hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
人工RNA進化システムを用いたRNAの構造揺らぎと進化の関係の解析

生物進化の方向性に対する制約のひとつとして、揺らぎの大きな表現型が進化しやすいという傾向(揺らぎ応答理論)が提唱されている。しかしながら、未だ実験的な検証は十分ではなく、またその制約をもたらすメカニズムも明らかでない。そこで本研究では、これまでに行った進化実験における各段階のRNA9種類について、構造特異的RNAラべリング実験により構造とその揺らぎを正確に予測し、構造揺らぎと進化により変化した構造に関連があるかを直接検証する。さらに得られた結果から、揺らぎ応答をもたらす分子メカニズムを理解することを目指す。30年度では、以下の2項目を実施した。1.9種類のRNAの全長について構造特異的RNAラベリングにより各塩基の対合率を測定した。RNAの表現型(構造)ゆらぎを測定するために、構造特異的RNAラベリングをRNA全長にわたって実施した。結果をRNA配列に対応付け、RNAの各塩基が対合を形成する割合を求めた。できるだけ精度を高めるために、同一RNAについて複数回の実験を行った。2.RNAラベリングのデータを用いてRNAの構造分布を求めた。RNAラベリングデータを制約条件に用いて、各RNAのとりうる構造とその安定性を計算した。この解析により、多くの取りうる構造とその存在割合(すなわち構造分布)を求めた。以上の結果より、構造ゆらぎと進化の方向性に関係があるかどうかを検証するためのデーターセットを得ることができた。平成31年度に解析を進め、この関係性を明らかにしていく。当初の目的であるデータ取得を1年前倒しで完了することができたため。当初の計画では2年目もデータ取得を続ける予定であったが、1年目に予想以上に進んだためその必要は無くなった。2年目は当初の予定通りデータ解析を進めるのに加えて、データから見えてきたRNA構造の揺らぎ変化のパターンについても解析を行う。
磁性流体界面を活用した革新的ストリーマ放電空気浄化システムの開発

本研究は、革新的空気浄化システムの開発に関する挑戦的萌芽研究として、交流電場を用いたケロシンベース磁性流体微粒化技術と水ベース磁性流体によるオゾン発生およびパルス放電による固体表面上の液滴除去技術の確立を目指す。交流電場下で低周波数域での磁性流体スパイクの振動現象および磁性流体スパイク先端からの液糸・液滴射出現象、また、高周波数域でストリーマ放電に伴うオゾン発生効率を明らかにした。さらに、パルス放電下で親疎水面上の液滴蒸発除去挙動および汚染液滴浄化のために強酸化力を有するOHラジカルの存在も明らかにした。本研究では、革新的な環境浄化デバイスの開発に向けて、磁性流体を用いた放電装置の開発および現象の解明を行っている。以下に本年度得られた結果を示す。1.磁性流体スパイクと平板電極間に交流高電圧を印加することで、磁性流体スパイクの先端から放電に成功した。放電の安定性は、磁性流体の性質に依存することが明らかにされ、水磁性流体を用いた際に最も安定した放電が確認された。2.発生した放電現象の環境浄化デバイスへの応用を評価するため、有害物質分解に有用なオゾン発生量を計測した。印加する電圧および周波数を変化させ、最適値となる作動パラメータを明らかにした。得られたオゾン発生量を投入エネルギーに対する効率として評価すると、先行研究に比べ低い値を示した。しかしながら、放電現象に伴うスパイク界面の流動現象を可視化計測し、投入エネルギーがスパイク振動に消費されていることを明らかにしており、オゾン発生効率はさらに向上させられる可能性も示した。3.微粒子搬送として、革新的な環境浄化デバイスとして応用できる磁性流体スパイク先端からの液滴噴出挙動を可視化解析した。ハイスピードカメラを用いて磁性流体噴出の高速現象を捉え、磁性流体スパイク先端から磁性流体の液糸が進展し、直径40μmほどの微小液滴に分裂することを明らかにした。交流電場を用いたケロシンベース磁性流体微粒化技術およびパルス放電による固体表面上の液滴除去技術の開発を目指して、交流電場下での磁性流体スパイクの振動現象および液糸・液滴射出挙動、さらに、パルス放電下で親疎水性面上での液滴蒸発除去挙動に関して、高速度可視化解析を詳細に行った。得られた結果は、以下になる。1.500Hzの交流電場を印加した時、磁性流体スパイク界面は、印加周波数の2倍である倍調波の1000Hzで上下振動し、その振動振幅は印加電圧に伴い増大する。2.ある限界電圧以上では、磁性流体スパイク先端から界面の流体力学的不安定性により液糸が射出し、さらに、液糸から微小液滴が分裂する挙動が高速度可視化解析により世界で初めて明らかにされた。3.生成される液滴径は、印加電圧の増加に伴い増大するため、磁場強度に依存する限界電圧以上の電圧を印加することにより、微小液滴が生成され、新たな高速微粒化法の可能性が示された。これにより、磁性流体界面に吸着したナノ・マイクロダストも輸送でき、空気浄化システムの開発にも寄与できる。4.親疎水性面上の液滴をパルス放電のジュール熱により除去する新規な技術を開発した。液滴が両電極に接触している場合の蒸発量が片側電極のみに接触している場合の蒸発量より大きく、蒸発割合は直線的に増加する。また、液滴蒸発時における放電現象の可視化解析と酸化力を有するOHラジカルの同定も行い、酸化による汚染液滴の浄化の可能性も示された。詳細な可視化解析により、電磁場下で平板と磁性流体スパイク間で放電によるオゾン生成と液滴射出現象を世界で初めて検証したので。工学磁性流体スパイクでの放電と界面での静電流動を表すモデル構築のため、多面的な実験解析を展開する。消耗品の使用が思ったよりも少なく、成果発表のための旅費の支出が少なかったため。研究調査および得られた研究成果を国内外で活発に発表する予定である。
史学と自然科学の融合研究で探る幕末明治期における地域鉄産業の変貌と展開

佐賀・出雲・大分・熊本・福岡地域の史料研究を行った。佐賀では反射炉で製造された絵写真資料からアームストロング砲の国内製造の可能性を示した。出雲では砂鉄掘場で砂鉄等収集し、ICP-MS分析法で希土類元素分析した。希土類元素パターンが砂鉄源の存在形態と採取地点の差異を反映していた。大分・熊本では西南戦争時の弾丸の鉛同位体分析からヨーロッパ産鉛であることが分かった。和製青銅大砲・鉄砲の鉛同位体分析を行った。大砲の初国産化は16世紀で日本産も用いられたこと、和製青銅砲の鉛同位体比から国産と外国産素材の両方であるとした。福岡藩の考古学的探査から硝石輸入と硝石製造の遺跡を発見し藩の活動を明らかにした。本研究は在来の技術・経験(在来知)が日本の近代化へ及ぼした具体的影響を文系と理系融合の総合研究で金属遺物について探ることである。まず、考古・文化財系の桃崎・河野・平尾・中西・上野のうち、桃崎は藩政期の火薬製造知識を調査するため黒田藩の合薬(火薬)製造所の調査を行い、輸入硝石から国産塩硝への移転(在来知化)について調査した。河野は古代を中心とする金属製品の重要なコレクションを整理・編纂した。平尾・上野・中西は鉛同位体分析を念頭に置いて資料収集を行った。その結果、平尾は江戸時代の踏絵、西南戦争の鉄砲玉の収集を、上野は長崎出島の青銅製大砲の蛍光X線分析と鉛同位体分析ならびに鉛産地同定のため欧州の銅鉱山で資料収集を行った。中西は佐賀藩の三重津海軍所跡出土の銅板やリベット類および比較資料として開陽丸の銅板を収集した。一方、史学・自然科学系の長野・脇田・横山・沼子・栗崎は佐賀・出雲・盛岡南部・福岡の4地域に関連する幕末明治期の金属遺物について史資料分析と金属遺物収集を行った。特に大砲砲弾を中心として収集試料を行い、破壊できない試料については可搬型蛍光X線分析装置で含有元素の定量分析を行った。持ち帰り溶解可能な試料片についてはICP-MS分析法で希土類元素の定量分析を行った。一昨年までのランタノイド元素分析に加えイットリウムの定量分析も行い、指標元素探しを行った。砲弾に含有・付着した鉛の同位体分析を行い、鉛の産地同定を試みた。比較資料として出雲の砂鉄やたたら製鉄跡地の鉄塊、釜石産の古銭ならびに鹿児島尚古集成館所有の英式工作機械等の資料についても一連の分析を行った。これらの結果は主として27年10月に中国深センで開催した第5回在来知国際シンポジウムなどで招待講演し、論文や専門書として公刊した。研究班全体の会議を2回行い班員相互の研究を検討・評価し次年度の研究の方策を検討した。考古・文化財系の桃崎は黒田藩の合薬(火薬)製造所の調査より輸入硝石から国産塩硝への移転が軍事技術の在来知化と考えられるとした。河野は金属製品の重要なコレクション整理・編纂から鉄文化の位置づけをおこなえるとしそのことは九州の鉄文化の歴史的展開を評価するうえで重要であるとした。平尾・上野・中西は鉛同位体分析法を用いて含鉛金属遺物の原料産地を探る研究として、平尾は踏絵と西南戦争の鉄砲玉の収集から幕末明治期の輸入原料の原産地を探れるとし、上野は欧州銅鉱山での資料収集から出島の青銅製大砲の原料産地を探れるとし、中西は佐賀藩三重津海軍所跡地出土銅板やリベット類や開陽丸由来の銅板収集から三重津海軍所で使用された原料の原産地を探れるとして28年度の実験に繋げている。一方、史学・自然科学系の長野・脇田・横山・沼子・栗崎は佐賀・出雲・盛岡南部・福岡の4地域に関連する幕末明治期の金属遺物、特に大砲砲弾を中心として収集を行った。現地で可搬型蛍光X線分析装置を用いて定量分析を行い砲弾類は一部を除き鉄含有量は97%以上に達する純度を持つことが分かった。溶解可能な試料片でICP-MS分析法による希土類元素の定量分析を行ったところランタノイド元素の含有比分析から島根の砂鉄の含有比と類似する含有比を持つ砲弾もあることが分かった。指標元素探しのためランタノイド元素に加えイットリウムの定量分析も行い、ランタノイド元素の含有量比と異なる傾向を見出した。砲弾に含有・付着した鉛の同位体比分析から清水観音堂の砲弾に付着した鉛は国産品であることが分かった。以上の成果をもとに研究班全体の会議を2回行い班員相互の研究を検討・評価し次年度の研究の方策を検討し当初の目標をほぼ達成した。本研究は在来の技術・経験(在来知)が日本の近代化(近代日本の文化・文明)に及ぼした具体的影響を文系と理系の融合研究で幕末明治期の金属およびその関連遺物を用いて探る。まず、考古・文化財系の桃崎・河野・中西・平尾・上野のうち、桃崎は柏原・屋形原を踏査し、タイ製四耳壺は輸入硝石のコンテナであった可能性を指摘した。河野はインドネシア・スマトラ島装飾古墳の彩色技法・巨石記念物の種類等について調査し、石人像が「単像式」、「複像式」に区分され、時代的な変遷が認められるとした。中西は九大博物館所蔵

製鉄関連試料の整理を行い、中国・朝鮮半島の鉄鉱石や鞍山製鐵所選鉱フローおよび中間工程サンプル、八幡製鉄所鋳物工場の塩基性平炉鉱滓や塩基性平炉銑、酸性平炉鉱滓、大阪製錬所関連試料等であることを確認した。平尾・上野はヨーロッパ大砲の原材料供給地としてのスロバキア鉱山遺跡の調査、ウィーン軍事博物館における黒田長政の大砲及び竜形大砲の実測及びサンプリング調査、インドネシアの東南アジア製竜形大砲の実測調査を行った。一方、史学・自然科学系の長野・脇田・横山・沼子・栗崎は従来の佐賀・出雲・盛岡南部・福岡地域に加え、大分・長崎・鹿児島地域の幕末明治期における鉄を中心とした金属遺物(特に大砲関連)とその関連遺物について遺物中の各種微量元素や微量希土類元素の分布と砂鉄中のそれらとを比較する研究を蛍光X線分析法とICP-MS法により行った。さらに奥出雲産砂鉄に含まれる微量希土類元素をICP-MS法により分析した。また砂鉄中の微量希土類元素の由来を地球科学的に探るため砂鉄を含む岩石、土壌中の希土類元素の分析も行った。この分析で問題になるジルコンの有無についての考察と実験も行った。まず、考古・文化財系の桃崎は火薬製造用石臼の資料を収集し、全国で最も藩政期の火薬研究が進んでいる加賀藩、火薬製造所の調査が進んでいる薩摩藩と比較した。また、幕末維新期の対外的緊張、当時の藩主黒田長溥の事跡と、火薬生産との関係を明らかにした。河野は新たに発見されたスマトラ島の岩刻画の調査を行い、装飾古墳の登場に埋葬法の変化があること、その契機としてベトナム東山(ドンソン)文化からの影響が想定されることが示した。中西は九大博物館以外に釜石市鉄の歴史館、釜石鉱山事務所(資料館)の所蔵物について現地調査を行った。また、釜石鉱山関連資料の概要について情報収集も行った。上野・平尾は精力的に国内外の大砲関連遺物の調査と資料収集を行い多くの資料を得たがその一方、同位体分析を行う時間的余裕がほとんどなかった。一方、史学・自然科学系の長野・脇田・横山・沼子・栗崎は幕末に各地で製造された大砲・砲弾などの金属遺物の製造原料の産地と材料評価を行うためにX線分析法とICP-MS分析を行った。特に佐賀藩で製造された大砲・砲弾などの金属遺物の製造原料は島根県産砂鉄として考えられている。これら金属遺物の原料の由来を探るため金属遺物中の各種微量元素や微量希土類元素の分布と砂鉄中のそれらとを比較する研究を行った。今回島根県奥出雲産砂鉄に含まれる微量希土類元素をICP-MS法により分析した。その結果、砂鉄と砂鉄を含む母岩中の希土類元素分布は必ずしも一致しないことがわかった。以上全体としておおむね順調に進展していると判断された。佐賀・出雲・大分・熊本・福岡地域における調査・試料収集を行った。佐賀では佐賀藩で反射炉を製造した際の史資料とくに絵写真資料を調査・収集・解析しアームストロング砲の国内製造の可能性が高いことを示した。出雲では地質図と対応させながら10ヶ所以上の砂鉄掘りの現場を調査し、砂鉄母岩と含砂鉄土壌の収集を行った。収集した試料は顕微鏡下で組織分析した。さらに溶解試料をICP-MS分析法でジルコニウム、イットリウム及び希土類元素分析を行った。その結果、希土類元素パターンに地域性による差異が認められ、このことから希土類元素パターンが砂鉄源の存在形態と採取地点の地質の差異を反映していることを示唆しているとした。大分・熊本では西南戦争時に使用された弾丸を収集し鉛同位体分析を行った。
下等脊椎動物における水、電解物質代謝ホルモンの作用部位

本研究は、下等脊椎動物における水電解質代謝に関与するホルモンについて、作用と作用部位を明らかにすることを目的として行い、以下の結果を得た。1.組織、細胞レベルの研究(1)魚類と両生類の単離ネフロン分節における水電解質代謝ホルモン依存性メッセンジャー生成量の測定ウシガエル、ウナギの腎臓をコラゲナーゼ処理し、腎組織をネフロンの各部位別に分けて、ホモロガスな心房性Na利尿ホルモン(ANP)を含む培養液中で20分間培養した。ウシガエルでは糸球体と近位細尿管と膀胱膜でcGMPの増加がみられた。一方、ウナギでは近位細尿管のみでcGMPの増加がみられた。これらの結果は、現在続行中である。また、副甲状腺ホルモンは、ウシガエル腎ネフロンのcAMP上昇を引き起こさない。2.器官。個体レベルの研究(1)生体膜輸送の測定ウシガエルの皮膚と膀胱膜、ミシマオコゼの膀胱膜と胆嚢膜と口腔内膜の生体膜輸送に与えるANPの作用をUssing装置を用いて調べた。ミシマオコゼではいずれの生体膜も膜電位が04mV以下で、ANPと下垂体後葉ホルモン(AVT)による作用は明らかでない。ウシガエルの皮膚でのANPの作用は低濃度(10 pM)ではNa輸送を促進し、高濃度(100 nM)ではAVPで促進されたNa輸送を阻害する。2.器官。
グレリン細胞腫瘍化トランスジェニックマウスの作成-慢性薬理作用の解明と細胞株樹立

昨年度より、ヒトグレリンフロモーター4kbにSV40 T抗原を結合させたコンストラクトを作製し、マウス受精卵に打ち込み、258、60、307個の受精卵を得、胚移植を行った結果、計5匹のトランスジーン陽性マウスを得ることに成功した。TT細胞ではプロモーター活性が最も強かった上流1.4kb部分を用いたコンストラクトも同時に作製し、77、110、136、102、149、57個の遺伝子注入胚を仮親に6回に渡って移植したが、トランスジーン陽性マウスを得ることはできなかった。プロモーター活性が強すぎ、早期に死亡している可能性も考えられたが、詳細は不明であった。4kbの部分を用いたトランスジェニックマウス5匹中4匹に関しては、遺伝子発現が強すぎたためか、早期に腫瘍の発現を来たして死亡し、交配を行うことが不可能であった。残りの1匹に関しては、交配には成功したものの、80週齢前後まで観察しても、腫瘍の発現は認められず、遺伝子発現が充分でないためグレリン細胞を腫瘍化できなかったものと考えられた。早期にマウスが死亡してしまったため、充分な解析は行えなかったが、死亡個体の剖検を行ったところ、胃に腫瘍の発現を認めた。組織切片の解析では、胃粘膜に腫瘍細胞の増生を認め、免疫染色上は、グレリン様免疫活性が認められた。今回の検討により、作製したコンストラクトがグレリン細胞の腫瘍化を引き起こしうることが示されたため、今後、腫瘍が発現はするものの、交配は可能である程度の適度な発現レベルを持った系統の確立を目指す予定である。(1)コンストラクトの作成当初、ヒトグレリン遺伝子5'領域の解析(Endocrinology 2004.145:4144-)を参考に、マウスのプロモーター領域を単離、使用することを計画していたが、一からマウスのグレリン遺伝子5'領域の単離、解析を行うとなるとそれだけで非常な時間を要すること、また、これまでのトランスジェニックマウス作成の報告により、ヒトのプロモーター配列を用いた場合でも、ある程度、遺伝子発現の部位やタイミングを再現できることから、今回は時間短縮のため、すでに解析済みであるヒトのグレリン遺伝子5'領域をプロモーターとして用いた。細胞株における発現強度が、必ずしも生体内の発現を再現しているとは限らないため、培養細胞において最も活性が高かった上流約1.4kbの部位、また、これまでに検討した中で最も長い部位約4kbの二つのプロモーターを用いて、下流にSV40 T抗原を結合したコンストラクトをDNA組換えにより作製した。(2)マウスの作成マウス受精卵へ精製したコンストラクトの断片をマイクロインジェクションし、トランスジェニックマウスの作製を行った。1.4kbのプロモーターを用いたものでは、77、110、136、102、149、57個の遺伝子注入胚を仮親に6回に渡って移植したが、トランスジーン陽性マウスを得ることはできなかった。4kbのプロモーターを用いたコンストラクトでは、258、60、307個の胚移植を行い、計5匹のトランスジーン陽性マウスを得た。このうちの、3匹は、遺伝子発現が強すぎたためか、早期に死亡し、充分な解析を行うことはできなかった。また、もう一匹は不妊であり、交配を行っても産仔を得ることができなかった。残りの一匹については、交配に成功したため、来年度において解析に移る予定である。
デジタル指紋及びグループ検査に共通する組合せ構造とアルゴリズムに関する研究

デジタル指紋理論及びグループ検査理論に共通する組合せ構造の性質を調べ,その組合せ構造を構成し,関連するアルゴリズムを開発した.(1)強分離可能符号やマルチメディアIPP符号を導入し,不正ユーザー追跡アルゴリズムを開発した.(2)分離可能符号やframeproof符号,マルチメディアIPP符号,traceability schemeなどのサイズに関するtightな上界と下界を導いた.(3)完全ハッシュ族や最適な分離可能符号,強分離可能符号,マルチメディアIPP符号の無限系列を構成した.(4)拡張円分法によりゼロ差均衡関数の無限系列を構成した.情報通信用符号系列も数多く構成した.本研究では、デジタル指紋理論およびグループ検査理論に共通する組合せ構造の性質を調べ、その組合せ構造を構成し、関連するアルゴリズムを開発している。Alon・Asodi(2006)により導入されたSingle-user tracing superimposed (SUT)族に基づく陽性識別アルゴリズムを改善し、効率の高いアルゴリズム開発した。そのための組合せ的構造の構成を考案中である。完全グラフや格子グラフ上のグループ検査について、陽性アイテムが高々1つであるときの最適な検査スキームを開発した。関連結果は論文「Luo・Matsuura・Miao・Shigeno, Non-adaptive group testing on graphs with connectivity」としてまとめている最中である。現段階では、研究計画(3)は予定通り順調に進展しているが、研究計画(1)と(2)に関する研究はやや遅れている。研究計画(1)について、SUT familyに基づく陽性識別アルゴリズムを改善したが、そのための組合せ的構造のサイズや構成について結果はまだ出していない。研究計画(2)について、frameproof符号のサイズに関するtightな上界や下界を導いたが、最適なframeproof符号の新しい構成法はまだ見つかっていない。やや遅れている主な理由としては、計画外の強さ3、長さ3の分離可能符号の研究に多く時間を費やした。その結果、研究計画(1)と(2)はやや遅れているが、計画外の強さ3、長さ3の分離可能符号のサイズの上界の導出やその上界に達成する符号の構成に成功した。本研究は、デジタル指紋理論及びグループ検査理論に共通する組合せ構造の性質を調べ、その共通な組合せ構造を構成し、関連するアルゴリズムを開発することを目指している。平成28年度の研究計画は、(1)ユーザ数が分離可能符号のサイズの上界を超える場合の不正ユーザを特定する指紋システムを提案・構成することや、(2)SUTfamilyに基づく陽性識別アルゴリズムを改善するために導入された組合せ構造の性質を解明すること、(3)誤り訂正符号の追跡能力を調べることとした。現段階では、研究計画(1)及び(3)は予定通りおおむね順調に進展しているが、研究計画(2)はやや遅れている。その理由は主に二つある。(i)その組合せ構造が意外に分析しにくい。(ii)平成28年度の研究計画に含まれていなかったゼロ差均衡関数やトレーサビリティ・スキームに関する研究が当初予期しなかった目覚ましい進展ができ、それらの研究に多く時間を費した。本研究は、デジタル指紋理論およびグループ検査理論に共通する組合せ構造の性質を調べ、その共通な組合せ構造を構成し、関連するアルゴリズムを開発することを目指している。ブロドキャストフ暗号化の鍵不正配分を防ぐためのtraceability schemeやデジタル指紋符号の一つであるframeproof符号について、極値組合せ論の立場から研究し、traceability schemeやframeproof符号のサイズの上界を導き、その上界に到達する最適なtraceability schemeやframeproof符号を組合せデザイン理論などにより構成した。Frameproof符号のサイズの下界も導いた。関連結果は2編の論文にまとめられ、IEEE Transactions on Information Theoryに掲載された。デジタル指紋理論及びグループ検査理論に共通する組合せ構造の性質を調べ,その組合せ構造を構成し,関連するアルゴリズムを開発した.(1)強分離可能符号やマルチメディアIPP符号を導入し,不正ユーザー追跡アルゴリズムを開発した.(2)分離可能符号やframeproof符号,マルチメディアIPP符号,traceability schemeなどのサイズに関するtightな上界と下界を導いた.(3)完全ハッシュ族や最適な分離可能符号,強分離可能符号,マルチメディアIPP符号の無限系列を構成した.(4)拡張円分法によりゼロ差均衡関数の無限系列を構成した.情報通信用符号系列も数多く構成した.平成28年度は前年度に引き続き、デジタル指紋とグループ検査とに共通する組合せ構造やアルゴリズムの数理的性質を調べ、最適な指紋符号とグループ検査スキームを構成し、それらに基づく違法コピー作成者追跡アルゴリズムおよび陽性識別アルゴリズムを開発する。分離可能符号に基づく追跡アルゴリズムは、ユーザ総数が符号語数の上界を超えない限り、全ての不正ユーザを特定できるが、上界を超えたら追跡不能になる。ユーザ総数が分離可能符号の符号語数の上界を超える場合に、少なくとも1人の不正ユーザを特定できるような指紋システムの提案を試みる。SUT familyに基づく陽性識別アルゴリズムを改善するために導入された組合せ的構造のサイズの上界や下界を導き、上界を達成するものを構成する。誤り訂正符号(特に巡回符号や最大距離分離符号)の追跡能力を調べる。平成29年度は引き続き、デジタル指紋及びグループ検査に共通する組合せ構造やアルゴリズムの数理的性質を解明し、情報伝達・蓄積・プライバシー保護などに適用してみる。(1)ブロドキャスト暗号化の鍵不正配分を防ぐためのトレーサビリティ・スキームを極値組合せ論の立場から研究し、そのサイズの上界を導き、その上界に到達する最適なトレーサビリティ・スキームを構成する。(2)電子指紋に使われているIPP符号は、グループ検査に使われているSUT familyの概念とよく似ている。その共通な組合せ構造やアルゴリズムを解明し、理論的な概念を導入することによって、既存の結果を改善する。

(3)グラフ上のグループ検査について、陽性アイテムが高々一つである時の最適検査スキームを提案し、検査アルゴリズムを開発する上で、研究結果を投稿する。今までの研究の発展として、次の二つの問題を挑戦してみたい。(1)デジタル指紋と差分プライバシーの間に緊密な関係が指摘されているが、不明なところがまだたくさんある。デジタル指紋と差分プライバシーの間の関係を明確にしたい。(2)古典的な誤り訂正符号はビッグデータの蓄積・伝達に相応しくないので、局所修復可能符号やキャッシング・スキームなどが近年導入された。局所修復可能符号やキャッシング・スキームなどに潜んだ組合せ的構造もデジタル指紋とグループ検査に共通するものが多く、究明したい。組合せ論国際会議に出席したり、国際共同研究を行ったりするため、当初は外国旅費を計上したが、その後、国際会議の招待講演者になったことにより、外国旅費の支出がなくなったことから、未使用額が生じた。
ピーマン着果、肥大性を向上するための生理、育種学的研究

ピーマンの生産に関わる様々な問題の克服のため、ピーマンの着果、肥大性に関する生理、育種学的研究を実施した。様々な果実形質を持つ素材を用いた研究により、ピーマンの着果、肥大には、トマトなどとは異なり、植物ホルモン「サイトカイニン」が最も関わっていることを明らかにした。また、単為結果性ピーマン素材「CNPH2622」は果実の肥大性はすぐれるが、着果性は低く、単為結果ピーマン開発にはさらなる研究が必要なことが明らかとなった。本研究は、研究計画1ピーマンの着果、果実肥大に関わる生理学的要因の解明および、研究計画2単為結果性素材「CNHP2622」の有望性の把握の2本立てとして実施している。研究計画1では「CNPH2622」「California Wonder」「ししとう」「INT/RUSSIA/2001/1579」の受粉果および単為結果果を調整、経時的に採取し、その果実肥大と内生ホルモンの関係を調査した。その結果、4系統とも、果実の肥大とサイトカイニン(tRZ)の含量に正の相関が認められた。また、単為結果性系統のCK含量は、非単為結果系統に比べて高い傾向が認められた。これらの結果は、ピーマンの初期の果実肥大にはCKが重要な役割を果たしていることを示すものと考えられた。関連する遺伝子解析では、昨年度得たピーマン類のCK生合成、代謝関連遺伝子の配列情報を元にプライマーを合成し、遺伝子断片の増幅を試みた。その結果、CK生合成遺伝子2種、代謝関連遺伝子3種で弱い増幅が確認できたが、遺伝子断片の単離には至らなかった。研究計画2では、上記4系統を盛夏期および秋冬期に温室で栽培し、柱頭除去および放任受粉によりその単為結果、肥大様式を詳細に比較した。盛夏期の栽培では昨年単為結果性を示した「ししとう」を含め、ほとんど単為結果しなかった。秋冬期の栽培では昨年の厳冬期の栽培と同様、「CNPH2622」は単為結果したが、その頻度は低く、果実の肥大はやや劣り、「California Wonder」および「ししとう」は果実の肥大はやや劣っていたが、単為結果の発生頻度は「CNPH2622」より高く、「INT/RUSSIA/2001/1579」は単為結果しなかった。過去2年間の結果より、「CNPH2622」の単為結果性は秋冬厳冬期に発揮されるが、その発現率はやや低く、通常肥大した果実と比べると小さいことが示唆された。本研究課題では、すべての研究期間において、研究計画1ピーマンの着果、果実肥大に関わる生理学的要因の解明および、研究計画2単為結果性素材「CNPH2622」の有望性の把握の2本立てとして実施する。研究計画1では、4種類のピーマン「CNPH2622」、「California Wonder」、「ししとう」および「INT/RUSSIA/2001/1579」の単為結果、肥大様式を比較し、これらの系統の示す基本的特性を確認した。また「ししとう」、「INT/RUSSIA/2001/1579」の柱頭切除果にホルモン処理すると、ジベレリン(GA)やオーキシン類よりも合成サイトカイニン(CK)の処理により、果実がもっとも肥大することが明らかになった。ピーマン果実内生ホルモンでは、CKとしてt-ゼアチン、t-ゼアチンリボシド、オーキシンとしてインドール酢酸、GAとしてGA19, GA20, GA1を同定した。この結果を受け、トマトで明らかにした配列情報を用いて、The Gene Index Project、SOL Genomics NetworkおよびGenBankのユニジーンデータベースをtblastプログラムによって検索し、ピーマン類のCK生合成、代謝関連遺伝子情報を8個獲得した。これらについて、ピーマンにおける発現部位を予備的に明らかにした。研究計画2では、上述のピーマンを盛夏期および厳冬期に温室で栽培し、柱頭切除および放任受粉により、その単為結果、肥大様式を詳細に比較した。盛夏期は「ししとう」以外はほとんど単為結果しなかった。厳冬期は「ししとう」に加え、「CNPH2622」、「California Wonder」が単為結果したが、その頻度は低く、果実の肥大はやや劣っていた。すなわち、「CNPH2622」の単為結果性は厳冬期に発揮されるするが、その発現率はやや低いことが示唆された。本研究ではすべての研究期間において、研究計画1ピーマンの着果、果実肥大に関わる生理学的要因の解明および、研究計画2単為結果性素材「CNHP2622」(CNPH)の有望性の把握の2本立てとして実施した。研究計画1では、CNPH、単為結果果実が肥大しない系統「INT/RUSSIA/2001/1579」(1579)および「ししとう」、「California wonder」を用い、ホルモン処理や分析により、ピーマン着果、果実肥大のメカニズムに迫った。特に最終年度はこれら4系統の未受粉、受粉果実のホルモン分析を行った。

処理試験では、サイトカイニン(CK)がピーマンには最も果実肥大効果が高いことを明らかにした。ホルモン分析では、受粉果実の肥大とCK含量に正の相関があること、果実サイズとジベレリン含量に関係があること、オーキシンはあまり関連がないことを明らかにした。本研究で得られた一連の結果は、同じナス科野菜であるトマトとは明らかに異なる。すなわち、ピーマンでは独自の着果、果実肥大機構が機能していることを明らかにすることができた。研究計画2では、CNPHの単為結果性の遺伝性を明らかにするため、CNPHをP1、1579をP2として作出したF1(P1×P2)、F2(P1×P2)、BCP1(P1×(P1×P2))およびBCP2(P2×(P1×P2))を春期に栽培し、柱頭除去および振動受粉により単為結果および肥大様式を比較した。その結果、CNPHの単為結果果実は、振動受粉による果実の約半分くらいの大きさで、その遺伝性は単数もしくは少数の劣性因子が関与していると示唆された。研究期間を通した栽培試験結果により、CNPHの単為結果性は秋冬冬春期に発揮されるが、その発現率はやや低く、果実の大きさは通常肥大した果実よりやや小さく、また、劣性の少数因子により遺伝することが示唆された。園芸学研究計画1においては、前年度の植物ホルモン投与研究で、オーキシンに加え、サイトカイニンのピーマン着果、果実肥大への関連が示唆されていた。また前年度の分析によりピーマン果実内の主要な植物ホルモン類も明らかになった。これらの結果を受けて実施した今年度の研究では、果実肥大と内生ホルモンの関係にせまるべく、果実サイズや単為結果性の異なる4系統の様々な果実を調整し、その内生ホルモンを詳細かつ継時的に分析することができた。得られた結果として、ピーマン果実肥大に関わる植物ホルモンとして、オーキシンではなく、サイトカイニンに注目すべきであることをほぼ明らかにすることができた。一方、単為結果性の強いピーマン系統の示す単為結果性の要因については、その解明には至っていないが、その要因に関する示唆が得られた。これらのことからおおむね研究目的は達成できていると考えている。ピーマン類のサイトカイニン生合成、代謝関連遺伝子については、遺伝子断片の増幅が確認できた。遺伝子断片の単離については、テンプレートRNAとプライマー配列に問題がある可能性が示唆されたため、再調整を行っている。研究計画2では、昨年と同様の結果が得られ、「CNPH2622」が保有する単為結果性の遺伝解析等の試験は春夏期または秋冬期に実施した方が良いことが再確認された。また、「CNPH2622」の単為結果性を遺伝解析するための集団の種子を得た。研究計画1において、まず実施を予定した着果特性の解析については、4種類のピーマンの肥大様式を比較、調査することができた。その着果、肥大特性には季節による変動があるものの、これらの系統の特性が想定していたとおりであることが判明した。すなわち、次年度研究を実施するために支障がないことが明らかとなった。一方、種々のホルモン処理実験では、ナス、トマトなど、他のナス科作物で単為結果誘発や、果実肥大に効果のあるジベレリンやオーキシン類よりも、サイトカイニンがピーマンにおいてもっとも効果のある可能性が示された。
腎臓オルガノイドを用いた細胞成熟度多様性の理解と制御

本研究計画では、「研究代表者の開発したヒトiPS細胞から腎臓オルガノイドを誘導する分化系」と「1細胞トランスクリプトーム技術」を組み合わせた実験手法により、腎臓細胞の成熟速度の不均一性が生じる原理を調べる。これを通して、ヒト腎臓発生過程の成熟速度決定メカニズムの解明を目指す。具体的には、ヒト腎臓オルガノイド形成過程の複数時点で細胞を回収し1細胞トランスクリプトーム解析を行う。解析にはt-SNE法を用い、腎臓細胞の成熟速度を可視化する。これによって、腎臓が成熟する過程で、どのようなシグナル経路や遺伝子発現がどのタイミングで増減すると成熟速度に影響が出るのかを調査し、成熟速度決定に関わる因子を同定する。腎臓オルガノイド内部には大きく分けて、近位尿細管、遠位尿細管、糸球体、血管内皮、間質細胞の5つの細胞群が存在するが、初年度は近位尿細管に注目して、その成熟速度の解析を行った。まずは、細胞解離方法の条件検討や、免疫染色やqPCRによる細胞単離の検証実験を行った。その結果を踏まえ、腎臓オルガノイドの細胞単離を、蛍光活性化セルソーティング(FACS)により達成した。次に、本研究では様々な成熟度の細胞が含まれる腎臓オルガノイドを経時的にサンプリングする必要があるので、15、19、23,27,31日目の計4時点で腎臓オルガノイドから近位尿細管を単離し、1細胞トランスクリプトーム解析を行った。1時点につき約3000個の細胞を回収した。1細胞の回収には、Chromium(10X genomics社)マシンを用いた。回収した細胞から次世代シーケンサー用cDNAライブラリを作製し、次世代シーケンサーにかけた。当初の予定通り、腎臓オルガノイドより1細胞を回収し、そこから次世代シーケンサー用cDNAライブラリを作製し、次世代シークエンスを行うことができた。次年度にデータセットを解析する予定である。次世代シークエンスのデータセットを解析して、近位尿細管細胞が成熟化する分子メカニズムを明らかにする。次世代シークエンスで得られたマトリックスデータの解析にはt-SNE法を用い、近位尿細管の成熟経路を可視化する。これによって、各近位尿細管細胞が成熟化する過程で、どのようなシグナル経路や遺伝子発現がどのタイミングで増減するかを経時的・網羅的に調査し、成熟化速度の決定に関わる因子を同定する。次に、この成熟速度の速い(もしくは遅い)細胞で、どのようなシグナル経路や遺伝子発現が増減しているのかを調べる(pathway analysis)。この比較解析を繰り返すことで、成熟速度を制御している可能性のある因子を同定する。最後に、上で得られた知見に基づき、同定されたシグナル経路を、同定された組み合わせを使い、同定されたタイミングで腎臓オルガノイド作成系に導入することで、実際に近位尿細管の成熟速度を任意に制御できるかどうかを確認する。

最後に、上で得られた知見に基づき、同定されたシグナル経路を、同定された組み合わせを使い、同定されたタイミングで腎臓オルガノイド作成系に導入することで、実際に近位尿細管の成熟速度を任意に制御できるかどうかを確認する。
格差社会が子どもの健康と命に及ぼす影響の早期発見と自分で自分を守る力を育む教育

体力・健康の二極化傾向から、日本の子どもの健康・体力に格差が生じていることが確認された。米国やニュージーランドでは保護者の経済格差が子どもの教育格差、健康格差に影響を及ぼしており、その解消のために保健体育の授業に学外の専門家を介入させるプログラムが行われていたが、専門家の派遣終了で効果は減衰していった。スウェーデンの調査から、行政の支援が子どもの健康格差の発生を抑制していることが分かった。また生きる力を支える行動学習の実験から、教えるー学ぶという学習環境が重要で、その環境に恵まれない子どもは、探求動作・対象物との間のアフォーダンスの獲得・動作の統合・調整等の発達に遅れが出ることが推察された。日本の子どもの健康と健康に影響を及ぼす要件の調査を行い、諸外国と比較した。調査の結果、日本の子ども達の体力・運動能力の全国平均値は向上しているが不健康児が増えているという、一見矛盾する状況にあることが分かった。また肥満児が増加していると言われているが、実際には増えてはおらず、逆にやせ気味で低体力の子どもが増えていた。これらの背景には、子ども達の健康と体力の二極化傾向がある。健康的な生活をしている子どもも少なくない一方、不健康な生活をしている子どもも増えており、子ども達の間の生活環境の格差が健康格差を生み出していると推察された。差異・格差があるなら、個別の教育支援・対応が必要である。学校は子ども達の健康状態とその環境要因をどのように把握しているのか、実際にどのような健康教育を行っているのかの調査の必要性が明らかになった。スウェーデンでは、子ども達は年間を通して外で元気に十分な時間を遊びに費やしていた。子どもや家庭の状況に応じた行政からの支援が、生活の格差や健康格差の発生の抑制に貢献していると考えられる。その一方で近年、子どもの肥満や多動の問題が大きくなりつつある。恵まれた生育・教育環境・福祉システムの中にありながら、なぜそのような問題が大きくなってきたのかの調査が必要である。さらに、格差が大きな社会問題になっているニュージーランドでの調査で、経済格差が子どもの健康状態に深刻な影響を及ぼしており、経済格差が家庭生活だけでなく学校での健康教育の格差にも甚大な影響を及ぼしており、また子ども時代の健康格差が大人になるとさらに拡大し、生涯に渡って深刻で決定的な健康問題を抱えることになることが明らかになった。そして健康格差は一般的に考えられているよりずっと幼い時にすでに発生している可能性が示唆され、小学校や就学前施設での健康教育の充実の重要性が示唆された。日本の子ども達の健康と運動の実態と、子どもの健康に影響を及ぼす環境要件について調査を行った。そして、子どもの健康と福祉の先進国であるスウェーデンで子どもの健康と生活の調査結果との比較検討を行った。研究の結果、日本の子ども達の体力・運動能力の全国平均値は上がっているのに不健康児が増えている、という一見矛盾する現象が明らかになった。その背景にある原因を検討したところ、子ども達の健康と体力の二極化傾向があることが分かった。運動・栄養・睡眠のバランスの取れた健康的な生活をしている子ども達も決して少なくないが、一方「夜更かし・朝寝坊」、「朝食欠食」、「夜食や間食が多い」、「長時間のテレビやテレビゲーム」などの不健康な生活をしている子どもも増えていた。運動も、する・しないの両極端に分かれる傾向が見られた。このように、運動・食事・生活のリズムの健康に関するすべての点において二極化傾向が見られるようになり、子ども間の健康格差が広がりつつあることが示唆された。そして体力は、運動習慣だけでなく、食習慣や睡眠時間との相関も高く、朝食を食べない子どもや睡眠不足の子どもは、運動を行う時間や機会が少なく、低体力であった。子どもの健康と福祉が充実しているスウェーデンでは、子ども達は年間を通して(真冬でも)外で元気に十分な時間を遊びに費やしていた。そして、十分に戸外で体を動かした後、教室に戻り、読書や勉強に主体的に取り組んでいた。これらのことから、「外遊びが好きな子どもは読書や勉強が嫌いで、読書や勉強が好きな子どもは運動が苦手」という古典的な思い込みが間違っていることが明らかになった。外で元気に遊ぶのが好きな子どもは、読書や勉強にも知的好奇心をもって積極的に取り組む。健康格差の拡大は、身体の健康だけでなく頭や心の健康的な育ちにも影響することが懸念され、調査の必要性が明らかになった。日本の子どもの健康状態と健康教育について、小学校教員のナラティブ・データを質的研究手法で分析し、平成25年度にニュージーランド(NZ)で行った同調査研究の結果と比較検証した。NZでは、経済格差が子どもの健康格差・教育格差に及んでいた。公立校でも保護者からの寄付が多い学校とそうでない学校では、健康教育の内容や指導法に格差があり、学習したことの実践の機会にも差があって、それが子どもの健康状態の違いにもつながっていた。日本では学校間の格差がなくどこの学校でも一定レベルの授業が保障されている一方、学習指導要領に準拠した授業をせねばならないので、そこに記載されていない、今、子どもが直面している健康問題は授業で扱えないという問題があった。この研究成果は、Comparative Study Of Children's Current Health Conditions And Health Education In New Zealand AndJapan、Contemporary Issues in education research, Vol.8, No.2. pp 117-122(査読付き原著論文2015年4月)として発表した。

またNZでは小児肥満が小児保健と子どもの健康格差の深刻な問題である。複数のプロジェクトの中で、専門家を学校に派遣し、保健体育の授業で子ども達に直接指導するProject Energizeが、小児肥満の解消と体力向上に効果があった。しかし学校教員自身の保健体育の授業スキルは改善されず、専門家の派遣期間終了後を見据えた教員の再教育の必要性が明らかになった。この研究成果は、「ニュージーランドの子どもの健康とProject Energizeによる保健体育の授業への介入」、青山学院女子短期大学紀要、第68輯、pp.141-149, 2014で発表した。子どもの生きる力を支える行動学習について、ピンセットで対象物をつまみゴールに運ぶという運動課題の習得過程と、同じ課題のサルの結果の比較から検討した。実験の結果、ヒトの子どもは、当初は各動作を一つ一つ順番に行っていたが、すぐに一つの動作が完了する前に次の動作を開始するようになり、複数の動作を並行して、あるいはオーバーラップさせて行えるようになることが分かった。また、教える-学ぶという生育環境を持たないサルの結果との比較で、ヒトの子どもの行動学習は、教える-学ぶという学習環境があるか否かに依存すること、教える-学ぶ環境に恵まれない子どもは、探究動作、対象物との間のアフォーダンスの獲得、動作の統合・協調などの発達が遅れることが推察された。(渡部かなえ、小児の道具操作の適応と学習プロセスの事例研究、青山学院女子短期大学紀要,第69輯, pp.141-149, 2015.)子ども達が自分でじゅぶんを守る力の育成について、道具操作の学習プロセスの観察を通して、生きる力の獲得から検証することができた。また、格差社会が子どもの健康に及ぼす影響について、米国やスウェーデンよりも、国土の大きさや島国であるなどの地理的条件が日本により近く、しかし社会の経済格差が非常に大きいニュージーランドと、子どもの健康や学校での健康教育の実態の比較から、経済格差が子どもの教育格差、健康格差に大きな影響を及ぼしていることが明らかにできた。日本の子どもの体力・運動能力の平均値は向上しているにもかかわらず不健康児が増えているという健康と体力の二極化傾向から、生活環境の格差によって健康格差が生じていることが確認された。子どもの健康と健康教育の国際比較から、格差が大きな社会問題になっている米国やニュージーランドでは、保護者の経済格差が公立学校での教育格差、子ども達の学習到達度の格差、健康格差に影響を及ぼしていること、教育現場の格差は教員の心身の健康状態にも深刻な影響を及ぼしていることが分かった。日本では、公立学校間の教育格差はほとんどなく一定レベルの授業が保証されていたが、一方で、学習指導要領が10年に1度しか改訂されないため、子どもが今、直面している健康問題を授業で扱えないという問題が明らかになった。
生体膜の構造形成、融合過程の分子レベルでの解明

分子シミュレーションにおける膜の曲げ弾性の測定法を比較検討し、従来の平面膜のゆらぎから求める方法に補正を加えることを提案した。この補正によってこれまでより高い精度を得ることができる。また、座屈した膜において界面張力が異方性を示すことを明らかにした。この異方性は楕円関数を用いて解析的に厳密に求めることができる。脂質膜の物性を大幅に変えることのできる新しい粗視化分子模型も開発した。本研究者はこれまでに、膜の曲げ弾性と膜端の線張力を独立に広範囲で変えられるメッシュレス膜模型を構築している。膜上の相分離を研究するため、メッシュレス模型の拡張を進めている。本年度は計算効率をあげるため、シミュレーションのコードのチューニングを行った。この模型を用いて、ベシクル(膜小胞)形成のダイナミクスを調べた。構築した模型を用いて、様々な条件下での相分離のダイナミクスをシミュレーションする予定である。また、溶媒を陽に含まない粗視化分子模型を発展させ、膜の曲げ弾性と単分子膜の自発曲率などを自由に変化させられる新しい脂質分子模型の構築を進めている。これまで、多くの研究者によって多数の粗視化脂質分子模型が提案されてきた。しかし、パラメータのチューニングは原子スケールの分子シミュレーションに平均の座標位置を合わせるか、膜の曲げ弾性、面積圧縮率を脂質膜の典型的な値に合わせるかしか行われていない。研究者間のシミュレーション結果に不一致が見られることがあるが、それが物理的な条件の違いから来るのか、脂質膜のモデル依存性から来るのか、はっきりしないことが多い。両親媒性分子の性質を広範囲で変えることのできる分子模型を用いることで、より定量的に脂質膜を扱うことができるようになる。構築した膜の粗視化分子模型を用いて、脂質2分子膜の融合、分裂過程、界面活性剤の添加に寄る溶解過程などを調べていく予定である。このメッシュレス模型を用いて、膜の曲げ弾性を正確に測定する方法を研究した。本年度、平面膜を押し縮めるとバックリッグ(座屈)が起こるが、この座屈した膜の界面張力に異方性があり、その大きさは、楕円関数を用いて数理的に解析的に計算できることを見つけた。この関係を用いて、曲げ弾性を求めることが可能である。来年度、シミュレーション結果との比較などをすることで、詳細を明らかにする予定である。本年度、溶媒を陽に含まない粗視化分子模型を発展させ、膜の曲げ弾性と単分子膜の自発曲率などを自由に変化させられる新しい脂質分子模型を構築した。これまで、多くの研究者によって多数の粗視化脂質分子模型が提案されてきたが、パラメータのチューニングは原子スケールの分子シミュレーションに平均の座標位置を合わせるか、膜の曲げ弾性、面積圧縮率を脂質膜の典型的な値に合わせるかしか行われていなかった。両親媒性分子の性質を広範囲で変えることのできるこの新しい分子模型を用いることで、より定量的に脂質膜を扱うことができるようになる。今後、この膜の粗視化分子模型を用いて、界面活性剤の添加による溶解過程などを調べていく予定である。本研究において、この模型を用いて、生体膜の曲げ弾性を測定する計算法について研究した。複数の手法を比較したが、従来の平面膜のゆらぎから求める方法に補正を加えることでもっとも高い精度を得ることができることを明らかにした。また、平面膜を押し縮めるとバックリッグ(座屈)が起こるが、この座屈した膜の界面張力に異方性があり、その大きさは、楕円関数を用いて数理的に解析的に計算できることを見つけた。この関係を用いても、曲げ弾性を求めることが可能である。他の手法で求めた値と測定誤差の範囲内で一致する。また、溶媒を陽に含まない粗視化分子模型を発展させ、膜の曲げ弾性と単分子膜の自発曲率などを自由に変化させられる新しい脂質分子模型を構築した。
補綴治療による機能回復の個別化予測モデルの開発

一般的に、奥歯を複数失った患者には入れ歯あるいはインプラントによる治療法が提案される。現在、それらの治療によりどの程度咀嚼機能が回復するのか予測し、客観的に患者に説明することができていない。本研究は、治療前後の咀嚼機能の評価および患者の口腔周囲筋力を測定し分析することで、今後患者ごとに入れ歯あるいはインプラントによる治療効果の予測を説明できるよう目指すものである。
北海道におけるアイヌ文化成立期以前の建築活動に関する基礎的研究

本研究は、北海道の建築史、住宅史を「通史」として捉えることを可能とするための基礎的研究の一つである。具体的には、北海道における擦文文化・続縄文文化・縄文文化における住居の実相を明らかにする研究の一手法として、近代に実際に建築された竪穴住居(トイチセ)の建築者・居住者からの聞き取り調査に関する記録・文献を再読し、同時に先史住居跡から実際の上屋復元を行い、さらに海外北方少数民族の復元竪穴住居を実測し、これらを総合して検討し、先史住居跡に残る資料との多くの類似性を明らかにすることが出来たと同時に旧来の想像の域を出なかった先史住居の一形態をより具体的な姿で提示することが出来た。本研究は、北海道の民家史・建築史を「通史」として捉えることを可能とするための基礎的研究である。具体的には、研究代表者が行ってきた近世期以前のアイヌと和人の建築活動に関する研究実績を基礎としてアイヌ文化以前の先史文化時代(擦文文化・続縄文文化・縄文文化期)の建築活動に関する資料を包括的に集成・整理し、これまでの研究蓄積との総合化を図り、北海道の建築史・住宅史を通史として捉えるための基礎的資料を構築することを目的として研究を進めている。1,平成24年度(研究初年):研究全体のフレーム構築のため、既往の北海道建築史研究の整理を通して研究の空白期間の明確化。発掘報告書を中心に先史文化に関わる資料の収集整理。研究2年次以降計画の海外とくに北東アジア地域との比較研究にかかわる資料・情報の収集。2,平成25年度(本年度):初年度に引き続き、発掘報告書を中心に先史文化に関わる資料の収集整理。海外とくに北東アジア地域との比較研究としてロシア連邦サハリン州において先住民族の建築文化にかかわる調査を実施した。具体的には、サハリン州郷土博物館の協力を得て8月中旬に現地において以下の調査を行った。A,サハリン州郷土博物館が所蔵する先住民族の建築文化に関する資料(文献・写真・模型)調査。B,現在の先住民の建築文化に関する聞き取り調査。C,同博物館の先住民(ニブフ)の復元住居2棟(高床式住居:夏の家、竪穴住居・冬の家)の実測調査および復元にかかわる資料等の調査。以上のように、北海道島周辺の先住民族に関する現地調査からアイヌ文化と先史文化をつなぐ具体的な資料の収集・調査の実績を得ることができた。具体的には、研究代表者が行ってきた近世期以前のアイヌと和人の建築活動に関する研究実績を基礎として、アイヌ文化以前の先史文化時代(擦文文化・続縄文文化・縄文文化期)の建築活動に関する資料を包括的に集成・整理し、これまでの研究蓄積との総合化を図り、北海道の建築史を通史として捉えるための基礎的資料を構築することを目的として研究を進めている。研究着手初年の平成24年度については、研究全体のフレームを明確にするため、はじめに、従来の北海道の建築史・民家史の研究史を再検討し研究の空白期間(時間軸)・空白分野(空間軸)を明らかにした。次に、研究対象である先史文化の建築活動を捉えるための客観的指標を設定することと建築活動の特徴を捉えることを主な目的として、発掘報告書を現在から年代を遡る形で収集し、建築活動に関する資料の抽出・整理・集成を継続的に行った。発掘報告書は膨大な蓄積があり、逐次刊行されていることから、この作業は今後も継続して調査を行うことを予定している。同時に、発掘報告書以外の既往研究・文献についても図書館や博物館を中心に所在調査を行い、資料の複写や筆写を行い、これらのリスト化を進めた。さらに、2年目以降に予定している海外とくに北東アジア地域との比較研究のために海外研究機関・博物館などの情報収集を進めた。本研究は、北海道の建築史・住宅史を「通史」として捉えることを可能とするための基礎的研究である。具体的には、研究代表者が進めてきた近世期以前のアイヌと和人の建築活動に関する研究の実績を基礎として、アイヌ文化期以前の先史文化時代(擦文文化・続縄文文化・縄文文化各期)の建築活動に関する資料を包括的に集成・整理し、これまでの研究蓄積との総合化を図り、北海道の建築史・住宅史を通史として捉えるための基礎的資料を構築することを目的として研究を進めている。平成26年度(当該年度)の研究実績の概要1.研究初年度(平成24年度)から実施している先史文化にかかわる発掘報告書、既往研究にかかわる資料を引き続き収集し整理分析を進めた。2.平成25年度に実施したロシア連邦サハリン州においておこなった先住民族の建築文化にかかわる調査によって得られた情報の整理、具体的には実測調査を元に、ニブフの冬の家(竪穴住居)、夏の家(高床住居)、クマ檻。サハリンアイヌの夏の家の実測復元図の作成、および、研究代表者が所属する博物館に所在する北海道アイヌの住居の実測復元図を作成した。3.既往文献の中から竪穴住居の居住経験者を対象とする調査報告の分析。4.上記の2・3を統合して実際に建築され居住されたことが確実な竪穴住居の建築工程考察、図面化を実施した。このことによって、少なくとも明治中期まで建設され使用された竪穴住居の実像を明らかにした。