hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
BIMを用いた建築設計情報のゲノム化と情報遺伝によるフロントローディングの実現

本研究は、設計初期段階におけるシミュレーションを用いた環境性能評価を実現するため、そのデフォルト設定値の適切な入力を支援するシステムの構築を目的としている。計画当初に最終年度と位置付けた今年度は、研究成果の社会普及に向けた具体的な成果物として、種々のデフォルト設定値の整備を実施した。建築設計初期段階でシミュレーションにより環境性能を検討する際に特に大きな影響を及ぼす要素として、窓配置と自然換気計画があげられる。これらが仕様検討の設計変数とならない場合には、これらの暫定値(デフォルト設定値)がその仕様検討結果の精度に大きな影響を与えることは勿論のこと、設計変数となる場合も、迅速な意思決定が求められる設計初期段階において、より的確な初期設定値の導入により、最適解の導出時間を短縮することの効果は大きい。窓配置に関しては、建築設計者が窓面積率の適切なデフォルト設定値の選択を可能とするよう、範囲を持たせた窓面積率の推奨設定領域を提示する設計資料を、日本を対象に整備した。本設計資料を基に、建築設計者は設計条件や立地環境に合わせ、最適な窓面積率の傾向(ガラスファサードorポツ窓の良否等)を判断することが可能であり、不適切なデフォルト設定値の採用による設計の後戻りを防止できる。今回は仮想建築物のシミュレーションデータを用いて設計資料を整備したが、BIMによる建築情報のデータベースが整備されることで、本研究が開発したロジックで統計的な資料整備が可能となる。自然換気計画に関しては、自然換気の目標換気回数をそのデフォルト設定値として、設計条件と立地環境毎に設定できるよう、同じく日本対象に設計資料を整備した。研究計画の最終年度として、研究成果を実務において活用が可能な形に展開し、その整理を進めることができた。これらの成果は対外発表(主に学術雑誌での発表)等により第三者が利用可能な形に整備を進めている。最終年度となる今年度は、研究成果の社会普及に向けた具体的な成果物として、種々のデフォルト設定値の整備を進めた。自然採光性能及び空調エネルギー消費量に大きな影響を及ぼす窓に関して、窓面積率(WWR:Window to wall ratio)に関して、日本における最適デフォルト設定値のマップを、研究代表者らがシミュレーションを用いて整備したデータベースに基づいて作成した。なお、今回は仮想建築物のシミュレーションデータを用いているが、BIMによる建築情報のデータベースが整備されることで、本研究が開発したロジックで統計的な資料整備が可能となる。このため、既存のBIMソフトウェアにおいて、その建材情報から自動的にWWRを方位別に算出するプログラムも開発した。デフォルト設定値はシミュレーションの初期値であり、その値は設計の進行と共に更新されていくことを前提とする。
鳥類をモデルとした食性の多様化と味覚受容体の機能との関連

味覚は動物が食物を摂取可能であるかを判断する上で重要な感覚であるため、食性に応じて種ごとに柔軟に変化してきた可能性が考えられる。当グループは近年、甘味受容体遺伝子を欠損していることから糖の味を感知できないとされてきた鳥類の中でも、花の蜜を主食とするハチドリでは旨味受容体が糖受容体として機能転換していることを明らかにした。一方、ハチドリとは系統的に離れた鳥類の中にも多くの花蜜食及び果実食食性の種が存在するが、これらの鳥類の旨味受容体がどのような機能を果たしているのかは明らかでない。そこで、本研究では多種の鳥類を対象に、旨味受容体の塩基配列解析、機能解析、行動実験を行い、花蜜食・果実食とその他の食性の鳥類の間における旨味受容体の機能の違いを検証する。2018年度は共同研究機関であるMax Planck鳥類研究所において、様々な鳥類のDNA及びRNAサンプルをもとに、旨味受容体遺伝子(Tas1r1, Tas1r3)のクローニングを行った。クローニングが完了した種については速やかに配列情報を共有し、明治大学において培養細胞発現用プラスミドを作製した。作製したプラスミドを用いて、鳥類旨味受容体の味物質に対する応答性を評価した。その結果、花蜜食および非花蜜食鳥類のいくつかの種で、旨味受容体のリガンドを同定することに成功した。複数の種類の鳥類において、旨味受容体遺伝子のクローニングに成功した。また、クローニングに成功した種の中から、いくつかの鳥類において旨味受容体のリガンド同定に成功した。更なる鳥類旨味受容体のクローニングと機能解析を行い、味覚受容体の機能の変化と食性の関わりについて考察する。また、行動実験を実施し、味覚受容体の機能の違いが動物の食行動に影響を与えるかどうかを検証する。鳥類味覚受容体のホモロジーモデルを作製し、味覚受容体の機能の違いをもたらす分子機構を明らかにする。マイクロプレートリーダーを購入する金額が不足したため、翌年度分と合算して購入することにした。
成熟社会におけるマーケティング戦略と消費者行動の有り方

わが国のマーケテイング戦略は、生産活動や販売活動が重視された、いわゆる生産志向の段階から、マーケテイング理念である消費者志向の段階へと明確に推移している。とりわけ、昭和30年代には欧米先進国からさまざまなマーケテイング戦略が導入され、高度経済成長と相俟って、消費需要を噴出させ、わが国経済の市場規模を拡大していった。しかし、石油危機等いくつかの構造変化を経験して、経済社会が成熟化の段階に入ると同時に、消費者行動は多様化・個性化し、生産サイドにとって、消費者がみえない時代になった。つまり、消費者が本当に必要とするもの、消費者ニーズに適合したものを生産・販売しなければ、商品は売れない時代に入った。そこで、企業は市場細分化戦略(マーケット・セグメンテーション)に代表される消費者志向の方法で、消費者行動・意識を高度に統計解析し、特に因子分析法等の多変量解析法を用いて心理的レベルから明らかにしていった。それら、分析結果を基に、心理的レベルで消費者を操作・誘導しようとするマーケテイング戦略を展開してきた。これら心理的レベルでのマーケテイング活動が消費者に及ぼす影響、さらにT.Vや新聞等のマスメディアによる広告・宣伝効果の影響を明らかにするためビール、飲料等を対象として消費者調査を実施した。その結果、それら商品に対する消費実態、購買行動、さらには消費者ベネフィットが明らかにされ、とりわけT.Vコマーシャルの影響の大きいことが明らかとなり、マーケテイング戦略による心理的誘導・操作の実態・状況の一部が解明された。しかし、一方、成熟市場の段階では企業は消費者志向のマーケテイング戦略を取らざるをえず、このことは消費者サイドにとっては消費者主権の確率にとっては千載一遇の好機だといえる。そのためには、理想とする消費者像を、いわゆる「賢い消費者」から「行動する消費者・科学的な消費者・主体的な消費者」へとレベルアップする必要があり、消費者教育・消費者啓発の役割が従来より一層重要となることが示唆された。
金属微粒子内包ダイヤモンドライクカーボンの作製とその応用

プラズマイオン注入製膜(PBIID)装置を用いて、ダイヤモンドライクカーボン(DLC)膜の作製を行った。DLC膜は原料ガスにメタン(CH_4)およびトルエン(C_7H_8)を用いて基板上に成膜する場合と、不活性ガスイオンを用いてポリマー表面を炭素化して作製する場合の2通りを行った。炭化水素ガスにより成膜したDLCは水素と窒素のドープ量を変化させ、生体組織親和性の評価を細胞培養試験にて行った。その結果細胞接着率は水素の含有量には影響されないが、窒素に関してはドープ量と正の相関があることが判明した。一方シリコーン(ポリジメチルシロキサン)に対してアルゴン、クリプトンを照射して作製したDLCは、95%以上の細胞接着率(L929細胞)を示した。本手法をチューブ上のシリコーンに適用することにより、雑菌の侵入を防ぐことが可能なカテーテルとして特許申請を行った。本手法で作製したDLCの組成をラザフォード後方散乱分析法(RBS)により解析したところ、照射された不活性ガス原子が内部にトラップされていることが判明した。また、鉄の原子が存在していることが明らかになり、チェンバーや電極材からの混入が示唆された。鉄原子は表面に付着しているのではなく、表面から300nm程度の深さまで分布していることが明らかになり、電場によって加速され注入されていることが判明した。試料近傍に銅板を設置してこの現象を積極的に利用することを試みたところ、同様に試料内部に銅が注入され、金属含有DLCが生成されることが明らかになった。プラズマイオン注入製膜(PBIID)装置にマグネトロンスパッタリング蒸着源を新たに設置し、金属元素を含むダイヤモンドライクカーボン(DLC)の生成を行った。導入を試みた元素は、カーバイド生成が見込まれる金属(W)および微粒子生成が見込まれる金属(Cn)である。PBIID側では製膜ガス種、ガス圧、RFパワー、パルス電圧をパラメータとして、触針式段差計を用いてDLC生成速度の検証を行った。その結果ガス種については炭素数が多いものほど膜生成速度が速く、本研究ではトルエン(C_7H_8)を用いることとした。また、ガス圧、パルス電圧については高いほど膜生成速度が増加したが、基板-ホルダー界面における異常放電が増加することから1x10^<-2>torr、5kVを標準とした。蒸着源側では印加電圧をパラメータとしてスパッタ速度を検証した。現時点で生成した膜はDLCと金属とを逐次的に製膜したサンドイッチ構造であり、同時蒸着時のパラメータ最適化は現在進行中である。作製した試料についてはラザフォード後方散乱分析(RBS)により組成分析を行い、いずれも目的の元素が堆積していることを確認した。また、集束イオンビーム加工装置(FIB)を用いて断面観察用試料を作製し、透過型電子顕微鏡(TEM)により構造観察を行った。その結果、DLC層と金属層との界面が明確に存在せず、逐次製膜であっても金属ドープDLCが作製可能であることが判明した。これはDLC製膜時に高圧パルスを印加するため、炭素が金属層側に注入されるミキシング効果が原因である。プラズマイオン注入製膜(PBIID)装置および本研究費で購入したマグネトロンスパッタリング蒸着源を用いて、金属元素を含むダイヤモンドライクカーボン(DLC)の成膜を行った。原料ガスとしては、メタン(CH_4)およびトルエン(C_7H_8)を用い、圧力1x10^<-2>torr、RF500Wで成膜を行った。印加パルス電圧を10kV程度に上げることにより、PBIIの注入効果を用いてDLC-銅混合層を作成した。集束イオンビーム加工装置(FIB)を用いて断面観察用試料を作製し、透過型電子顕微鏡(TEM)により構造観察を行った。その際、断面観察用試料をアルゴン-酸素混合プラズマに曝露することにより炭素部分のみが選択的にエッチングされ、残った金属およびその周辺の組織が明確に観察されることを見出した。エッチング後の観察の結果、PBIID法で成膜したDLCは均一なアモルファス構造ではなく、数nmから十nm程度の細長いドメインを形成し、さらにそれがネットワークを形成していることが明らかになった。応用物性としては、摩擦特性と生体親和性の評価を行った。本手法でシリコン基板上に成膜したDLCの摩擦係数を測定したところ、商品化されている未ドープDLC(イオンプレーティング法にて成膜されたもの)と同様、0.1程度を示し、良好な摺動特性を示すことが明らかになった。また細胞接着性も80%以上の高い値を示した。1ミクロン以上の厚膜を作製するために、金属供給手法として電子ビーム蒸着を利用することを検討し、その基礎実験を行った。

本手法をチューブ上のシリコーンに適用することにより、雑菌の侵入を防ぐことが可能なカテーテルとして特許申請を行った。本手法で作製したDLCの組成をラザフォード後方散乱分析法(RBS)により解析したところ、照射された不活性ガス原子が内部にトラップされていることが判明した。また、鉄の原子が存在していることが明らかになり、チェンバーや電極材からの混入が示唆された。鉄原子は表面に付着しているのではなく、表面から300nm程度の深さまで分布していることが明らかになり、電場によって加速され注入されていることが判明した。試料近傍に銅板を設置してこの現象を積極的に利用することを試みたところ、同様に試料内部に銅が注入され、金属含有DLCが生成されることが明らかになった。
骨転移形成にかかわるヒト乳癌細胞と骨細胞群との相互作用の研究

研究成果目的:乳癌骨転移の機序を明らかにするために乳癌細胞と骨細胞群との相互作用について検討した。材料および方法:当科で継代培養中のMCF-7、ZR-75、BT-20を用いて、乳癌細胞培養に伴い培地中に発現するメディエーターの骨に対する影響を検討した。骨に対する影響はラットの大腿骨を採取し、乳癌細胞株と混合培養することにより培地中のイオン化カルシウム値の変動について検討した。さらに自家骨髄移植を行った患者の骨髄採取時の採取液から骨芽細胞系の培養を行った。乳癌細胞株におけるTamoxifen等骨転移関連の諸因子によって誘導されるapoptosisとbcl-2の誘導およびにbcl-2やp53の過剰発現についても検討した。結果:1)ヒト乳癌細胞と骨の混合培養により、培地中のカルシウムイオンを検討した結果、controlである骨を加えない培養系から得られたCondition medium中のカルシウムイオンの値との間には有意差は認められなかった。2)骨髄内細胞培養に関しては、剖検時の骨髄細胞および骨髄採取患者の濾過ガーゼから得られた骨片を含む材料から細胞の培養を試みたが、安定した継代が不可能であった。3)乳癌細胞株(MCF7、ZR75および当科樹立株KK)においてTamoxifenによって誘導されるapoptosisやbcl-2発現の抑制が認められた。4)bcl-2やp53の過剰発現は乳癌の癌化や骨転移等の進展に関与していることがわかった。以上より、乳癌培養細胞株から骨転移形成に関わる知見は充分には得られなかったが、乳癌培養細胞株においてはtamoxifenによってアポトーシスが誘導されていることはわかった.研究成果目的:乳癌骨転移の機序を明らかにするために乳癌細胞と骨細胞群との相互作用について検討した。以上より、乳癌培養細胞株から骨転移形成に関わる知見は充分には得られなかったが、乳癌培養細胞株においてはtamoxifenによってアポトーシスが誘導されていることはわかった.目的:我々は乳癌の骨転移の機序を明らかにするために現在以下の検討を進めている。材料および方法:まず当科で培養中の乳癌細胞株MCF-7、BT-20を用い、乳癌細胞培養に伴い培地中に発現するメディエータの骨に対する影響を検討するためにラットの大腿骨を採取し、これら乳癌細胞株と混合培養することにより培地中のイオン化カルシウムの変動について検討した。さらに自家骨骨髄移植を行った患者の骨髄採取時の採取液から骨芽細胞系の培養を試みた。さらに現在骨芽細胞および破骨細胞の樹立培養株の使用を検討中であり、近日中にヒト骨芽細胞MG63を入手予定である。結果:乳癌細胞との混合培養により、培地中のCaイオンを検討した結果、骨を加えない培養系から得られた培地中のCaイオンの値との間に有意差は認められなかった。さらに2例の骨髄採取患者の濾過ガ-ゼに濾し取られた骨片を含む材料から細胞の培養を試みたが、細胞のprimarycultureには成功しなかった。今後の予定:今後、現在購入予定のMG63を用い骨芽細胞の増殖およびmediaterを介した骨組織への作用について再度実験系を検討中であり、その混合培養により培地中のCaイオンの推移や、骨を同時に培地中に混入した場合にどの様な影響を骨に与えるか、さらにその際に発生する蛋白の発現について、予想される物質(I16など)の検討を行う予定である。既に提出した実験計画を現在の医局の実状に合うように以下の点につき若干の変更を加えた。1)骨髄移植の為に採取し凍結保存中の細胞があり、これをヒト骨髄細胞として使用することとした。2)乳癌細胞としてはMCF7とZR75-1および教室で樹立したKKを現在継代培養中である。また線維芽細胞は摘出標本より得、全ての実験を同じ細胞で施行する予定である。3)破骨細胞の活性については市販のカルシウム塗布ディスクを用いて評価することとした。これまでに1)の骨髄細胞の培養方法について検討するために、採取した骨髄細胞を直ちに培養系に移し、培養がどの程度可能かについての検討を開始した。

実際には凍結保存してあるものから解凍して使用する。次に線維芽細胞については乳癌組織の培養時に多くの例で生えてくる線維芽細胞を用いることとしこれについては問題なく可能である。実際には数代継代した時点で用いる。また、購入したCaディスク上に骨髄細胞を播き、この中に破骨細胞が実際に機能を伴ってどのくらい存在するかについての実験から開始し、今後に具体的に実験に入る。培養細胞の種類あるいは培養条件の違いに伴い破骨細胞の活性化にどの様な相違を生じるかを同定することを当面の目標とし、1年以内に報告出来る予定である。
癌間質による前立腺癌幹細胞ニッチ形成機構の解明:癌間質標的療法へ向けた基礎的研究

腫瘍微小環境において、癌間質を構成する主要な成分:癌関連線維芽細胞(CAF_s)は癌幹細胞ニッチの形成に重要な役割を担う。初期癌の増殖過程においてCAF_sがどのように作り出されるかを知るために、我々はin vitroにおいてヒト前立腺癌細胞と共培養した正常ヒト前立腺間質細胞P_rSCの生化学的特性を調べた。その結果、癌細胞との共培養でP_rSCが活性化されること、さらにP_rSCが獲得したCAF_s様の性質は不均一であることを見出した。これらのことから、腫瘍の中で発生するCAF_sが隣接する癌細胞の生化学的特性に強く依存していることが示唆された。本年度は、市販の正常ヒト前立腺ストローマ細胞PrSC(Lonza社)を出発材料として、TGFβにより分化誘導したTGFβ-treated PrSCと、アンドロゲン依存性ヒト前立腺癌細胞株LNCaPと共培養したLNCaP-treated PrSCの性状を比較した。【検討2】TGFβ-treated PrSCでは、コラーゲン、テネイシンC、αSMA mRNAの発現上昇を認めた。一方、LNCaP-treated PrSCではコラーゲン、テネイシンC mRNAのみが発現上昇しており、αSMA mRNAの発現量に差は認められなかった。【検討3】良性ヒト前立腺上皮細胞由来TA2を用いたマトリゲル内での3次元培養では、LNCaP-treated PrSCの培養上清を添加することで、TA2細胞の過増殖とEMT様のdysmorphic structureを形成した。これまで癌間質を構成する主要な細胞は、発生過程や傷の修復過程に出現するテネイシンC陽性の筋線維芽細胞と考えられてきた。しかし、本検討において、LNCaPとの共培養でPrSCが獲得した癌間質様の性状は、TGFβにより分化誘導した筋線維芽細胞様のPrSCと完全に一致しなかった。つまり、癌細胞からの刺激を受けたLNCaP-treated PrSCは正常な分化誘導で作られる筋線維芽細胞とは似て非なるもの、ということが判明した。本年度は、ヒト前立腺腫瘍から初代培養し得られた癌間質細胞PCaSC-8およびPCaSC-9の性状を、市販の正常ヒト前立線ストローマ細胞PrSC(Lonza社)と比較検討した。【検討1】PCaSC-8およびPCaSC-9について、間質細胞としての分化マーカーや細胞増殖因子のmRNA発現をPrSCと比較したところ、テネイシンC(TN-C),αSMA,EGF,FGF-7,IGF-I mRNAが有意に高発現していた。【検討2】PCaSC-8およびPCaSC-9では、PrSCに比較してサイトカインTGFβと血管新生促進物質VEGFの産生量が有意に高かった。以上の検討から、ヒト前立腺腫瘍由来癌間質細胞PCaSC-8およびPCaSC-9は癌間質としての特性を有していると考えられた。本年度は、市販の正常ヒト前立腺ストローマ細胞PrSC(Lonza社)から癌間質細胞を作り出すことを目的とし、ヒト前立腺癌由来培養細胞株(アンドロゲン感受性LNCaPから単離したアンドロゲン低感受性の亜株E9と、ホルモン除去下で培養し、ホルモン不応性を獲得したAIDL)との共培養を施行した。【検討2】PrSCにおけるVEGF産生はLNCaP,E9との共培養群でのみ増加した。一方、TGFβ1産生はE9との共培養群でのみ増加した。【検討3】共培養に用いたPrSCおよび各癌細胞株からのTGFβ1産生は、PrSCからの産生量に比較してLNCaPでは1/17.8量、E9では1/13.3量、AIDLでは1/6.2量と、いずれの癌細胞株もPrSCに比較してTGFβ1産生が有意に低かった。癌細胞株の中ではAIDLが最も多くTGFβ1を産生していた(E9の約2倍)。E9と共培養したPrSCにおいて、ヒト前立腺腫瘍から初代培養し得られた癌間質細胞PCaSC-8およびPCaSC-9の性状に近似した変化が確認された。癌細胞が産生し、周囲の線維芽細胞に癌間質様の分化を誘導する候補因子してTGFβ1に着目したが、E9からのTGFβ1産生が特異的に高いという結果ではなかったため、PrSCに癌間質様の分化を誘導する因子がTGFβ1以外に存在する可能性が示唆された。
中空糸型バイオリアクターによる飲料用原水中の硝酸性窒素除去

菌体固定化用エレメントとして表面をPVAで親水化したPVA-PSA中空糸(1mmφ×965mmL、細孔径0.1μm、中空糸本数130本、(株)クラレ製)を用い、8%PVA溶液に脱窒菌(Paracoccus denitrificans)を分散させたスラリー中に浸漬することによって菌体を薄膜状に固定化した。中空糸担体は親水性であるため細孔内は水で満たされており、その表面張力は0.1μmの場合、28atmに達することがわかった。すなわち、中空糸内圧を10atm程度まで高めることが可能であり、菌体の存在する中空糸表面の圧力(大気圧)との差を大きく取ることが可能である。これによって、水に溶解しにくい水素ガスの水中での推進力を高めることができ、脱窒反応の高効率化が達成された。続いて、中空糸外側に20ppmの硝酸を含む人工排水を通液し、中空糸内部には還元に必要な水素供与体として05atmの範囲で水素ガスを供給し、硝酸を連続的に窒素ガスへと還元する脱窒リアクターを製作した。中空糸内圧と外部供給量を変化させたときの脱窒速度への影響について検討した結果、中空糸内部圧力を高めることにより、中空糸表面への水素の総括移動容量係数を高めることが可能となり、少ない水素供給量で高い脱窒速度が得られた。内圧0.5atm、水素供給量20ml/minの場合、385mg-N/m^2・hの脱窒速度が達成された。本研究は飲用水を目的としているため、添加する無機イオンの濃度を最小限に抑える必要がある。水素酸化バクテリアの脱窒には微量元素が重要であり、特にリン濃度の脱窒速度に及ぼす影響について検討したところ、0.5mg/L程度のリンは必須であるが、それ以上では原水リン濃度に依存せず、脱窒速度、脱窒率ともに一定となった。すなわち、リン濃度は0.5mg/L程度で十分であることが確認できた。リン濃度を0.5mg/Lとした場合、脱窒速度の硝酸性窒素濃度の依存性について検討した結果、2.5から20mg-N/Lの範囲内ではr=52.2C^<0.79>(r:脱窒速度[mg-N/m^2・h]、C:硝酸性窒素濃度[mg-N/L])で近似されることがわかり、また20mg-N/L以上では濃度に依らず脱窒速度は600mg-N/m^2・hで一定となった。(財)発酵研究所から分譲された脱窒菌(Paracoccus denitrificans)を、120°C、20分の滅菌処理を行った液体培地(polypeptone:1.0%、east extract:0.2%、MgSO_4・7H_2O:0.1%)

10ccに植菌し、30°C、2日間前培養を行った。その後、10L容ジャーファーメンターにて前培養の4倍の濃度から成る液体培地8Lに前培養後の菌体懸濁液を10cc投入し、2日間、30°C、撹神速度150rpmの条件で本培養を行った。本培養液を45°C、12000rpmで遠心分離し、約40gの菌体を取得した。前培養菌体を用いた予備的検討の結果、Paracoccus denitrificansは35°C、pH6.59.5近辺に最適培養条件があることがわかった。菌体固定化用エレメントには表面をPVAで親水化したPVA-PSA中空糸エレメント(1mmφ×965mmL、細孔径0.1μm、中空糸本数130本、(株)クラレ製)を使用し、これを8%PVA溶液中に浸漬することによって菌体を薄膜状に固定化した。さらに、中空糸表面に高密度で物理的に強固に固定化するため、-15°CにおけるPVAの凍結変性によるゲル化現象を利用し、形成されるゲルの薄膜中に菌体を包括固定化した。この場合、使用するPVAは分子量68000、ケン化度99.7mol%以上が適していることがわかった。中空糸担体は親水性であるため細孔内は水で満たされており、その表面張力は0.1μmの場合、28atmに達する。従って中空糸内圧を中空糸の耐圧(10atm程度)まで高めることが可能であり、菌体の存在する中空糸表面の圧力(大気圧)との差を大きく取ることが可能である。これによって、水に溶解しにくい水素ガスの水中での推進力を高めることができ、脱窒反応の高効率化の可能性が示された。続いて、菌体固定化中空糸エレメントを2.8lジャケット付き反応塔に装着し、中空糸内部に1.5atm以上の水素ガス圧をかけ、外部に硝酸を含む人工地下水を供給して、硝酸を連続的に還元するバイオリアクターを製作した。親水化ポリスルフォン中空糸(1.0mmφ、1.5mL)150本を束ねたエレメントの表面にPVA水溶液に分散させた脱窒菌スラリーを塗布し、-15°Cにて凍結して菌体ゲルの薄膜を形成させた。これを3Lのジャケット付反応管に装着し、中空糸外側に20ppmの硝酸を含む人工排水を通液し、中空糸内部には還元に必要な水素供与体として05atmの範囲で水素ガスを供給し、硝酸を連続的に窒素ガスへと還元する脱窒リアクターを製作した。中空糸内圧と外部供給量を変化させたときの脱窒速度への影響について検討した結果、中空糸内部圧力を高めることにより、中空糸表面の菌体への水素の総括移動容量係数を高めることが可能となり、少ない水素供給量で高い脱窒速度が得られた。内圧0.5atm、水素供給量20ml/minの場合、385mg-N/m^2・hの脱窒速度が達成された。脱窒速度の温度依存性について12°C22°Cの範囲で検討したところ、10°Cの低下で脱窒速度は657mg-N/m^2・hから239mg-N/m^2・hへと大幅に低下することがわかった。更に、脱窒速度に及ぼす陰イオン(Cl^-、SO_4^<2->、PO_4^<3->、CO_3^<2->等)および陽イオン(Na^+、K^+、Mg^<2+>、Ca^<2+>等)の影響を検討したところ、K^+、Mg^<2+>、Ca^<2+>、CO_3^<2->については原水中に既に含まれている濃度域で充分な脱窒が行われたが、リンについては原水中には全く含まれておらず、濃度0[ppm]で脱窒反応は著しく阻害された。しかし、0.5[ppm]以上ではリン濃度によらず脱窒速度は約500[mg-N/m^2・h]でほぼ一定値を示した。一方、リン濃度が10、50[ppm]と高濃度になると、脱窒速度は変わらないが菌体の増殖速度が大きくなり、連続運転1ヶ月でリアクター内が菌体の堆積により閉塞するため運転を停止してメンテナンスする必要があった。これに対し、0.5[ppm]では、同等の脱窒速度で2ヶ月以上の連続運転が可能であった。脱窒プロセスの成否を決める要因として水素ガス消費量は最も重要である。
ボルナ病の発症に関わるウイルス因子の解明

【研究概要】膜糖蛋白質とLポリメレース遺伝子にアミノ酸の相違が認められ、Lewisラットにおいて異なる神経病原性を示す2株のボルナ病ウイルス(BDV)CRNP5株およびCRP3株の神経病原性を、新生仔F344ラットならびにその母ラットへの自然感染について解析し、Lewisラットの系と比較した。その結果、仔ラットにおける発症の経過はF344ラットの方が遅い傾向にあったがLewisラットとほぼ同様の病態を示した。また、母ラットへの感染伝播はCRNP5株感染仔ラットを保育した1頭のLewis母ラットにおいてのみ認められ、LewisならびにF344両系統を通して経口伝播は起こりにくいことが示唆された。【研究結果】1)系統の異なる仔ラットにおけるBDVの病原性の比較CRP3株を感染した新生仔LewisならびにF344ラットは4から5週間の観察期間中に明らかな運動機能障害を示さなかった。一方、CRNP5株に感染した場合には、Lewis仔ラットは感染16日目に全てのラットが重篤な運動機能障害を主徴とする神経症状を呈し、感染20日目に全て死亡した。F344仔ラットも、感染16日目に全てのラットが重篤な神経症状を呈し、感染25日目に全て死亡した。2)BDV感染仔ラットを哺乳した母ラットにおけるボルナ病発症の解析CRNP5株感染仔ラットを哺乳した3匹の母ラットのうち1頭が重篤な運動機能障害を示し致死的な病態となったため安楽死した。このラットの大脳皮質から高力価(1.2x10^7TCID_<50>/g)のBDVが検出され、さらに脳の病理組織学的解析により、重度の脳炎病変ならびにBDVウイルス抗原が認められた。一方CRP3株感染仔ラットを哺乳したLewis母ラット4匹、およびCRNP5株感染仔ラットを哺乳したF344母ラット6匹は観察期間中特に神経症状を示さず、脳内にもウイルスは検出されなかった。本年度の研究実施計画に従い、成Lewisラットにおいて病原性の異なるBDV株CRP3およびCRNP5を免疫応答の未熟な新生児Lewisラットに実験感染し、病原性を比較した。新生仔Lewisラット(生後24時間以内)に、2x10^3FFUのCRP3株(N=14)、2x10^3あるいは2x10^2FFUのCRNP5株(N=12)を、陰性コントロールとして同量の健常ラットおよびマウスの脳乳剤を脳内接種した(それぞれN=9)。感染後、経時的に一群3-5匹から脳および血液を採材した。感染動物は週に3回観察しボルナ病の症状を評価した。21日令までの仔ラットの評価基準は発育過程であることを考慮し定めた:(0)正常、(1+)軽度神経症状(異常行動)、(2+)明確な神経症状(運動障害、軽度麻痺、震顫など)(3+)重度神経症状(震顫の継続、全麻痺、致死)。1、臨床症状CRP3感染仔ラットが感染21日目まで明かな神経症状を呈しなかったのに対し、CRNP5感染仔ラットは感染14日目に症状を示し始めた。15-16日目の間に成ラットと同様の重度の致死的な神経症状(3+)を呈したため、安楽死した。2、脳炎炎症性細胞の浸潤は両ウイルス感染群において認められなかったが、CRNP5感染仔ラットにおいてより激しいグリオーシスと海馬のCA領域における錐体神経の脱落が認められた。一方、海馬のdentate gyrus領域は少なくとも感染16日目まで明らかな傷害は認められなかった。3、脳内のウイルス量と分布脳内のウイルス量ならびにその動態はCRP3感染群とCRNP5感染群でほぼ一致し有意差は無かったが、ウイルス抗原の脳内分布は両ウイルスで明らかな違いがあった。感染2週間後においてCRNP5感染群では脳全体にウイルス抗原が認められたのに対し、CRP3感染群では大脳皮質、海馬および小脳に限局していた。特に、CRNP5感染群では感染16日目までにウイルス抗原が認められた脳幹部は、CRP3感染群では同期間において抗原は認められなかった。以上の結果より、BDV株標準株であるCRP3株と異なり、CRNP5株は免疫応答の未熟な新生児ラットに重篤な神経症状を引き起こし、ウイルスの脳内分布と海馬領域の標的細胞に違いがあることが示された。1、日本の統合失調症および気分障害症患者におけるボルナ病ウイルス(BDV)抗p10蛋白質に対する抗体の検出。BDV感染と統合失調症および気分障害症の臨床症状の関連は明らかにされていない。したがって、慢性期統合失調症患者32人と気分障害患者33人におけるBDVp10蛋白質に対する血中抗体について、ウエスタンブロット法により解析を行った。その結果、陰性対照群では25人中1人(4.0%)、統合失調症患者群では32人中7人(21.9%)、気分障害症患者群では33人中9人(27.3%)が抗BDV-p10抗体陽性と判定された。陰性対照群に対し、統合失調症と同抗体保有の関連性は統計学的に有意ではなかったが、気分障害症との関連においては有意に高かった。一方、統合失調症の陽性型では、陰性型におけるよりも抗BDV-p10抗体検出頻度が高い傾向があった。

また、気分障害症においては双極性障害におけるよりも単極性障害におけるほうが高い傾向があった。2、BDV実験感染仔ラット哺乳母ラットのボルナ病発症の解析。ラットにおいて病原性の異なるBDV-CRP3株およびCRNP5株を新生仔Lewisラツトに実験感染し、母ラットに哺乳させた。3週間後に仔ラットの発症あるいは離乳により母子を別々に飼育したところ、その4週間後、CRNP5株感染仔ラットを哺乳した母ラットのうち1頭が重篤な運動機能障害を示し、明らかな神経症状を呈した1週間以内に致死的な病態となった。この母ラットの脳から高力価のBDVが検出され、さらに脳の病理組織学的解析により、重度の脳炎病変ならびにBDVウイルス抗原が認められた。これらの結果より、同母ラットは実験感染した仔ラットを保育している間に何らかの経路でBDVに感染し、ボルナ病を発症したと考察される。現在、同様の条件で感染仔ラットを保育したF344母ラットの解析を行っている。【研究概要】膜糖蛋白質とLポリメレース遺伝子にアミノ酸の相違が認められ、Lewisラットにおいて異なる神経病原性を示す2株のボルナ病ウイルス(BDV)CRNP5株およびCRP3株の神経病原性を、新生仔F344ラットならびにその母ラットへの自然感染について解析し、Lewisラットの系と比較した。その結果、仔ラットにおける発症の経過はF344ラットの方が遅い傾向にあったがLewisラットとほぼ同様の病態を示した。また、母ラットへの感染伝播はCRNP5株感染仔ラットを保育した1頭のLewis母ラットにおいてのみ認められ、LewisならびにF344両系統を通して経口伝播は起こりにくいことが示唆された。【研究結果】1)系統の異なる仔ラットにおけるBDVの病原性の比較CRP3株を感染した新生仔LewisならびにF344ラットは4から5週間の観察期間中に明らかな運動機能障害を示さなかった。一方、CRNP5株に感染した場合には、Lewis仔ラットは感染16日目に全てのラットが重篤な運動機能障害を主徴とする神経症状を呈し、感染20日目に全て死亡した。F344仔ラットも、感染16日目に全てのラットが重篤な神経症状を呈し、感染25日目に全て死亡した。2)BDV感染仔ラットを哺乳した母ラットにおけるボルナ病発症の解析CRNP5株感染仔ラットを哺乳した3匹の母ラットのうち1頭が重篤な運動機能障害を示し致死的な病態となったため安楽死した。このラットの大脳皮質から高力価(1.2x10^7TCID_<50>/g)のBDVが検出され、さらに脳の病理組織学的解析により、重度の脳炎病変ならびにBDVウイルス抗原が認められた。一方CRP3株感染仔ラットを哺乳したLewis母ラット4匹、およびCRNP5株感染仔ラットを哺乳したF344母ラット6匹は観察期間中特に神経症状を示さず、脳内にもウイルスは検出されなかった。
クロロベンゼン環およびブロモベンゼン環が誘起する強力な受容体結合力の解明

生理活性物質や工業原料には芳香族化合物が多数存在している。それらの中で、芳香環・ベンゼン環にハロゲン原子が結合した化学物質、特にPCBやDDTなどの化学物質は、生体内の受容体タンパク質と強力に結合して、強い活性を発現することが知られている。本研究においては、そのような強力な受容体結合力の本質を解明することを目的に、核内受容体タンパク質における分子間相互作用の解析を実施している。本年度は、3年計画の3年目として計画に従い、以下の実験・研究を実施した。リガンド芳香環が受容体にどのように認識されているか、ハロゲンの結合はどのような構造要因に因るものかを解析するために、女性ホルモン受容体の変異型を発現してリガンド結合試験および分子モデリングによりリガンド結合部位の解析を行った。リガンド認識部位については、Leu387のCH/π相互作用の重要性が明らかとなった。一方、4,4'-ジヒドロキシビフェニル誘導体において、リガンドへの塩素および臭素の導入により受容体結合活性能が増大することが結合競争試験により判明した。塩素や臭素を持たないビフェノールは、受容体結合活性をほとんど持たないことから、塩素および臭素の受容体結合における重要性が判明した。一方、塩素および臭素誘導体の分子疎水性をアルキル基、フェニル基、フルオロフェニル基を官能基として持つ逆相HPLCカラムにより解析したところ、それらの分子疎水性は塩素および臭素の導入により大きく増大し、天然リガンドや合成リガンドと同等となった。塩素や臭素の導入は、立体障害や水素結合の切断を引き起こすことがあるため、それのみでは受容体結合性を増大させる要因とはならないが、受容体側にハロゲンを有するリガンドを受け入れ可能なポケットが存在する場合は、その分子疎水性やハロゲン自身に起因する分散力により分子間相互作用を増強することが強く示唆された。ベンゼン環にハロゲンが結合した化学物質、特にPCBやDDTは、生体内の受容体と強力に結合し強力な活性を発現することが知られている。その強力な受容体結合力の分子機構を解明するため、研究計画に従い以下の実験・研究を行った。PCB類縁化合物に対しab initio計算による構造最適化およびMP2法による電荷分布計算を実施した。これらの結果を、核内受容体とのドッキングシュミレーションに用いた。2)HPLCによるハロゲン置換ベンゼン環の分子間相互作用の解析炭化水素C18カラムおよびペンタフルオロフェニルカラム(F5Phe)を用いて、ハロゲン化フェノール類の溶出実験を実施した。カラムからの溶出時間はハロゲンの数にほぼ比例して遅延し、ハロゲンが付加した芳香環は疎水性相互作用、特にCH/πおよびπ/π相互作用が増強されていると考えられた。フェノールの溶出時間は、F5PheカラムではODSカラムに比べ遅延されるが、ハロゲン化フェノールはむしろ早く溶出されたことより、ハロゲン化芳香環の分子間相互作用におけるCH/π相互作用の重要性が示された。3)核内受容体の立体構造解析核内受容体の立体構造(PDBデータ)を分子モデリングシステムで解析した。特にエストロゲン受容体では、天然リガンドエストラジオール結合時に受容体Leu387とPhe404の側鎖がCH/π、edge-to-face型π/π相互作用を形成しており、これらをアミノ酸置換の導入箇所と決定した。受容体-リガンド複合体のエネルギーは計算プログラムABINIT-MPで算出した。HF法で算出した結合エネルギー値よりもMP2法による値が大きかった。これはMP2法は電子相関を考慮した弱い水素結合を見積もれることから、芳香環を介したCH/π、π/π相互作用がリガンド結合に重要であると判断された。ベンゼン環にハロゲン原子が結合した化学物質、特にPCBやDDTなどの化学物質は生体内の受容体タンパク質と強力に結合するため、強い活性を発現することが知られている。本研究においては、そのような強力な受容体結合力の本質を解明することを目的に、核内受容体タンパク質を用いての分子間相互作用の解析を実施している。本年度は、3年計画の2年目として実験計画に従い、以下の実験・研究を実施した核内受容体の立体構造解析は、分子モデリングソフトウェアDiscovery_Studioにて行った。核内受容体のリガンドにはπ系、すなわちベンゼン環を有するものが多いが、それらリガンドのπ系の多くは受容体タンパク質の炭化水素側鎖を有するアミノ酸残基と近接していることが判明した。そのようなπ系と炭化水素間にはCH/π相互作用が存在していると考えられた。よって、このような分子間相互作用の強さを分子力学法(CHARMm)で算定すべく計算を実施したが、有意な結果が得られなかった。そこで、弱い分子間相互作用を評価するために分子軌道計算を実施した。ERα、ERRγにおける受容体-リガンド間の結合エネルギーの算出はフラグメント分子起動法・FMO法においてrHF法およびMP2法を併用して実施した。その結果、MP2法における計算では、rHF法と比べ弱い分子間相互作用が算出され、リガンドの結合親和性に相関した結合エネルギーが得られた。よって、このFMO-MP2法が弱い分子間相互作用の評価に効果的であることが明らかとなった。一方、ERRγでのリガンド結合におけるπ系相互作用の重要性について、アミノ酸残基置換による組み換え受容体と標識化合物を用いた結合性の評価を実施した。

それらの中で、芳香環・ベンゼン環にハロゲン原子が結合した化学物質、特にPCBやDDTなどの化学物質は、生体内の受容体タンパク質と強力に結合して、強い活性を発現することが知られている。本研究においては、そのような強力な受容体結合力の本質を解明することを目的に、核内受容体タンパク質における分子間相互作用の解析を実施している。本年度は、3年計画の3年目として計画に従い、以下の実験・研究を実施した。リガンド芳香環が受容体にどのように認識されているか、ハロゲンの結合はどのような構造要因に因るものかを解析するために、女性ホルモン受容体の変異型を発現してリガンド結合試験および分子モデリングによりリガンド結合部位の解析を行った。リガンド認識部位については、Leu387のCH/π相互作用の重要性が明らかとなった。一方、4,4'-ジヒドロキシビフェニル誘導体において、リガンドへの塩素および臭素の導入により受容体結合活性能が増大することが結合競争試験により判明した。塩素や臭素を持たないビフェノールは、受容体結合活性をほとんど持たないことから、塩素および臭素の受容体結合における重要性が判明した。一方、塩素および臭素誘導体の分子疎水性をアルキル基、フェニル基、フルオロフェニル基を官能基として持つ逆相HPLCカラムにより解析したところ、それらの分子疎水性は塩素および臭素の導入により大きく増大し、天然リガンドや合成リガンドと同等となった。塩素や臭素の導入は、立体障害や水素結合の切断を引き起こすことがあるため、それのみでは受容体結合性を増大させる要因とはならないが、受容体側にハロゲンを有するリガンドを受け入れ可能なポケットが存在する場合は、その分子疎水性やハロゲン自身に起因する分散力により分子間相互作用を増強することが強く示唆された。
シンチレータを用いた全方位・高感度ガンマ線ダイナミックイメージング法の開発

全方向ガンマ線イメージングのための検出器として、ロッド状のシンチレータを束ねたシンチレータスタック型検出器を開発している。Cs-137線源を用いた実験では、検出器中のガンマ線の相互作用位置とそのエネルギー付与量を測定し、コンプトンイメージングを行うことにより、全ての方向について線源方向を正しく推定することが出来ることが示された。より優れた角度分解能を得るために、コンプトン散乱角別に逆投影を行うことによって得られる再構成図に現れる特徴の違いを用いて、S/N比を改善する重みづけ逆投影法を新たに開発した。本手法の導入によって、Cs-137線源の測定については、角度分解能を66°から22°まで改善することに成功した。また、Cs-137、Co-60、Na-22の3種の線源を同時に測定した実験では、Cs-137の662 keVのガンマ線とNa-22の511 keVのガンマ線のエネルギーが近いため、単純な逆投影ではNa-22の線源位置を特定することが出来なかったが、重みづけ逆投影を行うことにより、Na-22線源を設置した方向を特定することが出来た。また、CdTe半導体を3次元上にアレイした検出器を用いて、医療用サイクロトロン施設での放射性物質分布測定を行った。得られた再構成画像では、主にサイクロトロン本体の窓や周辺のコンプレッサの位置に強い分布が得られ、これは、同時に測定した周囲の空間線量率分布とよく一致した。この時、イメージングに用いるイベントを付与エネルギーにより選択することにより、各種別に異なる分布が得られた。さらに、測定結果に重みづけ逆投影法を適用することにより、より明確なホットスポットの分布を得ることに成功した。28年度が最終年度であるため、記入しない。短時間で広範囲にわたって放射性物質分布を取得するために、高効率、広視野、可搬性を持ったスタックシンチレータ型全方向ガンマ線イメージャを提案している。本検出器では、2つのシンチレータロッドが発光した事象のみを取り扱いコンプトンイメージングにより線源方向の推定を行うが、2つの点が散乱点と吸収点のどちらであるか区別ができず、全方向にイメージングを行う際に問題となる。そこで、2つの可能性について同等に取扱い2つのコンプトンコーンを逆投影する方法と、発光点の検出器中心からの距離またはエネルギーにより散乱点・吸収点を区別する方法をモデル計算により検討し比較した。137Cs線源の方向推定では、どちらの場合についても線源方向が正確に推定されたが、散乱点・吸収点の区別を行った場合の方が良い角度分解能が得られた。131I線源(365 keV)の場合については、2つのコーンを用いた画像では線源方向と正反対の方向に疑似ピークが現れたが、同様の方法で散乱点・吸収点の区別を行った場合ではピークは現れなかった。したがって、コンプトンイメージングを行う際に、相互作用点でのエネルギー付与量の小さい方を散乱点、大きい方を吸収点として判断しイメージングを行うことにより、角度分解能を向上できる見込みを得た。さらに、本イメージャに用いるシンチレータロッドからのシンチレーション光を端面と側面にて読み出すことで、相反するエネルギー分解能と位置分解能を同時に改善可能であることを実証した。以上により、原子力災害において問題となる代表的な2つの核種について、その分布を取得することが可能となる見込みを得た。また、研究成果をまとめ国際会議SORMA2014で研究発表を行った。原子力施設におけるシビアアクシデントの際に、放射性物質の分布を迅速に測定するための全方向ガンマ線イメージング法の開発を行っている。同時に、ダーティーボムと呼ばれる放射性物質をまき散らすことを目的とした爆弾の探知に向けた応用を目指している。参考としてCdTe半導体の3次元アレイ検出器を用いて、方向別に検出器の幾何形状が異なる場合に、全方向のイメージングにどのように影響するかを確認するための実験を行った。その結果、線源から入射するガンマ線の進行方向の位置分解能がイメージング性能に大きく影響することが分かった。得られた実験データについて、コンプトンイメージングをする際の算出される散乱角別に弁別しそれぞれにイメージングを行ったところ、散乱角の違いによってピークが鋭いが逆方向に擬似ピークが現れる像が得られる領域と、ピークの広がりは大きいが逆方向のカウントが少ない像が得られる領域の2つに分けられることが分かった。そこで、角度分解能の向上のために特徴の異なる領域ごとに得られた逆投影図の全ピクセルのカウントを乗算し、ピークをより鋭くしつつノイズ成分を抑制する新たな手法を開発した。本手法では、従来方向分解能の向上のために広く用いられる最尤推定期待値最大化法と比べ、計算に必要なマシンスペックや時間が低減できること、より少ないカウントで適用することができることなど、迅速な測定を目指す本検出器により適した手法であると期待できる。検出器のデータ処理系を簡素化するために、2次元光電子増倍管の1つのチャンネルに4本のロッドを取り付け、取り付けたチャンネルと周りのチャンネルへのクロストークを用いて4本のうちどのロッドが発光したのかを小領域重心演算を用いて判別する手法を取り入れた。これにより、データ処理系を複雑化させることなく、より高感度で細かな位置分解能を持った検出器を実現した。

本システムは、広範囲に散らばった放射性物質の分布の迅速な測定、あるいは、ダーティーボムと呼ばれる放射性物質をまき散らすことを目的とした爆弾のような、位置が特定されていない放射性物質の探知を目的としているため、高感度化が重要となる。シンチレータスタックを用いた場合には有感体積を大きくするのは容易であるが、相互作用位置の位置分解能を得るために細いロッドを増やすとシンチレータ光の読み出しが困難になる。小領域重心演算を用いたロッドの特定を導入することで、光読み出し回路を複雑にせずにロッドを細分化する、もしくは、細いロッドを増やし有感体積を大きくすることが可能になり、高分解能化、高感度化の実現に成功した。また、位置分解能を向上させた試作検出器による測定で全方向について逆投影を行うことができることが確かめられた。全方向イメージング法はコンプトンイメージングを基本としており、角度分解能の向上には最尤推定期待値最大化法などの統計的な手法を用いることが一般的であるが、本システムは迅速な測定を目標とするため、時間を要するそれらの手法を取り入れるのは不向きである。そこで、コンプトンコーンの散乱角別で得られる逆投影図の特徴を活かした手法を新たに提案した。本手法では測定と同時に分解能を改善した像を得ることができるため、リアルタイム測定でも用いることができ、応用に向けて有用なイメージング方法となる。以上のように、全方向イメージング法および検出器の改善を行うことができ、応用検討に向けて基礎となる要素の検討が進行した。全方向ガンマ線イメージングのための検出器として、ロッド状のシンチレータを束ねたシンチレータスタック型検出器を開発している。Cs-137線源を用いた実験では、検出器中のガンマ線の相互作用位置とそのエネルギー付与量を測定し、コンプトンイメージングを行うことにより、全ての方向について線源方向を正しく推定することが出来ることが示された。より優れた角度分解能を得るために、コンプトン散乱角別に逆投影を行うことによって得られる再構成図に現れる特徴の違いを用いて、S/N比を改善する重みづけ逆投影法を新たに開発した。本手法の導入によって、Cs-137線源の測定については、角度分解能を66°から22°まで改善することに成功した。また、Cs-137、Co-60、Na-22の3種の線源を同時に測定した実験では、Cs-137の662 keVのガンマ線とNa-22の511 keVのガンマ線のエネルギーが近いため、単純な逆投影ではNa-22の線源位置を特定することが出来なかったが、重みづけ逆投影を行うことにより、Na-22線源を設置した方向を特定することが出来た。また、CdTe半導体を3次元上にアレイした検出器を用いて、医療用サイクロトロン施設での放射性物質分布測定を行った。得られた再構成画像では、主にサイクロトロン本体の窓や周辺のコンプレッサの位置に強い分布が得られ、これは、同時に測定した周囲の空間線量率分布とよく一致した。この時、イメージングに用いるイベントを付与エネルギーにより選択することにより、各種別に異なる分布が得られた。さらに、測定結果に重みづけ逆投影法を適用することにより、より明確なホットスポットの分布を得ることに成功した。
鳥類とモグラ類の胸郭の運動適応と進化

本研究は、四肢動物の進化史において、鳥類の陸上から空中へ、そしてモグラ類の陸上から地中へといった生活圏の拡大イベントに大きく貢献したであろう胸部骨格の運動機能適応の進化を定量的に示すことを目的とした。本研究は、(1)様々な鳥類、モグラ類標本をCT撮像し、胸郭骨格の三次元形状を取得すること;その後(2)解剖によって胸筋の筋重量を計測し、筋の収縮力を見積もること;さらに(3)胸部骨格へ筋収縮力を与えたときに骨格内に分布する応力を解析し、動物ごとに羽ばたき運動への適応の度合いを定量化すること、の3つの工程を踏む。平成24年度は本研究に必要な標本の収集、及び研究に必要な応力解析ソフトウェアVoxelconの習熟に宛てた。複数のモグラ類・鳥類の冷凍標本をCT撮像し、胸郭骨格の三次元形状を取得した。胸郭骨格の三次元形状と筋のデータを取得した標本から、随時応力解析を開始した。鳥類の胸郭骨格では、骨格の関節部に比較的厚い非石灰化軟骨が存在する。非石灰化軟骨の三次元形状が応力分布に及ぼす影響について考慮する必要が生じた。そのため、平成24年度は鳥類の非石灰化軟骨の形態と骨格形態の差異についても別途研究を行った。この内容については、現在投稿準備中である。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
隙間市場創出戦略の有効性と限界に関する研究

隙間(ニッチ)市場を創出し、そこで高い市場占有率を維持し続ける企業の競争優位の源泉を探った。食品や飲料産業で活動する企業の事例を分析するなかで、特定の事業に集中しながら,腹数の付加価値活動上の優位をうまく統合している企業が、長期的な優位性の構築に成功していることを発見した。平成21年度は、飲料及び食品業界のカテゴリー・キラーと位置づけられる3社および2工場に訪問し、各社の事業構造や競争戦略に関する聞き取り調査をおこなった。聞き取り調査の結果は全て記録に残し、今後の論文執筆の基礎データとして利用できるよう整理した。併せて、各社が発行する公刊資料についても寄贈をお願いし、多数の関連資料を入手できた。それら3社、2工場には、これまで学術研究の対象とされていない会社も含まれ、今回収集した資料やヒアリング・データそれ自体が、学術的に一定の意義を有すると考えられる。また今年度、食品及び飲料業界の市場構造や各社の市場占有率を分析するために統計データ集の最新版を購入した。これまで自らで収集してきた過去データとつなぎ合わせることで、食品カテゴリーや飲料カテゴリーの市場動向を過去から現在まで長期に把握することが可能となった。またそうしたデータ連結を通じて、どの食品・飲料カテゴリーで、どの企業が高い占有率を長期間維持し続けているかが明らかとなり、今後の調査対象企業の絞り込みに役立った。さらに、企業のニッチ戦略について理論研究を進めていくなかで、とりわけ生物学におけるニッチ概念への理解の重要性が明らかになった。そもそもニッチとは何か?という基本的な問題意識に立ち返り、既存文献のサーベイを進めており、それに基づく研究ノートを執筆している。また、平成21年度に公刊した論文(「地域中小企業による独自戦略追求の可能性」)のなかで地域中小企業の独自性構築の必要性を指摘したが、この独自性はニッチ構築と表裏一体の関係にあり、上記の論文の分析枠組み及び分析結果の一部は、本研究でも活用できる。本年度は、既存文献調査と企業訪問調査をおこなった。既存文献調査では、ニッチ戦略を鍵概念とし、内外の文献や論文を収集し、その内容を検討した。文献調査を踏まえ、「ニッチ戦略とは何か?」という研究ノートの執筆を進め、平成22年度内にほぼ完成させることができた。今後、同ノートに若干の補正を加え、平成23年度内に何れかの雑誌に投稿する計画である。そこでは、ニッチの本来の意味を踏まえた場合、これまでの経営学での隙間市場構築というニッチ戦略の捉え方に問題が認められとし、むしろ自社の独自資源とそれに適合した市場や事業領域の構築と捉えるべきであると指摘される。他方、企業訪問調査については、当初計画に沿って、ヤクルトの工場ならびに営業所、またキューピーの製造工場を訪問し、製造ラインの分析や関係者へのヒアリングをおこなった。ヤクルトについては一定の情報収集が完了したことから、同社に関する論文の執筆を開始した。その他の会社については、十分な情報を入手できていないことから、今後は大学からの研究費などを活用し、企業訪問を継続していく予定である。