hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
機能性食品の解析と分子設計

4.平成5年度中に約6回の班長会議を開き、総括班調整担当委員も参加し、研究打合せを行った。5.平成5年度内に「研究組織表」およびニュースレターを作成し、文部省および全班員に郵送した。6.総括班に班員共同利用の設備備品(管理・維持に必要な消耗品を含む)を設置し、研究のヘッドコーターとしての役割を果す。7.現在、平成5年度成果報告集を作成して文部省へ提出する一方、全班員に郵送する予定である。食品の最も今日的な価値を象徴する“三次機能"かなわち食品由来の特定の外因性物質が生体の内因性物質と協同して神経系、内分泌系、免疫系、等々を調節し、ホメオスタシスを維持する機能は農学と医学を包含する学際的な研究対象であり、生命科学の1つの魅力的な研究主題を提供するものである。また三次機能を効率よく発現させるべく設計し、病気の発症を未然に防ぐことを意図して作製する機能性食品(physiologically functional food)に関する研究は、食品科学の新しい潮流としてその勢いをますます強めている。こうした学術的・社会的背景のなかで、本研究は第I班「食品の生体調節因子の解析と設計」、第II班「食品の生体防御因子の解析と設計」および第III班「機能性食品設計の技術基盤の展開」を課題として遂行されている。総括班ではこれらの班の研究を総括的に解析および調節した。現在までに行った実績を以下に記す。1.平成6年9月に東京で全体会議を開いた。ここでは計画研究班員全員による研究完成状況の報告を行った。同時に総括班会議を開き上記報告の評価を行った。2.平成7年1月に東京で各班ごとの会議を開いた。ここでは計画研究班員全員の研究成果の口頭発表を行った。同時に総括班会議を開き、上記報告の評価を行った。3.上記(2)と同時に第三回シンポジウムを開き、研究の完成状況を公開した。4.平成6年度中に約6回の班長会議を開き、総括班調整担当委員も参加し、研究打合せを行った。5.平成6年度内に「研究組織表」およびニュースレターを作成し、文部省及び全班員に郵送した。6.総括班に班員共同利用の設備備品(管理・維持に必要な消耗品を含む)を設置し、研究のヘッドコーターとしての役割を果たす。7.現在、平成6年度成果報告集を作成して文部省へ提出する一方、全班員に郵送する予定である。平成4年4月.同補助金による重点領域研究「機能性食品の解析と分子設計」が発足した。これは、既設の2つの大型研究の思想をプリンシプルとして継承しながらも、"機能性食品"という実体を具体的研究対象として念頭に置きつつ解析から設計までを網羅し、研究の新たな展開を意図したものであった。新機軸としては、生体の生理系統の調整(modulation)を生体調節(bioregulation)と生体防御(biodefence)に分けて取扱う点、そして機能性食品の素材を設計する技術基盤の確立をも目指し、しかもこれを収穫前(preharvest)から収穫後(postharvest)に至る一貫した研究として展開する点を挙げることができる。そのプログラムはI.食品の生体調節因子の解析と設計を目標としa顕在型調節因子を対象として1)内生因子の誘導を介して機能するものを研究する2)内生因子
中心星フレアの物理を組み込んだ原始惑星系円盤の「動的」進化モデルの構築

原始星フレアは原始星が普遍的に引き起こしている爆発現象であるが、発生機構と星形成過程との関連が未だよくわかっていない。原始星フレアは磁気エネルギーの突発的解放現象であるが、その磁場構造によって円盤に及ぼす影響やX線放射の振る舞いが変わる。そのため原始星フレアの発生機構を明らかにすることは星形成過程における星近傍の磁場構造や円盤進化を理解する上で重要である。当該年度は星形成領域における強いX線源となる原始星フレアの発生機構について3次元磁気流体シミュレーションを用い考察した。原始星誕生時には強い磁場が星近傍に蓄えられていることが観測・理論から示唆されている。そこでそれを模した状況として強く磁化した円盤から降着を受ける原始星のシステムを考察した。従来、原始星フレアは原始星が自身のダイナモによってダイポール磁場を作り、その星磁場が円盤と相互作用することによって生じるというモデルが有力視されていた。一方我々のシミュレーションから、星はダイナモがなくても円盤からの降着に伴って強い磁場を得ることができ、そのエネルギーを使うことで原始星フレアを起こすことができることがわかった。円盤からの降着が自然にフレアの発生につながるという機構であるため、ダイポール磁場を必要とするモデルより広い環境で働くことが期待できる。成果は査読論文として現在The Astrophysical JournalLettersに投稿中である。当初の計画では中心星フレアの影響を考慮した1次元円盤進化モデルの構築を目指していたが、当初想定していたフレアはダイポール磁場モデルに基づいていた。しかし今回の発見でそのフレア発生機構が一般的ではない可能性がわかったため、新たに見つかったフレアの発生機構とその振る舞いの解明に注力することにした。そのため円盤進化モデルの構築まで到達できなかったものの、新たな視点を得ることができた。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本年度に主に行ったものは、以下の2点である。これらの結果は論文として投稿、あるいは研究会において報告してきた。1.前主系列天体から出るX線ジェットの加熱・加速機構に関する理論的考察星形成後期段階にある天体からは脱出速度程度のジェットがよく観測される。Chandra衛星による高空間分解能X線観測により、複数の若い星形成領域から約300万Kという高温の軟X線ジェットが発見された。それらはジェット先端ではなく根元が強く輝いており、さらに衝撃波加熱モデルが要求するほどの高速度成分の存在は確認されていないため別の機構が効いている可能性がある。そこで我々は星周円盤上空では密度が低く差動回転などにより増幅された磁気エネルギーが豊富にあることに注目して、星周円盤の上空大気が磁気的に加熱される理論モデルを提案した。さらに、X線アウトフローからのX線放射は円盤に垂直に刺さりこむため円盤内部の電離度に対して無視できない影響を与えることも指摘した。この内容は現在査読論文として投稿中である。2.星形成後期段階の降着流の磁気流体シミュレーション星へのガス降着流の構造は、星の磁気圏の性質・存在の有無で決まっていると考えられてきている。しかし詳細な降着流構造は3次元計算で十分に調べられていないのが現状である。申請者は円盤降着期の降着流の構造を調べるために、Athena++コードを用いて過去の数値的問題点を克服するようなモデルを構築してきた。そして円盤降着期の3次元磁気流体シミュレーションを行ったところ、新しい降着流の形態を発見した。この研究成果については今春の天文学会で口頭発表し、現在論文を執筆中である。今年度はこれまでの太陽物理学の分野から星形成分野への移行を伴う年であったが、研究会での成果発表や論文投稿などを行って着実に成果を発信できている点でおおむね順調に進展していると考えている。私は今年度、本研究課題の軸となる星と円盤が相互作用するシステムの3次元磁気流体モデルを構築することに集中した。その結果、長時間計算ができるモデル構築にほぼ成功し3月の日本天文学会で成果を発表できる段階まで研究を進めることができた。モデル構築だけでなく新しい降着流構造を発見することにも成功し、現在はその内容に関する論文を執筆中である。また、上記のモデル構築と並行して前主系列星領域からのジェットに関する理論的研究も行い、論文投稿まで持っていくことができた。本研究は太陽物理学の知見を高温ジェットの加熱機構の理解に活かしたものとなっており、太陽分野と星形成分野をまたぐ研究成果である。本研究計画は星形成領域における中心星近傍の磁場に起因する爆発現象・高温プラズマ生成現象がいかにして発生し、それが周囲の降着円盤にどのような影響を及ぼすのかを明らかにすることを目的とするものである。これを目指し私は当該年度に以下の2つの研究を進め両者を論文化し、国内外での研究会で成果報告を行った。1つ目の論文では、近年発見された原始星から出る高温なX線ジェットの駆動機構と、そこから放射されるX線の周囲の低温な円盤に対する影響を考察した。どのように高温プラズマが形成されているかがわかっていなかったが、私は太陽コロナ加熱理論を応用し磁気的に加熱できる可能性を理論的に示した。またX線が円盤に照射されることで円盤の電離度が上がり惑星形成に重要な円盤の降着流構造が変わる可能性も指摘した。2つ目の論文では、星近傍での磁場で駆動される爆発現象の理解に必須な原始星近傍の降着流構造と磁場構造を3次元磁気流体シミュレーションを用いて考察した。

星と円盤が相互作用するようなシステムは非常に数値的に取り扱いが難しいことが知られており、数値シミュレーションによる考察は少なく過去の理論モデルに基づいた解析的な議論が多くを占めていた。その解析的な議論というのは磁気圏降着モデルと呼ばれるもので、自由落下に近い高速な降着流の存在を予言するモデルとして広く使われているものである。これに基づき現在では高速な降着流が観測されると星が強い磁気圏を持っていると暗に想定されている。しかし実際は磁気圏降着モデルに矛盾する観測もあり、このモデルの妥当性は定かではない。そこで私はこの状況を打開するために星表面を可能なかぎり現実に即した形で表現することを試みることで、長時間安定に計算を行う手法を構築して3次元シミュレーションを行った。その結果、強い磁気圏がなくとも高速な降着が可能であることを初めて示すことに成功した。現在までに原始星フレアの理解に必須な星・円盤相互作用の3次元シミュレーションの手法を確立して論文を出版し、また複数のパラメータセットでシミュレーションを行い降着流や星近傍の磁場の振る舞いの依存性を調べており、これを新たな論文として成果をまとめつつある段階である。当初の予定でもパラメータ調査を行うことを予定していたので、この点は大まかに計画通りと言える。ただし磁気リコネクションで駆動される原始星フレアに関してはまだシミュレーションで十分再現するに至っておらず考察ができていない点が課題だと考えている。原始星フレアのシミュレーションが困難な理由は、原始星フレアが起きる状況では磁場が非常に強く数値的に不安定化してシミュレーションが不正終了しやすいためである。そこで現在私は強い磁場でも計算が極力不正終了しないようにシミュレーションコードを改良している。これはテスト計算も含めて1ヶ月程度で終わると考えており、原始星フレアの考察に移ることができると考えている。このように若干予定通り進んでいない部分があるが既に対策を進めているため、概ね順調に進展していると判断している。原始星フレアは原始星が普遍的に引き起こしている爆発現象であるが、発生機構と星形成過程との関連が未だよくわかっていない。原始星フレアは磁気エネルギーの突発的解放現象であるが、その磁場構造によって円盤に及ぼす影響やX線放射の振る舞いが変わる。そのため原始星フレアの発生機構を明らかにすることは星形成過程における星近傍の磁場構造や円盤進化を理解する上で重要である。当該年度は星形成領域における強いX線源となる原始星フレアの発生機構について3次元磁気流体シミュレーションを用い考察した。原始星誕生時には強い磁場が星近傍に蓄えられていることが観測・理論から示唆されている。そこでそれを模した状況として強く磁化した円盤から降着を受ける原始星のシステムを考察した。従来、原始星フレアは原始星が自身のダイナモによってダイポール磁場を作り、その星磁場が円盤と相互作用することによって生じるというモデルが有力視されていた。一方我々のシミュレーションから、星はダイナモがなくても円盤からの降着に伴って強い磁場を得ることができ、そのエネルギーを使うことで原始星フレアを起こすことができることがわかった。
生命科学分散メタデータの高効率な統合と検索のための新規ディレクトリ機能の開発

昨年度までに生命科学におけるデータ解析に必要なRDFデータセットのメタデータ(以下、メタデータと呼ぶ)の仕様を策定し、そのメタデータをSPARQLエンドポイントから取得するプログラムを作成して公開した。このプログラムでは、SPARQLエンドポイントにアクセスする状況によっては正しい情報が取得できないことがあったが、同一の目的を達成する数種類のクエリセットを準備し、それらを必要に応じて適用することにより、より確実なメタデータの取得ができるようになった。一方、RDFデータに付されるクラスはデータセットにより異なることがあり、連合検索の障害となっていることが分かった。そこで、上位の概念をまとめたオントロジー(以下、上位オントロジーと呼ぶ)が与えられたときに、すべてのデータセットに含まれるすべてのクラスを上位オントロジーに集約するプログラムを開発した。まずその効果を評価するため、YummyData.orgと呼ぶ生命科学系のSPARQLエンドポイントの稼働率や高速性等を評価しランキングするサイトに掲載されている上位50のSPARQLエンドポイントを対象にメタデータを取得するとともに、ヒトの遺伝子と遺伝子によって規定される表現型のカタログOnline Mendelian Inheritance in Man(OMIM)を用いて、クラスをOMIMの概念に集約することに成功した。以上述べたメタデータと上位オントロジーを合わせて公開するサイトの設計を終え、その実装の準備が整った。SPARQLエンドポイントを跨いだRDFデータの取得に当たっては、SPARQLエンドポイントによって与えるクラスが異なることがあり、これが連合検索の妨げになっていた。当初の計画では、この問題解決のためにクラスに属しているインスタンスのURIをひとつずつ突き合わせる膨大な処理を実行することにしていたが、クラスを上位オントロジークラスにマップする代案を考案し、完全な解決には至らないが実用時間で実行できる改善策が得られた。この成果から上位オントロジークラスを含むメタデータの公開サイト開発にめどがつき、おおむね計画通り研究が進めることができている。次年度においては、上位オントロジーとしてOMIM以外の有効なオントロジーを探索、適用して、より多くのクラスを多面的にまとめられるように改良していく。さらにメタデータ公開サイトを構築し公開する。生命科学におけるデータ解析に必要なデータセットのメタデータの仕様策定に関して、分散配置されたSPARQLエンドポイント(以下エンドポイント)の連合検索が可能となるようなデータセットのメタデータ(以下メタデータ)の仕様を検討し、さらにメタデータをエンドポイントから取得するプログラムを作成、公開した。その仕様策定に当たっては、以下の2点を考慮した。まず、メタデータを構成する基本的なデータ項は概念間(クラス間)の二項関係であるが、生命科学ではデータの網羅性が重要であるため、当該二項関係に含まれるインスタンスやトリプル数などの統計量を記述できるようにした。また、(i) eagle-iなどデータセット毎にエンドポイントが提供される場合と、(ii)理研など一つのエンドポイントが複数のデータセットを提供する場合があることから、メタデータの記載対象はエンドポイントとしながらも、(ii)のようにデータセット毎のメタデータも記載できるようにした。さらに計画を前倒しして、公開中のエンドポイントからメタデータを取得するプロトタイププログラムの実装を行った。この実装を通して、データ量の多いエンドポイントにおいては、上記統計量の取得において誤った数値を返したりタイムアウトする場合があることが分かった。このことから、メタデータの仕様については、単に概念間の二項関係を取得するレベルと、統計量まで取得するレベルを定義した。以上述べた、メタデータの仕様とプロトタイププログラムはGitHubのLODSurferリポジトリー内て公開し、エンドポイントを公開している研究者等の間で共有できるようにした。当初次年度に実施する予定であったメタデータ取得プログラムについては、プロトタイプではあるが実装し公開できており、予定より研究は進んでいる。しかし、現在の仕様では、エンドポイントをまたいだRDFトリプルを取得する場合、そのトリプルがどれだけあるか等を全エンドポイント相互間で正確に記述することができていない。次年度においてさらにプログラムの完成に向けた実装の中でこの問題を解決していく必要が出てきたが、予定していた計画には大きく影響しない。

当初の計画では、この問題解決のためにクラスに属しているインスタンスのURIをひとつずつ突き合わせる膨大な処理を実行することにしていたが、クラスを上位オントロジークラスにマップする代案を考案し、完全な解決には至らないが実用時間で実行できる改善策が得られた。この成果から上位オントロジークラスを含むメタデータの公開サイト開発にめどがつき、おおむね計画通り研究が進めることができている。次年度においては、基本的には研究計画に沿って次に掲げる研究を行う。(1)メタデータの取得をより確実に行えるようなメタデータ取得プログラムを構築する。(2)複数のエンドポイントにまたがるに二項関係に当該の統計量を記述できるようメタデータ仕様を拡張する。(3)主要なエンドポイントのメタデータを取得し、メタデータ公開用のウエブサイトとエンドポイントを試験構築および試験公開する。次年度においては、上位オントロジーとしてOMIM以外の有効なオントロジーを探索、適用して、より多くのクラスを多面的にまとめられるように改良していく。さらにメタデータ公開サイトを構築し公開する。次年度はメタデータの公開サイトおよびSPARQLエンドポイントの構築を行い、メタデータの公開を行うが、この一部の開発作業を外注にて行う。さらに、成果発表を予定している国際会議が欧州で行われるため旅費が必要である。これらには当初予定額を上回る予算が必要であることから、これを次年度使用分に充当して支出する予定である。本年度はメタデータ公開サイトの開発の一部を外注により行う予定であったが、当初計画になかった上位オントロジーによるクラスの集約機能の開発に注力する必要があったため、メタデータ公開サイト開発を次年度まとめて行う。さらには成果発表を予定している国際会議が欧州で行われるため旅費が必要である。これらに要する額は当初予算を上回ったことから、次年度使用分に充当することとした。
非線型波動方程式に対する初期値問題

本研究ではエネルギー法が適用できない特殊なタイプの非線型波動方程式に対する初期値問題の古典解について、特に基本解の各点評価が難しい空間4次元以上に重点を置いて解析するのが目標であった。本年度中に得られた結果は、当初の予想通り解が爆発するという現象は、次元に関係なくある種の可積分性や方程式の不変性によって決まる本質を見出したところにある。具体的には□u=|u|^P、□u=|ut|^Pという2つの方程式を考えた。与えられた初期値に対して古典解が時間大域的に存在するか、その途中で爆発するかという判定条件を提出するのが目的であった。初期値の台がコンパクトな場合、1<P【less than or equal】P_<0(n)>ならば非存在、P>P_<0(n)>ならば存在というP_<0(n)>という数字の予想は昔からなされていたのであるが、本研究の成果の1つはP=P_<0(n)>のときの今まで複雑な解析を簡単にし、統一的に扱えるようにしたことである。また、初期値の台がコンパクトでない場合はP>P_<0(n)>でも非存在になってしまい、判定条件としては初期値の無限遠方での減衰状態を提出しなければならないことがわかってきた。初期値が0(|x|^<-k>)|x|→∞としたとき、0<k<k^0ならば非存在、k【greater than or equal】ならば存在というk^0の予想がある程度立てることができたのは本研究の最大の成果である。これは一般論で使われる方程式を具体例である種の枠付けをしたことになっており、この方面の研究に対して世界的に見ても大きな貢献になったと思われる。
核酸の精密分離を目的とするキャピラリー電気泳動用アフィニティーゲルの合成

理論段数が著しく高い分離・分析法であるキャピラリー電気泳動は、生体分子のなかでも核酸に極めて有効である。この分析法にアフィニティーのあるリガンドを持つヒドロゲルを用いることにより、また、種々の合成高分子の機能を用いることにより新しい核酸の精密分離システムを構築することを研究の目的とした。初年度に、ポリビニルアデニンをアフィニティーリガンドとしたポリアクリルアミドゲル電気泳動において核酸の20塩基中の1塩基のミスマッチを検出するシステムを確立した。安定な高分子アフィニティーリガンドに存在するアデニンが核酸のチミンを認識した結果である。しかし、このシステムの欠点として、2本鎖DNAを熱変性により1本鎖DNAとした後、分析することが避けられないことがあげられる。最終年度は、2本鎖DNAと相互作用するインターカレーターの核酸の認識能を明らかにすることを目的に研究を行った。初年度に基礎的な知見を得ているマラカイトグリーンを側鎖に持つ水溶性高分子を用いた系を検討した。ビニルマラカイトグリーンとアクリルアミドの共重合体を用いて、合成核酸であるPoly(dA-dT)_2,Poly(dG-dC)_2、そして、Calf Thymus DNAを分析の対象とした。核酸とマラカイトグリーンを持つ高分子の混合物の可視吸収スペクトルと円二色性スペクトルを詳細に検討した結果、A-T塩基対を認識することを明確にするに至り、精密分離の基本となる知見を整理することができた。その他、新規なヒドロゲルの開発や、核酸の精密分離に不可欠なキャピラリー内壁のコートについても検討を加えた。従来のポリアクリルアミドゲルを用いたシステムでは、キャピラリーのシリカ表面の電気浸透流の影響を完全に押さえることは難しく、繰り返し使用に限界があった。ポリビニルアルコールでシリカ表面をコートし、ヒドロゲルを内包するシステムが高い再現性を示すことを見いだした。これらの知見は、核酸にとどまらずタンパク質の精密分離にも応用が可能である。核酸と明確な相互作用能を持つポリビニルアデニンをアクリルアミドゲルとコンジュゲートさせ、キャピラリーゲル電気泳動に用いる系を中心に検討した。基礎となる相互作用の評価をオリゴヌクレオチド中のチミンとポリビニルアデニンのアデニンの会合定数を求めることで行った。オリゴヌクレオチドはDNA合成機で合成し、ビニルアデニンをラジカル重合で高分子化したあとアクリルアミドとビスアクルアミドの水溶液へ加えゲル化し、キャピラリー電気泳動法により会合定数を決定した。その結果、癌遺伝子にみられる1塩基のミスマッチをも検出しうることが原理的に可能であることが明らかになり、実際にras遺伝子の中に存在する20塩基中の1塩基のミスマッチ検出を行い成功した。核酸を認識するアフィニティーリガンドとして高分子リガンドが機能し、相互作用の場としてゲルマトリックスが機能すると結論される。次に、2本鎖DNAの精密分離にはインターカレーターをアフィニティーリガンドとすることが有効であることを、スラブゲル電気泳動系では明らかとすることができた。インターカレーターにはマラカイトグリーンを用い、GC塩基対とA-T塩基対認識に差があることを明確できたが、キャピラリー電気泳動系への応用には至らなかった。また、新規なヒドロゲル開発の一つとして、グルコースを側鎖に持つポリグルコシルオキシエチルメタクリレートの架橋体を合成し、ゲルの特性評価を行い、キャピラリー電気泳動への応用研究を開始した。

この分析法にアフィニティーのあるリガンドを持つヒドロゲルを用いることにより、また、種々の合成高分子の機能を用いることにより新しい核酸の精密分離システムを構築することを研究の目的とした。すでに、ポリビニルアデニンをアフィニティーリガンドとしたポリアクリルアミドゲル電気泳動において20塩基中の1塩基のミスマッチを検出するシステムを確立している。このシステムの欠点として、2本鎖DNAを熱変性により1本鎖DNAとした後、分析することがあげられる。本年度は、2本鎖DNAと相互作用するインターカレーターの核酸の認識能を明らかにすることを目的に研究を行った。昨年度に基礎的な知見を得ているマラカイトグリーンを側鎖に持つ水溶性高分子を用いた系を検討した。ビニルマラカイトグリーンとアクリルアミドの共重合体を用いて、合成核酸であるPoly(dA-dT)_2,Poly(dG-dC)_2、そして、Calf Thymus DNAを分析の対象とした。核酸とマラカイトグリーンを持つ高分子の混合物の可視吸収スペクトルと円二色性スペクトルを詳細に検討した結果、A-T塩基対を認識することを明確にするに至り、精密分離の基本となる知見を整理することができた。さらに、核酸の精密分離に不可欠なキャピラリー内壁のコートについても検討を加えた。従来のポリアクリルアミドゲルを用いたシステムでは、キャピラリーのシリカ表面の電気浸透流の影響を完全に押さえることは難しく、繰り返し使用に限界があった。ポリビニルアルコールでシリカ表面をコートし、ヒドロゲルを内包するシステムが高い再現性を示すことを見いだした。以上、精密分離に不可欠な知見を見いだし整理した。
破骨前駆細胞を標的とした腎細胞癌骨転移に対する新規治療の確立

腎細胞癌骨転移において(1)骨組織近傍とその遠位部での発現の相違が見られる未知の増殖関連因子の同定。(2)そのうち破骨細胞の分化誘導と機能に作用する重要責任因子の同定。(3)骨-破骨細胞・骨芽細胞-腫瘍細胞間でのその相互作用の解明。(4)責任因子を標的とした分子標的治療の確立を目的に研究を進めてきた。文章にて患者さんの同意が得られ、外科的切除された腎細胞癌骨転移巣および我々の持つ腎細胞癌骨転移モデルから検体を採取した。過去に我々が報告した各種血管新生因子ならびに受容体、破骨細胞に影響するであろう因子などを標的に、免疫組織染色を行い、骨組織近傍で各因子が高発現している部位と、低発現している遠位をより正確に色分けした。しかし、同一検体において、免疫組織染色と高精度のRNAの採取は困難であったため、事前に免疫組織染色を行ったスライドを製作し、それをもとに各因子の発現地図を製作した上でLaser Capture MicrodissectionをおこないRNAを採取した。候補責任遺伝子中かねてから注目していた血管内皮増殖因子(VEGF)ならびに受容体(VEGF-R)を対象にRBM1-IT4腎淡明細胞癌骨転移由来細胞を用いた動物モデルを用いて、抗VEGF-R2阻害療法を行った(論文参照)。RBM1-IT4細胞は、VHL遺伝子の欠損を持ち、相対的にVEGFを高発現しており、それは骨組織近傍でより著明であった。また、破骨前駆細胞はVEGF-R2を発現しており、腫瘍増殖能と骨溶解に強く関係していると考えた。しかし、結果はRBM1-IT4腎同所移植モデルでは、明らかな抗腫瘍効果を認めたが、RBM1-IT4骨腫瘍モデルでは、抗腫瘍効果ならびに骨溶解阻害を認めなかった。理由としてVEGF-R2は破骨細胞の分化や機能に重要でない可能性が考えられた。今後、他の重要責任遺伝子についても同様に解析予定である。骨組織近傍とその遠位部で発現の相違がみられる未知の増殖関連因子およびその受容体を同定するにあたって、文章にて患者さんの同意が得られた数例の外科的切除された腎細胞癌骨転移巣および我々の持つ腎細胞癌骨転移モデル(RBM1-T4 cell)から検体を採取した。凍結切片よりスライド標本を製作するのにいくつかの工夫が必要であったが、安定した標本を得ることができた。骨組織近傍の各種増殖因子ならびに受容体が高発現している部位をより正確に認識するために、H&E染色だけでなく、各種増殖因子ならびに受容体に対する免疫染色をより短時間に行い、蛋白高発現部位を確認しながらLaser Capture Microdissectionを行っている。これにより高精度に検体採取ができると考えられる。しかし、質の高い十分量のRNAを得るためには、より迅速かつ精密な手技を要すため、免疫染色の自動化を中心にRNA採取までの手技的改良を行っている。前記した各種増殖因子ならびに受容体は、過去に我々が報告したEGF、VEGF、PDGF、bFGF、IL-8などの血管新生因子ならびにその受容体、破骨細胞の分化や増殖および機能に直接影響するであろうM-CSF、PTH-rP、さらには細胞増殖の指標であるPCNAなどを選択した。われわれの知るかぎり、動物モデルとして使用できる腎細胞癌骨転移由来細胞株は1つしかない。現在、さらなる臨床検体の採取と同時に細胞株の樹立を行っており、動物モデルとして使用できる安定した細胞株を製作している。
非線形均衡動学アプローチによる環境と経済成長に関する理論分析

環境の保全と経済の成長・発展との関係を、経済学における非線形均衡動学理論の最近の発展を踏まえて、理論的な側面から検討した。経済活動がもたらす環境への影響が、効用や生産性に対する外部性として経済主体にフィードバックする状況を考え、また環境の利用における複数の経済主体間の相互依存関係も考慮に入れて、経済発展経路を特徴付ける動学システムの詳細な検討を行った。特に、「長期的に定常状態に収束する均衡経路が無数に存在し、一意に定まらない」という均衡の不決定性が生ずる可能性を明らかにした。本研究の目的は、環境の保全と経済の成長・発展との関係を、経済学における非線形均衡動学理論の最近の発展を踏まえて理論的な側面から検討するものであるが、まず研究の開始にあたり、関連する分野(環境経済学、経済成長理論、非線形動学)の書籍や論文の整理および検討、シンポジウムや研究会への参加を通じ、既存研究および関連研究についての理解を深めることに努めた。なお、資料の整理においては学生アルバイトを雇用し、またモデル分析においてはコンピューターおよび数値計算ソフトウェアを使用した。既存研究・関連研究の理解を深めた後、自らの理論モデルを構築する作業に着手した。具体的には、経済活動において環境汚染が発生し、資本蓄積を通じて経済が成長していくような動学的一般均衡モデルを構築し、この経済の均衡動学経路の不決定性について検討した。均衡の不決定性という問題は、経済学における非線形動学理論の主要なトピックの一つとして多くの研究がなされており、環境問題を考慮に入れた分析においても最近になって注目を集めつつあるトピックである。研究成果は"Indeterminacy and Comparative Advantage in a Dynamic General Equilibrium Model with Pollution"と題した論文にまとめ、3月に開催された慶應義塾経済学会主催のコンファレンス「環境経済学の新展開」(於ホテルアストン熱海)にて報告を行った。なお、同論文は『三田学会雑誌』100巻3号に掲載されることが決定している(平成19年度中に発行の予定)。同論文以外にも、いくつかの理論モデルの構築とその分析を、並行して進めた。さらに、関連する研究として、資本ストックとしての性質を持つような公共財の自発的供給の問題を動学ゲーム理論によって分析した(『高崎経済大学論集』に掲載の論文)。同論文のアプローチを応用・発展させることにより、環境の利用における複数の経済主体間の相互依存関係を考慮に入れた経済成長モデルの分析が可能になると考えられる。本研究の目的は,環境の保全と経済の成長・発展との関係を,経済学における非線形均衡動学理論の最近の発展を踏まえて理論的な側面から検討するものであるが,関連する分野(環境経済学,経済成長理論,非線形動学)における理解を深めることの重要性から,関連分野の書籍や論文の整理および検討,ワークショップへの参加を行った。資料の整理においては学生アルバイトを雇用し,またスキャナーによる資料の電子化も行った。自らの理論モデルの構築および分析については,以下の2点が主要な研究成果である:・論文"Impatience,Pollution,and Indeteminacy"の学会報告および学術誌への投稿いずれも,経済活動において環境汚染が発生し,資本蓄積を通じて経済が成長していくような動学的一般均衡モデルを構築し,この経済の均衡動学経路の不決定性について検討したものである。前者においては小国開放経済を想定しているのに対し,後者においては閉鎖経済のモデルを分析している。以上の主要研究のほかに,関連する研究として次のような研究活動を行った:・論文「公共財の自発的供給と経済成長」「貿易自由化と地球環境」の大学紀要掲載・論文「コモンズの悲劇と非線形経済動学」の研究書掲載これらの論文で用いられた動学ゲーム理論のアプローチは,環境の利用における複数の経済主体間の相互依存関係を考慮に入れた経済成長モデルにも応用月能であると考えられる。本研究の目的は、環境の保全と経済の成長・発展との関係を、経済学における非線形均衡動学理論の最近の発展を踏まえて理論的な側面から検討するものである。平成20年度は研究の仕上げの年度であり、前年度までの研究成果については投稿した論文の学術誌への最終的な掲載決定を目指し、また新たな分析結果が得られた場合は学会・研究会で報告し、論文を投稿した。具体的には、以下の3点が主要な研究成果である:いずれも、資本蓄積を通じて経済が成長していくような動学的一般均衡モデルを構築し、この経済の均衡動学経路の不決定性について検討したものである。成果1と成果2はそれぞれ、生産活動から環境汚染が発生する状況、各個人の瞬時的効用および効用割引率が自分の消費水準のみならず他人の消費にも依存する状況を想定し、小国の貿易モデルを分析している。成果3は、2つの地域間で経済活動から発生する汚染が互いに越境する状況を想定し、越境汚染が不決定性に与える影響を検討している。

以上の主要研究のほかに、関連する研究として、環境の利用における複数の経済主体間の相互依存関係を考慮に入れたモデルを構築し、動学ゲーム理論の枠組みで分析を行った論文を複数発表した。
配列化バナジウム錯体を介した反応場・分子認識場の構築

グリセロールをベースに枝分かれ状にしたポリグリセロールデンドリマー(PGD)やハイパーブランチポリグリセロール(HPD)をベースとした新たな反応場・分子認識場の構築を目指している。今年度は、PGDとHPDの枝分かれ構造の違いに着目し、1)バナジム錯体元素ブロックの触媒反応場評価、2)生体機能性の指標となる水の構造(自由水、中間水、不凍水)の定量化、3)元素ブロックであるOcta-ammonium Polyhedral Oligomeric Silsesquioxanes (POSS-8NH2)を含む塩基性化合物の分子認識、について検討した。グリセロール、PGD、HPGによりバナジウムの錯体を調製し、ペルオキシダーゼ模倣酸化反応であるPyrogallolからPurpurogallinへの酸化反応へ適用し、バナジウム由来機能である酸化反応触媒効率の検証を行った。触媒性能の指標となるミカエリス定数(Km)及び触媒効率(Km/kcat)を算出し、触媒能における枝分かれ度の効果を考察したところ、枝分かれ度が50-60%であるHPGの錯体が最も触媒効率が優れていた。ポリエチレングリコール(PEG) ,HPG, PGDの様々な濃度の水溶液を調製し、DSC測定から、中間水量、自由水量、不凍水量を算出したところ、どちらも中間水の存在が認められ、さらに分岐度の増大に伴って不凍水量は増大した。これら不凍水量は既報の生体適合性ポリマーの値と比較して最高値を示していたことから、世界でもっとも多い不凍水を含む分子として位置づけられたものとなった。ゲスト分子に種々の塩基性化合物を使用し、PEG, HPG, PGDとの相互作用を評価したところ、選択的な分子認識性が示されたことから、塩基性と分子サイズを見分ける分子選択性を有する新たなゲスト分子としての今後の研究展開が期待できる。28年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、グリセロールをベースに枝分かれ状にしたポリグリセロールデンドリマー(PGD)やグリセロールデンドロン(GD)をベースとしたバナジム錯体元素ブロックを調製し、さらに自己組織化することによる触媒反応場と分子認識場の構築を目的としている。GDを有機分子とし、無機元素にバナジウムを用いた元素ブロックの調製を試みた。三座配位である四価のバナジウム錯体から最小単位のGDであるグリセロールを配位させることにより五価のバナジウム錯体の形成をUV-VIS、1H-NMR、ESRスペクトル測定により確認した。さらに、世代数の異なるGDを用いたバナジウム錯体を調製し、同様に確認することでGD-バナジウム元素ブロックの調製に成功した。ピロガロールを基質とした酸化反応触媒としてこれらの元素ブロックを使用したところ、1,2-ジオール配位効果によるププロガリン(酸化体)への酸化反応が増大することを見いだした。また、自己組織化に鑑みて、GDーリン脂質(1,2-distearoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine(DSPE))誘導体を調製した。得られたGD修飾リン脂質を用いてリポソームを調製したところ、各リポソーム懸濁液のZeta電位の値から、リポソーム表面への分子修飾が示唆された。また、TEM観察からもリポソームの調製の確認ができた。GDの親水性(世代数)と水和との関連性について、細胞内取り込みとの関連性も検討したところ、世代数の低下による細胞内取り込みの向上が見られた。このことは、GD水酸基の水素結合性との関連が示唆された。以上のように、バナジウム元素ブロックと自己組織化の両面から本研究を推進することによって、1,2-ジオールをベースとした触媒反応場の構築の基礎的知見を得ることができた。グリセロールデンドロン(GD)をもとにしたバナジウム錯体の構造解析について進めることができ、モデル触媒反応により元素ブロック化の効果を確認できたことは当初の予定通りである。錯体の安定性は不明であるが、触媒効果実験の結果から、元素ブロックとしての機能を呈示できる程度の安定性があると判断でき、こちらについても予定通りの進捗であると判断した。

ポリエチレングリコール(PEG) ,HPG, PGDの様々な濃度の水溶液を調製し、DSC測定から、中間水量、自由水量、不凍水量を算出したところ、どちらも中間水の存在が認められ、さらに分岐度の増大に伴って不凍水量は増大した。これら不凍水量は既報の生体適合性ポリマーの値と比較して最高値を示していたことから、世界でもっとも多い不凍水を含む分子として位置づけられたものとなった。ゲスト分子に種々の塩基性化合物を使用し、PEG, HPG, PGDとの相互作用を評価したところ、選択的な分子認識性が示されたことから、塩基性と分子サイズを見分ける分子選択性を有する新たなゲスト分子としての今後の研究展開が期待できる。バナジウム錯体の構造解析においてGD世代数の増加に伴う化学量論数のばらつきが生じることがあるので、この取り扱いについては検討を進める。自己組織化以外にも。モノマー化、ポリマー化を行うことで「元素ブロックポリマー」としての触媒機能についても検討していく。また、班員との共同研究でバナジウム以外の元素ブロックの調製についても今後進めていく予定である。28年度が最終年度であるため、記入しない。
スプライシング因子阻害剤とヒストン脱アセチル化酵素阻害剤の併用効果の検討

SF3B1阻害剤FR901464(FR)を用い、SF3B1阻害とSF3B1遺伝子変異の意義を検討した。FRは癌細胞に対しin vitroで強い細胞傷害性を示し、コドン1074の変異が薬剤耐性と相関した。この変異は大腸癌患者245人で認められず、全エクソンでもDLD1細胞でエクソン10に遺伝子変異を認めたのみであった。FRは毒性が強く、動物実験で抗腫瘍効果が得られなかったがFR耐性細胞は親細胞に比べ腫瘍増殖が抑制されていた。マイクロアレイ解析でFRは細胞周期、Fanconi貧血、相同組み換え、塩基除去修復などのパスウェイを抑制していた。これらからSF3B1は大腸癌の有望な分子標的と考えられた。SF3B1遺伝子変異が血液悪性疾患において、その発生・進展に非常に重要であることが2011年秋から数多く報告された。これまではSF3B1はスプライシングにおける役割に関する報告のみで、実際の疾患との関連は不明であった。そこで大腸癌におけるSF3B1遺伝子変異を大腸癌細胞株15株(スプライシング因子阻害剤FR901464耐性の耐性細胞6株を含む)、大腸癌患者80例において遺伝子変異を調べた。その結果、大腸癌細胞株ではFR901464耐性細胞を除くと1種類のみで遺伝子変異が見つかったが、大腸癌細胞株では遺伝子変異が見つからなかった。またFR901464耐性細胞6株全てにおいて共通のコドン1074に変異が見られた。これらの結果とFR901464が大腸癌細胞株においてin vitroの実験では非常に強い抗がん作用を有すること(IC50が1ng/ml未満)、耐性細胞は他の抗がん剤オキサリプラチンや5-FUには感受性があり耐性にはなっていないことを含めて2013年度米国癌学会(AACR)で報告し、論文投稿準備中である。また2013年度の日本癌学会でも発表予定となっている。その他ではFR901464が時間依存性の薬剤であり1時間の薬剤培養投与でも抗がん作用を有し、36時間の薬剤投与時間で96時間投与した場合に近い抗がん作用を示すことも確認している。FR901464の細胞周期への影響も確認しており、大腸がん細胞ではG2/Marrestを起こすこと、耐性細胞では細胞周期に影響は無いことが分かっている。本研究では以下のことが分かり日本癌学会、米国癌学会で発表した。1FR901464(以下FR)がヒト大腸癌細胞株に対して強い抗がん作用を有すること。2FR耐性細胞はSF3B1遺伝子のコドン1074のミスセンス変異を有しており、他の部位の変異は感受性に関与していないこと。3FR耐性は5ーフルオロウラシルやオキサリプラチンに対する交叉耐性を有さないこと。4大腸癌患者、大腸がん細胞株での検討から大腸癌ではSF3B1遺伝子変異が極めてまれであること(DLD1細胞株ではあり)。5遺伝子導入発現に与える影響はヒストン脱アセチル化酵素が発現を増強させるのに対して、FRではその効果は一定ではないこと。6ヌードマウス大腸癌皮下腫瘍モデルを用いた実験ではFRは毒性から十分な抗腫瘍効果を示せなかったが、FR耐性細胞では親細胞に比べて腫瘍増殖が有意に抑制されること。7マイクロアレイ解析からFRはCell cycle, Fanconi anemia, Ubiquitin mediated proteolysis, Homologous recombination, Nucleotide excisionrepair, Oocytemeiosis, Basal transcription factors, Endocytosisに関係するパスウェイを強く抑制すること。8FR耐性細胞ではFRによる遺伝子変化とは全く関係の無い遺伝子が影響を受けており、Metabolism of xenobiotics by cytochrome P450,Type I diabetes mellitusに関係する経路が増強されていること。これらの結果からSF3B1阻害剤はコドン1074に変異を持たない悪性腫瘍に非常に効果があることが示され、今後の発展が期待される。FRはアステラス製薬からサンプル提供を受け、ヒト大腸癌(HCT116,DLD1,COLO320)、マウス大腸癌(CT26,MC38)に対する抗癌作用をTSAと共に細胞培養で検討した。またHCT116,CT26においてSV40, TK, CMV, h-PGK, h-Midkine, h-TERTのプロモーターで制御されるルシフェラーゼ発現プラスミドを遺伝子導入してFR、TSAによる遺伝子発現への影響を検討した。その結果は平成23年10月に開催された第70回日本癌学会で報告した。その後対象とする大腸癌細胞株を増やすと共に、FR耐性細胞をクローニングして細胞障害活性、遺伝子導入発現に対する影響を検討し、その結果は平成24年9月に開催される予定の第71回日本癌学会で報告する予定である。

導入遺伝子発現に対するFRの影響はせいぜい2倍程度であり、条件によっては10倍近くになるTSAに比べて小さかった。また遺伝子発現増強効果がTSAの場合はプロモーターに因らないのに比べ、FRはSV40でしか見られずTKではむしろ抑制効果を示した。またFR耐性細胞においては増殖速度が遅くなっており今後フローサイトメトリーを用いた解析も行う予定である。更に最近の報告で血液疾患(骨髄異形成症候群、急性リンパ性白血病)においてSF3bに遺伝子変異が多いことが報告され疾患の予後との関係も示唆された。耐性細胞を含む大腸癌細胞株、大腸癌患者においてSF3bに遺伝子変異があるかの検討を開始している。SF3B1遺伝子変異の癌における重要性については、当初の計画では予想していなかった。SF3B1はスプライシングに関係する蛋白であり、スプライシングは生命現象に不可欠であるため、その遺伝子変異は致死的な結果を起こすと考えられていた。しかしながらこれまでの研究で大腸癌においては血液疾患と異なり、一般の大腸癌ではSF3B1遺伝子変異が認められなかったものの、DLD1細胞では遺伝子変異、それも終止コドンへの変異が起こっていた。またLoVo細胞のFR901464耐性細胞でも終止コドンへの変異が認められた。従ってSF3B1の機能低下は代替可能であることが示された。SF3B1のコドン1074に遺伝子変異が無ければSF3B1阻害剤FR901464に対して感受性があることが示唆されるが、これは他のSF3B1阻害剤プラジエノライドと同様の結果である(変異塩基自体は異なる)。これは全く構造の異なる2つの化合物がSF3B1の共通の部位を認識していることを示しており、またこのコドン1074がSF3B1の立体構造において重要な部位であることを示し今後の研究の発展が期待できる。また今後SF3B1阻害剤が抗がん剤として有効であることが示されて、ヒトへの応用が可能となった場合にはコドン1074の遺伝子変異の有無で薬剤投与の適否を決定できることになる。以上の結果からSF3B1研究において重要な結果をこれまでに示すことが出来ており、予想以上に研究が進んでいると考えている。本研究ではスプライシング因子SF3b阻害剤であるFR901464(FR)をヒストン脱アセチル化酵素阻害剤であるトリコスタチンA(TSA)と併用し、ヒト大腸癌において導入した遺伝子発現への影響、ケモカインレセプターCCR7、CXCR4への影響、抗腫瘍効果への影響を検討することを目的とする。遺伝子発現への影響についてはTSAと違いFRでは細胞株、プロモーターの種類によって異なっており、非常に複雑であることが分かった。抗腫瘍効果への影響については細胞培養では単剤でもIC50が1 ng/ml未満であり非常に抗腫瘍効果があることを確認している。またFR耐性細胞においてIC50は100 ng/mlを超えており、一部細胞株では500 ng/mlを超えて測定不能である。しかしこれらの細胞株においてもTSAには親細胞と同等の感受性があり、交差耐性が無いことを確認している。
最適化理論から迫る連想記憶モデルのメカニズム解明と容量限界への挑戦

本課題では,人工ニューラルネットワーク(N.N.)を用いた記憶素子の記憶容量最大化を狙った。3年計画の1年目で,記憶された情報がネットワーク上にどのようにして分散され保持されるのか,原理に係る知見を得るべく,N.N.の数理モデルと最適化理論を併用して記憶容量最大化問題を導いた。また,この複雑な問題に対し,近年注目されている進化計算を援用して制約付き最適化問題を上手く解くための計算手法を開発した。この手法を活用して,記憶メカニズムの解明と記憶容量の限界までの最大化に取り組む予定であった。しかし,初年度の途中,研究代表者の所属研究室で主宰教員が急逝したことと前後して,本研究課題の遂行を妨げる多数の事象が発生した。例えば,課題実施中2年間で2度専門性の全く異なる研究室への異動を命じられた。亡くなった教員の居室や物品(研究代表者は使用していない)の整理・処分等を,部署の責任者(学科主任)から命じられ,指示は受けても支援は受けられない状態で従事した。これらの無関係な業務が,研究のための時間を奪った。また,異動先の研究室で,専門外の分野について一定以上の水準で指導することも求められた。このような事態によって,研究代表者の心身不調が顕在化し,とりわけ2年目以降,本課題の遂行が極めて困難となった。その上,異動先の確保もままならないまま任期が満了し,研究代表者は所属機関を退職することとなった。遂に,所属機関喪失を理由として,本課題を廃止せざるを得なくなった。本課題は未完成であって,継続によって更なる発展が期待される。なお,研究代表者の事例を踏まえて,各機関において,研究教育環境の改善(任期制の及ぼす影響,若手教員への支援等),研究費制度の改善について,真剣に検討されることを強く期待する。他の研究者が,このような不幸な事態に陥ることが絶対にないように,対策を講じていただくことを切望する。初年度は,リカレント型人工ニューラルネットワークモデルとしてモデル化される連想記憶モデルの記憶容量を高める手段を検討した。ここで言う「手段」とは,制約条件付き最適化問題として定式化される「ネットワークパラメータ決定問題」に対して,その解を高い精度でかつ高い効率で求めるための最適化技術を開発することである。この手段を確実なものとすれば,その後の検討を進めるための強力なツールが得られ,研究を強力に推進することができる。本課題で解くべき制約条件付き最適化問題は,制約関数が数式によって陽に記述されるという利点がある。一方において,決定変数は離散のものと連続のものがある。すなわち,「混合変数非線形計画問題」と定式化され,容易には解くことができない。しかしながら,実用的な解法として,制約に違反する解は利用できないことから,これを改善することを重視して探索を実行可能集合内に集中させ,実質的に無制約化することによって目的関数を効果的に改善する計算手法を開発することに成功した。この手法は,学術誌(電気学会電子・情報・システム部門誌[論文誌C])に掲載される予定である。これによって,本研究の主たる課題に立ち向かうための準備が整備されてきた。その他,本研究への適用が期待される,他の最適化計算手法,機械学習手法などの開発・検討も並行して実施した。今後は,上記の計算手法(ツール)を用いて連想記憶モデルに対するパラメータ決定問題の求解に取り組み,その最適解の性質を調べることを通して,対象としている連想記憶モデルの記憶容量の見積もりと拡大に挑む。

3年間で完成する課題の初年度において,研究全体に関わる計算ツールの開発に成功し,残りの期間で利用できる見通しが立ちつつある。計算ツール開発に専念したことによって,一部は当初の研究計画と比べて実施順序が入れ替わっているが,むしろ今後の研究を推進するための基盤が早期に整備されたことによって,予定よりやや早いペースで進捗している。当初の研究計画に従って,予定した順序で研究を遂行する。2013年度は,3年間で完成する研究の基礎となる計算手法(ツール)の作成に焦点を当てた。そのため,研究の実施順序が一部前後することとなり,これまでに必要となった費用が予定を下回った。しかしながら,研究順序が入れ替わっただけであり,全体として必要な費用に変わりはなく,むしろ次年度以降で研究の中心となるべき課題に取り組むために支出が増大することが見込まれる。ここに,本年度未使用分を充当する予定である。2014年度は,研究の中心課題として,これまでに開発した計算手法(ツール)を利用した実験,解析を実施する。並行して,ツールの改良や適用手段の開発も必要になる。これに必要な物品費,ならびに成果発表費用(論文掲載料,旅費,学会参加費等)へ重点的に振り分けて使用する予定である。
ユネスコエコパークを活用した市民協働による生物多様性保全とESDのモデルの構築

ユネスコエコパークが目指す「生態系の保全と持続可能な利活用の調和」の実現するためには、研究者・教育者・ステークホルダーの協働による継続的な生物多様性の調査、ならびに、「地域の生物多様性への関心=郷土愛」を醸成させていくための地域に根差したESDの教材開発が不可欠である。しかし、そのモデルとなる研究は少ない。そこで、本研究では、祖母・傾・大崩山ユネスコエコパークを中心とした広域かつ大人数による生物多様性の保全活動と上記のESDを継続的に発展させていくための研究者・教育者・ステークホルダーのヒューマンネットワークとGISデータベースの開発を研究基盤として構築し、さらに、その基盤を活用したESD教材の開発のモデルを実践・理論の両面から構築することを目的として行う。初年次である本年度は、1ヒューマンネットワークの構築、2生物多様性ICTシステムの設計、3市民協働生物多様性調査の実践を中心に行った。1はヒューマンネットワークの基盤情報を整備することを目的に、祖母・傾・大崩山ユネスコエコパーク推進協議会および同学術委員会との連携を図り、また、地元(祖母・傾・大崩山ユネスコエコパークエリア内)の自然愛好団体や在野研究者の活動内容等を調べた。2は既存の生物多様性情報ならびに3の調査成果をデータベース化、GIS化するためにそれらの情報整備とデータベースフォーマットおよびインターフェイスデザインの設計を行った。3は本エコパークの生物多様性を明らかにすること、ならびに、市民協働生物多様性方法を考案することを目的に、トレイルカメラによる哺乳類調査の実施、ならびに、環境DNAを用いた市民協働生物多様性調査の方法についての設計を行った。申請した予算よりも大幅に削減された予算配分であったため、オリジナルのWeb-GISの開発から民生品の組み合わせと改良によるWeb-GISの開発に計画を変更した。そのため、研究がやや遅延した。また、環境DNAを用いた市民調査の手法の開発を希少サンショウウオ類で試みようとしたが、コントロール実験を行うためのサンショウウオが幾度もの野外調査においても採集されなかったため、本研究は手法の設計までに留まってしまった。しかし、多くの市民と協働による生物多様性調査は哺乳類、両生類、昆虫類など幅広い分類群で実施することができ、また、それに伴い新たなヒューマンネットワークを構築していく上での成果と課題を得ることができたため、その面においてはおおむね順調に進展しているといえる。本研究は、1生物多様性情報の収集・整理、2ヒューマンネットワークの構築・運営、3生物多様性ICTシステムの設計・開発、4市民協働生物多様性調査の実践、5市民協働ESD教材の設計・実践、6効果の検証・マニュアル化・理論化・モデル化を目指している。123は、祖母・傾・大崩山ユネスコエコパークの事業と連携を図り、より実践的なシステムの構築を考えている。例えば、平成30年から祖母・傾・大崩山ユネスコエコパークの事業の一環として、当エコパークの移行地域の生物多様性を調べる調査活動が実施されている。その活動と連携して、ヒューマンネットワークやICTシステムを構築したり、その活動のと生物多様性情報の共有を図りたいと考えている。また、4においては、新たな生物多様性調査法として環境DNAを用いたサンショウウオ類の分布調査の手法開発について推進していく方針である。5と6においては、これまでの本研究成果から、祖母・傾・大崩山は山が急峻で危険が多い環境であるため、その課題を克服した内容のESDプログラムの開発が求められることが明らかとなった。そのため、日本各地のユネスコエコパークにおけるESDの事例を改めて検証した上で、当地ならではのESDプログラムを考案・実践していく。