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低温凝縮系における不純物イオンを芯とするマイクロクラスターの生成と消滅

本研究では液体ヘリウム中のスノ-ボールの生成過程と消滅の過程の研究として,1)スノ-ボールが生成される確率を決定する.2)スノ-ボールが固定であるかどうかを調べる.個体であればその構造はどのようなものか.ちなみに,普通の巨視的なヘリウムの固体は六方細密構造を示す.3)スノ-ボールの寿命の精密な測定によって温度依存性,さらにロトンとの相互作用を調べる.4)スノ-ボールの生成過程および消滅の過程を以上により明らかにする実験的な手がかりを得る.以上,一連の実験によってマイクロクラスターとしてのスノ-ボールの特質から超流動ヘリウムの振舞と相互作用を理解することを目指している.研究の内容と成果は以下のとおりである.1)打ち込んだイオン線の強度と生成されたスノ-ボールの個数との比からスノ-ボール生成の確率を決定した.2)スノ-ボールの芯となるイオンの核偏極が保持されるので,芯となるベータ放射核の核磁気共鳴線の幅を決定し,これから,スノ-ボールが固体であることと,その構造に関する知見を得る.この前段階としてスノ-ボールの電場による移動と偏極保持の相関を研究した.そのために重イオン核反応によって放射性核を生成し,イオン光学系によって生成された各種のイオンを種類ごとに分離したのち,適当なエネルギーまで減速し,停止体やヘリウムクライオスタットに打ち込む実験を行っている.基本実験には大阪大学核物理研究センターのリングサイクロトロンENコースや理化学研究所のリングサイクロトロンのRIPSを共同利用している.また,液体ヘリウム内部のβ線発生位置を検出するために位置敏感型検出器の開発に着手し,位置敏感型半導体検出器をテストするほか,多芯比例計数管の開発を試みている.スノ-ボールをヘリウム中でトラップし,検出までの時間遅れを作り出し,個数の減衰率を求めることによって寿命を求めることや,今回の測定のデータをもとに,ヘリウム中のロトン等との相互作用を高精度で明らかにする新しい計画に繋げていきたい.幸いなことにこの成果は核物理だけでなく,低温物理,クラスター科学,量子凝縮体などの分野でも国際会議などで,取り上げてくれるようになり,今後の発展を期待されている.本研究では液体ヘリウム中のスノ-ボールの生成過程と消滅の過程の研究として,1)スノ-ボールが生成される確率を決定する.2)スノ-ボールが固定であるかどうかを調べる.個体であればその構造はどのようなものか.ちなみに,普通の巨視的なヘリウムの固体は六方細密構造を示す.3)スノ-ボールの寿命の精密な測定によって温度依存性,さらにロトンとの相互作用を調べる.4)スノ-ボールの生成過程および消滅の過程を以上により明らかにする実験的な手がかりを得る.以上,一連の実験によってマイクロクラスターとしてのスノ-ボールの特質から超流動ヘリウムの振舞と相互作用を理解することを目指している.研究の内容と成果は以下のとおりである.1)打ち込んだイオン線の強度と生成されたスノ-ボールの個数との比からスノ-ボール生成の確率を決定した.2)スノ-ボールの芯となるイオンの核偏極が保持されるので,芯となるベータ放射核の核磁気共鳴線の幅を決定し,これから,スノ-ボールが固体であることと,その構造に関する知見を得る.この前段階としてスノ-ボールの電場による移動と偏極保持の相関を研究した.そのために重イオン核反応によって放射性核を生成し,イオン光学系によって生成された各種のイオンを種類ごとに分離したのち,適当なエネルギーまで減速し,停止体やヘリウムクライオスタットに打ち込む実験を行っている.基本実験には大阪大学核物理研究センターのリングサイクロトロンENコースや理化学研究所のリングサイクロトロンのRIPSを共同利用している.また,液体ヘリウム内部のβ線発生位置を検出するために位置敏感型検出器の開発に着手し,位置敏感型半導体検出器をテストするほか,多芯比例計数管の開発を試みている.スノ-ボールをヘリウム中でトラップし,検出までの時間遅れを作り出し,個数の減衰率を求めることによって寿命を求めることや,今回の測定のデータをもとに,ヘリウム中のロトン等との相互作用を高精度で明らかにする新しい計画に繋げていきたい.幸いなことにこの成果は核物理だけでなく,低温物理,クラスター科学,量子凝縮体などの分野でも国際会議などで,取り上げてくれるようになり,今後の発展を期待されている.本研究では液体ヘリウム中のスノ-ボールの生成過程と消滅の過程の研究として,1)スノ-ボールが生成される確率を決定する.2)スノ-ボールが固体であるかどうかを調べる.固体であればその構造はどのようなものか.ちなみに,普通の巨視的なヘリウムの固体は六方細密構造を示す.3)スノ-ボールの寿命の精密な測定によって温度依存性,さらにロトンとの相互作用を調べる.4)スノ-ボールの生成過程および消滅の過程を以上により明らかにする実験的な手がかりを得る.以上,一連の実験によってマイクロクラスターとしてのスノ-ボールの特質から超流動ヘリウムの振舞と相互作用を理解することを目指している.今年度は,1)打ち込んだイオン線の強度と生成されたスノ-ボールの個数との比からスノ-ボール生成の確率を決定した.2)スノ-ボールの芯となるイオンの核偏極が保持されるので,芯となるベータ放射核の核磁気共鳴線の幅を決定し,これから,スノ-ボールが固体であることと,その構造に関する知見を得る.この前段階としてスノ-ボールの電場による移動と偏極保持の相関を研究した.

そのために重イオン核反応によって放射性原子核を生成し,イオン光学系によつて生成された各種のイオンを種類ごとに分離したのち,適当なエネルギーまで減速し,ヘリウムクライオスタットに打ち込む実験を行っている.基本実験には大阪大学核物理研究センターのリングサイクロトロンENコースや理化学研究所のリングサイクロトロンのRIPSを共同利用している.また,液体ヘリウム内部のβ線発生位置を検出するために位置敏感型検出器の開発に着手し,位置敏感型半導体検出器をテストするほか,多芯比例計数管の開発を試みている.これによって平成7年度の計画:3)スノ-ボールをヘリウム中でトラップし,検出までの時間遅れを作り出し,個数の減衰率を求めることによって寿命を求めることと,4)これらの測定の精密なデータをもとに,ヘリウム中のロトン等との相互作用を明らかにすることに繋げる.本研究では液体ヘリウム中のスノ-ボールの生成過程と消滅の過程の研究として,1)スノ-ボールが生成される確率を決定する.2)スノ-ボールが固体であるかどうかを調べる.固体であればその構造はどのようなものか.ちなみに,普通の巨視的なヘリウムの固体は六方細密構造を示す.3)スノ-ボールの寿命の精密な測定によって温度依存性,さらにロトンとの相互作用を調べる.4)スノ-ボールの生成過程および消滅の過程を以上により明らかにする実験的な手がかりを得る.以上,一連の実験によってマイクロクロラスターとしてのスノ-ボールの特質から超流動ヘリウムの振舞と相互作用を理解することを目指している.研究の内容と成果は以下のとおりである.1)打ち込んだイオン線の強度と生成されたスノ-ボールの個数との比からスノ-ボール生成の確率を決定した.2)スノ-ボールの芯となるイオンの核偏極が保持されるので,芯となるベータ放射核の核磁気共鳴線の幅を決定し,これから,スノ-ボールが固体であることと,その構造に関する知見を得る.この前段階としてスノ-ボールの電場による移動と偏極保持の相関を研究した.そのために重イオン核反応によって放射性核を生成し,イオン光学系によって生成された各種のイオンを種類ごとに分離したのち,適当なエネルギーまで減速し,停止体やヘリウムクライオスタットに打ち込む実験を行っている.基本実験には大阪大学核物理研究センターのリングサイクロトロンENコースを主として理化学研究所のリングサイクロトロンのRIPSを共同利用している.また,液体ヘリウム内部のβ線発生位置を検出するために位置敏感型検出器の開発に着手し,位置敏感型半導体検出器をテストするほか,多芯比例計数管の開発を試みている.3)スノ-ボールをヘリウム中でトラップし,検出までの時間遅れを作り出し,個数の減衰率を求めることによって寿命を求めることや,4)今回の測定のデータをもとに,ヘリウム中のロトン等との相互作用を高精度で明らかにする新しい計画に繋げる。
In vitro再構成されたゲノム自己複製システムのふるまいとその進化

複製の鋳型となるDNA分子(ミニ染色体)に自身の複製に必要な複製タンパク質群の情報を遺伝子のかたちでコードしておく。転写翻訳反応によってその情報を引き出せば、産生する複製装置によってDNA分子の新たなコピーが作られる。そのコピーはまた、転写翻訳によって次なる世代の複製装置を生み出すので、情報分子の継続的な自己複製のサイクルが繰り返されることとなる。複製・転写・翻訳のそれぞれの反応系は、各反応ステップにおいて精製タンパク質をもちいた試験管内再構成系が構築されている。染色体複製システムとしては、20種をこえるペプチドを混ぜ合わせることによって、複製開始、終結、分離からなるミニ染色体の「複製サイクル」を何度も繰り返すような系も再構成できている。そこで、鋳型となるミニ染色体上に複製サイクル再構成系のタンパク質を遺伝情報の形でコードさせておき、その情報発現によって複製サイクルの進行を導くことができるような系の構築を進めた。遺伝情報発現においては転写翻訳反応再構成系であるPUREsystemを利用した。平成29年度までの検討の結果、ミニ染色体にコードされた複製開始遺伝子の転写翻訳に依存して、ミニ染色体自身の複製サイクルの開始を誘導できるような再構成系(ミニ染色体自己複製系)を構築し、このミニ染色体自己複製系を油中水滴エマルション内で反応させるための条件を決定した。平成30年度は、複製開始遺伝子だけでなく、「複製サイクル」に必要な20種以上の因子についてもPUREsystemから発現した遺伝子による複製反応の検討を行った。この検討により全構成因子を遺伝情報へと置換えるための条件が決まりつつある。今後、これを基盤に、自己複製されるミニ染色体系を進化させるシステムの構築を進めていく予定である。染色体複製サイクル進行に必要な20種以上のタンパク質一つ一つについて、遺伝情報への置き換えが可能か検討し、遺伝情報に置き換えた遺伝子からの発現による複製サイクル進行を導くための条件を見出した。以上から当初予定していた計画通りに実施することができた。個々の複製サイクル遺伝子についてPURE systemでの発現量を最適化し、全遺伝子を統合した反応系における複製サイクル進行を目指す。つまり、これまで複製サイクルの再構成に必要であった精製タンパク質を全く用いず、それらの遺伝情報のみから反応系が駆動できるようにする。また、その発現量最適化においては、進化工学を利用したアプローチを進める。生命がもつ自己複製能の本質は、ゲノムにコードされた遺伝情報に基づいて、自身のコピーを生み出すことにある。セントラルドグマとして知られる遺伝情報の複製・転写・翻訳の一連の反応は、このような自己複製を達成するためのシステムを内包する。鋳型となるDNA分子に自身の複製に必要な複製タンパク質群の情報を遺伝子のかたちでコードしておく。複製・転写・翻訳のそれぞれの反応系は、大腸菌をモデルとして古くから研究が進んでいる。そして、各反応ステップにおいて精製タンパク質をもちいた試験管内再構成系が構築されている。染色体複製システムとしては、ミニ染色体と呼ばれる複製起点oriCをもつ環状DNAを鋳型とする再構成系が構築されている。さらに、20種をこえるペプチドを混ぜ合わせることによって、複製開始、終結、分離からなるミニ染色体の「複製サイクル」を何度も繰り返すような系も再構成できている。本研究では、鋳型となるミニ染色体上に複製サイクル再構成系のタンパク質を遺伝情報の形でコードさせておき、その情報発現によって複製サイクルの進行を導くことができるような系の構築を進めた。検討の結果、ミニ染色体にコードされた複製開始遺伝子の転写翻訳に依存して、ミニ染色体自身の複製サイクルの開始を誘導できるような再構成系の構築に至った。今後、このシステムを基盤に、ゲノム自己複製系の構築を進めていく予定である。「複製サイクル再構成系」と「転写翻訳再構成系」を融合し、両者の反応を協調的かつ効率よく進行させる条件を見出した。

平成30年度は、複製開始遺伝子だけでなく、「複製サイクル」に必要な20種以上の因子についてもPUREsystemから発現した遺伝子による複製反応の検討を行った。この検討により全構成因子を遺伝情報へと置換えるための条件が決まりつつある。今後、これを基盤に、自己複製されるミニ染色体系を進化させるシステムの構築を進めていく予定である。染色体複製サイクル進行に必要な20種以上のタンパク質一つ一つについて、遺伝情報への置き換えが可能か検討し、遺伝情報に置き換えた遺伝子からの発現による複製サイクル進行を導くための条件を見出した。以上から当初予定していた計画通りに実施することができた。精製タンパク質として加えている「複製サイクル再構成系」のすべての因子を、ミニゲノムにコードされた遺伝子に置き換えていくことで、より自律的なゲノム自己複製系としていく。個々の複製サイクル遺伝子についてPURE systemでの発現量を最適化し、全遺伝子を統合した反応系における複製サイクル進行を目指す。つまり、これまで複製サイクルの再構成に必要であった精製タンパク質を全く用いず、それらの遺伝情報のみから反応系が駆動できるようにする。また、その発現量最適化においては、進化工学を利用したアプローチを進める。消耗品の使用量が予定より少なかったため。進化工学実験を次年度に一部後ろ倒しにし、遺伝子の試験管内発現実験を優先して進めたため。消耗品の購入に用いる
水痘帯状疱疹ウイルス特異的ＣＴＬ抗原の探索とワクチン接種に伴う細胞性免疫の解析

水痘帯状疱疹ウイルス(VZV)の感染防御には,細胞性免疫(CMI)が大きく関わっている. CMIを誘導するVZVの主要なタンパクを明らかにするため,エリスポット法を用いた抗原の探索を行った.核に分布するVZVタンパクを検索対象とし,健常人の末梢血単核球に共通してCMIを誘導するタンパクを探索した.その結果, ORF8, 61, 66がCMIを誘導することを明らかにした.このうち, ORF61についてはエピトープ配列の同定を行った.今回新たに明らかにされた抗原ペプチドは,標準化した抗原を用いたCMI定量系の樹立に寄与できると考えられる.水痘帯状疱疹ウイルス(VZV)に対する感染防御には,細胞性免疫(CMI)が大きく関わると考えられている. VZV CMIはVZV感染細胞抽出液抗原を用いたELISPOT法などにより定量される. CMIを誘導する既知のVZV蛋白は僅かで,他の蛋白の寄与や主要なCMI抗原など不明な点も多い.他のヘルペスウイルスでは主要なCMI抗原蛋白は核に存在することから, VZVの核蛋白21種を個別に発現させたHEK293T細胞核抽出液を抗原とし, ELISPOT法を用いて, 20名の水痘既往のある健常人ボランティアから得た末梢血単核球(PBMC)を対象に, CMI応答を共通して誘導する蛋白を探索した.その結果、VZV ORF8, 61, 62, 63, 66は80%以上の検体でCMI応答を誘導した。このうちORF8, 61, 66は今回の我々の検討で初めて明らかにした.引き続き、ORF61, 66のCMI抗原となるエピトープの同定を試みた.まず, ORF61, 66をそれぞれ3断片に分けて抗原とし、ORF61, 66に対し強いCMI応答を引き起こした4名の健常人PBMCを用いて抗原性を比較した.その結果, ORF66は共通したCMI応答が見られず以降の解析を断念した. ORF61はC末端断片で共通して応答が見られたことから,この領域をカバーする22種のオリゴペプチドを抗原としたELISPOT法によりエピトープ同定を試みた.結果, ORF61のアミノ酸番号288-307及び348-367の2配列で共通してCMI応答が見られ,これらがエピトープ領域となっていると考えられた.VZVではヒトサイトメガロウイルスの核蛋白であるpp65のような単独で強力な抗原蛋白は見出されず,複数の抗原によってCMI応答が引き起こされている可能性が示唆された.水痘帯状疱疹ウイルス(VZV)の感染防御には,細胞性免疫(CMI)が大きく関わっている. CMIを誘導するVZVの主要なタンパクを明らかにするため,エリスポット法を用いた抗原の探索を行った.核に分布するVZVタンパクを検索対象とし,健常人の末梢血単核球に共通してCMIを誘導するタンパクを探索した.その結果, ORF8, 61, 66がCMIを誘導することを明らかにした.このうち, ORF61についてはエピトープ配列の同定を行った.今回新たに明らかにされた抗原ペプチドは,標準化した抗原を用いたCMI定量系の樹立に寄与できると考えられる.水痘帯状疱疹ウイルス(VZV)の感染防御には、細胞障害性T細胞を主力とする細胞性免疫(CMI)が大きく関わっている。CMIを誘導するVZVの主要な抗原を明らかにするため、ELISPOT法による抗原のスクリーニングを行った。他のヘルペスウイルスで既知のCMI抗原蛋白は核に存在することから、21種のVZV核蛋白を個別に発現させたHEK293T細胞の核抽出液を抗原とし、20名の水痘既往のある健常人ボランティアから得た末梢血単核球(PBMC)にCMI応答を共通して誘導する蛋白を探索した。結果、ORF8, 61, 62, 63, 66は80%以上の検体でCMI応答を誘導した。このうちORF62, 63の抗原性は既知であるが、最も強く高頻度にCMIを誘導したのはORF63であった。ORF8, 61, 66は今回の我々の検討で初めて明らかとなった。このうち、ORF61, 66のCMI抗原となるエピトープの同定を試みた。エピトープ領域を絞り込むため、ORF61, 66をそれぞれ3断片に分けて抗原とし、ORF61, 66に対し強いCMI応答を引き起こした4名の健常人PBMCを用いて比較した。結果、ORF66は共通したCMI応答が見られず以降の解析を断念した。ORF61はC末端断片で共通して応答が見られたことから、この領域をカバーする22種のオリゴペプチドを抗原としたELISPOT法によりエピトープ同定を試みた。結果、ORF61のアミノ酸番号288-307及び348-367の2配列で共通してCMI応答が見られ、これら領域がエピトープと考えられた。これまで一般的に用いられてきたVZV特異的CMI定量ELISPOTでは、VZV粒子を含む感染細胞抽出液が用いられてきたが、本研究成果は標準化した抗原を用いた定量法が樹立できる可能性を示唆する。これらの成果をまとめた論文を近日中に投稿予定である。

初年度交付申請時に、平成24年度中に水痘罹患歴のある健常人ボランティア及び水痘ワクチン接種を受けた健常人において強いCMI応答を誘導するVZV核蛋白の同定を計画し、平成25年度には同定した核蛋白における抗原エピトープ部位を同定し、同定エピトープを用いたテトラマー法による検出法を樹立することを計画した。現時点までに、健常人20名のPBMC検体を用いた、21種のVZV蛋白を対象としたELISPOT法による抗原スクリーニングを計画通り終了した。これにより、5種の高頻度に強いCMI応答を引き起こす核蛋白を同定した。水痘罹患歴のある健常人におけるCMI応答が、ELISPOT法によって検出可能であったことから、ワクチン接種者に対する検討は取りやめた。平成25年度に行う予定であったCMI抗原エピトープの同定を前倒しして行い、ORF61のエピトープ領域の同定が既に終了している。以上の進捗状況から、本研究は当初の計画以上に進展したと考えている。これまでの研究において高頻度にCMI応答を引き起こすVZV核蛋白の同定に成功した。しかしながら、ヒトサイトメガロウイルスのコードする核蛋白であるpp65のような、単独で全ウイルス抗原に比肩する強いCMI応答を引き起こす抗原蛋白は見い出せず、VZVに対するCMI応答が複数の蛋白によって引き起こされている可能性が考えられた。過去にORF62, 63のCMIエピトープが同定されており、今回我々もORF61のエピトープを同定したが、複数のエピトープペプチドを用い、それぞれにテトラマーを作成するのは妥当ではないと判断し、テトラマー法によるCMIの定量法の樹立を断念した。これにより研究計画の変更が必要となった。さらに、本研究代表者は、平成24年9月に国立感染症研究所ウイルス第一部第四室研究員を退職し、同年10月より近畿大学医学部細菌学教室助教に着任した。本研究室はケモカインを軸とした研究を得意とし、またマウスとマウスヘルペスウイルスMHV68を用いたin vivoでの研究系を有している。以上の理由により、今後はマウスを用いてMHV68に対するCMI応答へのケモカインの関与の検討を行う方向に研究を展開していく。予定より早く研究が進展したこと、またワクチン接種者でのスクリーニングが不要になったことから、研究費の繰り越しが可能となった。研究計画の変更に伴い、現在マウスとMHV68を用いてのin vivoでの研究を開始するための予備的な検討を開始している。平成25年度も引き続き新たに試薬、抗体、キット及びその他の消耗品が必要であることから、未執行経費を繰り越して平成25年度に請求する研究費と合わせて使用する予定である。
ジアゾ酢酸エステルの精密重合に基づく官能基集積型高分子系の創成と機能発現

ジアゾ酢酸エステルの精密重合については、リビング重合の可能な嵩高い置換基として、重合後に水酸基に変換可能なエステル型デンドロンのモノマーへの導入に成功した。また、新しい開始剤系として(ナフトキノン)Pd系の開発に成功したが、この開始剤系では、嵩高くないエステル置換基を有するモノマーのリビング重合や、tacticityがかなり制御されたポリマーの合成が可能となることを明らかにした。ジアゾ酢酸エステルの重合による機能性高分子の合成については、2つのエチル基を導入したBODIPY骨格をエステル置換基として有するジアゾ酢酸エステルの合成に成功した。これによって、重合後に得られる主鎖の周囲にBODIPY骨格が集積したポリマーの有機溶媒への溶解性が格段に上昇することを確認した。このモノマーとアントラセンを有するジアゾ酢酸エステルとのランダム共重合を行い、主鎖の周囲にBODIPYとアントラセンがランダムに配列して集積しているポリマーの合成に成功した。このポリマー中のアントラセン部を光励起したところ、その励起エネルギーが効率良く移動し、BODIPYからその蛍光として放出されることを確認した。この結果は、ポリ(置換メチレン)の官能基集積効果を利用した高効率エネルギー移動が可能な分子ワイヤー合成に繋がる重要な成果である。これまでに合成とその光物性の解析を行ってきたピレン含有ジアソ酢酸エステルの重合により得られるポリマーについて、ピレンとポリマー主鎖間のスペーサー長の異なる各種のポリマーについて、詳細な解析を行った。その結果、対応するビニルポリマーに比べて、ポリ(置換メチレン)ではエキシマー形成効率が向上することや、上記スペーサー長が長くなるにつれてエキシマー形成速度が低下すること等を明らかにした。29年度が最終年度であるため、記入しない。研究目的としているジアソ酢酸エステルの精密重合の実現のうち、分子量の制御に関しては、ホスファゼンやデンドロンといった立体的に嵩高いエステル置換基を有するモノマーの重合がリビング的に進行し、分子量の揃ったポリマーや構造の明確なブロック共重合体が得られることを明らかにした。特に、デンドロン含有モノマーの重合に関しては、世代の異なるデンドロンを含んだモノマーの重合挙動の比較により、立体的に嵩高いものほど重合が制御されるということを確認した。一方、ポリマー主鎖の立体構造(tacticity)の制御に関しては、まず、そのtacticityをNMRにより正確に評価する手法の確立に取り組んでいる。具体的には、重合度と立体構造の明確なオリゴマーを単離してその構造解析を行い、そのNMRの結果をポリマーのtacticityに関連付けることを目指している。現時点では、主鎖に3つの不斉炭素を有するジアゾ酢酸メチル4量体を、4つのジアステレオマーに分離することに成功し、その構造を結晶構造解析により明らかにすることを試みている。さらに、アミジナート/Pd系という新たに開発した重合開始剤系により得られたポリマーの立体構造が、従来の開始剤系により得られたものと比べて、かなり制御されていることを明らかにした。これらの結果を基にして、高度なtacticityの制御を可能とする重合開始剤系の開発を目指した検討を実施する予定である。機能性高分子の開発に関しては、光機能性官能基としてBODIPYをエステル部に有するモノマーの合成とその重合に成功した。このモノマーとアントラセン含有モノマーとのランダム共重合により得られたポリマーの光物性を現在検討中である。BODIPY、アントラセンを含めた各種の光機能性官能基を有するモノマーの重合により、これらの官能基の集積効果に基づく機能性高分子の開発を目指す。研究計画の目的である、ジアゾ酢酸エステルの精密重合の確立について、分子量の制御(リビング重合の確立)と主鎖の立体構造の制御(立体特異性重合の確立)のいずれについても、重要な研究結果を得た。さらに、官能基集積効果を利用した光機能性高分子の開発に繋がる重要な研究成果を得た。

その結果、対応するビニルポリマーに比べて、ポリ(置換メチレン)ではエキシマー形成効率が向上することや、上記スペーサー長が長くなるにつれてエキシマー形成速度が低下すること等を明らかにした。現在進行中の研究計画を継続して、当初の計画通りの結果を達成できるよう研究を進展させる。ジアゾ酢酸エステルの精密重合の確立については、エステル部に各種の置換基を有するモノマーの重合を、様々な構造のPd錯体を開始剤として用いて行い、その結果を詳細に分析し、高度な制御を可能とする重合系の開発を目指す。さらに、上記の精密重合を利用して、各種の官能基を有するモノマーの重合を行い、機能性高分子の開発への展開を試みる。29年度が最終年度であるため、記入しない。
金属イオンと選択的に相互作用する薄膜の構築とそのための両親性化合物の合成

生体膜類似の合成二分子膜は機能性薄膜として、その物理化学的特性の解明のみならず、医療、農業、エネルギ-等への利用に関連して広範な研究が展開されている。二分子膜を構築し得る化合物には疎水基が二鎖型または剛直な基を含む一鎖型の両親媒性物質が代表的であり、本研究者らは親水基としてクラウンエ-テル環をもつ二鎖型誘導がベシクル(小胞体)を形成することを明らかにした。本研究では、クラウン環を親水基とし、剛直な基としてビフェニレン基をもつーち鎖型両親媒性化合物ω-(ρ'ーアルコキシーρービフェニルオキシ)アルコキシメチルクラウンエ-テルを合成し、アルカリカチオン等に対して選択的な親和性を示す二分子膜、さらにはベシクルの形成及びその膜安定性に及ぼす因子の解明を目的とした。末端アルキル基にデシルまたはドデシル基、アルキレン基にブチレン基、親水基に15ークラウンー5または18ークラウンー6ーエ-テルを含む化合物はそれ自体では水中での分散能に乏しく、超音波照射すると白濁分散するものの、照射を止めると短時間で凝集する。しかしながら15ークラウンー5誘導体ではナトリウム塩、18ークラウンー6誘導体ではカリウム塩存在下で分散系の安定性が増し、特に後者は酢酸カリウム存在下安定な半透明の分散系となった。プロ-ブとしてカルボキシフルオレセイン(CF)を溶した酢酸カリウム溶液中でこの分散系をつくり、ゲル炉過法によって分画すると、CFがトラップされたベシクルの存在が確認された。さらに、高濃度CFをトラップさせ濃度消光法を用いてもベシクルの生成は確認された。このベシクルはある一定温度以上で破壊され、内包していた水を外相に放出するという感熱性を示す、イオン性ベシクルとは異った新しい型のものであることが判明した。生体膜の流動性調節物質として重要な働きを示す脂肪酸塩を添加すると混合分散系の安定性が著るしく向上することを明らかにした。
疾患感受性ハプロタイプを検証する為の新規BACトランスジェニック手法の開発

recombineering法を用いたターゲティングベクター(TV)作製とBACクローン改変を簡便に行う為に、独自のベクターを開発した。またE14系ES細胞を用いたTV作製に使用可能な整列化BACライブラリーのPCRスクリーニング系を確立した。これらのリソースを用いていくつかのTVを作製し、実際にターゲティングマウスを作製した。そのうちの一つであるH2-T3遺伝子領域へ導入したコンストラクトは、FRT-Ppgk-neo-変異loxP-IRES-ECFP-pA-lox2272の構造をしており、Recombinase-mediated cassette exchange (RMCE)法を用いて、この領域に目的のコンストラクトをシングルコピーで導入することが可能となるよう設計されている。そこで、実際に11kb程のコンストラクトの導入効率をES細胞内で検証した。その結果、約40%のクローンが目的の組換え体であることを確認した。本手法は非常に効率の良いものであるため、今後改変BACクローンでその効率を比較検討する予定である。必要なベクターは既に開発済みである。また、上記コンストラクトをROSA26座位に導入したES細胞も得ている。実際に遺伝子導入のターゲットとする領域は、相関解析に基づく疾患感受性候補領域を想定しているが、これまで行ってきたゲノムワイドな相関解析により、慢性関節リウマチ、尋常性乾癬の候補領域をいくつか同定している。今年度は、これらの領域をさらに絞り込んだが、その中から尋常性乾癬の感受性遺伝子として有望な候補遺伝子であるCDSN遺伝子に注目し、まずはその過剰発現Tgマウスを作製した。その解析は今後の課題である。本研究では、相同組換えを利用してマウスゲノムに予め変異lox配列を挿入しておき、Cre酵素を使用してその領域に改変したBAC等のプラスミドをシングルコピーで導入する手法の開発を目指している。平成16年度は、その為に必要な複雑なコンストラクトを作製し、同時に遺伝子ターゲティング法を立ち上げることに成功した。またBACクローンの改変に必要な大腸菌内での相同組換え法(ET cloning)を確立し、さらにET cloningを簡便に行うために独自のベクターを開発した。具体的には、特異的な制限末端を生じる制限酵素認識配列、レポーター遺伝子やマーカー遺伝子を組み込んだベクターであり、これを用いることによりET cloningに必要なミニターゲティングベクターを簡便に作製できるだけでなく、その後のスクリーニング等も容易になる。このベクターに関しては、今後特許を申請し論文として発表する予定である。さらに、我々が用いているE14系統のES細胞由来のBACライブラリーを作製し、PCRスクリーニングの系を整備した。本研究で変異lox配列を導入する予定である、Hprt遺伝子座位、ROSA26遺伝子座位を含むBACクローンの存在をPCRで確認済みである。また、我々が使用する変異lox配列の組み合わせが効率良い遺伝子導入に有用であることを、大腸菌のレベルで確認している。実際に遺伝子導入のターゲットとする領域は、相関解析に基づく疾患感受性候補領域を想定しているが、これまで我々が行ってきたゲノムワイドな相関解析により、慢性関節リウマチ、尋常性乾癬の候補領域をいくつか同定している。疾患患者由来の細胞からこれらの領域の直接クローニングを目指しているが、当初の予定であったET cloningを利用した手法では非常に困難であることが分かった為、今後は特異的な制限末端を生じる制限酵素を利用した手法で行うこととする。BACクローンをターゲットとした場合、本手法を利用して非常に効率良く目的の領域をサブクローニングできることを実証済みである。
計算機によるロボット運動の配置空間の研究

与えられたロボットの姿勢をどの程度連続的に変えることができるかについては、工学での運動学の視点からは古くから研究されてきた。1990年代に入り、ロボット運動の配置空間を、幾何学のテクニックを用いて精密に解析しようという試みが盛んに行われるようになった。特に有名なロボットとして多角形のモジュライ空間が挙げられる。これは以下の空間である。長さの決まった棒を複数本用意し、ユークリッド空間の中でこれらを繋ぎ合わせて閉じた鎖を作る。繋ぎ合わせる関節は自由に動けるようにしておくと、鎖は色々な形を取り得る。この形全体が多角形のモジュライ空間である。前年度は球面における等辺多角形のなすモジュライ空間についての研究を開始した。つまり、多角形の頂点は球面上にとり、2点間の距離は大円距離とする。球面は曲がった図形なので、モジュライ空間の研究はユークリッド空間に比べて遙かに難しい。その一例として、次の事実がある。ユークリッド空間における等辺多角形のモジュライ空間は辺長に依らないのに対し、球面においては辺長に依る。更に、球面のモジュライ空間で辺長が殆どゼロの場合は、ユークリッドのモジュライ空間となる。このように、球面のモジュライ空間はユークリッドのモジュライ空間を初等的な例として含む非常に興味深い空間である。今年度の研究成果は次の2つである。1.球面における任意辺数の等辺多角形の研究は非常に難しい。前年度は隣接2点間の距離が直角である場合に、オイラー標数を決定した。今年度はこの角度が直角である空間のホモロジー群を決定した。そのために複雑な代数の計算が必要であり、今年度購入した計算機を駆使した。2.ユークリッド空間内の平面等辺多角形のモジュライ空間を考える。前年度は、このホモロジー群の生成元の間の関係式を決定した。方法は空間多角形を経由することであったが、今年度は直接的な別証を与えた。「10.研究発表」における1番目の論文を「14.備考」に書いたResearchGateに掲載したところ、短期間にもかかわらず、かなりのアクセスがある。同様に、2年前の研究成果「A polynomial with coefficients in certain elementary symmetric polynomials」もResearchGateでかなりアクセスされている。また、球面における等辺多角形のモジュライ空間についての講演を「10.学会発表」のところに記載した研究集会で発表したところ、多くの聴衆から非常に興味を持たれた。2019年度は研究期間の最終年度なので、球面における等辺多角形のモジュライ空間について纏まった成果を得て、論文を執筆したい。できれば国際誌に受理されるところまで進めたい。目標とする研究内容は次のことである。等辺多角形のモジュライ空間は辺長に依存するが、全ての辺長に渡って寄せ集めた空間を考える。この空間上のモース関数の候補があるのだが、精査すべき点が色々残っている。前年度の研究発表で述べた「The configuration space of n-tuples of equiangular unit vectors for n=3, 4 and 5」で、5角形以下の場合は成功しているので、この計算方法を一般化することに注力したい。1990年代からロボット運動の配置空間が盛んに研究されてきたが、特に有名なロボットとして多角形のモジュライ空間が挙げられる。これはユークリッド平面または空間における、等辺多角形全体のなす空間の性質を調べるということである。等辺多角形は始点と終点が一致した閉じた鎖と見なすことにより、ロボットの一つと解釈される。このモジュライ空間の研究には、モース理論が非常に有効である。例えば、モース理論を駆使することにより、このモジュライ空間のホモロジー群は決定されている。1.上述のとおり、ユークリッド平面における等辺多角形のモジュライ空間のホモロジー群は決定されているが、より精密な情報であるコホモロジー環は、ここ20年ほどの世界的な研究にもかかわらず決定されていない。難しい理由を一言で言えば、中間次元のホモロジー類を把握することの困難さということである。つまり、中間次元にはトーラスから来ないホモロジー類があり、その挙動を調べることは誰もできなかった。今年度はこの把握に成功した。中間次元のホモロジー群には対合が作用しているが、その表現を決定した。結果は従来の予想を覆す、非常に驚くべきものであった。表現を決定するために、計算機を活用した。2.ユークリッド空間における等辺多角形のモジュライ空間はある程度理解されているが、近年、タンパク質など化学の分野との関連において、多角形の内角に制限を与えて得られるモジュライ空間が研究され始めている。辺の数が小さい場合は若干のことが知られていたが、一般の辺の数の場合には何も知られていなかった。この方面で一つの成果を得た。証明の鍵は、モース理論におけるモースの補題を退化する孤立臨界点の場合に一般化したことで、それ自身興味深い。この一般化されたモースの補題を、問題とするモジュライ空間に適用するために、計算機を駆使した。研究実績の概要における1, 2の研究成果は、ともに一定レベルの国際誌に出版済みである。1についてはStanford大学のMilgram教授から、重要で精密な結果であるとコメントを受けた。2についてはMathSciNetでレビュー済みであり、結果は興味深いとコメントされている。

与えられたロボットの姿勢をどの程度連続的に変えることができるかについては、工学での運動学の視点からは古くから研究されてきた。1990年代に入り、ロボット運動の配置空間を幾何学的に研究し、精密な結果を得るという試みが盛んに行われるようになった。特に有名なロボットとして多角形のモジュライ空間が挙げられる。これは長さの決まった棒を複数本用意し、ユークリッド空間の中でこれらを繋ぎ合わせて閉じた鎖を作る。この閉じた鎖のなす空間のことである。このモジュライ空間の研究にモース理論が非常に有効であることは、よく知られている。今年度の研究成果は次の2つである。1.ユークリッド空間における多角形のモジュライ空間はある程度理解されているが、近年、タンパク質など化学の分野との関連において、多角形の内角に制限を与えて得られるモジュライ空間が研究され始めている。一般に、内角に制限を与えると、計算は非常に難しくなる。2015年度は多角形の辺数は任意とする代わり、1辺以外の辺長は1、残る1辺は非常に長い状況を研究した。一方、2016年度は5角形に限定する代わり、辺長は任意とする状況を研究した。この場合、種々の閉曲面が生じることになる。その種数の決定は、モジュライ空間上にボット・モース関数を構成することにより行った。モース関数の臨界点や指数を計算するために、購入した計算機を駆使した。2.ユークリッド平面における多角形のモジュライ空間を考える。このモジュライ空間のコホモロジー環は知られている。それは、多項式環を3つの関係式で生成されるイデアルで割った剰余環の形をしている。3つの関係式のうち2つは扱いやすいものであるが、残る一つは非常に複雑である。この3つ目の関係式を、「基本対称式を係数に持つ多項式」という形で抽象化し、純粋に代数の問題として性質を調べた。複雑な計算が必要で、やはり計算機を駆使した。研究実績の概要における1の研究成果は、一定レベルの国際誌に出版済みである。2についても一定レベルの国際誌に受理され、校正も終了している。多角形に関するモジュライ空間に関する今までの研究成果を「学会発表」で記載したとおり講演したところ、聴衆に非常に興味を持たれた。ロボットの姿勢をどの程度連続的に変えることができるかについては、工学での運動学の分野で古くから研究されてきた。1990年代に入り、ロボット運動の配置空間を幾何学の視点から精密に研究しようという試みが始まった。特に有名なロボットとして等辺多角形のモジュライ空間が挙げられる。これは、一つの棒のコピーを複数本用意し、ユークリッド空間の中でつなぎ合わせて得られる形全体を考察することを目的とする。注意したいのは、上記の多角形はユークリッド空間という平坦な空間内での多角形であるということである。今年度は球面における等辺多角形のなすモジュライ空間を考察した。つまり、多角形の頂点は球面上にとり、2点間の距離は大円距離にとる。
相転移と自由境界問題

物質は温度、圧力などの環境が異なると液体や固体などの異なる相を呈する。ひとつの相から他の相へかわる過程は、相転移とよばれ、これを解き明かすことは、現代科学の主テーマのひとつである。物質の2相が共存し、混じり合っていないとき、その相境界の動きを調べることは、相転移のしくみを知る上で重要である。現象を微分方程式を用いてマクロに定式化できても、相境界の形状は未知で方程式を解くことによって決定しなければならない。境界の形状があらかじめ決まっていないという意味では自由境界問題と呼ばれている。本研究では、この分野の今後の重点的研究目標を設定するために、この分野で既に大きな寄与のある数学的理論「粘性解」や、また重要な課題である「界面ダイナミクスと特異性形成」とその関連の会議を4回ほど開催した。これらの会議には、数学分野研究者以外の研究者や、外国人研究者にも参加してもらい、各テーマについて深く討論した。1999年11月に千葉で開催された国際研究集会「自由境界問題(FBP'99)」では「界面ダイナミクス」についての分科会を分担者の人が企画し、さまざまな問題を提起した。外国人研究者より代表者の著書「非線形偏微分方程式」の内容についての質問が多かった。そのため英訳の作成を開始した。また解説を中心とした論文を数編とりまとめ学術交換の便をはかった。このような試みを通じて、重要なテーマがうかびあがってきた。代表的なものをふたつあげる。偏微分方程式の初期値境界値問題は数多く研究されているが、その境界条件に未知関数の時間微分がふくまれている場合は、重要であるにもかかわらず研究がすすんでいない。特に方程式の拡散効果が退化している場合の研究はない。また研究代表者の研究分野のひとつである特異性の強い拡散方程式は画像処理の問題との関連もあり、さらに深く調べる必要性を認識した。これらの活動をもとに来年度の特定領域研究(代表者三村昌春(広島大))の分担者として自由境界問題の会議を開催することとなった。
準パススルー型仮想マシンモニタの研究

本研究の目的は,申請者が研究開発してきた仮想マシンモニタ(VMM)「BitVisor」を発展させ,複雑なオペレーティングシステム(OS)の機能を補って安全性や機能・性能を向上させるための,安全・軽量なプラットフォームを実現することである.BitVisorは,準パススルー型という申請者が考案した新しいアーキテクチャのVMMであり,ゲストOSの機能を部分的に活用することで,従来のVMMと比べて軽量・小型でありながら高い安全性を実現している.本研究では,安全性向上に加えて,機能追加や性能向上への応用可能性を探り,準パススルー型アーキテクチャの有用性を向上させるための研究開発をおこなった。平成25年度も、研究実施計画で記載したとおり、(1)ストレージ仮想化による端末管理の容易化、(2)ストレージの配置変換による性能向上、(3)I/OレベルのフォルトインジェクションによるOS・ドライバの信頼性向上、(4)ボランティアコンピューティング向けの相互に安全かつ信頼できるリモート計算手法の4つのサブテーマに分けて研究をおこなった。(1)のストレージ仮想化による端末管理の容易化では、仮想マシンモニタの内部においてストレージ・デバイスへの読み書きやネットワーク・デバイスへのアクセスを制御することにより、ゲストOSのネットワークブート及び透過的なバックグラウンド・インストールを実現する機能の評価をおこなった。(2)のストレージの配置変換による性能向上では、仮想マシンモニタの内部においてストレージ・デバイスへのアクセスの配置転換をおこなう機能の性能評価をおこない、起動時間の短縮に向けた方式の検討をおこなった。(3)のI/OレベルのフォルトインジェクションによるOS・ドライバの信頼性向上では、ストレージ・デバイスのデバイスドライバの既知のバグを仮想マシンモニタによって再現する仕組みを実現し、それを用いて複数のOSのデバイスドライバの信頼性を検証する方式に関して設計・実装・評価をおこなった。(4)のボランティアコンピューティング向けの相互に安全かつ信頼できるリモート計算手法では、リモートから送られてきたコードを仮想マシンモニタ内部の保護ドメイン内で安全に実行させる仕組みの評価をおこなったほか、ホットプラグ機構を応用してゲストOSと仮想マシンモニタとの間でCPU資源を動的にやり取りする仕組みをの評価もおこなった。平成24年度は、研究実施計画で記載したとおり、(1)ストレージ仮想化による端末管理の容易化、(2)ストレージの配置変換による性能向上、(3) I/OレベルのフォルトインジェクションによるOS・ドライバの信頼性向上、(4)ボランティアコンピューティング向けの相互に安全かつ信頼できるリモート計算手法の4つのサブテーマに分けて研究をおこなった。(1)のストレージ仮想化による端末管理の容易化では、仮想マシンモニタ内部においてストレージへの書き込みやネットワークカードを制御することにより、ゲストOSから透過的にバックグラウンドでインストールを実現する機能の設計・実装をおこなった。(2)のストレージの配置変換による性能向上では、仮想マシンモニタの内部においてストレージへのアクセスの配置転換をおこなう機能を実装して、基本的な性能評価をおこなった。(3)のI/OレベルのフォルトインジェクションによるOS・ドライバの信頼性向上では、AHCIデバイスに対して状態遷移を追跡してデバイスやOSのデバイスドライバの状態を監視できるようにしたほか、既存のデバイスドライバのバグを検出するための調査などをおこなった。(4)のボランティアコンピューティング向けの相互に安全かつ信頼できるリモート計算手法では、リモートから送られてきたコードを仮想マシンモニタ内部の保護ドメイン内で安全に実行させる仕組みにを設計・実装したほか、リモートサーバと通信してELF形式のコードをダウンロード実行する仕組みを設計・実装した。さらに、ホットプラグ機構を応用して、ゲストOSと仮想マシンモニタとの間でCPU資源を動的にやり取りする仕組みを簡易的に実現した。本研究の目的は,申請者が研究開発してきたVMM(仮想マシンモニタ)「BitVisor」を発展させ,複雑なOS(オペレーティングシステム)の機能を補って安全性や機能・性能を向上させるための,安全・軽量なプラットフォームを実現することである.BitVisorは,準パススルー型という申請者が考案した新しいアーキテクチャのVMMであり,ゲストOSの機能を部分的に活用することで,従来のVMMと比べて軽量・小型でありながら高い安全性を実現している.本研究では,安全性向上に加えて,OSへの機能や性能向上への応用可能性を探り,準パススルー型アーキテクチャの有効性を明らかにすると共に,現状の問題点を解決して更なる有用性・汎用性の向上を目指してきた。本研究では4つのサブテーマに分けてBitVisorの応用研究を実施し,その過程を通じて準パススルー型アーキテクチャの有効性を確認するとともに,他の手法と比べた利害得失の明確化や更なる改良などをおこなった.具体的なサブテーマとしては,(1)ストレージ仮想化による端末管理の容易化,(2)ストレージの配置変換による性能向上,(3)I/OレベルのフォルトインジェクションによるOS・ドライバの信頼性向上,(4)ボランティアコンピューティング向けの相互に安全かつ信頼できるリモート計算手法,の4つの応用研究を実施した.最終年度では、各テーマの実装を進めたほか、評価をおこなって論文化にむけた作業を実施した。

オペレーティングシステム研究実績の概要に記載したとおり、平成25年度は交付申請書に記載した4つのサブテーマのそれぞれについて設計・実装・評価をほぼ予定通り実施した研究実績の概要に記載したとおり、平成24年度は交付申請書に記載した4つのサブテーマのそれぞれについて設計・実装をほぼ予定通り実施したほか、新しいアイデアの取り入れも試みており、おおむね順調に進展していると言える。平成26年度は、交付申請書に記載したとおり、引き続きそれぞれのサブテーマについて研究を進め、その過程を通じて準パススルー型アーキテクチャの有効性を確認するとともに,他の手法と比べた利害得失の明確化や更なる改良などをおこなっていく。平成25年度は、交付申請書に記載したとおり、引き続きそれぞれのサブテーマについて研究を進め、その過程を通じて準パススルー型アーキテクチャの有効性を確認するとともに,他の手法と比べた利害得失の明確化や更なる改良などをおこなっていく。具体的なサブテーマとしては,(1)ストレージ仮想化による端末管理の容易化,(2)ストレージの配置変換による性能向上,(3)I/OレベルのフォルトインジェクションによるOS・ドライバの信頼性向上,(4)ボランティアコンピューティング向けの相互に安全かつ信頼できるリモート計算手法,の4つの応用研究を実施する.平成25年度は,全てのテーマについて実装を完了させ,適宜進捗に応じて評価をおこなっていく.(1)のストレージ仮想化による端末管理の容易化については,ローカルストレージへのバックグラウンドインストールを実現する機能の実装及びサーバストレージへのバックアップ機能の設計・実装をおこなう.(2)のストレージの配置変換による性能向上については,配置変換機能の実装を完了させOS起動時簡短縮などの効果を評価する.(3)のI/OレベルのフォルトインジェクションによるOS・ドライバの信頼性向上では,NICデバイスドライバのバグを発見する系統的な手法を検討して,実際のデバイスドライバで検証する.また,NIC以外のデバイスについても検討を進める.(4)のボランティアコンピューティング向けの相互に安全かつ信頼できるリモート計算手法については,計算コードのスケジューリング機能を実装し,ゲストOSの動作を阻害することなく高速に計算する手法を設計・実装する.また,既存の環境に容易にインストールして使ってもらうための仕組みについて検討する.物品費や旅費などの端数分が生じたため。それぞれのサブテーマについて、実験に必要な機材の購入や論文執筆時の英文校閲料、調査及び論文発表にかかる旅費などに対して研究費を使用する。
東アジアにおける木材自給率向上政策の展開と山村への社会経済的影響

日本、韓国、台湾における林業振興政策と山村への影響について比較研究を行った。文献調査、政府統計の分析、山村市町村、森林所有者、自伐林家、林業事業体、森林組合等への対面調査を行った。その結果、3国・地域は、近年、木材自給率数値を掲げて政策的に素材生産拡大を図っているが、韓国と台湾では林業労働者育成と市場開拓が課題となっていた。日本では2000年代以降、木材加工業の規模拡大が進み需要が拡大しているものの、低質材需要が中心であり、山村への経済効果は限定的かつ地域的な偏倚があった。一方で、日本と韓国では都市から山村への若者移住が統計的に把握され、日本では自営林業への参入が広がっていることを指摘した。平成25年度の実績は次の4点である。第1に、台湾と韓国の統計データと文献研究および研究協力者との議論によって、東アジア3国の木材自給率の低下と森林政策の変化を考察した。特に、木材自給率が1%以下まで低下していた台湾では、国有林の伐採面積の増加と地元コミュニティとの協働管理である社区林業を振興することで木材自給率を高めるための政策が開始されつつあること、台湾の人工林施業は吉野林業の集約施業方法の影響を強く受けており、伐採後の再造林と保育過程の高コスト問題が日本と共通課題になることを把握した。第2に、国内のフィールド調査では、北海道美幌町(大規模木材産業立地によるカラマツの伐採性向の変化)、福井県(コミュニティ林業政策の効果)、高知・静岡県(自伐林家の組織化)、大分・宮崎県(主伐拡大の担い手と再造林問題)でデータ収集を開始し、素材生産の担い手が地域によって異なることを把握した。福井、高知、静岡では森林所有者や集落レベルでの素材生産が活発化しているのに対して、北海道・大分・宮崎では主伐面積の拡大と素材生産事業体の生産割合が増加し、林地の流動化が進んでいるため、今後、それらの違いを生む社会・経済条件および都道府県の施策を分析することが課題であることが明らかとなった。第3に、素材生産増をもたらすと指摘されている森林経営計画の策定実績を九州4県で取得し、計画を策定した森林組合と事業体の資料分析および対面調査を行い、宮崎県では主伐上限面積、福岡県と佐賀県では間伐の下限面積の規定が計画策定を難しくしていること、制度変更によって導入された更新伐補助金の利用は少ないものの、長伐期を指向する所有者や大面積皆伐の抑制を計る森林組合で積極的に活用されているが明らかとなった。第4に、以上の研究成果を4つの学会で発表し、成果の一部を利用して書籍を執筆した。平成26年度の実績は次の4点である。第1に、台湾宜蘭県と苗栗県、韓国全羅北道長水郡で海外フィールド調査を実施した。韓国では、政府が自給率向上目標を掲げ、間伐推進とともに樹種転換を目的に主伐を促進していること、定年帰農者の増加や山参養栽培の活発化によって林地価格が上がっていることを把握した。台湾では国有林の間伐生産再開、私有林の平地林造林が自給率向上策と位置づけられているが、約20年間林業活動がなかったため、担い手不足と高齢化が深刻化し、全国3カ所で施業を担いうる林業組合が設立されていることが明らかとなった。第2に、国内のフィールド調査は、山梨県小菅村(山村振興策と素材生産)、福井県(コミュニティ林業政策の効果)、高知県(副業型自伐生産)、静岡県(自伐林家の組織化)、大分県日田地域(バイオマス発電需要による素材生産への影響)、同佐伯地域(入会林野での森林経営計画策定)、宮崎県耳川流域(集落構造と自伐生産活動)で実施し、素材生産の担い手タイプと制度的な課題を取りまとめた。集落調査を実施した宮崎県諸塚村では集落範域の自伐林家から、流域単位を範域に立木購入による素材生産事業体に展開している林家の経営構造を分析した。第3に、制度的に素材生産を促進するとされる森林経営計画の策定実績を都道府県別、また大分県の市町村別資料を入手し、主伐拡大地域における地方自治体の独自施策(皆伐時の規制、再造林補助金等)を収集した。第4に、以上の研究成果を2つの国際学会(第24回IUFRO世界会議、IUFRO3.08小規模林業経営分科会)、3つの国内学会で発表し、成果の一部を論文や書籍を執筆した。代表者の佐藤と分担者の興梠が共著書籍(『林業新時代「自伐」がひらく農林家の未来』農山漁村文化協会)を平成26年5月に刊行した。平成27年度の実績は次の4点である。第1に、海外研究では、韓国と台湾に関する文献調査の他に、韓国で最も素材生産が活発化している江原道を対象に、行政、山林組合、素材生産事業体、製材工場の資料収集を行った。その結果、2011年からの3年間で素材生産が1.3倍となっており、主な生産樹種はカラマツとアカマツであること、林業労働力の確保が急務になっていること、木造の公的施設を山村集落に建設するなどの利用促進策が強化されていること、一方で山村集落は特用林産物や観光レクリエーション収入への期待を高めており、林地価格が上昇していることを把握した。台湾については前年度までに収集した資料をとりまとめ、平地造林政策展開の特徴について学会報告を行った。