hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
全ゲノム比較解析によるオニヒトデ属の種分化要因の解明

オニヒトデ属(Acanthaster spp.)種間の比較ゲノム解析を行うために、本年度は1.サンプルの入手と2.新規アノテーションパイプランの開発を行った。1.サンプルの入手:宮崎県、タイ、イスラエルからそれぞれ太平洋種(Acanthaster cf. solaris)、北インド洋種(Acanthaster planci)、紅海種(有効名無し)の複数サンプルを入手し、ゲノムシーケンスを行った。太平洋種と北インド洋種のゲノム配列は先行研究(Hall et al. 2017)および宮崎大学の安田仁奈博士から提供のデータからそれぞれ利用可能である。紅海種に関しては、本年度入手したサンプルの1個体で追加シーケンスを行い、ゲノム配列の構築を本研究にて行った。2.新規アノテーションパイプラインの開発:ゲノムから種分化に関わった候補遺伝子を捜索するために、精度の高い遺伝子情報は重要である。そこで本年度は既存ツールよりも精度高く遺伝子構造を予測できるパイプラインを新たに開発し、オニヒトデのゲノムアノテーションに用いた。この遺伝子構造予測パイプラインを用いたところ、コア遺伝子の完成度で評価するBUSCO (Siamo et al. 2015)の結果において、先行研究よりも高い精度で遺伝子構造の予測を行えていることが示された。オニヒトデのゲノム解析を進める中で未知の菌を偶然発見したため、報告者はオニヒトデの解析と並行して宮崎大学、九州大学、台湾中央研究院他と共同でこの菌の解析も進めた。共同研究者が行ったPCRベースでの解析から、この菌が太平洋とインド洋の広域のオニヒトデから検出されることが明らかになり、オニヒトデとの関係性が示されている。報告者はこの菌のゲノム配列から系統学的な位置付けや基本的な合成経路の有無といった特徴を明らかにすることで、この菌の解析基盤を構築した。本年度に実施を計画していたオニヒトデ属各種の集団サンプルの入手・ゲノムシーケンスとオニヒトデのゲノムアノテーションを完了することができたため、計画通りに進展している。宮崎県での太平洋種のサンプリングは、当初の計画では自身で実施予定であったが、悪天候によって滞在期間中に海に出ることができなかった。しかしながら、宮崎大学の安田仁奈博士のご協力によって宮崎県のオニヒトデのサンプルを提供していただけたことで、ゲノムシーケンスまでを計画通りに行うことができた。本研究でのゲノムアノテーションには新たに開発した遺伝子構造予測のパイプラインを用いて行った。遺伝子構造予測は1ホモロジーベース、2トランスクリプトームベース、3ゲノム配列ベース(ab initio)でそれぞれ行われた後、各予測結果を統合するのが一般的である。Evidence Modeler (Haas et al. 2008)やMAKER (Cantarel et al. 2008)といった既存の統合ツールが存在するが、これらは3のab intioの結果を中心とした統合を行っている。ab initioは統計量から遺伝子構造を予測することができるため、1と2でカバーすることができない遺伝子の予測を行うことができる強みがある。しかしながら、ab initioの予測にはエラーが多いという短所もあり、ab initioを中心とした統合を行う既存ツールでは本研究において重要視している精度の部分で問題がある。新たに開発したパイプラインでは1、2、3のどれかに偏った統合を行うのではなく、それぞれが持つ特徴を生かした統合を行うことで、既存の統合ツールよりも精度を重視した遺伝子構造予測を行うことができる。この成果は報告者が共著で日本分子生物学会にて発表をしている。今後はこの遺伝子情報をベースにオニヒトデ種間の比較ゲノム解析を進めて行く。今後の研究の推進方策として、本年度において構築したオニヒトデ属各種各地点の集団サンプルのゲノム情報を用いて比較ゲノム解析を実施し、種間の違いの検出を行う。種間の違いを検出する手法としては、ゲノム配列を一定サイズに区切った各区画ごとに遺伝分化係数や塩基多様度といった指標を算出し、指標が外れ値を示すような区画を特定することによって種間で違いの大きいゲノム領域を見つけ出す。違いの大きかったゲノム領域とその周辺領域に存在する遺伝子を確認することで種間での違いが顕著な遺伝子を特定し、その中でdN/dSや塩基多様度から正の自然選択の影響を受けている遺伝子がないか確認を行う。この時、検出された遺伝子レベルでの違いが特定の集団間で固有のものでは無く、種間の違いであることを示す必要がある。そこで、本年度に収集した集団サンプルとは別の地点のインド洋と太平洋のオニヒトデのゲノムデータを入手するために、サンプルの収集・ゲノムシーケンスを来年度も引き続き行う。オニヒトデのゲノム解析中に偶然見つかった菌に関しても、本年度においてオニヒトデの解析と並行して得られた成果と共同研究者の成果をとりまとめて、来年度中に学術論文に投稿を予定している。

2.新規アノテーションパイプラインの開発:ゲノムから種分化に関わった候補遺伝子を捜索するために、精度の高い遺伝子情報は重要である。そこで本年度は既存ツールよりも精度高く遺伝子構造を予測できるパイプラインを新たに開発し、オニヒトデのゲノムアノテーションに用いた。この遺伝子構造予測パイプラインを用いたところ、コア遺伝子の完成度で評価するBUSCO (Siamo et al. 2015)の結果において、先行研究よりも高い精度で遺伝子構造の予測を行えていることが示された。オニヒトデのゲノム解析を進める中で未知の菌を偶然発見したため、報告者はオニヒトデの解析と並行して宮崎大学、九州大学、台湾中央研究院他と共同でこの菌の解析も進めた。共同研究者が行ったPCRベースでの解析から、この菌が太平洋とインド洋の広域のオニヒトデから検出されることが明らかになり、オニヒトデとの関係性が示されている。報告者はこの菌のゲノム配列から系統学的な位置付けや基本的な合成経路の有無といった特徴を明らかにすることで、この菌の解析基盤を構築した。本年度に実施を計画していたオニヒトデ属各種の集団サンプルの入手・ゲノムシーケンスとオニヒトデのゲノムアノテーションを完了することができたため、計画通りに進展している。宮崎県での太平洋種のサンプリングは、当初の計画では自身で実施予定であったが、悪天候によって滞在期間中に海に出ることができなかった。しかしながら、宮崎大学の安田仁奈博士のご協力によって宮崎県のオニヒトデのサンプルを提供していただけたことで、ゲノムシーケンスまでを計画通りに行うことができた。本研究でのゲノムアノテーションには新たに開発した遺伝子構造予測のパイプラインを用いて行った。遺伝子構造予測は1ホモロジーベース、2トランスクリプトームベース、3ゲノム配列ベース(ab initio)でそれぞれ行われた後、各予測結果を統合するのが一般的である。Evidence Modeler (Haas et al. 2008)やMAKER (Cantarel et al. 2008)といった既存の統合ツールが存在するが、これらは3のab intioの結果を中心とした統合を行っている。ab initioは統計量から遺伝子構造を予測することができるため、1と2でカバーすることができない遺伝子の予測を行うことができる強みがある。しかしながら、ab initioの予測にはエラーが多いという短所もあり、ab initioを中心とした統合を行う既存ツールでは本研究において重要視している精度の部分で問題がある。新たに開発したパイプラインでは1、2、3のどれかに偏った統合を行うのではなく、それぞれが持つ特徴を生かした統合を行うことで、既存の統合ツールよりも精度を重視した遺伝子構造予測を行うことができる。この成果は報告者が共著で日本分子生物学会にて発表をしている。今後はこの遺伝子情報をベースにオニヒトデ種間の比較ゲノム解析を進めて行く。
北太平洋における深層循環の水平・鉛直構造の研究

中央太平洋海盆に流入した深層西岸境界流は二手に分かれ、そのうち東側分枝流は中央太平洋海盆西岸を北上して北西太平洋海盆に流入する。一方、中央太平洋海盆から海盆東端のクラリオン水路やホライゾン水路を通過して北東太平洋海盆に流入する深層循環流も存在することがわかっている。ところが、中央太平洋海盆を北上する深層西岸境界流から海盆東部の水路へ至る深層循環流の経路は明らかにされていない。そこで本年度では、中央太平洋海盆内の深層循環を明らかにするために、WOCE Hydrographic Program(WHP)とWorld Ocean DatabaseのCTD/栄養塩データを用いた詳細な解析を行った。その結果、深層西岸境界流の東側分枝流は、中央太平洋海盆北西部でさらに二股に分岐し、その一方が中央太平洋海盆北部を東向きに流れ、クラリオン水路とホライゾン水路を通過して北東太平洋海盆に流入することを明らかにした。この流れの流量は34Sv(10^6m^3/s)と見積もられ、これは中央太平洋海盆に流入する深層西岸境界流の流量の約1/4から1/3を占めている。次に、北東太平洋海盆に流入した後の深層循環流の経路を調べた。2003年に白鳳丸KH-03-1次航海で取得された西経165度線のCTD/栄養塩データにWHPのデータを加えて解析を行った結果、深層循環流は北東太平洋海盆に流入した後にハワイ海嶺南方を東向きに流れ、その一部はハワイ海嶺東方を迂回して西経150度周辺を北上し、北緯30度付近にまで到達することを明らかにするなど、これまでほとんどわかっていなかった北東太平洋海盆内の深層循環像を明らかにした。申請者はこれまで、西経165度の北緯9度から44.5度までの海域で実施されたCTD・採水観測のデータを、WOCE Hydrographic Program (WHP)で公開されているCTD及び栄養塩データと併せて解析することで、下部南極周極水がクラリオン水路を通って中央太平洋海盆から北東太平洋海盆に流入し、クラリオン断裂帯に沿ってさらに東進する事を示した。この解析では、北東太平洋海盆の北緯10度以南には中央太平洋海盆にある下部南極周極水よりも高塩分の水が存在することも明らかになり、クラリオン水路を通過する経路とは異なる経路でこの高塩分水が北東太平洋海盆に流入することが示唆されていた。本年度は、この比較的高塩分の深層水の分布を調べるため、太平洋赤道域におけるWHPのCTDデータの解析を行った。その結果、この高塩分水は赤道以南にも広がり、南ほど高塩分という分布となっていることがわかった。赤道以南の海域では、東太平洋海嶺付近の海底熱水活動によって高塩分化が起こっている可能性もあるため、塩分のみをトレーサーにして高塩分水の経路を決定することは難しい。そのため現在は、塩分のみならず酸素や栄養塩データも併せて解析しているところである。また申請者は、西部北太平洋における北太平洋深層水の特性と循環を調べるため、本年度の11、12月にシャツキ海膨以南西の海域で実施された観測航海に参加した。この航海では栄養塩分析を担当し、船上分析によってケイ酸塩、硝酸塩、亜硝酸塩、リン酸塩のデータを取得した。現在、この栄養塩データとWHPの栄養塩データおよび同海域で取得された係留流速計データの解析を進めている。申請者は、昨年度に引き続き、2003年に取得した西経165度線の北緯9度から44.5度までのCTD/栄養塩データとWOCE Hydrographic Program (WHP)のCTD/栄養塩データを解析して、北東太平洋海盆における深層循環の研究を行った。今年度で特に力を入れたのは、ハワイ海嶺南方の深層循環の記述である。今年度は、前述のデータを用いて海底付近のポテンシャル水温や塩分、溶存酸素の平面図を描き、これによりハワイ海嶺南方の深層循環流は東西流が卓越することが示唆され、またハワイ海嶺東方を北上する深層循環流はこの東西流に比べてはるかに弱いことも示唆された。これらの結果により、広大な北東太平洋海盆における深層循環流のイメージが徐々に明らかになってきた。現在申請者は、このような新たな知見を、これまでの研究成果とともに投稿論文にまとめているところである。また申請者は、これまでの研究によって北東太平洋北部に東西に連なるメンドシノ断裂帯に沿って、深層水の巨大なフロントが存在することを発見しており、現在はこのフロントの形成メカニズムを調べている。地衡流計算によると、西経165度においては、フロントの北側では西向き、南側では東向きの深層流が存在することがわかった。ところが、これより東側の海域にはこのような地衡流が認められない。これらのことから、西経165度よりも東の海域でフロントが維持されるために、フロント付近で流れが収束している可能性が考えられる。もし深層流が収束していれば、この海域は南からやって来た深層水が湧昇する海域となっているのだろう。この仮説を検証し、深層循環流の三次元構造を明らかにすることが次年度の目標である。

そこで本年度では、中央太平洋海盆内の深層循環を明らかにするために、WOCE Hydrographic Program(WHP)とWorld Ocean DatabaseのCTD/栄養塩データを用いた詳細な解析を行った。その結果、深層西岸境界流の東側分枝流は、中央太平洋海盆北西部でさらに二股に分岐し、その一方が中央太平洋海盆北部を東向きに流れ、クラリオン水路とホライゾン水路を通過して北東太平洋海盆に流入することを明らかにした。この流れの流量は34Sv(10^6m^3/s)と見積もられ、これは中央太平洋海盆に流入する深層西岸境界流の流量の約1/4から1/3を占めている。次に、北東太平洋海盆に流入した後の深層循環流の経路を調べた。2003年に白鳳丸KH-03-1次航海で取得された西経165度線のCTD/栄養塩データにWHPのデータを加えて解析を行った結果、深層循環流は北東太平洋海盆に流入した後にハワイ海嶺南方を東向きに流れ、その一部はハワイ海嶺東方を迂回して西経150度周辺を北上し、北緯30度付近にまで到達することを明らかにするなど、これまでほとんどわかっていなかった北東太平洋海盆内の深層循環像を明らかにした。
日本における出産の医療化の実証研究

1.出産の医療化を医療化論の枠内に位置づけることを関連する文献の研究によって試みた。医療化論では専門職による逸脱の統制という点が強調されることが多いので、出産の医療化を扱うときには力点を医療サービスの在り方の歴史的変化に移行した方が適切である。主にアメリカの文献を用いたため日本との相違を調べる必要があるが、まだ十分な検討ができていない。2.理論的な検討の結果、医療化現象を、分娩が自宅から施設内へ移行する施設化と、分娩立会者が助産婦から移行する医師化の二側面に分けた方が適切であることがわかった。施設化は出産が医療化される過程の主要な指標となる。医師化は施設化に比べて副次的な指標であるが、助産婦職と医師職(産婦人科医)間関係の歴史的変化を示す。3.昭和26年60年の出産の分娩場所別・立会者別・都道府県別データを整理することができた。2.の施設化と医師化の数値的指標を算出することができた。また、出産の医療化の全国的な傾向をつかむことができた。4.3.の指標を統計的手法(重回帰分析など)によって説明することを試みる(分析結果は日本人口学会関西部会にて報告)。医療化論仮説の妥当性の検証を試みたが、適切な説明変数を設定できなかった。施設化指標は観察年次差の影響がかなり強いことがわかった。5.戦前から戦後にかけての医師(産婦人科医師)職団体と助産婦職団体に関する文献をある程度収集することができた。分析はまだできていない。
肺大細胞神経内分泌癌の抗癌剤感受性における神経内分泌因子の役割

昨年度はまず、樹立されたLCNECcell lineの細胞増殖について評価を行った。肺腺癌のcell lineであるA549などと比較し、細胞の接着が弱くDishの中で浮遊する細胞も目立った。これまで培養経験のある小細胞肺癌のcell lineとも似ている形態であったため、組織学的な特徴を考慮するとLCNECのcell lineとして疑問はないと考える。また、同cell line内の神経内分泌因子について調べたところ、我々が注目している3つの神経内分泌マーカー(シナプトフィジン、クロモグラニンA、NCAM)全てが陽性であった。このことより、我々のLCNECcell lineがTP(Triple positive)細胞であることが分かった。現在、siRNAにてDouble positive;NTP(Non-triple positive)cell (シナプトフィジン陰性) (クロモグラニンA陰性) (NCAM陰性)を作成中である。作成後すぐに癌浸潤における細胞運動・接着との関係を観察するために3D in vitroモデルである2層化コラーゲンゲル半球(Doublelayered Collagen GelHemisphere; DL-CGH)法の準備を進めている。また、臨床的側面からもLCNECのTP細胞とNTP細胞の新たな違いを探索した。これまで当院で解剖学的肺切除を行った3cm以下のLCNECの35症例についてTP群とNTP群に分類し臨床学的特徴を検討したところ、TP群でリンパ節転移が起こる確率がNTP群と比較し有意に上昇していた。また、この結果は小細胞肺癌とも類似していた。また、無再発生存率についてもTP群と小細胞肺癌症例とは結果がかなり近似していた。このことから、TP細胞は小細胞肺癌に近いLCNECの可能性が高いと考えている。Cell lineが問題なく継代できており、TP細胞であったことから、NTP細胞はsiRNAを用いknock downするという目途が立った。現在、NTP細胞作製中のため、NTP細胞が機能することを確認できれば今後も順調に進むことが予想される。また、DL-CGH法への移行への準備も予定通り進んでいる。また、臨床的な側面からのTP細胞、NTP細胞の違いも新たに発見できたため、今後予定通りいかない際の助けになると考えられる。又は、CD-DST法を用いた抗がん剤感受性テストを行う。使用抗がん剤については、高悪性度神経内分泌肺癌に効果が高いとされるプラチナ製剤にトポイソメラーゼ阻害薬、微小管阻害薬について検討する。これについては、上述の小型(3cm以下)神経内分泌肺癌での臨床的結果を踏まえて、小細胞肺癌のcell lineでも評価を行う。TP細胞とNTP細胞のどちらが小細胞肺癌に近いのかという着眼点でも評価を行う。同時並行でSigle positiveのNTP細胞の作製も行う。siRNAの使用方法を工夫する必要があると思われるため、試行錯誤が必要であると考えるため、まずはDouble positive NTP細胞にて研究を進めていきたいと考えている。また、本年度の計画が予想よりも順調に進めば、抗癌剤感受性の高かった細胞と低かった細胞を抽出し発現遺伝子を解析し比較する。臨床的特徴についてもさらに研究を進める予定である。小型LCNEC(3cm以下)と小型小細胞肺癌について予後についても解析を行う。具体的には、全生存率、腫瘍特異的生存率を解析し、多変量解析にて神経内分泌マーカーが予後不良因子になるかについても検討を行う。

また、臨床的な側面からのTP細胞、NTP細胞の違いも新たに発見できたため、今後予定通りいかない際の助けになると考えられる。又は、CD-DST法を用いた抗がん剤感受性テストを行う。使用抗がん剤については、高悪性度神経内分泌肺癌に効果が高いとされるプラチナ製剤にトポイソメラーゼ阻害薬、微小管阻害薬について検討する。これについては、上述の小型(3cm以下)神経内分泌肺癌での臨床的結果を踏まえて、小細胞肺癌のcell lineでも評価を行う。TP細胞とNTP細胞のどちらが小細胞肺癌に近いのかという着眼点でも評価を行う。同時並行でSigle positiveのNTP細胞の作製も行う。siRNAの使用方法を工夫する必要があると思われるため、試行錯誤が必要であると考えるため、まずはDouble positive NTP細胞にて研究を進めていきたいと考えている。また、本年度の計画が予想よりも順調に進めば、抗癌剤感受性の高かった細胞と低かった細胞を抽出し発現遺伝子を解析し比較する。臨床的特徴についてもさらに研究を進める予定である。小型LCNEC(3cm以下)と小型小細胞肺癌について予後についても解析を行う。具体的には、全生存率、腫瘍特異的生存率を解析し、多変量解析にて神経内分泌マーカーが予後不良因子になるかについても検討を行う。
電子デバイスのプラスチックパッケージ健全性評価法の確立

プラスチックパッケージの健全性向上の研究は、これまで素子機能を開発する電子技術者とパッケージ材料を開発する科学技術者の経験の積み重ねで行われてきたが、本研究ではパッケージの設計に材料力学的な手法を系統的に応用し、パッケージの健全性評価の基礎資料を得た。1.プラスチックパッケージ用樹脂の硬化時での堆積の時間的変化を定式化できた。2.また、この樹脂の硬化過程の物性変化を粘弾性体の物性変化として、その物性値を定めた。3.硬化過程の温度を変化させて樹脂の物性値変化への影響を調べた。4.金属板と樹脂体の積層板、樹脂ブロック、デバイスのパッケージのモデルに対して、硬化過程での内部応力の分布を解析した。5.積層板の内部応力による変形の解析値は実験値とほぼ一致した。6.これらの内部応力の解析結果から、公開時の種々の樹脂モデルの内部応力の分布の特徴を明らかにすることができた。7.硬化時の温度分布の内部応力への影響も把握することができ、プラスチックパッケージの健全性評価の基礎資料が得られた。
動的秩序・崩壊のダイナミクスから観る高次機能発現の分子機構解明

生体分子が生命機能を行う際のネットワークは、作られては解離し、解離しては会合するような動的な秩序が本質的に重要である。こうした動的秩序形成を明らかにするために、熱力学量や並進拡散係数を時間分解することのできる過渡回折格子法を用いて、分子間相互作用の時間変化や安定性をリアルタイムで検出する手法を開発した。この手法を用いて、構造揺らぎが会合・解離に重要であることを時間分解で明らかにし、いくつかの光センサータンパク質の分子間会合や解離過程の動的変化を時間分解で検出することに成功した。さらに、光応答DNAの会合・解離過程ダイナミクス計測にも成功するなど、多くの新規な知見を得た。生体分子が生命活動を行うには、もちろんその分子自体の化学反応が必要ではあるが、その反応で終わりではない。他の分子との分子間相互作用を変化させることで、ネットワークが形成され、それが信号伝達となって下流分子に情報が受け渡され、生理活性を生む。作られては解離し、解離しては会合するような動的な秩序が本質的に重要である。こうしたシステムを解明するため、分子間相互作用を時間分解で検出する試みを行う。特に、過渡回折格子法をベースにして、新しい信号解析法の開発と、高感度化などを組み合わせて、DNAやタンパク質会合・解離過程を高時間分解能で検出する手法の開発を行う。本年度は、その開発試みを行うと同時に、光センサータンパク質をモデルにして会合・解離反応の時間変化を分子レベルで明らかとした。具体的には、光センサータンパク質であるフォトトロピンを用いて、その機能に関係する反応機構を分子間相互作用変化と関連付けて時間分解で検出することに成功した。特に光感知ドメインと生理学的な機能ドメインを含むマルチドメインタンパク質について、そうした分子間相互作用変化がドメイン間相互作用とどのように関係しているか、その変化が如何にして次のネットワークに組み込まれていくかを明らかにした。次にPixDという光センサーについて、その10量体と5量体の動的平衡と光照射による会合変化の分子論的原因を明らかとし、後続反応である信号伝達分子との相互作用変化を探った。その他にも、YtvAと呼ばれる、光や温度・塩などの生体ストレスを感知し、転写因子σBの活性を制御するタンパク質の制御機構ネットワークを時間分解で調べ動的挙動の一端を明らかとした。更に、ストップドフローシステムを、過渡回折格子測定装置の中に組み込む試みをした。セルの配置を工夫することで、ある程度その乱流効果を押さえられることがわかってきた。タンパク質の分間相互作用は、生体分子が生命活動を行う上で欠かせないものであり、信号伝達や酵素反応などで大きな役割を果たす。例えば、他の分子との分子間相互作用を変化させることで、ネットワークが形成され、それが信号伝達となって下流分子に情報が受け渡され、生理活性を生むように、作られては解離し、解離しては会合するような動的な秩序が本質的に重要である。特に、過渡回折格子法をベースにして、新しい信号解析法の開発と、高感度化などを組み合わせて、タンパク質会合・解離過程を高時間分解能で検出する手法の開発を行う。本年度は、光センサータンパク質をモデルにして会合・解離反応の時間変化を分子レベルで明らかとした。具体的には、PixDと呼ばれる光センサータンパク質を用いて、その機能に関係する反応機構を分子間相互作用変化と関連付けて時間分解で検出することに成功した。特に、その10量体と5量体の動的平衡と光照射による会合変化の分子論的原因を時間分解熱力学法で調べ、揺らぎと会合状態変化との関連を明らかにした。またその他にも、YtvAと呼ばれる、光や温度・塩などの生体ストレスを感知し、転写因子σBの活性を制御するタンパク質の制御機構ネットワークを時間分解で調べ、光励起によって特徴的に分子間相互作用が変化することがわかった。これは後続反応解明への第一歩となる。また、オーレオクロムと呼ばれるタンパク質とDNAとの相互作用を時間分解で検出するための試みを行った。更に、ストップドフローシステムでフローする流量が少なくて済むセルを開発して、我々が開発してきた過渡回折格子測定装置の中に組み込む試みをした。このシステムの時間分解能を探り、大体1ミリ秒で拡散過程が検出できることがわかった。例えば、他の分子との分子間相互作用を変化させることで、ネットワークが形成され、それが信号伝達となって下流分子に情報が受け渡され、生理活性を生む。解離しては会合するような動的な秩序が本質的に重要である。こうしたシステムを解明するため、分子間相互作用を時間分解で検出する試みを行った。特に、過渡回折格子法をベースにして、新しい信号解析法の開発と、タンパク質会合・解離過程を高時間分解能で検出した。例えば、光センサータンパク質をモデルにして会合・解離反応の時間変化を分子レベルで明らかとした。

またその他にも、フォトトロピンと呼ばれる、光センサータンパク質の時間分解反応解析を行い、光励起によって特徴的に分子間相互作用が変化することがわかった。これは後続反応解明への第一歩となる。また、オーレオクロムと呼ばれるタンパク質とDNAとの相互作用を時間分解で検出するための試みを行い、相互作用変化を検出することに成功した。更に、ストップドフローシステムと過渡回折格子測定装置の接続について改良を行い、大体100ミリ秒でタンパク質の拡散過程が正確に検出できることがわかった。幾つかの光センサータンパク質において、タンパク質間相互作用を時間分解で観測することに成功し、揺らぎとの関係を明らかにした。特にフォトトロピンにおいてドメイン間相互作用とどのように関係しているか、その変化が如何にして次のネットワークに組み込まれていくかの詳細を明らかにすることに成功している。システム構成については、ストップドフローシステムの改良を行った。生体分子の分間相互作用は、生体分子が生命活動を行う上で欠かせないものであり、信号伝達や酵素反応などで大きな役割を果たすため、解離しては会合するような動的な秩序が本質的に重要である。こうしたシステムを明らかにするために、分子間相互作用を時間分解で検出する試みを行った。特に、過渡回折格子法をベースにして、新しい信号解析法の開発と、生体分子の会合・解離過程を高時間分解能で検出した。例えば、アゾベンゼンの光異性化を利用してDNAの2重鎖の会合と解離をコントロールすることが可能な、光応答DNAのダイナミクスを明らかにした。この結果、アゾベンゼンのシス体への異性化による立体反発が原因でDNAが解離すると思われていた過程は、立体反発が起こってから10000000倍も遅い過程であることや、シス体DNAの会合過程はトランス体DNAよりも速いという予想外のことが明らかとなった。また、YtvAという青色光センサータンパク質の反応ダイナミクスを調べたところ、光照射に伴ってドメイン間相互作用の変化が起こり、LOVドメインに接触している別のドメインの回転運動が誘起されることを明らかとした。更に、フォトトロピンの反応が細胞中でいかに働いているのかを調べるため、高分子が共存するようなクラウディング環境下の反応ダイナミクスを研究した。その結果、クラウディング環境下ではダイマーを作るような分子間相互作用が強まることが分かり、これは排除体積効果のためと結論付けた。また、オーレオクロムと呼ばれるタンパク質とDNAとの相互作用を時間分解で検出し、結合過程を調べることに成功した。これは、DNAの発現をいかにしてタンパク質がコントロールしているかを明らかとする重要な結果であった。幾つかの光センサータンパク質において、タンパク質間相互作用を時間分解で観測することに成功し、反応機構を明らかにした。特にオーレオクロムとDNA間相互作用の時間分解検出や光応答DNAの相互作用の時間分解検出は、かなり重要で従来の仮説を覆す興味深い結果となった。生体機能の分子論的描像を明らかにするために、生体分子の分間相互作用を時間分解で検出する試みを行った。特に、過渡回折格子法をベースにして、新しい信号解析法の開発と生体分子の会合・解離過程を高時間分解能で検出した。
産業観光における果樹産地の地域振興と都市市場開拓に関する実証的分析

本研究では、産業観光における果樹産地の地域振興と都市市場開拓を目標としている。具体的には、フルーツパーク、体験型学習型観光農園、農業体験併設型道の駅、農村カフェ、郷土・地場料理体験型宿泊施設等を事例として研究を進めた。そして産地と大都市圏フィールド・リサーチと統計データを使用した実証的分析によって、地方果樹産地の自立と活性化を図った。その結果、名護パイナップルパークや弘前市りんご公園では、食農体験ができる人気施設として、都市住民と地域住民に親しまれていた。また、黒石市のりんご試験場・資料館は、地域生産者の情報交換の場として活用され、観光客も生産者の学習に貢献する施設であった。平成24年度は、フルーツパークと農業公園、及び民泊施設を含めて、都市農村交流に関する消費者評価を実施した。今回の調査は、地元の食と農に重点を置いて、研究を実施した。研究対象としたフルーツパークはナゴパイナップルパーク(沖縄県名護市)、弘前りんご公園(青森県弘前市)であった。両公園の調査では、公園のリピーターに注目した結果、1「地元農産物や郷土料理」への評価は、訪問回数により違いが示された。2訪問回数による「地元農産物や郷土料理」への重要度は、性別により異なった傾向が確認できた。3「地元農産物や郷土料理」について、世代による違いが確認できた。4訪問回数別の地元農産物や郷土料理の重要度は、沖縄観光においてどのような条件を重視するのかにより、異なった傾向を示した。他方、フルーツパークと比較するために実施した農業公園の調査は、石川県河北郡津幡町の石川県森林公園で実施した。同公園では、郷土・地場料理体験型施設である農家レストランの経営活動を評価した。調査の結果、1開園時、小中学生だった訪問客が、親世代となった現在、子どもを連れて、リピーターとなっていることがわかった。2リピーターとなっているのは、津幡町や近隣の金沢市や河北郡の訪問客であり、地元住民が求めている農家レストラン食材は地元の食材であった。3同公園では、森林の保全活動を通じて生物多様性の保全の重要性を訴える「MISIAの森」プロジェクトをスタートしているが、地元民の理解も深く、4同公園は森林セラピー基地に認定されているが、地元民の憩いの場として有効に活用されていることがわかった。平成25年度は、最終年度ということもあり、平成23年度と平成24年度の調査結果をまとめた。まず、平成25年度は、フルーツパークと比較するために石川県森林公園の利用者特性分析を論文にまとめた。同公園は,地元住民の用途に応じて,施設が利用できるように工夫され,森林セラピーやMISIAの森プロジェクトといったエコプロジェクトを評価する者の満足度は極めて高かった。特に同公園に再訪問する来客は,エコプロジェクトを高く評価していることも明らかにされた。次に、沖縄県名護市のパイナップルパークを事例として、都市農村交流に関する消費者評価を実施した。東日本大震災後に減少した観光客数に歯止めをかけ、北部地域の自然や農業を活かした農村ツーリズムを推進するための観光調査を、同パークで実施した。その結果、同パークへ訪問者は、大多数が県外者なのであるが、一般的に年配で所得が高く、初めて訪問していた。ただし、同パークへ訪問する者の休日日数は十分ではなかった。今後、同パークは休日日数の少ない県外客が訪問しやすい施設作りをする必要があった。そして、沖縄県名護市の美ら海水族館と名護パイナップルパークを事例とし、訪問した台湾人、香港人、中国人を対象とした対面調査を実施した上で、その顧客特性を考察した。その結果、外国人観光客は学歴も所得も高い、若い富裕層であった。しかも、沖縄で出費する金額は、日本人の2倍程度あった。そして、95%近い外国人観光客が沖縄へ再訪問したいと答えていた。再訪問する客層は、学歴が高く、ホテルランクも高い富裕層であった。ただし、沖縄観光では、台湾人の評価が低いため、台湾人客から評価される観光産業を構築する必要があった。平成23年度は、フルーツパークの都市農村交流に関する消費者評価を実施した。研究対象としたフルーツパークは、ナゴパイナップルパーク(沖縄県名護市)、弘前りんご公園(青森県弘前市)であった。これらのフルーツパークでは、常設・企画展示コーナーが設けられ、都市住民と農村・産地とを結ぶ懸け橋となっていた。これらのフルーツパークでは、食を体験するだけでなく、収穫も体験できる、『食育』ならぬ『食農』も体験できる人気施設として、都市住民だけでなく、地域住民の『地産地消』にも一役買っていた。本研究では、これらの2つのフルーツパークの来客にアンケート調査を実施し、都市住民と地域住民の来訪目的や、食農体験を経た消費者意識がどのように変化したのか検討し、考察した。また、郷土・地場料理体験型施設である農家レストランや即売所の経営活動を評価した。

農家レストランは、地域食材を活かした料理を楽しめる農山漁村の直食施設として人気が高まっている。都市生活者には、緑ゆたかな田舎で新鮮な地元の味を楽しめる御食事処として利用されている。近年、農家レストランは都市農村交流の場として、中山間地域のまちづくりの中核として期待されている。また、即売所は地元の食材を集め、都市住民へ食材を提供するだけでなく、地域の食文化を提供し、かつ地元民との交流の場としても活用されている。研究対象としたのは、石川県河北郡津幡町の河合谷大滝と河合谷郷の即売所である。河合谷大滝では流しそうめん等の農家レストランの施設が併設され、河合谷郷の即売所では直売所に郷土・地場料理が提供されていた。本研究でも、これらの農家レストラン、直売所の来客にアンケート調査を実施し、都市住民と地域住民の来訪目的や、食農体験を経た消費者意識がどのように変化したのか検討し、考察した。平成24年度も、平成23年度と同様に、農家レストランの都市農村交流の実態と農家の多面的な活動を考察する予定であった。しかし、研究が計画より順調に進んだため、海外の果樹加工品を扱う業者の多い農村レストランに関する調査を2012年8月下旬から9月上旬に、2013年の対面調査への下準備を実施した。フルーツパークに関しては、2012年10月21日に実施された地域農林経済学会にて『農業公園訪問客の地域農産物と郷土料理に対する評価ーリピーターに着目してー』、および『弘前市りんご公園の顧客特性ー東日本大震災後のデータを用いた定量的分析ー』というタイトルでそれぞれ学会報告している。上記の2つの学会報告については、農林業問題研究にて、報告論文として受理されており、7月頃出版予定である。他方、青森県黒石市リンゴ研究所での調査結果については、2012年9月22日に実施された日本農業経営学会にて『リンゴ生産者の栽培不安要因に関する計量分析ー青森県内のリンゴ生産者への対面調査からの接近ー』というタイトルで学会報告している。また、日本国際地域開発学会にて報告した課題(沖縄北部地域の農村ツーリズムとその顧客特性ーナゴパイナップルパーク,サンライズひがしを事例としてー)については、研究成果をまとめており、平成25年度中に研究成果を論文として投稿する予定である。平成23年度はフルーツパークの都市農村交流に関する消費者評価を実施し、平成24年度は農家レストランの都市農村交流の実態と農家の多面的な活動を考察する予定であった。しかし、研究が計画より順調に進んだため、農村レストランに関する調査も平成23年度中に実施した。フルーツパークに関しては、2012年5月19日に実施された日本国際地域開発学会春季大会にて『沖縄北部地域の農村ツーリズムとその顧客特性ーナゴパイナップルパーク,サンライズひがしを事例としてー』というタイトルで学会報告している。また、農家レストランや即売所の経営活動に関しても、2011年11月26日に実施された日本農村生活学会にて『農村ツーリズムによる中山間地域活性化の方向性-石川県河北郡津幡町河合谷地区を事例として-』というタイトルで学会報告している。
水安定同位体を用いた樹冠遮断メカニズムの解明に関する研究

一般に、林内雨の水安定同位体比は林外雨のそれよりも大きくなる。この性質を利用して降雨に伴う森林からの蒸発が主に樹冠表面から起きているのか、雨滴飛沫の蒸発で起きているのかを明らかにすることを目指した。しかし、スギ林における測定では林外雨の水安定同位体比が林内雨のそれよりも大きくなり、本研究の前提が成り立たなかった。同様の結果は海外の複数の研究で得られているが、正しい解釈がなされていない。本研究ではこの現象が理論的にも起こりうることを明らかにし、正しい解釈を与えることに成功した。当初の目的は達せられなかったが、森林における水安定同位体を用いた研究に新たな解釈を与える結果である。雨水を1時間毎に自動採水する装置(雨水ディストリビューター)の仕様を業者と打ち合わせるとともに、この装置を設置するスギ林の選定、及び測樹を行った。対象としたスギ林に至る経路には急斜面があるため、木製の階段を作製・設置して安全に留意した。雨水ディストリビューターは合計3台設置した。すなわち、林外雨(スギ林外の裸地における雨水)を集水するために1台、樹冠通過雨(枝葉に一旦触れるか、又はまったく触れずに林内の地表面に達する雨水)の集水に1台、樹幹流(幹を伝わって林内の地表面に達する雨水)の集水に1台である。これら3台の雨水ディストリビューターは同期して一斉に作動する。雨水ディストリビューター1台について20Lのポリタンクを27個設置し、毎正時区切りで1時間毎に24時間(残り3個のタンクはその前後)の集水が可能な設定とした。一旦タンクに貯まった雨水は、長時間放置すると一部が蒸発して水安定同位体比が変化する可能性があるため、雨水ディストリビューターとタンクとをつなぐチューブにループを作り、ループ内に貯まった雨水をタンクに貯まった雨水の蒸発防止に利用した。最大で24.5mmの降雨を含む5降雨の採水を行い、水安定同位体の分析を行った。樹冠通過雨の水安定同位体比は林外雨よりも大きい傾向を示し、樹幹流においては樹冠通過雨よりもさらに水安定同位体比が大きい傾向を示した。これは雨水が枝葉や幹に滞留している間に蒸発することにより、水安定同位体比が大きくなったためと考えられる。従って、解析を進めればその蒸発の定量的評価が可能と考えられる。雨水自動集水システムを用いた水安定同位体に関する研究は世界的にほとんど例がない。Ikawa et al. (2011)では1時間単位で雨水自動集水システムを用いた採水を行っているが、そのシステムの構造上、雨量が少ない場合は採水することができかなった。本研究のシステムではIkawa et al. (2011)の弱点を克服し、雨量が0.3mm程度であっても水安定同位体比分析に必要な量の採水を可能とした。ただし、一旦タンクに貯まった雨水を手作業でポリビンに採水するまでの間に雨水が蒸発し、水安定同位体比が変化する可能性も考えられた。そこで気温が30°Cを超え、日射が強い日にタンクにわずかな量の水を入れ、24時間以上放置した後に採水して蒸発の影響を調べた。その結果、タンク内の水については蒸発の影響による水安定同位体比の変化は検知されず、当初の想定通りわずかな量の雨水でも分析できることが分かった。さらに、チューブのループ内に貯まった雨水についても蒸発の影響が見られないことが分かり、雨量が0.1mm程度であっても雨水の水安定同位体比の分析が可能なことが示された。このように、雨水ディストリビューターの動作、及び貯水・採水方法に問題がなく、わずかな雨量であっても分析用の雨水を採水できることが確認できた。水安定同位体比の分析結果は、林外雨、樹冠通過雨、樹幹流の順に大きくなる傾向を示した。ただし、林外雨の水安定同位体比は通常時間的に変動するため、これに遅れて追従・応答する樹冠通過雨と樹幹流の水安定同位体比との関係(すなわち樹体からの表面蒸発量)を単純に比較・検討することは困難である。これら3者の関係を解析することは、今後の課題である。雨水自動集水システムの確実な稼働状況、及び水安定同位体比の分析結果の妥当性を考慮すると、これまでのところ当初の予定通りの進捗状況であると判断できる。台風の通過による64.5mmの降雨を含む3降雨について、雨水の水安定同位体分析を行った。これまでの分析では、林外雨、樹冠通過雨、樹幹流の順に次第に水安定同位体比が大きくなる傾向を示していた。今回のサンプルのうち温暖前線の通過に伴う降雨においては、林外雨と樹冠通過雨の値がほとんど同じで、樹幹流の値が最小であった。しかも、これら3種類の雨水における酸素18と重水素の同位体比が約10時間にわたってほぼ一定となっていた。これは雨水の樹体表面からの蒸発によって樹冠通過雨、及び樹幹流の同位体比が林外雨に比べて増加するとの考え方に反する。左記のような矛盾はあるものの、林外雨の水安定同位体比と林内雨(樹冠通過雨と樹幹流の和)の水安定同位体比の差から、樹体からの表面蒸発を算出することを試みた。計算に用いたデータは、プラスチック製クリスマスツリーを用いた予備実験の際に得られたものである。

クリスマスツリー実験では、樹冠通過雨と樹幹流をまとめて林内雨として測定している。表面蒸発の算出には動的分別を仮定したCraig-Gordon式を用いた。測定によると、降雨中の相対湿度は約95%であった。計算結果では湿度が100%に近づく場合、林内雨の水安定同位体比が林外雨よりも小さくなる場合もあることが分かった。すなわち、当初想定した林内外の水安定同位体比の差からは、表面蒸発の計算ができない。この結果は、左記の矛盾の説明にもなっている。次に、平衡分別を仮定してRayleigh式(この場合、表面蒸発が過大評価となる)で表面蒸発を計算し、これとタンクモデルを組み合わせて樹冠遮断を計算した。結果は樹冠遮断の測定値の45%にしかならなかった。この値は過大であり、実際の表面蒸発はこれよりも小さい。樹冠遮断による蒸発は樹体からの表面蒸発と飛沫蒸発の和であることから、飛沫蒸発が主要な蒸発メカニズムであると考えられる。台風や温暖前線、寒冷前線、及び冬型の気圧配置等、様々な起源の降雨において林内外の水安定同位体比を測定した。表面蒸発の計算を試みる段階になって、高湿度下では当初の想定通りの計算ができないことが判明した。表面蒸発の正確な値は算出できなかったが、得られたデータとタンクモデルを組み合わせることにより、その最大値を推定することはできた。その結果、やはり表面蒸発のみでは観測された樹冠遮断が説明できず、飛沫蒸発が主要な蒸発メカニズムであるとの結論となった。タンクモデルによる解析が実施できたこと、及び表面蒸発ではなく飛沫蒸発が主要な樹冠遮断メカニズムであるとの結論を得たことから、ほぼ予定通りの進捗とした。林外雨量と林内雨量の差から樹冠遮断を算出した。樹冠遮断は飛沫蒸発と表面蒸発から成り、表面蒸発は林内外の雨水の水安定同位体比から算出できる。飛沫蒸発は樹冠遮断の値から表面蒸発を差し引いた残差として求められる。この手法を適用する場合、林外雨の水安定同位体比よりも林内雨の水安定同位体比の方が大きくなる(濃縮される)ことが前提となる。スギ林で1時間毎に採水した雨水の水安定同位体比は、予想通り小さい方から順に林外雨、樹冠通過雨、樹幹流となった(樹冠通過雨と樹幹流の和が林内雨)。しかし、大小関係がまったく逆となる場合があった。Green et al. (2015)は2週間毎の採水サンプルにおいてこれと同様の結果を得ており、林内でかなりの量の凝結が生じているためと推測している。水面から蒸発する水蒸気中の水安定同位体比を算定するCraig-Gordon式を用い、様々な条件で試算を行ったところ、湿度が飽和に近い条件では林外雨の水安定同位体比が林内雨よりも大きくなる場合もあることがわかった。Green et al. (2015)はこれに気付いておらず、世界レベルでこの事実が見逃されている。当初、林内雨の水安定同位体比は必ず林外雨よりも大きくなると考えて本課題を提案・実施してきた。しかし、理論(Craig-Gordon式)でも測定でも、例外があることが判明し、この方法で表面蒸発を求めることはできないことが判明した。この新しい知見は、今後の森林における水安定同位体を用いた研究に大きな影響を及ぼすことになり、これまでの成果の解釈も見直す必要ある。一般に、林内雨の水安定同位体比は林外雨のそれよりも大きくなる。この性質を利用して降雨に伴う森林からの蒸発が主に樹冠表面から起きているのか、雨滴飛沫の蒸発で起きているのかを明らかにすることを目指した。
炭素触媒を用いた非可食バイオマスの変換反応

長鎖β-グルカンおよびゼオライト鋳型炭素(ZTC)を用いて、ZTC上でのβ-グルカンの吸着および加水分解反応について解析を行った。β-グルカン(分子量3600g/mol、直径1.1nm)の吸着実験を行ったところ、ZTCのミクロ孔(直径1.1nm)の内部にβ-グルカンが吸着することが分かった。β-グルカンとZTCの高い親和性は、疎水的な相互作用によって引き起こされることと、グルカンとZTCのミクロ孔の大きさがフィットしていることに起因している。次に吸着条件の検討を行ったところ、1gのZTCに対して0.8gのβ-グルカンが吸着できることが分かった。これは、他の炭素材料の2.6倍以上の吸着量であり、ZTCが多量の基質を内部に取り込み、その後効率的に加水分解できる可能性を示唆している。そこで実際に吸着したβ-グルカンの加水分解を行い、グルコースを収率72%で合成できることを実証した。以上の成果はカリフォルニア大学バークレー校のAlexander Katz教授らとの共同研究によるものであり、査読付き原著論文として発表した。高いグルカン吸着能を示すZTCのミクロ孔構造を維持しつつ、触媒活性サイトである含酸素官能基を多量に導入することができれば、更に高活性な加水分解触媒になると期待できる。そこで、温和な酸化処理法である過酸化水素処理をZTCに施したところ、ミクロ孔構造を崩壊させることなく、含酸素官能基量を2.2倍まで増大させることができた。酸化処理したZTCをβ-グルカンの加水分解反応に用いたところ、グルコース収率は85%となり、元のZTCを越える触媒活性を賦与することに成功した。本成果は、研究代表者がAlexander Katz教授の下で行ったものであり、現在査読付き原著論文ならびに国際会議にて発表予定である。27年度が最終年度であるため、記入しない。セルロース加水分解反応に対して高い触媒活性を示すアルカリ賦活炭(以下K26と表記)上へのグルカン(グルコース、セロビオース、セロトリオース)の吸着過程を調べた。まず、セロビオースの吸着実験を行ったところ、K26が持つミクロ孔(平均直径0.7nm)にセロビオース分子が取り込まれたことが示唆された。このことは、酵素の触媒活性サイトに存在する細孔と同様に、炭素のミクロ孔にも基質を取り込む能力があることを示している。次に様々な温度で吸着実験を行い、Langmuir式およびvan't Hoff式を用いて解析した。いずれの吸着質を用いた場合でも負のエンタルピー変化と正のエントロピー変化が得られた。つまり、本吸着過程はエンタルピーとエントロピーの両方により駆動されていることが分かった。対照実験ならびにDFT計算の結果から、それぞれの値は炭素とグルカンの間に形成されるCH-π水素結合と、疎水性相互作用に由来することが示唆された。従って、グルカンと炭素の疎水性官能基が引き起こす相互作用が本吸着過程の駆動力であり、それによりもたらされる両者の高い親和性が炭素の高い触媒活性に寄与していると推測している。また、グルコースから工業的に誘導可能なソルビトールの転換反応に着目した。ソルビトールを硫酸存在下で脱水させ、環境低負荷な界面活性剤の原料となる1,4-ソルビタンを良好な収率(58%)で合成した。一般に、1,4-ソルビタンは酸触媒存在下で容易に逐次脱水を受けるため、良好な収率で合成することは難しい。そこで硫酸の特徴的な触媒作用を明らかにするために動力学的な解析を行った。その結果、1,4-ソルビタンと比較して、ソルビトールは硫酸と会合体を4.3倍形成しやすいことが分かった。従って、1,4-ソルビタンは硫酸と相互作用しにくく逐次脱水が抑制されるため、選択的に合成することができたと結論した。

酸化処理したZTCをβ-グルカンの加水分解反応に用いたところ、グルコース収率は85%となり、元のZTCを越える触媒活性を賦与することに成功した。本成果は、研究代表者がAlexander Katz教授の下で行ったものであり、現在査読付き原著論文ならびに国際会議にて発表予定である。本年度の課題は、(i)炭素のミクロ孔内にグルカン分子が取り込まれること、(ii)結晶セルロースを基質に用いた場合においても炭素の触媒作用により加水分解を進行できることの二点を実証することとした。一点目については、研究実績の概要で述べた通り、セロビオースがK26のミクロ孔内に吸着することが示唆されており、おおむね達成することができた。また、吸着過程における駆動力を熱力学的な解析およびDFT計算を用いて明らかにすることができた。二点目については、炭素材料による結晶セルロースの加水分解を引き続き検討中である。加えて、当初設定していなかったソルビトール脱水反応における硫酸の触媒作用について、査読付原著論文ならびに数々の学会で発表した。以上を総括し、本年度の研究の進捗状況は「(2)おおむね順調に進展している」と評価した。27年度が最終年度であるため、記入しない。本年度の研究から、グルカン分子の炭素表面への吸着過程についての知見が得られた。一方で、吸着過程が触媒活性にどのように寄与しているかは分かっていない。そこで、炭素との親和性、すなわち吸着平衡定数が異なる糖分子を基質に用いて加水分解を行い、相互作用のし易さが反応速度に与える影響を検討する。同時に、従来の均一系酸触媒(塩酸、硫酸等)と比較することにより、炭素触媒の特異性を明らかにする。次に、炭素触媒の応用を検討する。セルロースに次いで天然に豊富に存在するバイオマスであるキチンは、これまで酵素もしくは濃塩酸によりその解重合反応が行われてきた。しかし、プロセスの効率化、環境に対する影響の観点から、固体触媒法への転換が望ましい。キチンはセルロース類似の分子構造を持つため、セルロース加水分解反応に対して高い活性を示す炭素触媒が、キチンの加水分解にも同様に適用可能と考えられる。そこで、炭素触媒を用いて、世界初の固体触媒によるキチン解重合法の確立を目指す。
戦前・戦時・戦後復興期日本の石鹸・化粧品メーカーの流通戦略の経営史的研究

本研究は、初年度提出の「研究計画調書」にも記したように、研究史上の課題とされてきたメーカーと卸店・小売店の各レベルの流通の実態の変化について長期的な視点から、明らかにすることを目的としたものであり、この目的を達成するために、明冶期から1950年代までの関係史料を幅広く収集するとともに聞き取り調査なども実施して、それらの情報を詳細に検討してきた。これによって、明らかにされた研究史上の論点は、多岐にわたるものであるが、主なもののみを記せば、下記の通りである。まず戦前については、各地の主要代理店は複数のメーカーとの取引関係を構築したが、これによって主要代理店はメーカ一への価格交渉力を握った。都市部では1920年代に独立した若手代理店経営者が業界の一勢力となっていった。また、戦時期から載後の石鹸取引についてみると、メーカーの販売機能と有力卸店を包摂して日本石鹸配給統制株式会社を頂点とする一元的配給システムか構築されたが、このシステムは概ね戦後の「石鹸配給規則」施行直前まで継続されていた。同規則による予約クーポン集券では、メーカー・卸売・小売の各レベルでの競争や各レベルでの連携をともなう競争が展開され、流通の垂直的な連携や統合の重要性が再認識される契機ともなった。また同規則のもとでライオン油脂からの独立的立場を継続していたライオン商事は、同規則の撤廃後、ライオン油脂の直属卸店としての機能を回復する過程がみられた。また、再販や販社制度の導入前の花王では、手形のサイト短縮や流通機構の部分的改革が進められ、現金取引の導入、予約販売制の導入およひ随時出荷制への移行なども実施され、それらが後の再販や販社制度の基盤となっていったことも明らかにされた。平成15年度においては,戦前期の石鹸・化粧品業界の生成と,メーカーと主要代理店の取引関係について,ライオンの事例を中心に検討した。検討に際しては,ライオン株式会社所蔵史料はもとより,諸機関・諸大学所蔵の関連史料の調査および関係者の聞き取り調査も実施した。この面の検討によって,明らかにされた諸点は,次の通りである。第1に,1900年前後に化粧品業界が独自の地位を確立するなかで,メーカーのライオン歯磨が各地の主要代理店との取引関係を構築し,その地方主要代理店が地方流通の元卸的な要に位置づけられるようになったことである。第2に,主要代理店サイドからメーカーたるライオン歯磨との取引関係をみると,複数の本舗・メーカーとの取引関係を築いて,川上への価格交渉力や2次卸店への帳合機能を確保していったことである。第3に,1920年代のライオンの有力卸店のメンバーをみると,従来の有力問屋の継承者の若手経営者や,大正期の新興問屋の主人が一群の層を形成し,世代交代がみられたことである。第4に,ライオン歯磨から分離されたライオン石鹸も,都市部と地方で,代理店網の構築に努め,とくに北海道や全購連ルートで大きな実績がみられたことである。なお,戦前期の検討の後,戦時中の石鹸配給統制に関する史料の調査も具体的に進めた。今後は,これらの史料の分析によって,戦時中のメーカーの独自の販売会社政策や配給統制の中央機関の組織などについて明らかにしたいと考えている。平成16年度においては,戦時統制下の石鹸配給システムおよび終戦後の石鹸配給統制の実態などについて,実証的な分析を進めることができた。本年度の調査・研究によって明らかにされた諸点は,次の通りである。