hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
リスク軽減事業投資に対する社会調査における意思決定理論の構築

申請者の従来の研究課題(課題番号:12750470)における成果を踏まえ,認知科学および社会調査論に関する調査および研究を整理し,これらの研究分野と経済学的観点からの便益評価理論の共通点および未だに明らかにされていない理論的課題を整理した.この際,認知科学分野で最先端の研究が進んでいると言われている米国Stanford大学等での研究成果を重点的に調査した.本研究では,被験者(リスク軽減事業投資がなされる地域住民)が,リスクを主観的に捉えた場合に,その事業を実施するか否かという選択肢に対する心理的な構成が変化するというフレーミング効果を理論的に説明し得る,効用理論を検討し,意思決定モデルを開発した.さらに,この意思決定モデルから誘導されるリスク軽減事業投資の便益を定式化した.上記で構築した理論に用いるためのSPデータを作成するために,理論に整合的である調査票を作成し,少数サンプルによるプレ調査を実施し,その結果を統計解析することにより,サンプリング上具備すべき点,調査票の不備および改良点を明確にした.なお,この際,被験者に対して調査票における不明瞭な点および改良が望ましい点をヒアリングし,調査票の設計変更に活かすものとした.上記で得られた知見をもとに,本研究で構築した理論を実証的に適用するための調査票を再設計した.さらに,極少数サンプルによる第2次のプレ調査を実施し,調査票の再々設計を行うとともに本調査に向けてのサンプリングおよび調査体制等を吟味した.申請者の従来の研究課題(課題番号:12750470)における成果を踏まえ,認知科学および社会調査論に関する調査および研究を整理し,これらの研究分野と経済学的観点からの便益評価理論の共通点および未だに明らかにされていない理論的課題を整理した.この際,認知科学分野で最先端の研究が進んでいると言われている米国Stanford大学等での研究成果を重点的に調査した.本研究では,被験者(リスク軽減事業投資がなされる地域住民)が,リスクを主観的に捉えた場合に,その事業を実施するか否かという選択肢に対する心理的な構成が変化するというフレーミング効果を理論的に説明し得る,効用理論を検討し,意思決定モデルを開発した.さらに,この意思決定モデルから誘導されるリスク軽減事業投資の便益を定式化した.上記で構築した理論に用いるためのSPデータを作成するために,理論に整合的である調査票を作成し,少数サンプルによるプレ調査を実施し,その結果を統計解析することにより,サンプリング上具備すべき点,調査票の不備および改良点を明確にした.なお,この際,被験者に対して調査票における不明瞭な点および改良が望ましい点をヒアリングし,調査票の設計変更に活かすものとした.上記で得られた知見をもとに,本研究で構築した理論を実証的に適用するための調査票を再設計した.さらに,極少数サンプルによる第2次のプレ調査を実施し,調査票の再々設計を行うとともに本調査に向けてのサンプリングおよび調査体制等を吟味した.
鉄酸化物薄膜を用いた完全磁性pn接合ダイオードの創製

スピン整流素子の実現に向けて、パルスレーザー堆積法を用いて高スピン偏極率を有する酸化鉄薄膜の作製を行った。まず、2段階レーザーアブレーション法により、酸化鉄n型半導体であるSi置換Fe2O3薄膜を作製した。この試料は室温で強磁性的挙動を示し、室温でのスピン偏極率31%が得られた。また、p型透明半導体Si置換FeOの単結晶薄膜の作製にも成功した。この薄膜は反強磁性体であるが、Fe3O4/Si:FeOの二重構造において、Fe3O4からSi:FeOへ室温でスピン注入が可能であることが分かった。今年度は、高スピン分極率を室温で示すp型酸化鉄薄膜の作製を目指して実験を推進した。まず、前年度までに得られたp型酸化鉄GeFe2O4において、非磁性イオンであるGe4+の一部を磁性イオンのMo4+で置換した薄膜をパルスレーザー堆積法(PLD法)を用いて作製した。不純物相(MoO3等)の析出を抑制し結晶性の高い薄膜が成長する作製条件(酸素圧力、基板温度、結晶成長速度等)を見出し、室温で強磁性を示す試料の作製に成功した。しかしながら、これらの試料は室温では異常ホール効果を示さず、スピン分極率は著しく低くなっていることが示唆され、その原因が試料中のキャリアの伝導経路であるスピネル型結晶構造のBサイトを占有するGe4+の存在にあることを突き止めた。一方、シリコン(Si)を添加した酸化鉄Fe2O3(ヘマタイト)の焼結体をターゲットとして用いてPLDによって製膜すると、結晶成長中にSiの脱酸効果によって、酸化鉄が著しく還元され、高品質なFeO(ウスタイト)の結晶薄膜が得られることを見出した。また、FeをMgで置換することにより、そのバンドギャップエネルギーを広範に(2.7-6.1eV)変化させることに成功している。このSi,Mg置換FeO薄膜の室温における電気伝導度は、アクセプタ元素を添加していない他のワイドギャップp型酸化物半導体と比較しても非常に大きな値となっており、この薄膜はホール注入型素子への応用に極めて有望であると考えられる。本研究ではさらに、n型強磁性半導体Co:ZnOとこのFeO薄膜を組み合わせて良好な整流特性を示すpn接合素子の作製にも成功している。まず、高スピン偏極n型酸化鉄薄膜の作製を行った。Fe3O4はハーフメタルとして注目されているが、キャリア濃度が非常に高く、pn接合を作製しても接合界面において空乏層の形成が期待できない。また、極めて酸化されやすく安定性に乏しいため、酸化物ヘテロ接合をベースとした機能性素子応用に不向きである。そこで本研究では、化学的安定性にすぐれたα-Fe2O3を母体材料として試料作製を行った。α-Fe2O3はネール温度950Kの反強磁性体絶縁体である。Feイオンは全て安定な+3価となり、それらの局在電子スピンが超交換相互作用で反強磁性的に結合することにより、安定な磁気構造・磁場応答性と高い絶縁性が実現している。本研究では、α-Fe2O3へのSi4+添加に伴う電荷補償効果によってFe2+/Fe3+の価数揺動状態を誘起することにより、Feイオン間のスピンホッピング伝導の発現を狙った。本研究では、Si含有/非含有の二種のターゲットを用いた二段階PLD法により薄膜を作製した。まず、α-Al2O3(110)単結晶基板に約40nmの膜厚のα-Fe2O3エピタキシャル薄膜を成長させ、次いでSi添加のターゲットを用いて蒸着した。成長温度が700°Cの場合、Si-Feの相互拡散によってSiは膜中で均一に分散し、コランダム型結晶構造を維持した高品質な結晶相が得られた。電気特性の温度依存性から、この薄膜はα-Fe2O3に特有の異方的スピン配列を反映した二次元ホッピングを示すことが分かった。また試料は室温で強磁性的な挙動を示した。さらに、NbドープSrTiO3層上にSi:Fe2O3薄膜を成長させてSchottky接合を形成し、その磁気抵抗の温度依存性を調べた上で理論式よりスピン偏極率を決定した。その結果、室温でのスピン偏極率は31.3%と算出された。これはFe3O4薄膜の報告値に匹敵する値である。酸化鉄を含む強相関電子系酸化物においては、構成陽イオンの価数状態を変化させることにより、そのキャリアタイプを制御することができる。酸化鉄においては、Fe3+の状態が特に安定であるため、このようなp、n型試料の作り分けが困難であったが、本研究では酸化鉄薄膜中のシリコン(Si)含有量の制御によりFe2+/Fe3+イオン比を系統的に変化させキャリアタイプを自在に制御可能であることを見出した。

また、p型酸化鉄薄膜におけるホール濃度とギャップ端での電子構造を制御しうる因子・製膜条件も見出している。これらの成果は、酸化鉄pn接合の重要な設計指針を与えるものである。機能材料科学本研究では、酸化鉄薄膜におけるイオン比Fe2+/Fe3+を著しく増大させることにより、p型伝導を実現している。しかしながら、これらの薄膜の最表面ではFe2+の一部が大気によって酸化してFe3+となり、n型伝導層が形成されていることが分かっている。今後はこの大気中での表面酸化を抑制するため、p型薄膜の蒸着後にキャップ層として酸化物絶縁体の極薄膜の堆積を試みる。また、p型酸化鉄におけるスピン伝導の実現も重要な課題となる。そこでp型層への磁性不純物の導入の効果を検証するとともに、室温強磁性層(Fe3O4, Fe等)とのヘテロ接合形成によるスピン注入の利用により、p型層でのホールの高スピン分極率の実現を目指す。
効率的な体細胞クローンの作出へ向けたクローン特異的Ｘ染色体発現抑制に関する研究

体細胞核移植クローン(SCNT)技術は、体細胞から個体を作出できる唯一の生殖工学技術であるが、その産仔作出率は移植した胚数に対して5%以下と非常に低い。本研究ではSCNT技術を実用化することを目標として、遺伝子改変によらない遺伝子発現制御方法を開発し、SCNTの低い作出効率を改善することを試みた。その結果、(1)受精後に活性化される転写因子のmRNAをSCNT胚細胞質に導入すると、発生効率が改善する。(2) X染色体の不活性化を司るXist遺伝子の発現をRNAノックダウンによって抑制すると産仔作出効率が10倍まで向上する、などの成果が得られた。本年度は、マウス初期胚遺伝子発現操作のために必要なRNA干渉(RNAi)技術の確立と微量サンプルを用いたクロマチン免疫沈降(ChIP)技術の開発を行った。1.マウス初期胚RNAi技術の確立マウス卵においては微少な針を用いてsmall interfering RNA(siRNA)を導入することで、受精後の遺伝子発現を制御することが可能である。本年度はマウス体細胞クローン胚に対する遺伝子制御を目指して、siRNAが有効に機能する条件設定を行った。始めにマウス単為発生胚を用いて条件検討を行ったところ、その効果が最も効果的に現れるのは5-10ug/ulのRNA濃度で注入した場合で、それ以上の濃度になると発生停止を引き起こすことが明らかとなった。次に体細胞クローン胚の発生異常に関わるXist遺伝子について、siRNA導入により発現制御を行ったところ、未受精卵子より活性化6時間後の前核期胚で導入を行った方が、より効率的に発現を抑制することが明らかとなった。本手法をマウス体細胞クローン胚に用いた研究は、共著として発表された。2.微量サンプルを用いたクロマチン免疫沈降(ChIP)法の確立マウス初期胚を用いた微量ChIPを確立するため、体細胞、単為発生胚盤胞期胚を用いて条件検討を行った。体細胞1000個、単為発生胚30個を用いて、ヒストンH3K9me2とH3K4me3抗体を用いてChIPを行ったところ、ChIPグレードとして販売されている抗体であっても、微量サンプルを使用する際は、再現性のある結果が得られないことが明らかとなった。現在は、モノクローナル抗体を用いて条件検討を行っており、PCRレベルでは再現性のある結果が得られている。今後は、マウス体細胞クローン胚を用いて実験を行い、さらにゲノムワイド解析を目的としたマイクロアレイへと実験系を拡大して条件検討を行っていく予定である。本年度は、以下2項目について重点的に研究を行った。(1)微量クロマチン免疫沈降(ChIP)法のさらなる改善について昨年度までに初期胚などの微量サンプルを用いて、ゲノムの修飾状態を解析するChIPが可能であること、ゲノム増幅を行うことによってマイクロアレイなどのゲノムワイドな解析が可能であることを明らかにした。本年度は、これらのサンプルをさらに次世代シークエンサーに供することができるか検討した。材料として、25個の胚盤胞期胚を用いて(2000個の細胞数に相当)、active遺伝子のマーカーであるヒストンH3リジン4トリメチル抗体を用いてChIPを行った。得られたゲノムを増幅後、次世代シークエンサーによる配列解析を行ったところ、初期胚において活性化をしている遺伝子(Oct4、Nanogなど)の転写開始点付近に明らかなピークが見られ、また、house keeping遺伝子であるGapdhとその周辺遺伝子領域については、明確な蓄積が観察された。従って、本手法は次世代シークエンサー解析にも用いることが出来る信頼性の高い技術であることが明らかとなった。(2)体細胞クローン(SCNT)胚における遺伝子発現の異常とその改善についてSCNT胚では、ヒストン脱アセチル化酵素阻害剤であるトリコスタチンA(TSA)処理によって、その発生が大幅に改善することが知られている。昨年度までの研究において、SCNT胚における胚性遺伝子の内、TSA処理により転写因子の発現抑制が改善されることが明らかになった。本年度は、それらの転写因子の合成RNAをSCNT胚に導入することによって、発生が改善するか否かを検討した。合成RNAを胚性遺伝子の活性化が起こる前核期胚で細胞質内に導入したところ、4細胞期以降の発生率が有意に上昇した。さらにRNA導入により改善した遺伝子を解析したところ、mRNAプロセシングなどのパスウェイに関与する遺伝子群の発現が改善していることが明らかになった。24年度は、クロマチン免疫沈降法(ChIP)のさらなる改善を目指して研究を行った。ChIPは、ゲノム上におけるクロマチンの修飾や各種因子の結合を解析するのに有効な技術であるが、通常の手法では10E7個以上の細胞数を必要とするため、初期胚を用いた解析には適さない。

そこで本法を体細胞核移植クローン(SCNT)胚に応用すべく、ChIPの微量化と感度の向上について開発を試みた。昨年度までに、実験系の微量化とDNA吸着による損失を避けるための器具類の選択や抗体の選別を行うことによって、胚盤胞期胚を用いた実験系においては再現性が見られることを定量PCRを用いて明らかにした。今年度は更にゲノムワイドな解析を目指して、タイリングアレイによる修飾解析について技術開発を行った。1.微量DNAの増幅:マイクロアレイ解析に使用するには、十分量のDNAが必要であるため、ChIP DNAを増幅する必要がある。そこでin vitrotranscription法とPCR法による増幅を試みたところ、何れの方法でもラベリングに十分なDNA量が得られた。2.ラベリングとハイブリダイゼーション条件の検討:次にこの増幅DNAを用いてラベリングを行い、タイリングアレイにハイブリダイゼーションを行ったところ、良好なハイブリ像が得られた。3.ヒストン修飾解析:ヒストン修飾解析では、転写活性型修飾であるヒストンH3K4me3の再現性が特に良好で、遺伝子発現量と相関している事が明らかとなった。ハウスキーピング遺伝子である6番染色体Gapdh付近の遺伝子は特に高い蓄積が見られ、体細胞に見られるパターンと大きく異なっていることが明らかとなった。またサンプルの微量化については、3個(300細胞)程度の胚があれば、ピーク値は落ちるものの、再現性良く修飾が確認できることが明らかとなった。昨年度までに、大規模遺伝子発現解析により、体細胞核移植クローン胚(SCNT胚)では、通常の受精卵において受精後に発現上昇を示す胚性遺伝子の活性化が不十分であり、その中でも特に転写因子の発現が抑制されることにより発生遅延・停止が生じることを明らかにしてきた。今年度はここまでの成果を踏まえ、卵子活性化後に発現が抑制されている遺伝子を人為的に導入することで発生率の改善が見られるかどうかを検討した。SCNT胚特異的に低下を示す転写因子の一つである、Spi-CのmRNAをSCNT胚に導入することで、胚発生がどのように変動するか観察したところ、前核期に0.1ug/ulの濃度で遺伝子導入をした際に胚盤胞期胚への発生率が最も高くなった(61% vs 41%)。Spi-C mRNA導入により改善した機能を調べたところ、初期胚の発生に必須と思われるRNA発現やRNA転写といった項目が上位に現れた。ヒストン脱アセチル化酵素阻害剤であるトリコスタチンA(TSA)処理胚ではこれらの機能が受精卵と同レベルまで向上しており、Spi-C mRNA導入胚でも部分的ながら上記機能が改善していることが明らかとなった。これらの結果より、TSAはSCNT胚において転写因子を主とした胚性遺伝子を活性化させ、その後の遺伝子発現パターンを正常化させることで、体細胞核移植クローンの発生率を上昇させていることが明らかとなった。また、胚への転写因子の人為的導入によっても部分的ながら胚性遺伝子の活性化が行われることが明らかとなった。一方で、Spi-C mRNA導入では満期胎仔への発生率は改善が見られなかったことから、一部の転写因子導入のみでは胚発生への影響は限定的であると予想される。
発生工学による糖尿病の発症機序の解明

我々は、相同組換え法を用いて、様々なインスリン抵抗性及び糖尿病発症のモデルマウスとなる遺伝子欠損マウスを作製してきた。現在までに、インスリン作用の情報伝達分子としては、インスリン受容体基質1(IRS-1)(Tamemoto, et al.:Nature 372:182-186,1994)、PI3キナーゼp85欠損マウス(Terauchi, et al.:Nature Genetics 21:230-235,1999)、また、高脂肪食下にも肥満やインスリン抵抗性を来しにくいPPARγ欠損マウス(Kubota, et al.:Mol.Cell 4:567-609,1999)を作製解析してきた。この結果、(1)糖尿病発症におけるインスリン分泌低下やインスリン抵抗性の役割及び諸臓器(肝臓・骨格筋・脂肪細胞や膵β細胞)の役割を解明したり、(2)欠損マウスで欠損したパスウェイを代償する分子を見出すことが可能となった。その一例として、我々はIRS-1欠損マウスを作製し、耐糖能障害を伴わず高インスリン血症で代償されることを明らかにし(Tamemoto, et al.:Nature 372:182-186,1994)インスリン抵抗性の原因が骨格筋での情報伝達異常にあることを証明した(Yamauchi, et al.:Mol.Cell.Biol. 16:3074-3084,1996)。さらに、インスリン分泌低下型のグルコキナーゼ欠損マウスと掛け合わせることにより糖尿病の発症には、インスリン抵抗性とインスリン分泌低下の両者が必要であることを明らかにした(Terauchi, et al.:J.Clin.Invest. 99:861-866,1997)。また、IRS-1欠損マウスは、骨格筋でのインスリン抵抗性を呈し、高中性脂肪血症・低HDL-Chol血症・高血圧・血管内皮細胞障害を呈する「シンドロームX(インスリン抵抗性症候群)」のモデルであることを明らかにした(Abe, et al.:J.Clin.Invest. 101:1784-1788,1998)。また、欠損したIRS-1を代償する新たな基質としてIRS-2を見出し(Tobe, et al.:J.Biol.Chem. 270:5698-5701,1995)、このIRS-2の欠損マウスを作製し糖尿病を発症することを明らかにしている(Kubota, et al.:Diabetes 49:1880-1889,2000)。また、我々はIRS-2欠損マウスが肥満と脂肪肝をきたし、レプチン抵抗性を呈することを明らかにした(Tobe, et al.:J.Biol.Chem. 276:38337-38340,2001)。

また、我々はIRS-2欠損マウスが肥満と脂肪肝をきたし、レプチン抵抗性を呈することを明らかにした(Tobe, et al.:J.Biol.Chem. 276:38337-38340,2001)。糖尿病は、インスリン分泌低下の遺伝的素因に、高脂肪食・運動不足などの生活習慣により惹起された肥満によるインスリン抵抗性の負荷が加わり発症する。(1)インスリン受容体基質(IRS)-2の欠損マウスを作製したところ、肝臓でのインスリン抵抗性に加え膵β細胞の増殖不全により糖尿病を発症した(Diabetes 49 : 1880-1889,2000)。さらに、肝臓での遺伝子発現をDNAチップで包括的に調べたところ、脂肪酸の合成に関与するSREBP-1遺伝子が上昇し脂肪肝を呈していることを見出した(J.Biol.Chem., 276 : 38337-38340, 2001)。この原因として、IRS-2欠損マウスのレプチン抵抗性がSREBP-1遺伝子発現の上昇に関与することを明らかにした。過食・高脂肪食・運動不足のエネルギー過剰の肥満・インスリン抵抗性2型糖尿病には、高率に脂肪肝が合併する。脂肪肝が合併するヒト肥満・2型糖尿病の場合、レプチン抵抗性の関与も考えて病態を把握すべきものと考えられた。(2)肥満ではインスリン抵抗性をきたす。チアゾリシン誘導体の受容体である核内転写因子であるPPARγ2欠損マウスを作製したところ、高脂肪食下においても肥満をきたさず、インスリン感受性が野生型高脂肪食群に比べて亢進していた。この原因としてレプチン高値を示していた(Mol.Cell 4 : 597-609, 1999)。また、ヒトのPPARγ2の高活性型である12プロリン型でもインスリン抵抗性を示し糖尿病発症のリスクになることを示した(Biochem.Biophys.Res.Commun.271 : 212-216, 2000)。我々は、相同組換え法を用いて、様々なインスリン抵抗性及び糖尿病発症のモデルマウスとなる遺伝子欠損マウスを作製してきた。現在までに、インスリン作用の情報伝達分子としては、インスリン受容体基質1(IRS-1) (Tamemoto, et al.:Nature 372:182-186,1994)、PI3キナーゼp85欠損マウス(Terauchi, et al.:Nature Genetics 21:230-235,1999)、また、高脂肪食下にも肥満やインスリン抵抗性を来しにくいPPARγ欠損マウス(Kubota, et al.:Mol.Cell 4:567-609,1999)を作製解析してきた。この結果、(1)糖尿病発症におけるインスリン分泌低下やインスリン抵抗性の役割及び諸臓器(肝臓・骨格筋・脂肪細胞や膵β細胞)の役割を解明したり、(2)欠損マウスで欠損したパスウェイを代償する分子を見出すことが可能となった。その一例として、我々は、IRS-1欠損マウスを作製し、耐糖能障害を伴わず高インスリン血症で代償されることを明らかにし(Tamemoto, et al.:Nature 372:182-186,1994)、インスリン抵抗性の原因が骨格筋での情報伝達異常にあることを証明した(Yamauchi, et al.:Mol.Cell.Biol 16:3074-3084,1996)。さらに、インスリン分泌低下型のグルコキナーゼ欠損マウスと掛け合わせることにより糖尿病の発症には、インスリン抵抗性とインスリン分泌低下の両者が必要であることを明らかにした(Terauchi, et al.:J.Clin.Invest. 99:861-866,1997)。また、IRS-
神経伝達機構・細胞内情報伝達系からみた感情障害の研究

過去3年間で得られた研究成果の主なものは次の通りである。1.抗うつ薬の5HT_2受容体・情報伝達系に対する作用を検討した,結果抗うつ薬が受容体以後の細胞内情報伝達系に対して直接作用することが明らかとなった。また,その少なくとも一部はGTP結合蛋白に対する直接作用である可能性が示唆された。2.抗うつ薬の慢性投与により,ラット海馬の膜でCa^<2+>依存性リン脂質非依存性PKCの増加を認め,これはPKCが膜に結合し持続的活性を維持することに関連する可能性が示唆された。3.臨床研究として,うつ病の生物学的マ-カ-の研究がセカンド・メッセンジャ-の観点から行われた。その結果,血小板の5HT刺激によるCa^<2+>増加反応がうつ病者で亢進していることが認められた。4.抗うつ薬の慢性投与は5HT_<1A>受容体の結合数は増加させるが,機能の面には効果を及ぼさないことが明らかになった。5.イミプラミン結合部位の可溶化と部分精製がなされ,この分画がイミプラミン結合活性を保持していることが確認された。このことは結合部位の構造決定を行う上での大きな進歩を意味する。6.抗うつ薬のbeta受容体・情報伝達系に及ぼす効果の検討が行われ,抗うつ薬にはG蛋白質機能に対する直接作用があることが明らかとなった。7.気分安定薬の作用機序にGABA_B受容体をはじめ,アミノ酸やペプチド受容体が関連することが明らかにされた。これまで躁うつ病における神経伝達の研究はシナプス前部における伝達物質の合成・遊離からシナプス後部の受容体にまで及んだが,受容体以後の情報伝達系に関してはほとんど手がつけられていなかった。この総合研究ではこの部分に焦点を絞り,いくつかの新しい知見を得た。その結果から,躁うつ病の病因・病態には受容体以後の情報伝達系の異常が想定され,抗うつ薬や気分安定薬はこの情報伝達系に直接作用する可能性が示唆された。(1)デシプラミンの投与によりGpp(NH)_P刺激によるAC活性の低下がβ-受容体の減少よりも早期に起こり、Gs蛋白に直接作用している可能性が示唆された。(2)リチウムがセロトニン・IA受容体数は減少させるが、AC活性およびセロトニン・IA関連行動は増強することが明らかとなった。一方、セロトニン・2受容体数もリチウム長期投与で減少したが、この受容体を介するイノシトールリン脂質代謝及び関連行動も減少した。またミアンセリンの慢性投与がセロトニン・IA受容体の高親和性部位をブロックすることが明らかになった。一方、PCPA(300mg/kg)の10日間投与により、ラット海馬のセロトニン刺激性イノシトールリン酸蓄積反応の増大が認められ、これをもとに病態モデルの検討が試みられるに至った。(3)リチウムとカルバマゼピンの慢性投与により、ラット海馬のGABA-B受容体は増加するが、GABA-A受容体には変化がないことが明らかとなった。(4)カルバマゼピンおよびバルプロ酸の慢性投与により、ラット脳内ソマトスタチン活性は減少し、GABAは逆に増加する傾向にあることが認められた。(5)うつ病9例、健康対照9例を対象として血小板におけるセロトニン刺激性イノシトールリン酸蓄積反応の比較を行い、うつ病群で亢進していることが明らかとなった。

本年場は昨年度の成果に加えて、更に新たな研究成果が得られた。以下にその概略を記す。1.(1)抗うつ薬は^3H-GTPの親和性を低下させ、特異的結合量を増加させる。精製したGo蛋白のGTPase活性を抗うつ薬が増加させる。(2)抗うつ薬の長期投与はβ受容体とcouplingしたGs蛋白質と触媒部位の相互作用を促進する。(3)リチウムは受容体を介するcAMP,cGMP生成に対して抑制効果を持つ。またリチウムはイノシト-ルリン酸の代謝を抑制する。以上の結果から抗うつ薬には細胞内情報伝達系への直接作用があることが示唆された。2.イミプラミン結合部位を可溶化し、これを用いてその結合を阻害する各種薬剤の阻害力を検討した結果、イミプラミン結合の一部はセロトニン再取り込み機構以外の部位にも存在する可能性が示された。3.リチウム、カルバマゼピンの慢性投与がラット海馬のGABA_B受容体数を増加させることが明らかとなった。4.昨年度、うつ病患者血小板におけるセロトニン刺激性イノシト-ルリン脂質代謝亢進を明らかにしたが、本年度は細胞内カルシウムイオンの遊離を検討し遊離の促進が見られること、すなわち、うつ病のなかにはセロトニン受容体(5HT_2あるいは5HT_<ic>の可能性が考えられる)以後の過感受性を示すものがあることが示唆された。平成元年度においても、昨年度に引き続き、5月と10月に報告会を行った。研究成果をproceedingsとして昨年同様J.J.P.Nに掲載した。また、これまでの本総合研究の成果を『躁うつ病の薬理・生化学』(I)としてまとめた。平成2年度は本総合研究の最終年度にあたるの、『躁うつ病の薬理・生化学』(II)を出版し(I)(II)を併せて最終報告書とする予定である。本年度は昨年度の成果に加えて,更に次のような新たな研究成果が得られた。2.抗うつ薬の慢性投与は5ーHTー1A受容体数を増加させるが,8ーOHーDPATによる低体温反応に対する抗うつ薬の慢性投与の効果について検討した結果からは,機能面では5ーHTー1A受容体を介する機能を変化させないことが明らかとなった。3.抗うつ薬の慢性投与によりラット大脳皮質および海馬のP_1分画において,Ca^<++>存在下でリン脂質濃度依存的にリン酸化する分子量47000の蛋白質が増加することを明らかにした。この結果は抗うつ薬の投与によりβ受容体ーアデニル酸シクラ-ゼ系,PI系の脱感作に関与する蛋白合成の転写に関連する可能性を示唆するものである。4.前年度に引き続き,うつ病患者血小板のセロトニン刺激によるCa^<++>増加反応を検討した結果,独立に検討した3つの施設の結果は一致してうつ病ではこの反応が亢進していることが確認された。この結果は,うつ病のセロトニン受容体過感受性仮説を指示するものである。5.種々の抗うつ薬慢性投与により,脳内のソマトスタチンが減少することが明らかとなった。また,気分安定薬にも同様の作用があることがわかった。気分安定薬の作用機序は全く解明されていない。前年度のアミノ酸受容体の研究に加えて,ソマトスタチンなどの神経ペプチドの研究も機序解明の端緒を開くものと期待される。平成2年度は5月に報告会を行い,研究成果をproceedingsとしてJ.J.P.N.に掲載した。また,本総合研究の研究成果はその一部を『躁うつ病の薬理・生化学』(I)として出版したが,現在その(II)を準備中である。
論理プログラム表現に基づくセルオートマトン遷移規則学習

時間的に変化する離散系を標準論理プログラムで記述し、その上での帰納推論方式を新たに考案し、状態遷移規則を学習するための方法論を提案する。基本方式として状態間の変位からブーリアンネットワークの状態遷移規則を自動的に学習するLFITを提案し、これをベースに様々な効率化や拡張方式を開発した。効率化にはBDDによる簡約化やトップダウン・アルゴリズムが、拡張には遅延効果・多値ドメイン・確率遷移を有するネットワークと非同期式更新が含まれる。LFITの応用では、遺伝子制御ネットワークやセルオートマトン学習、ロボットの行動規則学習、論理を自動的に学習する論理発見に適用した。本研究では、ブーリアンネットワークやセルオートマトンなど、時間的に変化する離散系を標準論理プログラムで記述し、その上での帰納推論方式を新たに考案し、状態遷移規則を学習するための画期的な方法論を提案する。これまでに(Inoue et al., 2014)において、状態間の変位から状態遷移規則を自動的に学習するLFIT (Learning from Interpretation Transition)を提案している。平成26年度は、状態変化列の時系列的入力から生成される膨大な数の遷移規則を効率よく簡約化するためにBDDを用いて効率化したLFITアルゴリズムを開発した。また、遅延効果をもつ状態遷移規則の学習方式を設計し、遅延効果をもつブーリアンネットワーク学習に応用した。従来のLFITでは,各コンポーネントの制御(活性化または抑制)が直ちに次の時刻で効果を表すこと(マルコフ性)を仮定していたが、拡張版では各制御はある時間経過後に効果が表れるという現実的な状況に対応し、記憶、すなわち直前だけでなく過去の状態遷移列,が遷移に影響するようなk次マルコフ性をもつ状態遷移を表現するように拡張した。さらに、非同期更新による状態遷移規則の学習に関する考察も行った。また発展研究に向けて、LFITによる論理発見の研究にも着手した。深層学習等を用いた大量データの解析から獲得される概念を使って問題解決を行う場合、概念間の関係や一般規則、及び規則を使って推論を行うための論理が必要になる。そこで、コンピュータが論理を自動的に学習する「論理発見」の可能性の検討が始まっている。本研究ではその足掛かりとして、命題集合Sとその論理的帰結の集合Tを入力として与えた場合に、SからTを演繹的に導く推論規則をLFITを使って構成するものである。これまでに状態間の変位から状態遷移規則を自動的に学習するLFIT (Learning from Interpretation Transition)を提案していたが、本研究ではこれをベースに様々な拡張方式を開発する。平成27年度は、マルコフ性を仮定しないような遅延効果をもつ状態遷移規則の学習方式を実装し、遅延効果をもつブーリアンネットワーク学習に応用した。また各状態で変数がとり得る値を2値(ブーリアン)から多値にした多値ネットワークや、非決定性や確率遷移をもつ状態遷移規則の学習についても考えた。さらに従来のLFITでは、各コンポーネントの制御が一斉に行われることを仮定していた(同期式更新)、非同期更新による状態遷移規則の学習に関する考察も行った。LFITの応用としては、これまでの遺伝子制御ネットワークやセルオートマトン学習に加え、ロボットの行動規則学習にも適用した。また、コンピュータが論理を自動的に学習する「論理発見」として、命題集合Sとその論理的帰結の集合Tを入力として与えた場合に、SからTを演繹的に導く推論規則を機械的に構成する方式を実装した。さらにアブダクションや会話における含意のような非論理的な推論の規則をLF1Tを使って学習する方法を提案した。これらの推論規則の学習は、従来の機械学習や帰納推論の研究であまり着手されていなかった問題であり、今後の発展が期待される。具体的目標として挙げていた4つの研究課題のうち、(1)系の状態の時系列変化を観測として状態遷移規則を標準論理プログラムの形式で学習するLFITアルゴリズムに対する同期的・非同期更新の下での学習方式についての考察、および(2)論理関数のコンパクトな圧縮表現形式である二分決定グラフ(BDD)を用いた帰納推論の効率性追求に関しては研究が予定通りに進んだ。さらに、当初予定していなかった遅延付きの状態遷移規則の学習方式の実現とその遺伝子制御ネットワーク構築への応用や、論理発見への新たな発展など計画以上の進展もある。その反面、当初課題に挙げていたセルオートマトンの密度分類問題への適用については、予想以上に計算量が高く計算が困難であることが判明している。

平成26年度の研究成果は、計11件の学会誌論文・国際会議論文および発表により公表した.知能情報学当初の研究計画で課題として挙げていた他の2課題である、(3)系が満たすべき目標が与えられた時にセルオートマトンを適切に設計する手法の開発、(4)遺伝子制御を表すブーリアンネットワーク構築問題他への応用についてさらに研究を進める。また新たな挑戦的課題として挙がってきた論理発見についても考察を進める。26年度の当初計画では坂間千秋教授分担金として、研究打ち合わせのための東京出張2回程度を見込んでいたが、昨年9月にフランスで開催された国際会議に参加した際に、同席した代表研究者である井上と国立情報学研究所Tony Ribeiro氏と打ち合わせを行う機会があった。また、昨年12月に井上とRibeiro氏が和歌山大学を訪問した。、これらのことからNIIを訪問する必要がなくなったため、東京出張2回分相当の旅費と宿泊費が未使用金額として生じた。研究の成果発表のため7月にドイツのベルリンに出張することが確定しており、また研究最終年度になり打ち合わせを密に行っていく予定なので、未使用分は坂間千秋教授が旅費として使用する。
ＭＣＭ２の作用を用いた抗腫瘍治療モデルの開発

我々はC3Hマウスにおいてレトロウイルスの一つであるフレンド白血病ウイルス(FLV)の感染が放射線誘発p53依存性アポトーシスを著明に増強する実験系を見出した。この現象に関与する宿主特異的因子を同定したところ、MCM2という分子がアポトーシスを惹起することが明らかとなった。MCM2はウイルス由来蛋白であるgp70と結合することにより核内移行が阻害され、細胞質内にとどまることでp53依存性アポトーシスを誘導する。実際にin vitroおよびin vivoのモデルで、白血病細胞にFLVを作用た後、DNA損傷を誘導することで治療効果が得られることがわかった。FLVに感染したC3Hマウスに低線量の放射線を全身照射すると、マウスは照射後2週間で著明な貧血を起こして死亡し、骨髄造血細胞には高頻度のアポトーシスが観察される。ところがこの現象はC3H以外の系統のマウスでは起こらない。この現象に関与する宿主特異的因子を同定するため、FLV接種後に放射線照射したC3HマウスとDBAマウスの骨髄より採取した蛋白のTOF-Mass解析を行い、AcinusおよびMCM2という2つの分子がC3Hマウス特異的に見出された。まずin vitroの実験系を用いてこの現象の機序を徹底解明し、新たなアポトーシス誘導経路に関わるMCM2の作用を明らかにするとともに、その作用機構の全貌を解明すること及びそれを応用した治療モデルの作製を目的として実験を行った。MCM2の本来の機能はDNA複製の際に必要なhelicase作用であり核内で機能する。in vitroでの解析から、MCM2はFLV由来のgp70蛋白と結合することにより核内移行が阻害され、細胞質内にとどまることでDNA-PKの活性化、p53依存性アポトーシスを誘導することがわかった。この細胞内局在変化に伴う作用転換を応用すれば、多くの腫瘍で発現が増強していることが知られているMCM2の作用をアポトーシス誘導へと向かわせるシグナルに変換することができると考えられる。そこで、MCM2を主体とするアポトーシス増強効果の詳細な作用機構の解析と、特異的結合分子を用いたMCM2の機能修飾によるin vivoでのマウス白血病治療実験系の開発を進めた。この現象に関与する宿主特異的因子を同定するため、FLV接種後に放射線照射したマウス骨髄より採取した蛋白のTOF-Mass解析を行った。C3HマウスとDBAマウスの比較により、AcinusおよびMCM2という2つの分子がC3Hマウス特異的に見出された。そこで、MCM2を主体とするアポトーシス増強効果の詳細な作用機構の解析と、特異的結合分子を用いたMCM2の機能修飾によるヒトの抗腫瘍治療実験系の開発を進めた。この現象に関与する宿主特異的因子を同定するため、FLV接種後に放射線照射したC3HマウスとDBAマウスの骨髄より採取した蛋白のTOF-Mass解析を行い、MCM2という分子がC3Hマウス特異的に見出された。

in vitroの実験系を用いてこの現象の機序を徹底解明したところ、新たなアポトーシス誘導経路に関わるMCM2の作用機構の全貌を解明することができた。MCM2の本来の機能はDNA複製の際に必要なhelicase作用であり核内で機能する。MCM2はFLV由来のgp70蛋白と結合することにより核内移行が阻害され、細胞質内にとどまることでDNA-PKの活性化、p53依存性アポトーシスを誘導することがわかった。この細胞内局在変化に伴う作用転換を応用すれば、多くの腫瘍で発現が増強していることが知られているMCM2の作用をアポトーシス誘導へと向かわせるシグナルに変換することができると考えられる。そこで、まず特異的結合分子を用いたMCM2の機能修飾によるin vivoでのマウス白血病治療実験系の開発を進め、gp70をFLV感染で導入することで有効な治療モデルを作成することができた。次に、FLVを用いずにgp70を細胞内に導入することを目標とした実験を行った。gp70を細胞内導入蛋白と結合させることにより、in vitroの実験系で線維芽細胞や上皮系細胞の細胞質内にgp70を導入することが可能になった。さらにこの系を進めて上皮系腫瘍の治療が可能かどうかを探索する予定である。病理学In vivo解析からin vitroの実験系までを通じて、宿主特異的なアポトーシス誘導機構が明らかになった。さらに治療実験モデル開発についても、白血病細胞を用いたin vivo治療モデルを用いた解析で、大きな成果が得られた。In vivo解析からin vitroの実験系までを通じて、宿主特異的なアポトーシス誘導機構が明らかになった。さらに治療実験モデル開発についても、白血病細胞を用いたin vivoおよびin vitroのモデルを用いた解析で、ある程度の成果が得られた。さらにMCM2のアポトーシス増強作用のメカニズムの詳細を探るとともに、白血病以外の固形腫瘍についても治療実験モデルを構築するために、マウス乳癌、卵巣癌の移植実験系を確立し。治療モデルを作製する。また、ヒトへの応用という観点から、ヒト細胞を用いた実験系で同様の系を見出す必要がある。ヒトの分子ではマウスのウイルス蛋白では同じ現象は観察されないので、新しい分子を見出す努力を継続する。ヒトへの応用を考える際には、実際に各種病態で起こっているシグナル関連分子の動態を臨床検体を用いて解析することも重要で、臨床現場の研究協力者が必要である。また、ヒトのMCM2機能を修飾する分子の探索と薬剤開発、治療への応用を考える際の基礎的実験を行う専門家の研究協力も必要となる。具体的には、1)MCM2発現の高い固形腫瘍についても同様のアプローチを行う。2)マウスとヒトのMCM2遺伝子配列の比較から核移行シグナルに関わるMCM2のdomainに結合するようなgp70遺伝子産物のホモローグを同定し、ヒト腫瘍細胞株への導入、過剰発現による機能解析、アポトーシス増強作用の解析を行うために、必要な試薬、器具類を購入する。3)臨床材料を用いた造血器系および固形腫瘍の病態解析も継続し、関連する細胞内シグナルの修飾への応用を図るため、必要な試薬、器具類を購入する。
マイクロ空間2流体流れにおける界面不安定因子特定手法の構築

界面張力を考慮したCSFモデルによる非圧縮性流れ場の方程式に対して,安定化気泡関数有限要素法に基づく二流体の流れ場解析に関するプログラム構築を行い,マイクロチップを用いた実験による界面観察結果と解析結果の比較から,解析プログラムの妥当性を確認することができた.また,圧力を変数とするヘルムホルツ方程式に対する有限要素方程式について安定性解析プログラムの構築を行った.マイクロチャネル内の固有角周波数(共振角周波数)に関する検討結果より,送液波形の角周波数と安定性解析により得られた固有角周波数の値の比較に基づき,共振現象を誘発する可能性の有無を判断できると考えられる.本研究は,マイクロスケールにおける2流体流れにおいて,界面不安定因子を特定するためのプロセスを構築することを目的としたものである.マイクロチップとシリンジポンプにより,マイクロチャネル内に2層流を作る場合,小さな圧力変動に対して界面が不安定化してしまう問題があったため,実験および数値解析の両面から問題解決を行った.実施においては,H23年度では,Y字合流・分岐型マイクロチャネル内二相流における解析プログラムの構築,および,合流点・分岐点を含む周辺の領域について解析を行うプロセスの構築,また実験設備の構築・マイクロチャネル内2層流における界面観察を行い,H24年度ではシリンジポンプの特性の分析およびマイクロチャネル内の固有角周波数(共振角周波数)を求めるために安定性解析プログラムの構築を行った.検討成果としては,界面張力を考慮したCSFモデルによる非圧縮性流れ場の方程式に対して,安定化気泡関数有限要素法に基づく二流体の流れ場解析に関するプログラム構築を行い,マイクロチップを用いた実験による界面観察結果と解析結果の比較から,解析プログラムの妥当性を確認することができた.また,圧力を変数とするヘルムホルツ方程式に対する有限要素方程式について安定性解析プログラムを構築し,マイクロチャネル内の固有角周波数(共振角周波数)に関する検討を行った.同種の液体の計算条件として,流路の幅と長手方向の長さの比に対する最大・最小固有角周波数を整理したところ,幅の広い流路からマイクロスケールの幅を持つ流路になるに従い,最大・最小固有角周波数の値は非線形的に上昇する結果が得られ,また,最大・最小固有角周波数の値の差が大きくなる傾向が得られた.検討結果を踏まえ,送液波形の角周波数と安定性解析により得られた固有角周波数の値の比較に基づき,共振現象を誘発する可能性の有無を判断できると考えられる.界面張力を考慮したCSFモデルによる非圧縮性流れ場の方程式に対して,安定化気泡関数有限要素法に基づく二流体の流れ場解析に関するプログラム構築を行い,マイクロチップを用いた実験による界面観察結果と解析結果の比較から,解析プログラムの妥当性を確認することができた.また,圧力を変数とするヘルムホルツ方程式に対する有限要素方程式について安定性解析プログラムの構築を行った.マイクロチャネル内の固有角周波数(共振角周波数)に関する検討結果より,送液波形の角周波数と安定性解析により得られた固有角周波数の値の比較に基づき,共振現象を誘発する可能性の有無を判断できると考えられる.H23年度では,Y字合流・分岐型マイクロチャネル内二相流における解析プログラムの構築,および,合流点・分岐点を含む周辺の領域について解析を行うプロセスの構築を行った.本研究で対象とするマイクロ化学チップ内流路においては,計算コストを考えると3次元流れに比べ,2次元モデルの方が適していると考え,チップ表面の流路形状に対して2次元解析を対象とすることとした.基礎方程式として,非圧縮粘性流体に対するナビエ・ストークス方程式,連続式,および,二相流における界面の進展を表すために輸送方程式を使用した.基礎方程式であるナビエ・ストークス方程式,連続式より圧力ポアソン方程式を導出し,流れ場の計算を行うナビエ・ストークス方程式,圧力場の計算を行う圧力ポアソン方程式を分離して解を得る分離型解法を適用した.離散化手法としては,有限要素法を用いて離散計算を行った.この時,流速と指標関数の補間に気泡関数要素を用いたが,それでも数値安定性が十分でないことが知られているため,数値安定性を保つために安定化制御パラメータを導入した.また,二流体界面について界面張力を適切に表すため,CSFモデルによる体積力(界面張力)を導入した.この解析プログラムに関して,計算結果について厳密解との比較を行い,粘性流体による流れ場についておおむね正しい結果が得られることを確認した.この解析プログラムを使用し解析を行うにあたり,実際の現象の確認のため,上流側Y字合流部・下流側Y字分岐部に対して,Y字合流・分岐型マイクロ化学チップを用いて界面観察を行った.この際,流動中に混合しない純水と酢酸エチルを用いて観察を行った.同条件において解析計算を行い,観察結果と比較することで,解析においておおむね正しい結果を得られることを確認した.H23年度においては,実験と数値解析の比較に主眼をおき,シリンジポンプによる送液における流量条件を変え,デジタルマイクロスコープによる界面観察を行い,流況解析結果との比較を行った.また,送液の時系列波形を計測するために,マスフローメーターを購入し,流量計測および周波数解析を行った.当初予定の研究計画はおおむね達成されているものと考えている.研究により達成した内容を以下に整理する.本研究で対象とするマイクロチャネルは,流路幅に比べて流路長が非常に長いものになるため,全体を表すモデルを作成しシミュレーションを行うことは困難を極める.そこで,マイクロチャネル内の下流側分岐点を含む周辺の領域についてのみ解析を行うために,二流体平行流部分の界面位置の推定式を導出し,上流側Y字合流部の解析を行うことなく下流側のY分岐点のみ計算を行うことが可能となった.

この推定式については,観察結果,解析結果との比較により,下流側Y字分岐部における解析に計算結果を反映可能であることを確認した.また,下流側Y字分岐部に関して,上流側Y字合流部と同様に実験観察を行い,実際の現象の確認を行った.実験と同条件における解析では,境界条件として与える界面位置に,推定式による結果を反映した.また,解析モデルにおけるメッシュパターンやメッシュ間隔による計算精度の検討も行った.最も精度良く計算結果が得られたモデルにおける解析結果について,観察結果との比較によりおおむね正しい結果を得られることを確認した.また,下流側Y字分岐部においては,「物性や界面張力の影響により,界面がマイクロチャネル中心線上にあっても界面安定性が得られるとは限らないということ」,「流れ方向に対し流路が広がる形状を対象とする場合,解析計算を行う際に流路形状の拡大部において数値不安定が起こりやすいということ」がわかった.H23年度は,定常流に関する二液二相流に対してマイクロチャネルY字分岐部における界面安定性を対象として検討を実施したため,H24年度は,界面振幅を伴う流れにおけるマイクロチャネル内二液二相流の問題に対して界面の安定性に関する検討を行うことを予定している.界面安定性の理論的研究として「T. FUNADA and D. D. JOSEPH, Viscous potential flow analysis of Kelvin-Helmholtz instability in a channel, J. Fluid Mech., (2001)」の研究が挙げられる.この研究は,非粘性,非圧縮,渦なしの流れ場における二相流を対象として,上・下壁面における境界条件・自由表面での力学的条件,自由表面での運動学的条件より分散関係式を誘導し,界面波形の波数と臨界相対流速(各流体の流速の差の臨界値)の関係を整理したものである.また,有限要素法に基づく流体の安定性に関する検討としては,「YAN DING and MUTSUTO KAWAHARA,Secondary Instabilities of Wakes of a Circular Cylinder Using a Finite Element Method, Int. J. Compt. Fld. Dyn., (2000)」が挙げられる.この論文は,流れ場の支配方程式に対して,有限要素法を適用し,未知変数の解を指数関数により表すことで固有方程式を誘導し,固有値解析の結果から流れ場の安定性を論じたものである.上記のような流体の安定性を論じた論文を参考にし,実験において界面波形を捉え,周波数解析を行った場合,二相流の界面波形より流速(流量)設定の臨界値の予測法について考察を行う予定である.
生態系管理の順応的制御ルールに関する群集・空間生態学的研究

単一種の管理を超えた、生態系管理の理論と手法の確立の為、生態系の将来予測を行う様々なモデルを開発した。白川博士は、空間分布個体数データを用いたスナメリの絶滅危惧種の個体群推定種法を開発した。牧野博士は、知床世界自然遺産地域の沿岸漁業管理の生態系アプローチの必要性と有効性、及び日本の漁業領域の特性を研究した。雨宮博士は、富栄養湖の復元理論を国際的な科学者のネットワークと共同で進展させた。小池博士は、GISを使った外来生物の空間分布の予測手法を開発した。松田博士は、従来までの最大持続可能漁業量理論を発展させた"最大持続可能生態系サービス"の概念を打ち出した。我々は、順応的管理は生態系管理にとって全能の神ではないと認識しているが、生態系メカニズムとシステムを解明し、それぞれの生態系ごとに適した管理計画を作る必要性があると確信している。いくつかの新しい概念、すなわち、"海域保全地域"、"回廊"、"共同管理"及び"生態系サービスの社会経済的評価"の有効性について検証した。従来の生態系の管理方策は,実際には対象種に注目した個体群単位の管理であった.たとえば水産資源管理においては、乱獲も禁漁も利益を得られず、中庸の漁獲圧での利用が長期的な利益を最大にするという「最大持続漁獲量」の理論がしられており、持続的な漁業は生物の保全と調和すると考えられてきた。しかし、生態系を考慮した場合、たとえば被食者のMSYは捕食者の生物体量に依存する。生態系全体から得られる最大持続漁獲高を理論的に検討した結果、利用しない生物種の存続は保証されず、持続的な利用と保全は無条件では調和しないことを示した(Matsuda & Abrams 2006)。オニヒトデの食害を受けている石西礁湖のサンゴ礁において、オニヒトデ密度の空間分布に基づき、駆除地域(サンゴ礁保全重点区域)を順応的に選定する方法を提案するために、オニヒトデ密度、現在の駆除効果の評価、将来必要な努力量、最小の駆除海域の面積の検討を行った(2006年生態学会大会シンポジウム講演)。同様に、シカの食害で林床植生の破壊が進んでいる屋久島で、シカ密度の空間分布に基づき、順応的な捕獲戦略を検討している。また、知床世界遺産地域における漁業者の自主管理漁業(特にスケトウダラ)の実態を現地で聞取り調査し、順応的管理に基づく世界遺産海域管理計画の立案を検討している。さらに、国連海洋法条約に基づく許容漁獲量制度において、禁漁水準、目標資源水準、目標漁獲率の3つのパラメータで特徴付けた漁獲方針により、変動する資源の最低資源量を保全し、漁獲量の平均値を上げ、分散を下げる方策を数理モデルによって検討した。対象種のみに注目した従来の個体群管理から生態系管理の理論と方法を開発するに当たり、さまざまな将来予測モデルを各自が開発した。白木原は日本近海の絶滅危倶種であるスナメリの分布調査と個体数推定法の研究を進めた。勝川は昨年に引き続いて不確実性と環境変動を考慮した生物学的許容漁獲量の算定規則のリスク評価研究を進めた。牧野は知床世界遺産地域での沿岸漁業における生態系アプローチの必要性と有効性を吟味し、日本型の漁業権制度が順応的管理を進める上で有効性を持つことを示しつつある。雨宮は昨年に続いて湖沼生態系の富栄養化に関する回復力の数理モデルを構築し、多重安定性に関する知見を進めた。小池は都市近郊環境における鳥の生息地分断が鳥個体群の餌環境への影響を評価し、空間生態学的リスク評価理論の地平を開いた。酒井はミレニアム生態系評価総合評価書の翻訳を出版するとともに生態系保全の意義を生態リスク管理の観点からまとめた。松田は被食者・捕食者系の数理モデルを用いて海洋保護区(MPA)を設定した場合の共存平衡状態の安定性条件を解析し、MPAが不確実性に頑健で資源管理に有効であることを示した。生態系管理に万能の方法はない。しかし常識的に指摘されているさまざまな方途の有効性を限られた具体例、数理モデルで示すことは可能である。海洋保護区の有効性、生息地分断化の危険性、漁業における自主管理の経済学的有効性などを示すことができた。来年度は引き続き、それぞれの分野における順応的管理(フィードバック制御)の有効性と限界について明らかにする。

対象種のみに注目した従来の個体群管理から生態系管理の理論と方法を開発するに当たり、さまざまな将来予測モデルを各自が開発した。白木原は日本近海の絶滅危惧種であるスナメリの分布調査と個体数推定法の研究を進めた。勝川は昨年に引き続いて不確実性と環境変動を考慮した生物学的許容漁獲量の算定規則のリスク評価研究を進めた。牧野は知床世界遺産地域での沿岸漁業における生態系アプローチの必要性と有効性を吟味し、日本型の漁業権制度が順応的管理を進める上で有効性を持つことを示しつつある。雨宮は昨年に続いて湖沼生態系の富栄養化に関する回復力の数理モデルを構築し、多重安定性に関する知見を進めた。小池は都市近郊環境における鳥の生息地分断が鳥個体群の餌環境への影響を評価し、空間生態学的リスク評価理論の地平を開いた。酒井はミレニアム生態系評価総合評価書の翻訳を出版するとともに生態系保全の意義を生態リスク管理の観点からまとめた。松田は被食者・捕食者系の数理モデルを用いて海洋保護区(MPA)を設定した場合の共存平衡状態の安定性条件を解析し、MPAが不確実性に頑健で資源管理に有効であることを示した。生態系管理に万能の方法はない。しかし常識的に指摘されているさまざまな方途の有効性を限られた具体例、数理モデルで示すことは可能である。海洋保護区の有効性、生息地分断化の危険性、漁業における自主管理の経済学的有効性などを示すことができた。来年度は引き続き、それぞれの分野における順応的管理(フィードバック制御)の有効性と限界について明らかにする。