度、照度、ph、Nox、簡易比色計、放射,線量、タイマー、カウンタを実現した。この内温度、紫外線強度、照度、タイマー、カウンタは本体内蔵とする。放射線量他の機能についても本体内蔵を検討している。・表示装置は16文字×2行の反射光型LCDを採用。今後、ゲーム用フルグラフィックLCDの採用を検討して行く。・簡便な操作性を実現するために数字キーを省略し、メニュー選択方式と日本語ガイダンス機能による単純化に努めた。その結果、入力キーは7個とし、防滴型構造のキーを採用。・パソコン、プリンタとのインターフェースは赤外線(赤外線通信規格IrDa1.1準拠)を採用した。プリンタとのインターフェースプログラムは次年度以降開発予定。1.平成11年度における携帯型実験観察情報収集装置の研究開発の流れ(1)仕様の検討・教材として必要な性能についての検討・環境計測機能の実現性についての検討・小型化に関して装置の形状及び部品調達など実現性に関する検討(2)回路設計及びプログラム開発・(1)の仕様を基に本体回路の設計・センサーの選定とセンサ信号回路の設計・プロトタイプの製作と基本プログラムの開発・センサ信号の各種単位への変換処理プログラムの開発・赤外線通信(IrDa)用プログラムの開発(パソコン及びプリンタ)(3)筺体への実装と装置の性能評価・筺体の小型化を図るために部品の選定と基板への配置の検討及び配線パターンの設計・試作装置を使って各種測定を行い目標値との差異についての評価・海外の研究者に依頼して装置の評価を行う(4)関連教材の開発及び開発装置を用いた授業の実施と学習効果の測定・環境教育に関する教材の開発と実施・授業を通して学習効果の測定と装置の評価2.本年度行った携帯型実験観察情報収集装置の開発研究により実現した機能と得られた知見・装置の筺体は強化樹脂製で90×135×34mmとなった。当初の目標値は80×120×20mm以下としていたが、一般に入手可能な電子部品を用いる限り、現在以上の小型化は不可能と考える。開発した基板であっても専用の筺体を成形製作することにより目標値は達成可能であるが、大幅なコスト高となる。・電源は単3アルカリ乾電池2本、で2時間以上の連続動作を実現した。今後更に非測定時の省電力化対策(プログラムの追加)によって5時間以上の動作を可能とする見通しを持った。・測定機能として温度、照度、紫外線強度、ph、Nox、簡易比色計、放射線量、タイマー、カウンタを実現した。この内温度、紫外線強度、照度、タイマー、カウンタを本体内蔵とした。
国際産業連関計画モデルによる日米経済摩擦の動学的・一般均衡的解明と処方箋の導出

Iこれまでの日米経済関係,経済摩擦の経済分析の展望II適用すべき経済学の動学化と空間化の必要性III国際地域間産業連関表に基づく相互依存関係,経済関係の分析1.日本・米国・EC・東アジアの4地域についての24業種間の非競争移入型国際地域間産業連関表に依拠しての経済相互依存関係の解析・見通し,およびそれからもたらされる国際間物流(ポジティブな構造分析)1)生産者価格表示の非競争移入型国際連関表を作成し,業種構成,需要構成,中間投入比率・雇用者取得率等の構成比,原材料の購入先別購入量についての比較を続けておこなった.2)各国の各最終需要項目の各1単位当たりの増減が各国の各産業に与える生産誘発効果,等の測定をおこなった.3)各国の需要規模,生産水準,等の変化が他国に与える影響を分析した.2.24業種の非競争移入型国際地域産業連関表の動学化と技術進歩の導入RECRAS法を用いて技術進歩を組み込みながら外挿して将来表を作成し,多期間化された表について各国経済の相互依存関係の将来展望を試算した.3.日本・アメリカ・EC・東アジアの4地域,24業種の競争移入国際地域連関表を作成しての動学的最適編成技術革新,関税の自由化,CIF化について考慮し,GNPを最大化する4期20年の動学的国際地域間産業連関プログラミング・モデルを構築し,これについて,多岐にわたる外生変数の組,交代的パラメータの組,等についての大規模シミュレーションを実行し,導出された結果の解析と図表化をおこなった.4.世界的な経済構造の再編成・産業空洞化borderless globalizationの過程においての世界的大競争(mega competition)によってもたらされる経済構造再編成,つまり産業空胴化;金融制度改革(ビッグバン)・電脳金融革命の行きつく先の展望をおこない,総括した.1)産業の空胴化とは:「一般にある国の製造業の衰退や外国への工場転移を通して国内のモノづくりの基盤が崩れ,失業者が多く生まれることなど,国内経済に大きな打撃を与える事態を指す」.2)なぜ起きるのか:輸入品に比べて人件費の割高:為替レートの変動(円高)で製品の値だが割高,等となった場合におこる.3)対策:大量普及品の生産は海外に転移させるが,一方付加価値の高い新製品を創造開発して生産をシフトする.4)問題点:空洞化後の雇用対策に十全を期し難い;東京都大田区の町工場=試作品の町に代表される神ワザ的職人技としての鋳造・鍛造技術を如何に温存し,今後も育成していくか;金融空洞化については政府の規制緩和が最も重要な施策なれどこれが遅々として進まない;さらに,欧米の経験から分かることは産業の空洞化の発生の真の問題点にとって低付加価値分野で途上国に追い上げられることや賃金コストなどの観点から途上国で生産するほうが有利となった分野が海外にシフトすることが,主たる原因ではない.最も本質的なことは投資不足による新規産業創出の立ち遅れや生産物市場・労働市場の硬直性があるためそうした変化によって生み出された遊休労働力を高付加価値部門にシフトさせることができないという点にある.5)総括:空洞化は経済発展の過程における構造調整であり,産業構造のグローバルな意味での最適化につながるものであり,問題視するにあたらない.むしろ長期的には,それは産業構造のborderless globalizationという枠組の中でのmega competitionによって達成され,これが企業をして地球的視野において最適立地に向かわせる原動力となりむしろ望ましい現象と位置づけられよう.このような世界最適地生産体制の構築が進んでくると,日本的なa)企業間の「系列」が崩壊して下請企業が独立する;b)横並び指向の希薄化;c)年功序列・終身雇用の相対的弱化;d)その結果,下請け企業が自立型化すると企業集積度が下がり若者の製造業離れ,熟練工不足が大きな問題となってくる.このような製造業が密集する工業地域や地方の中小産地の空洞化に歯止めをかけるための対策だけは必要となろう(補助金や税優遇).Iこれまでの日米経済関係,経済摩擦の経済分析の展望II適用すべき経済学の動学化と空間化の必要性III国際地域間産業連関表に基づく相互依存関係,経済関係の分析1.日本・米国・EC・東アジアの4地域についての24業種間の非競争移入型国際地域間産業連関表に依拠しての経済相互依存関係の解析・見通し,およびそれからもたらされる国際間物流(ポジティブな構造分析)1)生産者価格表示の非競争移入型国際連関表を作成し,業種構成,需要構成,中間投入比率・雇用者取得率等の構成比,原材料の購入先別購入量についての比較を続けておこなった.2)各国の各最終需要項目の各1単位当たりの増減が各国の各産業に与える生産誘発効果,等の測定をおこなった.3)各国の需要規模,生産水準,等の変化が他国に与える影響を分析した.2.24業種の非競争移入型国際地域産業連関表の動学化と技術進歩の導入RECRAS法を用いて技術進歩を組み込みながら外挿して将来表を作成し,多期間化された表について各国経済の相互依存関係の将来展望を試算した.3.日本・アメリカ・EC・東アジアの4地域,24業種の競争

移入国際地域連関表を作成しての動学的最適編成技術革新,関税の自由化,CIF化について考慮し,GNPを最大化する4期20年の動学的国際地域間産業連関プログラミング・モデルを構築し,これについて,多岐にわたる外生変数の組,交代的パラメータの組,等についての大規模シミュレーションを実行し,導出された結果の解析と図表化をおこなった.4.世界的な経済構造の再編成・産業空洞化borderless globalizationの過程においての世界的大競争(mega competition)によってもたらされる経済構造再編成,つまり産業空胴化;金融制度改革(ビッグバン)・電脳金融革命の行きつく先の展望をおこない,総括した.1)産業の空胴化とは:「一般にある国の製造業の衰退や外国への工場転移を通して国内のモノづくりの基盤が崩れ,失業者が多く生まれることなど,国内経済に大きな打撃を与える事態を指す」.2)なぜ起きるのか:輸入品に比べて人件費の割高:為替レートの変動(円高)で製品の値だが割高,等となった場合におこる.3)対策:大量普及品の生産は海外に転移させるが,一方付加価値の高い新製品を創造開発して生産をシフトする.4)問題点:空洞化後の雇用対策に十全を期し難い;東京都大田区の町工場=試作品の町に代表される神ワザ的職人技としての鋳造・鍛造技術を如何に温存し,今後も育成していくか;金融空洞化については政府の規制緩和が最も重要な施策なれどこれが遅々として進まない;さらに,欧米の経験から分かることは産業の空洞化の発生の真の問題点にとって低付加価値分野で途上国に追い上げられることや賃金コストなどの観点から途上国で生産するほうが有利となった分野が海外にシフトすることが,主たる原因ではない.最も本質的なことは投資不足による新規産業創出の立ち遅れや生産物市場・労働市場の硬直性があるためそうした変化によって生み出された遊休労働力を高付加価値部門にシフトさせることができないという点にある.5)総括:空洞化は経済発展の過程における構造調整であり,産業構造のグローバルな意味での最適化につながるものであり,問題視するにあたらない.むしろ長期的には,それは産業構造のborderless globalizationという枠組の中でのmega competitionによって達成され,これが企業をして地球的視野において最適立地に向かわせる原動力となりむしろ望ましい現象と位置づけられよう.このような世界最適地生産体制の構築が進んでくると,日本的なa)企業間の「系列」が崩壊して下請企業が独立する;b)横並び指向の希薄化;c)年功序列・終身雇用の相対的弱化;d)その結果,下請け企業が自立型化すると企業集積度が下がり若者の製造業離れ,熟練工不足が大きな問題となってくる.このような製造業が密集する工業地域や地方の中小産地の空洞化に歯止めをかけるための対策だけは必要となろう(補助金や税優遇).1これまでの日米経済関係,経済摩擦の経済分析の展望2適用すべき経済学の動学化と空間化の必要性3国際地域間産業連関表に基づく相互依存関係,経済関係の分析(1)日本・米国・EC・東アジアの4地域についての24業種間の非競争移入型国際地域間産業連関表に依拠しての経済相互依存関係の解析・見通し,およびそれからもたらされる国際間物流(ポジティブな構造分析)(1)生産者価格表示の非競争移入型国際連関表を作成し,業種構成,需要構成,中間投入比率・雇用者所得率等の構成比,原材料の購入先別購入量についての比較をおこなった.
水素を燃料としたガスタービン燃焼器に関する基礎研究

化石燃料の改質で得られた水素を使用し、エクセルギー効率の向上とCO_2フリー燃焼を実現するガスタービン燃焼器の設計、開発の基礎データを取得することを目的として、燃焼安定性、排気特性に密接な関係を有する燃焼用の空気と水素の混合過程と燃焼器内の流れの関係を冷態条件で調べた。はじめに、燃焼濃度計により高速乱流中における燃料の局所濃度の時系列データを取得し、その統計的処理によって濃度の変動強さ、濃度塊のサイズを求める手法を確立した。ついで、燃焼器の燃料噴射ノズル近傍を模擬した模型による冷態実験によって旋回空気噴流中に噴射された燃料模擬気体であるヘリウム、および比較気体の炭酸ガスの混合状態と流速、乱れの測定結果とを比較検討した。その結果、旋回度の増大による強せん断流場によって著しい燃料拡散速度の増加と速度減衰が見られ、炭酸ガスでは旋回流の拡散への効果が大きいことが判明した。しかしながら、ノズル近傍における濃度塊のサイズは旋回度の増大で大きくなる傾向が見られた。さらに、分子量の小さい気体では旋回流の拡散促進効果が劣ることが予想される。これらの結果は、ガスタービン燃焼器の水素噴射ノズルの設計について考慮すべきことである。
RIP-Seq法を用いたRIG-IのRNA decoy探索と核酸医薬への応用

B型肝炎ウイルス(HBV)やC型肝炎ウイルス(HCV)感染症は、肝細胞がんを誘発する重大な感染症である。retinoic acid - inducible gene I (RIG-I)は、細胞質内に侵入したウイルスを認識して免疫応答をスタートさせる司令塔分子であるが、HBVやHCVはRIG-Iによる免疫応答を巧みに回避して持続感染を成立させる。本研究では、RIG-Iと相互作用して免疫応答性の低下を引き起こす宿主RNAを網羅的に解析し、その因子を治療標的とした核酸医薬への応用を目指す。