hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
変態期ヒラメで左右非対称に発現する遺伝子群の単離と甲状腺ホルモン制御機構の解明（国際共同研究強化）

ヒラメやカレイなど異体類は、左右対称な仔魚として発生した後、変態期に眼の移動と有眼側の色素胞分化により、左右非対称な成魚の体制へと移行する。ヒラメなど水産重要種では種苗生産が行われているが、人工飼育下では変態の異常が発生して問題となっている。本研究は変態の分子メカニズムを理解することにより、増養殖の高効率化を目指している。スペインでも水産増養殖が盛んに行われているが、異体類の養殖では体色異常や骨格異常が発生して問題となっている。海外共同研究者のMatthias Carl博士はゼブラフィッシュの左右軸分化について顕著な成果を上げており、本共同研究ではヒラメの左右非対称化についてモデル生物を用いて解析することを計画していたが、ドイツ・ハイデルベルグ大学からイタリア・トレント大学に異動したため、一部の実験計画に乱れが生じた。Carl博士が開発した間脳の左右を判別可能なGFPゼブラフィッシュを使用して、発現解析を行う左右軸の撹乱サンプルを得ることができたが、実験魚飼養施設の整備が遅れていることから、サンプル数に問題が残った。バルセロナ大学のCristian Canestro博士は体制が単純な脊索動物オタマボヤの円柱を研究している。異体類の変態を制御する甲状腺ホルモンは、円柱の相同器官で生成されることから、単純な体制のオタマボヤで甲状腺ホルモンシグナリングについて、オタマボヤのゲノム情報を参考にしてオタマボヤが進化的に喪失/維持してきた甲状腺ホルモンシグナルネットワークについて解析した。また最近開発した遺伝子導入システムを見学することができた。Rotllant博士は大西洋イシビラメ(ターボット)をモデルとし、骨格と色素胞分化の研究を行っている。ゲノム情報を利用してヒラメの遺伝子のターボットオーソログを単離し、Rotllant博士の背腹軸/有眼側・無眼側RNAサンプルを使用してqPCRにより遺伝子発現を定量的に解析することができた。国際共同研究者の一人、Carl博士はドイツ・ハイデルベルグ大学からイタリア・トレント大学に移動した。移動先で計画されていた実験魚の飼育施設の建設が予算都合により延期され、当初予定していた研究計画の一部を実行できなかった。一方で、Rotllant博士は本研究とは独立に変態期のエピゲノム解析を始めており、新たなデータは本研究の解析およびその考察にとても重要であることが予測されるため。ほとんどの実験計画は、予定通りに実施できているが、Carl博士の研究室で実施予定だったゼブラフィッシュ初期胚に関する実験は、左右軸に関する表現型を再現できる処理条件を日本で試行し、代替実験を検討している。Rotllant博士が実施しているエピゲノムに関する解析は、データを入手できたら、これまでに実施したRNA-seq解析の結果と合わせて、発生タイミングおよび変態タイミングを考慮してデータを再スクリーニングし、必要に応じて、クローニングおよび発現解析等を行なう。内定年度:2015ヒラメやカレイなど異体類は、左右対称な仔魚として発生した後、変態期に眼の移動と有眼側の色素胞分化により、左右非対称な成魚の体制へと移行する。スペインの国立海洋研究所(スペイン・ビーゴ)のJosep Rotllant博士は、大西洋イシビラメの変態について研究しており、我々の日本産ヒラメのデータと比較検討することにより、異体類の変態の普遍的な分子メカニズムを解明する。ハイデルベルグ大学のMatthias Carl博士はゼブラフィッシュの左右軸分化について顕著な成果を上げており、本共同研究ではヒラメの左右非対称化についてモデル生物を用いて解析する。異体類の変態を制御する甲状腺ホルモンは、円柱の相同器官で生成されることから、単純な体制のオタマボヤで甲状腺ホルモンシグナリングについて解析する。2016年度は、Carl博士の研究室では、ヒラメ眼上棒状軟骨で左右非対称に発現する遺伝子のゼブラフィッシュ・オーソログを単離し、発現解析を行った。Canestro博士の研究室では、オタマボヤのゲノム情報を参考にしてオタマボヤが進化的に喪失/維持してきた甲状腺ホルモンシグナルネットワークについて解析した。Rotllant博士の研究室では大西洋イシビラメのゲノム情報を利用してヒラメのトランスクリプトーム解析で単離された遺伝子のターボット・オーソログを単離し、組織切片の作成、in situ hybridizationによる組織発現を解析することができた。2016年度は、ドイツとスペインの3機関について、合計2か月と短い滞在であったが、それぞれ充実した実験を行うことができた。ハイデルベルグ大学とバルセロナ大学では公開セミナーを実施し、本共同研究の内容について様々な研究者から有益な助言を得ることができた。ハイデルベルグ大学のCarl博士の研究室では、これまでのヒラメのトランスクリプトーム解析で同定された候補遺伝子について、ゼブラフィッシュ・オーソログをクローニングし、whole mount in situ hybridizationにより発現解析を行った。また硬骨・軟骨の酸性二重染色について、従来法と比較しながら条件検討を行うことができた。バルセロナ大学のCanestro博士の研究室では、複数の学生を交えて、活発に議論することができた。公開されているオタマボヤゲノムを利用して、重要遺伝子のオタマボヤ・オーソログの単離を試みた。これらはまだ完了はしていないが、引き続き解析を進める予定である。

スペイン・ビーゴの海洋研究所のRotllant博士の研究室では、あらかじめサンプリングを依頼していた予定時期の固定サンプルを使用して、我々が日本で行っている方法でパラフィン包埋と切片insitu hybridizationを行った。先方のラボのプロトコールと若干の違いがあったため、結果をふまえて今後の実験計画について検討した。今後はサンプルを増やして実験し、日本のヒラメと比較検討を行うことにより、変態の普遍的なメカニズムについて理解を深めたいと考えている。ヒラメやカレイなど異体類は、左右対称な仔魚として発生した後、変態期に眼の移動と有眼側の色素胞分化により、左右非対称な成魚の体制へと移行する。ヒラメなど水産重要種では種苗生産が行われているが、人工飼育下では変態の異常が発生して問題となっている。本研究は変態の分子メカニズムを理解することにより、増養殖の高効率化を目指している。スペインでも水産増養殖が盛んに行われているが、異体類の養殖では体色異常や骨格異常が発生して問題となっている。スペイン国立海洋研究所CSIC(スペイン・ビーゴ)のJosep Rotllant博士は、大西洋イシビラメの変態について研究しており、我々の日本産ヒラメのデータと比較検討することにより、異体類の変態の普遍的な分子メカニズムを解明する。ハイデルベルグ大学のMatthias Carl博士はゼブラフィッシュの左右軸分化について顕著な成果を上げており、本共同研究ではヒラメの左右非対称化についてモデル生物を用いて解析する。バルセロナ大学のCristian Canestro博士は体制が単純な脊索動物オタマボヤの円柱を研究している。異体類の変態を制御する甲状腺ホルモンは、円柱の相同器官で生成されることから、単純な体制のオタマボヤで甲状腺ホルモンシグナリングについて解析する。これまでの訪問を通して、オタマボヤのゲノム情報を参考にしてオタマボヤが進化的に喪失/維持してきた甲状腺ホルモンシグナルネットワーク、および色素胞分化関連遺伝子について解析した。またヒラメのトランスクリプトーム解析で単離された遺伝子のターボット・オーソログを単離し、in situ hybridizationによる組織発現を解析することができた。Rotllant博士が樹立したゼブラフィッシュのトランスジェニック系統および遺伝子破壊系統を使用して色素胞分化関連遺伝子の機能解析に着手した。2017年度はスペイン国立海洋研究所のJosep Rotllant博士およびスペイン・バルセロナ大学遺伝学研究部門のCristian Canestro博士の研究室を訪問し、それぞれ共同研究を実施した。Rotllant博士は大西洋イシビラメをモデルとした骨格と色素胞分化の研究、およびゼブラフィッシュをモデルとして様々な遺伝子のCRISPRミュータント系統およびトランスジェニックを作成し、遺伝子機能の解析を行っている。
慢性閉塞性肺疾患患者の増悪予防のためのセルフマネジメント促進プログラムの開発

本研究の目的は、慢性閉塞性肺疾患患者の増悪予防のためのセルフマネジメント促進プログラムを開発することである。プログラムを作成するにあたり、訪問看護師による増悪予防支援がCOPD患者のセルフマネジメント能力にどのような変化をもたらすかについて実施したインタビュー調査の分析を進め、訪問看護師による増悪予防支援として、「疾患・治療の理解」、「症状・栄養状態のコントロール」、「治療の実施」、「増悪予防」、「療養環境を整える」、「病気とともに生きる力を支える」という支援が明らかになった。また、これの看護支援により、「身体機能の低下、症状・徴候に対し医療的側面から取り組む力」、「置かれている状況に対処する力」、「日常生活を維持するための力」が身についていた。訪問看護師はしんどさという症状を緩和するための知識、技術の提供や、客観的データを示しながら身体の理解、治療の理解を促していた。この看護支援により、患者は自分の身体に起きていることを理解したり、治療や療養法などの効果を評価し継続する力や、質問したり相談する力が身につき、増悪予防につながっていた。これらの結果を踏まえ、感染予防だけでなく、高二酸化炭素血症予防も含めたセルフマネジメントプログラムを検討した。支援内容としては、セルフモニタリングへの支援に加えて、療養環境を整える支援を入れたプログラムとした。また、先行研究で使用したからだの状態記入表とパンフレットを統合した教育用教材を作成した。プログラムの実施を訪問看護師に依頼するにあたっての課題、調整について、訪問看護師に確認し、依頼の準備を整えた。今年度は、訪問看護師による増悪予防支援がCOPD患者のセルフマネジメント能力にどのような変化をもたらすかについて実施したインタビュー調査を論文にして成果を公表した。この分析結果を踏まえ、セルフマネジメント促進プログラムを検討した。また、プログラムを実施するための患者用教材を慢性疾患看護専門看護師に確認してもらい作成した。研究依頼施設、方法についても検討し、調整を行った。慢性閉塞性肺疾患患者の増悪予防のためのセルフマネジメント促進プログラムに基づいて介入を実施し、再入院回数、再入院までの期間、呼吸器感染症状の認知に対するチェックリスト、呼吸器感染症状への行動に関するチェックリスト、セルフケア能力の変化で評価を行う。訪問看護を使用している方は重症である方が多いため、訪問回数も週1回程度が考えられる。また、過去に増悪を経験している人を対象とするため再増悪も考えられる。そこで当初の予定であった6ヶ月ではなく、3ヶ月としてどのようなプログラムが有効であるのかを評価する。プログラムの実施においては、インタビュー調査の協力を得た訪問看護ステーション以外に、研究分担者のネットワークをとおして依頼を増やしていく。また、ホームページに研究活動を掲載し、研究協力者を募る。本研究の目的は、慢性閉塞性肺疾患(以後COPD)患者の増悪予防のためのセルフマネジメント促進プログラムを開発することである。セルフマネジメント促進プロラムを作成するにあたり、訪問看護師による増悪予防支援がCOPD患者のセルフマネジメント能力にどのような変化をもたらすかについて、半構成的面接法により明らかにした。研究協力者は8名の訪問看護師で、訪問看護の平均経験年数は14年だった。訪問看護師が、酸素療法について「くせになってはいけない。頼ってはいけない」という思いを持っている利用者に、低酸素になることの身体への影響を伝えることで、抵抗なく酸素を使用するようになっていった。また、酸素飽和度、脈拍を測定しながら一緒に歩き、測定値の意味を伝えていくことで、体調により数値が違うことを理解していった。このように、訪問看護師はその人の治療や療養法に対する考えを理解した上で根拠に基づいた説明をしたり、身体の状態を一緒に確認していきながら、必要な知識を提供することで、増悪予防に必要な身体の理解が深まった。訪問看護師が、利用者が痰を見ているときに、「どんな色ですか」と尋ねたり、体重や食事量について尋ねることで、利用者は「痰の色は関係あるのか」「痩せることとCOPDは関係あるのか」「食べなくても栄養がとれる方法はないのか」と質問したり、相談してきた。訪問看護師が利用者の身体の状態に関心を示すことで、自分の身体について質問したり、身体の状態を維持するための方法について相談できるようになった。訪問看護師が、「お風呂に入るときしんどくないですか」と生活での困難さを聞いたり、肩が凝っていますねと体に触れて、緊張している身体をねぎらうことで、自分のことを理解してくれている存在として、利用者と訪問看護師との関係性が深まったことが、セルフマネジメント能力の向上に繋がっていると考えられた。平成29年度は、COPD患者の増悪予防のためのセルフマネジメント促進プログラムの作成、およびプログラム実施のための介入マニュアル、患者教育用教材の作成を目標としていた。しかし、訪問看護師の実践事例についてのインタビュー協力者を得るのに時間がかかり、プログラム作成までできなかった。予定していた訪問看護ステーションにおいて、COPDの利用者が現在はいないということにより、インタビュー協力者がなかなか得られなかったことが理由である。

また、これの看護支援により、「身体機能の低下、症状・徴候に対し医療的側面から取り組む力」、「置かれている状況に対処する力」、「日常生活を維持するための力」が身についていた。訪問看護師はしんどさという症状を緩和するための知識、技術の提供や、客観的データを示しながら身体の理解、治療の理解を促していた。この看護支援により、患者は自分の身体に起きていることを理解したり、治療や療養法などの効果を評価し継続する力や、質問したり相談する力が身につき、増悪予防につながっていた。これらの結果を踏まえ、感染予防だけでなく、高二酸化炭素血症予防も含めたセルフマネジメントプログラムを検討した。支援内容としては、セルフモニタリングへの支援に加えて、療養環境を整える支援を入れたプログラムとした。また、先行研究で使用したからだの状態記入表とパンフレットを統合した教育用教材を作成した。プログラムの実施を訪問看護師に依頼するにあたっての課題、調整について、訪問看護師に確認し、依頼の準備を整えた。今年度は、訪問看護師による増悪予防支援がCOPD患者のセルフマネジメント能力にどのような変化をもたらすかについて実施したインタビュー調査を論文にして成果を公表した。この分析結果を踏まえ、セルフマネジメント促進プログラムを検討した。また、プログラムを実施するための患者用教材を慢性疾患看護専門看護師に確認してもらい作成した。研究依頼施設、方法についても検討し、調整を行った。訪問看護師による増悪予防支援が、COPD患者のセルフマネジメント能力にどのような変化をもたらすかを明らかにするために実施したインタビュー結果の分析を終了し、セルフマネジメントの能力の構成要素、看護師のケアの要素を明らかにする。これらの結果を踏まえて、増悪予防のためのセルフマネジメント促進プログラムを作成する。また、プログラム実施のための介入マニュアル、患者教育用教材を作成し、プログラムを用いた介入を開始する。プログラムの実施については、インタビューを実施した訪問看護ステーションの協力が得られると考えている。慢性閉塞性肺疾患患者の増悪予防のためのセルフマネジメント促進プログラムに基づいて介入を実施し、再入院回数、再入院までの期間、呼吸器感染症状の認知に対するチェックリスト、呼吸器感染症状への行動に関するチェックリスト、セルフケア能力の変化で評価を行う。訪問看護を使用している方は重症である方が多いため、訪問回数も週1回程度が考えられる。また、過去に増悪を経験している人を対象とするため再増悪も考えられる。そこで当初の予定であった6ヶ月ではなく、3ヶ月としてどのようなプログラムが有効であるのかを評価する。プログラムの実施においては、インタビュー調査の協力を得た訪問看護ステーション以外に、研究分担者のネットワークをとおして依頼を増やしていく。また、ホームページに研究活動を掲載し、研究協力者を募る。
アクチンと膜ナノドメインの協働による炭疽菌毒素の細胞侵入：１分子観察による解明

本研究の目的は、以下の作業仮説、すなわち、「ラフト親和性受容体では、受容体会合、安定ナノラフト領域形成、アクチン重合の3つの過程が協働的にはたらいて、シグナル変換と受容体の細胞内取込みを起こす」という仮説の成否を検証し、解明を進めることであった。具体的には、『炭疽菌毒素の受容体結合サブユニット(無毒)の細胞内侵入の初期過程』を研究パラダイムとした。毒素の細胞内への取り込みを担うサブユニットProtective Antigen(PA)が、膜貫通型受容体CMG2またはTEM8に結合すると、受容体からの細胞内シグナルが誘起され、毒素が結合した受容体は細胞内に取り込まれる。この過程と分子機構の解明を目指した。特に、PAからPA63が生成し、これが細胞内に取り込まれて感染が起こるので、取り込み機構を重点に検討した。その結果、PA63の会合過程は複雑で、様々な制御機構が働くが、PA63の4量体とそれより大きな会合体には、ガングリオシドのGM1とGM3がコレステロール依存的にリクルートされて来ることが分かった。すなわち、PA63の4量体以上の会合体は、細胞膜上でのラフト形成の核となっていることが分かった。しかし、蛍光標識されたガングリオシドのGM1とGM3がPA会合体と共局在する時間は、それぞれ0.3秒程度と0.1秒程度と過渡的であった。すなわち、ラフトを形成する分子は、常に、外側の細胞膜バルク領域にある分子と交換していることが分かった。この結果は、以下を示唆している。すなわち、ラフト相互作用はGM1とGM3の両者に働くが、それに加えてGM1は、糖鎖の部分でPAかつ/またはPA受容体と直接に分子間相互作用をおこなっている、ということである。一方、この結果は、PA会合体が誘起するラフトは数nmから10nm程度の直径であり、ラフト脂質が高速で出入りする動的ラフトであることを示唆している。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は、外国人特別研究員のLiu博士が世界最速・2色同時の1分子追跡法を用いた研究から得た作業仮説、すなわち、「ラフト親和性受容体では、受容体会合、安定ナノラフト領域形成、アクチン重合の3つの過程が協働的にはたらいて、シグナル変換と受容体の細胞内取込みを起こす」という仮説の成否を検証し、解明を進めることである。具体的には、『炭疽菌毒素の細胞内侵入の初期過程』を研究パラダイムとする。この過程と分子機構の解明を目指す。毒素の細胞内侵入は、細胞膜の様々な生理機構を乗っ取ることによって可能になっており、侵入機構の解明によって、細胞膜(細胞骨格まで含めて)の生理機構の解明が大きく進展し、生物学・基礎医学全般に大きく貢献することが期待できる。本年度の研究では、細胞膜上でのPAの2量体から56量体への成長、ラフト脂質間相互作用による成長促進、それらの会合体が核となって形成されるラフト領域とそこへ出入りする分子の動態、などの検討を進めた。特に、ガングリオシドのGM1とGM3がPA会合体と共局在する時間は、それぞれ0.3秒程度と0.1秒程度と過渡的であり、ラフト相互作用は両者に働くが、それに加えてGM1は、糖鎖の部分でPAかつ/またはPA受容体との直接の分子間相互作用がある可能性を示した。このようにPA会合体が誘起するラフトは非常に小さく、ラフト脂質が高速で出入りする動的ラフトであることが分かりつつある。本年度の研究では、ほぼ予定通り、以下の検討をおこない、研究の進展をみた。(1)本年度は、PAとラフト親和性のガングリオシドGM1あるいはGM3との2色同時1分子追跡を行い、2量体から7量体の会合体に、これらのラフト脂質がリクルートされる様子を1分子観察した。非常に面白いことに、GM1とGM3はPA会合体にリクルートされ、それぞれ0.3秒程度と0.1秒程度PA会合体と共局在滞在することが分かった。この細胞では、内在性のGM1が少ないが、GM3は多いため、滞在時間の差は、内在性分子の数が違うことに由来する可能性がある。この可能性を調べるために、現在、GM3合成酵素を阻害した細胞を作製中である。これができれば、リクルートされる機構、滞在時間の決定機構が解明できると期待される。それで、平成29年度にも、本研究は継続する予定である。(2)小さなPA会合体が、その中や周辺に誘起するラフトは非常に小さく、ラフト脂質が高速で出入りする動的ラフトである可能性が高い(Suzuki et al. Nat. Chem. Biol. 2012)。このような動的ラフトがPAの小会合体の融合を担っている可能性を探求した。2量体ラフト2個が4量体ラフトを形成する過程、3量体ラフトと単量体が4量体を形成する過程、などが詳しく分かりはじめた。そこで、本課題も、来年度に継続予定である。(3)受容体取り込みの重要ステップの一つは受容体のユビキチン化であると考えられている。

ユビチキン化の進行を1分子観察する方法の開発を進めている。本研究の目的は、我々が世界最速の1分子追跡法を用いた研究から得た作業仮説、すなわち「ラフト親和性受容体では、受容体会合、安定ナノラフト領域形成、アクチン重合の3つの過程が協働的にはたらいて、シグナル変換と受容体の細胞内取込みを起こす」という仮説の成否を検証することである。具体的には、『炭疽菌毒素の細胞内侵入の初期過程』を研究パラダイムとする。毒素の細胞内への取り込みを担うサブユニットProtective Antigenが、膜貫通型受容体に結合すると、受容体からの細胞内シグナルが誘起され、毒素が結合した受容体は細胞内に取り込まれる。この過程と分子機構の解明を目指す。毒素の細胞内侵入は、細胞膜の様々な生理機構を乗っ取ることによって可能になっており、侵入機構の解明によって、細胞膜(細胞骨格まで含めて)の生理機構の解明が大きく進展し、生物学・基礎医学全般に大きく貢献することが期待できる。本年度は、以下の研究結果が得られた。(1)昨年度の研究で、ガングリオシドのGM1とGM3はPA会合体にリクルートされ、それぞれ0.3秒程度と0.1秒程度PA会合体と共局在することが分かった。本年度の研究で、GM1とGM3がほとんど欠失した細胞系を用いることで、GM1の方がはるかに高頻度に、PAの結合した受容体と相互作用することが示された。(2)受容体取り込みステップの解明のため、ユビチキン化の進行をユビキチン化に関わるCbl分子との相互作用として1分子観察しようとしたが、うまくいかなかった。(3) PA会合体では、ラフト依存的にN-WASPとArp2/3のリクルートが起こり、アクチン重合が進むことが分かった。このように、PA会合体とその細胞内取込みを調べることによって、細胞膜シグナルにおけるナノラフト領域とアクチン膜骨格との相互作用の解明が進みつつある。本年度の研究では、ほぼ予定通りの検討をおこない、研究の進展をみた。すなわち、(1)ガングリオシドのGM1とGM3のPA会合体へのリクルートについては、GM1の方がはるかに高頻度に、PAの結合した受容体と相互作用することが示された。(2) PA会合体では、ラフト依存的にアクチン重合が進むことが分かった。このように、研究は、ほぼ予定通りに、おおむね順調に進展している。本研究の目的は、以下の作業仮説、すなわち、「ラフト親和性受容体では、受容体会合、安定ナノラフト領域形成、アクチン重合の3つの過程が協働的にはたらいて、シグナル変換と受容体の細胞内取込みを起こす」という仮説の成否を検証し、解明を進めることであった。具体的には、『炭疽菌毒素の受容体結合サブユニット(無毒)の細胞内侵入の初期過程』を研究パラダイムとした。毒素の細胞内への取り込みを担うサブユニットProtective Antigen(PA)が、膜貫通型受容体CMG2またはTEM8に結合すると、受容体からの細胞内シグナルが誘起され、毒素が結合した受容体は細胞内に取り込まれる。この過程と分子機構の解明を目指した。特に、PAからPA63が生成し、これが細胞内に取り込まれて感染が起こるので、取り込み機構を重点に検討した。その結果、PA63の会合過程は複雑で、様々な制御機構が働くが、PA63の4量体とそれより大きな会合体には、ガングリオシドのGM1とGM3がコレステロール依存的にリクルートされて来ることが分かった。すなわち、PA63の4量体以上の会合体は、細胞膜上でのラフト形成の核となっていることが分かった。
ＦＰＫＫＲ法とＣＶＭによる遠距離原子間相互作用を正確に扱う状態図の第一原理計算

本研究目的は、材料研究・開発におけるナノレベル以下での組織制御についての理解や物性予測に不可欠となる状態図を理論計算(第一原理計算)から高精度に予測(あるいは再現)するための研究手法の開発と物性予測への応用を行うことである。このことを達成るために、フルポテンシャルKKR法(FPKKR法)とクラスター変分法(CVM)を組み合わせて、局所格子歪効果と遠距離原子間相互作用を正確に扱う自由エネルギーの計算手法、および、そのプログラムコードを開発し、あわせて、合金状態図や新物性予測のための計算を実行した。最終年である本年度は、研究のまとめとしての学会発表および論文発表を行った。具体的には1FPKKR法により正確に計算された第10近接の2体相互作用を取り入れ、2フェルミ・ディラック分布における有限温度での電子励起効果、および、3有限温度での格子振動効果による格子緩和を取り入れたPd中のRhおよびRuの不純物溶解度限の温度依存性を定量的に再現し、これらの3つの効果がどのような作用をしているかを定量的に明らかにした。また、1に関しては、スーパーセル近似で扱うことが極めて難しい遠方の原子間相互作用を第20近接程度まで計算し収束性を確認し、本研究手法による相互作用エネルギーのクラスター展開の計算精度の有効性についても論文発表を行った。本研究の目的は、材料研究・開発におけるナノレベル以下での組織制御についての理解や物性予測に不可欠となる状態図を理論計算(第一原理計算)から高精度に予測(あるいは再現)するための研究手法の開発と物性予測への応用を行うことである。これを実現するために、フルポテンシャルKKR法(FPKKR法)とクラスター変分法(CVM)を組み合わせて、局所格子歪効果と遠距離原子間相互作用を正確に扱う自由エネルギーの計算手法、および、そのプログラムコードを開発し、あわせて、合金状態図や新物性予測のための計算を実行することを計画している。本年度は、合金状態図の計算に必要な自由エネルギー(内部エネルギー+エントロピー)の計算に対して、内部エネルギー項はFPKKR法による内部エネルギーのクラスター展開法を用いて記述し、エントロピー項はCVMを用いるやり方でプログラムコードを作成している。2体を超えた多体相互作用、および、第2近以遠の相互作用エネルギーの効果も正確に取り入れることがポイントであること、および、配置エントロピー効果のみでなく、振動のエントロピーについてもその効果を検証できるようにしている。プログラムコードを作成し、Pd系合金の状態図について4体までの多体相互作用エネルギーまで取り扱った予備的な計算を実行した。次年度には論文発表ができる予定である。本年度は、昨年度から引き続きプログラムコードの作成・改良を行った。その過程で、これまでの計算では取り入れていなかった有限温度での格子振動効果についても取り扱うようにプログラムを拡張した。また、このプログラムコードを用いてPd基PdRuおよびPdRuの不純物溶解度限の計算を実行した。この際、局所格子歪、有限温度での格子振動に加え、通常の第一原理計算で無視されるフェルミ・ディラック分布における電子励起も考慮し、その効果について検証を行い、これらの効果が不純物溶解度限を再現するのに非常に重要であることが分かった。プログラムコードの拡張を行い、これまでに取り入れていなかった効果も含めた計算を実行し、学会発表および論文発表を行った。当初の計画通り、無視のできない大きさの遠方の2体相互作用について、第3近接以遠の遠距離原子間相互作用を正確に取り入れるためのプログラムコード作成を進めていく。計画通りFPKKR法とCVMを組み合わせた自由エネルギー計算プログラムコードを一般化できるように改良・拡張を進める。

合わせて状態図の計算を実行し、本研究手法の有効性を検証するとともに学会発表、論文発表を行う予定である。物品費を安くできたこと、打ち合わせの回数を年度当初の計画より少なくすることができたため。平成29年度の使用額(902,520円)は、ほぼ研究計画(900,000円)通りであった。今回、次年度使用額が生じている原因は、購入予定の物品を安く購入できたために生じた平成28年度からの繰り越しが主である。これを計算データ処理および資料作成用のPC購入に使用する計画である。国際学会にて発表予定であるので、その旅費に使用する。
感温性高分子複合化磁性ナノ粒子の合成と排水中の有用物質分離回収への応用

直径50nmの磁性微粒子と感温性のポリN-イソプロピルアクリルアミド(pNIPA)ゲルをと複合化して作製した平均直径400nmの感温性磁性ゲル微粒子を用い、温度変化による疎水性有用物質の吸着特性の検証および分離効率の向上について検討した。分離効率の向上には、微粒子中のpNIPAの割合を高くし、吸着操作時に微粒子の分散性を高めることが有効で、転移温度(32°C)を境とする温度スイングにより目的物質の溶液からの分離回収が可能であることが明らかになった。これまで、感温性ゲルを吸着材に利用する場合、吸着量や吸着速度が小さいという課題があった。本研究では、吸着量や吸着速度の向上のために、共重合モノマーや架橋剤濃度などの組成を変えて感温性ゲルを合成し、合成条件がゲルの疎水性物質の吸脱着特性に及ぼす影響について検討を行った。N-イソプロピルアクリルアミドを主成分とする感温性ゲルに、疎水性あるいは親水性のモノマーを共重合すると、吸着量は疎水性モノマーの共重合により増加し、親水性モノマーの共重合により減少した。これは、疎水性モノマーを共重合させたると疎水性が強まって吸着量は増加し、親水性モノマーを共重合させると、親水性が強まり吸着量は減少したためと考えられる。また、架橋剤の濃度を増加しても、吸着速度に大きな変化は見られなかった。これは、吸着がゲルネットワーク内部でも起こるため、吸着時の高温(収縮状態)ではネットワーク密度が高く、架橋剤濃度を上げて多孔質化の程度を変えても、その影響を受けにくかったためと考えられる。一方、脱着は吸着よりも早く、架橋剤濃度を上げるにつれて脱着速度は低下した。これは、感温性ゲルの転移温度以下である脱着温度では架橋剤濃度が高いほど膨潤径は小さく、ネットワーク密度が高くなるために疎水性分子がゲル外部に拡散しにくくなったためと考えられる。次に、直径50μmの磁性微粒子を感温性ゲルと複合化して直径150μmのゲル微粒子を作製し、吸着実験を行った。その際、高温での吸着時に微粒子同士の凝集を防ぐ目的で、末端にビニル基を持つ反応性界面活性剤を共重合した。その結果、界面活性剤により粒子の疎水性が低下し、疎水性物質の吸着量は若干減少するが、モノマーと界面活性剤の濃度比を適切に調整してゲル微粒子を作製することで、凝集を抑制しながら吸脱着が可能なゲル微粒子が合成できた。この微粒子は磁石を用いて容易に溶液との分離が可能であった。直径50nmの磁性微粒子を感温性のポリN-イソプロピルアクリルアミド(pNIPA)ゲルと複合化して直径150nmの感温性磁性ゲル微粒子を作製した。その際、末端にビニル基を持つ反応性界面活性剤を微粒子表面に重合することで、高温で疎水性物質を吸着する際に、疎水性相互作用による粒子同士の凝集を防ぎ、粒子の比表面積の低下を抑制することが可能になった。次に合成時のモノマー濃度、界面活性剤濃度が、NIPA複合化率および疎水性物質の吸着特性に及ぼす影響を検討した。疎水性物質にはビスフェノールA(BPA)を用いた。モノマー濃度が高いほどNIPA複合化率が高まり、BPAの吸着量も増加することが判った。また、界面活性剤濃度が低いほどNIPA複合化率が高まり、温度スイング時の親疎水転移が顕著になるため、低温時、高温時のBPA吸着量の差が大きく吸着分離に適した感温性ゲル微粒子が合成できることが判った。さらに、吸着濃度、吸着温度等の操作条件がBPA吸着量に与える影響を検討した。吸着量は溶液濃度が増えるほど高くなり、Langmuir型の吸着等温線を示すが、0.04ppm以下の低濃度では、吸着量が著しく低下することが判った。また、NIPA単位重量あたりの吸着量は、多孔質ゲルと比較して同程度であった。一方、吸着平衡に達する時間は、ゲルの場合は1224時間であるに対し、複合化微粒子の場合は0.52時間であり、吸着速度が著しく改善されることが判った。最後に粒径5μmの磁性粒子をイオン交換水に0.1g/mlの濃度で入れた試験管を内径5cm、長さ4cm、のコイル中に設置し、1113.56Hzの交流電流を印加した。試験管内の水温変化を測定した結果、コイル自身の発熱による水温上昇を除いた磁性粒子の発熱は、150W印加時で約2W/g, 50W印加時で約0.1W/gであり、親疎水転移に必要な発熱が得られることが判った。感温性高分子複合化磁性微粒子を用いた、温度変化による疎水性の有用物質の吸着分離回収システムの検討を行い、1)吸着特性の検証、および、2)分離効率の向上について検討した。

1)吸着剤は、直径50nmの磁性微粒子の表面をシランにより疎水化した後、感温性のポリN-イソプロピルアクリルアミド(pNIPA)ゲルをと複合化して作製した平均直径400nmの感温性磁性ゲル微粒子である。ポリフェノールの一種であるタンニンを用いて吸着特性を検証した結果、高温になるほど微粒子の疎水性が高まり、疎水性相互作用による吸着量が増加した。これにより、温度スイングによる吸脱着分離回収の可能性が示された。2)温度スイングによる吸着分離の効率を向上するには、(1)ゲル微粒子の吸着量を増す。(2)吸着速度を増す。(3)脱着率(脱着量/吸着量)の向上の3点が挙げられる。(1)吸着量向上のためには、微粒子中のpNIPA複合化率を高めることが効果的で、合成時の界面活性剤濃度が低く、モノマー濃度が高いほどNIPAゲルの複合化率は高くなった。吸脱着連続実験では、吸着量は開始2時間後には最大吸着量の70%に達したが、脱着量は10時間で最大吸着量の29%であった。(2)吸着速度向上のために、超音波破砕機を使用して吸着時の微粒子の分散性を高めたところ、吸着量は、単位重量あたり5倍以上増加したが、脱着率が減少した。そこで、(3)脱着率向上を目的として、親水性モノマーを共重合し、低温時の微粒子の親水性を高め、疎水性を弱めたところ、高温時の吸着量の低下の方が低温時の脱着量の低下より大きく、その結果、脱着率はpNIPA単独の場合より低下することが示された。以上より、吸着分離の効率を向上するには、親疎水転移する感温性高分子pNIPAのゲル微粒子中の割合を高くし、吸着操作時に微粒子の分散性を高めることが有効であることが明らかになった。
がん特別研究の総括

本年度の総括班の成果は以下の如くである。1.昭和63年度成立の204班(がん特I・91班、がん特II・113班)及び若い研究者50名の運営と総括を行った。2.年6回総括班会議を開き研究班の計画・運営・評価を行った。3.特別委員会4、将来検討班1を計画し、これを運営した。4.平成元年度の計画研究7班、重点研究4課題を計画した。5.昭和63年11月8日学術審議会のチェック・アンド・レビューを受けた。この際、報告書を作成した。6.班長会議(第1回昭和63年6月20日、第2回平成元年2月3日)を行い、がん研究の新しい方向、研究者の要望等につき討議した。7.がん特別研究の成果を発表し討議する公開シンポジウムを、平成元年2月2、3日の両日東京において開催した。また、ミニシンポジウムを昭和63年12月10日札幌市で開催した。8.研究技術交換等のため班員5名の国内派遣を行った。9.年度初めに「昭和63年度文部省がん特別研究組織」を、年度末には「文部省がん特別研究報告集録」を編集、印刷し、全員に配布した。10.「がん特ニュース」(別冊2部を含む)を年3回全班員、関係者に配布し、研究連絡伝達を密にした。11.「遺伝子の発現・調節の研究のための実験動物の開発」及び「コホート研究による発癌要因の評価に関する研究」の研究を行った。
不斉非対称化による不斉金属錯体の触媒的不斉合成法の開発

不斉金属錯体は光学活性化合物の触媒的不斉合成において中心的な役割を果たし、これを如何に開発するかが最大の関心事であったと言える。一方、不斉金属錯体の調製法に焦点をあてると、そのほとんどは光学活性な不斉配位子とアキラルな金属錯体によって構築するという画一的な手法がいまだにとられている。その結果、不斉触媒反応を指向した不斉金属錯体の開発研究は新規な不斉配位子の設計に集中しているのが現状である。その一方で、触媒機能を備えた不斉金属錯体そのものの不斉合成に着目した研究はほとんどなされていない。そこで本申請研究は不斉触媒として機能しうる不斉金属錯体それ自体を触媒量の光学活性分子によって不斉合成することを目的とする。不斉金属錯体それ自体の不斉合成はこれまでに多くの報告がなされている。しかし、その多くは金属錯体を不斉合成することが主たるテーマであり、得られた不斉金属錯体を不斉触媒反応にまで展開した例はまれである。有機化合物の触媒的不斉合成が現実のものとなった今、不斉金属錯体の触媒的不斉合成は決して不可能ではないと考える。本研究の独創性はこうした有機化合物の触媒的不斉合成法、特に不斉非対称化による不斉合成法の成果を踏まえ、これまで全く関心の払われてこなかった不斉金属錯体そのものの触媒的不斉合成法を開発しようとするところにある。平成15年度は不斉金属錯体の触媒的不斉合成に焦点を絞り以下の2項目について並行して検討を進めた。(1)不斉金属錯体上の中心金属の中心不斉を制御:あらかじめ調製したσ対称性の錯体を光学活性分子によって非対称な錯体と誘導し不斉金属錯体とした。ここでは酸化反応という有機合成的な官能基変換によって配位子を非対称化し、低いながらも不斉誘起に成功した。(2)金属と錯体形成する際に生じる面不斉の制御:金属錯体とアキラルな配位子を配位させる際、面不斉と中心金属周りの不斉点を光学活性分子を用いて一挙に構築、制御を試みた。現在のところ満足の行く結果は得られていないが今後の検討次第で成果が得られるものと期待している。
ソフォラフラバノンの不斉全合成研究

ソフォラフラバノンHはマメ科植物Sophora moorcroftianaの根から単離されたフラバノンの一種であり、フラバノン骨格と2,3-ジヒドロベンゾフラン骨格が連結した複雑な構造を有している。これまで、多官能基化されたフラバノン骨格や2,3位両置換基がアリール基であるジヒドロベンゾフラン環について、立体選択的な構築法はほとんど報告されていない。そこで、これら骨格構築法を確立できれば、ソフォラフラバノンHなどの天然物の合成や複雑なフラボノイドにも応用できると考え、研究に取り組んだ。まず、2,3-ジヒドロベンゾフラン骨格構築法を確立することとした。ジアリールジアゾメタン誘導体に対する不斉ロジウム触媒を用いたc-H挿入反応により高立体選択的に2,3-cis-ジヒドロベンゾフランの構築に成功した。また、TFAによる酸性条件で立体選択性を損なうことなくcis体がtrans体へ異性化が進行し、2,3-trans-ジヒドロベンゾフラン骨格構築法を確立した。フラバノン骨格はSharpless不斉ジヒドロキシル化により立体的選択的な酸素官能基の導入を行った後、光延反応を利用した炭素骨格の導入により環化前駆体へと導き、エトキシエチル基で保護したシアノヒドリンを塩基性条件下、過熱することで環化反応が進行し、フラバノン骨の構築に成功した。これまでに効率的な骨格構築法はあまり知られていなかったため本骨格構築法は複雑な天然物合成において重要であると考えている。続いて、本骨格構築法を用いてソフォラフラバノンHの合成研究に取り組むこととした。5-ブロモ-2,4-ジヒドロキシ安息香酸出発を原料として、保護基の導入及びフラバノン骨格の足がかりとなるビニル基の導入、その他官能基の導入を行い、ジヒドロベンゾフラン環化前駆体のジアゾ体を合成した。続いて、不斉ロジウム触媒存在下、C-H挿入反応を行うと、多官能基が存在するにもかかわらず、反応は速やかに進行し、目的のジヒドロベンゾフラン骨格の構築に成功した。今後、フラバノン骨格の構築と官能基の導入を行うことで全合成が達成できると考えている。(抄録なし)ソフォラフラバノンHはマメ科植物Sophora moorcroftianaの根から単離されたフラバノンの一種であり、フラバノン骨格と2,3-ジヒドロベンゾフラン骨格が連結した複雑な構造を有している。(抄録なし)
走査プローブを用いた局所ラマン分光による固液界面ナノリアクタの反応挙動解析

本年度は固液界面ナノリアクタの反応挙動をナノレベルで解析するため、走査トンネル顕微鏡(STM)の探針での表面プラズモン励起を利用した表面増強ラマン分光装置(STM/SERS)を構築し、探針に用いる金属種の最適化などを試みた。探針として金、銀、白金イリジウムを使用したところ、銀において顕著な表面増強効果が確認できた。ただし、銀を用いた場合、その脆弱性のためSTMとしての空間分解能は100nm以上とかなり低いものであり、空間分解能の向上が今後の課題として残った。また上記STM/SERS装置のステージ部分について光照射下での測定および電気化学反応誘起中での測定が同時にできるように改良を加えた。具体的にはステージ部分に光ファイバーで紫外および可視光を導入できるように改造した。さらに固液界面ナノリアクタ探索としてグラファイト基板上にいくつかの有機単分子膜を形成させた。また液中アブレーションにより二無水ペリレンテトラカルボン酸(PTCDA)ナノ微粒子を創製した。さらにTiO_2を担持させた透明基板上に、PTCDAナノ微粒子を真空チャンバー内でアブレーションにより分散させ、その後空気中でエタノール液滴を落とすことにより作製した試料に対して、Nd:YAGレーザーの3倍波(波長355nm)を用い、光触媒下でのPTCDAナノ微粒子の側鎖解離過程をSTM/SERS測定を行いうことにより調べた。来年度はSTM/SERS装置を駆使し、上記成果をさらに発展させるとともに、さらに光照射下で電気化学反応を行いつつ表面増強ラマン分光測定を行うことにより、個々のナノリアクタに対する個別機能評価を行えるようにする。
争点空間の認知における歪みがもたらす政治的帰結と歪みの是正に関する研究

今日の世界において、政党イデオロギーの分極化、極端なイデオロギーを掲げる政党、中道志向の第三政党の登場は珍しいことではない。本研究は(1)有権者の認知レベルにおける争点空間の歪みがもたらす分極化、第三政党の登場メカニズムを明らかにし、(2)認知レベルにおける争点空間の歪みを是正する方法を提案することを目的とする。本研究は、近年、世界的に問題視されている分極化や極右/極左政党の登場による政治の不安定性の是正に貢献できる点で現実政治に対して大きな意味を有する。
金属錯体による二酸化炭素の活性化

プロトンあるいは沃化メチル存在下でのポリピリジルRuカルボニルを触媒とする二酸化炭素の多電子還元反応を行い、以下の成果を得た。1。プロトン性の溶媒中での〔Ru(bpy)(trpy)(CO)〕^<2+>を触媒とするCO_2還元反応では〔Ru-η^1-CO_2〕および〔RuC(O)OH〕^+との平衡反応で生成する〔RuCO〕^<2+>が、低温ではさらに還元を受けて、〔RuC(O)OH〕^+,〔RuCH_2OH〕^+を経由してHC(O)H、CH_3OHならびに、CO_2との反応により触媒的にHOOCC(O)HとHOOCCH_2OHが生成することが判明した。しかしながら、〔RuC(O)H〕^+の強いヒドリド供与体として機能するために、溶液中のCO_2とも反応してHCOOHと〔RuCO〕^<2+>が再生することが明らかとなり、錯体触媒によるCO_2の多電子還元反応にとって大きな阻害となることが明らかとなった。2。無水CH_3CN中では、〔Ru-η^1-CO_2〕からCO_2へのオキサイド移動反応によりCO_3^<2->と〔RuCO〕^<2+>が生成し、後者の2電子還元で生成する〔RuCO〕^Oは極めてスムースに2分子のCH_3Iと反応して〔RuC(O)CH_3〕^+を経由してCH_3C(O)CH_3と〔Ru(solvent)〕^<2+>を与える。さたに、遊離したCH_3C(O)CH_3は〔Ru-η^1-CO_2〕との反応によりHCOOHとCH_3C(O)COO^-が触媒的に生成することが明らかとなった。特に、CH_3C(O)COO^-生成は2分子のCO_2と1分子のCH_3Iから3つの炭素一炭素結合生成を伴って生成し、反応中間体〔RuC(O)CH_3〕^+は〔RuC(O)H〕^+に比べて熱的に安定であり、室温での反応が可能であり、全く新しい型の二酸化炭素還元反応であり、CO_2をC1原料とする化学的利用への応用が期待される。1。2。
尊電性有機高分子化合物の電子物性に対する圧力効果の研究

本研究予算で作成した、高圧力下での物性測定装置を用いて特定の導電性高分子化合物(六フッ化燐をドープしたポリ(3-メチルチオフェン),以下PMeTと略す)の電気抵抗を、温度範囲:1.4300K、圧力範囲:大気圧14kbarという広い測定条件下で測定することに成功した。その結果、PMeTにおいて、圧力によって電気抵抗が低温で半導体的なものから金属的になる抵抗反転現象が起きることが見いだされた。この現象はこれまで関連した構造をもつポリマー(六フッ化燐をドープしたポリピロール)でのみ見いだされていた現象であったが、この実験結果によりポリピロール特有の現象ではないことが明らかになった。上述の抵抗反転現象の原因はこれまで様々に議論されているが、いずれも電気抵抗以外の物性(たとえば熱起電力)を統一的に説明できる解釈が得られているとはいいがたかった。本研究代表者は、PMeTで測定されたデータを詳しく解析した結果、以下の段落で示すような諸物性を説明しうる新しい解釈を考え出した。これまで導電性高分子化合物の電気抵抗の温度依存性は、金属的な温度依存性を示す領域とそのような金属領域間のバリヤ-領域(半導体的な温度依存性を示す)の直列回路の抵抗でよく説明されると考えられていた。ところが抵抗反転現象はこのモデルでは説明しがたかったが、本研究代表者はこれに加えてアモルファス金属領域が存在すると考えると、その部分からの寄与を加えることで、PMeTの電気抵抗の反転、熱起電力の屈折などの実験結果が矛盾なく説明できることを見いだした。
国際物流の空間構造

アジア・NIES・ASEAN・中国における経済発展が、海上コンテナ輸送の急増を招いている。とりわけ「企業内貿易」や「産業内貿易」の増加、すなわち中間製品や最終製品の交錯輸送の増加は世界商品連鎖(GCC)と呼ばれている。そこで、コンテナの品目別輸送量を因子分析した結果、中間製品は日本・米国・欧州からNIES・ASEANに輸出される一方で、最終製品はNIES・ASEAN・中国から日本・米国・欧州へと輸入されるパターンが明らかとなった。これらの変化が、アジアと先進諸国との海上コンテナ輸送の増加を示している。それゆえ、世界全体の海上コンテナ輸送量を集中係数とジップの法則で分析した。その結果、輸送量は70年代初期にいくつかの先進諸国に集中していたが、その後、輸送量はとりわけアジアを中心とする新興工業国に徐々に分散した。さらに、1995年の世界主要諸地域間の輸送量は二重制約モデルで推計した。分析の結果、物理的距離をそのまま代入するよりも、むしろ長距離の海上輸送に対して徐々に増加する運賃を反映しうる修正された距離コスト関数が有効であり、世界のコンテナ輸送量は米国・欧州・日本・東アジア相互間に集中していることがわかる。また1978年10月と1993年11月には日本政府によってコンテナを利用した輸出入の重量が調査された。著者はこれらのデータを空間的相互作用モデル(SIMODEL)を用いて分析した。結果として、輸出においては距離パラメータβは15年間に僅かに増加させた。これは、日本が近距離の目的地、すなわちNIES・ASEAN・中国への輸出を増加させたことを反映している。一方輸入においては距離パラメータβは減少し、日本が世界各地から輸入を増加させたことを反映している。しかしながら、日本からの海外資本直接投資(FDI)と各国の国内純生産といった他の要因も輸送量に影響を与えうる。これらの諸関係は、相関分析や対数回帰分析によって確認された。しかし、さらに進んだ研究が距離費用パラメータβと他の要因との相互作用を明らかにするために必要である。本研究課題の内容についてはレフエリー付き学会誌に投稿をし、三月時点で審査中である。国際物流において、海上コンテナ輸送は近年ますます重要性を増しつつある。特に、最近の産業内貿易や企業内貿易の増加、国際的な垂直的分業体側の確立・多品種少量生産といった諸変化に対して、工業製品や加工農産物を中心とする海上コンテナ輸送の地域間流動パターンはどのような変化を示しつつあるのだろうか。地域統合の形成を受けてよりブロック内の流動が盛んとなるのか、あるいはいっそうのグローバル化が進行しているのだろうか。そこで、本研究では世界全体の海上コンテナ貨物流動パターンの構造を主要地域間ならびに主要品目別に分析することとした。そこで、まず国連・0ECDならびに海外およびわが国の海事調査機関から海運制度・コンテナ制度・運賃と輸送距離、輸送コストとの関係ならびにOD行列について資料の広範な入手につとめた。しかし、それぞれのOD行列は国(地域)や港湾によって重量(容積)単位・品目区分・集計期間や方法・精度について千差万別であり、統一して比較できるデータベースづくりから始めざるを得なかった。そして、0ECD作成の1995年の品目別の主要地域間の0D行列に因子分析を適用した。その結果、中国・アジアNIEs・ASEANにおけるコンテナ取扱い量が急増し、アジアの巨大ハブ港湾が形成されてきたことを背景として、以下のような流動パターン(概要)が明らかとなった。米国・日本・欧州ともに、中国・NIEs・ASEANからの軽工業品・電気製品の輸入が急増していること。欧州は各種工業製品と加工農産物の輸出がバランスがとれている。米国は欧州および日本に穀物・加工農産物・紙パルプ・化学製品の輸出が抜きんでている。日本は中国およびアジアについては、化学製品・電気製品の輸出に特化する一方、欧米にむけては一般機械と自動車工業品に特化している。その他、オーストラリアは各種工業製品の輸入で日本と、アフリカ・中東は欧州と、南米は米国および南欧との間でそれぞれやや強い流動パ-タンが認められた。さらに、空間的相互作用モデルを応用した解析を現在進めつつある。近年、増加の著しい国際海上コンテナ輸送に関連して、OECD関連の統計資料を中心に以下の分析を実施した。まず品目別OD行列に因子分析を適用し、米国・欧州・日本・アジアNIESなどにおける品目別にみた輸送パターンの特色について明らかにできた。次に世界全体の輸送(取扱)量をもとに、ジニ集中係数を算出し、その各国(各地域)における流動が、アジアNIESの台頭もあって分散の傾向を示していることを明らかにした。次に、詳細正確な公刊統計が乏しい国際海上コンテナ輸送について、二重制約モデルおよび全制約モデルにより、各地域間相互への輸送量の配分を試みた。その途中結果として、物理的な海上距離よりも運賃に反映される長距離逓減制を反映した距離を代入したところ、より現実にちかい配分推計が得られた。しかし、卓越した発着量を示す米国や巨大ハブ港湾をかかえるアジア諸地域については、過少に見積もりがちである。この対策として、たとえばクルーグマンが提唱するように、輸送に関する規模の経済や自己組織化原理にともなう外部経済(集積)効果をモデルに応用していくことも、一つの方法と考えられる。現在、試行を続けている。また、国際物流に関する先行研究を展望すると、距離や輸送費といった要因よりも価格や労働費の地域格差・GDPなどの要因が貨物流動の成因として重要であることが主張されている。しかし、世界全体について、このような情報全てを正確に統一的基準で入手することは困難である。

とりあえず正確な情報の得られる日本と相手国とのコンテナを利用した輸出入について、重回帰分析や対数回帰モデルを用いて分析することを現在、進行させつつある。以上、2年間の経過について総合し、最終3年次には論文発表および報告書の完成を慎重に進める予定である。アジア・NIES・ASEAN・中国における経済発展が、海上コンテナ輸送の急増を招いている。とりわけ「企業内貿易」や「産業内貿易」の増加、すなわち中間製品や最終製品の交錯輸送の増加は世界商品連鎖(GCC)と呼ばれている。そこで、コンテナの品目別輸送量を因子分析した結果、中間製品は日本・米国・欧州からNIES・ASEANに輸出される一方で、最終製品はNIES・ASEAN・中国から日本・米国・欧州へと輸入されるパターンが明らかとなった。これらの変化が、アジアと先進諸国との海上コンテナ輸送の増加を示している。それゆえ、世界全体の海上コンテナ輸送量を集中係数とジップの法則で分析した。その結果、輸送量は70年代初期にいくつかの先進諸国に集中していたが、その後、輸送量はとりわけアジアを中心とする新興工業国に徐々に分散した。さらに、1995年の世界主要諸地域間の輸送量は二重制約モデルで推計した。分析の結果、物理的距離をそのまま代入するよりも、むしろ長距離の海上輸送に対して徐々に増加する運賃を反映しうる修正された距離コスト関数が有効であり、世界のコンテナ輸送量は米国・欧州・日本・東アジア相互間に集中していることがわかる。また1978年10月と1993年11月には日本政府によってコンテナを利用した輸出入の重量が調査された。著者はこれらのデータを空間的相互作用モデル(SIMODEL)を用いて分析した。結果として、輸出においては距離パラメータβは15年間に僅かに増加させた。これは、日本が近距離の目的地、すなわちNIES・ASEAN・中国への輸出を増加させたことを反映している。一方輸入においては距離パラメータβは減少し、日本が世界各地から輸入を増加させたことを反映している。しかしながら、日本からの海外資本直接投資(FDI)と各国の国内純生産といった他の要因も輸送量に影響を与えうる。これらの諸関係は、相関分析や対数回帰分析によって確認された。しかし、さらに進んだ研究が距離費用パラメータβと他の要因との相互作用を明らかにするために必要である。本研究課題の内容についてはレフエリー付き学会誌に投稿をし、三月時点で審査中である。