hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
細菌におけるホルムアルデヒド固定酵素系遺伝子群の分布と物質生産系への応用

1)細菌のホルムアルデヒド固定酵素遺伝子の解析通性メチロトローフ、Mycobacterium gastri MB19と偏性メチロトローフ、Methylomonas aminofaciens77aのホルムアルデヒド固定酵素系、ヘキスロースリン酸シンターゼ(HPS)とホスホヘキスロイソメラーゼ(PHI)の遺伝子をクローニングし、その遺伝子配座、発現調節機構を明らかにした。HPSおよびPHIに相同なタンパク質がBacteriaとArchaeaに広く分布していることを示した。これらは全てこれまで機能未知タンパク質とされていたものである。2)Bacillus brevisのホルムアルデヒド固定酵素の精製と遺伝子解析高温性メチロトローフであるB. BrevisよりHPSおよびPHIを精製してそれぞれの諸性質を明らかにした。さらに、両遺伝子をクローニングし、hpsとphiがオペロンを形成すること、ホルムアルデヒドによって誘導発現することなどを見出した。3)Bacillus subtilisのホルムアルデヒド固定オペロンの発現調節非メチロトローフであるB. subtilisのホルムアルデヒド固定酵素オペロンの上流に存在するORF、yckHをクローニングし、その大腸菌形質転換株より相当するタンパク質を精製した。精製酵素とDNAとの結合試験から、YckHは当該オペロンの転写に必須の因子であることを見出した。4)Pyrococcus horikoshiiのホルムアルデヒド固定酵素の精製と性質P. HorikoshiiのDNA断片(PH1938)からhpsおよびphiに相当する部分に分けてクローニングし、これらとPH1983の全長が活性のあるタンパク質を発現することを見出した。これはArchaeaにおいてホルムアルデヒド固定酵素が存在することを示した初めての例である。1)細菌のホルムアルデヒド固定酵素遺伝子群の解析: Methylomnas aminfaciens77aとMycobacterium gastriMB19のヘキシュロースリン酸シンターゼ(HPS)およびホスホヘキシュロイソメラーゼ(PHI)遺伝子を含む遺伝子クラスターの全容を明らかにし、77a株では、HPSとPHIとが、トランスポサーゼのプロモーターによってそれぞれ負と正の発現制御を受けることを明らかにした。一方、MB19では、HPSとPHIはオペロンを形成し、その発現が、調節遺伝子によって発現制御されることを見出した。これは、77aが偏性メチロトローフ、MB19株が通性メチロトローフであることをよく説明する事実である。さらに、両菌株で得られた配列を基にデータベースで探索したところ、HPS、PHIともに広い範囲のBacteria、Archaeaの相同性の高い遺伝子が認められ、両酵素遺伝子が対をなして進化を遂げていることが推定された。特に、メタン生成菌、酢酸生成菌、高度高熱菌などのArchaeaは系統分類的クラスターを形成することを認めた。これは、本来好気的細菌であるメチロトローフに特有の反応と考えられてきた両酵素が嫌気性のArchaeにおいても生理的役割を持つことが想像できるものであり、今後の明らかにすべき問題であった。2)その他のメチロトローフのHPS/PHIの遺伝子解析:メタノールを資化することのできるBacillus族細菌より、両酵素遺伝子のクローニングに成功し、塩基配列と各遺伝子配座を決定した。その結果、両遺伝子はB.subtilisに認められるものと相同性が高く、遺伝子配座も類似であったが、調節遺伝子の位置が異なっていた。また、両遺伝子の大腸菌での発現にも成功した。1) Bacillus属メチロトローフのホルムアルデヒド固定酵素遺伝子群の解析中度高温菌でメタノール資化能をもつBacillus brevis S1株より、ホルムアルデヒド固定に関与する酵素、ヘキスロースリン酸シンターゼ(HPS、rmpA)とホスホヘキスロイソメラーゼ(PHI、rmpB)の遺伝子を含むDNA断片(3kb)を見出し、大腸菌にクローニングした。

その遺伝子配座は、グラム陽性メチロトローフMycobacterium gastriのrmpA/rmpBおよび非メチロトローフ細菌であるBacillussubtilisのyckG/yckFと同様にオペロンを形成していた。しかし、M.gastriでは、そのオペロンの上流域に調節遺伝子(rmpR)が存在したが、Bacippus属細菌には相当する配列が検出できず、M.gastriとの顕著な相違を示した。現在、両菌株より当該調節遺伝子の探索を行っている。また、B.subtilisの調節遺伝子を考えられていたyckHをクローニングし、その遺伝子産物の機能の特定を検討している。B.brevisHPSの推定一次構造は、B.subtilisと約60%の相同性を示した。B.brevis S1株のHPS/PHI遺伝子を形質転換した大腸菌JM109株では、両酵素遺伝子がSDS-PAGE上で顕著なバンドとして検出されるまでに発現しており、その無細胞抽出液より、両酵素を精製した。精製したHPSはM.gastriに比べて高い耐熱性を示したが、中温域での比活性は、むしろ低い比活性を有していた。B. subtilisには、メチロトローフ細菌のホルムアルデヒド固定に関与するヘキスロースリン酸シンターゼ(HPS)とホスホヘキスロイソメラーゼ(PHI)に相当する遺伝子がオペロン(hxlABオペロン)として存在する。この上流には、機能未知な遺伝子であるyckHがあり、その遺伝子破壊株では、HPSとPHIは発現しない。本研究では、yckHの分子レベルでの機能を明らかにすることを目的として、当該遺伝子をクローニングし、その遺伝子産物を特定して、諸性質を明らかにした。先ず、タンパク質の精製を容易にするために、yckHにヒスチジンタグを付与した遺伝子を構築し、これをyckHを相補することを確認した。次いでYckHのヒスチジン融合タンパクを大腸菌より精製し、精製YckHのDNA結合能を調べた。その結果、hxlABオペロンのオペレーター領域に、YckHと特異的に結合する塩基配列を特定した。B. subtilisには、YckHと相同なタンパク質が7種あるが、これらはいずれも新規なDNA結合タンパク質であるものと考えられる。2)ArchaeonであるPyrococcus horikoshiiのHPSおよびPHI相同タンパク質の精製と性質P. horikoshiの読み枠のひとつであるPH1938にはhpsおよびphiと相同な領域が、その上流域および下流域にそれぞれ存在する。PH1938全長およびhpsとphiに相当する部分配列のそれぞれを大腸菌で発現させ、遺伝子産物を精製して酵素活性を調べたところ、前の2種はHPS活性を発現し、産物の至適温度は70(8160)1680°Cであった。PHI活性は、それと同等の反応が高温域で非酵素的に起こるため、その活性を有するか否かは確認できていない。
シュリンキングシティにおける空間変化と計画的対応策の日米欧比較研究と提案

本研究は、日米欧の研究者との直接的交流によって、次5つを目的としている:(1)日欧米におけるシュリンキングシティに関する議論や対応策の比較(2)日米欧のシュリンケージのプロセスや空間構造の比較解析(3)アーバンシュリンケージへの都市計画的対応(4)空き家・空き地問題と対応策(5)アーバンシュリンケージの要因・プロセス・対応策の多面的な比較検討。まとめとして我が国の人口減少過程における空間変化と対応策の方向性の提示。最終年度である本年度では、代表者、分担者はそれぞれのテーマにしたがって、調査研究活動を進め学会等で研究発表を行った。6月には横浜市で開催された世界都市計画史学会において、シュリンキングシティのディスコースに関するラウンドテーブルを主催した。日本の研究者とアメリカの研究者との交流のため「シュリンキングシティ日米研究交流セミナー」を、名古屋市名城大学にて9月に二日間にわたり開催し活発な議論を展開できた。フランスとドイツを平成31年3月に調査出張した。パリでは、OECD経済協力開発機構本部において、シュリンキングシティ・コンパクトシティについてのセミナーを開催して報告と討議を行った。また、EHESSにおいて、シュリンキングシティについての研究会を開催して研究交流を行った。ベルリンでは、ドイツ連邦本部を訪問して都市改造政策の動向と評価について取材した。コットブス市役所都市計画で同市の都市再生の取り組みを取材した。ライプチッヒでは、二国間交流事業の実施に向けて、グロスマン教授らとうち合わせを行った。なお、これまでのドイツとの研究交流の成果を踏まえて、令和元年10月に「二国間交流事業セミナー:シュリンキングシティ再考ー人口変化の新パターン・地域での多面性と多層のガバナンス」を京都と名古屋で開催することが決定している。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。1.研究会の開催:研究代表者、分担者、協力者が参加し3回開催した。3月にドイツ・ライプチヒのUFZ研究所で、学術雑誌Citiesに掲載をめざす国際共同論文を主テーマに、海道・服部・吉田と研究協力者のドイツの研究者が参加して、議論した。2.日欧米の研究と議論の比較考察:シュリンキングシティのディスコース分析についてのドイツ・アメリカ・日本の比較分析をテーマに、国際共同論文の執筆を進めた。日本については、政策、学術研究、論説を時代別に分析して、解析軸としてConditions, Policy, Actionを設定し、人口減少要因ー人口構造のひずみ、経済的衰退、空間的な要因ーの日本における状況の解析を進め、ドイツやアメリカと比較した日本的な特性を明らかにすることができた。3.都市圏単位の空間構造変化の日欧米比較:中部8県の全市町村を対象に長期的な人口変化の特徴を解析した。アメリカの都市圏単位のアーバンシュリンケージの統計解析を行い論文としてまとめた。アメリカ現地調査(ピッツバーグ、ヤングスタウン)、ドイツ現地調査(ライプチッヒ)で、シュリンキングシティの基本的な特性、空間変化を把握することができた。4.空き家・空き地実態と対応方策・ローカルガバナンスの考察:関西を対象にGISデータによる空き地分布調査、輪島市、七尾市の空き家空き地の現地実態調査、可児市桜ヶ丘ハイツで空き地空き家と住環境意識の住民アンケート調査を実施した。防災建築街区造成事業によって整備された防災共同ビルの実態を、犬山市、藤沢市、厚木市、氷見市を対象に現地調査した。金沢市、長岡市、鶴岡市、竹田市を訪問して空き家問題と空き家バンク制度の運用状況、成果と課題について調査した。5.アーバンシュリンケージへの対応策の比較考察:国内は空き家バンク、アメリカはランドバンク、ドイツはライプチッヒなどの対応策などを調査した。平成27年度に予定していた下記項目について、概ね順調に進めることができた。1.空き家・空き地実態調査と利用活用マネージメントの検討:関西圏、中部圏において、GISを用いて空き地分布を把握する作業を行い、長期未成団地の所在、規模などについての基本的なデータを取得できた。可児市住民アンケート調査を実施し、居住形態やリフォームなどと定住意識との関連性などを明らかにした。犬山市下本町防災共同ビルのリノベーション提案の作成と展示、専門家などとの交流を行い、氷見市など類似地区の現地調査を行った。空き家バンク制度の運用状況を調査し、効果的な運用のあり方について考察した。アメリカのランドバンク制度を調査し論文としてまとめた2.アーバンシュリンケージに関する議論の整理と日欧米比較研究の枠組みの検討:日本、ドイツ、アメリカにおけるシュリンキングシティのディスコース分析と総合的な比較考察をテーマにした英文論文を作成し、学術雑誌Citiesの掲載に向けて取り組んだ。当該論文では、日独米のシュリンキングシティの特性の比較考察の枠組みを設定することができた。ドイツで研究会を開催するなど海外協力研究者との討議を進めることができた。日本におけるシュリンキングシティに関わる学術、政策、社会的な論説の時間軸、地域軸、課題軸などによる整理ができた。3.海外現地調査:ドイツでの研究集会と関連させて、ライプチッヒで関係者インタビュー、空間実態、対応施策などを調査した。同じくイタリアのトリノ、アメリカのヤングスタウン、ピッツバーグを訪問調査した。4.統計解析:2015年の最新の国勢調査速報値を収集整理した。中部圏における長期的な市町村単位の統計データ(国勢調査)を用いて、人口減少の特性を解析することができた。米欧データの収集整理などの準備作業を行った。

アメリカのシュリンキングシティの統計解析を進めることができた。日本国内で、代表者、分担者、協力者による研究会を数回開催した。合わせて、人口減少都市の現地調査、取材を行った。ドイツ・エアフルト市において、我々日本の研究者、ドイツとアメリカの研究者が集まり、シュリンキングシティに関わる研究会を開催した。人口減少都市・シュリンキングシティの国際比較にあたって、それぞれの国や地域の個別的な状況、条件の違いはあるものの、研究テーマとしては共通した課題を設定することは可能でかつ必要性が高いことが確認できた。特に、シュリンキングシティとなる都市や地域の基礎的な条件(産業、人口規模、立地条件など)、シュリンキングシティの再成長事例での特性と課題、地区レベルでの社会的分離などのシュリンキングシティがもたらす問題と対応、などを共通テーマとして設定して、引き続き国際比較共同研究することが確認できた。2018年度に国際シンポジウムを実施することが了解された。ドイツのシュリンキングシティの典型都市の現地調査を実施した。シュリンキングシティのディスコース分析手法による、国際比較の論文を学術雑誌「Cities」に掲載することができた。アメリカ、ドイツ、日本に関わるそれぞれの論文と総括的な比較考察から構成されているものである。また、研究代表者、分担者はそれぞれのテーマに従い調査研究を進め、学術的な成果を発表した。具体的には、ドイツの縮小都市に関する事例研究、近畿圏における空き地や空き家に関する実態調査、地区レベルの持続可能性を地区条件空間特性による統計解析、人口減少下における居住と居住地の変化と対応、アメリカ・クリーブランドにおける空き家等のケーススタディなどである。研究協力者がアメリカのランドバンクの現地調査を行った。共同研究者であるドイツのエアフルト大学のカトリン先生ほか学生たちが来日し、東京・横浜、名古屋、関西でそれぞれ、交流、現地調査などを行った。科研費Bの2年度目として、国内で研究会を開催し典型地区の現地調査も実施した。ドイツ・エアフルト市で2017年3月に、日本、ドイツ、アメリカの研究者と、シュリンキングシティに関わる研究会を開催し、着実に国際的な研究交流を進めることができた。また、ドイツのシュリンキングシティの事例都市を現地訪問し、空間変化やまちづくりを調査した。その中で、これから国際比較研究を進める上で重要なテーマが議論された。シュリンキングシティの再成長とそれに伴う変化と課題、特にジェントリフィケーションに対する評価、地区レベルでの空間的社会的変化、特に社会的分離セグリゲーションの現れと対応、中小規模都市の人口減少要因と特性などについて、共通の理解が得られた。シュリンキングシティの国際比較研究の意義と意味を再確認することができた。国際共同研究を進めることができ、具体的な成果として、学術雑誌「Cities」に日本の研究代表者と分担者の共著による論文を掲載できた。
血管内皮細胞および皮膚線維芽細胞由来のPDGF様細胞成長因子に関する研究

CTGFはその生理作用から強皮症、ケロイドなどの皮膚結合組織増殖性疾患に関与している可能性は十分に考えられる。現在これらの組織を用いて、in situ hybridization法によりCTGF mRNAの発現の有無を検索中である。また、これまで血管内皮細胞におけるCTGF産生の機序に関する研究はなされておらず、いかなる因子がCTGFの産生を促進し、また抑制するのかを臍帯静脈血管内皮細胞を用いて明らかにする予定である。
ヒトにおける加齢に伴うエピゲノム変化の捕捉とその病的意義の解明

加齢に伴いメチル化レベルが変化するDNAメチル化領域を7遺伝子領域に同定した。この中には、EPAやDHAの血中濃度に関与するELOVL2や2型糖尿病に関与するKLF14が含まれていた。ELOVL2領域の加齢応答エピゲノム領域をマウスで認め、肺、脾臓、大腸にて顕著であることを明らかにし、臓器特異性と種を越えて保存された現象であることを示した。心筋梗塞の発症あるいは病態形成に影響を与えるエピゲノム変化を同定した。また、ヒト由来不死化細胞におけるエピゲノムの特徴を解明した。さらに、加齢に伴うKLF14のDNAメチル化上昇をマウス脂肪細胞にて再現し、高脂肪食によってそれが助長されることを示した。組織特異的な遺伝子発現制御の一端を担うDNAメチル化やヒストン修飾(エピゲノム)は、細胞分裂後も維持されるクロマチンメモリーとして機能し、細胞の正常な分化・増殖に重要な役割を演じている。研究代表者らは加齢によるDNAメチル化変化の可能性に着目し、約480名の一般住民集団より得た末梢血由来DNA検体を用いて45万DNAメチル化サイトのメチル化レベルと加齢との関連を解析し、有意な変化を7遺伝子領域に同定した。興味深いことに、それらの遺伝子には、エイコサペンタエン酸(EPA)ドコサヘキサエン酸(DHA)の血中濃度との遺伝的相関が近年明らかとなったELOVL2が含まれていた。ヒトで認められた加齢との相関がマウスでも種を越えて観察されるか、そしてその臓器特異性の有無を明らかにするために、4週齢と100週齢のマウスの各臓器を解析対象として当該メチル化部位のメチレーションレベルを検討した。マウスは各15匹ずつ、大脳、小脳、肺、心臓、肝臓、膵臓、脾臓、腎臓、大腸、精巣/卵巣、尾を対象臓器とした。メチル化レベルの測定にはパイロシークエンス法を用いた。解析の結果、メチル化変化が種差を超えて起こることが明らかとなり、特に肺(Pc = 1.7E-07)、脾臓(Pc = 1.4E-09)、大腸(P = 4.3E-08)、尾(Pc = 0.0001)に有意な差を認めた。今後、これらの臓器における、加齢に伴うDNAメチル化変化の生理的な意義を解明したい。当初予定通りに、加齢に伴うDNAメチル化レベル変化が種を越えて保存された重要なエピゲノム変化の一つであることが証明できた。加齢に伴って変化するエピゲノム領域がヒトゲノムに存在するが、その生理的意義、病的意義は不明である。本研究では、加齢応答エピゲノム領域に位置する遺伝子群の心血管病をはじめとする生活習慣病発症への寄与を明らかにする。我々は、加齢に伴いメチル化レベルが変化するDNAメチル化領域を7遺伝子領域に同定した。この中には、EPAやDHAの血中濃度に関与するELOVL2、心筋細胞分化、血管新生に寄与するFHL2、2型糖尿病に関与するKLF14などが含まれていた。これまでに、ELOVL2領域の加齢応答エピゲノム領域がマウスでも認められること、特に、肺、脾臓、大腸にて顕著であること、などを明らかにした。すなわち、ELOVL2領域の加齢応答エピゲノム変化の臓器特異性が明らかとなり、また、加齢応答エピゲノム変化が種を越えて保存された現象であることを解明した。またヒト集団を対象とした統計学的手法により、心筋梗塞の発症あるいは病態形成に影響を与えるエピゲノム変化を複数同定し報告した。さらに、ヒト由来不死化細胞においては、低CpG遺伝子プロモーター領域において有意に低メチル化状態であることを明らかにし、不死化細胞におけるエピゲノムの特徴を報告することが出来た。加齢によるエピゲノム変化が種を越えて保存された現象であることを解明できたこと。心筋梗塞発症に関連するエピゲノム変化を同定し報告したこと。ヒト由来不死化細胞のエピゲノムの特徴を明らかにし報告したこと。などよりおおむね順調に進んでいると考えた。我々は、加齢に伴いメチル化レベルが変化するDNAメチル化領域を7遺伝子領域に同定している。これまでに、ELOVL2領域の加齢応答エピゲノム領域がマウスでも認められること、特に、肺、脾臓、大腸にて顕著であること、などを明らかにし、少なくともELOVL2領域の加齢応答エピゲノム変化の臓器特異性とこれが種を越えて保存された現象であることを示すことが出来た。また心筋梗塞の発症あるいは病態形成に影響を与えるエピゲノム変化を同定し報告した。また、ヒト由来不死化細胞におけるエピゲノムの特徴を解明し報告した。さらに、加齢に伴うKLF14のDNAメチル化上昇をマウス脂肪細胞においても再現し、高脂肪食によってそれが助長されることを示した。

そして、これによって、2型糖尿病の兆候が現れる前に、KLF14の下流に位置する遺伝子群の発現が変化することを証明し、KLF14のDNAメチル化変化が2型糖尿病発症を予知するための有力なバイオマーカーになり得ることを示した。加齢に伴いメチル化レベルが変化するDNAメチル化領域を7遺伝子領域に同定した。この中には、EPAやDHAの血中濃度に関与するELOVL2や2型糖尿病に関与するKLF14が含まれていた。ELOVL2領域の加齢応答エピゲノム領域をマウスで認め、肺、脾臓、大腸にて顕著であることを明らかにし、臓器特異性と種を越えて保存された現象であることを示した。心筋梗塞の発症あるいは病態形成に影響を与えるエピゲノム変化を同定した。また、ヒト由来不死化細胞におけるエピゲノムの特徴を解明した。さらに、加齢に伴うKLF14のDNAメチル化上昇をマウス脂肪細胞にて再現し、高脂肪食によってそれが助長されることを示した。本年度得られた成果を基盤として、そのメチル化変化の生理的な意義解明に向けて研究を進める。第一に、メチル化変化を来たしゲノム領域が遺伝子発現に影響を及ぼす制御領域であるか否かを検討する。第二に、当該遺伝子の発現量変化が細胞機能に与える影響を明らかにする。これまでに得た研究成果を基盤として、加齢応答エピゲノム領域と遺伝子発現制御との関連を分子生物学的に明らかにし、その生理的意義の解明を目指す。分子遺伝学加齢応答エピゲノム領域の遺伝子発現制御に関する研究を予定していたが、平成30年度に集中して実施することとなったため、それに関連する経費が次年度使用額となった。加齢応答エピゲノム領域のクローニングとレポーターアッセイ、タンパク分子結合実験に必要な細胞培養試薬、プラスチック器具などに使用する。
マルチエージェントシミュレーションによる再生可能エネルギー導入効果予測技術の開発

本研究は,細粒度の行動モデルの相互作用の連鎖を計算し,複雑現象を再現するマルチエージェントシミュレーションに基づき,大規模分散型電力供給システムのデザインに資する電力流通シミュレーションの実現を試みる.本シミュレーションにより,人間(社会)に対して,未知の社会システムに関する,より精緻な予想情報を与える事を目指す.本研究では,再生可能エネルギーの社会導入方式に関する検討の実施を例題として,大規模マルチエージェントシミュレーションを利用した社会の設計について,その実現可能性を追求するための技術開発,ならびにシミュレーションの実施と検証を試みた.なお,本研究では,太陽光発電二基づく電力(PV電力),ならびに電気自動車(EV)の普及を仮定し,それらを活用したエネルギーシェアリングによって電力利用を効率化するためのシミュレーションを実施する事とした.・エネルギー消費に関する利用可能データ,ならびに意識調査データに基づく人間のエネルギー消費行動の計算モデル化複数の電力利用パターンをシミュレーションに組み込むため,日本建築学会「住宅におけるエネルギー消費量データベース」,およびエネルギー消費に関する意識調査データを基に,各世帯の電力消費に関する行動を実行するエージェントモデルを整備した.これにより,非一様なエージェントによるシミュレーションが可能となった.・良好な社会設計を得るためのシミュレーションと探索技術の接合本研究では,社会にとって良好と考えられる結果を出力したマルチエージェントシミュレーションのパラメータを,良好な社会設計として定義した.ここで,良好な社会設計を得るためには,1)有望な社会設計(シミュレーションパラメータの集合)の生成,2)生成したパラメータ集合に基づく大規模シミュレーションの実施を多数回繰り返す必要がある.本研究では,社会設計の生成を遺伝的アルゴリズムの応用によって実現し,各設計の価値を計算する大規模マルチエージェントシミュレーションと接合することで,良好な社会設計を得るための計算プロセスを確立した.本研究は,細粒度の行動モデルの相互作用の連鎖を計算し,複雑現象を再現するマルチエージェントシミュレーションに基づき,大規模分散型電力供給システムのデザインに資する電力流通シミュレーションの実現を試みる.本シミュレーションにより,人間(社会)に対して,未知の社会システムに関する,より精緻な予想情報を与える事を目指す.本研究の目的は、再生可能エネルギーの社会導入と人々のエネルギー消費行動変化が織り成す社会動態を予測するマルチエージェントシミュレーション技術を開発し、シミュレーションを可視化・合意形成ツールとして社会に供する事である。本目的の達成に向けて、本研究では、人々のエネルギー消費行動の計算モデル化を行い、多様なエネルギー消費パターンを組み込んだマルチエージェントシミュレーションの実現を試みる。平成24年度は、人々の節電行動とその伝播を模擬する行動モデルを構築しエージェントに組み込み、社会全体の電力消費の動態を計算するためのソフトウェア環境の開発と、観測現象の検証を行った。電力消費行動に関する既存研究の調査により、人々の節電行動は局所の相互作用によって変化し得る事が報告されている。本研究ではこの報告に基づき、近傍の家庭の電力消費動向を基に日々の節電行動を刻々と変化させる電力消費行動モデルを設計し、エージェントに実装した。本モデルにより、経時的な節電効果の変化を計算する事が可能となった。電力消費行動の集積計算を行うマルチエージェント電力消費シミュレーションを、既開発のシミュレータの拡張によって実行可能とし、開発モデルを備えたエージェントによるシミュレーション実験を実施した。本実験では、エージェントは、局所の相互作用に加え、実世界で行われる電気予報によって節電行動を変化させるよう設定し、節電率の変化を観察した。その結果、家庭間の相互作用が低節電率の家庭を増加させ得る事、またその状況対して、社会に一様に与えられる電気予報の情報が節電率の低下を抑制する効果は見られたが、その効果も限定的である事が確認できた。本研究では、個別性を備えたエネルギー消費行動の計算モデル化を、3つの副目標の一つとして設定している。個別性の表現方法については様々な可能性があるのだが、個々の家庭の電力消費に関する十分な量のデータが取得困難な現状では、複数の値を取りうる属性の集合によってエージェントを定義し、属性値の集合の多様性をもって、個別性の多様性を模擬する典型的な手段を取らざるを得ない。本研究では、日本建築学会「住宅におけるエネルギー消費量データベース」のデータ等を基に、複数の電力消費パターンを作成し、当該の目的達成を試みた。平成24年度の研究にて実施した電力消費シミュレーションでは、エージェントの行動パターンの組み合わせによって、異なる現象が観測できることを確認している。このような状況から、副目標のひとつを概ね達成したものとと考えている。当初の計画通り、マルチエージェントシミュレーションを可視化・合意形成のためのツールとして社会に供するための技術、およびソフトウェアの開発を継続する。研究開発を進める一方で、シミュレーションを問題解決ツールとして適用可能な実フィールドの開拓も併せて試みる。シミュレーション用高速計算サーバの購入により,大規模シミュレーション環境を確保する.また,最終年度である事から,本研究の成果に関連した,研究成果発表旅費,ならびに研究成果投稿料を確保する.
新ヘリックスフィテイグ法による蛋白質ソレノイド構造の立体構造予測法の開発

生体高分子には、蛋白質のα-ヘリックス、核酸の二重ラセン、コイルドコイルなどの様々なラセン構造が観測される。また、全蛋白質の約5%に、ロイシンリッチリピート(LRR)、アンキリン、ロイシンリッチリバリアント(LRV)、HEATなどの様々なリピート配列が存在し、これらのリピート配列は多様なコイルドコイル(ソレノイド構造)をとることが知られている。このようなラセン構造の定量的な解析のために、3次元座標データを最適なラセンにフィットさせる方法(HELFIT)を開発した。HELFITは、同時に全てのヘリックスパラメータ(1回転あたりの残基数、ラセンのピッチ、ラセン半径、キラリテイ)を計算する優れた方法である。HELFITを、蛋白質立体構造データベースPDBを使って、蛋白質の様々な二次構造に適用し、次の結果を得た。(1)3_<10>-ヘリックスは、これまで考えられたように均一な内部回転角であらわすことは不可能であり、ヘリックスが長くなるにつれ不安定になることを明らかにした。このような特徴を言い表すためにパラヘリックス(prahelix)という用語を提案した。(2)蛋白質中のα-ヘリックスの多くは、18残基で5回転するヘリックス(18/5ヘリックス)よりも48/13ヘリックスまたは11/3ヘリックスにより近いことを明らかにした。(3)α-ヘリックスの変異型ω-ヘリックス(4残基で1回転するヘリック冬)も存在することをみいだした。このω-ヘリックスは、蛋白質にはみいだされてなかった。ポリ-γ-ベンジルーL-アスパラテイトなどの合成ポリペプチドにおいてのみ報告れていた。π-ヘリックスについては、現在解析が進行中である。生体高分子には核酸の二重ラセンや蛋白質のα-ヘリックスのようにさまざまなラセン構造がみられる。また、蛋白質には互いに類似したアミノ酸配列が連続して繰り返すリピート配列(タンデムリピート)が数多くみられ、ロイシンリッチリピート(LRR)、アンキリン、HEATなどさまざまなタイプが存在することが知られてきている。例えば、LRRは、2030残基の長さを一単位とするタンデムリピートであり、バクテリアからヒトまで4千個以上の蛋白質中に見いだされている。このようなリピート配列はスーパーヘリックス構造(ソレノイド構造)をとることが知られている。これまで立体構造が解かれたタンデムリピートは10回位のリピートが少ない場合が大部分である。しかしながら、リピート数が40回にも達する多くのタンデムリピートが存在する。そこで、本研究は、リピート数が多いタンデムリピートの立体構造予測法を開発することを目的としている。その第一段階として、3次元原子座標データからヘリックス構造のパラメータ(ヘリックス半径、ヘリックスピッチ)を計算する方法を開発した。本年度は、このヘリックスフィッテイング法の有効性を確立するため、他の研究者により提案されている方法と比較検討した。その結果は、他の方法より精度のよい方法であることを明らかにした。また、立体構造のデータベースを用いて蛋白質のα-ヘリックスや3(10)-ヘリックスのヘリックスパラメータを求めた。いくつかの興味ある結果を得た。また、応用例として考えている、ロイシンリッチリピート(LRR)の構造、機能、分子進化についての総説を投稿した。蛋白質には互いに類似したアミノ酸配列が連続して繰り返すリピート配列(タンデムリピート)が数多くみられ、ロイシンリッチリピート(LRR)、アンキリン、HEATなどのリピート配列が知られている。LRRは、2030残基の長さを一単位とするタンデムリピートであり、バクテリアからヒトまで1万個以上の蛋白質中に見いだされている。

これまで立体構造が解かれたタンデムリピートは10回位のリピートが少ない場合が大部分である。しかしながら、リピート数が50回にも達する多くのLRRが存在する。本研究は、リピート数が多いタンデムリピートの立体構造予測法を開発することを目的としている。この目的のために、3次元原子座標データからヘリックス構造のパラメータ(ヘリックス半径、ヘリックスピッチなど)を計算するプログラムHELFITを開発した。本年度は、蛋白質の立体構造データベースPDBにHELFITを適用して蛋白質のすべての3(10)-ヘリックスのヘリックスパラメータを求めた。その結果、蛋白質の3(10)-ヘリックスは、本質的に一様な内部回転角であらわすことができず、長いヘリックスとして存在することは不可能であることを明らかにした。このような性質を強調するために、3(10)-ヘリックスはパラヘリックスでることを提案した(Proteins、in press)。また、ロイシンリッチリピート(LRR)の立体構造予測へむけて、LRRの立体構造、機能、分子進化、およびリガンドとの相互作用について、また、LRRの突然変異が引き起こす立体構造変化とさまざまなヒトの病気との関連について総説(Drug Design Reviews 2:305-322,2005;Cell Mol Life Sci,62:2771-2791,2005)として報告した。生体高分子には、蛋白質のα-ヘリックス、核酸の二重ラセン、コイルドコイルなどの様々なラセン構造が観測される。また、全蛋白質の約5%に、ロイシンリッチリピート(LRR)、アンキリン、ロイシンリッチリバリアント(LRV)、HEATなどの様々なリピート配列が存在し、これらのリピート配列は多様なコイルドコイル(ソレノイド構造)をとることが知られている。このようなラセン構造の定量的な解析のために、3次元座標データを最適なラセンにフィットさせる方法(HELFIT)を開発した。HELFITは、同時に全てのヘリックスパラメータ(1回転あたりの残基数、ラセンのピッチ、ラセン半径、キラリテイ)を計算する優れた方法である。HELFITを、蛋白質立体構造データベースPDBを使って、蛋白質の様々な二次構造に適用し、次の結果を得た。(1)3_<10>-ヘリックスは、これまで考えられたように均一な内部回転角であらわすことは不可能であり、ヘリックスが長くなるにつれ不安定になることを明らかにした。このような特徴を言い表すためにパラヘリックス(prahelix)という用語を提案した。(2)蛋白質中のα-ヘリックスの多くは、18残基で5回転するヘリックス(18/5ヘリックス)よりも43/12ヘリックスまたは11/3ヘリックスにより近いことを明らかにした。(3)α-ヘリックスの変異型ω-ヘリックス(4残基で1回転するヘリックス)も存在することをみいだした。このω-ヘリックスは、蛋白質にはみいだされてなかった。ポリ-γ-ベンジル-L-アスパラテイトなどの合成ポリペプチドにおいてのみ報告されていた。(4)π-ヘリックスについては、現在が進行中である。
意味記憶における漢字表記語の語彙的表象の特性に関する研究

意味記憶における漢字表記語の語彙的表象の構造と処理過程に関して、単語の認知という大きな枠組みの中での検討を進めるために、課題の遂行の際に語彙的情報により強く依存すると思われる音読課題を用いて、音韻的プライミング効果の成否を調べる実験を行った。プライム、ターゲットの両刺激には、漢字2字で表記された語を用いた。プライムとターゲットの関係が実験要因であって、両者の間に音韻的な関連があって、かつ両者に共通の漢字が1字含まれる共通文字音韻的関連条件、両者の間に音韻的な関連のみがあって、共通の漢字は含まれていない非共通文字音韻的関連条件、プライムに中立刺激を用いる中立条件、両者の間に音韻的にも文字的にも関連のない無関連条件の4条件を設けた。また、SOA条件を700msに設定し、音読課題における反応時間を測定した。実験の結果、共通文字音韻的関連条件と中立条件との間、および非共通文字音韻的関連条件と中立条件との間に、それぞれ有意差が認められた。共通文字音韻的関連条件と非共通文字音韻的関連条件との間、および中立条件と無関連条件との間には有意差は認められなかった。すなわち、音韻的プライミング効果は促進の効果として生じていること、プライムとターゲットに共通の漢字1字が含まれるかどうかには無関係に、音韻的プライミング効果は得られること、しかもその結果の強さは共通文字の有無にかかわらず同程度のものであること、の3点が明らかになった。このような結果は、漢字表記語の語彙的表象の場合も、かな表記語の語彙的表象と同様に、音韻的類似性のみにもとづいて構造化されている可能性を示すものと考えられる。
相変化に伴う自励振動を応用した高性能熱輸送デバイスの作動原理の解明

平成10年度の研究成果では,研究対象である蛇行閉ループ熱輸送管(以下MCL-HTD)の(1)数値シミュレーションモデルの構築,(2)気泡伝播による熱輸送現象の発見と気泡伝播型の基本単位である片側2ターンの熱輸送能力の測定をおこなった.平成11年度は,基本単位である片側2ターンのMCL-HTDの管径や作動流体をかえて熱輸送能力を検証した.即ち,熱輸送管の全熱抵抗を管外熱抵抗,管壁熱抵抗,管内壁-作動液熱抵抗,管内作動液熱抵抗等にわけ,それぞれの値をエタノール,フロン,エチルアルコールを作動流体として温度差と作動液の封入率をかえて測定した.さらに,熱輸送量を管径をかえて測定し,管径の影響を調べた.その結果,本熱輸送管の熱抵抗は,作動している場合には管内作動液に依る部分は非常に小さく,主として管内壁-作動液熱抵抗と管壁熱抵抗が熱輸送能力を律していることがわかった.また,同じ温度差と封入率における管内壁-作動液熱抵抗は,作動流体により異なることがわかった(今回の場合は,フロンの抵抗が最も大きかった).管径の熱輸送能力に対する影響については,(1)ラプラス長さの1.84倍以上の管径でも作動し,輸送熱量は変わらない.従って,管径が細い方が熱輸送能力は高いと思われる。しかし,管径がラプラス長さ以下になると,作動流体がアルコールでラプラス長さの0.6程度の管径の場合,片側8ターンのMCL-HTDで作動したが熱輸送能力が1桁近く下がり,作動流体が水では,ラプラス長さの0.8程度の管径では作動しない例もあった.このことから,作動限界最小管径が存在する可能性が示唆される。研究対象である蛇行閉ループ熱輸送管(以下,MCL-HTD)の作動原理を的確に把握する目的で,数値シミュレーションモデルを構築し,作動液体を水とした計算結果を,MCL-HTDの気液柱の可視化実験から求めた流動様式と比較したところ,気柱の伝播現象がみられた10-20ターン(片側10ターン)(気相率5%)では,実験と同様な気柱伝播のパターンを計算で再現出来ることが示された.本モデルは1次元の相変化を含む均質流を仮定し,作動液体の物性としては,表面張力が無視されている以外は,蒸発潜熱,飽和蒸気圧等を全て考慮にいれている点で物性値の考慮は広く考慮されている.一方で,気柱の生成や消滅の条件に直接かかわる凝縮率と蒸発率,流動状態を通じて顕熱輸送に影響を与える壁面摩擦係数の設定に問題があり,流動パターンの再現はできるが,輸送熱量の予測までには至っていない.MCL-HTDは,液柱部は顕熱輸送,気相部分は界面から界面への作動液体の蒸発凝縮による潜熱輸送を行っていると考えられる.従って,気相部が多い程,潜熱輸送が顕著になりサーモサイホンに近い状態となり,高い有効熱伝導率が期待できる.気柱の発生移動は,輸送管の高温端近傍のU宇部における発泡が伝播していくことでおきるので,片側2ターン必要となる.そこで,作動様式の基本である気柱の伝播がおきると考えられる最小単位である2-4ターン(気相率75%:気相柱が輸送管一本分)について,水,エタノールを作動液体として,流動様式を可視化した.結果,10-20ターンと同様な安定した気柱の伝播パターンが確認できた.いずれの条件でも安定作動した場合,銅の100倍程度の有効熱伝導率が得られた.平成10年度の研究成果では,研究対象である蛇行閉ループ熱輸送管(以下MCL-HTD)の(1)数値シミュレーションモデルの構築,(2)気泡伝播による熱輸送現象の発見と気泡伝播型の基本単位である片側2ターンの熱輸送能力の測定をおこなった.平成11年度は,基本単位である片側2ターンのMCL-HTDの管径や作動流体をかえて熱輸送能力を検証した.即ち,熱輸送管の全熱抵抗を管外熱抵抗,管壁熱抵抗,管内壁-作動液熱抵抗,管内作動液熱抵抗等にわけ,それぞれの値をエタノール,フロン,エチルアルコールを作動流体として温度差と作動液の封入率をかえて測定した.さらに,熱輸送量を管径をかえて測定し,管径の影響を調べた.その結果,本熱輸送管の熱抵抗は,作動している場合には管内作動液に依る部分は非常に小さく,主として管内壁-作動液熱抵抗と管壁熱抵抗が熱輸送能力を律していることがわかった.また,同じ温度差と封入率における管内壁-作動液熱抵抗は,作動流体により異なることがわかった(今回の場合は,フロンの抵抗が最も大きかった).管径の熱輸送能力に対する影響については,(1)ラプラス長さの1.84倍以上の管径でも作動し,輸送熱量は変わらない.従って,管径が細い方が熱輸送能力は高いと思われる。
ニュージーランドの政治経済システムの日本への適用可能性について

1.日本の構造改革を歴史的に分析し、構造改革は小泉内閣によって始まったものではなく、自民党一党支配体制の終焉とグローバリゼーションの同時進行によって必然的に要求されたものであることを明らかにした。2.日本とニュージーランドの構造改革の比較分析を行った。ニュージーランドと日本の公的セクターの改革を比較して、なぜ日本の改革が中途半端に終わったのかその要因分析を行った。また、政治と経済の両面から日本がニュージーランドから学ぶべき点を明らかにし、特に、供給構造の改革だけでは需要の拡大に限界があることをニュージーランドの経験から指摘し、需要拡大を促進する構造改革の重要性を示した。3.ニュージーランドの改革を「未来国家への挑戦」と評価し、ニュージーランドの構造改革の実態を経済的、政治的、社会的側面から分析した。そこでは、ニュージーランドの理想的福祉国家を建設しようとする意気込みが、同国の構造改革を促進するエネルギーとなっていることを明らかにした。4.報告書の骨組みは以下の通りである。第1章:日本型構造改革の歴史と展望第2章:公的セクターの改革第3章:ニュージーランドに何を学ぶか第4章:経済改革の展望第5章:政治改革の方向性第6章:社会福祉政策と国民生活の変化(4、5、6章はニュージーランドを対象としている)。1.政権交代前後のNZ政治経済の現状と特徴について、NZで現地取材を行った研究援助者からヒアリングを行い必要な資料提供を受けた。また、研究分担者が地方自治体(日本国内)の行政改革の現状と課題についていくつかの地方自治体をピックアップしてヒアリング活動を行った。以上をもとに研究分担者の間で意見交換を行い、研究テーマについての論点整理を再度行った。2.研究分担者の間で、本研究テーマについてその成果を日本で出版する計画を推進することを確認し、「章立て」について検討し、次のような内容にすることとした。1章NZ改革の総括と評価2章転換期のNZの政治改革(政治改革の総括と課題・展望)3章転換期のNZの経済改革(経済改革の総括と課題・展望)4章転換期のNZの社会政策(社会政策と国民生活の変化)5章政治システムと民主主義(「政治」と「経済」の分離)6章市場と公的セクター(市場主義経済と経済政策セイフティネットと政府の役割重点財政目標と財政政策)7章コーポレートガバナンス-企業行動と倫理8章金融システムと金融政策9章ニューパブリックマネジメント3.以上のような内容を前提に執筆するにあたり、NZ研究者の協力を得るため、NZの日本学センター(マッセイ大学内)を窓口にしながら、協力を要請することにし、具体的つめを行うことにした。1.NZ政治経済社会の現況と課題について、研究代表者及び分担者がNZ現地を訪問し、NZ省庁を中心にヒアリングを行い必要な資料提供を受けた。また、社会政策に関わっていくつかの福祉施設を訪問し、NZの社会福祉の現状と課題について現場の人たちと意見交換を行った。さらに、NZ(ロトルア)にある日系民間企業及びオークランドのJETROを訪問し、日本からみたNZの経済・政治の現況について意見交換を行った。国内では前年度に引き続き、研究代表者及び分担者が地方自治体(日本国内)の行政改革の現状と課題について複数の地方自治体を対象にヒアリング活動を行った。2.本研究テーマに関する出版計画をもとに研究交流を推進した。具体的には、マッセイ大学のチャトルジー教授を中心とするグループから提出された、「転換期のNZの政治改革(政治改革の総括と課題・展望)」及び「転換期のNZの経済改革(経済改革の総括と課題・展望)」に関する研究論文をもとに研究代表者及び分担者の間で研究交流を行い、それぞれの執筆テーマに関する論点を深めた。3.出版計画を推進するために、NZ研究者に対してさらに協力してもらうことを要請するとともに、研究代表者及び分担者の執筆作業の準備ため、必要な文献資料収集を行った。本研究では、ニュージーランドの政治経済システムから日本が学ぶべき点は何かを主要な研究視点としながら、ニュージーランドと日本の構造改革の比較分析を行った。実績概要は、以下の通りである。・日本の構造改革の歴史と展望について研究し、構造改革は何も小泉内閣によって始まったものではなく、自民党の一党支配体制の終焉とグローバリゼーションの同時進行によって必然的に要求されたものであることを明らかにした。

・構造改革の焦点である公的部門、の改革をめぐって、ニュージーランドと日本を比較し、日本としてどう改革すべきかを明らかにした。・政治と経済の両面から、ニュージーランドから日本が何を学ぶことができるかを明らかにした。とりわけ景気回復との関連で焦点になっている問題、すなわち供給構造の改革だけでは需要の拡大に限界があることをニュージーランドの経験から指摘し、需要拡大を促進する構造改革を第一義的に重視することの重要性を示した。・1984年以降のニュージーランドの構造改革における成果とその評価について経済・政治・社会政策という3つの視点から、詳細な分析を試みた。そこでは、社会的公正を求めて悪戦苦闘した(そして現在も苦闘している)ニュージーランドの姿やもともとがイギリスからの移民を中心に成立した国家であるが、それだけに祖国イギリスでも達成できなかった理想的な福祉国家を建設しようとする意気込みが構造改革のエネルギーになっていることなどが明らかなった。
有機小分子の構造ダイナミクスを利活用した蛍光プローブのデザイン・合成

本研究では、有機小分子での分子の動きを制御することによって、光照射によって生じる「分子の励起状態」を制御し、光機能性分子(蛍光プローブや光増感剤)を開発することを目指している。本年度は、「低酸素環境下で活性化する光増感剤の開発」に成功している。本研究成果は、学術論文(J. Am. Chem. Soc., 139, 13713-13719 (2017))にて発表を行った。以下にその詳細を示す。生体内における異常な低酸素状態はがんや虚血性疾患などと密接に関与しており、HIF-1の活性化等を介し様々な生体反応を惹起する。低酸素環境を認識し発蛍光する蛍光プローブは、生体内の低酸素応答を理解する上で有用なツールとなり、これまでに開発に成功している。本研究では、低酸素環境で活性化し光増感能を示す機能性光増感剤の開発を行った。これまでに開発に成功している低酸素環境を検出する蛍光プローブの分子デザインでは、アゾ基が低酸素環境選択的に還元的開裂反応を受けること、及びアゾ化合物が一般的に無蛍光物質であることに着目している(Angew. Chem. Int. Ed., 52, 13028-13032 (2013)&ACS Chem. Biol., 12, 558-563 (2017))。すなわち、蛍光団の共役系にアゾ基を導入することで蛍光を消失させ、低酸素環境依存的にアゾ基が還元的開裂を受けることで蛍光が回復する低酸素感受性蛍光プローブである。これら分子設計コンセプトを基に機能性光増感剤を分子設計した。すなわち、重原子効果により高い効率で一重項酸素を生成することが知られているSe-ローダミン色素の誘導体としてdiMe SeRを開発し、その色素共役系にアゾ基を導入したdiMe azoSeRを合成した。本プローブを生細胞へと応用したところ、低酸素下で光照射により細胞死を誘導することに成功した。29年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、有機小分子内での分子の動きを制御することによって、光照射によって生じる「分子の励起状態」を制御し、光機能性分子(蛍光プローブや光増感剤)を開発することを目指している。本年度は、「アゾ還元酵素とアゾローダミンを利用した新規レポーターシステムの構築」に成功している。本研究成果は、学術論文(ACS Chem. Biol., 12, 558-563 (2017))にて発表を行った。レポーター酵素とは、特定遺伝子の発現を判別するために遺伝子レベルで導入される外来の酵素のことである。すなわち、レポーター遺伝子を細胞に導入し、発現するレポーター酵素の活性を特異的基質を用いて解析することで、プロモーター活性や特定遺伝子の発現等を評価することができる。本研究において、新規レポーター酵素とその基質として、大腸菌由来のアゾ還元酵素(AzoR)とアゾローダミン類に着目した。我々はこれまでに、ローダミン系蛍光色素のキサンテン環にアゾ基を導入した化合物であるアゾローダミン類は、何れも無蛍光性であることを見出してきた(Angew. Chem. Int. Ed., 52, 13028-13032 (2013))。また、一般に芳香族アゾ化合物は、生体内還元酵素によって還元的開裂を受けることが知られていることから、AzoRによって選択的に還元的開裂が進行し、強蛍光性生成物を与えるアゾローダミンの探索を行った。様々な置換基を導入したアゾローダミン類のライブラリーを構築し、in vitroおよび生細胞アッセイを行った結果、電子供与基が導入されたアゾローダミン類はAzoRと高い反応性を示し、蛍光強度が大きく増大することを見出した。さらにAzoRを発現させた生細胞に適用したところ、一細胞レベルでAzoRの発現を蛍光で判別することに成功した。平成28年度は、アゾローダミン類の無蛍光性のメカニズムを解明しただけでなく、アゾ還元酵素AzoRを利用したレポーターシステムの構築まで行うことに成功した。さらに、これら成果を学術論文(ACS Chem. Biol., 12, 558-563 (2017))として発表することも達成している。以上の理由から、「当初の計画以上に進展している」とさせて頂いた。

これまでに開発に成功している低酸素環境を検出する蛍光プローブの分子デザインでは、アゾ基が低酸素環境選択的に還元的開裂反応を受けること、及びアゾ化合物が一般的に無蛍光物質であることに着目している(Angew. Chem. Int. Ed., 52, 13028-13032 (2013)&ACS Chem. Biol., 12, 558-563 (2017))。すなわち、蛍光団の共役系にアゾ基を導入することで蛍光を消失させ、低酸素環境依存的にアゾ基が還元的開裂を受けることで蛍光が回復する低酸素感受性蛍光プローブである。これら分子設計コンセプトを基に機能性光増感剤を分子設計した。すなわち、重原子効果により高い効率で一重項酸素を生成することが知られているSe-ローダミン色素の誘導体としてdiMe SeRを開発し、その色素共役系にアゾ基を導入したdiMe azoSeRを合成した。本プローブを生細胞へと応用したところ、低酸素下で光照射により細胞死を誘導することに成功した。平成28年度は当初の計画以上に研究が進展したので、平成29年は当初行う予定であったもう一つの研究項目「N原子にフェニル基が結合した無蛍光性ローダミン色素の詳細な解析」についてのみ、集中して研究を遂行する。29年度が最終年度であるため、記入しない。
血管壁細胞ホスホリパーゼA_2の多様性と調節機構の解析

我々は、ヒト培養血管内皮細胞(HUVEC)のプロスタサイクリン(PGI2)産生に関わるホスホリパーゼA2(PLA2)アイソフォームについて解析し、以下の結果を得た。(1)HUVECはcPLA2を恒常的に発現していた。トロンビン刺激におけるPGI2産出には、主として本酵素が関与していると考えられた。(2)TNFは、HUVECにII型PLA2を誘導した。誘導された酵素は、細胞外に放出されず、細胞上にヘパラン硫酸に結合した形で存在していた。II型PLA2に対する特異抗体がTNFによるPGI2産生を部分的に抑制したことから、細胞表面上のII型PLA2が細胞のアラキドン酸代謝に一部関与するものと考えられた。(3)HUVECのPGI2産生は、細胞外II型PLA2の有無によって変動した。HUVECに別途精製したII型PLA2を添加すると、本酵素は細胞上のヘパラン硫産に速やかに結合し、TNF共存下においてPGI2産生を著しく亢進した。調ベた刺激物質のうち、TNFの共存下においてのみ相乗的なPGI2産生が観察された。血液凝固時には血小板から、炎症時には全身の組織から血流を介して血管内皮細胞にII型PLA2が供給される可能性が考うられる血流中のII型PLA2は血管内皮細胞上のヘパラン硫酸にトラップされ、他の刺激物質(TNF)と協調して、血管内皮細胞のアラキドン酸代謝を調節しているものと予想している。以上の結果より、HUVECのPGI2産生は細胞内常在性のcPLA2または誘導性のII型PLA2、及び細胞外由来のII型PLA2により調節され得ることがわかった。II型PLA2が作用する場合、細胞表面上のヘパラン硫酸はII型PLA2を細胞膜上に濃縮する′′アンカー′′としての機能を有しているものと結論した。
黒河流域における環境保全と地域の持続的な発展に関する研究

今年度も2002年度に引き続き、総合地球環境学研究所のオアシスプロジェクトの共同研究に参加して、乾燥地域である黒河中流域(中国甘粛省粛南ユーゴ族自治県)の調査を分担し、同地域における人間活動と水利用の相互作用の問題について考察した。2003年度は、主に当該地域における人口移動と生活様式の変化という問題に焦点を絞り、それがどのように水利用問題と連動してきたかについて考察した。具体的な研究内容は次の通りである。1、文献資料の収集1949年から現在までの約50年間(人民公社時代、生産責任制時代、2000以降現在)人口配置状況及び統計資料の入手。2、聞き取り調査上記五十年間における生活意様式の変化を把握するために、当該地域の住民について幅広く聞き取り調査を行い、生活様式の諸類型を引き出せた。3、整理・分析整理と分析の作業を通して、当該地域における生活様式の諸類型の特徴を解明した。4、関連性の分析生活様式の諸事例を挙げ、それぞれの事例がどのように水とかかわってきたか、その関連性について分析した。上記の調査によって、黒河流域乾燥地帯における50年間にわたる人間活動の状況を把握した。この研究調査は、人文社会学の立場から、水循環にかかわる基本的な資料、データーなどを提供したのみならず、自分の研究課題である「環境保全と地域の持続的な発展に関する問題」についても一次資料と重要なデーターを入手し、それを生かして研究発表を行った。本研究では、乾燥地域である黒河中流域の人間活動と水利用の相互作用の問題について考察した。2002年度には調査研究対象の地域である中国甘粛省粛南ユーゴ族自治県において次の予備調査を行った。1、人口と地域の産業構造の現状及びその変化過程についての資料とデーターの収集。2、当該地域が直面している問題。・地下水位の低下・生態移民3、当該地域(放牧地域、少数民族)と周辺地域(農業地域、漢民族)との関係。4、当該地域の生活と生産様式及び水利用。文化的、社会的な面における少数民族地域としての特徴を調べ、それがどのように地域の生産と生活様式を反映しているかの状況把握。上記の調査によって、当該地域における基本的な状況を把握したが、この研究調査は、人文社会学の立場から、水循環にかかわる基本的な資料、データーなどを提供したのみならず、引き続く研究課題である「環境保全と地域の持続的な発展に関する問題」についても新たな問題発見となり、今後の研究のための一次資料を得、事実関係を確認することができた。