hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高次捕食者が生物多様性維持に果たす役割の解明-ボルネオ熱帯林における検証-

東南アジアに生息する社会性昆虫スペシャリスト捕食者であるツヤヒメサスライアリAenictus laevicepsは決まった巣場所をもたずに移動しながら、主に他種のアリのコロニーを活発に攻撃する。このアリによる高い捕食圧が熱帯でのアリ群集の種多様性維持に寄与していることがこれまでの知見から示唆されている。また上位捕食者であることから、人為的な撹乱に対する感受性も高く、環境の撹乱度合いに対する指標種として適していることがわかっている。しかし、移動性の高さや休止期の存在によりその生活史でさえこれまでほとんどわかっていない。そこで本研究では、ツヤヒメサスライアリが熱帯域で果たす生態的な役割の解明の第一歩としてコロニー数の推定を試みた。方法マレーシアサラワク州ランビル国立公園の林床を歩き回り、コロニーを発見したらワーカーを10頭ずつサンプリングした。サンプリングした個体をマイクロサテライト6遺伝子座を用いて、遺伝子型を特定し、特定したワーカーの遺伝子型から女王の遺伝子型をMoilanen et al.2004の方法により推定し、コロニー識別を行った。コロニー識別のデータを用いてOtis 1978の標識再捕獲法によりコロニー数推定を行った。サンプリング調査は20032006年に計8回行った。結果Probability of Identityは4.44×10^(-11)であり、用いた6遺伝子座によってコロニー識別は十分可能であった。ワーカーをサンプリングした77コロニー中、46コロニーの女王の遺伝子型を特定できた。そのうち4回捕獲されたのが1コロニー、3回捕獲が2コロニー、2回捕獲が6コロニーだった。全部で33タイプのコロニーを推定した。これらのデータを用いたコロニー数推定を行った結果、調査地には89±18.75(SE)コロニーのツヤヒメサスライアリがいると推定された。マレーシアサラワク州ランビル国立公園において、アリスペシャリスト捕食者のヒメサスライアリが地表性アリ群集の構造に及ぼす影響を解明するため、今年度はヒメサスライアリの生活史、とくに捕食行動の詳細を明らかにすることを目的に調査を行い、以下の結果を得た。1.ヒメサスライアリの種の同定調査地にはAenictus laeviceps, A.dentaus, A.inflatus, A.gracilis, A.ceylonics, A.sp1,A.sp7の7種類のヒメサスライアリが生息することがわかった。このうち、もっともコロニー数が多かったのは、A.laevicepsで、A.dentatus, A.gracilisも比較的多く観察された。2.ヒメサスライアリのコロニー数推定調査地において見回り調査法によりヒメサスライアリのコロニー数を推定したところ、もっとも多いA.laevicepsで、0.35/hだった。また、国立公園周辺の森林で同様にヒメサスライアリのコロニー数推定を行ったところ、孤立林では原生林と同程度のコロニー数であったが、2次林ではヒメサスライアリのコロニーは発見されなかった。3.捕食行動の解明ヒメサスライアリは、昼夜の区別なく捕食・移動を行っていた。A.laeviceps, A.dentausは主に地表の社会性昆虫を襲撃し、A.gracilisは樹上のアリを攻撃していた。ビバークから被攻撃アリのネストまでの平均距離は11.1mだった。ビバーク間の移動も昼夜を問わず行われ、平均移動距離は、19.2mだった。1)ヒメサスライアリの個体数推定昨年度に引き続き、見回り法によりヒメサスライアリのコロニー推定を行った。調査地であるランビル国立公園には、1ha当たり0.63コロニーいることがわかった。2)マイクロサテライトを用いて、ヒメサスライアリの有効交尾回数を推定した。予備的な解析の結果、有効交尾回数は20を超えていた。ほとんどのアリでは有効交尾回数は1である。ヒメサスライアリで交尾回数が非常に多い生態的要因を調べるため、コロニーサイズを移動中の個体をすべて数えることにより推定した。その結果、コロニーサイズは2000080000で、コロニーサイズの大きさが交尾回数の多い要因の一つであることが示唆された。3)ヒメサスライアリの食性ヒメサスライアリがどのアリを捕食しているかを調べるため、捕食行動を観察しビバークに運んでいるアリをその都度サンプリングすることにより、被食されているアリの種を調べた。餌として運んでいるアリはほとんどが幼虫または蛹であったため、大半の被攻撃アリは同定することができなかったが、16属63種のアリを攻撃していることがわかった。そのうち4種は女王アリも捕食されていた。また、安定同位体分析により、ヒメサスライアリの栄養段階、および食性を推定した。その結果、他のアリに比べてヒメサスライアリの栄養段階はより上位であることがわかった。このことは、ヒメサスライアリが他のアリを捕食しているという観察結果を裏付けるものだった。さらに、主に樹上で観察されるヒメサスライアリのほうが、地中でみられる種よりも、より植食者的であり、主にリター上を歩いている種は両者の中間の値を示すことがわかった。このことは、樹上に生息しているアリは、その餌を植食者を捕食するというよりも花外密腺、カイガラムシのハニーヂューに頼っているというこれまでの知見と一致するものであった。

このアリによる高い捕食圧が熱帯でのアリ群集の種多様性維持に寄与していることがこれまでの知見から示唆されている。また上位捕食者であることから、人為的な撹乱に対する感受性も高く、環境の撹乱度合いに対する指標種として適していることがわかっている。しかし、移動性の高さや休止期の存在によりその生活史でさえこれまでほとんどわかっていない。そこで本研究では、ツヤヒメサスライアリが熱帯域で果たす生態的な役割の解明の第一歩としてコロニー数の推定を試みた。方法マレーシアサラワク州ランビル国立公園の林床を歩き回り、コロニーを発見したらワーカーを10頭ずつサンプリングした。サンプリングした個体をマイクロサテライト6遺伝子座を用いて、遺伝子型を特定し、特定したワーカーの遺伝子型から女王の遺伝子型をMoilanen et al.2004の方法により推定し、コロニー識別を行った。コロニー識別のデータを用いてOtis 1978の標識再捕獲法によりコロニー数推定を行った。サンプリング調査は20032006年に計8回行った。結果Probability of Identityは4.44×10^(-11)であり、用いた6遺伝子座によってコロニー識別は十分可能であった。ワーカーをサンプリングした77コロニー中、46コロニーの女王の遺伝子型を特定できた。そのうち4回捕獲されたのが1コロニー、3回捕獲が2コロニー、2回捕獲が6コロニーだった。全部で33タイプのコロニーを推定した。これらのデータを用いたコロニー数推定を行った結果、調査地には89±18.75(SE)コロニーのツヤヒメサスライアリがいると推定された。
自己組織誘導型バイオ人工臓器

天然由来生体高分子材料であるコラーゲンは細胞外マトリックスとして、生体の分化、増殖、修復、維持に大きな役割を果たしている。このコラーゲンを用いて生体の細胞がどのような再生過程をとってゆくのかを明らかにした。このコラーゲンの足場を与えることにより自己組織や自己臓器を再生誘導するという全く新しいバイオ人工臓器を開発している。昨年に引き続き、人工食道、人工気管、人工血管、人工神経を試作して、主にイヌに埋入実験を行っている。人工食道では、イヌの胸腔内に15cm長の人工食道を入れて、2カ月間にわたりIVH管理を行い、食道組織の再生を観察した。2カ月後に埋入したコラーゲンには自己組織が入り、結合織管が形成されることが判明した。しかし、内ステント抜去後、この管は急速に収縮狭窄して、このためにイヌは死亡する。このステント抜去後の狭窄を防ぐことがこの実験の結果を向上させる鍵と思われた。人工気管では、気管壁の改良を行い、空気瘻を防ぐとともに、自己組織の再生分化を促進するコラーゲンスポンジを複合化することにより、成績の向上を目指した。この結果、気管分岐部のY型置換において、1998年秋より手術成績は飛躍的に向上した。現在、分岐部再建に成功したイヌは10頭を越えている。人工血管もこれまでのフタの頚動脈から作成したXENO人工血管をイヌの腹部大動脈に移植する実験を続けている。ブタの血管構成細胞をdetergentを除去し、へパリン化して抗血栓性を付与する手技を確立している。人工神経は、末梢神経をコラーゲンチューブで連結する方法を続けており、ラミニンをコーティングしたコラーゲン線維をチューブに充填して8cmの間隙を急速に再生させる実験に取り組み、その再生に成功した。コラーゲンなどの天然高分子材料を用いて細胞外マトリックス材料を作製し、大型動物を用いた動物実験により細胞外マトリックスという場において生体細胞群が果たしてどのような再生経過をとるのか、細胞外マトリックスの性状と組織再生能とどのような関係をたどるのかを明らかにした。また、これらの材料を用いて自己組織や自己臓器を再生誘導するという全く新しいバイオ人工臓器を開発した。具体的には自己組織再生誘導型の人工血管、人工神経管、人工食道、人工気管を試作し、これをイヌ、ネコ、ネズミ、ウサギを用いた動物実験でその有効性と安全性の評価を行った。人工神経では、この自己組織誘導型バイオ人工神経管によって、形成された神経が求心性感覚刺戟伝達と遠心性の運動刺戟伝達の再生をしていることがネコの坐骨神経モデルで電気生理学的に確認された。人工食道では三次元構造をもつ細胞外マトリックスの場を与えると食道腺のみならず食道平滑筋までも高等動物において再生することが判明した。人工気管では、コラーゲンを重層したポリプロピレンメッシュを用いて気管を再建すると、コラーゲンは生体組織でおきかわり、気道上皮で被覆された完全な気道が完成した。イヌの気管分岐部をこの型の自己組織誘導型バイオ人工気管で再建する実験を続け、長期に安定した成績をあげており臨床応用への大きな一歩を踏み出した。人工血管としては、細胞免疫反応の強い血管内皮細胞を界面活性剤を用いて除去する方法を確立した。これによってECMだけを残したバイオ人工臓器として人工血管構造物を作製することが出来る。今後これに各種の増殖成長因子を複合化することにより細口径の人工血管を開発してゆきたいと考えている。

このコラーゲンを用いて生体の細胞がどのような再生過程をとってゆくのかを明らかにした。このコラーゲンの足場を与えることにより自己組織や自己臓器を再生誘導するという全く新しいバイオ人工臓器を開発している。昨年に引き続き、人工食道、人工気管、人工血管、人工神経を試作して、主にイヌに埋入実験を行っている。人工食道では、イヌの胸腔内に15cm長の人工食道を入れて、2カ月間にわたりIVH管理を行い、食道組織の再生を観察した。2カ月後に埋入したコラーゲンには自己組織が入り、結合織管が形成されることが判明した。しかし、内ステント抜去後、この管は急速に収縮狭窄して、このためにイヌは死亡する。このステント抜去後の狭窄を防ぐことがこの実験の結果を向上させる鍵と思われた。人工気管では、気管壁の改良を行い、空気瘻を防ぐとともに、自己組織の再生分化を促進するコラーゲンスポンジを複合化することにより、成績の向上を目指した。この結果、気管分岐部のY型置換において、1998年秋より手術成績は飛躍的に向上した。現在、分岐部再建に成功したイヌは10頭を越えている。人工血管もこれまでのブタの頚動脈から作成したXENO人工血管をイヌの腹部大動脈に移植する実験を続けている。ブタの血管構成細胞をdetergentを除去し、ヘパリン化して抗血栓性を付与する手技を確立している。人工神経は、末梢神経をコラーゲンチューブで連結する方法を続けており、ラミニンをコーティングしたコラーゲン線維をチューブに充填して8cmの間隙を急速に再生させる実験に取り組んでいる。3カ月で機能の再生を確認しており、研究期間内に病理的な検討を行う予定である。欠落した自己組織を自己の治癒再生能力を引き起こすことによって、正常の形態と機能を復元させる方法を研究している。まず、豚皮から酵素で抽出したコラーゲンを温度コントロールのみによって3次元構造体とし、欠落した組織や内臓の部分に埋入し、必要に応じて細胞増殖生長因子や自己の骨髄細胞を注入することにより、血管、神経、食道、気管、膀胱、骨などの再生が可能となり、機能的、形態的評価を行えた。中でも、コラーゲンの3次元立体構造物の形態、物性、消化速度を自由にコントロールできるようになり、これが組織の再生に最も大きな因子となることが明らかにされた。
初期宇宙における物質-反物質非対称性の生成と素粒子集団励起

本研究では、初期宇宙の電弱相転移前後における素粒子の集団励起の観点から、宇宙における物質-反物質非対称性の生成について調べた。現象論的に注目されるレゾナント-レプトジェネシスでは、レプトン数が素粒子物理学の最前線の電弱相転移前後で生成される。相転移前後の左巻きニュートリノのスペクトル関数は、有限のWeak Boson質量により非自明な集団励起を持つ。本研究ではこの効果を取り入れて、レプトン数生成の鍵となる右巻きニュートリノの崩壊率を計算した。Weak Boson質量を無視した場合に較べ、100GeV前後の温度領域で20%-30%ほど崩壊率が大きくなる事を示唆した。観測から強く示唆される宇宙の物質-反物質非対称性(Baryon Number Asymmetry, BAU)は、素粒子論-宇宙論における最大の謎の一つである。素粒子物理学の最前線である電弱-TeVスケール宇宙におけるBAU生成はResonant Leptogenesisシナリオを筆頭に盛んに研究されている。このシナリオでは、仮設粒子である右巻きニュートリノがHiggs粒子およびleptonに崩壊する過程を通してBAUのモトとなるlepton数が作られる。崩壊率の計算には電弱-TeVスケールの温度効果を取り入れた式が必要であり、平成27年度の研究においてその解析的表式の詳細と性質を明らかにした。崩壊過程の中間状態には、Weak-Bosonのプラズマが関与するが、その分布関数-Bose-Einstein分布-は発散する場合がある。上記の崩壊率はそのような発散を含む関数の積分値であるが、物理量なので積分結果は有限でなければならない。発散がどの様に回避されて有限値がでるのか?描像を簡単化すれば、崩壊が許される運動量領域(support)内には発散が含まれない事が発散回避のメカニズムである。しかしsupportの「境界」付近に発散が生じている場合が多くあり、その振る舞いを定量的に評価する事はもう一段複雑な問題である。本研究は従来の研究と異なり、崩壊先のleptoonの有効自由度として電弱スケール温度効果を含んだ非自明なスペクトル関数を用いるが、これが発散の問題を非自明にしている要因の一つである。平成27年度の研究の成果のコアは、support境界で非積分関数が発散する場合に、適切なparameterによる展開式を見つけ定量的に評価する方法を開発した点にある。これは今後予定されている崩壊率とBAUの数値計算において、不可欠なステップである。上記で説明した発散の問題は、研究計画段階で概要は想定はしていたが、細部まで詳らかにするのに予想を超える解析計算量が必要であった。これに付随して数値計算のcodingも改良する必要があり、試行錯誤に時間を要した。ただしこれらの困難は原理的なものではなく、慎重かつ適切に事を進めれば確実に解決する問題である。遅れている理由は2つある:1.高温初期宇宙を想定する本研究では、R_xiゲージの電弱理論とHTL resummationを組み合わせる必要がある。この組み合わせは、先行研究において未だ具体的な式が書き下されていない。従ってその理論的枠組み自体を自ら作り上げる必要があり時間と労力を必要とする。これについては研究を進めて議論と文献精査を進めた事で判明してきた事であり、当初の予想より時間を要する事が判明した次第である。2.本研究はEffort 75%を想定して計画された。しかし科研費獲得と前後して現在のフランス-マルセイユにおけるpositionが決まり、別な義務が発生し75%を割り当てられていない。本研究では、初期宇宙の電弱相転移前後における素粒子の集団励起の観点から、初期宇宙における物質-反物質非対称性の生成について調べた。電弱相転移は素粒子物理学の最前線の一つである。現象論的に注目されるresonant leptogenesisでは、lepton数が電弱相転移前後で生成される。従って相転移前後の左巻きneutorinoのスペクトル関数の集団運動と、右巻きneutrino崩壊率の関係が重要であり、それについてを調べた。この場合、左巻きneutrinoは、質量を持つweak bosonと相互作用するため、従来のhard-thermal (HTL)近似は妥当ではない。従って先行研究で求めた、one-loop摂動論のスペクトル関数を用いた。HTL近似を用いた場合より、崩壊率は最大30%程度大きくなる事が分かった。物質-反物質非対称性を研究において、左巻きneutrinoの非自明なスペクトル関数が重要な役割を果たす事を示唆している。研究成果は、本報告の前年、2016年夏にNorwayでの国際会議Strong and Electroweak Matter 2016で発表:本研究では、初期宇宙の電弱相転移前後における素粒子の集団励起の観点から、宇宙における物質-反物質非対称性の生成について調べた。1)まず最初に右巻きニュートリノの崩壊率の計算を、我々の先行研究[1]で求めたスペクトル関数を用いて評価する。

これまでの研究成果で、崩壊率の計算を完成させる道具立ては全て揃っている。従って、7月の国際会議[2]までに完成させる事を目指す。2)スペクトル関数の改良にSchwinger-Dyson方程式を用いた方法を開発する。解のgauge依存性の問題が懸案だが、最近の論文[3]が参考になる。3)最終目標として、Resonant Leptogenesisの簡単なbenchmark modelにおいてBAUの計算を行い現象論的考察をする。4)上記と並行して、本研究と最近の興味深い進展との関係性を考察する: Higgsの有効potential [4]、電弱相転移と重力波[5]、LeptogenesisとLHCによる750GeV excessの関係[6]など。1. R_xiゲージのHTL電弱理論の確立は、今年の夏をめどに完成させ、一時帰国時に京都大学の共同研究者と議論する。2. Effortの割り当てについては75%は難しいが、優先順位をあげて本研究を最優先課題とする。現在のpositionにおける義務は2本の論文としてまとめられつつあり、少なくとも数ヶ月の間、本研究に軸足を移す機会を得られるだろう。素粒子物理学平成27年度中に右巻きニュートリノの崩壊率の数値計算を、九州大学或いは名古屋大学のHPC Clusterを用いて開始する予定であったが、やや計画が遅れており平成28年度にずれ込んだ。なお5月下旬に数値計算を始め、6月中に崩壊率の第一報を得られる予定である。またMathematicaのサイト-ライセンスを購入予定であったが、現在所属しているAix-Marseille大学でライセンスが(科研費を使用ぜずとも)得られたので、その分を28年度における研究活動に充てる事となった。本研究における科研費の主要な用途は、名古屋大学或いは九州大学における計算機の共同利用枠購入である。研究実施状況がやや遅れているため、まだ購入して数値計算を始める前の段階であり、その分次年度にて使用する事となった。上記の数値計算のHPC Cluster使用料、複数の国際会議(SWEM 2016, 7/11- 15, https://indico.cern.ch/event/507875/等)への参加料および旅費、日本国内における研究打ち合わせに際する旅費、および日本物理学会における発表に伴う旅費。今年度の夏を目処に数値計算実施のため計算機の共同利用枠を購入する予定である。
早期から終末期における緩和ケアの質向上をめざした薬学的支援方法の確立

進行がん患者に早期から専門的な緩和ケアを行うことは、痛み、精神面、生活の質(QOL)、生存期間において良い影響を及ぼすことはよく知られている。しかし、がん疼痛患者における適切な薬学的支援方法についてはいまだ明らかにされていない。本研究の目的は、早期から終末期にいたるまでの身体的苦痛を緩和することで患者満足度および患者QOLを高めるための最適な薬学的支援方法を確立することである。
ガラスの多階層ダイナミクスの横断解析―超大規模分子シミュレーション―

液体が過冷却されアモルファス構造を凍結されるガラス転移について、その背後にある分子スケールから巨視的スケールにわたる多階層ダイナミクスを大規模分子シミュレーションによって明らかにした。特に、次元性に着目し2次元ガラスと3次元でどのように輸送特性が変わるのかを探ったところ、2次元ガラスは2次元結晶と同じ由来を持つ巨大熱ゆらぎを示すことを見出した。このこと、低次元ガラス系の緩和動力学を解析するには巨大な熱ゆらぎとガラス固有の構造再配置運動の分離する必要があることを示している。本研究課題は、ガラス転移におけるスローダイナミクスを特徴付ける、「動的不均一性」とよばれる時空間に不均一に発生する協調運動の物理的起源を明らかにすることを目的とする。ガラス転移点近傍では静的構造が液体と同じく短距離的にも拘らず、動的不均一性の空間スケールが分子スケールを顕著に超えることが明らかにされてきた。このことから動的不均一性がガラス転移を導く主要な役割を果たすとされるが、これを系統的に解析するために連続体スケールに匹敵する超大規模分子シミュレーションを実行している。今年度は、シミュレーションにおける有限サイズ効果の次元性を詳細に議論することに焦点を当て、動的不均一性の発生メカニズムに新しい視点を与えたことが得られた成果のひとつである。すなわち、等方的ポテンシャルを相互作用とする単純液体の2次元系と3次元系とで、動的不均一性に対する4点相関関数とボンド切断法の2種類の解析方法による構造因子を解析した。2次元系で4点相関関数で顕著な有限サイズ効果があり低波数での漸近形が得られないことがわかった。一方、3次元系ではいつれの手法でも構造因子の低波数における極限値を与えることができ、これにより動的不均一性の相関長を数値シミュレーションから精密に決定することに成功した。以上、顕著な次元性の違いの観点から、動的不均一性の発生メカニズムを明らかにする端緒となる結果を得ている。ガラス転移とは融点以下の過冷却状態で見られる液体からアモルファル状固体への転移であるが、通常の相転移現象とは異なり液体とガラスの構造を区別する秩序変数が存在せず、このことがガラス転移の本質的な理解を難しくしている最大の要因である。しかしながらガラス転移点近傍において出現する遅いダイナミクスにおいて、メソスケールにわたる動的不均一性と呼ばれる協調再配置運動が顕著となることから、この動的不均一性の発生メカニズムを理解することがガラス転移現象の本質であると考えられている。本研究課題では、1000万粒子数程度の大規模分子動力学シミュレーションをおこないミクロからメソスケールへガラス転移のスケール階層性の解明にチャレンジするものである。また2次元と3次元と系の次元性を系統的に変えることによって動的不均一性の本質を理解することを目指している。また解析手法として、ボンド切断法と4点相関関数法を用いて動的不均一性の相関長の評価をしている。本年度は、昨年度から引き続き動的性質の次元依存性に焦点を当て解析を進めた。その結果、ボンド切断法は協調再配置運動由来の感受率を検出できる一方で、4点相関関数法は振動モードの影響を受け動的不均一性の相関長を過大評価することを明らかにした。特に2次元系では大規模振動モードが長波長に渡って発生することから、低波数側において2つの解析手法による相関長の評価に顕著な違いがあることを見出している。これらの結果は現在論文投稿中である(H. Shiba, T. Kawasaki, and K. Kim, arXiv:1510.02546)。異なるサイズ比からなる2成分粒子系、具体的にはKob-Andersen模型や12乗斥力模型の大規模計算をおこなった。最大粒子数は1024万粒子数、主な計算は128万粒子数で行った。これにより得られた軌道を解析し、動的不均一性と長時間緩和にかかわる時空間スケールの評価をおこなった。まず、時間スケールに関する解析として、密度場の時空揺らぎを解析するために導入された4点相関関数に加えて、協調再配置のイベントの分布を取り出すことのできる結合破断関数を評価した。これらによって評価される緩和時間は(2次元系同様)3次元系でも一意ではないことが明確に示された。一方で、空間スケールを表す相関長は、時空関数に対して定義される構造因子を通じて評価した。低波数極限でこの構造因子がゼロ波数極限の収束値に達するほど巨大な系を用いているため、我々の計算はこれまでにないレベルで正確である。その結果、3次元系ではそれぞれのモデルについて両者同様の相関長となることが分かった。大規模振動が協調再配置による動的不均一性を凌駕している2次元系とは振る舞いが顕著に異なっており、動的な不均一分布は3次元系では一意に定まることを示唆する。これらは振動モードの振る舞いが次元によって大きく変わる性質に由来することを明らかにしている。液体が過冷却されアモルファスな構造を凍結させる現象をガラス転移と呼ぶ。ガラス転移点近傍における遅い緩和現象において分子の運動に注目すると、ガラスは液体と酷似する乱れた構造をもつ一方、速い領域と遅い領域の空間不均一性が観測される。これを「動的不均一性」といい、Stokes-Einstein則の破綻などのガラスで特有な異常物性を説明する鍵であるとされている。本研究課題では、動的不均一性の発生メカニズムを明らかにするために、大規模分子動力学シミュレーションをおこなうことによってミクロな分子スケールからの解明を目指した。2次元結晶系ではMermin-Wagnerタイプの長波長熱振動が物性を支配している。

一方で、アモルファス物質で熱振動の次元性に着目した研究はなく、そこで2次元および3次元ガラス系の系統的な解析をおこなった。2次元ガラス系において無限の大きさをもつ対数的な強さで発散する振動ゆらぎと粒子の入れ替わりによる拡散ジャンプの両者の重ね合わされた動力学が実現されていることを見出した。前者の振動ゆらぎは線形分散領域における弾性音波によってもたらされており、音波の線形ゆらぎを記述するデバイモデルのアナロジーから記述される。しかしながら、分子サイズを超えた広い領域に及ぶことから、ガラス特有の協調再配置運動を見かけ上覆い隠すことになる。そこでボンド切断法による局所的な配位数ゆらぎを抽出すれば、2次元・3次元系のいずれにおいても構造緩和の素過程は粒子ジャンプ運動で特徴付けられることを明らかにした。液体が過冷却されアモルファス構造を凍結されるガラス転移について、その背後にある分子スケールから巨視的スケールにわたる多階層ダイナミクスを大規模分子シミュレーションによって明らかにした。特に、次元性に着目し2次元ガラスと3次元でどのように輸送特性が変わるのかを探ったところ、2次元ガラスは2次元結晶と同じ由来を持つ巨大熱ゆらぎを示すことを見出した。このこと、低次元ガラス系の緩和動力学を解析するには巨大な熱ゆらぎとガラス固有の構造再配置運動の分離する必要があることを示している。ガラス転移点近傍では動的不均一性の相関長は分子スケールを超えることから、大規模計算の必要性・重要性は当該分野で長年指摘されている。昨今分子シミュレーションの高速化は様々な既存パッケージ等でなされ長時間シミュレーションが簡便に入手可能になっているが、その一方でシミュレーションの大規模化は取り残された問題のひとつになっている。特に3次元系でシミュレーション粒子数の1/3乗に比例する形でしか低波数に到達することができない。本研究では、千万粒子数に迫る超大規模分子シミュレーションを実行でき、これによりこれまでにない解析結果の提出が可能となっている。昨年度から引き続き、ガラス転移を示す2成分球対称モデルに対する大規模分子動力学シミュレーションの解析をおこなう。特に今年度は構造エントロピーとガラスの遅い緩和ダイナミクスの相関について詳細な解析をおこない、微細な密度揺らぎが動的不均一性を介してどのように遅いダイナミクスを引き起こすかについてそのメカニズムを明らかにする。統計物理学引き続き大規模分子シミュレーションによって動的不均一性の時空間構造とその発生メカニズムを解析する。連続体近似に迫れるほどの長波長・低波数領域における分子シミュレーションの優位性を活かして、ガラス転移の動力学の異常性と構造の関係を系統的に調査する。特に平成27年度は過剰エントロピーと拡散係数などの動力学の関係にターゲットを絞って解析し、高温の液体状態とは異なるガラスの遅いダイナミクスの起源について明らかすることを目指す。当初の使用計画の通り予算執行したが、代表者の金、分担者の芝ともに所属機関の異動があったことから予定していた研究打ち合わせを1回見合わせたことから次年度使用額が生じた。
チミンダイマー認識抗体によるDNAの光損傷修復

1)チミン2量体(チミンダイマー)を含むDNA断片の合成適当な保護機を導入したチミジン2量体に紫外線照射を行った後,3'-ホスホアミダイト体とすることによりチミンダイマーを含んだ結合ユニットとした.チミンダイマーを含んだオリゴヌクレオチド(dGCGGTTGGCG)をこの結合ユニットを用いてDNA合成機により大量合成した.2)チミンダイマーおよびピリミジン(6-4)光産物認識抗体の可変領域(F_V)遺伝子のクローニングと発現ベクターの構築マウス抗体F_V遺伝子配列のデータベースをもとにして、可変領域H鎖(V_H)及び(V_L)遺伝子のそれぞれの5'側および3'側にプライマーを設計した。紫外線損傷DNA認識抗体を産生するハイブリドーマ細胞から,PCR法によってV_HおよびV_L遺伝子をクローニングし,塩基配列を決定した。V_HおよびV_L両遺伝子を(Gly_4-Ser)_3というアミノ酸配列を持つフレキシブルリンカー部分の遺伝子(鎖長52merの2本のオリゴヌクレオチドをハイブリダイズさせたもの)を介して,T4DNAリガーゼにより結合させ,scFv遺伝子を得た。3)scFv遺伝子の大腸菌内での発現とscFvの精製scFv遺伝子をT7ファージRNAポリメラーゼのプロモーターを持つ発現ベクターに組み込み,大腸菌中で発現させ,scFvの精製を行いSDSゲルクロマトグラフィーで単一バンドを示すscFvを得た。4)scFvと損傷DNAとの結合上記のscFvのうちピロミジン(6-4)光産物認識抗体は本損傷を含むDNA断片と結合し,シクロブタンダイマーとは結合しないことを確かめた。1)チミン2量体(チミンダイマー)を含むDNA断片の合成適当な保護基を導入したチミジン2量体に紫外線照射を行った後、3'-ホスホアミダイト体とすることによりチミンダイマーを含んだ結合ユニットとした。チミンダイマーを含んだオリゴヌクレオチド(dGCGGTTGGCG)をこの結合ユニットを用いてDNA合成機により大量合成した。また、相補鎖(dCGCCAACCGC)を合成した後、ハイブリダイズさせて2本鎖DNAの抗原として用いる。2)チミンダイマー認識抗体の可変領域(Fv)遺伝子クローニングマウス抗体のFv遺伝子配列のデータベースをもとにして、可変領域H鎖(V_H)および可変領域L鎖(V_L)遺伝子のそれぞれの5'側および3'側にプライマーを設計した。紫外線損傷DNA認識抗体を産生するハイブリドーマ細胞から、PCR法によってV_HおよびV_L遺伝子をクローニングし、塩基配列を決定した。3)シングル鎖抗体(scFv)遺伝子の構築V_HおよびV_L両遺伝子を(Gly_4-Ser)_3というアミノ酸配列をもつフレキシブルリンカー部分の遺伝子(鎖長52merの2本のオリゴヌクレオチドをハイブリダイズさせたもの)を介して、T4DNAリガーゼにより結合させ、scFv遺伝子を得た。4)scFv遺伝子の大腸菌内での発現scFv遺伝子をT3ファージRNAポリメラーゼのプロモーター、lacのオペレーターおよびErwinia carotovoraのpel Bシグナル配列が存在する発現ベクターに導入後、lacのプロモーターおよびオペレーターの下流にT3ファージRNAポリメラーゼ遺伝子が組み込まれたプラスミドDNAをもつ大腸菌BL21株中でscFv遺伝子の発現を試みた。1)チミン2量体(チミンダイマー)を含むDNA断片の合成適当な保護機を導入したチミジン2量体に紫外線照射を行った後,3'-ホスホアミダイト体とすることによりチミンダイマーを含んだ結合ユニットとした.チミンダイマーを含んだオリゴヌクレオチド(dGCGGTTGGCG)をこの結合ユニットを用いてDNA合成機により大量合成した.また,相補鎖(dCGCCAACCGC)を合成した.

2)チミンダイマー認識抗体の可変領域(Fv)遺伝子のクローニングと発現ベクターの構築マウス抗体Fv遺伝子配列のデータベースをもとにして,可変領域H鎖(V_H)及び(V_L)遺伝子のそれぞれの5'側および3'側にプライマーを設計した.紫外線損傷DNA認識抗体を産生するハイブリドーマ細胞から,PCR法によってV_HおよびV_L遺伝子をクローニングし,塩基配列を決定した.V_HおよびV_L両遺伝子を(Gly_4-Ser)_3というアミノ酸配列を持つフレキシブルリンカー部分の遺伝子(鎖長52merの2本のオリゴヌクレオチドをハイブリダイズさせたもの)を介して,T4DNAリガーゼにより結合させ,scFv遺伝子を得た.3)scFv遺伝子の大腸菌内での発現とscFvの精製scFv遺伝子をT7ファージRNAポリメラーゼのプロモーターを持つ発現ベクターに組み込み,大腸菌中で発現させ,scFvの精製を行いSDSゲルクロマトグラフィーで単一バンドを示すscFvを得た.4)scFvと損傷DNAとの結合上記のscFvは損傷DNA断片と結合することを確認した.
文化の世代間継承に関する文化人類学的研究:インドネシアの事例から

インドネシアを事例に、首都と地方と辺境、民族伝統の違い、都市部と農村部や男女の違いに注目しつつ文化継承の実態を組織的に調査しデータを収集した。教育の普及やメディアの発達、生業の変化が文化継承のあり方や継承されようとするものに変化をもたらしていることを確認し、首都や都市部では民族文化も国民文化化するいっぽう、地方や辺境では民族間関係により民族意識の先鋭化が顕著なことが把握され、とりわけライフコースの変化が文化継承のあり方を規定していることが明らかになった。本年度の研究活動として、まず6月に全員が集まって調査地と調査方針を打ち合わせたあと、8月より各自の日程でインドネシアでの資料収集を行った。鏡味、中村,梅田はバリ州を中心に、森山、福岡は西ジャワ州を中心に、中川は東ヌサ・トゥンガラ州で、岡本はバンカ・ビリトゥン州で、長津は東ジャワ州のカンゲアン諸島周辺で、金子はランプン州で調査を行った。なお中谷は都合で今年度の現地調査を辞退し、研究協力者として阿良田麻里子(民博研究員)と森田良成(阪大院生)にそれぞれ西ジャワ州および西ティモール州での資料収集を依頼した。年度末には研究協力者を中心に調査報告をしてもらう打ち合わせ会も開いた。初年度の調査ですでに興味深いデータが収集されており、その成果の一部は各自の研究論文等で順次公表されつつある。しかし本共同研究の主眼は、インドネシアにおける文化の世代間継承の実態を、種々の観点と複数の調査地のデータをつきあわせ比較することで、総合的に把握しようとするものであり、次年度も引き続き資料収集を継続しつつ、統合的な比較分析の枠組みを構想していく。本年度の研究活動として、8月より各自の日程でインドネシアおよびオランダでの資料収集を行った。鏡味はジャカルタとバリ州で、中村,梅田、中谷はバリ州を中心に、森山はオランダで、福岡と研究協力者の阿良田麻里子(民博研究員)は西ジャワ州を中心に、中川は東ヌサ・トゥンガラ州で、岡本はバンカ・ビリトゥン州で、長津は東ジャワ州のカンゲアン諸島周辺で、金子はランプン州で調査を行った。それぞれ継続して調査している調査地で、文化慣習のほか、生業、地区組織、政治、教育、芸能、移住などの観点から資料を収集した。森山はオランダで植民地時代の文献資料を収集した。年度末には金沢で全員が集まり、これまでの調査結果報告と成果とりまとめの方向性について話し合う打ち合わせ会を開いた。これまでの調査ですでに基礎的なデータは集積されたほか、新たな分析視点を誘う興味深いデータが収集されており、その成果の一部は各自の研究論文等で着々と公表されつつある。ただ、それら個別の事例を相互につき合わせ、また文化の継承に関わる諸要因間の相互関係を解明することが、次の課題として残っている。最終年度はこれまでの各自の調査を継続発展させつつ、インドネシアにおける文化の世代間継承の実態を、種々の観点と複数の調査地のデータのつきあわせから解明する、統合的な比較分析の枠組みを構想していき、年度末の全体的な成果とりまとめと公開シンポジウム等での発表につなげたい。本科研調査最終年度の研究活動として、8月より各目の日程でインドネシアでの資料収集を行った。鏡味はジャカルタとバリ州で、中村,梅田、中谷はバリ州を中心に、森山、福岡と研究協力者の阿良田麻里子(民博研究員)は西ジャワ州を中心に、中川は東ヌサ・トゥンガラ州で、岡本はバンカ・ビリトゥン州で、長津は東ジャワ州のカングアン諸島周辺で、金子はランプン州で、そして研究協力者の山下晋司(東京大学)がスラウェシ州で資料収集調査を行った。それぞれ継続して調査している当該地域の文化慣習のほか、生業、地区組織、政治、教育、芸能、移住などの観点から資料を収集した。前年度末の金沢での中間報告会で各人の関心と資料収集・考察分析視点を議論し、言語や慣習、芸能などの文化要素の世代間継承の現状把握、その過程での要素の変化や創造、その背景となるライフコースの変化などが主要な論点となることを確認した。最終年度もそうした視点と問題意識に基づいて調査を行った。各人の調査成果の一部はすでに研究論文等で着々と公表されつつある。本科研の中心課題である、インドネシアにおける文化の世代間継承の実態を、言語や慣習、芸能、生業といった種々の文化要素について、その維持・継承と変化や新たな創造といった観点から、複数の調査地のデータをつきあわせることによって解明する点に関しては、現在参加各員から本科研テーマに関する調査成果をとりまとめた論文を収集中であり、科研調査の成果報告論文集として出版する準備をしている。
家禽精子の膜の機能に関する分子生物学的研究

過去2年間にわたり実施してきた本研究「家禽精子の膜の機能に関する分子生物学的研究」の成果を要約すると次のようになる。(1)家禽精子の膜の機能は、様々の因子によってコントロールされており、単一の条件によって左右されないことが確認された。また、精子の膜の機能を調節している主なものは膜の構成成分の一つである燐脂質が生化学的に変化することによるものであることが明かとなった。さらに、この燐脂質を性格をコントロールすることによっても、精子の膜の機能が大きく変化することも観察された。(2)また、家禽精子の生理学的特徴は、体外保存した場合に顕著に見られる受精率の低下であるが、これの主な原因も膜の機能変化にあることが明かとなった。この場合、膜の生化学的な機能を損なわないような精液希釈液を開発することによって、ある程度は精子の受精能力を保持することが出来るという可能性も示唆された。(3)これまでの常識として、精子の生理的機能が飼料中の成分によって調節されるというような事は全く考えられていなかった。しかし、今回の実験によって、精子のATPの濃度が飼料中の蛋白質含量によって変化するという現象が見られた。このことがもし事実だとすれば、今後精子の機能とくにエネルギーとしてのATP量を人為的に調節することができるということが示唆された。(4)細胞膜の修飾剤である「membrane purterbances」を精液の希釈液に添加すると、精子の膜の機能がある程度変化をうけて、運動性あるいは体外保存した場合の生存率などが改善されるとともに、受精能力もかなり改善されるということも確認された。したがって今後は精液を凍結保存する際にも、この方法は検討するに値するものと推察された。(5)これらのことを総合してみると、本研究の成果はこれまでの常識をある程度破るというものもあり、今後再検討を要することが必要であろう。しかし、これらの結果は事実であり、真実の現象として謙虚に受け止めることが大切である。これまで筆者らは、かたくなに家禽精子の膜の機能と受精能力との関連性について検討してきたが、今回の成果は、さらに新しい事実を提供してくれたことになり、今後の研究の領域が一段と広まったことになる。まず、本年度の目標であった家禽精子の膜の機能を測定するために検討した薬品Ethidium Bromide(EtBr)が極めて有効に利用できることが証明された。、また、膜に特異的に存在する燐脂質の過酸化反応を測定することによって、膜の機能がある程度測定できることも確認された。さらに、膜の透過性を検討するために実施したアミノ酸とグルコースの取り込み量の測定も極めて有用であることが判明した。一方、家禽の種類、系統あるいは個体間などによる精子の膜の機能にかなりの相違がみられたので、今後はあらゆる角度から精子の膜の機能についてさらに詳細に検討するための方法論を確立することが必要であろう今年度に得られた研究成果を要約すると次の通りである。1)EtBrは細胞のDNAに特異的に結合するために、測定が極めて簡単で精子の膜の機能を測定するのに最適な方法のひとつであることが証明された。とくに膜の機能が傷害を受けた場合の判定は、この薬品を使用することによって容易にできることが確認された。

しかし、この試薬を用いる場合には、測定を迅速に行うことが重要で、時間と経過とともに膜の機能が微妙に変化することも明らかとなった。2)家禽精子の膜の燐脂質の過酸化反応は通常ではあまりに起こり得ないことがわかり、この測定による膜の機能の推定はあまり確実性がないということも推察された。従って、今後は哺乳類精子の場合と比較して、精子の膜の生化学的性質をも考慮した新しい反応法についても検討する必要があるものと思われる。3)精子の膜の透過性を検討するために用いたアミノ酸及びグルコースの家禽精子による取り込み量の測定方法は著者らが既に報告したもので十分であることが証明された。この方法で定量した上記二物質の取り込み量の変動は極めてよく膜の機能を反映しているものと考えられた。しかし、この方法も精子の膜の機能の僅かな微妙な変化に対しても反応するために、測定条件を厳密に設定することが重要である。本年度の研究によって得られた成果を要約すると、次のとおりである。(1)家禽精子を体外で保存(低温あるいは凍結)した場合、膜の燐脂質が顕著に過酸化されることが明かとなり、とくに凍結保存した場合に最も過酸化の程度が進むものと推察された。また、精子の膜の微細構造の変化も凍結保存した際に顕著に観察されることが確認された。(2)家禽精子を保存する際に、細胞膜の修飾化合物(membrane perturbance)で処理すると、膜の過酸化がある程度防止できることが確認された。とくに、膜の形態が正常に維持されていることが認められた。また、このような細胞膜の修飾剤である化学物質を探索してさらに有効なものを発掘すれば、精子の体外保存希釈液の構成成分として活用できるものと推察された。(3)体外保存希釈液にカルシウムを添加した場合にも、膜の機能変化が認められ、とくに膜の表面における化学的な修正が起こるものと推定された。したがって、膜の表面にカルモジュリンのような物質が存在するものt考えられた。さらに、このカルシウムとカルモジュリンとの関連性については、精子の受精能力とも密接に関わっているものと考えられた。(4)精子の膜の機能的な変化を微細構造学的に観察したところ、とくに過酸化が生じた精子では、膜の表面構造が不定型になり、明らかに変性していることが確認された。したがって、精子の膜の機能変化と微細構造とは密接の関係しており、それが精子の受精能力とも関連していることが確認された。
牛乳蛋白質の腸細胞成長調節作用と感染予防・治療への応用に関する基礎研究

市販の牛乳α-ラクトアルブミン(α-LA)は、Lot間に顕著な違いが見られたものの、ラット小腸クリプト由来培養腸細胞IEC-6の増殖に対して用量依存的に顕著な阻害作用を示した。この作用は、30分間という短時間の暴露によっても、アポトーシスの誘導を介して不可逆的なかたちで細胞死を引き起こした。こういった細胞死誘導作用は、還元条件下のSDS-PAGEで非解離性の30kDaもしくはそれより大きな分子質量を示すダイマー/オリゴマー分子種含有凝集形態(SDS安定性オリゴマー)のα-LAに認められた。もう一つの主要牛乳乳清蛋白質であるβ-ラクトグログリン(β-LG)の市販標品はIEC-6の増殖に関して促進もしくは阻害の作用を示した。促進作用はネイティブダイマーのβ-LGに起因し、阻害作用は、SDS-PAGEで37kDa及びそれより大きな分子質量を示すSDS安定性オリコゴマーのβ-LGに起因すると考えられた。こういったβ-LGの細胞増殖阻害作用は増殖の一時的停止であった。ホルスタイン乳牛の常乳から従来法によって調製したネィティブモノマーのα-LAは培養腸細胞の増殖を促進させたが、トリフルオロエタノール(TFE)含有バッファーで処理することによってSDS安定性オリゴマーとした後は細胞死を誘導するようになった。同様に、ネイティブダイマーのβ-LGは培養腸細胞の増殖を有意に促進させたが、同様の処理によってSDS安定性オリゴマー状態とした後は細胞増殖の停止を引き起こした。ヒトロタウィルス感染後の乳飲みマウスへのネイティブモノマーα-LAの経口投与は感染からの回復を穏やかなかたちで促進させた。一方、SDS安定性オリゴマーのα-LAの経口投与は、下痢症状の一時的な悪化を伴ったが、下痢からの劇的治癒をもたらした。これらの結果は、異なるLotの市販α-LA標品が同様な実験において示した回復に及ぼす影響の違いを説明するかも知れない。結論として、牛乳乳清の主要蛋白質によるin vitroでの培養腸細胞増殖制御作用は、促進及び阻害のいずれの場合においても、不都合な状態に陥った腸細胞の迅速排除もしくは正常腸細胞の迅速供給による腸組織の速やかな修復を通して、in vivoでの有効な整腸作用につながる可能性がある。牛乳乳清の主要タンパク質であるα-ラクトアルブミン(α-LA)は細胞を傷害し、細胞死(アポトーシス)を誘導するのに対して、β-ラクトグロブリン(β-LG)は細胞の増殖を停止させる一方で、機能上の分化を誘導する作用を示す。本研究では、それらの作用が感染防御において有用な生理的意義を持つことをin vitro及びin vivoで検証することを目的とし、本年度は以下のような研究成果を得た。(1)モノクローナル抗体作製:β-LGについて有望なハイブリドーマ株を選別し、培養上清中の抗体を用いた特異性の検討の結果、牛乳β-LG特異モノクローナル抗体であることが確認された。一方、α-LAについては現在のところ有望なハイブリドーマの作製にいたってはいない。継続して検討中である。(2)細胞成長の負の調節作用確認:DNAフラグメント化についてチミジン取り込み法及び市販キットによる検討を行い、α-LAによるアポトーシス誘導の強い示唆を得た。

継続して確認実験中である。β-LGについてはWST-1法による検討を行い、成長阻害を確認した。細胞表層酵素活性の測定による機能分化の確認実験を継続して計画中である。(3)細胞調節と分子構造相関:クロマトグラフィーによる活性分子種の検討を行った。α-LAについては、Superdex75のゲルろ過で分離される高分子量化した分子種には活性が認められず、単量体フラクションに活性が認められたことから、活性分子種はコンフォメーション変化を起こした単量体のフォールディング変異体であることが予測された。β-LGも同様にSuperdex75のゲルろ過で分画したところ、高分子量化した分子種を含むフラクションに強い活性が認められ、単量体フラクションには活性がほとんど認められなかった。従って、β-LGの活性分子種はコンフォメーション変化にともなって高分子量化したフォールディング変異体であることが予測された。現在それらの変異体の常乳からの分離を種々試みている。(4)動物への投与の影響評価:ヒトロタウィルス感染の動物実験モデル系を用いて、感染後のα-LA投与の影響を観察したが、下痢からの回復時間の短縮を認めるにはいたらなかった。用いたα-LAのアポトーシス誘導活性が低かったことと投与量が十分ではなかったことが理由と思われる。牛乳乳清の主要タンパク質であるα-ラクトアルブミン(α-LA)は細胞を傷害し、細胞死(アポトーシス)を誘導するのに対して、β-ラクトグロブリン(β-LG)は細胞の増殖を停止させる一方で、機能上の分化を誘導する作用を示す。本研究では、それらの作用の感染防御における有用性を検証することを目的としている。(1)特異抗体作製とタンパク質分離:β-LGについては一つのハイブリドーマ株を得ることが出来たが、α-LAについては有望なハイブリドーマの作製にいたらなかった。モノクロナール抗体(β-LG)もしくはポリクローナル抗体(α-LA)固定化カラムを作製し、牛乳から特異的に分離したβ-LG及びα-LAはいずれも市販標品と同一の細胞への影響を示し、いずれの場合もそれぞれのタンパク質自身が作用を示すことが確認された。(2)細胞成長制御作用:DNAフラグメント化及び細胞形態観察によってα-LAによるアポトーシス誘導を確認した。β-LGについても増殖阻害作用を確認しているが、今回・無血清培養においてはβ-LGが強力な増殖促進作用を示すことを新たに見出した。すなわち、β-LGは細胞の状態に応じて、高濃度FCS存在下では負の方向、FCS不在下では正の方向へと腸細胞成長の制御を行うことが示唆された。(3)分子構造相関:α-LA及びβ-LG負の方向への作用については、いずれの場合も高分子量化した分子種に活性か認められた。一方、β-LGの正の方向へ作用では、二量体フラクションに強い活性が認められたことから、それぞれの作用に応じて活性分子種が異なることが示唆された。(4)動物への投与の影響評価:ヒトロタウィルス感染の動物実験モデル系を用いて、感染後のα-LA投与の影響を観察した。三回の実験を行い、いずれの場合も下痢からの回復時間の有意な短縮を認めた。効果は高濃度投与でのみ認められ、投与試料中の活性成分のレベルと相関するものと思われる。
ソシオテクニカルシステムアプローチを取り入れた次世代農村計画手法の開発

平成30年度の研究計画は、「集落機能の体系的な解明とICTによる機能の代替可能性の評価・予測」であった。計画に従い、まず集落機能という概念を体系的に整理するために、戦後出版された関連する学術文献を網羅的に収集し、集落機能の定義について整理した。その結果、集落機能は多種多様な使われ方をしていることがわかり、研究計画で述べた福与(2011)による概念整理が最も利用しやすいことがわかった。この結果に基づいて、農林水産省による「地域の農業を見て・知って・活かすDB農林業センサスを中心とした総合データベース」をもとに、福与(2011)による集落機能を具体的に表現する指標の抽出・整理を行った。上記データベースは農林業センサスに限らず様々な統計データを集落単位に整理しなおしたものであり、小地域を対象に全国的に整備されたデータは国際的にも珍しいものである。本データを用いると、全国集落についてシミュレーションを行うことが可能となる。仮に選定した指標をもとに、iThink社のStella Architectを利用してシミュレーションモデルを設計中である。他方で、地域振興機能、自治機能、生活互助機能等の補完性が期待されるソーシャル・メディアに着目し、これまでの研究と組み合わせて全国の全集落における集落機能の補完状況を分析した。本研究成果は、「How social media can foster social innovation in disadvantaged rural communities」というタイトルでSustainability誌に投稿済みである。また、限界集落かが過度に進む綾部市古屋地区を対象として、メディアを用いた集落機能の補完状況を分析中である。これらより得られた知見を次年度以降のシミュレーションモデル作成に利用する予定である。本年度は、集落機能のうちの一部機能(地域振興機能、自治機能、生活互助機能)とソーシャル・メディアに注目して研究を進めており、その他の集落機能を補完する他のICT技術については、文献調査の段階に留まっている。AIやIoT、ロボティクスといった分野は実証研究が緒についたばかりであり、具体的な対象地を選定しきれていないことが理由として挙げられる。その代わりに、平成31年度以降に予定していた集落機能を構成する指標の調査・抽出とシミュレーションモデルの仮設計に進んでおり、トータルではおおむね順調に進展していると考えられる。今後は、初年度に文献調査しか整理できていないAI, IoT,ロボティクス等の技術を前提として、具体的に実証実験が行われている地域を選定する。そして、それらの地域で技術の利用者や開発者等にヒアリング調査を実施し、集落機能の代替可能性について分析を行う予定である。同時に、ICTをドライバーとしたシナリオ設定に基づいてシステムダイナミクスによるシミュレーションモデルを作成し、ICTが将来集落機能の維持に与える影響について分析・評価する予定である。平成30年度は、データの整理補助のための人件費に関する支出が非常に少なかったが、次年度以降はこれまでに収取したデータ分析のために人件費を使用する予定である。