hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
組合せ的構造を有する最適化問題の効率的アルゴリズム設計

本研究課題では,離散・連続最適化問題が持つ組合せ的構造に着目し,その構造を有効に利用した効率的アルゴリズムの設計を行なった.離散最適化問題については,グラフ上の最適化問題から生じる詰め込み・被覆型の整数計画問題に対して,構造的グラフ理論の先進的手法を利用することでErdos-Posa性と呼ばれる組合せ的構造を明らかにし,効率的な固定パラメータ・アルゴリズムを設計した.連続最適化問題に関しては,線形相補性問題という一般的な数理計画問題に対して,整数性などの組合せ的性質の解析,および,疎性など内在する組合せ的性質を利用した効率的なアルゴリズムの設計を行なった.本年度は主に,(i)イマージョン詰込み問題に対するErdos-Posa性の解析,(ii)線形相補性問題(LCP)の整数性の解析を行った.(i)グラフの詰込み問題とは,グラフの中に何か対象となるものを互いに交わらないようにたくさん見つける問題である.詰込み問題はグラフ理論における基本的な問題として古くから研究されており,古典的な結果としてサイクル詰込み問題に対するErdos-Posa性がある.これは,詰め込めるサイクルの最大数とフィードバック点集合の最小サイズを関連づける組合せ的な性質であり,効率的なアルゴリズムを設計するための指針となりうる.本年度は,サイクルを大幅に一般化した概念であるK5イマージョンというオブジェクトを詰め込む問題に対してErdos-Posa性の解析を行った.具体的には,この性質が一般のグラフでは成り立たないこと,そして,もしグラフを4辺連結グラフに限ればErdos-Posa性が成立することを示した.この解析にはグラフマイナー理論という先進的グラフ理論を用いている.現在我々はさらに一般化したKtイマージョンに対してもこの性質が成立すると予想し解明に取り組んでいる.(ii) LCPとは線形計画問題や凸二次計画問題を含む数理計画問題である.本研究では,LCPの整数解の性質を調べるために,線形計画問題で知られている概念である完全双対整数性を線形相補性問題に導入した.線形計画問題に対する完全双対整数性は双対問題の整数解に基づく性質であり,完全双対整数性をもつならば主問題は整数解をもつ.このような完全双対整数性をLCPに拡張するために,まずLCPに対して双対問題を構成する必要がある.そのためにLCPの解の中で方向を制限した解を求める問題を提案し,それにより,LCPの双対問題および完全双対整数性を自然に定義した.そして,LCPが整数解をもつための十分条件を導いた.本年度は,昨年度に引き続き(1)イマージョン詰込み問題に対するErdos-Posa性の解析(2)線形相補性問題(LCP)の組合せ構造の解析を行った.1.詰込み問題はグラフ理論における基本的な問題として古くから研究されており,古典的な結果としてサイクル詰込み問題に対するErdos-Posa性がある.これは,詰め込めるサイクルの最大数とフィードバック点集合の最小サイズを関連づける組合せ的な性質である.昨年度は,サイクルを大幅に一般化した概念であるK5イマージョンというオブジェクトを詰め込む問題に対してErdos-Posa性の解析を行った.本年度は,それを一般化したKtイマージョンの詰込みについて解析を行ない,いくつかの有用な知見を得た.2. LCPとは線形計画問題や凸二次計画問題を含む数理計画問題である.昨年度までの研究で,LCPの整数解の性質を調べるために,LCPの変種である方向付きLCPという問題を提案し,それをもとに完全双対整数性を導入した.これは線形計画問題でよく知られている概念である完全双対整数性の類推である.方向付きLCPは整数性の解析以外にもゲーム理論やLCPの感度解析への応用が期待される.方向付きLCPについて,係数行列が歪対称行列,P行列,Z行列,K行列などの様々な場合の計算複雑度を解析した.また,LCPの持つ疎性をパラメータとして,そのパラメータ化計算量を解析した.本年度のおもな成果は,(1)重み付きマトロイド交わり問題に対する高速なアルゴリズム,(2)線形相補性問題(LCP)の疎性を用いた効率的なアルゴリズムである.1.マトロイド交わり問題は最も基本的な組合せ最適化問題のひとつである.この問題は,二部グラフの最大マッチング問題や,無向グラフの全域木詰め込み問題,有向グラフの有向木詰め込み問題などを特殊な場合として含み,また,電気回路解析やネットワーク符号化など様々な工学的応用をもつ.マトロイド交わり問題は1970年代に提案されて以降,多数の高速なアルゴリズムが提案されている.本研究では,重み付きマトロイド交わり問題に対して新しいアルゴリズムを提案した.アルゴリズムの主なアイデアは,重みを分解し,重み無しマトロイド交わり問題に帰着することである.また,提案アルゴリズムの枠組みは高速な近似アルゴリズムの設計にも利用できる.線形相補性問題(LCP)とは線形計画問題や凸二次計画問題を含む数理計画問題である.LCPは一般にNP困難であり多項式時間で計算することが難しいが,双行列ゲームなど実際の応用に現れるLCPの多くは,疎性などの良い組合せ的性質を持っていることが多い.本研究では,入力の疎性と解の疎性をパラメータとすることで,LCPに対して効率的なアルゴリズム(固定パラメータアルゴリズム)が設計した.また,入力の疎性と解の疎性のいずれかのみがパラメータの場合は,計算不可能であることを示した.本研究課題の主な目的のひとつは,疎性という組合せ的性質をもちいて最適化問題を解析することであった.今年度は,基本的な数理計画問題である線形相補性問題について,疎性と問題の計算複雑度との関連を明らかにすることができた.

この結果は固定パラメータ計算量の代表的な査読付国際会議(IPEC)に採択され,さらに,その特集号に招待され現在論文を投稿中である.また,重み付きマトロイド交わり問題は組合せ最適化における代表的な問題のひとつであり,本研究課題では,このような基本的な問題について進展を得ることができた.この成果は,離散アルゴリズムに関する査読付国際会議(SODA)に採択されている.本年度の主な成果は,(1)イマージョンを含まないグラフに対する彩色アルゴリズムと(2)指定された頂点を通る奇数長歩道を詰め込む問題に対するErdos-Posa性の解析である.グラフの彩色問題とは隣り合う頂点が異なる色を持つように頂点を塗る問題であり,グラフ理論における基本的な問題である.彩色問題に関する有名な結果として,グラフが平面的ならば4色で彩色できること(4色定理)が知られている.4色定理の一般化であるHadwiger予想は,k頂点のクリークK_kをマイナーとして含まないグラフは(k-1)色で彩色できるという予想であり,グラフ理論における重要な未解決問題のひとつである.本研究では,マイナーと似た概念であるイマージョンという関係を考え,イマージョンを含まないグラフを効率的に彩色するアルゴリズムを提案した.具体的には,任意のグラフH(最大次数d)に対して,Hをイマージョンとして含まないグラフが(d-1)色で彩色できるかを多項式時間で判定できることを示した.この成果は,これまでの本研究課題の成果であるイマージョンの詰込み問題に対する解析を利用することで得られた.本研究計画の主な課題のひとつに,グラフの詰込み問題に対するErdos-Posa性の解析がある.本年度は,指定された頂点を含む奇数オイラー部分グラフを,互いに辺を共有しないように詰め込む問題に対してErdos-Posa性の解析を行なった.具体的には,Erdos-Posa性が一般のグラフでは成り立たないこと,そして,グラフを4辺連結グラフにかぎればErdos-Posa性が成立することを示した.さらに,その証明をもとに,4辺連結グラフにおいて,指定された頂点を含む奇数オイラー部分グラフをk個辺素に見つけられるかを判定する問題に対して,固定パラメータアルゴリズムを提案した.本研究課題では,離散・連続最適化問題が持つ組合せ的構造に着目し,その構造を有効に利用した効率的アルゴリズムの設計を行なった.離散最適化問題については,グラフ上の最適化問題から生じる詰め込み・被覆型の整数計画問題に対して,構造的グラフ理論の先進的手法を利用することでErdos-Posa性と呼ばれる組合せ的構造を明らかにし,効率的な固定パラメータ・アルゴリズムを設計した.連続最適化問題に関しては,線形相補性問題という一般的な数理計画問題に対して,整数性などの組合せ的性質の解析,および,疎性など内在する組合せ的性質を利用した効率的なアルゴリズムの設計を行なった.本研究課題の主な目的は,詰込み・被覆タイプの組合せ最適化問題の解析と線形相補性問題の組合せ構造の解析であった.前者については,これまでの成果を改訂したものが論文誌に採択され,また今後の進展に向けて新しい知見が得られるなど,おおむね順調に推移している.後者のLCPについても,これまでの成果が改訂後に論文誌に採択された.
流動層による炭化鉄の高効率合成プロセスの開発

本研究は、鉄スクラップ代替の新鉄源としての炭化鉄の新製造プロセスの開発を目指し、ベンチ規模の回分式流動層反応装置を作製し、炭化鉄の多量製造試験並びに装置規模拡大の影響、及び炭化鉄の溶鋼への吹き込み溶解挙動を明らかにすることを目的とした。平成7年度にベンチ規模の回分式流動層反応装置(62mm内径)を作製し、2種の鉄鉱石を用いて所定の反応ガスによる還元、炭化高温反応実験を800°C前後の所定温度で遂行し、炭化鉄の多量製造の目処を付けた。平成8年度には、最適製造条件の確認をし、より高品質な炭化鉄を多量に製造した。次ぎに、この炭化鉄の溶鋼(50kg)への吹き付け溶解試験を遂行した。この試験結果及び反応装置の規模拡大の影響に関して一部検討した。平成9年度には、流動層反応装置内炭化鉄の生成反応に関する解析や反応装置の規模拡大の影響に関する検討をさらに進めた。また、炭化鉄の溶鋼への吹き付け溶解試験結果より、炭化鉄の溶鋼への所要溶解熱は炭化率の増加に伴い減少する傾向を示すことがわかった。また溶鋼の脱窒素が認められた。平成7年秋期までにベンチ規模の外部電気加熱型回分式流動層反応装置(62mm内径、1m長さのステンレス製反応管)、ガス供給排出系、計測系、ガス分析系等から成る炭化鉄製造装置を組立てた。2種の鉄鋼石を用いてCO-H_2-H_2S混合ガスによって流動層内にて還元、浸炭反応実験を常圧の条件で700850°Cの所定温度にて遂行した。鉱石量や反応ガス条件等を変えて試験した。X線回折によって炭化鉄等の相同定とその存在割合の経時変化を求めた。炭化鉄の収率は2時間でほぼ100%を示した。これにより多量の炭化鉄製造の目処を付けることができた。本試験研究Bの平成8年度研究実施予定の溶鋼への炭化鉄吹き込み溶解挙動調査を遂行するための足掛かりを確実に得た。並行して流動層内炭化鉄生成反応速度の解析も進行中である。さらに、平成7年度の結果を基に、今後、規模拡大の影響、反応や流動化挙動等を把握する中で、物質収支、熱収支、プロセス評価等を行うと共に実用化段階における適性な炭化鉄製造条件を見極めることを目指す。平成7年度にベンチ規模の回分式流動層反応装置(62mm内径)を作製し、2種の鉄鉱石を用いて所定の反応ガスによる還元、浸炭高温反応実験を800°C前後の所定温度で遂行し、炭化鉄の多量製造の目処を付けた。平成8年度には、最適製造条件の確認をし、より高品質炭化鉄を多量に製造した。次ぎに、この炭化鉄の溶鋼(30Kg)への吹き込み溶解試験を遂行した。この試験結果及び反応装置の規模拡大の影響に関して現在整理、検討中である。平成9年度には、前2年度に得られた結果をさらに総括的に検討を行い、新鉄源としての炭化鉄利用の可能性を明らかにする。全体的な研究の取りまとめ、特許出願、学会発表等を行う。次ぎに、この炭化鉄の溶鋼(30Kg)への吹き付け溶解試験を遂行した。

平成9年度には、流動層反応装置内炭化鉄の生成反応に関する解析や反応装置の規模拡大の影響に関する検討をさらに進めた。また、炭化鉄の溶鋼への吹き付け溶解試験結果より、炭化鉄の溶鋼への所要溶解熱は炭化率の増加に伴い減少する傾向を示すことがわかった。また溶鋼の,脱窒素が認められた。平成10年度内にこれら3年間に得られた研究結果を報告書として取りまとめ、新鉄源としての炭化鉄利用の可能性を明らかにする。
細胞分化を制御するPax6の活性調節機構

Pax6蛋白質が直接に結合する標的DNA断片の一つであり、pax6遺伝子の頭部外胚葉特異的エンハンサー内に存在してpax6発現のオートレギュレーションを担うLE9配列を用いることで、Pax6蛋白質のリン酸化による活性調節機構を解析した。LE9に対するPax6の作用はERK1/2あるいはp38MAPKにより顕著に上昇することを明らかにした。また、カルボキシ末端側のドメイン中に四か所のリン酸化部位を同定し、その三か所がin vitroでp38MAPKにより直接リン酸化を受けることが判明した。さらに、このうち一つのSerをAlaに変異させると、キナーゼ経路の活性化に対する転写促進の応答性が有意に抑制されることも分かった。Pax6のリン酸化はそれだけでは蛋白質の安定性に影響を与えなかったことから、リン酸化部位は他の因子との相互作用を介してLE9の転写活性化に寄与すると考えられる。また、このリン酸化残基をを含むアミノ酸配列に結合する特異的モノクローナル抗体を作成することで、生体におけるPax6のリン酸化パターンを解析することができるようになった。増殖シグナルによって核内のPax6のリン酸化が亢進することから、in vivoにおいてもERK経路の重要性が支持されるが、比較的長期にリン酸化状態が保たれるため、他のキナーゼの関与も考慮すべきであることが示唆された。このような結果から、Pax6の機能がC末端残基のリン酸化によって調節を受けていること、その制御にはMAPキナーゼ経路が関与していることが明らかとなった。LE9エンハンサーが実際に機能していることが予測される眼の分化過程において、リン酸化のシグナルを送るメカニズムの解明が今後の重要な課題になると思われる。Pax6タンパク質はペアード、ホメオ、CTD各ドメインより構成されている。CTD中に存在し、MAPKファミリーによりリン酸化を受けることが配列から予測されるSerおよびThr残基4カ所を、様々な組み合わせでリン酸化を受け得ないAlaに変異させることにより、活性に対する影響を解析した。測定系には、Pax6自身の遺伝子の頭部外胚葉待異的エンハンサー中に存在するLE9配列をPax6応答配列として持つルシフェラーゼレポーターを活用した。上記の4カ所を全てAlaに置喚した変異体では極端に活性の低下が観測された。これは、変異タンパク質が不安定化され、細胞内でほとんど蓄積されないことに原因のあることが判明した。そこで、Thrの置換にはValを用いた変異体を用いたところ、野生型タンパク質と比較しうる程度の安定性を持つ変異体タンパク質を得ることが可能となった。この4カ所の変異を持つものから一か所ずっThrもしくはSerに復帰させた変異体を作成して活性を測定したところ、最もC末端側に位置するSer残基が重要であることが示唆された。グルタチオンSトランスフェラーゼとPax6-CTDドメインとの融合タンパク質を作成しin vitroキナーゼアッセイを行った結果から、CTDはERKおよびp38^<MAPK>の良い基質になり得ること、JNKによるリン酸化効率はこれらより有意に低いことが判明した。また、ペアードおよびホメオドメインは、これらのキナーゼの基質になる可能性は低いことが判明した。また、C末端側Serをリン酸化した合成ペプチドに対する特異抗体を作成し、細胞内のリン酸化型Pax6の動的挙動を解析しつつある。変異蛋白質の作成とリン酸化反応などにより、昨年度までにPax6中に三箇所のリン酸化部位を同定していたので、各々のリン酸化が、いつどのような細胞で起きているのかを確認するため、配列を基にリン酸化残基を含む領域に相当するペプチドを作成し、これを抗原としてモノクローナル抗体の作成を試みた。これにより、中央部のSer残基をリン酸化状態特異的に認識する抗体を得ることができた。この抗体により、細胞一個のレベルで特定部位のリン酸化状態を同定することに成功した。

また、このSer残基が増殖刺激に応答してリン酸化を受けることを明らかにした。この時、Mek阻害剤の存在下においてはリン酸化の抑制が観察されることから、リン酸化にはERK径路が主要な役割を持つものと考えられる。さらにGST蛋白質と各変異体との融合蛋白質を基質として用いたインビトロリン酸化反応により、このリン酸化がERK1/2による直接的なリン酸化によって起きることが示された。一方、Pax6のペアード・ドメインの認識DNA配列のひとつであるLE9配列を利用して、転写活性化能におけるSerリン酸化の効果を様々な培養細胞を用いて解析したところ、この部位のリン酸化が転写活性化能へ低レベルの影響を示すことが判明した。これらの結果は、培養細胞を用いた実験から得られたものであり、in vivoにおけるPax6のリン酸化の意義を明らかにするために、今後は胚に直接に各変異体を導入することで、発生過程に対する影響を解析する必要があるものと考えられる。
超臨界状態を利用した新規酵素含有リポソームの開発とセンサへの応用

本研究は,特定の外部刺激に応答して内包物質を放出する機能をリポソームに付与した『信号の化学増幅システム』の開発を目的としている.本年度は,膜材料として代表的なリン脂質であるDPPC,外部刺激応答性を与える物質としてリン脂質分解酵素であるホスホリパーゼA2を用いたリポソームを作製し,膜近傍における酵素反応によって内包物質の放出の制御を行うことを目指した.ホスホリパーゼA2は,カルシウムイオン存在下でDPPCの分解を促進するが,カルシウムイオンがない状態では酵素活性を示さない。そこで,ホスホリパーゼA2含有リポソームの分散液に,外部刺激としてカルシウムイオンを添加した系と,添加しない系で粒度分布の経時変化を測定しカルシウムイオンの影響を評価した.その結果,カルシウム未添加の系では,粒度分布や平均粒径に変化が起こらないのに対して,カルシウムイオンを添加した系では,0.1μm以下の小さなリポソームが消滅し,それに伴って平均粒径が大きくなることがわかった.一方,酵素を添加していないリポソームでは,カルシウムを添加しても粒径の小さなリポソームが消滅する現象は見られなかった.これらの結果は,カルシウムイオン添加による粒径の小さなリボソームの消失が,凝集による粒径の増大や浸透圧変化によるリポソームの破壊によって起こっているのではなく,酵素の関与によって膜分子に何らかの変化が生じたことを示唆している.さらに,米油の製造工程で副生する蝋分を精製して得られた低融点ライスワックス(軟蝋)を用いたマイクロスフェアに外部刺激応答性を付与する研究も併せて行った。軟蝋は,DPPCと比較して安価で安定な供給が見込める膜材料である。本年度は,軟蝋の成分であるトリグリセリドの分解酵素(リパーゼAS)を添加したマイクロスフェアを作製し,蛍光物質の内包を確認した.この系はpHの制御による物質の放出が期待できる.本研究は、環境汚染物質の検出用マイクロチップや生化学検査用のマイクロチップに適度な膜強度を有する酵素含有リポソームを導入し、検査対象物質の酵素反応によって放出されるリポソームの内包物質を新たな測定対象として、検出感度を化学的な手法で増幅することを目的としている。初年度の平成16年度は、超臨界二酸化炭素を用いて「酵素を含有したリポソーム」の作製が可能であるかを検証した。実験は、東京理科大学に設置された超臨界流体式リポソーム製造装置を用いて行った。酵素としては、取り扱いが容易で、生化学的血液検査で過酸化水素を検出するのに使用実績のある西洋わさびパーオキシダーゼを用いた。以下に実験方法を述べる。1)西洋わさびパーオキシダーゼと膜物質を粉体のままで超臨界流体式リポソーム製造装置の温度管理されたセルに入れる。2)高圧の二酸化炭素を導入して超臨界状態にした後、一定の速度で内包色素(赤キャベツ色素)の水溶液を注入する。3)注入が終了したら、セル内の二酸化炭素の圧力を若干の加圧状態になるまで減圧し、残った圧力でリポソーム分散体を細管状の取り出し口から押し出して回収する。4)リポソームを光学顕微鏡で確認し粒度分布を測定する。膜物質としては、典型的なリン脂質である(DPPC)、米糠から精製したワックス成分(ライスワックス:融点の高い成分を硬蝋、低い成分を軟蝋と呼ぶ)を用いた。いずれの場合も安定した分散状態を保持したが、リポソームの作製に良く用いられているDPPCよりもライスワックスを用いた方が分散体の安定性が高く、軟蝋>硬蝋>DPPCの順番であることがわかった。また、光学顕微鏡による観察と粒度分布の測定結果から、いずれの場合も1.5μm径以上のリポソームが出来ており、特に軟蝋を膜物質として用いると3μm径4μm径にピークを持つ粒度分布が得られることがわかった(体積平均)。昨年度は、超臨界二酸化炭素を用いて「酵素(西洋わさびパーオキシダーゼ)を含有したリポソーム」の作製が可能であるかを検証した。その結果、典型的なリン脂質である(DPPC)、米糠から精製したワックス成分(ライスワックス:融点の高い成分を硬蝋、低い成分を軟蝋と呼ぶ)を膜物質とした場合、リポソームの作製に良く用いられているDPPCよりもライスワックスを用いた方が分散状態の安定性が高く、軟蝋>硬蝋>DPPCの順番であることがわかった。本年度は、分散状態の安定性が高かった軟蝋を膜物質として、超臨界二酸化炭素により水溶性の蛍光物質(カルセイン)を内包させたリポソームを作製し、外部刺激に対する応答性について予備的な検討を行った。内包されていないカルセインを透析により除去したリポソーム分散液を軟蝋の融点以上の温度に加熱すると、リポソームの熱的な破壊が起こり、カルセインが放出されて蛍光強度が増大した。この時、軟蝋のみのリポソームの方が酵素含有リポソームよりも加熱による蛍光強度の変化が大きいことから、酵素を添加しないリポソームの方が内包率が高いことが明らかになった。さらに、pHの変化による内包物質の放出制御についても実験を行い、僅かながら蛍光強度の変化が観測されたが、今後再現性のチェックを行うとともに、化学反応の種類や至適pHを考慮して酵素の種類を変更し、より大きな蛍光強度変化が観測されるようにする必要があることがわかった。

尚、本研究で用いた軟蝋は、研究代表者が油脂メーカーと共同開発したエタノールによる精製方法(平成16年度,17年度:特許出願,平成16年度,17年度:日本化学会春季年会発表)で得られたワックスであり、現工程では製造できない食品添加物グレードのものである。これにより、酵素含有リポソームも食品添加物用途(化粧品、医薬品、医薬部外品等)での応用が可能になった。本研究は,特定の外部刺激に応答して内包物質を放出する機能をリポソームに付与した『信号の化学増幅システム』の開発を目的としている.本年度は,膜材料として代表的なリン脂質であるDPPC,外部刺激応答性を与える物質としてリン脂質分解酵素であるホスホリパーゼA2を用いたリポソームを作製し,膜近傍における酵素反応によって内包物質の放出の制御を行うことを目指した.ホスホリパーゼA2は,カルシウムイオン存在下でDPPCの分解を促進するが,カルシウムイオンがない状態では酵素活性を示さない。そこで,ホスホリパーゼA2含有リポソームの分散液に,外部刺激としてカルシウムイオンを添加した系と,添加しない系で粒度分布の経時変化を測定しカルシウムイオンの影響を評価した.その結果,カルシウム未添加の系では,粒度分布や平均粒径に変化が起こらないのに対して,カルシウムイオンを添加した系では,0.1μm以下の小さなリポソームが消滅し,それに伴って平均粒径が大きくなることがわかった.一方,酵素を添加していないリポソームでは,カルシウムを添加しても粒径の小さなリポソームが消滅する現象は見られなかった.これらの結果は,カルシウムイオン添加による粒径の小さなリボソームの消失が,凝集による粒径の増大や浸透圧変化によるリポソームの破壊によって起こっているのではなく,酵素の関与によって膜分子に何らかの変化が生じたことを示唆している.さらに,米油の製造工程で副生する蝋分を精製して得られた低融点ライスワックス(軟蝋)を用いたマイクロスフェアに外部刺激応答性を付与する研究も併せて行った。軟蝋は,DPPCと比較して安価で安定な供給が見込める膜材料である。本年度は,軟蝋の成分であるトリグリセリドの分解酵素(リパーゼAS)を添加したマイクロスフェアを作製し,蛍光物質の内包を確認した.この系はpHの制御による物質の放出が期待できる.
プラチナ系抗癌剤の副作用発現予測と発現機序解明に向けたバイオメタル情報の活用

食道癌患者と肺癌患者を対象にシスプラチン投与後のプラチナならびに鉄、銅、亜鉛、マンガン、鉛などの生体内金属(バイオメタル)の血漿中濃度を解析した。輸血や鉄剤投与ならびに食事の有無あるいは採血時間などバイオメタルへの影響因子を除いて解析したところ、血漿中鉄濃度は薬物投与開始後一週間程度をピークに一過性の上昇を認めた。血漿中鉄濃度の上昇には一部ヘモグロビン由来の鉄が関与すると考えられた。亜鉛の濃度も化学療法開始数日後に上昇を示しており、シスプラチン投与時にはバイオメタルが血液レベルで一定の変動することが明らかとなった。プラチナ系抗癌剤の生体への影響を理解する上でバイオメタル解析は有用と考えられた。プラチナ系抗癌剤による副作用発現の予測は困難を極めることから、その早期発見ならびに予防法の確立が急がれる。動物実験ではシスプラチンが亜鉛や銅といった金属と置換する現象が報告されており、生体においてもプラチナがバイオメタルと相互作用することが推察される。本年度は、バイオメタルの網羅的解析手法の確立を目的として、標準血清に既知量のプラチナを添加して作製したスパイクサンプルについてICP-MSを用いたバイオメタルの定量を試みた。76種類の金属元素について解析を行ったところ、プラチナ添加量に応じて濃度が変化した金属元素は認められなかった。また、スパイクサンプルに対する灰化処理の有無によって変動する増加する金属元素が11種類、減少する金属元素が4種類存在した。バイオメタルの網羅的解析を実施する上でサンプルの前処理条件によっては元素個々で測定値への影響が異なる可能性があり、処理条件に関しては変動要因の解明も含めて引き続き検討する予定である。一方、プラチナ系抗癌剤を含む癌化学療法施行患者より得られた血液サンプルについてもバイオメタルの網羅的解析の予備検討を行った。その結果、検出可能であった33種類のバイオメタルについて、抗癌剤投与後の経過日数に伴うプラチナ濃度の減少に応じて増加や減少する数種類のバイオメタルが存在した。本年度検討した対象患者および測定サンプル数が少なかったことから、今後は既存のサンプルについて同様の検討進めることでプラチナ系抗癌剤投与によって変動するバイオメタルの個体間差や変動の要因についてさらに検討を進めていく予定である。また、既述の通り、サンプルの処理方法によってもバイオメタルの測定値が影響を受ける可能性があることから培養細胞サンプルについてもサンプル処理条件の検討を進める予定である。本年度は、前年度に引き続きプラチナ系抗癌剤を含む癌化学療法施行患者より得られた血液サンプルについてプラチナに加えて6種類のバイオメタル(マンガン、鉄、コバルト、銅、亜鉛、鉛)に着目して血漿中濃度解析を行った。対象は術前がん化学療法(FP療法:シスプラチンと5-FUの併用投与)を施行した食道癌患者5症例とした。FP療法1サイクル目開始後から2サイクル目開始前までの間(シスプラチン投与開始後32日目まで)を対象期間として早朝採血されたサンプルについて、強酸により湿式灰化し、バイオメタルをICP-MS法を用いて測定した。その結果、対象症例すべてにおいて、血漿中の鉄濃度はFP療法開始一週間程度までに薬物投与開始前の値と比較して最大約2倍に上昇し、2週間までに薬物投与開始前の値まで回復した。対象期間中、マンガン、銅、亜鉛、鉛についても血漿中濃度の変動は認められたものの、すべての対象患者に共通した変動傾向は認められなかった。また、ほとんどの測定検体でコバルトは検出限界以下であった。次に、血漿中鉄濃度の変動要因の解明を目的として血液検査値のカルテ調査を行った。生体内に存在する鉄の60%70%は赤血球中のヘモグロビンに存在することから、赤血球値とヘモグロビン値を調査したところ、4名の患者ではヘモグロビン値はFP療法開始後に低下していたが、1名はむしろ上昇する傾向にあった。なお、後者では赤血球濃厚液の投与ならびに経口鉄剤の投与が行われており、血中鉄濃度の変動要因の詳細は不明だが、血漿鉄の上昇には一部ヘモグロビン由来の鉄が関与していると考えられた。検討対象とするバイメタルを絞り込んだことで効率的に血漿中濃度の解析を進めることができた。この中で一過性の血漿中鉄濃度の変動を見出すことができたことは順調に成果を挙げられたものと考えている。血漿中に増加した鉄の由来とシスプラチン投与との関連性を明らかにできればプラチナ製剤の生体内挙動や副作用発現機序の解明に繋がるものと考えられる。プラチナ系抗癌剤による副作用発現の予測は困難を極め、その早期発見ならびに予防法の確立が急がれる。プラチナ系抗癌剤は生体内金属(バイオメタル)と相互作用することが推察されることから、本研究では、シスプラチン投与患者の血液サンプルについてプラチナならびにバイオメタルの血漿中濃度解析を行った。食道癌患者と肺癌患者のシスプラチン投与開始前と開始後の血液サンプルについてプラチナおよびバイオメタル(鉄、銅、亜鉛、マンガン、鉛)を解析したところ、肺癌患者と比較して、食道癌患者では薬物投与前の血漿中鉄濃度が有意に低値を示した。食道癌患者では、血漿中鉄濃度は薬物投与開始後一週間程度までに薬物投与開始前の値と比較して最大約2倍に上昇し、2週間までに薬物投与開始前の値まで回復した。

交絡因子を考慮し、輸血や鉄剤投与を行わず且つ空腹時条件下での血漿サンプルについて再解析を行ったところ、血漿中鉄濃度の一過性濃度上昇はより顕著に認められた。また、肺癌患者でも同様の傾向を認めた。血漿中鉄濃度上昇時には赤血球数やヘモグロビン値に低下傾向が認められ、血漿中鉄濃度の上昇には一部ヘモグロビン由来の鉄が関与すると考えられた。また、血漿中鉄濃度の上昇は二次的に血清フェリチン値の上昇を伴った。一方で、血清トランスフェリン値は血漿中鉄濃度の上昇時に低下していたが原因は不明である。血漿中亜鉛濃度も化学療法開始後数日後に有意な上昇を示しており、プラチナ系抗癌剤には鉄も含めたバイオメタルが血液レベルで一定の変動を示すことが明らかとなった。プラチナ系抗癌剤の生体内挙動を把握する上でバイオメタル解析は有用と考えられ、今後、異なる癌腫や化学療法プロトコールについても解析を進めることで同剤の副作用発現機序解明や予測に繋がるものと考えられた。バイオメタル変動の詳細なメカニズムについては引き続き培養細胞系を用いて解析を進める予定である。食道癌患者と肺癌患者を対象にシスプラチン投与後のプラチナならびに鉄、銅、亜鉛、マンガン、鉛などの生体内金属(バイオメタル)の血漿中濃度を解析した。輸血や鉄剤投与ならびに食事の有無あるいは採血時間などバイオメタルへの影響因子を除いて解析したところ、血漿中鉄濃度は薬物投与開始後一週間程度をピークに一過性の上昇を認めた。血漿中鉄濃度の上昇には一部ヘモグロビン由来の鉄が関与すると考えられた。亜鉛の濃度も化学療法開始数日後に上昇を示しており、シスプラチン投与時にはバイオメタルが血液レベルで一定の変動することが明らかとなった。プラチナ系抗癌剤の生体への影響を理解する上でバイオメタル解析は有用と考えられた。スパイクサンプルにおける検討から灰化処理の有無によって濃度が変動する金属元素が存在し、バイオメタルの網羅的解析を実施する上でサンプルの前処理条件によっては対象とする金属元素個々で処理方法を変える必要性が生じたため。なお、測定値に影響する要因については不明である。血漿鉄の上昇には一部ヘモグロビン由来の鉄が関与していると考えられるが、検討症例数が少ないことから、今後さらに症例数を増やして検討を進める予定である。また、貯蔵鉄等についても検討を進め、プラチナ系抗癌剤投与によって変動するバイオメタルの変動要因や個体間差の要因について検討を進めていく予定である。医療薬学バイオメタルの網羅的解析を実施する上でのサンプル処理条件について、変動要因の解明も含めて引き続き検討する予定である。また、未測定の既存のサンプルについて検討を進めることでプラチナ系抗癌剤投与によって変動するバイオメタルの個体間差や変動の要因について検討を進めていく予定である。さらに、培養細胞由来サンプルの処理方法についてもサンプル処理条件の検討を進める予定である。
カリクレインによる血中で生成されるPGI_2生産促進ペプチドの分離同定と作用機構

カリクレインはセリンプロチア-ゼであり血清中のキニノ-ゲンを基質としてリジルブラディキニン、ブラディキニンを産生する酵素である。私達はカリクレインのウシ動脈由来内皮細胞におけるプロスタサイクリン(PGI_2)合成促進作用が、前述したキニンの生産を介さず、新規ペフチドを産生する可能性を見い出した。血管内皮細胞にカリクレインを長時間作用させるとそのPGI_2合成促進作用は少なくとも24時間は持続した。しかし反応途中で細胞層を洗うか、もしくはカリクレインの阻害剤を加えるとそのPGI_2合成促進効果が失われた。したがって、新規ペプチドはカリクレインにより常に産生されながらPGI_2合成促進作用を発揮していると考えられる。本度はこの新規ペプチドの構造決定を試みた。血清の硫安沈殿を行い、4050%飽和画分にカリクレインを加え37°Cで1時間インキュベ-トした。反応液をセントリコン-10にかけて遠心分離し、低分子画分をさらにHPLCを用いて分画した。カリクレイン処理によって新たに出現した5つのピ-クについて、それぞれさらにHPLCを用いて精製した。それぞれはアミノ酸47個から成るペプチドであった。それらの構造決定を行ったのち、新規にそれぞれのペプチドを化学合成し、その活性を調べたが、活性は保持されていなかった。おそらく硫安分画時にプロテア-ゼも濃縮され、一部消化されてしまったためと思われた。さらに工夫をこらし、精製を行っている段階である。血管内皮細胞においてカリクレインによるPGI_2合成の促進効果は、タンパク合成阻害剤では抑制されないがブランディキニンのそれは抑制されることから、本ペプチドとブランディキニンの作用機作は本質的に異なるものと思われる。
1次元音場におけるランダムダクトの減衰特性解析と騒音制御への応用

騒音制御には、吸音材などを用いる受動的な手法や、騒音を音で打ち消す能動的な手法が知られている。一方、電磁波の分野では,不規則な揺らぎのある媒質中を波が伝わるとき,波が遠くまで伝わらず,その結果小さな領域に波動が閉じ込められる共振現象(局在)が知られている。ランダム媒質あるいはランダムな装荷をもつ音場でも急激な音の指数的減衰があると予想され、それを騒音抑圧に利用することが期待できる。本研究では、ランダム性を導入した1次元ダクト(ランダムダクト)の減衰特性に着目し、その理論解析に基づいてシミュレーションを行い、最終的に実機での消音実験を目指した。具体的な年度ごとの成果は以下のようになる。[2005年度]1.ダクト内の音場を分布定数線路の等価回路で表し、音源(騒音源)に対して通常の1次元ダクト内での音場を解析ならびにシミュレーションを行った。2.1の理論を元にダクト内にランダム媒質が存在する場合の音場の減衰特性を理論的に見出した。3.理論の正当性を検証するためにシミュレーションを行い、急激な音の減衰が起こることを示した。4.得られた成果を、学会発表ならびに論文として公表した。[2006年度]1.2005年度に引き続き、ダクト内の音場を分布定数線路の等価回路で表し、音源(騒音源)に対して通常の1次元ダクト内での音場を解析ならびにシミュレーションを行った。2.ついで、1の理論を元にダクトにランダム装荷を導入した場合の音場の減衰特性を理論的に見出した。3.理論の正当性を検証するためにシミュレーションを行い、ランダム媒質と同様、ランダム装荷でも急激な音の減衰が起こることを確かめた。4.得られた成果は、論文発表として公表した。騒音を制御し静穏な環境を創り出すことは、産業応用の分野だけでなく生活の質(QOL : Quality Of Life)を向上させるという観点からもいまや重要な課題である。騒音制御には、吸音材などを用いる受動的な手法や、騒音を音で打ち消す能動的な手法(代表的なものはFiltered-x法)が知られている。ランダム媒質あるいはランダムな装荷をもつ音場でも急激な音の指数的減衰があると予想され、それを騒音抑圧のマフラーとして利用することが期待できる。一般の音場は解析が困難であるが、1次元音場ならば電気回路の分布定数系として書き直すことが出来る。本研究の目的は、ランダム性を導入した1次元ダクト(ランダムダクト)の減衰特性に着目し、その理論解析に基づいてシミュレーションを行い、最終的に実機での消音実験を目指すことにある。1次元ダクトにランダム性を反映させ、音場の減衰特性を解析することと、その減衰特性を騒音制御に利用することは、世界で初めての試みである。そこで、本年度は以下のように新たな手法の提案とシミュレーションを行った。1.ダクト内の音場を分布定数線路の等価回路で表し、音源(騒音源)に対して通常の1次元ダクト内での音場を解析した。2.ついで、1の理論を元にダクトにランダム性を導入した場合の音場の減衰特性を理論的に見出した。3.理論の正当性を検証するためにシミュレーションを行い、その結果ランダム音場では急激な音の減衰が起こることが示された。

騒音制御には、吸音材などを用いる受動的な手法や、騒音を音で打ち消す能動的な手法(代表的なものはFiltered-x法)が知られている。一方、電磁波の分野では,不規則な揺らぎのある媒質中を波が伝わるとき,波が遠くまで伝わらず,その結果小さな領域に波動が閉じ込められる共振現象(局在)が知られている。ランダム媒質あるいはランダムな装荷をもつ音場でも急激な音の指数的減衰があると予想され、それを騒音抑圧に利用することが期待できる。一般に3次元的な広がりを持つ音場は複雑であるが、1次元音場は分布定数系として書き直せ理論的な解析が可能である。本研究の目的は、ランダム性を導入した1次元ダクト(ランダムダクト)の減衰特性に着目し、その理論解析に基づいてシミュレーションを行い、最終的に実機での消音実験を目指すことにある。1次元ダクトにランダム性を反映させ、音場の減衰特性を解析することと、その減衰特性を騒音制御に利用することは、世界で初めての試みである。そこで、本年度は昨年度に引き続き、以下のようなことを行った。1.ダクト内の音場を分布定数線路の等価回路で表し、音源(騒音源)に対して通常の1次元ダクト内での音場を解析ならびにシミュレーションを行った。2.また、1の理論を元にダクトにランダム性(今回はランダム装荷)を導入した場合の音場の減衰特性を理論的に見出した。3.理論の正当性を検証するためにシミュレーションを行い、その結果ランダム装荷の場合にも急激な音の減衰が起こることが示された。4.最後に、ダクト模型とDSPボードなどを用い、初歩的な実験から試みたが、時間の関係上、結果までは到達できていない。今後の重要な課題である。
「心理的近接性」の概念に基づくエネルギー技術の社会影響評価

太陽光発電や風力発電など再生可能エネルギー技術の特徴のひとつは小規模分散型の設置が可能という点にある。これらの技術は、日常生活の目に見える場に常に存在することによって、人々のエネルギーや環境に関する意識、さらには行動を変化させる可能性がある。本研究では、エネルギー技術に対する愛着や親しみなど人々と技術との心の距離である「心理的近接性」という概念を新たに定義し、太陽光発電システムの身近な存在が、それに対する心理的近接性の向上を通して、人々の環境配慮行動を高める可能性を明らかにした。太陽光・風力発電やバイオ燃料など再生可能エネルギー技術の特徴のひとつは小規模分散型の設置が可能という点にある。これらの技術は、日常生活の目に見える場に存在することによって、人々のエネルギーや環境に関する態度や価値観、さらには行動を変化させる可能性がある。本研究では「人々のエネルギー・環境に関する態度や規範は、エネルギー技術に対する愛着や認知など人々と技術との心の距離(心理的近接性)の影響を受け、心理的近接性は技術自体が持つ工学的特性からの影響を受ける」という仮説を出発点に、エネルギー技術の導入がもたらす心理的、行動的変化のメカニズムを解明する。平成25年度は、保育園の屋根にある太陽光発電(PV)パネルの視認性が、被験者(子供を保育園まで毎日送迎する保護者)のPVシステムに対する心理的近接性、そしてエネルギーに関する規範や考え方に及ぼす影響に着眼し、予備的な実験を行った。PVシステムを設置している長野県飯田市の3保育園を選定し、169名の被験者に対して質問紙調査を実施した。質問紙調査で得られたデータを分析した結果、PVパネルを良く見ていることが、PVシステムへの愛着やシンボルとしての認識を促し、エネルギーに関するもったいない価値観を強めている可能性が認められた。他方で、LED電飾により短期的にPVパネルの視認性を向上させてみたが、その向上によって被験者の心理的近接性が有意に変化しているとは言えなかった。エネルギーに関する関心や価値観の形成において、身近なPVシステムの目に見える存在とそれに対する肯定的な価値付けが一定の役割を果たしている可能性が認められた。本研究では「人々のエネルギー・環境に関する態度や規範は、エネルギー技術に対する愛着や認知など人々と技術との心の距離(心理的近接性)の影響を受け、心理的近接性は技術自体が持つ工学的特性からの影響を受ける」という仮説を出発点に、エネルギー技術の導入がもたらす心理的・行動的変化のメカニズムを解明する。平成26年度は、人々が持つPVシステムへの心理的近接性が、省エネ行動の実施度および省エネ政策の受容度に与える影響について、VBN理論(Value-Belief-Norm Theory)に基づき明らかにした。長野県飯田市の保育園に子供を通わせる保護者の協力を得て社会実験を行い、質問紙調査によりデータを収集した。得られたデータを用いて分析した結果、PVシステムへの心理的近接性は、社会全体の利益や自然環境の保護に重きをおく利他的・生態系価値観に影響を与えることが認められた。また、省エネ行動の実施および省エネ政策の受容の2要素に対して、PVシステムへの心理的近接性は直接的に影響していることが示唆された。つまり、PVシステムに対する心理的近接性の向上が、省エネ社会の構築に向けた人々の行動を促す可能性が示された。太陽光・風力発電など再生可能エネルギー技術の特徴のひとつは小規模分散型の設置が可能という点にある。本研究では「人々のエネルギー・環境に関する態度や規範は、エネルギー技術に対する愛着や認知など人々と技術との心の距離(心理的近接性)の影響を受け、心理的近接性は技術自体が持つ工学的特性からの影響を受ける」という仮説を出発点に、エネルギー技術の導入がもたらす人々の心理的・行動的変化の解明を試みた。本研究では第一に、心理的近接性を測る尺度を開発した。公共施設に設置された太陽光発電(PV)システムを取り上げ、それを心理的に近しく感じられる程度を測定するための質問項目を作成し、信頼性の高い尺度を開発した。また、VBN (Value-Belief-Norm Theory)理論を想定し上記仮説を検証するために必要となる、利他的・生態系価値、重要性認知、責任感、規範などの尺度も、既往研究を参考にして質問項目を作成した。第二に、質問紙調査により得られたデータを用い共分散構造分析などを実施した結果、PVシステムへの心理的近接性が人々の省エネルギーに関する行動や政策受容性に影響を与えている可能性を見出した。さらに、その心理プロセスとして以下の二種類の可能性が認められた。ひとつめは、公共施設のPVシステムに親しみや愛着を抱くことが、社会や他人のために自然環境を大切にしようという利他的な気持ちを持たせ、次いでエネルギー環境問題に関する責任感や規範などに影響し、最終的に省エネ行動・政策受容性を促すという認知的なプロセスである。ふたつめは、親しみや愛着を抱くことが、責任感や規範などを介することなく、省エネ行動・政策受容性を高めるという無意識的なプロセスである。

本研究では、エネルギー技術に対する愛着や親しみなど人々と技術との心の距離である「心理的近接性」という概念を新たに定義し、太陽光発電システムの身近な存在が、それに対する心理的近接性の向上を通して、人々の環境配慮行動を高める可能性を明らかにした。本研究の特徴である社会実験(PVシステムへの心理的近接性を高めるための介入実験)の実施を通して、PVシステムへの心理的近接性が、省エネ行動の実施度や省エネ政策の受容度に影響するメカニズムについて新たな知見を得た。エネルギー技術評価平成26年度に開始した介入実験を継続するとともに、平成27年度から異なる種類の介入実験を開始し、継続的にデータを収集し、PVシステムへの心理的近接性が省エネ行動の実施度や省エネ政策の受容度に影響するメカニズムについて分析を深化させる予定である。平成27年度においても飯田市および地元NPOの協力を得て、順調に研究を進めることが出来ると見込まれる。第一に、技術の心理的近接性(愛着、親しみ、誇りなど)を測定するための尺度を作成し、それらを利用した質問紙調査を下記の予備実験において実施した。第二に、長野県飯田市のPVシステムを設置している保育園を対象とした予備実験を、市および地元NPOの協力を得て予定通りに実施した。H25年度の予備実験によって得られた結果を分析することで、H26年度以降の本実験に向けた知見を得ることが出来た。平成25年度の予備的実験の結果を踏まえて、平成26年度以降に飯田市内の市立保育園を対象として本実験を行う予定である。平成25年度の質問紙調査とインタビュー調査から得られたデータを分析することで、より妥当な実験方法を設計し、また尺度についても改善を施した上で、本実験を行う。飯田市および地元NPOの協力意向は既に得られており、順調に研究を進めることが出来ると見込まれる。
非小細胞肺癌における免疫チェックポイント阻害薬耐性メカニズムの解明とその克服

免疫チェックポイント阻害薬の登場により,肺癌の治療は大きく変化した.しかし,長期的な治療効果が得られる患者さんは限られている.そこで,免疫チェックポイントの他に癌が免疫を逃れるメカニズムに注目した.これには複数のメカニズムがあるが,その中で非小細胞肺癌における免疫チェックポイント阻害薬の治療効果に特に強く関係するものを明らかにする.これにより,免疫チェックポイント阻害薬の耐性メカニズム解明と,それを標的とした新規治療戦略の開発につなげる.免疫チェックポイント阻害薬の登場により,肺癌の治療は大きく変化した.しかし,長期的な治療効果が得られる患者さんは限られている.そこで,免疫チェックポイントの他に癌が免疫を逃れるメカニズムに注目した.これには複数のメカニズムがあるが,その中で非小細胞肺癌における免疫チェックポイント阻害薬の治療効果に特に強く関係するものを明らかにする.これにより,免疫チェックポイント阻害薬の耐性メカニズム解明と,それを標的とした新規治療戦略の開発につなげる.
ジオパークにおける展示・学習施設の活性化を促す学習プログラム構築と博物館の役割

山陰海岸ジオパークを中心に地質と暮らしとのかかわりを示すジオストーリーと教材を作成し,各地の連携を促す作業としてジオセミナー,ジオ談会,ジオキャラバンを実施した.このような活動を展開するにあたり,博物館の役割は大きい.しかし日本の多くのジオパークで博物館の役割は展示場所の確保や,学術的情報の提供のみにとどまっている.今後はギリシャのジオパークで見られるように,博物館がジオパークの運営に主導的に関わっていける体制を作り上げることが重要である.そしてその場合にもとめられる博物館は,展示施設ではなく多様な活動を展開していける,新しい世代の博物館である.この研究は山陰海岸ジオパークを中心に、「地質遺産と暮らしを結ぶストーリーの構築」の基礎的研究を行い、それをベースに「学習プログラムを開発」し、その実践を通して施設の活性化と「博物館施設および活動グループ間の連携」を促すことを目的とする。地質遺産と暮らしを結ぶストーリーの基礎的研究のうち、地質分野では従来湖成層と考えられていたこの地域の地層が河川堆積物であること、「漣痕」として県の天然記念物に指定されていたものが、そうではなく「流痕」であることを明らかにした。また植物に関する基礎的研究としては山陰海岸に特有のタジマタムラソウの形態と地理的分布を検討した結果、タジマタムラソウに両性花と雄蕊に花粉の存在しないものが存在することが明らかになった。これらは山陰海岸ジオパークにおける自然の価値を高め、地域ブランド化につながる成果である。学習プログラムの開発の一環として、山陰海岸において計25回のセミナーを実施した。その過程で発見した火山灰露頭を受講者がはぎ取り、兵庫県立人と自然の博物館で展示した。このようなセミナー受講から実技を通じ、さらに作品を展示するまでの一連の作業を一つの教材ととらえることができる。博物館施設および活動グループ間の連携を促す活動としては、展示とセミナーを地域の人たちとともに作り上げていく「ジオキャラバン」を山陰海岸内の各地で3回実施した。それに加えて研究者と地域の人たちとの交流を図る目的で「ジオ談会」を発足させ、第1回の研究会を実施した。このように基礎的研究をもとに教育活動を進め、それらを地域や施設の人たちとともに実施していくことが地域の活性化の中で示す博物館の役割と考えられ、24年度はその基本的流れを作り上げることができた。ストーリー構築グループは、昨年に引き続き、地質学的面については野外の地質調査と岩石の記載・同定を実施し、K-Ar法による年代測定と古地磁気方位の測定を行った。また地すべり地形と但馬牛の放牧、火山地形と土地利用の関係について大地のストーリーを構築してきた。植物については引き続いてタジマタムラソウを主に海浜植物の分布調査をおこない、特にタジマタムラソウなどの山陰海岸地域特有の植物について、その分布をまとめた。また、竹野地域を中心とする古写真の収集を行い、現在の環境と合わせて展示を行った。学習プログラムグループはテーマを決めて各地のジオパークを視察し、ジオパークでの小規模施設の役割や教材開発とインタープリター養成の調査をおこない、学習プログラムを作成する。平成25年度は世界ジオパークとして隠岐ジオパークと洞爺湖有珠山ジオパーク、日本ジオパークとして四国西予・豊後大野・恐竜渓谷ふくい勝山ジオパークをそれぞれ訪問し、博物館施設とジオパークとの連携関係を調査した施設の連携グループは各施設で大地と暮らしの物語」に関するセミナーと研究交流会(ジオ談会)を京丹後市丹後庁舎および旅館「とと屋」、新温泉町湯村の旅館「朝野屋」、豊岡市の兵庫県総合庁舎、鳥取市役所青谷支所、の計4ヶ所で実施し、研究者と住民の交流機会を創出した。さらにジオパークや自然についての展示とセミナーを組み合わせたキャラバンを、湖山池情報プラザ、竹野御用地館(豊岡市)、久美浜・稲葉本家(京丹後市)で実施した。これらの成果については、日本地球惑星科学連合大会(5月)、地学団体研究会(8月)、日本地質学会(9月)などの学会のほか、済州島のアジアー太平洋ジオパークネットワーク大会(9月)、隠岐における日本ジオパーク大会(10月)で発表した。ジオパークの自然・環境についての基礎調査として、植物分野では山陰海岸ジオパーク特有のタジマタムラソウの分布概要をまとめ、その過程で中国地方でサルビアの新種であるテリハナツノタムラソウを発見した。地球科学分野では新たに拡大した山陰海岸ジオパークの西部地域について調査を行い、鹿野の街並みが扇状地上に成立し、そのことが水害の少ないまちづくりにつながっているが示された。また、豊岡市竹野の猫崎半島の調査により、これまで知られていなかった採石場の跡が見つかり、地域の石材流通と地質との関係についてのストーリー構築につながる素材を得ることができた。他地域のジオパークについては、伊豆半島および箱根ジオパーク、東北地方の湯沢ジオパーク、男鹿半島大潟ジオパーク、八峰白神ジオパーク、海外のジオパークとしてギリシャのを訪問し、それぞれにおけるストーリーの作成状況と学習プログラムについて視察した。それらのジオパークの博物館施設の多くにはジオパークコーナーが設置され、ジオパークの地質や地形を主とする展示がなされている。しかし、それらの博物館の関わり方は展示施設としてのみで、ジオパークの運営に直接かかわっているところは少ないようである。一方、ギリシャのレスボスジオパークおよびプシロリティスジオパークでは、博物館は展示のみではなく教育活動、経済活動への支援などにかかわり、ジオパーク運営の中枢を担っている。この例は日本のジオパークにおける博物館の関わり方として、一つのモデルになりうる。

ジオパーク内の連携については、山陰海岸ジオパーク内で3回の研究会(ジオ談会)を開催し、研究者・行政職員・ジオパークガイド・宿泊業者・地域おこし協力隊・大学院生・その他地域住民が開催し、連携を図った。科研費の3年目を迎えてジオ談会は定着してきたと言える。近年日本各地で活発に推進されているジオパークについて、山陰海岸を中心に、ジオパークの住民が地域を誇りに思い、それを伝えられる共通の素材として、大地の動きと人の暮らしに関するストーリーを構築し、それをもとに各地域の施設やガイドグループなどとともに学習プログラムを開発し、実施していくことで施設の活性化と連携を促し、ジオパークを軸とした地域の活性化につなげるための方策を探り、ジオパークにかかわる博物館の在り方を明確にすることを目的とする。そのため,まず地域の地質をベースにしたストーリー構築をめざした.それについては山陰海岸ジオパークの地史を古第三紀花崗岩の貫入の時代(第1ステージ),新第三紀中新世の日本海形成の時代(第2ステージ),日本列島形成後の火山活動(第3ステージ)に区分し,それぞれ第1ステージは花崗岩と酒造り,第2ステージは日本海域の断裂とズワイガニ漁,第3ステージは陸上での火山活動と但馬牛についてストーリーを整理し,日本ジオパーク全国大会およびアジア太平洋ジオパーク大会で発表した.教材・学習プログラムについては,人と自然の博物館のセミナーを活用して2010年度から進めてきた山陰海岸ジオパーク地域の5万分の1地形・地質立体模型を完成させた.これは参加者自らの計画によって進めるプログラムで,その作成と並行して岩石・鉱物や地質に関する学習会および野外観察会などを行い,最後に博物館内で成果発表を行うものである.それによって,参加者の地質への理解が深まるとともに,発表を通じて学習への意欲を高めることとなった.ジオパーク内の連携については,前年度に引き続いて各地の施設を利用して「ジオ談会」を3回,セミナーを8回実施した.これらの実績から,ジオパークにおける博物館の役割が単に展示の場としてではなく積極的にジオパークの運営に関わっていくところにあることが明瞭になってきた.山陰海岸ジオパークを中心に地質と暮らしとのかかわりを示すジオストーリーと教材を作成し,各地の連携を促す作業としてジオセミナー,ジオ談会,ジオキャラバンを実施した.このような活動を展開するにあたり,博物館の役割は大きい.しかし日本の多くのジオパークで博物館の役割は展示場所の確保や,学術的情報の提供のみにとどまっている.今後はギリシャのジオパークで見られるように,博物館がジオパークの運営に主導的に関わっていける体制を作り上げることが重要である.そしてその場合にもとめられる博物館は,展示施設ではなく多様な活動を展開していける,新しい世代の博物館である.ストーリー構築については各地域・分野についてほぼまとまりつつあり、最終年度の出版物に反映すべく、現在目次案を作成中である。学習プログラムの作成では、人と自然の博物館での地質地形模型がほぼ完成に向かい、その他については大学院での授業で活用されている。