hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
テラヘルツ波照射による細胞機能制御技術の開発

本研究の目的は、細胞にテラヘルツ波を照射して細胞の増殖能や分化能を人為的に制御する新しい技術・システムを開発することである。本研究成果として、テラヘルツ波増強基板材料(非線形結晶)の1つであるテルル化亜鉛(ZnTe)の細胞適合性試験を実施し、iPS細胞や骨髄間葉系幹細胞に対する細胞毒性が0.25mg/mLまでは認められないことを明らかにした。また、1細胞に対してテラヘルツ波を照射するための1細胞光照射顕微鏡を構築し、1細胞レベルまたは2-3μmまでの大きさでピンポイントで光照射を行えるシステムを構築した。今後は、本年度に得られた成果を活かし、細胞近傍に分散させた非線形結晶に対して近赤外短パルスレーザーを種々の条件で照射(テラヘルツ波を発生)し、細胞へ直接テラヘルツ波を照射できる実験系を確立させる。この実験計画が予想通りに進まない場合には、細胞培養容器底面に接着している細胞に対して、培養容器底面外側から直接テラヘルツ波を照射し、経時的に細胞の増殖・細胞周期や分化状態を確認する。テラヘルツ帯の光を吸収する細胞内光受容体の存在はまだ明らかになっていないため、本研究提案ではシーケンス解析装置を用い、種々の周波数のテラヘルツ波照射後のmRNAおよびnon-coding RNAを含む全トランスクリプトームの全貌を解析する。これらの結果から、テラヘルツ波を用いた幹細胞分化を制御する分子メカニズムを解明し、薬剤開発・再生医療・がん治療などに応用可能な幹細胞制御技術の開発につなげる。光生物学テラヘルツ帯の光を吸収する細胞内光受容体の存在はまだ明らかになっていないため、シーケンス解析装置を用い、種々の周波数のテラヘルツ波照射後のmRNAおよびnon-coding RNAを含む遺伝子発現解析を行う予定であった。本年度、研究代表者・櫛引は細胞増殖活性、ミトコンドリア活性や細胞周期解析を優先して行ったため、費用がかかることが予想された遺伝子発現解析を行っていない。また、研究分担者・田中は、レーザーや分光器など既存設備を用いた実験を行ったため、予算の執行はなかった。これらの理由により次年度使用額が生じた。次年度は、本年度に得られた成果を活かし、細胞へ直接テラヘルツ波を照射できる実験系を確立させ、経時的に細胞の増殖・細胞周期や分化状態を確認する。また、種々の周波数のテラヘルツ波照射後の遺伝子発現解析を行う。mRNAおよびnon-coding RNAを含む遺伝子発現解析を行い、本研究成果を薬剤開発・再生医療・がん治療などに応用可能な幹細胞制御技術の開発につなげる。
キャビティ中の共鳴媒質による光学過程の微視的非局所応答理論

共鳴光学応答において非共鳴分極の効果は一般に無視できないだけでなく条件次第ではキャビティモードの形成を通して第一義的な重要性を持ち得る。そこで共鳴光学過程を(非共鳴分極が作るQ値有限の)キャビティ電磁場と共鳴分極との相互作用という一般形に定式化し、その応用を行った。キャビティの電磁場に繰り込む誘起分極としては線形分極の非共鳴成分だけでなく共鳴成分も可能で、それぞれの場合に残る分極との相互作用を考慮して完全な光学応答を求める電磁場グリーン関数の方法を与えた。共鳴成分の繰り込みでは感受率の非局所性によりグリーン関数が解析的に求められる。実用計算にも有効な1次元キャビティの場合から、さらに2,3次元キャビティヘの形式的拡張も行ったが、これにより共鳴2次光学過程における「サイズ・形状に依存した輻射寿命効果」を議論することができるようになった。応用の第1として、半導体多層膜キャビティ中の量子井戸に沿って表面音響波(SAW)を印加したときのBragg回折を含む反射・散乱スペクトルの計算を行った。感受率のSAW誘起共鳴変調だけでなく観測量もスペクトルの共鳴成分であることから、弱い変調に対して大きな応答変化が現れる。第2の応用として、面内周期性を加えた多層膜キャビティポラリトン系のフォトニックバンドを計算する方法を開発し、ラビ分裂の実効的増大条件を調べている。また、フォトニックバンドの光学応答を計算する際に必要な「振動数を与えて可能な(複素)波数を求める」方法を定式化し、応用例によってスペクトル計算精度の向上を確認した。このほかにも、共鳴Bragg反射器のサイズに依存したスペクトルの相転移的変遷に対する新しい解釈、既に提唱してあった薄膜励起子のサイズ依存輻射シフトの実験的検証、非線形感受率の計算における相殺問題の新しい理論的方法、球形殻状キャビティにおける励起子応答,螺旋形格子上の励起子の線形・非線型応答,また光の量子論と半古典論によるキャビティ中2準位系の非線形応答の異同条件,等の研究を行った.共鳴光学応答において非共鳴分極の効果は一般に無視できないだけでなく条件次第ではキャビティモードの形成を通して第一義的な重要性を持ち得る。このほかにも、共鳴Bragg反射器のサイズに依存したスペクトルの相転移的変遷に対する新しい解釈、既に提唱してあった薄膜励起子のサイズ依存輻射シフトの実験的検証、非線形感受率の計算における相殺問題の新しい理論的方法、球形殻状キャビティにおける励起子応答,螺旋形格子上の励起子の線形・非線型応答,また光の量子論と半古典論によるキャビティ中2準位系の非線形応答の異同条件,等の研究を行った.1この計画の基礎になった多層膜キャビティ中の量子井戸励起子に対するグリーン関数法の一般論を,3次元・多準位系へ拡張した.キャビティのグリーン関数が解析的に求められればキャビティポラリトンのグリーン関数も解析的に求め得るという結果を得た.各準位の輻射寿命を含む共鳴2次光学過程の記述に有効な道具になる。2 DBRキャビティ中の量子井戸励起子を表面音響波で励起する場合の応答スペクトルを本計画で提案した方法によって計算した.フォノンの振動数と波数だけずれた励起子分枝に結合が生じる結果,ポラリトン分枝上の特定の領域にギャップが生じ,鏡面反射スペクトルやブラッグ反射ビームにギャップ生成に基づく大きな変調が現れる.理想化したキャビティについてIvanovらが提案した「フォノンという弱い摂動で光学応答に大きな変化を与える」という描像を具体化した定量的結果になっている。1次のブラッグ反射における大角度域のスペクトルにはフォノン誘起によるキャビティのleakymodeも顕著な強度で現れる。3同様に、この研究計画の基になったキャビティポラリトンのグリーン関数法を用いて、DBRキャビティ中の量子井戸励起子による偏光依存の縮退4光波混合スペクトルを計算し、円偏光の組み合わせに強く依存する結果を得た。同様な結果は、過去にも得られているが、この方法の見通しの良さが計算によく現れている。

共鳴光学応答に注目する微視的非局所応答理論において,誘起分極の非共鳴部分がキャビティを形成する場合を想定して,共鳴部分と非共鳴部分を共に十分考慮した定式化を,以前に行った1次元キャビティの場合から拡張して一般化した.この際,誘起分極を電磁場の定義に繰り込む部分と残りの部分とに分けるが,問題に応じて何通りかの分け方があり,それぞれに応じて電磁場の伝播を現すグリーン関数と残る分極の形の組み合わせを一意的に与えた.特に有用な場合として,キャビティ分極のほか線形の共鳴分極までを繰り込んだキャビティポラリトンのグリーン関数を定義し,キャビティポラリトンの非線形過程やフォノン誘起過程の記述が非常に見通しよくなることを示した.微視的非局所的な分極率が分離型積分核になっているためこのグリーン関数は解析的に与えられ,従来の常識と違って局所的な分極率を用いるより簡明になる.このグリーン関数を用いて,多層膜キャビティ中のQW(量子井戸)に一定波数の表面音響波を印加した系のブラッグ反射スペクトルが容易に計算できることを示した.この問題はIvanovらによって提起されたが,Q値無限大というモデルのため測定可能なスペクトルの計算は出来なかった.上記のグリーン関数を用いるとさまざまな次数のBragg反射スペクトルが容易に計算され,Ivanovらが予想した通り音響波励起という(電子的な共鳴励起に比べて)ずっと弱い励起にもかかわらず,大きな信号変化が特定の方向に現れることが示された.このような信号変化はキャビティポラリトンの上枝・下枝の鏡面反射・透過スペクトル,および+1,-1次のBragg散乱成分に現れるほか,キャビティの導波路モードからの寄与も余分なスペクトル構造として得られることが判明した.これについては第1報をレタージャーナルに投稿中であるが,さらに実用的な構造やパラメター条件等の最適化について検討中.この他に,共鳴Bragg反射器の応答スペクトルのサイズに応じた(超放射モードからフォトニックバンドへの)変遷について新たな解釈を検討した.以前に行った輻射補正項のサイズ依存の振動数依存性という解釈の他に応答係数のFeenberg分解を用いた書き換えによって新たな解釈が可能なことを示した.また,閉じこめ励起子準位の輻射シフトが各準位ごとに異なるサイズ依存性をもつため,サイズと共に準位の並び方が変化することをCuCl薄膜励起子に対して実験的に証明した.このようなサイズ依存性はかつてさまざまな系について我々が理論的に予測していたが,2光子共鳴散乱スペクトルの測定から始めて実験的に証明された.1)半導体多層膜キャビティの中に量子井戸からなる2次元キャビティポラリトン系に表面音響波(SAW)を伝播させることにより,斜入射光に対する反射スペクトルと種々のブラッグ回折光スペクトルに顕著な変化が生じることを「繰り込んだグリーン関数」の方法により示した.SAW振動数や強度,キャビティのQ値(多層膜のDBR対の数),キャビティモードと励起子の離調,等を含む現実的なモデルを用いた数値計算により,応用展開を可能にするさまざまな状況が現れることを系統的に示した.SAWによる感受率共鳴項の変調と,キャビティポラリトンの共鳴応答に沿って測定量を考えるという点で従来の音響光学に比べてはるかに大きな効果が現れる.
明治期沙翁受容-戸沢・浅野訳にみられるヴィクトリア朝ボウディー受容の影響-

研究費交付最終年度の具体的な成果は以下の通りである。テート・モダン、ロイヤル・シェイクスピア・カンパニー、英国国立劇場、大英博物館の共同で運営されたザ・ワールズ・トゥギャザー学会のシンポジウム(2012年9月7日)にて'Finding Shakespeare'という題で発表を行った他、同名の展示(2012年10月16日ー2013年2月5日)を早稲田大学演劇博物館にて開催した。同展示を解説した図録は早稲田大学出版より展示開催日に刊行されている。また、戸沢・浅野訳の一部を上演し、検討する講座(2012年10月19日)も開催した。また、研究成果が以下の出版物にも収録されている。(1)Szekspiromania (Warsaw University Press, 2013)(2)Translation in Performance (Routledge, 2013)研究費交付最終年度の具体的な成果は以下の通りである。(1)Szekspiromania (Warsaw University Press, 2013)(2)Translation in Performance (Routledge, 2013)戸沢姑射と浅野馮虚が明治30年代末から40年代初頭にかけて共同で行った翻訳プロジェクト『沙翁全集』において、両翻訳者は原文とヴィクトリア朝時代に編集されたテクスト両方を参照し、自身の判断によってテクストの削除を行ったと考えられる。本研究では、それらの削除箇所の中でも、特にボウディー(性的な表現)に焦点をあて、ヴィクトリア朝イギリスにおけるボウディー受容がシェイクスピアの原典を解釈し翻訳する作業を妨げる一方で、独特の明治日本シェイクスピア受容を生み出したことを明らかにすることを目指す。研究を進めていく過程では、明治期のシェイクスピア翻訳を精査し、当時の作品解釈をも明らかにする。本研究は、これまで解明すべき課題であるにもかかわらず見過ごされてきた、ヴィクトリア朝時代に編集されたシェイクスピア劇から戸沢姑射と浅野馮虚が訳出した要素、ポウディーの削除に注目している。この研究は、逍遥以前に初めてシェイクスピア作品全てを訳すことを試みた戸沢・浅野両者の作品をはじめとして、明治期においてヴィクトリア朝イギリスが与えたボウディー削除の要素を分析することを通し、シェイクスピア邦訳の変革期に興味深い翻訳がなされてきたことを明らかにするだけでなく、今までと異なる角度から坪内逍遥以降の翻訳を再評価していく研究の礎として意義のあるものである。今年度、雑誌、新聞、単行本の形態で出板された各種の翻訳を比較検討し、当時の翻訳の傾向を探った上で、戸沢と浅野の翻訳を分析する土台をつくり、イギリスでの資料調査の他、次年度に予定していたアメリカのフォルジャー・ライブラリーにおける調査も実施することができた。報告者は、明治期シェイクスピア翻訳に見られるヴィクトリア朝ボウディー受容の影響と、その影響下で作品に出てくる登場人物が如何に理解され、演じられ、また翻訳されてきたのかを検討してきた。研究を進める中で、ヴィクトリア朝ボウディーの削除が戸沢姑射・浅野馮虚による共同プロジェクトに大きな影響を与えていることがより明確になってきた。また、『欧州奇聞花月情話』(明治17年刊)や『ゼ・マーチャント・オヴ・ヴェニス法廷之場』(明治36年刊)など、戸沢・浅野以前のシェイクスピア邦訳についてもヴィクトリア朝からの強い影響が見られること、そして、それが坪内逍遥以降の翻訳と決定的な違いを生んだことなどが解明された。主に2点、計画への大きな変更があった。(1)早稲田大学坪内博士記念演劇博物館グローバルCOEプログラムの紀要への応募を9月に予定していたが、同月行われた学会発表準備のために予定を変更し、ロンドン大学ユニヴァーシティー・コレッジから発行されているMoveable Typeへの投稿を行った。(2)次年度に予定していたアメリカでの調査も今年度に行った。それ以外に関しては、ほぼ順調に進展している。24年度が最終年度であるため、記入しない。今年度は、(1)雑誌、新聞、単行本の形態で出版された各種の翻訳を比較検討し、(2)当時の翻訳の傾向を探ったことにより、日本・シェイクスピア受容に関する研究を進めた他、(3)ヴィクトリア朝イギリス・シェイクスピア受容についても調査を進めた。変更点は以下のとおりである。次年度7月に論文投稿を予定していたが、これを中止する。理由としては、次年度10月より目英のシェイクスピア受容に関する展示を早稲田大学坪内博士記念演劇博物館にて2か月間開催されることが決定し、図録もあわせて発行されることが決まった。それに伴い、7月投稿予定だった内容を展示の一部、図録の一部に載せるためである。
下部尿路機能障害における脊髄グリア細胞を介した中枢性感作メカニズムの関与

間質性膀胱炎のモデルとして汎用されている化学発症膀胱炎モデルを用いた実験を行った。脊髄グリア細胞はcontorol群と比較して、GFAP、Iba1、Ox-18、AB144Pそれぞれの活性化マーカーで染色されることが確認できた。このことから膀胱の炎症モデルである間質性膀胱炎モデルにおいて脊髄グリア細胞は活性化されていると考えられる。膀胱の知覚過敏に脊髄グリア細胞を介した中枢性感作が関与している可能性が示唆される。マイクロアレイでも、間質性膀胱炎モデルにおいて発現がアップした遺伝子があり、それらの中に中枢性感作を起こした脊髄グリア細胞の発現遺伝子が含まれていると考える。過活動膀胱や間質性膀胱炎などの下部尿路機能障害の病態解明と治療法の開発は,今日の泌尿器科学分野における重要な課題の一つである。病的慢性疼痛の原因とされる感作のうち,中枢性感作(central sensitization)の発生と維持に欠かせない脊髄グリア細胞は,体性疼痛ばかりでなく,内臓の知覚過敏(hyperalgesiaあるいはhypersensitivity)においても重要な役割を担っていることが分かってきた。したがって,膀胱における知覚過敏状態である間質性膀胱炎や過活動膀胱といった下部尿路(特に蓄尿)機能障害の発症に脊髄グリア細胞が関与している可能性は極めて高い。本研究の目的は,各種下部尿路機能障害の発生における脊髄グリア細胞を介した中枢性感作の関与を証明することである。本研究の成果によって,これまでとはまったく異なった新たな視点からの治療薬の開発に道が拓かれることが期待される。本研究の目的は,過活動膀胱や間質性膀胱炎の発症における脊髄グリア細胞の関与を明らかにし,これら下部尿路(蓄尿)機能障害に対する新たな薬物療法に道を拓くことである。具体的な検討項目は以下の2点である。1)ラットの各種下部尿路機能障害モデル(間質性膀胱炎,過活動膀胱)における脊髄グリア細胞の関与を証明する。2)脊髄グリア細胞を介した中枢性感作の膀胱機能への影響を評価する。下部尿路機能障害における中枢性感作および脊髄グリア細胞の関与を明らかにする本研究は,まったく新しい視点からの極めて独創的な研究である。本研究により,中枢性感作および脊髄グリア細胞の関与が明らかになれば,これまでとはまったく異なったメカニズムによって効果を発揮する新たな治療薬の開発に道を拓くことになる。下部尿路(蓄尿)機能障害における脊髄グリア細胞を介した中枢性感作の関与を明らかにするために,ラットの下部尿路機能障害疾患モデル(間質性膀胱炎,過活動膀胱)の作成、および脊髄グリア細胞が活性化(形態学・免疫組織化学)を証明する実験を継続中である。間質性膀胱炎による下部尿路機能障害疾患モデルの作成は、サイクロフォスファマイドの腹腔内投与によって行っている。サイクロフォスファマイドをラットの腹腔内に投与後の経過時間を設定し、設定時間経過後に脊髄を採取する。採取した脊髄のグリア細胞の活性化を特徴づける形態変化を観察するとともに,活性化マーカーの発現を各々のSham群との間で比較検討を行っている。病的慢性疼痛の原因とされる感作のうち、中枢性感作の発生と維持に欠かせない脊髄グリア細胞は、体性疼痛ばかりでなく内臓の知覚過敏においても重要な役割を担っていることが分かってきた。慢性炎症が基盤となる間質性膀胱炎において脊髄グリア細胞を介した中枢性感作が関与している可能性は高い。病的慢性疼痛の原因とされる感作のうち,中枢性感作の発生と維持に欠かせない脊髄グリア細胞は,体性疼痛ばかりでなく,内臓の知覚過敏においても重要な役割を担っていることが分かってきた。膀胱における知覚過敏状態である間質性膀胱炎や過活動膀胱の発症に脊髄グリア細胞が関与している可能性は極めて高い。本研究の目的は,各種下部尿路機能障害の発生における脊髄グリア細胞を介した中枢性感作の関与を証明し、これまでとはまったく異なった新たな視点からの治療薬の開発に道が拓かれることが期待している。

下部尿路(蓄尿)機能障害における脊髄グリア細胞を介した中枢性感作の関与を明らかにするために,以下の実験を計画し、実施中である。1)ラットの下部尿路機能障害疾患モデル(間質性膀胱炎,過活動膀胱)における脊髄グリア細胞が活性化されていることを証明する(形態学・免疫組織化学)。2)ラット下部尿路機能障害モデル(間質性膀胱炎・過活動膀胱)の膀胱機能(排尿反射)異常が脊髄グリア細胞を介した中枢性感作に依存していることを証明する(生理・薬理実験)。i)脊髄グリア細胞の活性化を阻止することによる膀胱機能(排尿反射)の変化。ii) proinflammatory cytokineやchemokineを阻害することによる膀胱機能(排尿反射)の変化。3)脊髄グリア細胞を介した中枢性感作の膀胱機能(排尿反射)への影響(生理・薬理実験)i)脊髄グリア細胞の活性化による膀胱機能の変化。ii) proinflammatory cytokineやchemokineの髄腔内投与による膀胱機能の変化。排尿学サイクロフォスファマイドの腹腔内投与によって作成した間質性膀胱炎モデルを用いたグリア細胞の染色を行っているが、その活性化マーカーの選定に時間がかかっている。。その部分尿道閉塞による過活動膀胱モデルの作成を慎重に行っており同様に時間がかかっている。平成24年度中に間質性膀胱炎モデル、および部分閉塞モデルの作成。さらに上記疾病モデルの脊髄標本におけるグリア細胞の活性化の形態学的活性化、および活性化マーカーの発現の確認を予定していた。今回まで当機関では共用の実験設備は有していたが、直接の実験場所を有していなかったため実験の開始にやや時間がかかった。また、初めての実験内容であったため手技の習得にも手間取った。活性化マーカーに関しても数種類で検討を行っており、遅れの一因となっている。サイクロフォスファマイドの腹腔内投与によって作成した間質性膀胱炎モデルを用いて、グリア細胞の染色を引き続き行う。を行部分尿道閉塞にって作成した過活動膀胱モデルにおいても同様の実験を行う。今後、上記疾病モデル群の脊髄(L6-S1)標本において,グリア細胞の活性化を特徴づける形態変化を観察するとともに,活性化マーカーの発現を各々のSham群との間で比較検討を行っていく。1ラット下部尿路機能障害疾患モデルにおける脊髄グリア細胞活性化の証明を引き続き行う。サイクロフォスファマイドの腹腔内投与による間質性膀胱炎モデル、部分尿道閉塞による過活動膀胱モデル群の脊髄(L6-S1)標本において,グリア細胞の活性化を特徴づける形態変化を観察するとともに,活性化マーカーの発現を各々のSham群との間で比較検討する(形態学・免疫組織化学)。2脊髄グリア細胞を介した中枢性感作の膀胱機能(排尿反射)への影響の確認ウレタン麻酔下での持続膀胱内圧測定を用いて,中枢性感作を生じさせる各種薬剤の髄腔内投与(L6-S1)によって正常ラットの膀胱機能(排尿反射)がどのように変化するかを検討する(in vivo生理・薬理実験)。引き続き薬剤の全身投与の効果:臨床的治療薬の開発を視野に,全身投与による薬剤の効果も確認する。作成済みの標本を使用した実験が多くなっているため、実験動物の購入費がおさえられた。
マグソコガネ亜科の系統進化と種多様性の解明

本研究課題は、マグソコガネ亜科Aphodiinaeの分子系統解析を実施し、食性や生息環境といった生態的特性の違いが種の多様化に与える影響を検証することを目的としている。2018年度は野外調査と分類学的研究を重点的に実施した。野外調査は国内に加えてケニア、タイ、ラオス、台湾にて実施した。特にケニアにおいては、属レベルでも種レベルでも非常に多様なDNAサンプルおよび形態サンプルを収集することに成功した。DNA実験も予定通り進め、マグソコガネ亜科のほぼすべての族に関して配列決定を行った。また、残りの族に関しても、共同研究者と協力しながら、すでに入手済みである。系統解析の結果の一部は、2018年9月に名城大学で行われた日本昆虫学会第78回大会で口頭発表を行った。分類学的研究に関しては、好白蟻性種が含まれるStereomerini族およびカクマグソコガネ族を中心に進め、そのうちCheleion属の新種記載および同属のオスの記載を行い、Zookeys誌にて出版された。また、本研究の過程でボルネオから見つかったカクマグソコガネ族の新属新種の記載を行い、Zootaxa誌にて出版された。それ以外にも、10を超える未記載種の存在が明らかとなった。また、標本調査をチェコ国立博物館(チェコ・プラハ)、パリ自然史博物館(フランス・パリ)、ロンドン自然史博物館(イギリス・ロンドン)の3箇所で行い、アフリカや旧北区を中心としたマグソコガネ亜科のタイプ標本の検討を進めることができた。また、それらの博物館に在籍するコガネムシ上科の研究者との意見交換や共同研究の議論も行った。野外調査によるDNAサンプルの収集は引き続き順調にすすめることができた。また、分子実験に関しても、各種条件を改良することにより、順調に進めることができた。分類学的研究に関しては、把握している未記載種のうち、2つの属に関してはそれぞれ査読付き雑誌に投稿し、出版された。また、現在検討中の分類群に関しても、本年度実施した調査で博物館調査でホロタイプの検討を行うことができたため、翌年度投稿予定である。今年度は手元にある主要なサンプルの系統解析を完了させ、当初の目標である生態的特性の違いが種の多様化に与える影響を検証する。そのためにも、系統解析と並行して、文献情報や口器形態などに基づく生態的特性の取得に注力する。また、適宜把握している未記載種の記載と論文執筆を進める。本研究課題は、マグソコガネ亜科の分子系統解析を実施し、食性や生息環境といった生態的特性の違いが種の多様化に与える影響を検証することを目的としている。そのためには、DNA抽出用標本を収集し、整備することが必要不可欠である。そのため、2017年度は野外調査を重点的に実施した。具体的には、国内に加え、台湾、マレーシア、ケニア、マダガスカル、レユニオン、ラオスなどの国外で野外調査を行った。その結果、記載以後1例も記録のなかった種や、好白蟻性などの特殊な生態的特性を持つ種、未記載種と思われる種を含めた、300点を超えるDNA抽出用標本に加え、分類学的研究に用いる形態標本を数多く得ることができた。一方で、研究の遂行において重要な分類群の一部は今調査で得ることができず、次年度以降の課題となった。次年度はより適切な時期での調査の実施、調査地の改善、該当分類群に対する情報の蓄積を行い、この課題を解決する予定である。また、分類学的研究の情報収集のため、Bernice Pauahi Bishop Museum(アメリカ)、National Museum (チェコ)の2箇所を訪問し、所蔵標本の撮影や共同研究者との議論・情報交換を行った。分子系統解析に関しては、国内に分布する分類群を中心に約30属のDNA抽出を済ませ、28S、18S、16S、COIといった領域を対象として分子実験を行った。しかし、サンプルの状態やプライマーの相性といった原因により、十分に配列を読むことができないサンプルも少なくなく、当初計画していたほど進めることができなかった。この課題は、質の良いサンプルへの代替や、各種条件を改善することにより、早急に解決する予定である。また、本研究課題の内容の一部に関する解説記事(和文)を公表した。野外調査によるDNAサンプルの収集はおおむね順調に進展している。一方で、分子実験に関しては、サンプルの状態やプライマーの相性といった原因により、十分に配列を読むことができないサンプルも少なくなく、当初計画していたほどの進展は無かった。

また、本研究の過程でボルネオから見つかったカクマグソコガネ族の新属新種の記載を行い、Zootaxa誌にて出版された。それ以外にも、10を超える未記載種の存在が明らかとなった。また、標本調査をチェコ国立博物館(チェコ・プラハ)、パリ自然史博物館(フランス・パリ)、ロンドン自然史博物館(イギリス・ロンドン)の3箇所で行い、アフリカや旧北区を中心としたマグソコガネ亜科のタイプ標本の検討を進めることができた。また、それらの博物館に在籍するコガネムシ上科の研究者との意見交換や共同研究の議論も行った。野外調査によるDNAサンプルの収集は引き続き順調にすすめることができた。また、分子実験に関しても、各種条件を改良することにより、順調に進めることができた。分類学的研究に関しては、把握している未記載種のうち、2つの属に関してはそれぞれ査読付き雑誌に投稿し、出版された。また、現在検討中の分類群に関しても、本年度実施した調査で博物館調査でホロタイプの検討を行うことができたため、翌年度投稿予定である。次年度は、初年度に得ることができなかったDNAサンプルおよび形態比較用標本の収集に加え、日本産の属および好蟻性・好白蟻性を中心とした属の系統的位置・関係の解明を主軸に、分子系統解析を進める。国外での野外調査に関しては、ケニア・タイ・マダガスカル・ペルーでの調査を計画している。また、分類学的研究のため、ヨーロッパの博物館(イギリス・フランス)への訪問を計画している。分類学的研究では、手元の未記載種の記載論文の執筆・出版も行う。今年度は手元にある主要なサンプルの系統解析を完了させ、当初の目標である生態的特性の違いが種の多様化に与える影響を検証する。そのためにも、系統解析と並行して、文献情報や口器形態などに基づく生態的特性の取得に注力する。また、適宜把握している未記載種の記載と論文執筆を進める。
イネ科植物葉枯病菌のDNA多様性解析と分子同定法の確立

本研究で得られた研究成果は以下の通りである。1.トウモロコシごま葉枯病菌(Cochliobolus heterostrophus)のメラニン生合成に関与する遺伝子の解析を行った。このうち、リダクターゼ遺伝子Brn1をクローニングし、塩基配列を決定した。これは、804bpからなるオープンリーディングフレーム(ORF)からなり、2つのイントロンを含むものであった。そして、アミノ酸267残基で構成されるタンパク質をコードしているものと推定した。本遺伝子はトウモロコシごま葉枯病菌において、ゲノムあたり1コピー含まれていた。2.先に明らかにしたBrn1遺伝子の塩基配列を用いて、いわゆるイネ科植物寄生性Helminthosporium属菌として取り扱われてきたBipolaris、Curvularia、Drechslera、Exserohilumの各属菌の系統関係の推定を試みた。Brn1遺伝子の部分配列をPCRプライマーとして用い、これら4属所属菌のうちいくつかの代表的な種についてBrn1遺伝子を増幅し、塩基配列を決定した。得られた塩基配列をもとにアライメントを行ったところ、供試菌のBrn1遺伝子はイントロンを除く全領域にわたって、よく保存されていた。近隣結合法により系統関係を推定したところ、これら供試菌4クラスターに分岐した。得られた樹形は4属のBrn1遺伝子の分化をよく反映していたが、形態学的特徴に基づく4属の系統関係とは異なる部分もあった。この結果、Helminthosporium brizaeはDrechsleraに属すこと、Exserohilum属菌は、比較的新しくBipolaris-Curvulariaから分化した可能性が示唆された。また、同一種であっても分生子形態の変異がとくに著しい菌群であることが明らかとなった。3.植物病原菌の性状に関するその他の研究結果も併せてとりまとめた。平成7年度にえられた研究成果は以下の通りである。(2)C. lunata及びBipolaris maydisの単一コピー遺伝子断片をプローブに用いたサザン分析によるRFLPバンドパターンの比較から、Curvularia属菌のC.geniculata群に属するC.geniculata、C. senegalensis、C.affinis、C.fallaxとされたきた諸菌が同一種であることを、明らかにできた。なお、従来C.geniculataと見なされたきた菌株の中には、RFLPバンドパターンが明かに異なり、分生子形態も異なるものが含まれていることも明らかになった。(3)Curvularia属菌に酷示するEmbellisia属菌の3種を取り挙げ、チューブリン遺伝子のDNA一次構造を比較したところ、ニンニクの病原菌であるE.alliiと土壌棲息性E.chlamydosporaとの同一性が示唆される結果が得られた。(4)Bipolarismaydisのメラニン合成系遺伝子の一つBrnlの塩基配列が決定できた。この塩基配列は、イネいもち病菌のそれとは異なっていた。平成8年度に得られた研究結果は以下のとおりである。1.トウモロコシごま葉枯病菌(Cochliobolus heterostrophus)のメラニン生合成に関与するBrnl遺伝子のオープンリーディングフレーム(ORF)804bpの塩基配列を決定し、アミノ酸267残基で構成されるタンパク質をコードしているものと推定した。さらに、相同性検索を行った結果、他の糸状菌の還元酵素の遺伝子と相同部位が多く存在することが明らかとなった。2.先に明らかにしたBrnl遺伝子の塩基配列を用いて、いわゆるイネ科植物寄生性Helminthosporium属菌として取り扱われてきたBipolaris、Curvularia、Drechslera、Exserohilumの各属菌の系統関係の推定を試みた。

この結果、Helminthosporium brizaeはDrechsleraに属すこと、Exserohilum属菌は、比較的新しくBipolaris-Curvulariaから分化した可能性が示唆された。また、同一種であっても分生子形態の変異がとくに著しい菌群であることが明らかとなった。4.Bipolaris-Curvularia属菌の簡便な交配型決定法を開発した。すなわち、トウモロコシごま葉枯病菌のMat遺伝子の部分塩基配列をプライマーとしてPCR法によって増殖後、バンドパターンを比較すれば、短時間で交配型の決定が行えることが明らかになった。
平滑筋ミオシンのリン酸化による調節機構の遺伝子工学的研究

平滑筋においてはミオシンリン酸化が筋収縮のトリガーとして非常に重要な役割を持つ。それにも関わらず、その作用機序は解明されていない。本研究では、遺伝子工学的手法を駆使して、平滑筋ミオシンのモータードメインに改変を加え、機能調節がどのようなメカニズムで起こっているかを解明することを目的とする。本研究によって次の4つの新たな知見が得られた。1.オシンモータードメインのArg-247とGlu-470が直接ATP加水分解に関わることが明らかになった。これらの残基はATPのγ-リン酸に攻撃して加水分解を起こす水の位置決定に重要な役割を果たすことが判った。2.Trp-546-Phe-547-Pro-548の疎水性残基クラスターおよびLys-576およびLys-578の塩基性残基がアクチン結合に非常に重要であることがわかった。また、前者と後者の役割の違いが明らかになった。すなわち、前者はアクチンによるATPase活性化に非常に重要であるが、後者はアクチンの結合・解離の平衡に関係することがわかった。3.リン酸化によるミオシンの調節に双頭構造がどのように関与するかを研究した。その結果、二つの完全な頭部が揃っていることが調節の必須条件ではなく、二つの調節軽鎖があれば、残った一つのモータードメインはリン酸化による調節を受けることが明らかになった。この結果から、我々は二つの調節軽鎖の間に起こる相互作用が調節には非常に重要であると結論した。4.非筋細胞のストレスファイバーの収縮に非筋細胞ミオシンのリン酸化が必要であることが明らかになった。リン酸化はカルシウム依存性と非依存性の二つがあり、カルシウム依存性のリン酸化ではミオシン軽鎖キナーゼの関与が考えられ、また、カルシウム非依存性のリン酸化ではRho-キナーゼの関与が考えられることがわかった。(1)平滑筋収縮はモーター蛋白質であるミオシンのリン酸化により調節されている。ミオシンから片方の頭部を完全に取り除いた(単頭)ミオシンは、もう一方の頭部が正常であるにもかかわらず、もはや調節を受けない。この結果から、我々は、リン酸化による調節にはミオシンの双頭構造が非常に大切であると考えている。ここでは、片方の頭部からモータードメインだけを取り除いたミオシン、モータードメインと必須軽鎖を取り除いたミオシン、頭部全体を取り除いたミオシンをそれぞれ作成し、調節には頭部のどの部分が本当に必要かを検討した。結果は、S2と呼ばれる尾部の一部に頭部の活性を抑制する働きがあること、リン酸化によってこの抑制が消失すること、その際2つの調節軽鎖の相互作用が必要であることが明らかになった。(2)リン酸化部位と活性中心は約100オングストロームも離れており、この遠距離情報伝達がどのような機構で起こるかは未だに明らかになっていない。ここでは、モータードメインと隣接するコンバータードメインの間に人工変異を加えて、両ドメインの結合構造の一部を壊したミオシンを作成して、遠距離情報伝達がどのような機構で起こるかについて検討を加えた。その結果、2つのドメインをつなぐ3つのイオン性結合を全部壊してしまうとミオシンは力を全く発生できなくなるにもかかわらず、ATP加水分解反応のリン酸化による調節はまったく正常に起こることがわかった。この結果から、我々はリン酸化の情報伝達は力の伝播の逆の経路を伝わるのではなく、例えば、モータードメインとS2領域の直接接触による情報伝達のような、別の機構があると我々は考えている。(1)平滑筋ミオシンのモーター活性は調節軽鎖のリン酸化を介して調節されている。

しかしながら、調節軽鎖は活性中心から100オングストローム以上も離れており、軽鎖がリン酸化したという情報がこの遠距離をどのようにして伝わるのかという問題は未だ解明されていない。本年度は、リレーループとコンバーター領域に人工変異を導入して、これらの領域の遠距離情報伝達における役割について検討を加えた。二つの領域は疎水性アミノ酸結合とイオン性結合で繋がっている。イオン性結合に関与するアミノ酸残基をすべて人工変異して、イオン性相互作用を完全に壊してしまっても、リン酸化ミオシンはアクチン繊維を走らせる力を保持していた。また、脱リン酸化ミオシンはアクチン繊維を走らせることは無かった。この結果から、モーター機能およびその調節はリレーループとコンバーター領域のイオン性相互作用を必要としないと結論した。(2)平滑筋ミオシンの活性中心にはよく保存されたアルギニンとグルタミン酸があり、ミオシン結晶構造の解析から、ヌクレオチド結合状態では両残基の間にイオン架橋を形成することが知られている。ATP加水分解にこのイオン架橋の形成が必要不可欠であるかを検討するために、これらの残基を別のアミノ酸で置き換えた人工変異ミオシンを作成し、加水分解反応の変化を調べた。アルギニンをグルタミン酸に、グルタミン酸をアルギニンに置き換えた変異体は元のミオシンの10分の1のATP加水分解活性を持つことが判明した。この結果から、ATP加水分解を起こすためにイオン架橋の形成が不可欠であると結論した。1.年度に引き続いて、平滑筋ミオシン活性中心のイオン性架橋の役割について検討した。この架橋に関与するアルギニンおよびグルタミン酸残基を別のアミノ酸に置き換えた人工変異ミオシンを作成して、加水分解反応の変化を調べた。結果はアルギニンをアラニンやグルタミン酸に置き換えた時には、ヌクレオチド結合とそれに続く活性中心構造の変化を強く阻害したが、グルタミン酸をアラニンやアルギニンに置き換えた時には、ヌクレオチド結合とそれに続く構造変化は野生型と同じように起こるがそれに続く加水分解段階が特異的に阻害を受けることがわかった。その結果から、アルギニンとグルタミン酸はそれぞれ固有の役割を持ち、イオン性架橋形成はグルタミン酸の触媒反応に必要であるという反応機構を提出した。2.ミオシンがアクチン繊維を一定方向に動かすためには、ATP加水分解エネルギーを力に変換する必要がある。ミオシンの重要な役割の一つは、ATP加水分解に共役してたんぱく質構造変化を起こして力を発生することである。そこで、ミオシンの様々な部位を人工的に変異し、どの部位がこの機能に重要であるかを検討した。その結果、ATP結合部位から長く伸びたα-ヘリックスとコンバーターの間をつなぐ結合が必要であるという結論に達した。この結合はイオン性架橋と疎水性結合から成るが、疎水性結合が特に重要であり、イオン性架橋は重要ではないことが明らかになった。
唾液中生化学成分を生物学的基盤とする大学生のなまけ傾向スクリーニング尺度の開発

本研究では、なまけ傾向尺度の標準化を行い、生物学的指標による臨床的妥当性を検証した。共分散構造分析では、単位取得率になまけ傾向尺度の3因子が負の影響を与えていた。クラスター分析では、『先延ばし』『無気力』因子得点が最も低いクラスターは、単位取得率及び授業の集中度が低く、情緒不安定な精神状態であることが明らかになった。従って、なまけ傾向尺度は学業生活適応学生をスクリーニングできると考えられた。また、女性の唾液中クロモグラニン濃度は抑うつ尺度の対応が確認されたため、唾液中クロモグラニンが精神状態を反映する可能性が示された。今年度は「なまけ傾向尺度」の標準化に向け、まず、前年度までに集積したデータの確認と再分析を行い、この尺度が十分な信頼性・妥当性があることを、国内外の学会発表を通じて発信を行った。信頼性については、1ヶ月の間隔を置いた被験者での相関係数は十分な値であったこと、構成概念妥当性についても、別々の被験者で同様の結果が認められ、各因子のα係数も一定の水準以上にあることが確認された。内容的妥当性については、同分野の研究者との意見交換も含めて検討しているが、十分な妥当性があると考えている。基準関連妥当性について、認知的変数として「不合理な信念尺度」、パーソナリティ傾向としてNEO-FFI・TCI・SSS・BIS-BAS、精神的健康度指標としてGHQ・SDS・STAIと相関分析を行っており、各尺度との関連性を確認している。さらにそれら変数と「なまけ傾向尺度」、唾液中セロトニンを含めた複雑な因果関係を説明するための共分散構造分析によるパス図を構想している。また、生物学的マーカーを含むアセスメント自体が新しい試みであるため、唾液中物質との関連については、エビデンスを集積するための方法論を含めて、検討の必要がある。健常者では唾液中セロトニンは衝動性パーソナリティと負の相関を持つことを確認しており、2005年度に行った研究結果を再現している。さらに、健常者における唾液中セロトニンと唾液中クロモグラニンの正の相関が一応確認されたが、比較的低い値であったため2つの生化学物質が連動するかについては慎重に検討する必要がある。唾液中セロトニン濃度は、不安障害圏臨床患者では健常群より高い結果であったが、先行研究の結果も含め精神障害レベルに達すれば、消化器系セロトニンが不安情動を引き金に活性化すると推測される。今のところ、唾液中セロトニンと「なまけ傾向尺度」の関連は健常群に限定しての検討を続行している。今年度は「なまけ傾向尺度」の大規模の学生数による質問紙調査を計画、実行した。500人以上のデータが集まったが、次年度にもさらに質問紙調査を続行する。現時点でのデータでは因子分析の結果、本尺度の十分な信頼性・妥当性があることを確認している。追加のデータが集まり次第、次年度に最終分析結果を出す予定である。「なまけ傾向尺度」の基準関連妥当性について、認知的変数である「不合理な信念尺度」、パーソナリティ傾向としてSSS・BIS-BAS、精神的健康度指標としてSDS・STAI、学業生活適応に関する質問項目、それぞれ相関分析を行っており関連性を確認した。さらにそれら変数と「なまけ傾向尺度」、唾液中セロトニンを含めた複雑な因果関係を説明するための共分散構造分析を行ったところ、「なまけ傾向尺度」の「快楽」「先のばし」「無気力」3因子がそれぞれ関連しあいながら単位取得率の要因となるパス図を作成した。従って、「なまけ傾向尺度」で測定された心理的要因が実際に単位取得率に影響を与え、学業生活不適応状態に陥る過程が明らかとなった。この結果を論文化しており、現時点では雑誌「心身医学」に原著として印刷中である。また、唾液中生化学成分がパーソナリティを反映しているか否かについての研究を進めていく中で、女性における唾液中クロモグラニン濃度と不安尺度の間に負の相関があることを新たに発見した。この結果は雑誌「Health and Behavior Sciences」に掲載された。今後はさらに、「なまけ傾向尺度」、学業生活適応度、唾液中セロトニン濃度に脳波を含めたストレス課題実験を平成26年後半から試行しており、パイロットスタディとして多少のデータ集積ができたのでその結果を次年度に国内外で学会発表する予定である。今年度は集積されたデータをもとに「なまけ傾向尺度」の標準化を終え、学業面・健康面・認知面との関連性を確認しその成果は学会誌に掲載された。更に「なまけ傾向尺度」と大学生の日常の生活習慣との具体的な関連についての研究結果を国際学会で発表した。また、「なまけ傾向尺度」の『先のばし』『無気力』因子をもとにクラスター分析を行い、4クラスターを得た。低先のばし・低無気力である第2クラスター群は学業生活に適応しているが、高先のばし・高無気力である第4クラスター群は、学習集中力が低く、情緒も不安定である結果が得られた。従って「なまけ傾向尺度」が学業不適応状態者の抽出するための客観的指標となる可能がある。また、生理的指標による心的状態の反映について、メンタルストレス実験での唾液中セロトニン濃度及び脳波の変化での検討を行った。唾液中セロトニン濃度と気分の変化での比較では、ネガティブな気分の得点が実験直前に比べ実験後には上昇していた。

実験直前と終了5分後の唾液中セロトニン濃度の差は、実験後のPOMSのD得点と負の相関があった唾液中セロトニンは、精神状態を示す生物学的指標となる可能性がある。一方で、実験後の唾液中セロトニン濃度は増加したため、中枢系セロトニンで推測される傾向とは異なる結果となり今後検討の必要がある。脳波と気分の変化の比較では、全被験者において、課題前のPOMS抑うつ-落込み得点と回復期後のα3波(分散緊張状態)との間に有意な負の相関が認められた。課題前後でのα2波の増加者は6名、減少者は7名、変化なしが1名であった。従って、増加した被験者には課題の心理的負荷が十分でなかったと推測される。今後は実験条件を再検討し、ストレス課題によって唾液中セロトニンと脳波の一致した結果が得られるようになれば、「なまけ傾向」の高い学生の心的-生物学的な特徴が確認できると考える。本研究では、なまけ傾向尺度の標準化を行い、生物学的指標による臨床的妥当性を検証した。共分散構造分析では、単位取得率になまけ傾向尺度の3因子が負の影響を与えていた。クラスター分析では、『先延ばし』『無気力』因子得点が最も低いクラスターは、単位取得率及び授業の集中度が低く、情緒不安定な精神状態であることが明らかになった。従って、なまけ傾向尺度は学業生活適応学生をスクリーニングできると考えられた。また、女性の唾液中クロモグラニン濃度は抑うつ尺度の対応が確認されたため、唾液中クロモグラニンが精神状態を反映する可能性が示された。他大学での質問紙調査を継続中である。また、脳波計を使ったストレス実験についてのプロトコル作りの準備に時間を要した。現在その実験を継続中でありデータ集積を行っているところである。臨床心理学生物学的マーカーとしての唾液中セロトニンについても引き続き、同意の得られた被験者データによる生化学分析を行い、「なまけ傾向尺度」のエビデンスとする予定である。さらに、簡易脳波計の測定及び高次機能アセスメント及び心理実験と「なまけ傾向尺度」「唾液中セロトニン」データを集積し、それらの関連を慎重に確認する。また、なまけ傾向尺度でスクリーニングした被験者による怠惰学習傾向の改善への介入法について具体化する予定である。来年度は学会発表、論文により研究成果のまとめとしたい。現時点では「なまけ傾向尺度」の標準化に向け質問紙データによる統計分析を進めている段階である。平成26年度には、他大学への依頼も含め1000人規規模の大規模データによる分析を予定している。生物学的マーカーとしての唾液中セロトニンについても引き続き、生化学分析を行い「なまけ傾向尺度」のエビデンスとして加える予定である。この2点の準備に関しては、概ね順調に進行している。しかし、平成25年度の達成目標に掲げた、「唾液中セロトニンが脳内セロトニンを反映している直接のエビデンスを得ること」については、中枢系セロトニンデータを分析するために必要になる血液検体の採取は、患者ではない健常者に対しては倫理上困難であると判断されたために、現時点では医療機関の協力が得られていない。そのため、代替案として脳内活動を反映すると考えられる簡易脳波計の測定及び高次機能に関する心理アセスメントを用いる予定である。現時点では簡易脳波計の測定技術を確立中であること、高次機能アセスメントの使用方法の習得をするための訓練期間が必要であると思われる。今年度、唾液中コルチゾールの分析を予定していたが、研究の進捗が遅れたために分析キットを購入していない。
自転車通行環境整備のための自転車と二輪車・自動車との共存性の評価指標に関する研究

本研究では、自転車通行環境の整備を検討する上で必要となる、自転車と他の交通主体との共存の可能性を定量的に評価する方法に関する検討をおこなう。とくに、近年、自転車の車道通行が促進されていることを鑑み、車道空間における自転車と他の交通主体(二輪車・自動車)の共存性に関する評価指標の検討をおこなう。また、どのような通行環境整備をおこなえば通行ルールを遵守した利用がなされるのかを、既存の整備箇所での通行実態を把握することによって検討をおこなう。平成27年度には、分析対象事例となる各地の自転車通行環境整備事例の収集をおこない、現状での整備事例の類型化と課題の整理をおこなった。ここでは、近年整備がおこなわれた自転車通行環境整備モデル地区とともに、それ以前からの整備事例も含め、具体的な分析対象となり得る事例を抽出するとともに、予備的な観測調査と分析をおこなった。具体的には、モデル地区を含めた複数の整備事例となる道路区間において自転車交通の観測調査をおこない、交通量、交通密度、速度などの交通状況と、交通錯綜現象の発生状況について計測した。調査においては自転車の挙動をミクロに計測する必要があるため、デジタルビデオカメラを用いて複数箇所から自転車交通を撮影し、パーソナルコンピュータ上で計測、解析をおこなった。自転車の走行特性を他の交通主体(歩行者・二輪車・自動車など)と比較すると、走行軌跡が不安定である点、平均走行速度が歩行者より大きく二輪車・自動車より小さい点、走行速度のばらつきが二輪車・自動車より大きい点などの特徴がある。このため、車道空間における自転車と二輪車・自動車の共存性の評価においても、これらの特徴を考慮した指標の構築が必要である。このため、これまでの自転車交通、歩行者・自転車混在交通を対象とした研究で定量的評価が得られることがわかった、TTC(衝突までの時間)や歩行者・自転車の占有空間にもとづく錯綜指標を用いた評価指標をもとに、定量的な評価をおこなった。これにより、車道空間におけるこれらの錯綜指標の適用可能性や課題点の抽出をおこなった。おおむね当初計画通りに、順調に進展していると考えている。平成28年度には、平成27年度に抽出された分析対象事例を対象に、交通要因、道路要因の異なる複数の道路区間において自転車交通の観測調査をおこない、交通量、交通密度、速度などの交通状況と、交通錯綜現象の発生状況について計測した。また、各地の自転車通行空間において、自転車および他の交通主体(歩行者・二輪車・自動車など)の通行位置の観測調査をおこなった。調査結果にもとづき、交通量、交通密度、速度などの交通要因、道路幅員や自転車通行環境の整備状況などの道路要因と、交通錯綜現象の発生状況との関連、自転車および他の交通主体の通行位置との関連を分析し、定量的な評価指標の検討をおこなった。これらにより、これまでおこなってきた歩道(自転車歩行者道)上での歩行者・自転車混在交通の錯綜現象分析の考え方と、これまで交通工学分野でおもに自動車交通を対象におこなわれてきた車道上での錯綜現象分析の考え方をあわせて、自転車の歩道通行(歩行者との共存)、車道通行(二輪車・自動車との共存)の両者を同じ考え方で評価できる、定量的な評価指標の検討をおこなった。また、すでに整備がおこなわれている各地の自転車通行空間において、通行ルールを遵守した利用がどの程度なされているかを把握した。具体的には、整備状況と利用者の通行位置の遵守状況との関係をデジタルビデオカメラを用いた観測調査によって定量的に把握し、どのような自転車通行空間の整備方法が、利用者の遵守率を高めることができるのかについて検討をおこなった。自転車通行環境の整備をおこなっても、通行ルールを遵守した利用がなされなければ、現実的な道路上における安全性は確保されない。そこで、自転車通行環境の安全性評価においても、整備状況に応じた利用者の通行方法の遵守状況を把握し、これらを内包した評価方法の構築をおこなうことが必要である。そこで、平成29年度には、各地の自転車通行環境の整備事例となる道路区間において、自転車および他の交通主体(歩行者・二輪車・自動車など)の通行位置の観測調査をおこない、通行ルールを遵守した利用がどの程度なされているかを把握した。具体的には、整備状況と利用者の通行位置の遵守状況との関係をデジタルビデオカメラを用いた観測調査によって定量的に把握し、どのような整備方法が、利用者の遵守率を高めることができるのかについて検証をおこなった。さらには、平成27年度平成29年度の研究成果を取りまとめて、利用者の通行方法の遵守状況を内包した自転車通行環境の安全性評価方法を構築した。具体的には、各種の自転車通行環境の整備方法に対して、現状の利用者の遵守状況にもとづく安全性、利用者が通行方法を遵守して利用した場合の安全性をそれぞれ評価することにより、ハード面での自転車通行空間の整備による安全性の向上効果と、ソフト面での利用者の適切な誘導や交通安全教育による安全性の向上効果との定量的評価をおこなった。これらにより、自転車の専用空間(自転車道)、歩行者との共存空間(歩道)、二輪車・自動車との共存空間(車道)などの、異なる自転車通行環境での安全性を相互に定量的に比較できる評価指標の提案をおこなった。

とくに、近年、自転車の車道通行が促進されていることを鑑み、車道空間における自転車と他の交通主体(二輪車・自動車)の共存性に関する評価指標の検討をおこなう。また、どのような通行環境整備をおこなえば通行ルールを遵守した利用がなされるのかを、既存の整備箇所での通行実態を把握することによって検討をおこなう。平成28年度には、平成27年度に抽出された分析対象事例を対象に、交通要因、道路要因の異なる複数の道路区間において自転車交通の観測調査をおこない、交通量、交通密度、速度などの交通状況と、交通錯綜現象の発生状況について計測する。また、各地の自転車通行環境整備モデル地区や、その他の整備事例となる道路区間において、自転車および他の交通主体(歩行者・二輪車・自動車など)の通行位置の観測調査をおこなう。調査においては自転車の挙動をミクロに計測する必要があるため、デジタルビデオカメラを用いて複数箇所から自転車交通を撮影し、パーソナルコンピュータ上で計測、解析をおこなう。これらの調査結果にもとづき、交通量、交通密度、速度などの交通要因、道路幅員や自転車通行環境の整備状況などの道路要因と、交通錯綜現象の発生状況との関連の分析をおこなう。分析においては、自転車の歩道通行と車道通行の両者を相互に比較するため、車道空間における自転車・二輪車・自動車の混在交通に対しても、歩道空間における自転車交通、歩行者・自転車混在交通と同様の方法で評価をおこない、両者を比較できる客観的な評価指標を確立することを目指す。このため、各々の交通主体における走行軌跡の安定性、不安定性を占有空間の形状や面積により表現し、走行速度(平均・分散)の差異による影響をTTCにより表現するなど、これまでの自転車交通、歩行者・自転車混在交通における指標と、自動車交通における指標とを組み合わせた、新たな自転車通行環境の安全性評価指標の構築をおこない、その適用可能性の検討をおこなう。平成29年度には、平成28年度までの研究成果を踏まえ、引き続き複数の道路区間において自転車交通の観測調査をおこない、交通量、交通密度、速度などの交通状況と、交通錯綜現象の発生状況について計測する。また、各地の自転車通行空間において、自転車および他の交通主体(歩行者・二輪車・自動車など)の通行位置の観測調査をおこなう。調査結果にもとづき、交通量、交通密度、速度などの交通要因、道路幅員や自転車通行環境の整備状況などの道路要因と、交通錯綜現象の発生状況との関連、自転車および他の交通主体の通行位置との関連を分析し、定量的な評価指標の検討をおこなう。また、引き続き各地の自転車通行空間において、通行ルールを遵守した利用がどの程度なされているかを把握する。具体的には、整備状況と利用者の通行位置の遵守状況との関係を観測調査によって定量的に把握し、どのような自転車通行空間の整備方法が、利用者の遵守率を高めることができるのかについて検討をおこなう。これらの研究成果をもとに、利用者の通行方法の遵守状況を内包した自転車通行環境の安全性評価方法を構築する。