hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
メンブレンバイオリアクターによる排水処理とエネルギー創造

本研究はメンブレンバイオリアクターによる有機系の排水(たとえば下水)による微生物高度集積系により微生物燃料電池を構築することを目的としている。メンブレンバイオリアクターの中に微生物を高度に集積させアノードとし、カソード、プロトン交換膜の配置を高密度で配し、メンブレンバイオリアクター微生物燃料電池が構築される。本研究はアノードとカソードに適当な微生物叢によって構築されたメンブレンバイオリアクターを配する事により、有機性排水の安定化と電力(ないしは過酸化水素や水素などの有用物質)の生産を行う事を可能としている。模擬廃水を利用した微生物燃料電池を構築し、電力、過酸化水素、アルカリなどの有用物の生成に成功した。過酸化水素水は1000mg/Lの以上の濃度で生成が可能となり、たとえばメンブレンバイオリアクター部分のクリーニング等に有用である。また、積層化した微生物燃料電池を構築し、一定以上の電力を継続的に得ることも確認した。平成20年度は上記目的に使用するための実験装置の組み上げ、微生物叢の活性と起電レスポンスの反応をテストした。また、入手できるメンブレンとプロトン交換膜の有効な配置(完全混合リアクター内における配置と、より高密度化するための新しい配置)、混合微生物叢と純粋培養された微生物の適用の検討を行った。
光導波路のフルベクトルビーム伝搬解析法の開発と放射問題への応用

誘電体導波路を伝搬する電磁界の解析に有効なフルベクトル手法を開発し、光導波路問題のみならずマイクロ波帯の放射問題を議論した。光導波路問題に関しては、差分精度の向上に注意を払い、従来の2次精度手法に比べて、計算時間をほとんど増加させずに、4次精度を確保するダグラス法を開発した。等間隔メッシュに加えて、不等間隔メッシュにおいてさえも、4次精度を維持する方法を見出した。リブ導波路の解析では、固有モードを評価し、方向性結合器の結合長が従来に比べて精度よく評価できることを明示した。さらに、屈折率境界を任意の位置に選べる手法を考案し、量子化誤差の影響を取り除いて、テーパ導波路を解析できることを明らかにした。放射問題の検討に先立ち、計算効率の向上に不可欠な、計算領域端での吸収境界条件の性能を検討した。その結果、完全吸収層(PML)は最も精度が高いが、20程度の層数が必要であり、メモリの点では必ずしも有利でないことを明らかにした。共在補対演算子法では、4程度の層数で、PMLの16層に匹敵する性能を有することを明らかにした。他方、Higdon型の吸収境界条件は、吸収性能は劣るものの、余分に必要なメモリがなく、最も高速に計算できることを実証した。共在補対演算子法を境界条件に使用し、誘電体棒を放射器として使用した際の特性を解き明かした。FDTD法との併用により、誘電体棒近傍の電磁界を、表面波と放射波とに分離することに成功した。これにより、誘電体棒の長さが放射利得に及ぼす効果を定量的に評価するのみならず定性的にも解釈した。すなわち、励振部で生じる放射モード波は棒を伝搬する固有モード波と干渉を生じており、合成界が棒先端を含む面で等位相、等振幅を満たすように広がっているときに、最大利得の得られることを明らかにした。さらに放射界に関してはマイクロ波で実験を行い、理論値と実験値がよく一致することを確認した。効率を失うことなく精度よく,光導波路を解析するために、4次制度のビーム伝搬法を(BPM)を開発した。定式化の後、各種光導波路の固有モード解析を行い、提案する手法がグレーデッドインデックス導波路で4次精度を示すことを実証した。ステップインデックス導波路においても、精度の改善の得られることを、リブ導波路結合器の解析例により証明した。さらに、計算能率を向上させる観点から、不等間隔グリッドを導入した。この際、2種類の方法を提案した。一つは、写像関数を利用し、計算空間を等間隔に保つ方法であり、もう一つは、実空間そのものを不等間隔でサンプルする方法である。パデ演算子を取り入れ、広角度にわたり、精度を損なうことなく伝搬ビームを解析できることを実証した。後者の手法に関しては、アダプティブにグリッドを変化させるアルゴリズムを確立した。時間領域BPMにおいても成果があった。一つは、時間刻みに関して2次精度を維持した3次元アルゴリズムの確立である。交互方向陰解法を応用することで、高い計算効率を保ったまま、現実的なモデルである3次元構造の光導波路を解析できた。具体的には、光ファイバからの端面反射の効果を算出し得た。また、この際、最適なサンプリング時間についての考察を行い、ナイキスト間隔で決定される時間付近に最適値があることを突き止めた。

さらに、空間刻みにおいて4次精度をもつ時間領域BPMの開発も実施した。直角座標系と円筒座標系の両者において定式化に成功した。光ファイバグレーティングの反射パワーの波長特性を算出し、従来の時間領域差分法の結果と比較検討した。両者の一致を確認した後、時間領域差分法では解析が不可能な、多周期のファイバグレーティングを解析し、周期数の増加に伴う、反射率の変化に言及した。伝搬方向に屈折率が変化するステップインデックス形誘電体導波路において、TM波の伝搬を解析すると、パワーが保存されない問題が指摘されてきた。そこで、本年度では、まず、この問題を解決する手法を提案した。対称導波路の解析においては、パワーの保存が解の精度に依存することを証明した。他方、非対称導波路においては、解の精度のみならず、従来無視されてきた伝搬方向の屈折率微分の評価が、パワーの保存に極めて重要であることを理論的に明示した。具体的に、屈折率微分の評価式を2種類検討し、傾斜した導波路の数値例において、これらの効果を実証した。次に、伝搬方向に屈折率が変化する導波路で生じる量子化誤差を、差分式の改良により低減する方法を提案した。通常、伝搬方向に屈折率の変化する導波路を解析するには、階段状に屈折率変化を近似する手法が使われていた。この近似手法では、屈折率境界が空気層と接するような屈折率差の大きい導波路を取り扱う場合に、量子化誤差により実際には存在しない放射波が生じる問題があった。この問題を解決するために、横方向の微分演算に境界条件を考慮した変形差分式を導出し、3次元構造のリブ導波路を解析した。その結果、誤差で生じる放射損失を押さえることに成功した。特に、提案した差分式は、TE波、TM波のいずれにも効果のあることを実証した。さらに、上述の差分式を4次精度まで、誤差を低減することにも成功した。4次精度の差分式は、通常、5点公式となり計算時間が増加するが、2次精度の差分式と同様に3点公式のままで精度の向上を実現した。この結果、計算時間をほとんど増加させることなく、高精度な解折を可能にした。リブ導波路の方向性結合器の検討を行い、量子化誤差の低減と同時に精度が向上したことを明示した。研究期間の3年目にあたる今年度は、放射問題への応用に関して努力を払った。まず、これまで提案されてきた各種の境界条件を比較検討し、優劣を明らかにした。時間領域のビーム伝搬法を用いて、計算領域端に種々の吸収境界条件を課し、同条件で性能を評価した。その結果、完全吸収層(PML)は最も精度が高いが、20程度の層数が必要であり、メモリの点では必ずしも有利でないことを明らかにした。共在補対演算子法では、4程度の層数で、PMLの16層に匹敵する性能を有することを明らかにした。他方、Higdon型の吸収境界条件は、吸収性能は劣るものの、余分に必要なメモリがなく、最も高速に計算できることを実証した。いずれの境界条件を用いるべきかは、要求されるダイナミックレンジに依存するため、一概には言えないが、境界条件選択の際の資料を提供した。共在補対演算子法を境界条件に使用し、3次元の誘電体棒を放射器として使用した際の特性を解き明かした。固有モードの解析には虚軸法を使用し、フルベクトルで電磁界各成分を抽出した。特に、FDTD法との併用により、誘電体棒近傍の電磁界を、表面波と放射波とに分離することに成功した。これにより、誘電体棒の長さが放射利得に及ぼす効果を定量的に評価するのみならず定性的にも解釈した。
19世紀後半郷学における共通教養教育の構想の変容過程に関する研究

本研究の成果は以下の二点である。第一に、明治初期神奈川県域の郷学における地域の設立有志の設置構想を分析し、地域の設立有志が、協同的な学習を通した地域における学習の高度化を構想したことが明らかになった。文部省による学制、神奈川県による郷学設置構想が学習の個別化を志向していたことに対して際立つ特徴である。第二に、明治初期富山県における学習結社において、他者とのコミュニケーションを中心とした市民教育の場としての学校像が提起されていたことが明らかになった。本研究は、19世紀後半以後に地域の有志によって設立された郷学を対象に、その学習方法や内容の様式に着目して検討を行い、地域独自の共通教養の教育の構想の史的展開を明らかにすることを目的にしている。その際、特に、神奈川県における郷学設立の事例、富山県における学習結社としての展開の事例、岡山県における郷学設立の事例の史的展開に着目する。以上の研究目的に即して、平成25年度は以下の作業を行った。(1)明治初期神奈川県における郷学設立事例の史料収集とその整理を行った。現在、26事例の存在を確認し、5事例に関する集中的な史料の存在を確認した。神奈川県の事例は、県官吏の設置の説諭だけでなく、その周辺地域にも設立があった点で本研究にとって重要である。明治初期の郷学設置事例は、県官吏の説諭という垂直的な関係だけでなく、水平的なネットワークとして検討することで捉えることができる。こうした事例について、現在検討中です。(2)明治初期と富山県における郷学設置事例の中でも、海内果を中心とした学習結社設立事例に関して、雑誌史料を発見し、その収集を行った。海内果は、当時東京において新聞記者としても活動しており、多数の論稿が残されている。海内は、東京を中心とする地域の言説ネットワークに属すると同時に、地域の学習結社という言説ネットワークにも属していた。海内の意義は、当時の地域の学習結社の学習の質という点、また、地政学的な観点から地域における学習を捉えることができるという点で本研究にとって重要である。現在、雑誌記事の分類を行い、分析中である。平成26年度は以下の作業を行った。(1)明治初期神奈川県における郷学設立事例の史料を横断的に分析した。まず、史料上の特質として、設立申請時の書類に設立の理念が記述されていることが明らかになった。「学制」以後の申請においては、県の示した学則に対して準拠しているか否かについてが問われていたため、設立の理念は記述されない。それに対して「学制」以前の事例については、設立申請時の理念が冒頭に記述されていることが特徴である。次に、その理念の内容についての分析を始めている。これらの理念には、主に、どのような社会を想定していたかに関するビジョンの側面、どのような内容の教育が必要かという教育内容の側面、また、どのような方法の教育が必要かという方法の側面、さらには、だれを対象としているのかという対象の側面が描かれている。現在、この4点に着目したときに見えて来る、設立趣意書の言説上の特徴を明らかにしている。最後に、こうした設立趣意書の言説上の特質が、「学制」を経てどのように変容するかを描くため、時間軸での史料の収集を始めた。(2)岡山県における興譲館の設置事例について、史料収集を行った。興譲館は、近世において設置された郷学であり、地域の教育機関として、明治期以後も存続した。こうした時間軸において検討できる事例は、まだ多く見つかっていない。(1)の神奈川県に関する事例が、本研究の実績の中心となるが、岡山県での事例は、時間軸での分析の補助線としての役割をもたせて検討をすすめている。(3)明治初期富山県における学習結社の設立と、そこでの雑誌の作成について、文章の検討を行っている。海内の論稿が多く残されており、雑誌の言説とのかかわりを現在分析している。今年度は、明治初期神奈川県域における郷学を対象として、その構想を具体的に分析した。明らかになったことは、以下の通りである。明治初期神奈川県域においては,複数の郷学構想が併存する状況にあった。一方では,神奈川県による人材登用を目的とした郷学構想があり,また,他方では,地域秩序の刷新や地方行政の円滑化という目的の下,地域における共通教養の学びの場としての構想があった。人材登用という目的を背景とした神奈川県の郷学構想は,地域の教育機関を基礎教育機関としての役割に限定し,そこでの学習を個別化する特徴をもっていた。神奈川県の構想した郷学は,夜寝る前にも暗誦することが求められるなど,暗誦という方法が徹底され,個別に学習する場として構想されていた。また,その後の学習の機会は,地域ではなく,横浜や東京に設置され,能力ある者に限定されていた。一方,各地域では,共通教養の学びの場として郷学を構想し,地域の学習の高度化が主題として浮上した。その構想は,入門期の学習の変革をも含むものであり,入門期以後の学習機会を地域につくりだすだけの構想ではなかった。小野郷学では,「解読」の課程に円滑に移行するために「句読科」のカリキュラムの改善も行った。日野宿郷学では,手習所の師匠にも郷学の講釈への出席を求め,地域の学習全体の高度化を図った。地域の学習の高度化を推進するために着目されたのは学習の協同性であった。

小野郷学では「解読科」が「正学」として設定され,よりよく学ぶために「解読」時の作法も定められた。「解読」に際しては,「富貴貴賎」を論じることなく,意見を議論しあうことで「知識の増長」が目指された。本研究の成果は以下の二点である。第一に、明治初期神奈川県域の郷学における地域の設立有志の設置構想を分析し、地域の設立有志が、協同的な学習を通した地域における学習の高度化を構想したことが明らかになった。文部省による学制、神奈川県による郷学設置構想が学習の個別化を志向していたことに対して際立つ特徴である。第二に、明治初期富山県における学習結社において、他者とのコミュニケーションを中心とした市民教育の場としての学校像が提起されていたことが明らかになった。事例に関する史料を、現地への収集だけでなく、複写を通して多く収集することができた。これらの分析も進んでおり、報告書としてまとめていきたい。教育学本研究の目的は、地域の共通教養の構想とその学習の様相の検討にある。史料を収集する過程で、学習の様相以上に、教養教育の機関の存続をめぐって争点となる事項の変遷も見えてきた。設立当初は社会の構想を掲げることが第一であったのに対して、内容や水準に関する記載が多くなる。こうした変遷は、一般教育の理念の変遷を、言説レベル、史料上において解釈する上で有意義である。今後、いかに学習していたのかだけでなく、学校の機能の変遷についても検討をすすめる。具体的には、以下の三点である。第一に、明治初期神奈川県における設立趣意書の横断的分析を論文にまとめることである。神奈川県の事例は、県官の説諭をきっかけとし、その応答として設立されたものである。これらの事例は、その点において、一つの共通のきっかけで設立された事例である。共通のきっかけをもった各地域の設立に携わった人々が、何を構想したのかについて、明らかにする。第二に、岡山県興譲館の事例について、岡山県から各教育機関への布令、通達類を含めて検討することである。今年度、これらの史料を、都道府県史から収集できた。都道府県史で明らかになっていることを一つの軸として、興譲館の応答とその変遷を明らかにしたい。第三に、富山県における学習結社の事例を明らかにする事である。第一の事例、第二の事例とことなり、この事例は、雑誌という媒体を使い、言説空間をうみ出そうとしていたことが特徴である。郷学の事例からは、少し違う側面が見えてきた。そのため、第一、第二の事例の検討を中心として進めるが、こちらの雑誌の分析も、同時に進めたい。事例に関する史料が想定しているよりも、多く発見された。神奈川県については、想定していたネットワークの周辺部にも存在し、また、海内についても、多様なネットワークに属して言説活動、結社活動をおこなっていたことがわかった。個別事例を検討する以前に、その事例が置かれている状況を、より広い視野から検討する必要が生じた。以下の二点が主な理由である。史料収集に際して、複写による請求が多くできたため、旅費の消費が少なかったこと。また、学会での報告の数が予定よりも少なかったこと。本研究の目的は、地域における共通教養の構想とその学習の様相の検討にある。神奈川県の事例では、全国的な設置事例の中でも、一つの圏域に多く設立されたという特徴をもつ。
骨吸収抑制・癌免疫エディティングを考慮した新規歯肉癌治療の開発に向けた研究

歯肉上皮細胞と破骨細胞の細胞実験を開始できていないため。MICA遺伝子強制発現Ca9-22細胞の培養上清を破骨細胞前駆細胞であるRAW264.7細胞に作用させ、M-CSFを添加して破骨細胞に分化させる。RNAを抽出してRANK,等の遺伝子発現を調べる。また破骨細胞分化に対する作用も検討する。まず、ヒト歯肉癌細胞であるBHY細胞及びCa9-22細胞を入手した。BHY細胞及びCa9-22細胞にMICA遺伝子が存在するかどうかリアルタイムPCR法で検討した。BHY細胞及びCa9-22細胞において、MICA遺伝子の発現を確認した。次にタンパク質発現の確認を行った。抗MICA抗体を用いてWestern blottingを行なったところ、MICAタンパク質発現の確認ができた。次に、ヒト歯肉癌上皮細胞であるBHY細胞及びCa9-22細胞について、レトロウイルスを用いてMICAを過剰発現させることにした。水疱性口内炎ウイルスのエンベロープ糖タンパク質VSV-Gを同時に遺伝子導入することで、レトロウイルスがヒトBHY細胞及びCa9-22細胞に感染し、GFP遺伝子が導入されることを確認できた。そして、MICA遺伝子をBHY細胞及びCa9-22細胞に導入したところ、一過性に過剰発現をするBHY細胞及びCa9-22細胞が得られた。MICA遺伝子強制発現BHY細胞及びCa9-22細胞においてRANKL発現を検討する。さらにMICA遺伝子強制発現BHY細胞及びCa9-22細胞の培養上清を破骨細胞前駆細胞であるRAW264.7細胞に作用させ、M-CSFを添加して破骨細胞に分化させる。<次年度使用額が生じた理由>生化学実験関係の消耗品が必要と見込んだ金額よりも少なく済んだため。<使用計画>翌年度の実験では、生化学実験の消耗品の費用として計上する。生化学実験関係の消耗品が必要と見込んだ金額よりも少なく済んだため。翌年度の実験では、生化学実験の消耗品の費用として計上する。
内分泌撹乱物質のノン・エストロジェニック中枢作用

本研究は、申請代表者の「内分泌撹乱物質は、ノン・エストロジェニック中枢作用により、特に前頭葉機能に影響を及ぼし、学習獲得能力を障害する」という仮説を検証するために行った。卵巣摘除成熟ラットに、40mg/kgのビスフェノールA(BPA)、ノニルフェノール(NP)、もしくはオクチルフェノール(OP)を投与して24時間後に、PR mRNA発現量が変化するか否か、ノーザンブロットにより検討した。その結果、前頭葉新皮質ではBPA、NPおよびOP投与によりPR mRNAの発現が有意に増加した。さらに、側頭葉新皮質ではBPAのみがPR mRNAの発現を有意に低下させた。頭頂葉新皮質ではいずれの内分泌撹乱物質も有意な変化を惹起しなかった。BPAの作用の時間経過を検討した結果、前頭葉新皮質のPR mRNA発現はBPA投与6時間後の時点で既に有意に増加し、24時間後の時点でも、発現量は有意に増加していた。エストロジェンもBPAと同様に前頭葉新皮質のPR mRNA発現を有意に増加させたが、その効果は一過性で、24時間後には、もとのレベルまで減少することが明らかとなった。BPAは、後頭葉のPR mRNA発現には影響を及ぼさなかったが、側頭葉では時間経過とともに有意な減少、海馬では24時間後においてのみ有意な増加を惹起した。これらのことから、エストロジェンと異なり、前頭葉新皮質では、内分泌撹乱物質の影響が長期間残存することが、エストロジェン作用との異同であり、また、記憶・学習に関与する海馬に内分泌撹乱物質がなんらかの影響を及ぼすことが明らかとなった。本研究は、申請者らの「内分泌撹乱物質は,ノン・エストロジェニック作用により特に前頭葉機能に影響し,学習獲得過程を障害する」という仮説を検証するために行った。まず、ノーザンブロットにより、前頭葉を含めた新皮質、および海馬におけるプロジェステロン受容体mRNA発現に内分泌撹乱物質のひとつであるビスフェノールAが影響を及ぼすか否か確認するとともに、その時間経過を検討した。その結果、興味深いことに前頭葉新皮質のプロジェステロン受容体mRNA発現はビスフェノールA投与6時間後の時点で既に有意に増加し、24時間後の時点でも、発現量は有意に増加していた。エストロジェンもビスフェノールAと同様に前頭葉新皮質のプロジェステロン受容体mRNA発現を有意に増加させたが、その効果は一過性で、24時間後には、もとのレベルまで減少することが明らかとなった。ビスフェノールAは、後頭葉のプロジェステロン受容体mRNA発現には影響を及ぼさなかったが、側頭葉では有意な減少、海馬では有意な増加をそれぞれ惹起した。現在、ビスフェノールAが学習や行動にいかなる影響を及ぼすのか検討している。前年度に引き続き本年度の研究は、申請者らの「内分泌撹乱物質は,ノン・エストロジェニック作用により特に前頭葉機能に影響し,学習獲得過程を障害する」という仮説を検証するために行った。1)成熟ラットにビスフェノールA(BPA)、ノニルフェノール(NP)、もしくはオクチルフェノール(OP)を投与して、前年度に明らかにした前頭葉新皮質のプロジェステロンmRNA発現誘導が、BPA以外の内分泌撹乱物質でも同様に惹起されるか否かを検討した。その結果、前頭葉新皮質ではBPAと同様に、NPおよびOP投与によりPR mRNAの発現は有意に増加したが、NPおよびOP投与は後頭葉新皮質および側頭葉新皮質のPR mRNA発現には有意な変化を惹起しなかった。従って、内分泌撹乱物質の中でも新皮質の領域により効果が異なることが明らかとなった。

特に、下垂体のPR mRNA発現に対してはNPおよびOPがBPAよりも強い作用を持つことを考えると、作用の部位特異性は単にエストロジェン様作用の強弱ではなく、作用機序が異なることが推測された。2)次に,前頭葉新皮質の急性切片を作製しマクロカルシウムイメージングを行い、BPAの急性投与がカルシウム変動に影響を及ぼすか否かを検討した。その結果、高カリウム刺激により約5%のカルシウム上昇が認められたが、この上昇に対してBPAは有意な影響を及ぼさなかった。刺激の種類をかえて検討する必要性があると考えられた。3)まず、新規導入の装置で、既報の如くオープンフィールド行動の性差が検出出きるか否か検討した。その結果、雌性ラットの方が雄性ラットと比較して、総移動距離の長いことが確認された。現在、BPA投与がこの行動にいかなる影響を及ぼすのか検討している。
公益事業の効率化と社会資本の産業集積効果の検証

今年度は公益事業の経営管理と生産性の関係を明らかにすべく、全国のバス事業者に対して経営管理に関するアンケート調査を実施し、財務データとともにデータベース化を実施したところである。各種機関などに協力をお願いし、調査を実施したため、予定よりも若干時間がかかったが、分析用のデータベースは概ね出来上がり、簡単な分析に着手したところである。分析の過程でデータのクリーニング作業の必要性が出てきたため、クリーニング作業を実施した。また、財務データに関して無回答の何社かについて、東京商工リサーチの財務データを入手し、補完作業をしたところである。これらの一連の作業を通じて分析用のデータベースを構築したところである。まずは経営管理に関する指標の分布を公営バスと民営バス、都市と地方などでの違いを把握するために、カーネル密度推定を施し、作成したところである。こうした分布と簡単な分析結果を見ながら調査前に考えていた仮説検証の可能性や新たな仮説検証の可能性など分析方針を研究協力者たちと相談し、分析作業を実施したところである。なお、分析の途中経過を整理し、経営管理に関する研究を進めている国内外の研究者と2019年4月にコンファレンスで報告する計画であり、準備作業を実施しているところである。アンケート調査のサンプル数を確保するため、複数の関係機関への協力要請したこと。発送数を増やすため、調査票の軽量化や委託業者の選定などで工夫をしたため、調査実施に若干の遅れが生じたため。調査票の回収と財務データの入手は既に実施済みでデータベース化をし、簡単な分析をしたところである。2019年度は詳細な分析を施すとともに、論文として取りまとめ学会等で報告する計画である。今年度は公益事業の公民比較をするためのサーベイ調査の方法及び内容について検討し、準備作業を行ってきた。また、日本バス協会、経済産業省等に対して調査協力の依頼等の作業を行い、その他関係省庁への協力を打診したところである。研究会等で研究概要の説明に加え、調査票の内容も吟味し、議論を重ねたところである。この他、社会活動として地方創生に関する研究プロジェクト、PPPをめぐる国際比較研究、社会資本データ整備と分析に関する研究、低炭素社会構築のためのエネルギー政策のあり方における研究活動も実施してきた。具体的な研究成果としては、下記の論文の他、論考等の執筆をした。1.「自然災害の産業連関分析」月刊統計(日本統計協会)69-2,23-29.2018年2月2.「政府予測の上方バイアスと財政赤字:政治的中立な独立財政機関の必要性」レバイアサン(木鐸社)69号、67-78.2017年4月1の論文では、東日本大震災によるサプライチェーンの寸断による影響を計測するとともに、被害を軽減する方策を提案した。経済産業省の地域間産業連関表と電力中央研究所の都道府県間産業連関表を活用し、分析用のデータセットを作成し、前方連関分析を行うことでサプライチェーンの寸断による影響を描写した。分析結果を踏まえ、事業継続計画など部品調達先を分散させるだけでも大幅に被害を軽減できることを示した。2の論文では、予算編成や経済政策を決定する上で重要な役割を果たす政府予測、具体的には「政府経済見通し」、「将来人口予測」などが統計的な誤差とは異なる偏りがあることを指摘し、その要因に関する先行研究のサーベイを行った。その偏りは常に過大になり、それに基づき予算編成や経済政策が決定されるため、財政収支が悪化する傾向にあることを指摘した。これを解決するために、独立財政機関のような政府から独立した予測機関が必要だと提案した。アンケート調査を実施する計画であったが、先方の繁忙期をさけるため株主総会の集中時期(5月6月)の後に送付することにした。このためアンケート調査の実効がやや遅れているが、当初から幅を持たせた計画であったため、研究計画全体の中での遅れとしては軽微である。むしろ、調査票の設計に時間をかけられ、より有益な結果がもたらされることが期待できる。調査票の設計を確定させ、アンケート調査の実施を計画している。回収後(概ね9月)より分析を開始し、年度末をめどに学会報告等ができるような論文として仕上げていく計画である。

調査票の回収と財務データの入手は既に実施済みでデータベース化をし、簡単な分析をしたところである。2019年度は詳細な分析を施すとともに、論文として取りまとめ学会等で報告する計画である。当初予定していたアンケート調査の実施を回答者の繁忙期を避けたため、次年度の実施とすることにしたため、予算の多くを繰り越すことになった。関係機関の協力が得られ、アンケート調査の発想部分に関する経費の一部を出してもらうことができ、アンケート調査の費用を大幅に節約することができたため。これに伴い、分析と報告の方に予算を傾斜することができるようになった。
相関係数の異常な挙動の解明とそれに対する対処

ピアソンの相関係数rは2変数間の相関関係を表現するための標準的なツールであり,高等学校数学での必修項目でもあり,さまざまな社会科学.自然科学分野で使用されている.この係数の範囲は[-1,1]とされるが,椎名ら(2011)は2変数のカテゴリー数が異なる場合,相関係数が1あるいは-1に成りえないことを発見し,それに付随して相関係数の絶対値がかなり減少する現象を発見した.本研究の第1の目的は,カテゴリー数が異なる場合の相関係数のバイアスについて,どのような範囲でどの程度のバイアスがかかるのかを,理論的あるいは経験的に調べることである.そのためにに大規模な計算実験を行った.その結果,標本相関係数rの標本平均値は真の相関値ρに対してロバストに過小評価され,またこの過小化バイアスがカテゴリー数の増加と共に減少するのが明らかになった.ちなみに,この実験では168億3800万個の相関係数を発生させ相関のバイアスについて確認している.結果は現在投稿中であるが,最悪でも令和元年度中にはpublishできそうな感触である.第2の目的は,バイアスの存在について,心理学者のみならず相関係数を使用するすべての科学者・実務家に伝達することである.この目的のために,教育心理学,数学教育の学会で発表・論文発表を行った.第3の目的は,バイアスが回帰分析,因子分析等のような手法にどのような影響を与えるのかを調べることであるが,現在鋭意調査中である.第4の目的はどのようにバイアスを取り除くかという問題であるが,polychoric相関係数を用いるのが標準的であると言われる.そこで,polychoric相関係数の新しい計算法を提案・公表した.この手法はEMアルゴリズムを用いるもので,画期的なものと自己評価している.本研究の4つの目的の内,2つはほぼ達成できたため.第2の目的(バイアスの存在について,心理学者のみならず相関係数を使用するすべての科学者・実務家に伝達すること),および,第3の目的(バイアスが回帰分析,因子分析等のような手法にどのような影響を与えるのかを調べること)の達成を目指す.ピアソンの相関係数rは2変数間の相関関係を表現するための標準的なツールであり,高等学校数学での必修項目でもあり,さまざまな社会科学.自然科学分野で使用されている.この係数の範囲は[-1,1]とされるが,椎名ら(2011)は2変数のカテゴリー数が異なる場合,相関係数が1あるいは-1に成りえないことを発見し,それに付随して相関係数の絶対値がかなり減少する現象を発見した.本研究の第1の目的は,カテゴリー数が異なる場合の相関係数のバイアスについて,どのような範囲でどの程度のバイアスがかかるのかを,理論的あるいは経験的に調べることである.そのためにに大規模な計算実験を行った.その結果,標本相関係数rの標本平均値は真の相関値ρに対してロバストに過小評価され,またこの過小化バイアスがカテゴリー数の増加と共に減少するのが明らかになった.ちなみに,この実験では168億3800万個の相関係数を発生させ相関のバイアスについて確認している.結果は現在投稿中であるが,最悪でも令和元年度中にはpublishできそうな感触である.第2の目的は,バイアスの存在について,心理学者のみならず相関係数を使用するすべての科学者・実務家に伝達することである.この目的のために,教育心理学,数学教育の学会で発表・論文発表を行った.第3の目的は,バイアスが回帰分析,因子分析等のような手法にどのような影響を与えるのかを調べることであるが,現在鋭意調査中である.第4の目的はどのようにバイアスを取り除くかという問題であるが,polychoric相関係数を用いるのが標準的であると言われる.そこで,polychoric相関係数の新しい計算法を提案・公表した.この手法はEMアルゴリズムを用いるもので,画期的なものと自己評価している.本研究の4つの目的の内,2つはほぼ達成できたため.第2の目的(バイアスの存在について,心理学者のみならず相関係数を使用するすべての科学者・実務家に伝達すること),および,第3の目的(バイアスが回帰分析,因子分析等のような手法にどのような影響を与えるのかを調べること)の達成を目指す.New York市での国際学会に参加予定であったが,都合により参加できなくなったため.
マウス左右軸形成及び嚢胚形成におけるlefty及びnodalの機能解析

lefty2はTGFβスーパーファミリーに属するマウス遺伝子であり、その個体発生における発現様式は際だった特徴を示す。すなわち、嚢拝形成期においては胚体後部中胚葉で発現し、初期体節期には左側側板中胚葉で一過的に発現する。これまで、嚢拝形成期においてLefty2はNodalのフィードバック阻害因子として働くことが示されていたが、左右軸形成における個体レヴェルでの解析は為されていなかった。そこで、本研究ではlefty2が左側側板中胚葉で発現するために必要なエンハンサー(ASE)を除去した変異マウスの作成並びにその解析を行った。lefty2ΔASEアリルはES細胞における相同組み換えによって得られ、定法に従って変異マウスを作出した。期待された通りlefty2^<ΔASE/ΔASE>胚では初期体節期におけるlefty2の発現が特異的に消失しており、これによってlefty2^<ΔASE/ΔASE>マウスには臓器の左側相同が生じることが明らかになった。lefty2^<ΔASE/ΔASE>初期体節期胚におけるnodalの発現は持続し、Pitx2の発現量は亢進することが明らかになり、Lefty2がNodalシグナルのフィードバック阻害因子として働くことを証明した。さらに、nodalの発現が左側に限局しているにも関わらず、Nodalの下流遺伝子の発現領域が左側側板中胚葉の端から右側に拡がっていくことから、Lefty2非存在下においてはNodalが広範囲に拡散しうる事を明らかにした。
協働学習のための情報端末を利活用する自律型ロボット教材の開発

Androidタブレット端末上でプログラムを作成・送信し,ロボットを制御することができる中学校技術・家庭(技術分野)における計測・制御教材の提案と開発,評価を行った。提案した教材は,タブレット端末が装備するセンサの計測データを利用することができ,計測データをロボットのプログラムに反映させやすい。また,タブレット端末がロボットの制御基板となるため,ロボットが正常動作しないときの原因が判別しやすい。そして,この提案に基づいて開発した教材を中学生に対して評価実験を実施したところ,プログラムの作成が容易であり,プログラムに対するイメージを質的に深めることができる学習教材として利用できることが分かった。2013年度は効果的にICT機器を利活用するための技術分野における教材開発として,Androidタブレット端末から音声信号を利用して制御するロボット教材の開発を行い,中学生を対象に実験を行った。ロボット教材は,プッシュ式電話回線に利用されるDTMF(Dual-Tone Multi-Frequency)信号によりモーターを制御可能なロボット部と,Androidタブレット上でロボット部を制御するためのプログラミングを行い,プログラムの内容をDTMF信号に変換してロボット部に送信するソフトウェア部により構成される。本研究では,ロボット部にオープン・ソース・ハードウェアである「ドロンくん」を利用し,ソフトウェア部の開発に注力した。ソフトウェア部の特徴を二点挙げる。一点目は,タブレット端末の特性を活かした文章と図形を組み合わせたプログラムの制御構造(順次・反復・分岐)の表現である。コンピューターの動作原理を学習させるため,動作の最小単位は数値を組み合わせた文章で表現する。これにより,順次構造の学習が可能になる。また,この文章を一つの図形に格納することで,反復構造の学習が可能になる。さらに,この図形を条件つきの矢印で関連づけさせることで分岐構造の学習が可能になる。二点目は,タブレット端末に搭載される三軸加速度センサーと照度センサーを利用して分岐構造の条件とすることができることである。タブレット端末に搭載されるセンサーが計測する値はプログラム作成画面上に常時表示され,学習者がプログラムを作成するときの情報として利用することができる。中学生がこの教材でプログラムを作成し,ロボットを制御することができるか調査したところ,100分の授業時間で10名中9名の生徒がプログラムを作成し,ロボットを制御することができたことを確認した。研究期間を通して,Androidタブレット端末上でプログラムを作成・送信し,ロボットを制御することができる中学校技術・家庭(技術分野)における計測・制御教材の提案と開発,評価を行った。提案した教材は,タブレット端末が装備する加速度センサの計測データを利用し,タブレット端末がロボットを直接制御するものである。従来の計測・制御教材は,パソコン上で作成した制御プログラムをロボットの制御基板に送信する自律型ロボット教材であった。自律型ロボット教材における問題として,プログラムの作成環境と実行環境が異なることに起因する調整の難しさがあった。開発した教材は,Android OS4.0以上の環境で動作するソフトウェアと,DTMFレシーバーを搭載したオープンソースハードウェアであるドロンくんを制御対象のハードウェアで構成される。ソフトウェアはタブレット端末の特徴であるタッチパネル操作を利用した直感的に優れる操作体系を構築した。また,制御対象との通信はDTMFトーンを利用する音声通信とすることで,機種を制限することなく動作するものを目指した。開発ソフトウェアの使用に適するタブレットを選定するために,7型と10型の液晶ディスプレイを有する機種を選定し,表示領域の大きさから10型の機種を選定対象とすることを決定した。開発した教材を10名の中学生に対して評価実験を実施したところ,タッチパネルを利用したプログラムの作成は容易であり,プログラムに対するイメージを質的に深めることができる学習教材として利用できることが明らかとなった。協同学習としては,プログラムの構造が視覚的に判別しやすく,分担して一つのプログラムを作成可能であるため,効果的な実践が行えると考えられる。教科教育学教材の開発は順調に進み,ソフトウェア部は一定の形式をとることができたが,ロボット部は改良の余地が残る。ただし,研究の目的はソフトウェア部が主であるため,大きな問題はないと考える。残りの研究期間を最大限活かし,ソフトウェア部とロボット部の改良を引き続き実施する。また,タブレット端末とロボットを複数台用意し,学級単位での実践を進める。そのために,中学校教員とのカリキュラム検討を年度当初に実施し,実践に向けた準備を行っていく。教材に利用するためのタブレット端末を選定するため,当初の計画通り様々な会社のタブレット端末を購入したが,当初計画よりも購入金額が高くなったため,購入予定であった開発用コンピューターの購入を控えたためである。次年度使用額を活用し,アンケート集計用コンピューターを滞りなく購入する。
ヒト癌の転移能獲得における遺伝子組み換え変異とp53遺伝子変異についての研究

マウス癌細胞においては細胞の遺伝的不安定性に基づくDNAのヘテロ化状態が癌細胞の転移能獲得と密接に関連していると考えられることから、本研究ではヒト癌細胞においても同様に、細胞の遺伝的不安定性が変化することが癌細胞の悪性度を規定する一因子と成り得ることを実証することをめざした。この目的のため、患者白血球DNAと手術で得られた癌細胞DNAの組換え変異の頻度を比較し、指数化すると同時にこの指数と患者予後との関連を検討することとした。大腸癌患者4名からそれぞれ末梢血液を採取すると同時に、切除された新鮮手術標本から癌組織および周辺正常粘膜を採取し、それぞれのDNAを抽出した。これらのDNAを適当な制限酵素で消化し、アガロースゲル電気泳動に供した後、ヒトミニサテライトプローブhPc-1を用いてサザンハイブリダイゼーションを行い、DNAフィンガープリント法により解析した。結果として、それぞれの患者個人にはDNAの多型は認められたが、患者末梢血、癌周囲正常粘膜、癌組織DNAの間には組換え変異は認められなかった。また、p53遺伝子変異との関連についても7名の大腸癌患者についてSSCP解析を用いて検討したが、エクソン6においてはいずれも変異は認められなかった。以上より、癌悪性度とDNA組換え変異との関連、さらにDNA組換え変異とp53変異との関連については当初の目的を達成することはできなかった。今後の症例数の蓄積とともに、マウス癌細胞についてのin vitro実験から得られる結果とヒト癌におけるin vivo系との違いを充分に認識した上でのアッセイシステムの再構築を検討しなければならないと思われる。ヒト大腸癌組織から抽出したDNAを用いて癌細胞が転移能を獲得する過程における遺伝子組み換え変異とp53遺伝子変異の実態を追求した。DNA組み換え変異についてはhPc-1ミニサテライトプローブを用いたサザンハイブリダイゼーションによるDNAフィンガープリント法により、p53遺伝子変異についてはPCR法により各エクソンDNAを増幅後、SSCP法により解析した。対照として同一症例の正常大腸粘膜細胞核DNAおよび末梢血白血球核DNAを用いた。本年度は臨床病理学的進行度の異なる大腸癌患者4名につき検索を行った。DNAフィンガープリント法による検討では、それぞれ個々にはDNAの多型性を認めたものの、癌組織における特有のDNA組み換え変異を示すバンドの変化は認められなかった。また、p53エクソン6を用いたSSCP解析ではいずれの症例とも変異を認めなかった。今回得られた結果の原因として、遺伝子の組み換えが起こるホットスポットといわれているミニサテライトDNAが標本採取時の環境変化(血流遮断から採取までの時間など)により崩壊したこと、採取した癌組織に相当量の正常組織が混入していたことなどが想定される。今後はより厳しい条件下で新鮮標本を得ると同時に、癌組織と正常組織とのコンタミネーションを防止に努め、さらに症例を重ねて検討することとした。また、明年度以降はミニサテライトプローブとして新たにmyoを追加するとともに、p53遺伝子変異についてはエクソン5,7,8の解析を行う予定である。われわれはすでにマウス癌細胞において、ミニサテライトDNAを用いたDNAフィンガープリント法にて、DNAが強いヘテロ化状態にあることが癌細胞が転移能を獲得する原因の一つであることを明らかにしたきた。本研究は、ヒト癌細胞においてもマウス癌細胞と同様に、細胞の遺伝的不安定性が変化することが、癌細胞の悪性度を規定する一因子と成り得ることを実証するものである。すなわち、患者白血球DNAと手術で得られた癌細胞DNAの組み換え変異の頻度を比較し、指数化すると同時に、この指数と患者予後との関連を追求することを目的としている。大腸癌9名、食道癌1名、胃癌1名からそれぞれ末梢血液を採取した。さらに、これらの患者の切除された新鮮手術標本から、癌組織およびその周辺の正常粘膜を切除し、それぞれのDNAを抽出した。

これらのDNAを適当な制限酵素で消化し、アカロースゲル電気泳動に供した後、ヒトミニサテライトプローブhPc-1を用いてサザンハイブリダイゼーションを行った。昨年度までの結果では、それぞれの患者個人にはDNAの多型は認められたが、血液、正常粘膜、癌組織DNAの間には、組み換え変異は認められなかった。これは、癌組織の中に相当量の正常組織が混入していた可能性があることによるものと思われた。したがって、本年度は前年度と同様、再度組織DNAの抽出を厳密に行うとともに、hPc-1を用いたDNAフィンガープリント法による分析を行っている。現在データを解析中である。われわれはすでにマウス癌細胞において、ミニサテライトDNAを用いたDNAフィンガープリント法にて、DNAが強いヘテロ化状態にあることが癌細胞が転移能を獲得する原因の一つであることを明らかにしてきた。本研究は、ヒト癌細胞においてもマウス癌細胞と同様に、細胞の遺伝的不安定性が変化することが、癌細胞の悪性度を規定する一因子と成り得ることを実証するものである。すなわち、患者白血球DNAと手術で得られた癌細胞DNAの組換え変異の頻度を比較し、指数化すると同時に、この指数と患者予後との関連を追求することを目的としている。大腸癌患者6名からそれぞれ末梢血液を採取した。さらに、これらの患者の切除された新鮮手術標本から、癌組織および、その周辺の正常粘膜を切除し、それぞれのDNAを抽出した。これらのDNAを適当な制限酵素で消化し、アガロースゲル電気泳動に供した後、ヒトミニサテライトプローブhPc-1を用いてサザンハイブリダイゼーションを行った。昨年度は、それぞれの患者個人にはDNAの多型は認められたが、患者末梢血、癌周囲正常粘膜、癌組織DNAの間には、組換え変異は認められなかったことを報告した。今年度は、採取した癌組織内の正常組織のコンタミネーションを防止するため、癌組織DNAの調製を厳密に行うとともに、新たに大腸癌患者2名を追加し、hPc-1を用いたDNAフィンガープリント法による分析を行った。しかし、いずれの症例も組換え変異は認められなかった。
国連の平和活動とビジネス : 紛争、人の移動とガバナンスを軸として

平和と人権のためのビジネスとは何か。同じように紛争に関わるビジネスであっても、なぜその評価は分かれるのか。本研究は、紛争(後)社会における(1)ビジネスの業態、(2)その紛争や平和への影響、(3)それらの評価、の3点を国連の平和活動との関係に絞り、紛争、人の移動とガバナンスの相互作用を軸に検討し、人権のための平和構築研究に新境地を開き、その一定の体系化に成功した。本年度(初年度)は、新領域の課題を掘り起こしてゆくための環境整備に加えて、基礎資料収集を活発に行った。4月にロンドンにおいて開催した東大フォーラムでは平和に貢献するビジネスの実態に迫るために、学術界のみならず企業や国際機関ならびにNGOの積極的な参加を得て、研究成果の発信・蓄積のみならず研究ネットワークの拡大を達成することができた。その他にも多くのシンポジウム(延べ7回、参加者100名から200名規模のもの)やセミナー(延べ27回、参加者10名30名規模のもの)を開催してきたが、いずれも本研究課題を多角的かつ複眼的観点から分析する上で必須の専門分野や論点に係るものであった。とりわけ、当初より初年度の主要課題として想定されていた平和に関するビジネスの業態調査について大きな成果をあげることができた。前出の東大フォーラムにおいては地雷除去機やマラリアネットの開発に従事する企業の業務やNGOの働きかけについて当事者からの意見を吸い上げることに成功し、また別のセミナーにおいてはBOP(貧困ビジネス)についての具体的取り組みを行う社会起業家の報告や議論を通じて、平和に関するビジネスの具体像とその幅や深さについて枠組的な把握に努めた。また、年度末に開催した人の移動に関するシンポジウムにおいては人身取引や違法出稼ぎ労働、EPAや難民流出などに介在する中間者(ブローカー)などについての知見も共有することができた。この中に書ききれない多くの業績は、いずれもこれまで断片的かつ分散的にしか把握できていなかった平和ビジネスの全体像構築に成功したと言える。こうして、計画通りに次年度(2010年度)はこれらビジネスが社会にどのように影響するのかを調査することに重点を移行する予定である。なぜ、地雷除去機の提供が好意的に捉えられる一方で、兵器を提供するビジネスは非難されるのか。本研究は、紛争(後)社会で(1)どのようなビジネスの業態が存在し(2)紛争や平和にどのような影響を与え、(3)誰の目からどのように評価されているのか、の3点を国連の平和活動との関係に絞り、紛争、人の移動とガバナンスの相互作用を軸に検討し、人権のための平和構築研究に新境地を開き、その体系化をめざす。昨年度に引き続き、今年度もセミナー(5/25, 6/16, 6/30, 7/13, 10/27, 1/31, 2/22)およびシンポジウム(4/22, 6/22, 9/25, 1/19)の開催を通じて関係者との専門的意見交換や、関連する関心を有する参加者との研究交流を活発に続けてきた。テーマ的には、平和構築プロセスにおける水資源管理や鉱物資源管理に関する紛争予防の観点から見たビジネスモデルや、世界銀行の投資行動の中に人権配慮が如何になされているか、また、国連報道に関連するビジネス(社会起業)の可能性などについても、幅広い議論がなされた。国連の活動のみならず、関連する国際社会の動きについて、とりわけ人の移動というテーマについて、代表者の主催する寄附講座「難民移民」との関連での連携研究も活発化し、同講座が新たに発刊することとなった研究雑誌(季刊誌)への研究成果公表などを通じて、研究の蓄積および公表を活発に行った。最終年度における研究成果のとりまとめに向けて、上記のとおり連続セミナーおよびシンポジウムを引き続き活発に行うとともに、各種学術雑誌への研究成果の公表を進める。本研究企画には研究分担者はいないが、連携者および協力者との協力を維持・拡大しつつ、研究テーマにあるとおりの包括的な内容を体系的に構築することに取り組む。本研究は、紛争(後)社会で(1)どのようなビジネスの業態が存在し(2)紛争や平和にどのような影響を与え、(3)誰の目からどのように評価されているのか、の3点を国連の平和活動との関係に絞り、紛争、人の移動とガバナンスの相互作用を軸に検討し、人権のための平和構築研究に新境地を開き、その体系化をめざした。

昨年度に引き続き、今年度もセミナー(4/9,4/14,5/24,6/21,10/7ほか)およびシンポジウム(10/8,10/15,3/16)の開催を通じて関係者との専門的意見交換や、関連する関心を有する参加者との研究交流を活発に続けてきた。テーマ的には、アフガン平和構築プロセスにおける政治支援とビジネスの関連、難民の第三国定住における雇用や職業訓練など持続可能性追求について日本の事例研究など、これまで当研究が取り組んできたものに加えて、3.11の東日本大震災後の原発と地域住民の共生の可否やその際に検討されるべき代替エネルギーやそれをめぐるビジネスの動向など、偶然にも日本を舞台に被災後の復興という文脈で提起されたガバナンスやビジネスをめぐる問題などにつき、幅広い議論がなされた。本研究の推進において大きなテーマの一つであった関連アクターの研究対象・主体への幅広い取り込みについては、代表佐藤も中心的に関与した「人間の安全保障学会」の設立(9月)などもあり、実務者、NPO関係者などとの関係も拡大しつつ情報収集に務めながら、昨年度までの成果を踏まえたとりまとめが行われ、関係者から計18本もの論文・研究報告を集めた研究成果報告書を3月に出版した。内外を問わず、平和とビジネスの関係については注目されつつも体系化や基礎研究が遅々として進まないなかにあって、代表佐藤は国内のみならず国外の関係者とも共同しながら国連を始めとする国際機関やNGO、企業関係者からの情報収集や意見交換を積極的に推進、最終的に18本の論文・研究報告をまとめた研究成果報告書としてとりまとめ3月の出版に漕ぎ着けた。最終年度において大きな成果を取りまとめたが、今後はその公刊やウェブなどのメディアを通じた成果の周知に務めながら、次なる課題として平和、ビジネス、倫理の相関について研究予定。2013年度において豪州の研究グループらと共同して東京にて300名規模の関係者を集めたWorld Ethics Forumを開催予定。
藍色細菌の概日振動システムにおける遺伝的ロバストネスの評価

藍色細菌の概日時計遺伝子kaiA, kaiB, kaiC遺伝子座での遺伝的ロバストネスを検証するため、ランダムな点突然変異体の表現型解析とデータの統合的解析を行った。300余りの1アミノ酸置換を持つ突然変異体を作成し、それらの生物発光概日リズムを測定・周期表現型解析を行った。kaiA, kaiB, kaiC遺伝子内の変異の影響を比較すると、kaiA内の変異は他の2遺伝子と比較して、周期への影響が非常に少ないことが明らかになり、3つの必須遺伝子で遺伝的ロバストネスに大きな違いが生じていることを示した。また、kaiB, KaiC内の9割以上の変異は正常範囲の周期を逸脱させることを明らかにし、周期長に関する限り、両者の遺伝的ロバストネスがこれまで解析されている他の遺伝子・システムに比べて、著しく低いことを示した。また、細胞内における概日時計システムのロバスト性を生みだす分子機構として、時計タンパク質間の相互作用による同期現象を明らかにするとともに、細胞内での時計遺伝子とそのタンパク質産物間のフィードバック制御様式を明らかにした。さらに、周期については、KaiCのもつATP分解活性そのものが、振動数(周期の逆数)と比例関係にあることをしめし、ロバスト性は時計タンパク質内の性質に大きく依存していることを示した。これらの成果は、遺伝的ロバストネスという概念的な尺度をタンパク質相互作用等の実体を有する尺度へ変換できることを実証し、時計遺伝子突然変異のシステム安定性に対する評価を細胞時計と試験管内時計の両面から多角的に評価できる可能性を示唆している。本年度は藍色細菌の概日時計遺伝子kaiA,kaiB,kaiC遺伝子座での遺伝的ロバストネスを検証するための材料作製を行った。この時計遺伝子座に突然変異を持つ形質転換用プラスミドコンストラクトを作製するために、PCRによる突然変異導入処理をした1500余りのサブクローンの配列決定を行った。その結果、300余りの1アミノ酸置換を持つ突然変異サブクローンを得た。また、これらのサブクローンを用いて形質転換用プラスミド(野生型背景)を作製した。さらに、kaiA2単一変異,kaiC15単一変異,kaiA2kaiC15二重変異はそれぞれ、長周期、正常周期、正常周期を示し、kaiC15がkaiA2のサプレッサー変異となっている。これらの遺伝的背景に新たな変異を導入した形質転換用プラスミドのセットも上記のサブクローンについてほぼ全て作製した。さらに、その一部について生物発光概日リズムを測定した結果、少なくとも2割の突然変異において周期異常を引き起こすことがわかった。また、これらの時計因子の振動発生メカニズムの解析から、試験管内での概日リズム発生に成功した。周期異常突然変異を持つタンパク質の解析から試験管内でのリズムと細胞内でのリズムがパラレルであることを明らかにした。これらの結果から、細胞のもつ概日リズム周期を決定するメカニズムが基本的にKaiA,KaiB,KaiCだけで構成されるシステムであることを示唆した。本研究課題はこれら3つの時計因子のみを仮定した概日周期決定システムをターゲットにしており、このストラテジーの妥当性をサポートする結果を得られたと考えられる。本年度は藍色細菌の概日時計遺伝子kaiA,kaiB,kaiC遺伝子座での遺伝的ロバストネスを検証するため、ランダムな点突然変異体の表現型解析を行った。300余りの1アミノ酸置換を持つ突然変異サブクローンを用いて形質転換用プラスミド(野生型背景)を作製した。それらの生物発光概日リズムを測定し、周期表現型に注目して解析を行った。kaiC遺伝子内の変異に注目すると、リズムを保持した多くの変異体が2428時間の周期を示すことから、この範囲に周期をとどめる遺伝的ロバストネスを野生型kaiC遺伝子が持っていることが示された。さらに、他の遺伝子・遺伝子背景について解析を進めている。また、細胞内における概日時計システムを調べた結果、KaiABCからなる振動体の下流でlabA遺伝子が機能することを明らかにした(Taniguchi et al. 2007,)。