hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
RIを用いた河川水中の利用可能態リン量と生物活性の測定方法に関する研究

霞ケ浦、スイスの湖沼、およびその流入河川数河川において水サンプルを定期的に採取して、それらにリンの放射性同位体(PO_4-P)を添加し、その懸濁物への取り込み速度や平衡状態での懸濁態/溶存態比を測定した。また、水中の利用可能なリン濃度を推定するため、放射性のリンに加え、非放射性のリンをさまざまな濃度で添加し、懸濁態物質への取り込み速度の変化を調べた。この結果、以下のことが明らかになった。(1)河川におけるリンのターンノーバー時間は季節変化があるものの、数-数十時間程度であり、清浄な河川ほどその時間が長いことが明らかになった。このターンノーバー時間は貧栄養湖、富栄養湖の表層での値と比べ長く、両水域での生物量当りのリンの供給量の差を表している。(2)平衡状態時の懸濁態/溶存態比は汚濁した水域ほど高く、生物量、生物活性を反映している。(3)非放射性のリンも添加した実験から、河川では水中の利用可能なリン量は0.01-0.1mg/l程度と極めて小さく、比色分析値の数十分の一のオーダーであることがわかった。これは貧栄養湖や富栄養湖の表層と同じ特性であった。すなわち、このことは従来のように比色分析値から利用可能なリン量を推定すると大きな誤りをもたらすことを意味している。(4)^<14>Cグルコースの取り込み実験を合わせて行った結果、その速度はリンの取り込み速度に比例していることがわかり、微生物の関与が明らかとなった。また以上に加えて、ひ沼川を対象とした河床付着性生物の現存量変化の調査結果から、その増殖ならびに降雨時の剥離現象をモデル化し、その周年変化をシミュレーションした。霞ヶ浦(江戸崎入)とその流入数河川(清明川、恋瀬川、天の川)のおいて水サンプルを定期的に採取し、それらにリンの放射性同位体(PO_4-P態)を添加し、その懸濁物質への取り込み速度や平衝状態での懸濁態/溶存態比を測定した。また、水中の利用可能なリン量を推定するため、放射性のリンとあわせて、非放射性のリンを様々な濃度で添加し、懸濁態物質への取り込み速度の変化を調べた。この結果、以下のことがわかった。(1)湖内でのリンのターンノーバー時間は数10分であるのに対して、河川では数-数10時間と長いことがわかった。これは水中での植物プランクトン等の生物量の差によるものと推定され、湖と河川ではリンの枯渇度にかなりの違いがあることを表している。(2)平衝状態達成時の懸濁態/溶存態比は、汚濁した水域で高く、そうでない水域では小さいことがわかった。この比は生物量、生物活性の多少に関係しているものと推定された。(3)非放射性のリンもあわせて添加した実験から、水中の利用可能なリン量は0.1mg/1以下と極めて少なく、オートアナライザーによる比色分析から得られたPO_4-P濃度と比べ、数10分の1のオーダーであることがわかった。すなわち、従来のように比色分析値から利用可能なリン量を推定すると大きな誤りを生じることを意味している。昨年度に引き続き、霞ヶ浦、およびその流入河川数河川(清明川、恋瀬川、天の川)において水サンプルを定期的に採取した。それらを実験室へ持ち帰り後、リンの放射性同位体(PO_4-P)を添加し、その縣濁物への取り込み速度や平衡状態での縣濁態/溶存態比を測定した。

また、放射性のリンと合わせて非放射性のリンをさまざまな濃度で添加し、縣濁態物質への取り込み速度の変化を調べることから、水中の利用可能なリン濃度を推定した(Rigiler's Assay)。得られた結果を、水質分析結果とあわせてまとめると以下のようである。(1)河川におけるリンのターンノーバー時間は季節変化があった。そのオーダーは数一数十時間程度であり、清淨な河川ほどターンノーバー時間が長かった。(2)平衡状態時の縣濁態/溶存態比は水質の汚濁した水域ほどたかかった。(3)非放射性のリンも添加した実験から、河川では水中の利用可能なリン量は0.01-0.1mg/l程度と極めて小さく、従来法である比色分析値の数十分の一のオーダーであることがわかった。(4)^<14>Cグルコースの取り込み実験を合わせておこなった結果、その速度はリンの取り込み速度に比例していることがわかり、微生物の関与が明かとなった。また以上とは別に、ひ沼川を対象とした河床付着性生物の現存量変化の調査結果から、その増殖ならびに降雨時の剥離現象をモデル化し、その周年変化をシミュレーションした。
舌咽神経の発生を統御する分子基盤と咽頭弓分節の連関

Ripply3は、マウスの咽頭弓の分節過程で咽頭弓内胚葉と外胚葉に特異的に発現し、Tbx1の転写能を調節するだけでなく、鰓上板由来の舌咽神経節の初期のマーカーになると示唆されている。しかし、Ripply3の詳細な作用機序や転写抑制複合体の実体、上流制御機構は不明である。平成30年度は、Ripply3の発現とレチノイン酸シグナルの関係に注目して研究を進めた。レチノイン酸アゴニストATRAやレチノイン酸受容体RARの阻害剤BMS493をE7.59.5日に処理したマウス胚の解析を行った。その結果、ATRAやBMS493処理したE9.5日胚ではRipply3の顕著な発現変化は認められなかったが、BMS493処理により典型的な第3,4咽頭弓の分節異常と舌咽神経節の形成異常が観察された。しかしBMS493処理では、レチノイン酸シグナルを完全に阻害できていない可能性があるため、レチノイン酸合成酵素Raldh2のKOマウスをゲノム編集により新たに作製しRipply3の発現を解析した。その結果、E8.59.0日のRaldh2 KO胚では重篤な体節形成異常が観察され、咽頭弓領域ではRipply3の発現がほぼ消失することがわかった。これらの結果から、アフリカツメガエルとは異なり、マウスのRipply3の発現は時期依存的に直接もしくは間接的にレチノイン酸によって調節され、咽頭弓分節や神経節の形成を制御している可能性が考えられた。以上、Ripply3の発現にはレチノイン酸シグナルが不可欠ではあるが、RARを介して直接発現が誘導されているかどうかは検討を要する。今後、Raldh2 KOマウスに対しレチノイン酸投与によるレスキュー実験を行い、Ripply3の発現が回復するか検証するとともに、レチノイン酸とRipply3がそれぞれどのような下流因子を介して咽頭弓分節を制御しているか解明していく。レチノイン酸合成酵素Raldh2のノックアウトマウスの作製が当初予定した計画から遅れた。その原因は、単純なin-delによるフレームシフトを誘発したゲノム編集マウスでは、機能的なRaldh2 KOマウスを得ることができなかったことにある。そこで、gRNAのデザインを変更し、2種類のgRNAを同時にマウス受精卵に導入し、Raldh2の触媒ドメインを全て欠損させるlarge deletionを誘発するような方法に切り換えたことで、Raldh2 KOマウスを得ることができた。Yeast-Two-hybridスクリーニングにより単離されたRipply3と相互作用する因子のうち、Glyr1の機能解析を進めている。現在Cas9システムを用いてGlyr1遺伝子座を改変したF0世代のマウスが得られている。今後、交配しgermline transmissionが確認された個体は系統化し、ホモ個体の作出を進め、咽頭弓分節および舌咽神経節の形成における表現型解析を行う。また、培養細胞を用いてGlyr1の細胞内局在やRipply3の転写抑制に対する影響についても解析し、アダプター分子としてのRipply3の作用機序を明らかにする。成体において無数の神経細胞が、秩序だって連結し機能するには、胎仔期に神経細胞が適切な数生み出され、適切な場所へ移動し、そして標的に軸索を伸長しネットワークを構築しなければならない。特に胎仔期は、神経系の組織以外の細胞もダイナミックに増殖、移動、分化しており、マウスでは、胎生8.510.5日の間に咽頭弓の分節化が起こる。その間に外胚葉の鰓上板から派生した神経前駆細胞は、脳神経節(VII, IX, X)を形成し、その軸索は各咽頭弓分節に沿って、軸索を確実に標的へ投射する。例えば、舌咽神経(IX)は、舌の有郭乳頭や葉状乳頭の味蕾へ軸索を伸ばし味覚受容に関わる。平成26年度は、2つの変異マウス(Tbx1ノックアウトとRipply3ノックアウトマウス)を用いて、咽頭弓分節の異常が神経分化および軸索伸長に影響を及ぼすことを見出した。Tbx1は、ヒトの先天性心疾患(DiGeorge症候群)の原因遺伝子で、一方Ripply3はTbx1の転写調節因子である。両ノックアウトマウスは、咽頭弓の表現型には違いが見られるが、結果的に舌咽神経の減少、軸索の伸長が大きく阻害され、その結果、舌の有郭乳頭の味蕾形成に異常が生ずることが明らかとなった。これらの結果は、Tbx1とRipply3が咽頭弓分節に続く舌咽神経の分化にも重要であることを示している。また、酵母のTwo-hybridスクリーニングにより、Ripply3タンパク質と結合する遺伝子をいくつか同定しているが、今年度はそのうちのWtipという遺伝子について解析を進めた。その結果、Wtipは咽頭弓領域で発現がみられ、Ripply3タンパク質と結合することが分かった。現在WtipのRipply3に対する作用機序について解析を進めている。もう一つの候補遺伝子Glyr1についても同様の解析を開始している。

その間に外胚葉の鰓上板から派生した神経前駆細胞は、脳神経節(VII, IX, X)を形成し、それらの軸索は各咽頭弓分節に沿って、軸索を確実に標的へ投射する。例えば、舌咽神経(IX)は、舌後方の有郭乳頭の味蕾へ軸索を伸ばし味覚受容に関わる。平成27年度は、2つの遺伝子改変マウス(Tbx1ノックアウトとRipply3ノックアウトマウス)を用いて、咽頭弓分節の異常と脳神経の軸索伸長異常の関連性を解析した。Tbx1は、ヒトの先天性心疾患(DiGeorge症候群)の原因遺伝子で、一方Ripply3はTbx1の転写調節因子である。各ノックアウトマウスは、咽頭弓分節の表現型は異なるが、いずれも舌咽神経の軸索の伸長が大きく阻害され、その結果、舌の有郭乳頭の味蕾形成に異常が生ずることを明らかにし、原著論文として発表した(Okubo and Takada 2015 Dev Dyn)。Ripply3の機能を詳細に明らかにするため、酵母を用いたTwo-hybridスクリーニングにより、Ripply3と結合する遺伝子を複数同定している。27年度はそのうちのGlyr1遺伝子について解析を進めた。Glyr1は、種を超えて配列よく保存された遺伝子であるが、詳細な機能については全く分かっていない。そこで、マウス胚と培養細胞を用いて組織や細胞における局在を調べた結果、核に局在することを見出した。Tbx1およびRipply3ノックアウトマウスにおける舌咽神経の表現型に関して、定量的、形態学的な解析が完了し原著論文として報告することができた。また、Ripply3と結合する因子についていくつか新たな知見を得ることができた。そのうちWtipについては、ノックアウトマウスの作製が順調に進むと同時に、培養細胞を用いた解析からRipply3との詳細な細胞内局在が明らかとなった。Glyr1についても、組織、細胞内局在が明らかとなりRipply3とともに核に局在することを明らかにした。さらに、Ripply3発現細胞の発生運命を知ることは、Ripply3の機能を知る上でも重要である。現在、Ripply3プロモーターにcreをつないだトランスジェニックマウスとRosa26Rレポーターマウスを掛け合わせ、咽頭弓分節過程におけるRipply3発現細胞の系譜解析を進めている。以上から、おおむね順調に進んでいるといえる。Ripply3は、マウスの咽頭弓の分節過程で咽頭弓内胚葉と外胚葉に特異的に発現しTbx1の転写活性を調節する分子であり、咽頭弓の形成に深く関与している。しかし、Ripply3の詳細な作用機序や転写抑制複合体の実体、発現細胞の運命などはまだ明らかになっていない。今年度は、27年度から引き続き進めている、Ripply3発現細胞の系譜解析についてある程度の結論を得た。Ripply3プロモーターにcreEGFPをつないだトランスジェニックマウスとRosa26R-LacZマウスを交配させ得られた胎仔において、epibranchial placode由来の神経節(VII, IX)および耳胞などが標識されたことから、Ripply3はpreplacode前駆細胞として初期のマーカーになることが示唆された。さらに、今年度はRipply3の機能を解明する目的で、Yeast-Two-hybridスクリーニングにより得られたRipply3と相互作用する因子のうち、Glyr1の機能解析を進めた。Glyr1は、種を超えて良く保存された遺伝子だが、まだその機能は全く解析されていない。
消化器癌における原発巣および転移巣における抗癌剤耐性形質の比較検討

消化器癌において化学療法は外科療法、放射線療法とならび重要な治療法の一つである。そこで本研究課題において以下以下の結果を得た。(2)遺伝子導入細胞マウス可移植性細胞を用いた、原発巣と転移巣における薬剤感受性に関する検討:上記標的分子を遺伝し導入した細胞を数種類作成し肺および肝転移に関して検討を行った。その結果、転移巣において、標的分子の発現の増強は認められなかった。以上の結果より、原発巣の標的分子の発現より転移巣の発現を推測することは困難であり、実際の臨床においては、転移巣の標的分子のプロファイリングを詳細に行うことが重要であることが示唆された。1.臨床検体における抗癌剤標的分子の解析膜輸送体:固形腫瘍における抗癌剤(シスプラチン)感受性に関与した銅の膜輸送体であるATP7Bの発現をMDR1,MRP1,2,BCRP, LRPの発現と比較検討を行った。その結果、検討を行った乳癌(Jpn J Cancer Res,2002,93),卵巣癌(Int J Cancer,2002,10,J Clin Oncology, Revise),口腔扁平上皮癌(Oral Oncology,2003,39),胃癌(Cancer Lett,2003,101),食道癌(Int J mol Med,2003,11)において正常組織と比較して癌細胞において強発現していた。さらに、卵巣癌、食道癌においてはシスプラチンを基礎とした癌化学療法の効果と相関が認められた。乳癌におけるウリジンホスホリラーゼの発現をFUの標的分子として知られているチミジンホスホリラーゼの発現と比較した。チミジンホスホリラーゼの発現よりむしろウリジンホスホリラーゼのほうが予後に関与していた(Int J Cancer,2002,10)。抗癌剤の標的分子XPG(Nat Med,2001)の臨床献体において遺伝子変異および抗癌剤との感受性を検討した。その結果は投稿準備中である。現在これらの分子の発現を転移巣において検討中である。2.上記遺伝子のトランスフェクタントを作成し、現在、抗癌剤感受性との関連を検討中である。I.臨床検体における抗癌剤標的分子の解析1/固形腫瘍における抗癌剤(シスプラチン)感受性に関与した銅の膜輸送体であるATP7Bとp53の発現を蛋白質レベルで比較検討した。その結果、シスプラチンで治療された患者さんにおいてATP7Bはp53や臨床病理学的因子とは独立した予後因子であることが明らかとなった(Clin Cancer Res, April, in press,2004)。2/ATP7Bは7箇所の基質結合部位を有しており、6番目の基質結合部位および近傍のArp結合部位が基質の輸送に重要である。そこで両部位の遺伝子変異の検索をヒト固形腫瘍300例でSSCP法で行った結果、遺伝子変異は認めなかった。このことは臨床検体におけるATP7Bの遺伝子あるいは蛋白質レベルでの評価が可能であることが示唆される。(Anticancer Res.2003).3/申請者はXPG(Nat Med,2001)が抗癌剤の標的分子であることを発見した。そこでヒト固形腫瘍で発現および遺伝子変異を検討した結果タモキシフェンやシスプラチンの感受性と相関があることと、非遺伝性腫瘍において初めて遺伝子変異があることを発見した。(現在投稿中)4/上記標的の転移巣における評価を進行中である。上記標的分子の遺伝子導入株を用いた動物実験を施行中である。口腔癌の転移先はほとんどが頚部リンパ節であるが、原発巣とリンパ節転移巣の薬剤感受性の相違も未だ明らかではない。
超高感度・超解像振動分光法の確立とナノ構造体/溶液界面への適用

1.表面増強ラマン散乱(SERS)を利用した単一分子分析法の確立:1)銀ナノ粒子接合部に1個の吸着分子が存在するとき、巨大な増強度が得られることを、ラマンスペクトルと弾性散乱スペクトルの時間相関及び3次元FDTD法により、明らかにした。2)DNA塩基の内アデニン、グアニンなどのプリン環と銀表面との電子移動相互作用が巨大な増強を与えることを見出した。3)巨大SERSと同時に観測される発光スペクトルが、吸着種の蛍光とともに、金属表面の励起電子が吸着種により非弾性散乱されることによることを初めて見出した。4)脂質ナノチューブに最適サイズを有する金ナノ粒子を導入し、その表面プラズモンを励起することで、カルボニル基のピーク波数のシフトや、糖分子のスペクトルパタンなど、バルク状態とは全く異なる脂質ナノチューブのラマンスペクトル測定に成功した。この結果は、この方法により、金属ナノ粒子近傍のスペクトルのみが大きく増強されて観測されることを示しており、今後の詳細な解析により有用な結果が与えられるものと考えられる。2.ATR-SNOM-Raman分光法:1)表面プラズモンの干渉及び多重散乱電場が、ラマンイメージ測定に影響しないことを初めて見出した。3.近接場赤外分光法:1)FT-IR分光器をベースにして、全反射型配置で、金コートプローブを配置したAFMとの複合により、ポリマー及びチオール系試料について、チップ増強赤外吸収測定に成功した。また、試料下地に金属ナノ粒子を配置することで、より効率的に増強が行えることを初めて見出した。4.スラブ光導波路(SOWG)分光法の確立:電気化学的に制御可能なSOWG分光法の高感度化を進め、ITO電極上に単分子層以下の量で吸着したヘプチルビオロゲンカチオンラジカルの吸着種の電位依存性とチトクロムcの電位変化に対する応答を明らかにした。1.表面増強ラマン散乱を利用した単一分子分析法の確立:1)色素だけでなく可視領域に吸収のないDNA塩基について、単一分子感度を実現した。2)FDTD数値計算法により金属ナノ粒子表面の局所電場計算を行ない、単一分子感度を与えるナノ構造を見出し、それが実測構造とよく一致することを見出した。3)単一分子現象である信号光のblinkingのオリジンが、吸着分子のAg粒子表面での熱拡散であることを低温測定から明らかにした。2.ATR-SNOM-Raman分光法:1)近接場ファイバプローブへの金属コートにより約100倍のラマン信号の増強を見出した。2)近接場ラマン光強度の試料膜厚依存性の実験的及び理論的解析を行った。3.ATR-SNOM-IR分光法:1)自立型スキャナ/プローブを設置するための倒立型赤外顕微鏡を設計し、試作した。4.スラブ光導波路分光法の確立:1)この方法により、溶液から吸着する色素分子の解離状態の識別やそのダイナミックスが解析できることを明らかにした。2)導波路への0.5nm厚さの吸着分子の検出が可能であることを明らかにした。5.超高感度分光法のナノ構造体/溶液界面への適用:1)誘導ラマン散乱を水/空気界面、水、ベンゼン-トルエン溶液に適用し、信号増強メカニズムの検討、界面の水分子の検出、水分子間水素結合が、エタノールや塩化カリウムの添加によりそれぞれ強化、破壊されることを見出した。2)表面増強ラマン散乱(SERS)のメカニズムに関して過渡反射格子法により検討し、SERS活性な金基板と色素の間でのみ超高速(200fs以内)で電荷移動が起きることを見出した。

1.表面増強ラマン散乱を利用した単一分子分析法の確立:1)銀ナノ粒子接合部に1個の吸着分子が存在するとき、巨大な増強度が得られることを、ラマンスペクトルと弾性散乱スペクトルの時間相関から明らかにした。2)FDTD数値計算法により単一分子感度を与える金属ナノ構造として、シャープなエッジを有する三角柱を見出した。それを実際にナノ粒子リソグラフィにより形成し、単一分子ラマン検出を実証した。2.ATR-SNOM-Raman分光法:1)50nmの空間分解能でのラマンイメージとトポグラフィの同時検出に成功した。2)固液界面への適用法を見出した。3.近接場赤外分光法:1)前年度試作した倒立型赤外顕微鏡とAFMの複合・金属修飾プローブの利用により、初めてチップ増強赤外吸収測定に成功した。4.スラブ光導波路(SOWG)分光法の確立:ITO薄膜を形成したSOWGの作成条件を最適化し、電気化学的に制御可能かつ安定なSOWG法の確立を進めた。5.超高感度分光法のナノ構造体/溶液界面への適用:1)水/ニトロベンゼン界面に存在するイオン性界面活性剤分子により誘起される化学振動を電気化学的測定と準弾性光散乱法による表面張力の同時測定により解析し、分子レベルでの振動のオリジン・メカニズムを解析した。2)表面増強ラマン散乱のメカニズムに関して、過渡反射格子法により検討し、SERS活性な金表面に吸着した色素分子等で、電子移動を証拠づける表面プラズモンの新たな緩和パスを見出した。従来かち問題になっていた化学増強メカニズムと電磁気学的モデルが、実際の試料系でどのように寄与しているかを詳細に解明するために有用と考えられる。1.表面増強ラマン散乱(SERS)を利用した単一分子分析法の確立:1)銀ナノ粒子接合部に1個の吸着分子が存在するとき、巨大な増強度が得られることを、ラマンスペクトルと弾性散乱スペクトルの時間相関及び3次元FDTD法により、明らかにした。2)DNA塩基の内アデニン、グアニンなどのプリン環と銀表面との電子移動相互作用が巨大な増強を与えることを見出した。3)巨大SERSと同時に観測される発光スペクトルが、吸着種の蛍光とともに、金属表面の励起電子が吸着種により非弾性散乱されることによることを初めて見出した。4)脂質ナノチューブに最適サイズを有する金ナノ粒子を導入し、その表面プラズモンを励起することで、カルボニル基のピーク波数のシフトや、糖分子のスペクトルパタンなど、バルク状態とは全く異なる脂質ナノチューブのラマンスペクトル測定に成功した。この結果は、この方法により、金属ナノ粒子近傍のスペクトルのみが大きく増強されて観測されることを示しており、今後の詳細な解析により有用な結果が与えられるものと考えられる。2.ATR-SNOM-Raman分光法:1)表面プラズモンの干渉及び多重散乱電場が、ラマンイメージ測定に影響しないことを初めて見出した。3.近接場赤外分光法:1)FT-IR分光器をベースにして、全反射型配置で、金コートプローブを配置したAFMとの複合により、ポリマー及びチオール系試料について、チップ増強赤外吸収測定に成功した。
カテコールアミン神経伝達による高次脳機能の制御機構

カテコールアミン(ドーパミン、ノルアドレナリン)神経伝達は、種々の高次脳機能および脳の機能発達において重要な役割を持つ。また、これらの神経系の異常は、パーキンソン病、分裂病などの神経精神疾患の発病に深く関係する。しかし、カテコールアミンが複雑な脳機能を制御する分子細胞機構については十分に理解されていない。本研究では、これらの問題解明のために、マウス遺伝子操作の技術を用いて、カテコールアミンが媒介する運動と記憶学習の制御について分子遺伝学的な研究に取り組んだ。第一に、カテコールアミン合成に異常を持つ遺伝子変異マウスを用いて、ドーパミンの生後発育期における運動と情動学習における必須の役割を明らかにするとともに、ノルアドレナリンは長期記憶の保持および再生に重要な役割を持つことを明らかにした。第二に、ドーパミンが神経回路機能を調節する分子細胞機構を明らかにするために、ドーパミンD2受容体を発現するニューロンを誘導的に除去することにより、線条体-淡蒼球ニューロンが大脳基底核機能の双方向性制御に重要な役割を持つことを明らかにした。同様のアプローチを用いて、線条体におけるGABA性介在ニューロンの役割の解明を試みた。また、ドーパミンD4受容体の遺伝子ノックアウトマウスの解析から、本受容体は精神薬に依存する行動変化に必須の役割を持つことを見出した。第三に、ドーパミンニューロンの機能調節に重要な因子を同定する一環として、核内受容体のメンバーであるNurr1がカテコールアミン合成の律速酵素であるチロシン水酸化酵素遺伝子の活性化因子であることを明らかにした。第四に、マウスの遺伝子操作を利用した新しい実験系の開発に取り組み、緑色蛍光タンパク質を利用したドーパミンニューロンの可視化とその応用技術を確立した。Internal ribosome entry siteを利用した遺伝子発現系を利用し、イムノトキシン細胞標的法の改良を行なった。部位特異的遺伝子組換え系(Cre-loxPシステム)を応用して、カテコールアミンニューロンに特異的な条件的遺伝子ターゲティングシステムを開発した。このシステムを利用し、種々のシグナル伝達分子および転写因子の機能解析に応用した。これらの技術は、今後、カテコールアミン神経伝達による高次脳機能の制御を分子細胞レペルで解明していくために有益なアプローチを提供する。(1)イムノトキシン細胞標的法によるドーパミン受容体発現ニューロンの機能解析大脳基底核に依存する運動制御機能においてドーパミンD2受容体を発現する投射ニューロンの機能を明らかにするために、イムノトキシン細胞標的法を用いてD2受容体を発現する細胞の選択的破壊を行った。遺伝子ターゲティング法を利用して、イムノトキシンの標的分子であるインターロイキン-2受容体(IL-2R)をD2遺伝子座にノックインした遺伝子変異マウスを作製した。変異マウスにおいて、D2受容体を発現する線条体、側坐核などの脳領域でIL-2Rの発現を認めた。変異マウスの線条体にイムノトキシンを投与することによって、D2受容体を発現する投射ニューロンが選択的に破壊されることを組織学的解析により確認した。

片側の線条体におけるD2受容体発現ニューロンを破壊した変異マウスでは、正常状態では破壊と反対側への回転運動が認められたが、ドーパミン受容体のアゴニストであるアポモルフィンの投与によって回転運動の方向は逆転した。投与後1時間で、回転運動は処理前と同じ方向に回復した。以上の結果は、線条体D2受容体発現ニューロンは、正常状態において運動の抑制に関与していること、ならびに、ドーパミン刺激に対する運動上昇作用において必須の役割を持つことが明かとなった。(2)アドレナリンβ1とβ2受容体の領域特異的遺伝子ターゲティング扁桃体に依存する条件学習におけるアドレナリン受容体遺伝子の機能解析のために、脳領域に特異的な遺伝子ターゲティングの開発を試みた。扁桃体基底外側核に特異的に発現するニューロプシン遺伝子のプロモーターを利用し、Cre組換え酵素遺伝子を発現するトランスジェニックマウスを複数系統作製した。また、組換え反応を誘導的に制御するためCreとエストロジェン受容体の融合遺伝子(Cre-ER)をサイトメガロウイルスプロモーターの制御下に発現するトランスジェニックマウスを作製した。β1とβ2受容体の遺伝子にloxP配列を挿入したターゲティングベクターを作製し、引き続き、これらの遺伝子変異マウスの作製を試みる。(1)イムノトキシン細胞標的法によるドーパミン受容体発現ニューロンの機能解析大脳基底核に依存する運動制御機能においてドーパミンD2受容体(D2R)を発現する投射ニューロンの役割を明らかにするために、イムノトキシン細胞標的法を用いてD2受容体発現細胞の選択的破壊を行なった。第一に、D2R遺伝子変異マウスにおいてイムノトキシンによる細胞破壊の特異性を評価するために、線条体に存在するニューロンに特徴的な各種マーカーを用いて免疫染色を行なった。遺伝子変異マウスにおいて、D2Rを発現するエンケファリン陽性の間接性投射ニューロンとアセチルコリン性の介在ニューロンが選択的に破壊されることを明らかにした。一方で、イムノトキシンの投与は、変異マウスのドーパミンニューロンにおいて形態的および生化学的な変化を誘導しなかった。第二に、変異マウスの片側の線条体へイムノトキシンを投与することによって誘導される回転行動の変化を種々の薬剤を用いて評価した。ドーパミン刺激薬であるアポモルフィンおよびメトアンフェタミンの投与によって、イムノトキシン処理と同側への回転が誘発された。D1あるいはD2の選択的アゴニスト、および、両者を同時に投与した回転運動の測定から、ドーパミンによる運動促進効果にはD1とD2を介した協調的な制御が必要であり、この制御にD2受容体を発現する線条体ニューロンが必須の役割を持つことが示唆された。(2)アドレナリンβ1とβ2受容体の領域特異的遺伝子ターゲティングによる長期記憶保存機構の解析条件学習の長期記憶保存において、βアドレナリン受容体のサブタイプが持つ役割を明らかにするために、脳領域に特異的な遺伝子ターゲティング法を開発し、扁桃体および大脳皮質に特異的なβアドレナリン受容体遺伝子の誘導的破壊に取り組んだ。本年度は、β1およびβ2受容体遺伝子にloxP配列を挿入したターゲティングベクターを用いて、胚性幹細胞における相同組換え体を複数単離し、キメラマウスの作製を行なった。
アフリカツメガエル卵母細胞における翻訳抑制の分子機構

これまでに我々は、アフリカツメガエル卵母細胞では、遺伝子の中のイントロンの有無やイントロンの位置によって、そこから作られるmlRNAの翻訳活性(RNA量あたりの蛋白質合成量)に大きな差が見られることをみいだした。そこで、スプライシングによる翻訳活性の調節が体細胞でも観察されるかどうかを調べるために、発現ベクターを培養細胞にトランスフェクションした。その結果、卵母細胞の場合とは異なり、イントロンを含まないベクターではイントロンを含むベクターに比べてmRNAの蓄積量が少なく、蛋白合成はmRNAの蓄積量にほぼ依存していた。スプライシングを阻害するようなスプライシング部位の点変異体を用いた場合にも、その変異によってmRNA蓄積の減少がみられた。つまり今回用いた培養細胞で見るかぎり、スプライシングの有無はmRNAの安定性に寄与していると考えられる。この結果は、アフリカツメガエル卵母細胞では、mRNAを細胞質に蓄積する機構が、異常なRNAを不安定化する機構よりも優先的に働いている可能性を示唆するのではないかと考えられる。卵母細胞からオリゴdTセルロースを用いてmRNAに結合する蛋白質の単離を試みた。溶出画分に豊富に含まれる蛋白質のcDNAクローニングを行ったところ、グリシンに富む領域をもつRNA結合蛋白質であった。抗体を作製してウエスタンブロッティングを行った結果、この蛋白質は卵母細胞では主として細胞質に存在することがわかった。カエルでの組織分布を見ると、卵巣のほか、精巣と脳に多量に存在し、肝臓と腎臓にも検出された。この蛋白質の組換体を大腸菌で作製したところ、N末のRNA結合ドメインのほか、C末側のglycine-rich領域にもRNA結合活性が見いだされた。今後、この蛋白質の機能解析を進める予定である。
東アジアにおける「出生前遺伝学的検査」の利用実態と社会的諸課題

本研究の目的は、東アジアにおいて「出生前遺伝学的検査」が各社会にどのように導入され、普及されてきたのかについて国際比較を行い、「出生前遺伝学的検査」の受容過程を明きからにすることである。そのために、各社会の主な新聞等の言説分析、検査の規制側、提供側、利用側へのインタビュー調査を実施した。その結果、韓国、台湾では、「出生前遺伝学的検査」は、抵抗なく「新技術」として積極的な受容が見られた。日本では、受検について慎重な議論が行われ、葛藤を抱きながらも受容されつつある。これらの背景には、政策、社会的言説、ジェンダー役割などが深く関わっており、受検や障がいに関する正確な情報発信のあり方が課題となった。近年、遺伝子解析技術の急速な発展は、その応用範囲が多様化しており、人胚や胎児を対象とした検査も社会に普及してきている。本研究では、東アジア、とりわけ日本とは規制状況の異なる韓国・台湾と、近年めざましい遺伝子技術の発展を遂げている中国を対象に「出生前遺伝学的検査」が各社会にどのように導入され、普及してきたのかについて社会的背景を踏まえて比較検討する。その過程で、女性がどのような社会的文脈(政策や言説)や人間関係において「出生前遺伝学的検査」を受容するのかに着目しその詳細を分析する。また、東アジアにおける「出生前遺伝学的検査」をめぐる政策の諸課題を抽出し、東アジアで情報を共有するための発信のあり方や必要な施策を検討することが目的である。東アジアで唯一先進国である日本では、出生前検査についての利活用について、慎重な姿勢を見せている。一方で、韓国、台湾、中国では、人口抑制政策として家族計画のもとに近代化を推し進めてきた共通の社会的背景がある。また、近年では、国境を越えて技術の導入やサービスが展開されており、強い親子関係の絆をもつ東アジアでは、本技術について独自の利用の可能性が示唆されている。このような状況のなか、「出生前遺伝学的検査」の適正なサービス利活用について一国だけで規制・管理するのでは限界がある。そのため、本研究は、浮上してきた課題への次のような対応ができると考えられる。1)「出生前遺伝学的検査」の受容をめぐる社会的議論の多面的・総合的検討による東アジア共通の課題を抽出、2)「出生前遺伝学的検査」サービス利用前後におけるジェンダー的視点による分析により、各社会におけるバランスのとれた議論構築を目指した対話への提言、3)東アジアにおける「出生前遺伝学的検査」の利用実態と各社会での対応を把握することで、近隣諸国における最低限のルール作りのための基礎資料の作成。本研究では、東アジアにおいて、「出生前遺伝学的検査」が各社会にどのように導入され、普及してきたのかについて、社会的背景を踏まえて、比較検討する。その過程で、女性がどのような社会的文脈(政策や言説)や人間関係において、「出生前遺伝学的検査」を受容するのかに着目し、その詳細を分析する。また、東アジアにおける「出生前遺伝学的検査」をめぐる政策の諸課題を抽出し、東アジアで情報を共有するための発信のあり方や、必要な施策を検討することが目的である。今年度は、昨年度に実施した日本と韓国の「出生前遺伝学的検査」ステークホルダーおよび提供側のインタビュー調査を引き続き実施した。とくに韓国社会においては、昨年度まであまり普及していなかった「出生前遺伝学的検査」サービスが拡大しており、韓国独自の技術開発にも力を注いでいることが明らかになった。また、日本、韓国、中国における「出生前遺伝学的検査」関連広告やマスメディア、先行文献の資料を通して、生命に関する議論、人口抑制政策、女性の身体、各社会での女性の位置づけと関連づけて検討を行っている。現段階の分析においては、各国における「出生前遺伝学的検査」サービスの実施状況にこれらが深く関わっていることが垣間見られた。今後、社会における「遺伝」の言説が「出生前遺伝学的検査」を受容にどう関連するのかについて検討が課題となった。平成27年度の計画に基づき以下のような研究活動を実施した。1)文献研究および資料収集・新聞などにおける言説分析をした。2)日本における「出生前遺伝学的検査」に関する研究会・シンポジウムに参加し意見交換やサービス提供側から意見収集を行った。3)韓国における「出生前遺伝学的検査」サービスの提供側、技術開発者へのインタビュー調査をした。4)台湾および中国におけるステークホルダーインタビュー調査は、日程調整上、次年度にフォーカスグループインタビューと同時期に実施することにした。そのため、これまで実施してきた日本と韓国における調査結果を踏まえて、「出生前遺伝学的検査」関連広告やマスメディア、先行文献の資料を通して、人口抑制政策、女性の身体、各社会での女性の位置づけと関連づけて検討を行った。今年度は、まず、日本、韓国、台湾、中国の主要新聞等に表れた「出生前遺伝学的検査」の記載についてデータを整理し、言説分析を行った。その結果、日本の記事では、適切なカウンセリングや、診断をもとに妊娠を継続するか否かの選択に関する記事が中心をなしていた。これに対して、韓国、台湾、中国の記事では、次のような共通点が見られた。「出生前遺伝学的検査」利用におけるカウンセリング、受検に関する倫理的な諸課題などについての記載は皆無に等しく、障がい児の出産を予防するために出生前検査の必要性が示されるとともに、「出生前遺伝学的検査」の技術の詳細についての紹介が主であった。次に、韓国、台湾における「出生前遺伝学的検査」の規制、提供状況やについてインタビュー調査を実施した。

韓国社会では、「生命倫理および安全に関する法律」が一部改正(2016.6施行)などの規制の変化に伴い、「出生前遺伝学的検査」は、NGSの導入や韓国独自の技術開発によりサービスが拡大されていた。台湾では、「出生前遺伝学的検査」における独自の技術はもっていないものの、海外との連携により社会に広く普及されており、提供側は成熟期として認識していた。最後に、これまで実施した一般人対象のフォーカス・グループインタビューのデータを整理した結果、次のような特徴がみられた。日本のインタビューイーからは、受検に対して葛藤と選択のはざまで揺れながらも実際に育児を担当するのは女性であることから、その負担感が窺えた。韓国では、障がい児が生まれた場合の経済的負担や育てることへの不安感などへの解消として、出生前検査はやむを得ない選択であるという意見があげられた。台湾では、子どもを産むことは、2つの家族に係ることで重要であること、「生まれてくる命より今の私たちが大事」であることから、障がい児出産の「予防検査」として出生前検査は有効であるという認識があった。本研究の目的は、東アジアにおいて「出生前遺伝学的検査」が各社会にどのように導入され、普及されてきたのかについて国際比較を行い、「出生前遺伝学的検査」の受容過程を明きからにすることである。そのために、各社会の主な新聞等の言説分析、検査の規制側、提供側、利用側へのインタビュー調査を実施した。その結果、韓国、台湾では、「出生前遺伝学的検査」は、抵抗なく「新技術」として積極的な受容が見られた。日本では、受検について慎重な議論が行われ、葛藤を抱きながらも受容されつつある。これらの背景には、政策、社会的言説、ジェンダー役割などが深く関わっており、受検や障がいに関する正確な情報発信のあり方が課題となった。平成26年度の研究計画に基づき以下の研究活動を実施した。1)日本、韓国、台湾、中国における遺伝子解析技術、遺伝子検査ビジネス、出生前検査に関連する文献や資料を調査した。これらの資料を基にインタビュー調査の準備を行った。2)日本における「出生前遺伝学的検査」に関する研究会への参加、受検経験者を対象にインタビュー調査をした。3)韓国において「出生前遺伝学的検査」サービスを提供する側に実施状況や実施に関する考え方についてインタビュー調査を実施した。また、ステークホルダー側にも遺伝子検査に関連した議論や今後の規制のあり方についてインタビュー調査を実施した。(インタビュー調査においては、一人約1時間を予定しており、事前にインタビューに関する依頼状を送り承諾を得た。)平成26年度は、これらの研究調査を通して、東アジア、とくに日韓を中心に「出生前遺伝学的検査」の提供状況について情報を収集し、今後の調査についての論点を検討した。1)インタビュー調査日・韓・台・中における「出生前遺伝学的検査」のサービス利用状況の把握をするために、フォーカス・グループインタビューを実施する。各国、20代から50代までの女性を対象に、年代別に少人数(各グループ46名)に実施する予定である。台湾・中国におけるステークホルダーおよびサービス提供側を対象に個人インタビューを実施する。
類似既存システムの比較とステークホルダ毎の保有知識に基づく要求定義支援法

情報システムの要求定義を適切に行うためには,システム開発に関わる利害関係者(ステークホルダ)が,そのシステムが適用される業務分野知識(ドメイン知識)が必要となる.しかし,全てのステークホルダがドメイン知識を等しく十分に保有しているわけではない.この点に着目し,本研究では,ドメイン知識の計算機による提供支援の方法と支援ツールの開発を行った.まず,要求獲得作業時におけるドメイン知識の役割についての検討を行った.そして,計算機で処理可能なドメイン知識を作成するための手法と,その評価結果を示した.具体的には,既存類似システムがそれぞれ持つ機能性の共通点,類似点に基づき,そのドメインで必要となる機能性の一覧と,それぞれの機能性間の関連を系統的に導き出す作業を通じて,ドメイン知識が生成される.このような作業によって生成されたドメイン知識が,専門家の視点から妥当なものか否かを判定することで,評価を行い,おおむね妥当な結果が得られることが確認した.そして,このようなドメイン知識を単純な方法(相関表)で提供した実験の結果と,その問題点を示す.結果として,表現法や提供法にも工夫がいることが判明した,提供する相手に応じて,提供するドメイン知識を調節する手法とその評価を行った.また,ドメイン知識の表現方法に着目した提供法の検討結果を示す.前述の研究結果をもとにドメイン知識を提供するための支援ツールのプロトタイプを作成し運用テストを行った.この研究成果を通じて,類似既存システムに関する仕様書等の文書情報が事前に入手できれば,次に類似したシステムを作成する際の効率を大きく改善することができる.実際のソフトウェア開発分野では,全く新しいシステムの開発に比べ,既存システムに類似したシステムの開発が多いため,本研究の産業界への意義は大きい.情報システムの要求定義を適切に行うためには,システム開発に関わる利害関係者(ステークホルダ)が,そのシステムが適用される業務分野知識(ドメイン知識)が必要となる.しかし,全てのステークホルダがドメイン知識を等しく十分に保有しているわけではない.この点に着目し,本研究では,ドメイン知識の計算機による提供支援の方法と支援ツールの開発を行った.まず,要求獲得作業時におけるドメイン知識の役割についての検討を行った.そして,計算機で処理可能なドメイン知識を作成するための手法と,その評価結果を示した.具体的には,既存類似システムがそれぞれ持つ機能性の共通点,類似点に基づき,そのドメインで必要となる機能性の一覧と,それぞれの機能性間の関連を系統的に導き出す作業を通じて,ドメイン知識が生成される.このような作業によって生成されたドメイン知識が,専門家の視点から妥当なものか否かを判定することで,評価を行い,おおむね妥当な結果が得られることが確認した.そして,このようなドメイン知識を単純な方法(相関表)で提供した実験の結果と,その問題点を示す.結果として,表現法や提供法にも工夫がいることが判明した,提供する相手に応じて,提供するドメイン知識を調節する手法とその評価を行った.また,ドメイン知識の表現方法に着目した提供法の検討結果を示す.前述の研究結果をもとにドメイン知識を提供するための支援ツールのプロトタイプを作成し運用テストを行った.この研究成果を通じて,類似既存システムに関する仕様書等の文書情報が事前に入手できれば,次に類似したシステムを作成する際の効率を大きく改善することができる.実際のソフトウェア開発分野では,全く新しいシステムの開発に比べ,既存システムに類似したシステムの開発が多いため,本研究の産業界への意義は大きい.要求獲得に必要なドメイン知識をステークホルダ毎の特性に基づき提供するために,ゴール指向分析に関する調査および知識表現法に関する調査と実験を行った.ゴール指向分析は情報システムが遂行する処理が本来何のために実現されているのかについて分析することで,別解を探したり,相矛盾する機能を除去したりするために利用される.この考え方を拡張し,本来誰のためのゴールかまでさかのぼることで,機能とステークホルダの対応をとることが可能となる.知識表現法に関する実験には我々が既に確立している既存類似システムの比較に基づき,ドメイン知識を収集整理する手法を用いて収集したドメイン知識を用いた.(本手法を支援するツールの完成が遅れたため,初期時点でのドメイン知識は手法にのっとり手作業で行った.)表現法として図式表現や箇条書き等の異なる表現法がどのようにドメイン知識利用者に影響を与えるかを実験を通して明らかにした.結果として,各ステークホルダがめさすゴール(何のために知識が必要なのか)と,どのような表現視点に注目しているのか(例えば情報の流れに注目しているのか,それともシステムが提供する機能群に注目しているのか等)がステークホルダの特性に応じたドメイン知識提供のカスタマイズに有用であることが確認できた.特に表現に関しては,複数の実験データから統計的に有意な差異を得ることができた.これらの知見をもとにドメイン知識(オントロジーに基づく)要求獲得支援ツールのプロトタイプを作成し,その運用実験を行った.システム開発においてその業務に対する知識(ドメイン知識)の理解は重要な要素である.この考えに基づき,ドメイン知識を既存システムが有する機能の比較結果からとりだし,それを利用して新たなシステムを開発するための支援ツールを作成し,その運用実験をおこなった.この実験では,主に,ドメイン知識の利用についての有効性に注目した.結果として,被験者が事前に知識を持たない分野の開発において,要求のもれ(recall),正確さ(precision)の観点ら評価して,有効であることが統計的に確認できた.尚,本ツールを用いて,既存システムのマニュアルや仕様書等から,ドメイン知識を入力の効率化も行うことができる.一般に,どの知識を必要とするかは,その開発者の役割や理解度に応じて変化するものである.

開発者に応じて適切な知識を提供するためには,開発者の理解度を測り,業務知識を分類し,理解度と業務知識をマッチさせる手法が必要である.そこで業務知識を分類する手法に注目し,分類のために"難易度"という尺度を提案した.難易度はユースケース図およびユースケース記述によってかかれた業務記述に基づき計算する.具体的にある業務の難易度は,ユースケースとアクター関連数,関連の多重度(本研究のためにユースケース図の記述法を拡張),事前条件の数,事後条件の数,成功時シナリオの長さおよび例外数に基づき計算する.この提案した難易度が適切なものであるかどうかについて実験を計画・遂行した.実験は個々の業務に対してユースケース図とユースケース記述の要素を利用して難易度を計算し,その業務のシステム化提案に掛かる所要時間を計測し,対応を調べる実験である.難易度と所要時間の相関,および,自己申告による被験者の理解度と所要時間との相関を調べることで,提案した難易度の適切であることを確認することができた.
太陽光発電技術を利用した多元的便益創出型国際協力モデルの構築

本研究では次世代型太陽光発電技術を途上国で市場化するという国際協力モデルを、気候変動対策や持続可能な発展が喫緊の課題であるバングラデシュを事例に実現可能性を検討するために、太陽光発電導入の実態について需要・供給の両面から分析した。分析の結果、モデルを用いて早期市場化による新技術の価格低下およびそれによる学習投資の節減を評価した。その上で、バングラデシュ農村部における新技術導入の需要を実証分析によって示すとともに、これまで太陽光発電を導入した世帯の特徴や導入によって得られた便益や課題、満足度とその規定要因を明らかにした。更に太陽光発電との比較のためにグリッド発電による電力供給の課題と改善点を明らかにした。本年度はバングラデシュにおいて2種類の世帯調査を実施した。最初の調査では、太陽光発電の需要や現在のグリッド発電に対する問題点を明らかにするために、農村部・都市部の両方において、頻発する停電を緩和するための便益調査を実施した。具体的には停電時間の短縮・停電回数の削減・1日前の告知という、電力供給改善策に対して、住民の追加的な支払意志を分析することを試みた。更に停電のタイミング(ピーク時間帯に削減するのか、全日を通じた削減)、改善季節(夏と冬)の違いによる住民の便益の違いを抽出した。同時に住民には現在停電時の対策(IPS、Rechargeable Torch、灯油ランプの利用)やそれら対策に必要となる支出額、世帯属性(世帯人数、収入)も尋ね、支払意志額との関係を明らかにできるようにした。第2の調査は、色素増感太陽電池技術の技術開発によるバングラデシュでの将来市場分析(価格弾力性、所得弾力性、その他性能・機能などの要因)のために、バングラデシュ農村部にて太陽光発電機器を住民にレンタルさせるビジネスモデルを作成し、それに対する住民の需要の分析を目的とした。具体的には、Fee-for-serviceと呼ばれる、一定契約期間の間、太陽光発電による電力を得られる代わりに固定電気料金を支払うシナリオに対して、住民の購入意思を尋ねた。シナリオの中では、太陽光発電パネルの大きさや、契約期間の長短による住民の受け入れ度合いの差を分析することを試みた。本調査によるデータをもとに、バングラデシュにおける、色素増感太陽電池の早期市場の形成によって、コスト削減がどのように図れるか、更に日本国内での普及がどのように変化するかを展望する。バングラデシュ農村部では農村電化の一手法として、SHS (Solar Home System)と呼ばれる、太陽光電池パネルを用いた住居用電化パッケージの普及が急速に進む。本研究では農村部での質問票調査を通じ、SHS導入による住民の生活水準の改善への貢献度を定量的に評価した。分析の結果SHSを導入した世帯では、灯油消費量の大幅な減少がみられたこと、また携帯電話の利用やテレビの視聴という便益が生じたことを示した。更にライフスタイルの面においても、電灯が利用可能になったことで、特に子供の勉強に対する便益が大きいことが明らかになった。SHSを現在所有していない世帯に対して、SHSの価格が低下した際の購入希望を尋ねたところ、価格が30%低下した際は、60%以上の住民が新規にSHSを購入することを示した。SHS導入の決定要因を分析するために、SHS導入世帯・非導入世帯の両方にアンケート調査を実施し、決定要因を抽出した。分析の結果、世帯収入だけではなく、住民の所持している充電バッテリーや灯油使用量,携帯電話所有台数が、SHS導入に対して有意に影響を及ぼしていることが明らかになった。またSHS導入世帯間において、SHSの選択に対する意思決定要因を分析したところ、収入が多いほど、灯油使用量が多いほど、更に子供の人数が多い世帯数ほど、大きなSHSを購入する可能性が高いことを示した。研究を通じ、現在SHSで生み出されるインパクトは主に生活改善が中心であり、更に途上国での太陽光発電の市場を持続的に拡大してくためには、太陽光発電によって所得創出効果を生み出す規模の電化を実現することが不可欠であり、そのためには更なる価格低下(同価格での模拡大)が求められる。そのダイナミクスを創造し生かしていく中で、途上国の農村開発・持続可能な発展に導く仕組みづくりが求められると結論付けた。本研究では、コストブレークスルーを狙った技術開発段階の次世代型太陽光発電技術を途上国で市場化するという国際協力モデルをアジア最貧国のひとつであるバングラデシュと日本との間で設計し、その双方向的かつ多元的な便益創出のメカニズムを解明することを目指す。色素増感太陽電池技術による技術開発を通じた市場調査(価格弾力性、所得弾力性、その他性能・機能などの要因)のために、バングラデシュ農村部にて、新しいパネルを想定した太陽光発電機器を住民に貸与するビジネスモデルを想定し、それに対する住民の需要を分析した。Fee-for-serviceと呼ばれる、一定契約期間の間、太陽光発電で出力された電力供給を得る代わりに固定電気料金を支払うシナリオに対する、住民の導入意思を評価した。

分析の結果パネルの大きさの違い、契約期間の長短による住民の受け入れ度合いの差、更に電化機器の所有を希望する世帯、契約を希望する世帯の特徴を示した。更に価格の低下により膨大な追加需要を促すことが可能と結論できた。更に色素増感太陽電池技術によるパネルを、シリコンを利用した既存技術と同等の価格まで低減させるために必要な技術開発費用を推計し、補助金を通じた技術開発費用の節減の可能性を、学習曲線を通じた分析によって明らかにした。太陽光を導入した世帯に対して、導入による満足度の調査を行うとともに、満足度の決定要因を分析した。分析の結果、灯油節減の程度、バッテリーの質、更に電灯利用による便益が主な規定要因であると示した。また現在のグリッド発電に対する問題点を明らかにするために、農村部・都市部の両方において停電緩和のための便益調査を実施した。農村部での調査を通じた分析の結果、停電頻度及び停電時間の減少、そして停電情報の事前通報は、住民の効用改善に寄与することが確認できた。電力供給改善を季節別・時間帯別に実施した場合の差異を示した。研究期間内に達成するべき項目をおおむね達成しているもの、色素増感太陽電池技術の開発見通しを分析し、コスト削減予測モデルを構築するためには、更なる細かい議論が求められるため。24年度が最終年度であるため、記入しない。コストブレークスルーを狙った技術開発段階の次世代型太陽光発電技術を途上国で市場化するという国際協力モデルをアジア最貧国のひとつであるバングラデシュとわが国の間で設計し、その双方向的かつ多元的な便益創出のメカニズムを解明するために、バングラデシュではとりわけ携帯電話の普及と利用との関連に着目した調査を実施するとともに、得られたすべての結果を総合し、国際協力モデルの設計を行う。