hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
歯周医学の新展開～歯周炎症とエネルギー代謝の連関

申請者らは、炎症脂肪組織に高発現するケモカインCCL19に対する受容体CCR7欠損マウスでは高脂肪食負荷でも脂肪組織の炎症が惹起されず肥満を回避し、結果的にインスリン感受性が通常食摂取マウスと同等レベルで維持されることを報告した。しかしながら、この現象に関しては肯定する追加論文がある一方で、異なる結果を報告した研究もある上に、CCR7欠損そのものがケモカイン受容体としての機能と別個に肥満の回避に繋がるのか、あるいはCCL19を介した細胞浸潤の回避に由来するものであるのか、さらにそうであればその際に影響を受ける細胞は何かについては、依然明らかでない。この課題を解決するため、脂肪細胞特異的にCCL19を欠損させた遺伝子改変マウスの樹立をた計画した。しかしながら、CCL19遺伝子にはCCL19あわせ12種類のpseudogeneが存在することが明らかとなり、特異的なhomologous reconbinationが、ほぼ困難なことが予想された。そこで、この問題を回避するため、逆にCCL19を脂肪細胞特異的に過剰発現する遺伝子変異マウスの樹立を試みた。特に脂肪細胞特異的なプロモーターと言われるAP-2を用いた場合、発現レベルは低いもののマクロファージにもAP-2の発現が観察されること、申請者らはCCL19でリクルートされる細胞がCCR7陽性成熟樹状細胞であるとの仮説を設けていることから、より脂肪細胞特異的とされるアディポネクチンプロモーターを用いることとした。平成29年において、アディポネクチンプロモーター特異的にCCL19遺伝子を高発現するマウスの樹立に成功し、2系統の遺伝子改変マウスを得た。今後本マウスを用いて、当初の目的である、脂肪組織の炎症がエネルギー代謝に及ぼす影響を検討する予定である。既述したように、当初脂肪細胞特異的にCCL19を欠損させた遺伝子変異マウスの樹立を計画したが、現存の発生工学的手法を用いた試みでは、目的とする遺伝子改変マウスの樹立がほぼ困難なことが予想された。そこで、alternativeな方法として、CCL19を脂肪細胞特異的に過剰発現するマウスの樹立を試み、最終的に樹立に成功した。本アプローチで用いたプロモーターは脂肪細胞特異的な遺伝子過剰発現マウスの樹立に幅広く用いられていることから、ほぼ目的とした検討が行える環境が整った。さらに、in vitroの系で、歯周炎症や肥満(アディポカイン存在下)、糖尿病状態(高血糖、高脂欠症)における単球からのCCR7陽性樹状細胞への分化の程度を検討する実験を計画していた。一時期、樹状細胞への分化実験に手間取っていたが、最終的に工夫を重ね、ほぼ問題なく分化が再現できることが確認された。以上から、本研究課題で計画した、in vitro、in vivoの検討のいずれもほぼ当初計画(当初の到達目標)どおり、進んでいることから、おおむね順調に進展していると判断した。炎症脂肪組織に高発現するケモカインccl19を脂肪細胞特異的(アディポネクチンプロモーター制御)に発現させたノックインマウスの作製に、前年度成功した。実際、本マウスの血中ccl19タンパク濃度は野生型マウスに比べ、有意な上昇を認めた。本マウスを通常食飼育した際の、インスリン感受性や脂肪組織、肝臓における脂質沈着を組織学的に観察した。結果、脂肪細胞の肥大化、肝臓における脂質沈着ならびに、耐糖能の若干の低下がノックインマウスで観察された。
ハプロタイプ進化解析を用いた東ユーラシアにおける日本人集団の系統関係の解明

本研究に関連して発表した論文としては、Alu挿入欠失多型解析の論文(石橋・斎藤2006,DNA多型)、マイクロサテライト多型解析の論文(Li et al. 2006, Human Genetics)、耳垢型遺伝子の解明(Yoshiura et al. 2006, Nature Genetics)、MATPタンパク質遺伝子のDNA多型に関する論文(Yuasa et al. 2006, Annals of Human Genetics)、ユーラシアの人類集団における遺伝子の分化と言語の分化の関係について論じた論文(Saitou, 2006,単行本)の5編がある。学会での発表としては、2006年11月に高知工科大学にて開催された日本人類学会大会にて、共同研究者の石橋みなか(斎藤研究室の大学院生)が、耳垢型遺伝子近傍のSNP解析結果について発表した。また共同研究者の山本敏充(名古屋大学准教授)がマイクロサテライトDNA多型座位を前回の報告(Li et al. 2006)の100余座位から3倍に増やした結果を発表した。一方、フランスとスペインの研究者との共同研究により、ABO血液型遺伝子座における自然淘汰の役割を解析した論文を作成した。現在投稿中である。この研究では、以前発表した塩基配列データ(Robinet et al. 2004, Transfusion)を中心にして、合祖理論を用いた解析を行い、特殊なタイプの自然淘汰が生じていると結論した。また、Alu挿入欠失多型データをもとにしたアジア集団の遺伝的近縁関係を推定した論文を現在作成中である。現在投稿中である。詳細な塩基配列が決定されたヒトゲノムの情報をもとに,現在では,SNP(単一塩基多型),マイクロサテライトDNA多型,Alu挿入多型などのDNA多型データが,日本人を含めて,いくつかの人類集団で蓄積している。本研究では,多数の常染色体ゲノム領域に対して,東ユーラシアにおける日本人集団の系統関係を解明することを,目的とした。本年度(平成17年度)は、研究代表者および研究協力者が有するアジア集団のサンプルについて、Alu挿入多型とマイクロサテライト多型を中心に検索した。また,アイヌ人集団と沖縄人集団で湿型頻度の高いことが昔から知られている,耳垢遺伝子のある第16番染色体の特定領域についても,異なる集団の移住パターンを推定できる可能性があるので,そちらも重点的に調べた。その結果、耳垢遺伝子のDNA多型は、中国北部と韓国では乾型遺伝子で固定している一方、中国南部集団では湿型の頻度が日本人集団よりも高かった。Alu挿入多型35座の場合には、日本人集団は中国北方の集団とより近縁だったが、マイクロサテライト多型105座の場合には、逆に日本人集団は中国南方の集団とより近縁だった。今後、これらのデータを総合的に検討し、また新しい多型遺伝子座を検索する必要がある。現在投稿中である。この研究では、以前発表した塩基配列データ(Robinet et al.2004,Transfusion)を中心にして、合祖理論を用いた解析を行い、特殊なタイプの自然淘汰が生じていると結論した。また、現在Alu挿入欠失多型データをもとにしたアジア集団の遺伝的近縁関係を推定した論文を現在作成中である。
高次元ブラックホールの多様性

Kaluza-Kleinバブル上の回転ブラックホール解について詳細な解析を行い、その物理的性質や熱力学的安定性について考察した。ソリトン的手法に基づく二つのブラックタイリング解の表現に対して、それらの表現において用いられるパラメーター間の関係を解明し、この二つが本質的に同じ解を表していることを確かめた。ブラックダイリングの位相空間における分布領域を解析するとともに、熱力学的平衡なブラックタイリング解の導出とその物理的性質に関する詳細な解析を行い、この解か、局所的にも熱力学的に不安定であることを示した。超弦理論などの統一理論を完成させる上で、高次元時空に対する探求は必要不可欠である。本研究では、高次元時空の持つ多様な性質を明らかにするため、高次元ブラックホール解の導出とその解が表す時空の性質を探求している。本年度は、Kaluza-Kleinバブル上の回転ブラックホール解について、その物理的性質を解明するため詳細な解析を行った。この解はKaluza-Kleinバブル上に2つの回転ブラックホールがある解に対応している。今回の解析では、それぞれのブラックホールの質量、角運動量、面積などの物理量の計算を行った。この結果、各ブラックホールが逆方向の角運動量を持ちながら、慣性系のひきずり効果により、回転の各速度方向が同一になっていることが判明した。また、ブラックストリング解と面積の比較を行い、ブラックホール熱力学の観点から、この解の安定性に関するを行った。さらに、エルゴ領域のパラメーター依存性について解析を行った。これらの解析により、高次元ブラックホール時空の持つ多様な性質の-端が明らかになった。これらの解析に引き続き、本年度は、高次元ブラックホール解を生成する手法に関するいくつかの考察を行った。代表的な解の生成法として、Backlund変換によるものと逆散乱法と呼ばれるものがある。そこで、両手法により導出されたブラックダイリング解について、互いの同一性および相違性について考察を行った。これらの考察から得られた知見は、今後、さまざまな高次元ブラックホール解を構成する際に重要な役割を果たすものと思われる。本研究では、高次元時空の持つ多様な性質を明らかにするため、ソリトン的手法に基づく高次元ブラックホール解の系統的導出と、それらの解が表す時空の性質についての詳細な探求を行っている。本年度は、以前に得られたブラックダイリング解について、物理的および数学的性質に関する詳細な解析を行った。ブラックダイリング解の導出は、ソリトン的手法により行われるが、このときゆるされるシード解の任意性により、複数の解の表現が可能となっている。これまでのところ、この複数の表現が同一の解を表しているのか等、互いの関係についてほとんど分かっていなかった。そこで、ソリトン的手法によって得られるある二つの解の表現に対して、それらの表現において用いられるパラメーター間の関係を解析し、この二つが本質的に同じ解を表していることを確かめた。次に、ブラックダイリング解の性質について、熱力学的性質を中心に詳細な解析を行った。このような解析は、ブラックダイリングの安定性を議論するうえで非常に重要である。まず始めに、数値的手法を利用して、角運動量と面積を変数とする位相空間上でのブラックダイリング解の分布を調べた。この結果、ブラックダイリング解はブラックサターン解と比較してより狭い領域に分布していることが分かった。次に、熱力学的に平衡なブラックダイリング解について解析を行った。従来の簡単な考察では、シングルブラックリング解が温度と角速度により唯一に定まることから、このような解は存在することは無いと予想されていた。しかしながら、今回の解析により、熱力学的に平衡なブラックダイリング解が存在することを確かめた。この結果はまさに高次元時空の多様性を示すものであり、ブラックダイリング解などの高次元ブラックホールについて、更なる研究の必要性を示している。本年度は、以前に得られたブラックダイリング解について、二つのブラックリングホライズンが等温度、等角速度となる熱力学的平衡なブラックダイリング解の導出とその物理的性質に関する詳細な解析を行った。熱力學的平衡なブラックダイリング解の導出に当たっては、二つのブラックリングホライズンに対して等温度、等角速度の条件を課すことで、解を記述するのに必要なパラメーター間に成立する条件式を求めた。この結果、これらの条件式が比較的簡易であり、容易に解析できるものであることが分かった。次に、この結果を用いて、熱力学的平衡なブラックダイリングのいくつかの物理量に対する表式を求め、これらの物理量間の関係に関する解析を行った。ホライズン表面積と角運動量の関係を解析したところ、熱力学的平衡なブラックダイリングの位相構造はブラックリングや熱力学的平衡なブラックサターンのものとよく似ていることが分かった。ただし、ホライズン面積はブラックダイリングのものが最も小さく、これら三つの中では熱力学的平衡なブラックダイリングが最も熱力学的に不安定であることが分かった。

また、ホライズン表面積のパラメーター依存性に対する詳しい解析を行った結果、熱力学的平衡なブラックダイリングは局所的にも常に不安定であることが示された。この結果は、局所的に安定なパラメーター領域の存在するブラックサターンとはまったく異なるものであり、高次元ブラックホール性質を理解するうえで非常に重要な研究結果である。
突発的高歪度場における岩石の高速剪断延性流動メカニズムの研究

本研究は,最も細粒化した地震断層岩であるウルトラマイロナイトが,巨大地震によって一時的に地下深部の塑性領域に出現する所謂「突発的」高歪速度場で形成されるかどうか検討することを目的とした.本研究期間内に、サブミクロンスケールの極細粒の鉱物から構成されたウルトラマイロナイトの超微細構造に対するSEM/EBSD解析法を確立し,世界各地の形成条件の異なるウルトラマイロナイトと高速摩擦すべりによって岩石が溶けて形成したシュードタキライトの超微細構造解析の比較から,これらの地震断層岩が形成された物理条件(特に温度と歪速度)を明らかにしようとした.研究成果として,SEM/EBSD解析法がほぼ確立した.また,超微細構造の発達は複数の鉱物が混ざることで進展していることを明らかにした.しかし,超微細粒子の複数の鉱物を分けて結晶方位解析を行うためには,SEM/EBSD法だけでは困難であり,元素マップなどの化学組成の情報が必要であることがわかった.一方,比較的粒子サイズの大きな微細構造をもつウルトラマイロナイトについては,SEM/EBSD法によって結晶方位定向配列や結晶方位マップが作成され,その変形メカニズムに転位クリープばかりでなく,粒界すべりが関与していることがわかった.さらに,SEM/EBSD法の活用としてかんらん岩の構造解析を進めた結果,現在国内外で論争になっている水を含む環境下で形成されるB-typeの結晶方位定向配列を発見した.本研究は,最も細粒化した地震断層岩であるウルトラマイロナイトが,巨大地震によって一時的に地下深部の塑性領域に出現する所謂「突発的」高歪速度場で形成されるかどうか検討することを目的とした.本研究期間内に、サブミクロンスケールの極細粒の鉱物から構成されたウルトラマイロナイトの超微細構造に対するSEM/EBSD解析法を確立し,世界各地の形成条件の異なるウルトラマイロナイトと高速摩擦すべりによって岩石が溶けて形成したシュードタキライトの超微細構造解析の比較から,これらの地震断層岩が形成された物理条件(特に温度と歪速度)を明らかにしようとした.研究成果として,SEM/EBSD解析法がほぼ確立した.また,超微細構造の発達は複数の鉱物が混ざることで進展していることを明らかにした.しかし,超微細粒子の複数の鉱物を分けて結晶方位解析を行うためには,SEM/EBSD法だけでは困難であり,元素マップなどの化学組成の情報が必要であることがわかった.一方,比較的粒子サイズの大きな微細構造をもつウルトラマイロナイトについては,SEM/EBSD法によって結晶方位定向配列や結晶方位マップが作成され,その変形メカニズムに転位クリープばかりでなく,粒界すべりが関与していることがわかった.さらに,SEM/EBSD法の活用としてかんらん岩の構造解析を進めた結果,現在国内外で論争になっている水を含む環境下で形成されるB-typeの結晶方位定向配列を発見した.今年度は初年度として,研究に必要な設備を導入した.EBSD解析用の反射電子検出機器を静岡大学器分析センター所有の反射電子顕微鏡に取り付けた.さらに,鉱物の結晶方位測定用の薄片試料を製作するための振動式自動研磨機を購入した.これによって,本研究課題であるウルトラマイロナイトを含む変形岩の微細構造解析を行う体制が整った.10月より中央構造線沿いのマイロナイトの解析,目潟火山のかんらん岩質ゼノリスの解析,高温高圧変形実験試料の解析を行った.中央構造線沿いのマイロナイトについては,石英の結晶方位定向性が石英のモード組成によって集中度が異なること,勇断帯の位置によって変化することがわかった.目潟火山のかんらん岩質ゼノリスについては,高温型の等粒状組織に斜交性を見いだし,それが日本海拡大に関連したマントル流動に由来することを考察した.変形実験試料については,粒径10ミクロン以下の組織をEBSDによってマッピングできることを確かめた.これにより,精密な組織解析が可能となった.昨年度導入したEBSD解析装置を使って、マントルかんらん岩とガーネッタイト及び高温高圧変形実験の実験試料について剪断延性流動メカニズムを解析した。マントルかんらん岩については、マリアナ海溝最南部チャレンジャー海淵からドレッジされた試料が水を含んだアセノスフェアで流動したテクトナイトであることを世界で初めて明らかにした。さらに、秋田県男鹿半島の一の目潟のかんらん岩捕獲岩から、東北日本弧の背弧側のリソスフェアのかんらん石の結晶方位定向配列によって観測されている地震波異方性が説明できることを示した。ガーネッタイトのざくろ石解析にいて、ざくろ石の微細構造解析から塑性流動していた証拠を見つけた。変形実験試料について、EBSD解析から最大圧縮応力に石英のc軸が平行な粒子が選択的に結晶成長していることを明らかにした。この現象は地震断層の下部で歪硬化が引き起こされる可能性を示唆する点で重要である。これらの成果は、EBSD解析装置の有用性を明確にしたばかりでなく、今後のより細粒緻密岩を解析する上で貴重な経験をもたらしたことが意義深い。

本研究は,最も細粒化した地震断層岩であるウルトラマイロナイトが,巨大地震によって一時的に地下深部の塑性領域に出現する所謂「突発的」高歪速度場で形成されるかどうか検討することを目的とした.本研究期間内に、サブミクロンスケールの極細粒の鉱物から構成されたウルトラマイロナイトの超微細構造に対するSEM/EBSD解析法を確立し,世界各地の形成条件の異なるウルトラマイロナイトと高速摩擦すべりによって岩石が溶けて形成したシュードタキライトの超微細構造解析の比較から,これらの地震断層岩が形成された物理条件(特に温度と歪速度)を明らかにしようとした.研究成果として,SEM/EBSD解析法がほぼ確立した.また,超微細構造の発達は複数の鉱物が混ざることで進展していることを明らかにした.しかし,超微細粒子の複数の鉱物を分けて結晶方位解析を行うためには,SEM/EBSD法だけでは困難であり,元素マップなどの化学組成の情報が必要であることがわかった.一方,比較的粒子サイズの大きな微細構造をもつウルトラマイロナイトについては,SEM/EBSD法によって結晶方位定向配列や結晶方位マップが作成され,その変形メカニズムに転位クリープばかりでなく,粒界すべりが関与していることがわかった.さらに,SEM/EBSD法の活用としてかんらん岩の構造解析を進めた結果,現在国内外で論争になっている水を含む環境下で形成されるB-typeの結晶方位定向配列を発見した.
19世紀東アジアにおけるイギリス商館建築の研究

本研究の成果は以下のようにまとめられる。(1) 19世紀東アジアで最大の規模を誇ったジャーディン・マセソン商会の本店・支店の建築物について、同商会内部の文書を利用し、造営の実態の一端を考察した。(2) 19世紀東アジア開港都市のディレクトリー、領事報告、英字新聞から、各開港都市におけるイギリス商館の造営状況を検討した。(3)中国の香港、上海、鎮江、台湾の淡水、高雄において外国商館の建築遺構を実地調査し、建築技術史、様式史上の知見を得ることができた。平成22年度中に行った研究内容、成果は以下のとおりである。(1)研究期間の開始にあわせて、英国議会文書BPPのうち、日本関連分10巻を購入した。同巻には、幕末から明治初期の横浜、神戸、長崎といった各居留地のイギリス領事報告が収録されている。本年度はこれを閲覧し、各居留地における建築活動やイギリス商人たちの商活動にかんする記録をたどり、関連する情報を整理した。(2)事前に行った資料調査の成果をまとめ、ジャーディン・マセソン商会横浜店について、慶応年間の大火で焼失した商館の再建計画と、同じ大火で焼失した石造倉庫の再建に関する論文をそれぞれ執筆した。これまで明らかでなかった外国人居留地における外国商館の建築経緯を詳らかにするとともに、商館の再建にあたってイギリス商人たちがどのようなことを考えていたかという問題についても論及した。2つの論文はともに日本建築学会計画系論文集の8月号に掲載された。(3)8月から9月にかけてイギリスで資料調査を行った。ロンドンのHSBCアーカイブを訪問し、19世紀東アジアのイギリス資本を代表する香港上海銀行の店舗建築に関する資料を収集した。調査の結果、香港上海銀行に関して19世紀の資料は当初期待していたほど多くなく、20世紀初頭まで多少幅を広げて扱う必要性を感じた。また同時にケンブリッジ大学図書館を訪問し、ジャーディン・マセソン商会文書を閲覧、同商会の宅地建物に関連する資料を収集した。本年度に行った研究成果は以下のようにまとめられる。(1)19世紀の東アジアで活躍した外国商会のうち、最大の規模を誇ったジャーディン・マセソン商会の商館建物や宅地等の不動産、そして建築工事を手掛けた建築家、大工等の活動を把握するために、ケンブリッジ大学図書館において同商会の文書の閲覧を引き続き実施した。今年度は東アジアの開港都市各地に建設された事務所の平面図や立面図、また、大工や建築家との契約書類、そして商会管理の宅地建物、中国人向け借家にかんする造営、メンテナンス、賃貸経営や衛生管理に関する書簡や報告書類などを閲覧することができた。ただ、収集しえた情報は断片的であるため、今後は建築家や各支店間の書簡類、また社史等の刊行資料との照合を行い、資料の評価や各地の事務所の建設経緯を整理する必要がある。(2)19世紀中期から後期の日本の開港都市(横浜や神戸)、また香港や上海で発行されていた英字新聞、ディレクトリーを通読し、外国商館の建築にかかわる新聞記事の収集をした。また、ディレクトリーの記載内容から、各開港都市における主要な外国商会の支店設置年をとらえることを試みた。情報量はきわめて膨大なため、次年度以降も引き続き閲覧を継続していきたい。(3)明治初期の日本で活躍した外国人技術者マクヴェインを顕彰するシンポジウムにおいて、幕末明治初期の日本の近代化とイギリス商会ジャーディン・マセソン商会との関係について、研究事例の発表を行なった。専門分野を異にする各地の研究者から有益な意見や情報をうかがうことができた。今年度の研究実績は以下のようにまとめられる。(1)イギリス議会文書BPPのうち、1878年から1899年の在中国の領事報告を含む巻号を購入し、各開港場におけるイギリス人商人たちの動向や都市整備状況を把握した。(2)外国人・機関名鑑(ディレクトリー)の1860年ころから1920年ころまでを通覧し、各開港場におけるイギリス人商人の進出状況を把握し、商館の造営時期をたどる手掛かりとした。(4)香港や上海で発行されていた当時の英字新聞を通読し、各開港場におけるイギリス人商人たちの建築的な活動状況を把握した。(5)19世紀東アジア最大の規模を誇ったジャーディン・マセソン商会の文書を閲覧し、同商会の各支店建物の建設経緯、仕様について復元考察を行った。また、その内容の一部を、アジア近代建築・都市史研究会や東アジア建築文化国際会議において発表した。本年度は資料の充実しているジャーディン・マセソン商会所有の商館を主たる研究対象に据えて取り組んだが、同商会関係の一次資料は、当初想定していたより膨大な量が確認され、収集と確認が追いついていない。24年度が最終年度であるため、記入しない。

ジャーディン・マセソン商会文書の閲覧・一次資料の収集は最終年度も継続して行なうが、比較的入手や解読がしやすい社史や通史、新聞記事等の刊行資料も適宜援用しながら、同商会を軸にした19世紀後期の東アジアにおける外国商館の建築的実態をまとめたい。24年度が最終年度であるため、記入しない。
圧電駆動型磁気光学効果を用いた超高速空間光多値変調マイクロデバイス

磁気光学効果を用いた空間光変調デバイス(MOSLM)について、低電力超高速動作を実現するために、以下の素子の試作を行い、基礎的動作確認を行った。(1)LPEガーネットベースMOSLM3次元電磁界解析により新しい駆動電流ライン設計を行い、従来型デバイスに比べ25%程度の電流値でピクセル反転できる形状を見出した。この指針に基づき実際に素子を作成し駆動状態を調べた。静的動作では理論解析に一致して概ね50mA程度の駆動電流でピクセル反転する素子が得られた。この成果に基づき、現在ダイナミックにMOSLMを駆動するドライバシステムを構築している。(2)磁性フォトニック結晶ベースMOSLM薄膜ベースのMOSLMを実現する目的で、1次元磁性フォトニック結晶(1D-MPC)を用いたMOSLMを考案し、RFマグネトロンスパッタ法で素子の試作を行った。作成した素子のピクセル反転状況を調べたところ、1D-MPCに用いた磁性ガーネット薄膜が田結晶構造をもつことに起因して磁壁ピンニングにより良好なピクセル反転が実現できないことが判明した。この難点のない新しい素子として、エピタキシャル成長した磁性ガーネット薄膜を含む1D-MPCを形成し、このガーネット膜を用いたMOSLMの構築と基礎特性について定量的に調べている。(3)電圧駆動型MOSLMTTLレベルの電圧によりMOSLMピクセル内の磁化反転を行う新しいコンセプトに基づく素子を作成した。この素子の静的なピクセル反転状況を調べたところ、8V程度の電圧印加でピクセル反転に成功した。この素子は電圧で磁化方位を制御するという新規の素子であり、現在最適な素子形状探査とその結果に基づく素子形成を行っている。
数を制御した複数のヒト細胞質ダイニン分子の運動解析

本研究では、細胞質ダイニン分子の数を正確に制御した複合体を作製し、連続的に運動できるようになるかどうか、運動解析をおこなう。細胞質ダイニンは、細胞内輸送や細胞分裂の際に、積荷に結合して、細胞骨格である微小管上を「歩く」ことで小胞等を運んでいるタンパク質である。このダイニンが積荷を運ぶ際には微小管上を決まった方向に連続的に歩き続ける必要があると考えられる。しかしながらヒト由来の細胞質ダイニンは、1分子では微小管上を歩こうにも微小管からすぐに解離してしまうため、連続的な運動が出来ないことが分かっている。細胞内輸送を行う為に必要な連続的な運動性を、ダイニンはどのようにして獲得しているのか解明することは、細胞の重要な生命現象の仕組みを理解することにつながる。私は1分子では連続的ではなくとも、複数のダイニン分子が連結していれば、連続的な運動が可能なのではないか、また、その数によって輸送を制御することが可能なのではないかと考え、次のような手法で実験を行うこととした。ホモダイマーであるダイニン分子をDNAを使って連結し、あらかじめ決められた数のダイニン分子から成る複合体を作る。その複合体の運動を、速度、移動距離、移動の軌跡の観点から解析する。そのためには連結に用いるDNAと結合するタグを、一つずつ融合したダイニン分子を作製する必要がある。・よって二種類のタグを一つずつ持ったヘテロなIC74を発現する安定発現細胞株を作製した。IC74はダイニン複合体を形成するサブユニットの一つで、変異を入れにくいダイニンに比べてタグなどを融合させやすく、ダイニンと強く結合しているホモダイマーである。このヘテロIC74を用いて2つのダイニン分子をDNAで連結することに成功し、さらにこの2分子ダイニンが微小管上を連続的に運動する様子も観察された。一分子では連続的に運動できない細胞質ダイニンは、細胞内輸送を行うに十分な連続的な運動性を、どのようにして獲得しているのか解明することを目的とする。ホモダイマーであるダイニン分子をつなだ複合体を作るため、連結に用いるDNA結合用のタグを、一つずつ融合したダイニンを作製する必要がある。そのため、二種類のタグを一つずつ持ったヘテロなIC74を発現する安定発現細胞株を作製した。発現用の株にはヒト胎児由来腎臓細胞(HEK細胞)を用いた。ヘテロIC74が結合した細胞質ダイニンを精製するため、二種類のタグを用いた二段階アフィニティー精製を行い、目的タンパク質の精製に成功した。また最終サンプルの収量を上げるために精製法を改良し、サンプルの収量増加に成功した。ただし今後の実験の効率を上げるために、さらなる収量の改善が必要であり、精製法のさらなる工夫と、新たなコンストラクトを作製中である。上記のように精製したダイニンを連結するためのリンカーDNAの設計・精製を行った。これまでのところ効率よくダイニン分子を連結するに至っておらず、リンカーDNAの改良を試みている。よって二種類のタグを一つずつ持ったヘテロなIC74を発現する安定発現細胞株を作製した。IC74はダイニン複合体を形成するサブユニットの一つで、変異を人れにくいダイニンに比べてタグなどを融合させやすく、ダイニンと強く結合しているホモダイマーである。

このダイニンが積荷を運ぶ際には微小管上を決まった方向に連続的に歩き続ける必要があると考えられる。しかしながらヒト由来の細胞質ダイニンは、1分子では微小管上を歩こうにも微小管からすぐに解離してしまうため、連続的な運動が出来ないことが分かっている。細胞内輸送を行う為に必要な連続的な運動性を、ダイニンはどのようにして獲得しているのか解明することは、細胞の重要な生命現象の仕組みを理解することにつながる。私は1分子では連続的ではなくとも、複数のダイニン分子が連結していれば、連続的な運動が可能なのではないか、また、その数によって輸送を制御することが可能なのではないかと考え、次のような手法で実験を行うこととした。ホモダイマーであるダイニン分子をDNAを使って連結し、あらかじめ決められた数のダイニン分子から成る複合体を作る。その複合体の運動を、速度、移動距離、移動の軌跡の観点から解析する。そのためには連結に用いるDNAと結合するタグを、一つずつ融合したダイニン分子を作製する必要がある。・よって二種類のタグを一つずつ持ったヘテロなIC74を発現する安定発現細胞株を作製した。IC74はダイニン複合体を形成するサブユニットの一つで、変異を入れにくいダイニンに比べてタグなどを融合させやすく、ダイニンと強く結合しているホモダイマーである。このヘテロIC74を用いて2つのダイニン分子をDNAで連結することに成功し、さらにこの2分子ダイニンが微小管上を連続的に運動する様子も観察された。2分子ダイニンが微小管上を連続的に運動する様子も観察された。しかしダイニン分子とDNAを連結させる反応効率が悪く、運動解析がなかなか進まない。効率を上げるために二種類のタグをダイニン重鎖に直接結合させ、さらに高収量で精製する方法を現在は開発中である。高い精度の運動解析を行うために、ダイニン分子とDNAを連結させる反応効率を上げ、ダイニン複合体の作製効率を上げる必要がある。そのために二種類のタグをダイニン重鎖に直接結合させ、さらに高収量で精製する方法を現在は開発中である。
集団遺伝学的解析による高地適応性ソバ属植物のフラボノイド合成遺伝子の進化

本研究は、野生ダッタンソバ(Fagopyrum tataricum)の種分化の分子機構を解明し、高緯度、高地への適応とフラボノイド遺伝子の進化の関係を明らかにすることを目的とした。Fagopyrum tataricumにおいて、特異的にフラボノイドの一種であるルチン含量が高まっており、さらにF. tataricumおけるルチンの蓄積量の変化はUV-B感受性であることがわかっている。そこで本研究では、フラボノイド合成酵素遺伝子のDNA多型を調べ、集団遺伝学的手法を用いてルチン含量の変化に関する機構を分子レベルで解明することを試みた。ルチン含量に違いのある二種、F. tataricumとF. homotropicumをもちい、フラボノイド合成経路の上流で働く二つの遺伝子、カルコン合成酵素遺伝子(Chs),およびフラバノン3-水酸化酵素遺伝子(F3h)の塩基配列を決定し,比較解析を行った。その結果Chsでは、F. tataricumとF. homotropicumの間で、コード領域内で47箇所の塩基置換みられたが、そのうちアミノ酸を変える変異は2箇所のみであり、いずれも活性部位ではなかった。F3hは二つの遺伝子座が確認でき、24および26箇所の塩基置換のうち3よび5箇所のアミノ酸置換がみられたが,いずれも活性部位ではなかった。これらの結果から,今回調べた3遺伝子座のコーディング領域における塩基置換は直接的にルチン含量を変化させたのではないことがわかった。本研究は、野生ダッタンソバ(Fagopyrum tataticum)の種分化の分子機構を解明し、高緯度、高地への適応とフラボノイド遺伝子の進化の関係を明らかにすることを目的としている。フラボノイド合成酵素遺伝子のDNA多型に注目し、集団遺伝学的手法を用いて野生ダッタンソバとシャクチリソバ(F.cymosum)各数十系統の種内および種間における遺伝的変異のパターンを調べる。集団内の多型性解析を試みるために、今年度はまず、自然集団から収集したダッタンソバおよびシャクチリソバの一集団あたり二十個体以上のDNA抽出を行った。さらに、11月には、共同研究実施機関である、中国云南省昆明植物研究所を訪問し、今後の研究計画について管教授と協議を行った。ソバ属の標本調査も行ったが、ダッタンソバに遺伝的に最も近縁な二倍体シャクチリソバ(syn.F.pilus)は確認できなかった。分子実験に関しては、フラボノイド合成遺伝子はソバ属で初めての同定となる。GenBankデータベースから網羅的に塩基配列データを収集し、アミノ酸比較と分子系統解析により現在ソバ属のフラボノイド合成遺伝子の系統学的位置付けを行った。また、各酵素遺伝子のプロモーターを含む領域のクローニングを試みているが、ダッタンソバではカルコン合成酵素遺伝子は二遺伝子座以上存在することがわかった。次年度は、サザンハイブリダイゼーションによってコピー数を推定し、各遺伝子座で塩基配列をよみすすめ、さらに詳細な比較解析を行う予定である。
身体化された心の人類学的解明

「身体化された心」を軸に、フィールドワークと理論的探究とを統合することによって、社会の構造と実践の様態を解明することを目的とした。フィールドワークでは「心/身体」「文化/自然」といった二元論を克服する記述と分析を徹底し、理論探究では表象主義を乗り超える新しいパラダイムを樹立した。「身体化」に着目することによって、認知と言語活動を新しい視角から照射し、民族誌的な文脈に埋めこまれた行為と実践の様態を明らかにした。「身体化された心」(embodied mind)を軸に、フィールドワークと理論的探究とを統合することによって、人間社会の構造と人びとの実践の様態を実証的に解明することを目的にする。フィールドワークでは、「心/身体」「文化/自然」といった二元論を克服する観察・記述・分析を徹底し、理論探究では、文化人類学を支配してきた表象主義を乗り超える新しいパラダイムを樹立する。「身体化された心」の根幹は、「人間の世界認識は身体の直接経験に基づく」という命題である。「身体化」という位相に着目することによって、認知と言語活動を新しい視角から照射する。さらに、民族誌的な文脈に埋めこまれた行為と実践を分析することによって、「身体化された心」を文化人類学にとって真に有効なパラダイムへ鍛えあげる。(1)研究組織:研究分担者の他に、藤田隆則(京都市立芸術大学)、定延利之(神戸大学)、高木光太郎(青山学院大学)、鈴木貴之(南山大学)の計4名を連携研究者とした。(2)全体の研究活動:(a)計5回の研究会を開催し、計8名が研究発表したうえで、出席者全員で討議を行った。発表者とテーマは以下の通りである。菅原「人類学における身体化された心の系譜」、大村「アフォーダンスと記憶」、鈴木「哲学における身体化された心と表象主義」、木村「相互行為における参与者の同型性」、青木「声の力に関する現象学的考究」、定延「文法の身体的動機づけ」、藤田「民俗芸能における暗唱」、高木「自白における記憶の共同探索」。(b)ウェブサイトを開設し、研究成果の公表を開始し、逐次更新中である。(c)研究代表者と研究分担者は、文化人類学・心の哲学・認知科学・宗教学の文献資料を収集するとともに、コンピュータ・システムの環境を整備した。(3)個人別の研究活動:(a)菅原はボツワナのグイにおいて性・生殖に関わる規範が相互行為の場に浸透する過程を分析した。(b)松田は西ケニア独立教会の資料を収集した。(c)水谷は会話の倫理学に関わる理論的進展をみた。(d)木村は相互行為に関わる理論を深化した。(e)内堀は心の身体的所在をめぐる比較民族学のために資料収集を行なった。(f)青木は詩的発話に焦点をあて情動経験と身体的共感を解明する理論枠を整備した。(g)河合は北ケニア牧畜民トゥルカナにおいて空間認識に関わる比較資料を収集した。(h)大村はカナダ・イヌイトにおいてアフォーダンスと連動して生成する記憶の様態を解明するための資料を収集した。(i)石井はインドのマイソールで宗教的実践を通した社会的現実の生成を解明するための資料を収集した。連携研究者は全員が研究会で発表したので、上記を参照のこと。(1)研究組織:研究分担者の他に、藤田隆則(京都市立芸術大)、定延利之(神戸大)、高木光太郎(青山学院大)、鈴木貴之(南山大)の計4名を連携研究者とした。(2)全体の研究活動:(a)計5回((1)-(5))の研究会を開催し、計10名が研究発表し、出席者全員で討議を行った。(1)水谷「バーチャルリアリティと身体」、細馬宏通(研究協力者、滋賀県立大)「身体行動の保持と隣接ペア構造」、(2)長澤壮平(研究協力者、南山大)「早池峰岳神楽の象徴と身体」、石井「憑依と主体」、(3)金子守恵(研究協力者、京都大)「収穫物を束ねる身体」、菅原「言語の手前から」、(4)内堀「『心のあり処をめぐって1』心は身体的にしか語れない」、岩谷洋史(研究協力者、総合地球環境学研究所)「モノとの関係において立ち上がる身体」(5)松田「暴力のなかの実存」、岩谷彩子(研究協力者、広島大)「移動する身体と<場所>の生成」。(b)ウェブサイトで研究成果の公表を行ない、逐次更新中である。(c)研究代表者と研究分担者は、文化人類学・心の哲学・認知科学・宗教学の文献資料を収集した。(3)個人別の研究活動:(a)菅原はボツワナにおいて談話で再編成される記憶の身体的な基盤を分析した。(b)松田はケニアで難民の生活史を収集した。

(c)水谷は会話の倫理学に関わる理論的進展をみた。(d)木村はインタラクションの境界と接続に関わる論文集の編纂に集中した。(e)内堀は心の身体的所在をめぐる比較民族学のために資料収集を続行した。(f)青木は詩的発話に焦点をあて情動経験と身体的共感を解明する理論を深化させた。(g)河合は北ケニア牧畜民チャムスにおいて音響空間に関わる資料を収集した。(h)大村はカナダ・イヌイトにおいてアフォーダンスと連動して生成する記憶の様態を解明した。(i)石井はインドのマイソールで宗教的実践を通した社会的現実の生成を解明した。(1)研究組織:研究分担者の他に、藤田隆則(京都市立芸術大)、定延利之(神戸大)、高木光太郎(青山学院大)、鈴木貴之(南山大)の計4名を連携研究者とした。(2)全体の研究活動:(a)6回((1)-(6))の研究会を開催し、計11名が研究発表し討議を行った。(1)木村・亀井伸孝(研究協力者、愛知県立大)・森田真生(研究協力者、東京大)統一テーマ《数学的思考の身体性》(2)花田里欧子(研究協力者、京都教大)「心理臨床における身体」、菅原「相互行為から社会へ」、(3)渡辺文(研究協力者、一橋大)「関係性としてのスタイル-オセアニア芸術から」(4)統一テーマ《アフォーダンス》高木「他者の体験の時間に住み込む」、古山宣洋(研究協力者、国立情報学研究所)「話者の行為可能性としての聞き手の身体」(5)長澤志穂(研究協力者、南山大)「道教の瞑想法における心と身体」、松嶋健(研究協力者、京都大)「イタリア地域精神保健での演劇ラボラトリー」。(6)菅原「3年間の研究活動の回顧」、出席者全員で論文執筆構想発表。(b)ウェブサイトで研究成果の公表を行ない、逐次更新中。(c)研究代表者と研究分担者は、文化人類学・心の哲学・認知科学・宗教学の文献資料を収集した。(3)個人別研究活動:(a)菅原はボツワナにおいて談話分析により身体と近代システムの接合を分析した。(b)松田はケニアで難民の生活史を収集した。(d)木村は括弧の意味論・行為論に関わる研究成果を刊行すると共に数学者の会話分析を進めた。(f)青木は声の肌理とリズムに焦点をあて情動経験と身体的共感を解明した。(g)河合は北ケニア牧畜民チャムスにおいて知覚経験に関わる資料を網羅的に収集した。本研究は、研究代表者・分担者・連携研究者の計13名が、4本の通路から心の系譜と身体の系譜を連関させるフィールドワークと理論的探究を実行し、その成果を束ね「身体化された心」の文化人類学的なパラダイム構築を行ない、心身を統合した人間理解を達成する。連携研究者は、藤田隆則(京都市立芸術大・准教授)、定延利之(神戸大・教授)、高木光太郎(青山学院大・教授)、鈴木貴之(南山大学・准教授)の計4名である。(1)研究会活動:(a)6回((1)-(6))の研究会を開催し、成果出版への寄稿論文の概要を中心にして、計12名が発表し討議を深めた。
二段階励起型半導体電極による高効率太陽光水分解

代表的な機能性膜(functional layer)として疎水基と親水基を持つ生体膜がある。これを構成するリン脂質は、二本のアルキル鎖からなる疎水基と、親水基をもつ両親媒性物質である。生体膜はこのリン脂質の二分子膜を基盤として形成されており、疎水基同士を向かい合わせ、親水基が膜の両側の水相に向かっている構造となっている。この脂質二重層の一層を、疎水性で占める水素終端Si基板で置き換えて、その表面に界面活性剤など二本鎖を有する単分子を吸着させることにより、生体二分子膜(脂質二重層)の機能を解明する1つのモデルとなる。そこで本研究では単結晶Siを基板として利用し、その表面に長鎖分子として界面活性剤として知られているエーロゾルOTで修飾して、更に芳香族分子として4-Cyanophenolを導入することによって共吸着させ、膜の構造や振る舞いをin-situ ATR-FTIRによる測定によって解析を試みた。その結果、エーロゾルOTは疎水性のアルキル鎖が水素終端化されたSi表面との相互作用により吸着して、Siの表面酸化を抑制した。4-Cyanophenolは疎水性のベンゼン環がSi表面に吸着するが、一方でSi表面が酸化されて親水性の表面になり離れていく。この両存在下では、エーロゾルOTによる吸着膜がSi表面を4-Cyanophenolから保護することが示唆された。始めに1×10-2 MエーロゾルOT水溶液のみを流通させながら時間変化をおったIRスペクトルでは、エーロゾルOTによるCHx伸縮振動ピークのスペクトルが観測され、時間変化とともにCHxのピークが増加した。これは疎水性の表面である水素で終端化したSi表面とエーロゾルOTの疎水性のアルキル鎖との相互作用によって吸着したものと考えられる。続いて、1×10-2 MのエーロゾルOTと4-Cyanophenolの混合水溶液を流通させた場合のIRスペクトルでは、4-Cyanophenol濃度の増加にともない、4-Cyanophenolのシアノ基によるピークが増加して、Si表面により多く吸着した。また、4-Cyanophenolのみのスペクトルと比較すると、時間が経ってもシアノ基のピークは減少しなかった。これはエーロゾルOT分子の吸着によるSiの表面酸化の抑制効果と、エーロゾルOTの吸着膜内に4-Cyanophenolの膜が形成され、疎水結合により4-Cyanophenolが膜内で安定化され時間が経過してもSi表面から脱着しないと考えられる。逆に1×10-2 MのエーロゾルOT水溶液のみ流通した後、3 ×10-3 M 4-Cyanophenolを加えると、4-Cyanophenol由来のシアノ基のピークが観測された。このピーク強度は酸化膜SiO2表面でのシアノ基のピーク強度とほぼ等しく、4-Cyanophenolを120min流通させてもシアノ基のピークは非常に弱かった。従って、エーロゾルOTの吸着膜が形成されると、4-Cyanophenolは膜内部には入らないと考えられる。さらに、エーロゾルOT吸着膜を形成した後、4-Cyanophenolを加えて、エーロゾルOT吸着膜のCHxピークの時間変化調べた。4-Cyanophenolを加えてもCHxのピークはピーク強度、ピーク比率ともに変化しなかった。これはエーロゾルOTの配向は4-Cyanophenolを加えた後も変化せずエーロゾルOTによる吸着膜は保持されることを示している。今回の結果から、長鎖分子の吸着膜内にほかの分子が入り込むと長鎖分子の配向性が悪くなるという報告があることを踏まえると、一度エーロゾルOTの吸着膜が形成されると、4-Cyanophenolが膜内部に入っていかないことが明らかになったと考えられる。これを踏まえて、今度は原子レベルで平坦かつ水素終端したSi表面へ界面活性剤の吸着膜を形成させ、Siの表面酸化の抑制および吸着膜の配向を更に明らかにしていく。そこで、このSi基板を電極として、電位を制御した場合のSi表面および吸着膜の変化を調べる。複合電極の基板となるSiは可視光の長波長領域を吸収する役割があるが、水溶液中で電極として利用する場合は、化学的に不安定なSi表面が酸化されることで半導体特性が損なわれることが考えられる。そこではじめに、Si表面の防酸化処理について取り組んだ。本年度は、Si表面をメチル基で修飾することによって、Si表面の化学的安定性が確保されてATR-FTIR観察により優れた防酸化効果が確認できた。この結果を踏まえて、より効果が高いと考えられる各種表面アルキル修飾等によるSi電極の光電気化学特性評価と表面修飾法の高度化を更に進めて、水溶液中でのSi表面の防酸化による十分な光電気化学特性を達成させていく予定である。Si表面メチル終端化において、本研究ではBansalらによって報告されている塩素化を経る2段階でアルキル終端化を行う手法を採用した。ATR-FTIR観察の結果、メチル終端n-Si (111)表面のATR-FTIRスペクトルは2966cm-1にメチル基由来のC-H伸縮振動のピークが観測されたことから、n-Si(111)表面がメチル終端されたと考えられる。しかし2925、2855cm-1には、メチレン基のC-H伸縮振動によるピークも現れた。これは、CH3Liの溶媒として用いたジエチルエーテルや、その他の不純物が表面に付着したためと考えられる。また、メチル終端n-Si(111)を再度H終端化させる試みとして、続けてNH4Fでのエッチングを試みた。

ATR-FTIRスペクトル観察により、Si-H結合に起因するシャープなピークは再現しなかった。これは、水素終端のみを施されたn-Si(111)では、表面に存在するのは水素原子のみであるためにシャープなピークが現れるのに対して、今回のメチル終端後にNH4Fで再エッチングした後のn-Si(111)表面では、多数のメチル基が存在しているためにその影響を受けてピークがブロードになったものと考えられる。これらのことから、このメチル終端n-Si(111)表面のメチル基の被覆率は高いことが推測される。以上をまとめると、光塩素化/アルキル化の2段階の手法を用いてメチル終端n-Si(111)表面が作製できたことが確認できた。また、NH4Fによる再水素終端化を行っても、Si-H結合由来のピークがシャープに現れなかったことからこの表面のメチル基による被覆率は大きいと推測した。Si表面に様々な有機分子を修飾することで、新しい機能の誘起を試みている。ここでは、ジ-2-エチルヘキシルスルホコハク酸ナトリウム(エーロゾルOT)循環させることで、水素終端化したSi表面の水溶液中での酸化抑制効果を観察した。in-situによるATR- FTIR測定を行ったところ、エーロゾルOT水溶液の濃度が増加するに従ってSi表面への吸着が観察され、それに伴ってSi-H表面の酸化が抑制されていくことが示された。これはエーロゾルのSi表面への被覆率の増加に従って、H2Oによる影響が緩和されるためであると思われる。また、このSi-Hピークに着目して純水のみを流通させたときの吸収スペクトルを見ると、流通時間と共に吸光度が減少する結果となり、Si-Hが減少していき、酸化されていく様子が示されていると思われる。ところが、1×10-4 MエーロゾルOT流通中では吸光度の減少が抑えられる結果となった。この傾向はエーロゾルOT濃度が増加するほど顕著になり、この時の3種類のエーロゾルOT濃度におけるSi-Hピーク面積に着目して、流通直後の0minの時の面積で規格化したときの流通時間の経時によるSi-Hピーク面積比の経時変化では、エーロゾルOT濃度が増加するに従って、Si-Hピーク面積比の減少は抑えられる結果を得た。これは、疎水性のSi-H表面にエーロゾルOT分子が吸着することによりSi表面が水分子から保護され、このことからもSiの表面酸化が抑制されたと考えられる。Siウェーハは両面を鏡面研磨した単結晶n型Si(111)を使用して、ATR測定用にプリズム状に加工して、3種類のエーロゾルOT濃度におけるSi-Hピークをin situ測定した。1×10-4 M、1×10-3 M、1×10-2 MのエーロゾルOT濃度におけるSi-Hピーク面積に着目すると、エーロゾルOT濃度が増加するに従って、Si-Hピーク面積は減少した。これは、疎水性のSi-H表面にエーロゾルOT分子が吸着することによりSi表面が水分子から保護され、Siの表面酸化が抑制されたと考えられる。AFM像より、濃度が高くなると水素終端Si表面に界面活性剤が配向性よく吸着して、Si表面への被覆率の増加してSi-H表面の酸化が抑制されていくことが示された。これにより、本年度の目標はほぼ達成できる見通しとなった。現在,金属・ガラス・半導体等の無機固体表面上に有機単分子を修飾し,それを各種機能表面として利用する試みが行われている。
都市機能全体の統合的な環境監査

人間活動による環境への負荷を評価するため、LCAの研究が多く行われているが、既存の研究は特定の施設、製品を対象としたものである。しかし、都市にはさまざまな機能があり、その中で各施設の機能を知ることは都市全体の負荷の低減策を考える上で重要である。本研究は札幌市を対象とし、都市代謝施設を中心に都市活動全体の評価を行った。都市の活動を市民生活、それを支える交通、産業、および都市の機能を維持するための環境保全システム(上水道、下水道、廃棄物処理)に分けた。電気・ガス・熱供給は産業に含まれ、市民生活の大部分は住宅である。各々の活動はLCAの評価方法に従って、さらに建設、維持・管理、運用、解体のステージに分け、エネルギー消費量によって評価した。評価範囲が多岐にわたるため、既存の研究成果、統計資料の利用、ヒアリングを中心に進めた。計算の結果、全体のエネルギー消費量はガソリンに換算すると、一人年間1400リットルの消費にあたり、内訳は、交通44%、市民生活32%、産業活動15%、環境保全システム9%となった。環境保全システムの中では廃棄物処理が63%、下水道31%、上水道6%の順になった。次に、環境保全システムの中で最もエネルギー面での負荷が大きい一般廃棄物処理について、ごみの発生から最終処分までの評価計算プログラムを作成した。評価はコスト、エネルギー消費量、二酸化炭素発生量であり、LCA的な評価ができるものとなっている。これによって、自治体がとりうるさまざまな施策の効果を定量的に示し、埋立量削減、焼却量削減といった典型的な施策を評価した。人間活動による環境への負荷を評価するため、LCAの研究が多くなされているが、それらのほとんどは特定の製品や施設を対象としたものである。都市においてはさまざまな活動があり、都市全体の中で個々の寄与を知ることは、都市の環境負荷低減策を考える上で重要である。本研究では、廃棄物処理、下水処理といった都市代謝施設を中心に、都市全体のエネルギー評価を行った。まず都市の活動を(1)市民生活、それを支える(2)産業活動と(3)交通、都市の機能を維持するための(4)環境保全システムに分けた。これらの各活動を、LCAの考え方に則って建設、維持・補修、運用、解体のステージに分類し、札幌市を対象として評価を行った。評価にあたっては、各種統計資料の収集、関係部署へのヒアリング調査、文献調査(主に原単位を得るため)によってデータ収集、計算方法の整理、計算を行った。推定の結果、都市活動全体の消費エネルギーは、市民一人当たりにするとガソリン1400リットルに相当する。上記(1)(4)の内訳は、交通44%、市民生活32%の占める割合が大きく、札幌市では第2次産業が少ないため、産業活動の割合は15%と低い。エネルギー消費は燃料、電力などの直接投入エネルギーと、施設、設備の建設・製造に投入される間接エネルギーがあるが、いずれも直接投入の割合が高い。環境保全システムは廃棄物処理、下水処理、浄水処理を考えたが、全体の9%と、予想以上に多くのエネルギーを消費している。廃棄物処理はその3分の2を占めており、エネルギー削減の必要性が明らかとなった。

評価範囲が多岐にわたるため、既存の研究成果、統計資料の利用、ヒアリングを中心に進めた。計算の結果、全体のエネルギー消費量はガソリンに換算すると、一人年間1400リットルの消費にあたり、内訳は、交通44%、市民生活32%、産業活動15%、環境保全システム9%となった。環境保全システムの中では廃棄物処理が63%、下水道31%、上水道6%の順になった。次に、環境保全システムの中で最もエネルギー面での負荷が大きい一般廃棄物処理について、ごみの発生から最終処分までの評価計算プログラムを作成した。評価はコスト、エネルギー消費量、二酸化炭素発生量であり、LCA的な評価ができるものとなっている。これによって、自治体がとりうるさまざまな施策の効果を定量的に示し、埋立量削減、焼却量削減といった典型的な施策を評価した。