hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
外部刺激の影響を考慮した機械学習による植物概日時計のリアルタイム計測手法の構築

当該年度の成果として,「植物工場における植物概日時計の新規計測手法の提案」「機械学習を用いた植物工場野菜の成長予測モデルの構築」が挙げられる.まず,日産5000株の量産モデルである大阪府立大学植物工場にて播種後6日目から15日目までにレタス画像を20分毎に時系列で取得した.本実験と解析には300以上のレタス個体,約18000枚の画像を用いた.取得した時系列画像に対して隣接する画像間の物体の移動をベクトルで表すオプティカルフローを用いてレタスの成長方向成分を取得し,取得した時系列データでは約24時間周期のリズムが観測することができた.これにより,産業用植物工場にて簡易的に設置可能なレタス上部からの画像解析技術のみによってレタスの概日リズム由来の特徴量を取得することができた.次に,レタス画像から取得した特徴量を用いて播種後38日目のレタス生重量の予測を試みた.さきほど取得したレタスの成長方向由来の特徴量に加えて,レタスの投影面積,光環境,レタス間の位置関係等の特徴量を加えた上で次元削減を行い115の特徴量を用い,機械学習による生重量の予測を行なった.予測モデルを構築した結果,高い精度で生重量を予測できることを明らかにした.これは,播種後15日目までに取得可能な情報で収穫時に大きな予測が可能であることを示唆しており,植物工場の利益向上に貢献できると考えている.更に,レタスの成長方向成分由来の特徴量が成長の予測に大きく貢献していることを示し,本研究において提案した概日リズムの新規計測手法の有用性を明らかにした.当該年度において,「植物工場における植物概日時計の計測手法の提案」「機械学習を用いた植物工場野菜の成長予測モデルの構築」を達成しており,これらの結果は当初計画していたもの以上に進展しているといえるため.今後の研究の推進方策として,「オプティカルフロー由来のレタスの集団における同期現象の観測」及び「実験結果の数理モデルを用いた検証」を考えている.今年度提案したレタスの成長方向の特徴量は,機械学習予測への貢献だけに留まらず,レタスの群落形成を同期現象として評価できる重要な指標であると考えている.次年度は,植物工場レタスの群落形成に対して実験,数理モデルの2つのアプローチから研究を推進し,植物工場における成長予測に貢献している本解析手法により取得した情報の理解につなげたいと考えている.実産業スケールの植物工場の群落形成の同期現象について,実験,数理モデルの両視点からアプローチした報告例はなく,定量化することができれば新たな知見として報告できると考えている.当該年度の成果として,「植物工場における植物概日時計の新規計測手法の提案」「機械学習を用いた植物工場野菜の成長予測モデルの構築」が挙げられる.まず,日産5000株の量産モデルである大阪府立大学植物工場にて播種後6日目から15日目までにレタス画像を20分毎に時系列で取得した.本実験と解析には300以上のレタス個体,約18000枚の画像を用いた.取得した時系列画像に対して隣接する画像間の物体の移動をベクトルで表すオプティカルフローを用いてレタスの成長方向成分を取得し,取得した時系列データでは約24時間周期のリズムが観測することができた.これにより,産業用植物工場にて簡易的に設置可能なレタス上部からの画像解析技術のみによってレタスの概日リズム由来の特徴量を取得することができた.次に,レタス画像から取得した特徴量を用いて播種後38日目のレタス生重量の予測を試みた.さきほど取得したレタスの成長方向由来の特徴量に加えて,レタスの投影面積,光環境,レタス間の位置関係等の特徴量を加えた上で次元削減を行い115の特徴量を用い,機械学習による生重量の予測を行なった.予測モデルを構築した結果,高い精度で生重量を予測できることを明らかにした.これは,播種後15日目までに取得可能な情報で収穫時に大きな予測が可能であることを示唆しており,植物工場の利益向上に貢献できると考えている.更に,レタスの成長方向成分由来の特徴量が成長の予測に大きく貢献していることを示し,本研究において提案した概日リズムの新規計測手法の有用性を明らかにした.当該年度において,「植物工場における植物概日時計の計測手法の提案」「機械学習を用いた植物工場野菜の成長予測モデルの構築」を達成しており,これらの結果は当初計画していたもの以上に進展しているといえるため.今後の研究の推進方策として,「オプティカルフロー由来のレタスの集団における同期現象の観測」及び「実験結果の数理モデルを用いた検証」を考えている.今年度提案したレタスの成長方向の特徴量は,機械学習予測への貢献だけに留まらず,レタスの群落形成を同期現象として評価できる重要な指標であると考えている.次年度は,植物工場レタスの群落形成に対して実験,数理モデルの2つのアプローチから研究を推進し,植物工場における成長予測に貢献している本解析手法により取得した情報の理解につなげたいと考えている.実産業スケールの植物工場の群落形成の同期現象について,実験,数理モデルの両視点からアプローチした報告例はなく,定量化することができれば新たな知見として報告できると考えている.
偏微分方程式の解の構造の研究と応用

1.平均値型の関数方程式の一般形に対し,その解が無限回微分可能になるかどうか(解のC^<00>性)を研究し,偏微分方程式論での準楕円性の十分条件を応用する方法を引き続き調べた.岡山理科大,春本茂氏(教授)との討論共同研究を進め,退化型楕円作用素の準楕円性を応用出来る関数方程式を見い出した.またH.Swiatakの問題に部分的に解答を与えた.2.(α^2u)/(αt^2)=C((αu)/(αt))Δu形の,非線形双曲形方程式の解の寿命(lifespan)の研究に着手した. F.Johnの問題提起, S.Kleinermanのエネルギー積分による研究をfollw,各種情報をしゅう集している.3.研究分担者中島惇はホップ代数の研究に成果を得た.脇本和昌は数値解法,処理の研究に成果を得た.石川洋文は微分多項式の代数幾何性質について共同研究を押し進めた.実方宣洋はバナツハ空間における準線形発展方程式の研究を進めた.4研究代表者および分担者は,各種研究会や資料しゅう集のため当科研費の援助によって旅費等の支給を受けた.1.平均値型の関数方程式の一般形に対し,その解が無限回微分可能になるかどうか(解のC^<00>性)を研究し,偏微分方程式論での準楕円性の十分条件を応用する方法を引き続き調べた.岡山理科大,春本茂氏(教授)との討論共同研究を進め,退化型楕円作用素の準楕円性を応用出来る関数方程式を見い出した.またH.Swiatakの問題に部分的に解答を与えた.2.(α^2u)/(αt^2)=C((αu)/(αt))Δu形の,非線形双曲形方程式の解の寿命(lifespan)の研究に着手した. F.Johnの問題提起, S.Kleinermanのエネルギー積分による研究をfollw,各種情報をしゅう集している.3.研究分担者中島惇はホップ代数の研究に成果を得た.脇本和昌は数値解法,処理の研究に成果を得た.石川洋文は微分多項式の代数幾何性質について共同研究を押し進めた.実方宣洋はバナツハ空間における準線形発展方程式の研究を進めた.4研究代表者および分担者は,各種研究会や資料しゅう集のため当科研費の援助によって旅費等の支給を受けた.
消臭機能を持つ快適なオムツ素材の開発に関する研究

高齢者にも適した消臭機能を持つオムツ素材の開発に関して基礎的な研究を行った.合成および天然の水溶性高分子からなるゲルを調製し吸水材モデルとした.得られたゲルについて, NaClなどの単純な塩類やアミノ酸などを含む水溶液の吸水状態をゲルの膨潤度を測定することにより評価した.示差熱分析を用いてゲル中の水の状態を検討した.消臭機能付加の可能性を検討するため,直接染料のゲルへの収着とゲル膨潤との関係を調べた.高齢者にも適した消臭機能を持つオムツ素材の開発に関して基礎的な研究を行った.合成および天然の水溶性高分子からなるゲルを調製し吸水材モデルとした.得られたゲルについて, NaClなどの単純な塩類やアミノ酸などを含む水溶液の吸水状態をゲルの膨潤度を測定することにより評価した.示差熱分析を用いてゲル中の水の状態を検討した.消臭機能付加の可能性を検討するため,直接染料のゲルへの収着とゲル膨潤との関係を調べた.オムツゲル素材の吸水性に関する基礎的知見を得るために,ポリビニルアルコール(PVA),ポリエチレンオキシド(PEO),κ-カラギーナンのハイドロゲルを調製した.PVAとPEOについては,水溶液にγ線を照射する方法を用いて,また,κ-カラギーナンについては溶液を6°C程度に冷却することにより調製した.吸水性の評価は,出来るだけ速やかにゲルが膨潤平衡に達するようにするため,ゲルの形態を直径0.2mm程度の細長い円柱状にし,溶液に浸せきしたままゲルの直径を顕微鏡により測定し吸水量を決定した.吸水性の評価は,尿モデルとして考えられる,純水やアルカリ金属塩,アミノ酸などの水溶液に加えて,母体高分子と相互作用が大きい溶質のモデルとしてコンゴーレッドの溶液に対しても行った.κ-カラギーナンゲル/アルカリ金属塩系では,溶質特異的な膨潤挙動が観察された.また,PVAゲル/コンゴーレッド系では,溶液中での著しい膨潤が観察された.ゲルの吸水性に最も大きく影響すると考えられるゲルの架橋状態の把握は,本年度の科学研究費補助金で小型卓上材料試験機を購入し,弾性率の測定を行うことにより評価を試みた.本年度は,種々のゲル試料について弾性率が精度よく得られる測定条件の探索と弾性率の理論的解釈法の検討が主であった.次年度からは弾性率測定は本実験に入れる予定である.観察されたゲルの溶質選択的膨潤挙動は,水和を介した溶質とゲル母体高分子との相互作用の観点から説明できるものと考えられた.本年度は,吸水にともなうゲル膨潤に関して,溶液に含まれる塩の種類,濃度,pHなどを変えて広範に測定し,ゲルの膨潤特性を詳細に調べた.そして,示差走査熱量分析と弾性率の測定を引き続き行い,ゲル中の水とゲルの網目構造に着目して考察を進めた.水溶性高分子であるポリビニルアルコール(PVA)やポリエチレンオキシドより調製したゲルから適切なものをいくつか選択し,その系に対して直接染料の収着性を測定した.ゲルを純水膨潤状態で所定の重量秤取り,溶質を含む水溶液に浸して収着平衡に達しさせた後,ゲル中の溶質濃度を決定し収着量を見積もった.染料濃度については,現有の紫外可視分光光度計を用いて決定し,塩濃度については現有の電気伝導度計を用いて決定した.また,消臭機構解明に関しては,遷移金属や含金属染料で処理した綿布に対して,気相中での消臭特性を検知管法で調べることにより行った.においモデル物質してはエチルメルカプタンを用いた.本年度は,得られたゲルの膨潤挙動(吸水特性)を捉えること,そして,消臭機能ゲルの重要な要素である消臭性付与の方法を検討することが重要であった.単純に考えると,ハイドロゲルはわずかな高分子と多量の水から構成されているため,物質収着しにくいものと思われるが,PVAゲル中に存在する微結晶や,多糖類の架橋構造は,染料などの収着に必要なサイトとなる大きさを十分に有しており,水素結合や静電気的な相互作用なども同時に存在するため,消臭機能性を持つ物質の収着は十分に起こりうると考えられた.本年度は,平成18-19年度に得られた知見に基づき,次の3つの検討を行った.(1)天然高分子であるκ-カラギーナンとポリビニルアルコール(PVA)からなる混合ゲルに対する塩溶液中での膨潤挙動,(2) PVAとポリ(4-ビニルピリジン) (P4VP)からなるセミ相互侵入高分子網目ゲル膜中の水の状態,(3)アミノ酸水溶液中のポリエチレンオキシド(PEO)ゲルとPVAゲルの膨潤挙動と弾性率の検討である.κ-カラギーナンとPVAの混合ゲルは,天然高分子の吸水性ゲルへの展開を考慮して行ったものであるが,塩化マグネシウムや塩化カルシウムなどのアルカリ土類塩化物塩の水溶液中で高濃度領域で濃度が高くなるにつれてゲルが膨潤する挙動が観察された.ゲル基質高分子とカチオンとの相互作用が考えられた.セミ相互高分子網目ゲルは,通常は混じり合わない2種類の高分子を共存させることにより,膜中水の高分子への束縛状態を調節することが可能となり,塩類などの膜中水への溶解性を高めることが可能になるのではないかという視点で実験を行った.

示差走査熱量分析の結果から,PVAとP4VPを混合することにより,含水率が高くなるとともに,自由水が凍結結合水に,不凍水が凍結結合水に変化し,塩の溶解性を高める可能性があることが示された.アミノ酸水溶液中では,PEOゲルはセリン,アラニン,グリシンなどの低濃度溶液中で膨潤し,高濃度では収縮する傾向が観察された.PVAゲルではセリンのみ膨潤が観察された.水素結合や疎水性相互作用などによる高分子-高分子間相互作用や,高分子-溶質間相互作用,そしてそれらにともなうゲルの荷電状態の変化が関与しており,複数の相互作用のバランスにより膨潤挙動が決定されているものと考えられた.また弾性率の測定からは,高分子網目の大きさがアミノ酸の拡散に対して十分に大きなものであることが明らかになった.
π電子系単分子膜FETにおける歪み誘起相転移現象の探索

分子や結晶のキラリティと物理現象のキラリティを統合する“真のキラリティ"は「空間反転対称性Pは破るが、純粋回転Rと時間反転対称性Tとの組み合わせRTは破らない」と定義される。これをもとに電子の運動を再考すれば、(非スピン偏極)電流はアキラルな現象と定義されるのに対し、スピン偏極電流はキラルな現象と定義することが出来る。この事実は、電流からスピン偏極電流へのキラル分子による物性変換の可能性を示唆する。実際に、キラル分子を通過したトンネル電流がスピン偏極を受ける現象(Chiral-induced spin selectivity effect)が報告され、注目を集めている。一方、分子モーターとして知られるOvercrowded alkene (OCA)誘導体のモーター運動には光照射および熱処理によって誘起されるモーター運動1回転につき、4回のキラリティ反転を伴う。すなわち、分子モーターは光および熱によるスピン偏極電流の外場制御の可能性を有する。本研究では、キラル分子を通過する電流におけるスピン偏極現象:Chiral-induced spin-selectivity (CISS)効果を利用し、OCA単分子膜を通過する電流に対し、光照射・熱処理プロセスによるスピン偏極方向の反転を試みた。OCA単分子膜を通過するトンネル磁気抵抗は磁場の符号に対して反対称なシグナルを示し、分子のキラリティによるスピン偏極効果が実証された。更に、OCA単分子膜のキラリティ反転に伴い、磁気抵抗の符号反転が観測され、分子モータの回転運動に伴うスピン偏極電流の光(熱)制御に成功した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。既存の電界効果トランジスタ(FET)に代わる革新的電子技術として、強相関電子系のモット転移(金属-絶縁体転移)を利用する「モットFET」が注目されている。電界効果に伴う静電キャリアドーピングにより物質の伝導度を制御する従来のMOS型FETと異なり、モットFETでは電子系の相転移を利用することで、僅かな入力により巨大かつ高速な出力を導くことが可能とされている。我々はこれまでに、有機モット絶縁体であるκ型BEDT-TTF塩の単結晶をチャネル層としたFETを開発し、世界に先駆けて有機モットFETを実現しているが、これらの単結晶モットFETにおける電界誘起モット転移は、極低温のみの動作に留まっている。これは、室温付近ではモットギャップと熱エネルギーの競合によってバルク伝導の影響が無視できなくなることによるものである。こうした観点から、本研究ではバルク伝導の寄与を排除可能な二次元分子膜FETの可能性に着想し、TTF(tetrathiafulvalene)誘導体の自己組織化分子膜をドナーとした電荷移動錯体の数分子層のみをチャネル層とした、二次元分子膜FETを作製した。スピンコート法によりTTF誘導体分子膜を製膜後、アニール処理をすることにより、13分子層の間で層数を制御した二次元分子膜が得られることが明らかになった。得られたFETデバイスは典型的な半導体性のn型電界効果を示したが、F4-TCNQの蒸着により両極性動作へと変化した。これはTTF分子膜からF4-TCNQへの電荷移動に伴い、モット絶縁体が生成したことによるものと推察される。平成29年度は、分子レベルで膜厚を制御可能な二次元分子膜FETの開発に成功し、F4-TCNQの蒸着により二次元分子膜モット絶縁体の生成を確認することが出来た。平成30年度の計画である二次元モット絶縁体に対する歪み効果印加実験の準備段階はほぼ終了したと考えられ、研究はおおむね順調に進展していると考えられる。平成30年度は歪み効果と単分子膜における分子間距離(結晶構造)との相関性の定量的な理解を進める。歪みゲージを用いた歪み効果の定量化や放射光を利用した構造解析を行うことにより、歪み効果と分子構造の相関性を定量的に理解し、より汎用的に利用可能なシステムの構築を目指してゆく。歪み効果の定量的評価と並行して、モット転移近傍での電界効果の印加により電界誘起相転移の観測も同時に目指す。

これは、モット絶縁体においては歪み(圧力)を用いたバンド幅制御型の相転移近傍において、同時にキャリアドーピングによるバンドフィリング制御型の相転移も起こりやすくなることが既に明らかになっているためである。歪みとゲート電圧を同時に制御しながら、電気伝導度を評価し、ホール効果測定を組み合わせ、試料の電気伝導型、キャリア数やその振る舞いに関する情報を得る。また、相転移挙動の追求に加え、新規デバイスとしての展開も視野に入れ、ON/OFF比やキャリア移動度など、基本的なデバイス性能の評価も同時に行う。最終的には、歪み効果および電界効果と電子相との相関性をキャリア密度や格子歪みを変数とした電子相図として可視化することを目標とする。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
新しい免疫電顕法によるエピリグリンの皮膚基底膜部における微細局在部位の解明

エピリグリンは1991年、発見された皮膚基底膜部の細胞外マトリックスであり、インテグリンのリガンドとして基底細胞と基底板の間の接着に関与していると考えられている。近年、瘢痕性類天疱瘡の患者血清中に、この物質に対する自己抗体を有するものが報告され、自己抗原の一つとして注目を集めた。今回、この患者血清を用いて凍結固定、凍結置換を用いた包埋後免疫電顕法を施行した。その結果、自己抗体の正常ヒト皮膚における結合部位は皮膚基底膜部の透明層下端部で基底板に近い部分であることが明らかとなった。その沈着はヘミデスモゾームの直下で多く観察され、エピリグリンとヘミデスモゾームの関連が示唆された。また、同じ血清を用いて正常ヒト皮膚凍結超薄切片にて免疫電顕法を施行したが、抗原性の保持はよいものの形態保持が悪く、バックグランド染色も強いため、包埋後免疫電顕法の結果以上のものは得られなかった。また、抗エピリグリンモノクローナル抗体であるGB 3を用いて同様に免疫電顕を施行したところ、やはり、皮膚基底膜部の透明層の最下端部に結合がみられ、透明層と基底板の境界部にそのエピトープが存在すると考えられた。また、抗α6インテグリン抗体であるGOH3を用いて免疫電顕を施行したところ、そのエピトープは基底細胞へミデスモゾームの細胞膜に沿って透明層の上端部に存在することが明らかとなった。以上の結果より、エピリグリンは主として透明層のヘミデスモゾーム直下に存在し、患者血清中の自己抗体の標的となり得ること、自己抗体のエピトープはGB 3抗体のエピトープと近い位置にあること、また、α6インテグリンのリガンドとして機能し得るがそのためにはエピリグリン分子は透明層を横断して存在すべきであることが推定された。
多核型金属錯体と液晶のハイブリッド

無機物質と有機物質の両方の特性を兼ね備えかつナノメートルレベルの構造特性を持つ物質の合成は、様々な機能材料の開発にとって重要である。本研究では、マンガンと鉄を含む配位型の有機・無機ハイブリッドを新たに合成開発した。配位高分子(Coordination Polymer)としてはこれまでに報告のない種類のものであること、遷移金属の酸化物が組み込まれた新しいタイプのハイブリッドであること、二量体と三量体のマンガンクラスターの中間的な状態を持つ大変希少な形態であることなどが、結果としてわかった。これらの化合物合成は、物質科学上の研究ということだけではなく、生体内の金属クラスターの模倣という点からも進められている。本研究の成果は、いくつかの論文上で発表したが、特にDalton Transaction誌においてその詳細を報告した。また、いくつかの金属酸化物のナノ構造体の合成を室温条件下で行ったところ、そのうちに非常に比表面積地の高いものが得られた。この物質の特性をさらに検討するため、スーパーキャパシターやORR電気触媒反応の検討も行った。さらに、新規なキレート型ナノ粒子の合成と太陽光変更素子への応用も手がけた。後者の二つの研究テーマを次のポジションでも継続的に進める予定である。当初予定していたマンガン・鉄系のハイブリッド物質の開発に加えて、いくつかの新しい成果が当初の期待以上に得られた。JSPS外国人特別研究員の任期を終えた後、同じ研究グループのG8プロジェクトに参画している。そこでは、今回開発したような金属クラスターやハイブリッドをクレイナノチューブに固定化して、耐腐食性素材の開発などを研究している。我々は、液晶中にナノロッドなどのナノ物質を封入し、ナノ物質の特性変化を利用して液晶配向を制御できることを見出している。この効果は、液晶ディスプレイの革新的コントロール法になりうる。本研究では、それを一歩進め、多核性の金属錯体を液晶のメソスコピック相を混入したハイブリッド物質を新たに作製し、液晶相中における錯体の構造や逆に錯体によってもたらされるメソスコピック相の変化について研究をする。特に、X線結晶構造解析法を駆使してこれらナノ構造の詳細な解析を行うが、錯体物質が液晶相中にいかに均一に分散できるか、あるいは、金属錯体に不斉要素を配位させたときの効果はどうなるかなど、これまで充分に検討されてこなかった側面についても注意深く研究を行う。本年度は、研究機関が数ヶ月と短かったにもかかわらず、いくつかの有機リガンドの合成に成功した。合成されたリガンドの一部は、Dr.Acharyaとの共同研究のもと、液晶分子との混和性が検討された。また、ナノ金属酸化物粒子と液晶のブレンド構造の研究も展開している。また、金属錯体の表面配列についても検討を進めた。また、酸化マンガンナノロッドの触媒活性についても評価している。まず、液晶と高い混和性を示す、あるいは結晶化しやすいリガンド分子のデザインと合成を行った。本年度は、液晶相と高い混和性を示す錯体分子3つを合成することに成功した。これらの錯体と液晶をブレンド化し、熱的特性を検討した。特に、マンガンや鉄を含む錯体において非常に興味深い結果が得られており、論文投稿を準備するまでに至った。これらは、新しいタイプのCoordinatlon Polymerと二量体-三量体型のマンガンクラスターの形成というこれまでにあまり例のない研究結果である。これと同時に、スーパーキャパシタ電極、リチウム二次電池電極、ガスの吸着材、触媒などへの応用が期待される低次元性の酸化マンガン物質についても検討を重ねた。これまでに、真空蒸着法、テンプレート合成、水熱合成によってこの物質は作成されてきたが、室温下でナノメートルレベルで構造制御された酸化マンカン体の合成例はまれである。今までの手法では、多段階合成を用紙、またその際の収率も芳しくない。我々は、この問題を解決すべく、一次元あるいは二次元のナノ構造を持つ酸化マンガン物質を室温下でワンポットで合成する手法をあみだした。この手法によれば、非常に高い表面積値を示す酸化マンガンナノ構造体物質か非常に高い収率で得られる。本研究では、このようにして作られた新しい酸化マンガンナノ構造体を用いて、有機色素分子の分解触媒としての機能を検討した。また、キャパシタとしての性能を検討するためにこの酸化マンガンの構造体を用いたハイブリッド電極の作成も行っている。例えば、グラフェンなどとのハイブリット電極の作製を試みる予定である。

後者の二つの研究テーマを次のポジションでも継続的に進める予定である。課題研究運冠しては、液晶との混和性を示す錯体分子が得られるなどの順調な研究の進展が見られる。それと同時に、酸化マンガンナノ構造体の開発が手がけられるなど、当初予想していなかった研究成果も得られつつある。当初予定していたマンガン・鉄系のハイブリッド物質の開発に加えて、いくつかの新しい成果が当初の期待以上に得られた。本研究計画は、課題研究に関して特に大きな変更はない。また、課題研究以外に派生した研究が実を結びつつあり、研究計画に強く縛られることなく柔軟に研究の進行を考えていく必要があると思われる。JSPS外国人特別研究員の任期を終えた後、同じ研究グループのG8プロジェクトに参画している。そこでは、今回開発したような金属クラスターやハイブリッドをクレイナノチューブに固定化して、耐腐食性素材の開発などを研究している。
化学遺伝学的手法によるアブシジン酸シグナル伝達機構の解明

植物ホルモンであるアブシジン酸(ABA)の生理作用は植物種間に多数存在するPYR/PYLと呼ばれる受容体を介して、時空間的に様々な下流因子を介して引き起こされる。ストレス応答に関わるABAシグナル伝達因子の多くが明らかにされたが、ABAがどのように植物の成長を制御しているか明らかになっていない。本研究では、特定のABA受容体だけに結合し、特異的な組織に作用する新奇バイオプローブの開発や新しいABAアゴニストやタンタゴニストを開発し、それらを利用した化学遺伝学的解析により、植物の生長制御や環境応答に関わるABAのシグナル伝達機構の解明を目的としている。ABA受容体は、生化学的解析から単量体型(サブクラスIとII)と二量体型(サブクラスIII)に分類される。それぞれの受容体の機能を明らかにするために、ゲノム編集により、サブクラス別の多重変異株と全ての受容体変異株の作成を進めた。一方で、単量体型に選択的に作用するABAアゴニストASV化合物を用いて、ASV非感受性変異株の原因遺伝子を決定した。ゲノム編集により、原因遺伝子を破壊した変異株の作成を試みた結果、EMS変異株と同様の結果を得た。また、非モデル植物におけるABAシグナル伝達の研究として、ABA受容体を過剰発現させたコムギが耐乾性に加えて節水性を有し、少ない水供給でも種子の生産が可能な性質を獲得していることを明らかにした。さらに、乾燥地で猛威を振るう難防除雑草ストライガはABAに対する感受性が低下しているが、この原因としてABA受容体の下流で働くタンパク質に異常があることが判明した。ABA受容体の生理的機能の解析: ABA受容体の生理機能を明らかにするために、シロイヌナズナに存在する14種のPYR/PYL受容体のうち、10種類の変異株を収集してきたが、他の受容体に対してはT-DNA変異株が存在しない。そこで、CRISPRを用いて、サブクラブ別の多重変異株の作成を試みた。今年度は、サブクラスIIIに属するPYR1(0), PYL1(1), PYL2(2), PYL3 (3)の4つをすべて破壊した0/1/2/3四重変異株の作成が完了した。また、サブクラスIIに属するPYL4(4), PYL5(5), PYL6(6), PYL11(11), PYL12(12), PYL13(13)の6つをすべて破壊した4/5/6/11/12/13六重変異株の作成が完了した。サブクラスIに属するPYL7PYL 10の4つを破壊した変異株とすべての受容体を破壊した変異株は、来年度中に作成が完了する見込みである。非モデル植物におけるABAシグナル伝達研究: ABA受容体を過剰発現させたコムギが耐乾性に加えて節水性を有し、少ない水供給でも種子の生産が可能な性質を獲得していることを明らかにした。節水性の特性は、ルビスコ活性の上昇により、光合成効率が上昇したことが要因であることを明らかにした。さらに、アフリカで猛威を振るう難防除雑草ストライガの宿主からの養水分の奪取として、ストライガはABAに対して感受性が低下しており、葉からの蒸散量が盛んであることを利用して、宿主からの養水分奪取の効率を上げている。ABA感受性低下の原因として、ストライガのABAシグナル伝達経路のうち、ABAの下流で働く脱リン酸化酵素が特異に変化していることが、ABAの感受性の低下の原因であることを突き止めた。ABA受容体の生理的機能の解析:サブクラス別の多重変異株とすべての受容体を破壊した変異株を作成し、表現型の解析を行うとともに、ABAシグナルを完全に欠如しているSnRK2三重変異株との比較を行い、受容体の機能を明らかにする。ASV非感受性変異株の遺伝学的解析:特定した遺伝子の過剰発現株を作成し、表現型の解析を行い、単量体型受容体の下流シグナル因子の機能を明らかにする。非モデル植物におけるABAシグナル伝達研究:ストライガのABAシグナル伝達因子の特定を進め、ABA非感受性の原因がPP2Cのみに依存しているのかどうかを明らかにする。本研究では、特定のABA受容体だけに結合し、特異的な組織に作用する新奇バイオプローブを用いて、植物の生長制御に関わるABAのシグナル伝達機構の解明を目的としている。ABA受容体は、生化学的な解析から二量体型(サブクラスIII)と単量体型(サブクラスIとII)に分類される。それぞれの受容体の機能を明らかにするために、T-DNAなどにより変異株の作成を進めてきたが、現存するT-DNA変異株では全ての受容体変異株を網羅できていなかった。そこで、ゲノム編集により、全ての受容体変異株の作成を進めた。設計したRNAガイドがそれぞれの受容体を切断することを確かめ、現在、サブクラスI、II、IIIの多重変異体の作成と全ての受容体を破壊した多重変異体の作成を進めている。単量体型に選択的に作用するASV化合物を用いて、ASV非感受性変異株の原因遺伝子を決定した。原因遺伝子が1塩基のアミノ酸置換であったために、遺伝子の機能が欠如しているかどうかが定かでなかった。

また、T-DNA変異株は現存していなかったため、ゲノム編集により、遺伝子を完全に破壊した変異株の作成を試みた。その結果、遺伝子内で大きなDeletionを起こした株を単離することに成功した。また、原因遺伝子の過剰発現を行うためのplasmidの作成が完了した。ABA受容体の生理機能を明らかにするために、シロイヌナズナに存在する14種のPYR/PYL受容体のうち、10種類の変異株を収集してきたが、PYL3, PYL7, PYL10, PYL11に対してはT-DNA変異株が存在しない。そこで、CRISPRを用いて、変異株を新たに作成することを計画した。サブクラスIIIに分類される二量体型ABA受容体の多重変異株は、これまでに得ているpyr1pyl1pyl2の三重変異株をバックグランドにして、PYL3変異株を破壊することにした。リアルタイムHRM解析でPYL3に変異が導入されていることを確認でき、次世代では、予定通りに四重変異株が作成できる見込みである。ABA受容体の単量体型のみで構成される多重変異株は、サブクラスIとIIを考慮して、pyl7pyl8pyl9pyl10の四重変異株、pyl4pyl5pyl6pyl11pyl12pyl13の六重変異株の作成を行うことを計画した。リアルタイムのHRM解析によって、標的遺伝子に変異が導入されていることが確かめられ、計画通りにpyl7pyl8pyl9pyl10の四重変異株とpyl4pyl5pyl6pyl11pyl12pyl13の六重変異株が次世代で完成する予定である。ASV非感受性変異株の遺伝学的解析ABA受容体の単量体型に選択的に作用するASV化合物は、種子発芽阻害はもたらすものの、植物の乾燥ストレス応答を誘導できない。つまり、単量体型ABA受容体およびその下流因子は、一般的なストレス応答に直接関与しない可能性が高い。そこで、単量体型受容体で働く下流因子を明らかにするために、EMS変異集団からASV非感受性変異株を複数単離し、原因遺伝子の特定を試みた。その結果、2種の変異株について原因遺伝子の特定に成功した。植物ホルモンであるアブシジン酸(ABA)の生理作用は植物種間に多数存在するPYR/PYLと呼ばれる受容体を介して、時空間的に様々な下流因子を介して引き起こされる。ストレス応答に関わるABAシグナル伝達因子の多くが明らかにされたが、ABAがどのように植物の成長を制御しているか明らかになっていない。本研究では、特定のABA受容体だけに結合し、特異的な組織に作用する新奇バイオプローブの開発や新しいABAアゴニストやタンタゴニストを開発し、それらを利用した化学遺伝学的解析により、植物の生長制御や環境応答に関わるABAのシグナル伝達機構の解明を目的としている。ABA受容体は、生化学的解析から単量体型(サブクラスIとII)と二量体型(サブクラスIII)に分類される。それぞれの受容体の機能を明らかにするために、ゲノム編集により、サブクラス別の多重変異株と全ての受容体変異株の作成を進めた。一方で、単量体型に選択的に作用するABAアゴニストASV化合物を用いて、ASV非感受性変異株の原因遺伝子を決定した。ゲノム編集により、原因遺伝子を破壊した変異株の作成を試みた結果、EMS変異株と同様の結果を得た。
加齢に伴う自己反応性T細胞の出現機構とその遺伝的要因について

加齢に伴うT細胞レパートリーの変化を量・質・機能面から調べ、これらの遺伝的背景と生物学的意義を検討した。1.自己反応性の遺伝的要因について:加齢に従ってみられる同系膝窩リンパ節肥大反応=同系宿主対移植片反応を示すマウス系統(BALB/c)と示さない系統(DBA/2)のあることが判った。交配実験や両マウス間で樹立したRecombinant Inbred,CXD2マウスを用いた結果から、加齢変化が弱い(安定)形質が遺伝的に優性であった。またこの現象と加齢に伴うVβ8陽性T細胞の変化(これは、変化のみられるBALB/cと変化の認められないDBA/2との比較によった)の結果との間には直接の関連は認められず、これらの加齢変化は其々異なった遺伝的支配を受けているといえる。2.加齢に伴うT細胞の変化について:約1年齢以降のBALB/cではVβ8陽性T細胞が増加することが多い。この増加は血中に比べて脾臓に於いて顕著である。CD4/CD8比の加齢に伴う低下がCD4陽性T細胞の急速な減少による事から増加Vβ8陽性T細胞はCD8陽性と思われる。これらの細胞はT細胞受容体(TCR)の濃度が低い。一方、TCR濃度の低下は1.5ケ年齢のVβ6陽性T細胞にも認められ、加齢に伴うTCR濃度の低下は一般的傾向といえる。3.低濃度Vβ8T細胞のin vivo機能:老齢個体に高頻度に認められる低濃度のVβ8陽性T細胞の起源については今後の問題であるが、免疫応答時に付随的に活性化されたものが長期に亘って蓄積された集団である可能性がある。これらは果たして抗原刺激に対し,応答能があるのかを調べる目的で、Vβ8陽性T細胞を選択的に刺激するStaphylococcus Enterotoxin B(SEB)を投与したところ、Vβ8陽性T細胞が血中及び脾臓から急激に消失した。この時点で、リンパ組織ではアポトーシスによる急性細胞死を示す星状像がみられ、この様な個体はショック死に陥る。これらVβ8陽性T細胞は正常な免疫機構から逸脱したT細胞集団を形成していると思われる。研究計画(平成4年度)に基づき、自己反応性出現とT細胞レパートリーの加齢変化との関連性を調べた。1.加齢に伴う自己反応性:加齢マウス(約1ヶ年齢)の脾細胞をX線照射により不活化した後、生後6週齢の同性、同系マウスの後足蹠に投与すると、膝窩リンパ節肥大反応に伴う同系宿主一対一移植片(HVG)反応を示すマウス系統(BALB/c,C57BL/6など)と、反応を示さない系統(NZB,DBA/2など)に分かれた。この様な系統差には遺伝的支配のあることが示唆された。そして(BALB/c x DBA/2)F1では同系HVG反応は観察されないことから、加齢変化が弱い(安定)形質が遺伝的に優性といえた。2.T細胞レパートリーの加齢変化:加齢に伴う自己反応性が認められたBALB/c

マウスに於けるT細胞リパートリーを、T細胞受容体Vβ6及びVβ8に対する抗体を用いたフローサイトメトリー法によって検討したところ、Vβ8陽性T細胞が加齢に伴い選択的に増加していた。一方、同系HVG反応で観察されなかった(BALB/c x DBA/2)F1ではT細胞レパートリーの加齢変化も観察されなかった。我々は、加齢に伴って増大する自己反応性クローンの中にVβ8陽性T細胞が含まれており、Vβ陽性T細胞クローンの増大を引き起す"自己"抗原は恐らくスーパー抗原様のもとし推測した。3.同系HVG肥大リンパ節中のT細胞:同系HVG反応で増加しているBALB/cリンパ節中のT細胞レパートリーを調べたところ、同系HVG反応を示さない(BALB/c x DBA/2)F1や対照リンパ節中T細胞レパートリーと全く差がなかった。加齢に伴うT細胞レパートリーの変化が、自己寛容の破綻の結果でないことは、新生仔胸腺摘出によって人為的に自己免疫病を発症させてもVβ8陽性T細胞数に変化がみられなかったことから推察された。研究計画(平成5年度)に基づき、加齢に伴うT細胞レパートリーの変化を量・質及び機能的側面から調べ、これらの遺伝的背景と生物学的意義に検討を加えた。1.同系宿主対移植片(Syn.GVH)反応の遺伝的要因について:加齢待ちのため、前年度からの持越になっていた種々の系統及びSyn.GVH反応系のBALB/cマウスと非反応系のDBA/2マウス間で樹立した組み替え純系(Recombinant Inbred),CXD2マウス,を用いた自己反応性出現の結果と加齢に伴うVβ8陽性T細胞の変化(これは、変化のみられるBALB/cと変化の認められないDBA/2との比較によった)の結果との間には直接の関連は認められず、これら2つの加齢変化の指標は其々異なった遺伝的支配を受けているといえる。2.加齢に伴うT細胞の変化について:約1年齢以降のBALB/cではVβ8陽性T細胞が増加することが多い。この増加は血中に比べて脾臓に於いて顕著である。CD4/CD8比の加齢に伴う低下がCD4陽性T細胞の急速な減少による事から増加Vβ8陽性T細胞はCD8陽性と思われる。これらの細胞はT細胞受容体(TCR)の濃度が低い。一方、TCR濃度の低下は1.5ケ年齢のVβ6陽性T細胞にも認められ、加齢に伴うTCR濃度の低下は一般的傾向といえる。3.低濃度Vβ8T細胞のin vivo機能:老齢個体に高頻度に認められる低濃度のVβ8陽性T細胞の起源については今後の問題であるが、免疫応答時に付髄的に活性化されたものが長期に亘って蓄積された集団である可能性がある。これらは果たして抗原刺激に対し、応答能があるのかを調べる目的で、Vβ8陽性T細胞を選択的に刺激するStaphylococcus Enterotoxin B(SEB)を投与したところ、Vβ8陽性T細胞が血中及び脾臓から急激に消失した。この時点で、リンパ組織ではアポトーシスによる急性細胞死を示す星状像がみられ、この様な個体はショック死に陥る。これらVβ8陽性T細胞は正常な免疫機構から逸脱したT細胞集団を形成していると思われる。
ヒドラ細胞種特異的に発現する遺伝子の簡便検出系の確立

ヒドラ(1,000匹)をプロナーゼ(10mg/ml)を含んだ解離液中に2-3時間浸漬後、軽いピペッティングで単細胞に解離した。解離細胞を解離液で洗浄後エルトリエータ(日立)にのせ分画した。エルトリエーションの条件は流量を15ml/minと一定にし、遠心速度を次のように変化させ各分画150mlを集めた:3,500(分画#0),2,800(分画#1),2,000(分画#2),1,500(分画#3),1,300(分画#4),1,000(分画#5) 800(分画#6),500(分画#7)rpm.その結果、分画#0に細胞の破砕物、#1には主として神経細胞、#2-3には小型間細胞(刺細胞及び神経前駆体)#4には主として未分化多能性の大型間細胞、#5-6には外胚葉上皮、#6-7には内胚葉上皮がそれぞれ回収された。次いで、各分画から全RNAを抽出し、メンブランフィルターにブロットした後、発現細胞が知られているプローブを用いノーザンハイブリダイゼイションを行った。例えば、アクチン遺伝子は全ての分画でほぼ均一なシグナルを呈したが、刺細胞前駆体に特異的に発現するミニコラーゲン遺伝子は分画#2-3でそのシグナルが検出された。以上の結果から、未知の遺伝子の発現細胞を簡便に同定する方法が確立されたと考える。本法は他の生物にも容易に応用可能である。
大規模3次元画像データからの仮想化とナビゲーションに基づく知識発見

本研究では、大量の3次元ボクセル画像データの組からの知識発見の新しい方法を見出し、その能力を明らかにすることを目的とする。本研究では、まず、与えられる3次元画像から対象物もしくは対象空間を計算機内に再構築する。次に仮想空間の任意の場所を移動しつつ観測し、対象物に触り、計測することによって、仮想化されたオブジェクトの性質に関する知識を蓄積する。このプロセスを容易に実行できるシステムを開発し、知識発見を支援できる環境の実現、および、知識発見のプロセスを解明する。従来の申請者らの研究である「仮想化内視鏡システム」を拡張して、構造要素推測、および、ナビゲーションのパイロットモデルを作成した。(1)構造要素の対話的推測入力の3次元画像データは全く処理されていないデータである。そこで、「どのような構造要素がありそうか」を探し、「観察者の興味をひくのはどれか」を指摘する(構造要素の推測)ためのシステムを開発した。・3次元データの可視化法リアルタイムで3次元濃淡分布を可視化する手法を開発した。・関心を持つ要素(徴候)の指示法3次元濃淡分布の表示から直接関心領域を指定する手法を開発した。(2)ナビゲーション仮想化されたオブジェクト空間の任意の位置に、自由に移動し、任意の方向を観察するシステムを開発した。(3)知識の集積知識を得られたとユーザが判断した場合に、それを集積していく手段を開発した。
素粒子標準模型の拡張における複数種類の暗黒物質の解析と検出可能性の検証

年度の前半は、小さいニュートリノ質量を量子補正により説明する2ループ輻射シーソー模型について、複数種類の暗黒物質に関する検証可能性を研究した。この模型において、複数種類の暗黒物質が存在することによる特徴的な散乱過程から生成される単色エネルギースペクトルをもつニュートリノが、太陽内部から地球に届き、IceCube実験によってとらえられる可能性を定量的に調べた。現在のIceCubeの検出精度ではこのシグナルをとらえるに至らず、よりエネルギー解像度の高い検出器の開発が期待される。この研究成果は国際会議NEUTRINO 20014などで発表し、査読付き論文誌Physical Review Dに掲載された。年度の後半では、暗黒物質のシナリオについて2つの方面からアプローチを行った。ひとつは暗黒輻射と呼ばれる、光学的にとらえられない相対論的粒子である。宇宙観測による暗黒輻射の存在量は標準模型だけで考えた場合より中心値が大きい。相対論的粒子と非相対論的粒子のふたつが残存する宇宙論シナリオを実現する具体的な模型を構築した。この結果は日本物理学会などで発表し、現在宇宙のバリオン数非対称に関する問題を組み込んで解析している。もうひとつは、暗黒物質が素粒子ではなく陽子や中性子のような複合粒子である可能性である。標準模型においてクォークの束縛状態の質量は、相互作用の強さによって自動的に決定される。暗黒物質のセクターにこのようなクォーク閉じ込めと同種の機構が存在する場合、暗黒物質のセクターが標準模型のエネルギースケールの起源となり、暗黒物質の質量も予言される。このような模型において、γ線観測による暗黒物質の検出可能性を詳細に解析した。この結果は国際会議HPNP2015で発表し、現在論文の執筆を行っている。26年度が最終年度であるため、記入しない。暗黒物質を安定な素粒子であると考える場合、なんらかの対称性によってその安定性が保障されていると考えるのが一般的である。複数の暗黒物質を含む典型的な標準模型の拡張では、そのような対称性が複数同時に存在していることで実現される。本年度は、複数の暗黒物質を含む標準模型の拡張として、輻射シーソー模型に着目して解析を行った。輻射シーソー模型とはニュートリノの持つ非常に小さな質量を、近い将来に発見する可能性のあるTeVスケールの物理で自然に説明することを目的とした拡張模型である。中でもMa模型と呼ばれる暗黒物質を1つ含む模型について、理論的に非常に小さな相互作用が必要となるという不自然な点を自然に説明するための拡張を行った。この拡張によって追加される新たな離散対称性によって、小さな相互作用を量子補正によって生成することができ、暗黒物質は複数種類同時に存在することになる。フェルミオン暗黒物質が存在するシナリオでは、異なる暗黒物質同士の対消滅反応によって、単色のエネルギースペクトルを持ったニュートリノが生成される。このようなニュートリノは太陽中に重力で集められた暗黒物質の衝突により生成されることが期待されるが、今回解析した幅射シーソー模型では最大でIceCube実験によって観測される背景シグナルより1桁程度小さいシグナルを与える事が分かった。また、暗黒物質の直接探索実験におけるシグナルは複数の暗黒物質シグナルの和を実験におけるイベント数の上限と比較することで理論を検証することが出来る。解析の中で、複数の暗黒物質密度の時間発展を記述するボルツマン方程式を模型によらない形で定式化し、物理的な理解を得ることが出来た。中でも重たい暗黒物質について、異なる暗黒物質同士の対消滅による効果は通常の対消滅反応と比べて非常に大きくなり、残存量を著しく減らす傾向があることが分かった。複数種類の暗黒物質を含む系の記述を、拡張模型の詳細によらない形で定式化できた。

さらに具体的な拡張模型において、従来の暗黒物質残存量の求め方では考慮されない対消滅反応の重要性を明らかにすることができた。したがって研究はおおむね順調に進展しているといえる。本年度は主に冷たい暗黒物質と呼ばれる十分に非相対論的な暗黒物質を扱ってきた。暗黒物質が複数存在する場合のもう一つの可能性として、暗黒物質候補のひとつが小さな質量または質量ゼロとなり、相対論的にふるまうようなシナリオを現在調査中である。相対論的にふるまう暗黒物質候補は温かい暗黒物質または暗黒輻射としてふるまう可能性がある。温かい暗黒物質は冷たい暗黒物質よりも速度分散が大きく、宇宙の大規模構造形成において小さなスケールの密度揺らぎを均す効果を持つ。また、暗黒輻射とは光子やニュートリノ以外の観測にかかっていない輻射成分である。さらにバリオン数非対称の問題にも取り組み、拡張模型のパラメータが持つ自由度を限定することを狙う。
ソーシャル・ネットワークと家族形成に関する国際比較研究

本研究では第一に親との同居は未婚男性の婚姻確率を引き下げるが未婚女性の婚姻確率には有意な影響を及ぼさない。第二に夫の家事・育児への参加度と追加出生には有意な関係がなく夫婦の役割分業の出生行動への影響は明確ではない。第三に親と同居している夫婦と親と別居している夫婦と間で追加出生に有意な差は観察されなかった。第四に親子間のサポートは居住の地理的距離に影響される。第五に子どもに対して積極的なサポートを行っている親は祖父母に対しても日常生活について積極的にサポートを行っている。反対に、子どもに対して積極的なサポートを行っていない親は、父母に対しても日常生活について積極的にサポートを行わない傾向がある。今年度は前年度に行った先行研究の検討をふまえ、データの分析を行い二つの国際学会で研究成果を発表した。これにより以下の点が明らかになった。まず第一に、高齢者が持っているソーシャル・ネットワークは質の面でも量の面でも国ごとに差が見られる。要するに、ソーシャル・ネットワークの形態は文化的なコンテキストに左右されることが明らかになった。第二に、結婚した夫婦は自らが持つソーシャル・ネットワークを考慮しつつ出生行動を行っている。従って、出生行動のパターンは所得や就業形態といった社会経済要因と価値や態度といった心理的要因に加えて、ソーシャル・ネットワーク要因の影響も含めて分析する必要があることが明らかになった。上記の知見によって今後の研究について次の点が示唆された。すなわち、個人は家族・世帯や親族などの様々なソーシャル・ネットワークに包含されながら社会的行為を行っているが、個人の保有するソーシャルネットワークは質の面でも量の面でも国ごとに差がある。従って、離家、パートナーシップ、出生行動といった家族形成の特徴と変化を明らかにするためには、政策や制度だけでなく家族や親族といったソーシャル・ネットワーク関係を視野にいれた分析が必要であると言える。今年度は当該の研究課題が採択された初年度であるため、先行研究の成果を整理し問題点を洗い出すことを主な目標として研究を行った。まず第一に、ソーシャル・ネットワークに関する研究は社会学において、長い歴史を持っている。特に、ソーシャル・ネットワーク研究はジェームズ・コールマンを嚆矢とする社会資本研究との関係が強く、行為論での理論研究で多くの研究が蓄積されている。第二に、近年、ソーシャル・ネットワークの分析はパットナム、リン、グラノベッターなどによって実証分析への応用が行われているが、その対象はコミュニティ、労働市場などであり家族について本格的な実証研究はほとんど行われていない。第三に、家族社会学や社会人類学においては、これまで親族研究の一部として親族・家族のネットワーク関係は分析されている。しかし、これらの研究では家族間や親子間での支援やコミュニケーション自体の特徴の記述に中心がおかれており、ネットワークと他の要素の因果関係の分析はほとんど行われていない。第四に、パートナーシップ形成、出産行動といった家族形成についての研究では新家政学派を中心とした経済学的な分析が中心であり、ソーシャル・ネットワークの視点からの分析はほとん行われていない。換言するならば「方法論的個人主義」による研究が中心である。上記の知見によって以下の方向性が明らかになった。すなわち、個人は家族・世帯や親族などの様々なソーシャル・ネットワークに包含されながら社会的行為を行っている。それにもかかわらず、これまでの未婚化や少子化などの研究ではソーシャル・ネットワークの影響は十分に研究されてはいない。従って、離家、パートナーシップ、出生行動といった家族形成の特徴と変化を明らかにするためには、家族や親族といったソーシャル・ネットワーク関係を視野にいれた分析が必要であると言える。今年度は前年度まで継続的に行ってきた先行研究の検討に基づき、仮説を構築し、データの分析を行い国際学会で研究成果を発表した。第一に、未婚者が持っているソーシャル・ネットワークは質の面でも量の面でも国ごとに差が見られる。要するに、社会的ネットワークの形態は文化的なコンテキストに左右されることが明らかになった。第二に、配偶者の選択は、未婚者自らが持つ社会的ネットワークに影響される。従って、結婚行動のパターンは所得や就業形態といった社会経済要因と価値や態度といった心理的要因に加えて、社会的ネットワーク要因の影響も含めて分析する必要があることが明らかになった。すなわち、個人は家族・親族、知人・友人などの様々な社会的ネットワークに包含されながら行為選択を行っているが、諸個人を包含する社会的ネットワークは質の面でも量の面でも差がある。従って、パートナーシップ形成の特徴と変化を明らかにするためには、雇用や所得といった経済的側面だけでなく、潜在的パートナーとの出会いの機会に差異をもたらす社会的ネットワーク関係を視野にいれた分析が必要であると言える。第一に、既婚者が持っているソーシャル・キャピタルは質の面でも量の面でも国ごとに差が見られる。要するに、社会資本の形態は制度的なコンテキストに左右されることが明らかになった。第二に、出生行動の選択は、夫婦自らが持つ社会資本に影響される。従って、出生行動のパターンは所得や就業形態といった社会経済要因と価値や態度といった心理的要因に加えて、ソーシャル・キャピタルの影響も含めて分析する必要があることが明らかになった。

すなわち、個人は社会制度によって形成されるソーシャル・キャピタルに包含されながら行為選択を行っているが、諸個人を包含するソーシャル・キャピタルは質の面でも量の面でも差がある。従って、家族形成の特徴と変化を明らかにするためには、雇用や所得といった経済的側面だけでなく、ソーシャル・キャピタルの利用機会や取引費用を視野にいれた比較制度分析が必要であると言える。今年度は先行研究の成果をふまえた上でデータの分析を行うことがが主な目標であった。この成果は国際学会での発表に結実した。国際学会での発表によって、比較制度分析の視点をより考慮した考察が必要であることが明確になった。加えて、現在、海外の英文学術雑誌に投稿した論文が査読中である。これらにより、次年度以降の研究の方向性がはっきりし、今後の分析で明らかにするべき課題を具体化することが可能になった。これらの点をふまえると、研究課題採択の四年度目としては研究はおおむね順調に進行していると言えよう。今年度は前年度まで継続的に行ってきた先行研究の検討に基づき、仮説を構築し、データの分析を行い研究成果を論文として発表した。これにより以下の点が明らかになった。第一に、個人が持っているソーシャル・ネットワークは質の面でも量の面でも国や地域によって大きな差が見られる。要するに、ネットワークの形態は文化的・社会的なコンテキストに左右されることが明らかになった。従って、ソーシャル・ネットワークと家族形成の関係も国や地域によって大きく異なっている。第二に、家族形成は個人が持つ社会的ネットワークに影響される。これまで家族形成が所得や学歴や就業状態などの社会経済的属性に規定されることは指摘されていたが、個人のライフ・コースのパターンは社会経済的要因のみならず、ソーシャル・ネットワーク要因にも左右される。言い換えるならば、離家、結婚、出産のパターンは所得や就業形態といった社会経済要因に加えて、社会的ネットワーク要因の影響も含めて分析する必要があることが明らかになった。上記の知見によって今後の研究について次の点が示唆された。すなわち、個人は家族・親族、知人・友人などの様々な社会的ネットワークに包含されながらライフ・コース選択を行っているが、諸個人を包含する社会的ネットワークは質の面でも量の面でも差がある。従って、家族形成の特徴と変化を明らかにするためには、雇用や所得といった経済的側面だけでなく、ライフ・コースの移行に差異をもたらす社会的ネットワーク関係を視野にいれた分析が必要であると言える。本研究では第一に親との同居は未婚男性の婚姻確率を引き下げるが未婚女性の婚姻確率には有意な影響を及ぼさない。第二に夫の家事・育児への参加度と追加出生には有意な関係がなく夫婦の役割分業の出生行動への影響は明確ではない。第三に親と同居している夫婦と親と別居している夫婦と間で追加出生に有意な差は観察されなかった。