hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
二酸化炭素とアルコールからの有機カーボネート合成触媒とプロセスの開発

加えて反応条件の検討により、CO2圧力が0.1MPaといった非常に低圧の条件でDMCが生成することを見出した。DMC収率は、反応時間2時間までは増加したものの、それ以降は一定の値を示した。一方でイミデートの副生が見られた。イミデートの副生について反応速度論から詳細に解析したところ、メタノールと2-シアノピリジンの反応によって生成し、その強い塩基性によって酸化セリウム触媒を被毒していることが明らかになった。加えてイミデートはDMC合成反応よりも低温で進行しやすく、条件によっては室温一40°C程度でも進行してしまう容易な反応であることが分かった。これは反応条件によって抑制できる範囲ではなく、常圧フロー反応でDMCを合成するためには2一シアノピリジン以外の脱水剤を使わざるを得ないと結論づけられる。一方で様々なジオールを基質として、ジオールと二酸化炭素からの環状カーボネート合成を行った。その結果、比較的容易に生成する5員環のカーボネートが反応時間1-2時間の間に95%以上の高収率で、さらに合成が難しいと言われてきた6員環のカーボネートを50-80%の収率でそれぞれ合成することに成功した。この結果についでは現在ACS Catalysisに論文として投稿中である。本研究課題を達成するために、(1)触媒の改良、(2)ニトリルの選択、(3)反応条件の最適化を挙げていたが、平成24年度には(1)、(2)の手法を行い、フロー系でDMCを生成することに成功した。二酸化炭素の常圧フロー系でDMCが生成した結果は世界でも報告例がなく、研究が順調に進行したと言える。今後は目的生成物である炭酸ジメチル(DMC)の収率向上を図るが、CO_2低圧条件ではメタノールと脱水剤の2-シアノピリジンが反応することにより、イミデートが大量に副生してしまうという問題がある。またイミデートは強い塩基であり、酸化セリウムを被毒することも明らかになった。そこで当初に予定していた反応条件の最適化に加え、イミデートが生成しにくい反応条件の探索、さらにはイミデートが生成しない脱水剤の開発やイミデート被毒しない触媒の開発を行う。また常圧固定床以外の反応装置の検討(高圧フロー系、セミバッチ系)も行う。(抄録なし)
道路建設に係る環境影響評価における集団意識構造の評価法に関する研究

本研究の目的は、とくに都市圏において環境上最も重要な課題である交通公害の問題をとりあげ、幹線道路周辺の影響度評価や道路建設の環境影響評価に関して、地域住民と事業者の意識を公正に反映した意思決定支援システムを開発し、ひいては調和のとれた都市環境の創造に寄与することにある。本年度はこの目的にそって、道路計画についての合意形成を図るモデルを作成することを試みた。そのために、昨年度に求めた環境分野の専門家グループに対する平均不効用関数を道路周辺の地域住民のものとして扱い、道路建設主体の環境対策の困難度を表す不効用関数を求め、これらをもとにしてグループ効用理論に基づいた合意形成モデルを検討した。環境対策の困難度を表す不効用関数の一例として、道路建設主体に対するヒヤリング調査に基づいて、防音壁の設置に係わる費用をもとにした不効用関数を作成した。また、防音壁による減音効果や大気汚染拡散状況の変化をシミュレーション計算によって求めた結果をもとにして、日ごろ対象道路をあまり利用しない住民グループの不効用関数が、防音壁の設置によってどのように変化するかを解析した。利害の対立したグループ間のグループ効用関数を作成するにあたっては、相手の効用値によって自己の効用も変化するといった、お互いの立場を考慮し得る状況をモデル化できる凸依存性のもとでのグループ効用理論に基づいて合意形成モデルの作成を試みた。このモデルは、利害の対立した両グループの意識を公正に反映した集団意思決定支援システムとして有効に利用できるものと期待される。
製品の部品構造と応用技術の特徴が企業業績、市場特性、産業構造に及ぼすインパクト

本研究は、製品の部品構造や、各部品に応用される技術領域が、製品市場の特性および製品の汎用化に与える影響を調査した。デジタル・イメージング産業を研究対象とし、部品構造や応用される技術領域が異なる三製品を分析対象として、各製品の部品構造と応用技術、製品の特許情報、製造方法、市場動向の関連性を分析した。その結果、新技術と旧技術のすり合わせの過程が設計や生産において存在する場合、産業における技術成熟の進行は比較的遅く、産業内における技術革新により開発された新製品は、その製品の部品構造上の特徴が、市場における競争の激しさや、産業における価格低下、モジュール化のスピードに影響することが明らかになった。本研究では、デジタル・イメージング産業における各製品の部品構造や応用技術が、市場特性や製品のコモディティ化、及び企業の技術力と市場成果との関係にどう関与するかを明らかにしようとするものである。本年度は、主に資料の探索やデータの収集を行った。具体的には下記の情報を収集した。(a)部品構造と機能上の特徴が各々異なる三つのデジタルカメラ製品(デジタル一眼レフカメラ、ミラーレス一眼カメラ、コンパクトデジタルカメラ)について、その技術の変遷に関する情報を、関連する業界雑誌・図書から収集した。(b)過去20年間に各製品を生産及び販売した実績のある全企業のリストアップを行った。(c)解析用のデータ収集については、各製品を生産及び販売する企業11社が過去20年間で出願した、デジタルカメラに関連する合計約10万件の特許情報を再度収集した。また本年度は、収集したデータの傾向を掴むための予備分析を行った。その結果、デジタル一眼レフカメラ市場では、特許出願数が多く、また光学分野と電子写真、電気通信の技術領域を越境するような特許の出願確率の高い企業が、比較的高い市場シェアを獲得してという予備結果を得た。一方でコンパクトデジタルスチルカメラやミラーレス一眼カメラの市場では、企業の特許出願数の数や、広範囲の技術領域における越境的な研究開発実績が、高い市場シェアの獲得に結びついていなかった。上記の結果は、製品の部品構造内にアナログ技術とデジタル技術を各々応用した部品同士の相互作用が存在する製品は、そうでない製品よりも、企業の分野横断的な技術力が市場成果に結びつくという、本研究の前提を支持する結果となった。本研究を進行するさい、以下のような問題に直面したため、当初の研究予定より進行がやや遅れている。本研究の進行には特許情報のテキストマイニングが必要であり、そのための膨大な単語の定義が必須となる。光学技術、電気通信技術、電子写真技術が各々応用される部品や技術の名前を同定し、その出現頻度や共出現の相関、及びその時系列情報を整理することに、想定していた以上の時間がかかっている。今後は、専用のソフトウェアを使用することを検討し、引き続き単語の定義を繰り返すことで対応する。本研究は、製品の部品構造や、各々の部品に応用されている技術領域が、製品市場の特性および製品のコモディティ化にどのように影響するかを探索するものである。研究対象としてデジタル・イメージング産業を選択し、部品構造や応用される技術領域が異なる3つの製品(デジタル一眼レフカメラ、デジタルミラーレス一眼レフカメラ、コンパクトデジタルスチルカメラ)を分析対象とし、それぞれの製品の発展・開発の歴史、製品の特許情報、製造方法、市場動向との関連性を調査した。その結果、下記のことが明らかになった。1)企業の過去の製品製造経験は、現在の研究開発動向や資源配分に大きく関連する。アナログカメラ製造経験のある企業は光学分野に、ない企業は電気分野に研究開発を集中し、それが特許出願状況にも影響する傾向がある2)元々光学の技術開発を行っていた(アナログカメラの製造経験がある)企業が、ない企業よりも、光学、電子写真、そして電気のそれぞれの技術の摺り合わせが必要な研究開発に注力し、その研究開発や発明に関する技術知識の蓄積を持つ。また、前者の方が関連領域の研究開発を積極的に行っている。3)異なる技術領域を各々応用している部品と部品とが関連するような部品構造を持つ製品については、光学技術と電気電子技術の両方の領域の研究開発を行い、かつそれらを組み合わせて研究開発を行うことが、最終的に製品市場での製品売上につながる条件となっている。4)新しい技術と旧い技術の摺り合わせの過程が設計や生産において存在する場合、産業における技術の成熟の進行は比較的遅い。産業内における技術イノベーションにより新たに開発された製品は、その製品の部品構造上の特徴により、市場における競争の激しさや、産業における価格低下やモジュール化のスピードに影響する。上記の分析上の問題をソフトウェアの導入によって解決し、引き続き、当初の予定通り研究を推進していく。

単語の定義を行ったのち、特許情報のテキストマイニングを行い、光学技術、電気通信技術、電子写真技術が各々応用される部品や製品の名前を同定し、その出現頻度や共出現の相関、及びその時系列情報から、各企業の製品開発動向の体系化を行う。そして得られた各企業の技術開発及び製品開発動向の結果と、各企業の市場成果との連動性を、部品構造の異なる製品ごとに解析する。28年度が最終年度であるため、記入しない。技術経営28年度が最終年度であるため、記入しない。
リューシュマニア感染における慢性炎症によるリンパ組織破壊と免疫不全機構の解明

内蔵リューシュマニア症は、Leishmania donovaniによって起こる熱帯伝染病で、放置すると死に至る。有効なワクチンはなく、宿主免疫機構が感染の進行を阻止できない理由は未だ不明である。本研究は、L. donovani感染マウスモデルを用いて、感染臓器のマクロファージとストローマ細胞をそれぞれ感染細胞と非感染細胞に分離精製し、慢性感染に伴う炎症によるリンパ組織破壊と免疫応答障害に関与する分子を同定する事を目的とした。脾臓マクロファージに感染するが、脾臓ストローマ細胞に対する感染は認められない原虫株と、両細胞に感染する原虫を用いて、感染脾臓よりストローマ細胞を分離して遺伝子発現を比較した所、両細胞に感染能を有する原虫感染群においてのみ、ストローマ細胞のケモカインCCL19およびCCL21発現の減少が認められた。以上より、L. donovaniのストローマ細胞直接感染によりT細胞免疫応答に必要なケモカインの産生を抑制し、免疫応答を障害していることが示唆された。内蔵リューシュマニア症は、Leishmania donovaniによって起こる熱帯伝染病で、自然寛解はほとんどなく放置すると死に至る。五価アンチモンによる治療が有効であるが、有効なワクチンはなく、薬剤耐性原虫の増加・媒介昆虫の生息域拡大など、先進国においても重大な問題となりつつある。病態メカニズムの理解に基づいた新規治療法の開発が望まれるが、宿主免疫機構が感染の進行を阻止できない理由は未だ不明である。本研究は、L.donovani感染マウスモデルを用いて、慢性感染に伴う炎症によるリンパ組織破壊と免疫応答障害機構を分子レベルで明らかにする事を目的とし、感染臓器のマクロファージとストローマ細胞を、それぞれ感染細胞と非感染細胞に分離精製する。さらに、各分画の発現遺伝子をマイクロアレイ法で比較解析し、リンパ組織構築および免疫応答に影響を及ぼす宿主遺伝子発現変化をそれぞれの細胞間で、1)原虫感染によって誘導された遺伝子発現と、2)感染ではなく炎症によって誘導された遺伝子発現とに区別して、候補分子を同定する.これまで、慢性感染脾臓におけるストローマ細胞とマクロファージの分離方法をMACSを用いて確立した。感染細胞と非感染細胞の分離に必要なGFPコスミド導入L.donovaniに関して、野生株と同等な病原性を示す導入株の確立に時間がかかっているため、完成次第、感染細胞、非感染細胞をソーターによって分離し、遺伝子発現解析を行う。本研究は、L.donovani感染マウスモデルを用いて、慢性感染に伴う炎症によるリンパ組織破壊と免疫応答障害機構を分子レベルで明らかにするため、感染臓器のマクロファージとストローマ細胞を、それぞれ感染細胞と非感染細胞に分離精製し、リンパ組織構築および免疫応答に影響を及ぼす宿主遺伝子発現変化をそれぞれの細胞間で、1)原虫感染によって誘導された遺伝子発現と、2)感染ではなく炎症によって誘導された遺伝子発現とに区別して、候補分子を同定する事を目的とする。感染細胞と非感染細胞の分離に必要なGFP導入L.donovaniは海外協力研究者であるヨーク大学Paul Kaye教授により作製さた。マウスに感染させたところ、親株と異なり、脾臓マクロファージへの感染は見られるものの、脾臓ストローマ細胞に対する感染は認められなかった。そこで、親株LV9 L.donovani感染脾臓と、GFP-LV9感染脾臓より、ストローマ細胞を分離してmRNAを抽出して遺伝子発現を比較した所、親株L.donovani感染群においてのみ、T細胞および樹状細胞を遊走させ、T細胞免疫応答に関与しているケモカインCCL19およびCCL21産生の減少が認められた。これらより、L.donovaniのストローマ細胞直接感染により樹状細胞とT細胞の相互作用に必要なケモカインの産生を抑制し、免疫応答を抑制していることが示唆された。
海洋の市場性・非市場性価値の評価

海洋の生態系サービスに人々が感じる効用は多様である。効用の感じ方は人の性格によって決まる。海洋の生態系サービスの維持に貢献しようとする意志の基本的な部分は、人々の性格によって決まるという仮説を立て、その維持に対する効用によって、回答者をカテゴライズし、効用の感じ方によるグループを作り、グループごとの性格的特徴を比較した。その結果、海洋の生態系サービスの維持に対する貢献意欲の高いグループの人々は、公共心が高く、関係性の維持欲求が高い。これに対して、海洋の生態系サービスの保全に対してまったく支払い意志のない、フリーライダーのグループの人々は、公共心が低く、関係性の維持欲求も低いことが示された。過去に海の価値を計算した内外の事例を30例収集し、価値計算のための基本的な考え方、計算方法について整理した。利用価値については、現在価格をもとに、いくつかの仮説をおいて将来価値を推定する方法とコンジョイント分析等による支払い意思額を価値とする方法に大別された。非利用価値及び包括的な価値については、アンケート調査をもとに、ロジット解析、コンジョイント分析等によって、支払い意思額を求める方法が取られていた。その他に、代替法、過去の計算事例を積み上げる方法などが取られていたが、そのような方法が可能な事例は限られるものと思われた。現在価値から、将来価値を含む価値全体を推定するには、将来における、需給バランス、産業構造等を考慮することが必要になり、何らかの仮説(生産の最大化、配分の均等性等)をおいて、費目ごとの最適生産量を自然科学的に与えることが、推定の大前提になるものと考えられた。コンジョイント分析等による支払い意思額の推定については、アンケートの対象者が事前にどのような情報を持っているかによって、支払意思額が大きく変動することが考えらるため、質問の仕方、情報の与え方につい、十分な検討が必要になるものと思われた。続いて、東京・大阪・富山・長野・静岡において、一般の人々を対象に海の生態系サービスに対するアンケート調査を行い、コンジョイント分析、及び共分散構造分析を行った。その結果、基盤サービスの内、海の二酸化炭素吸収能力の維持等に対する支払い高いものの、その他の基盤サービス一般については支払意思額が低く、事前情報の有無が支払い意思額に大きく影響していることが伺えた。また、供給サービスについても、長野では支払い意思額が低く、海洋との日常的な接触の有無が、支払い意思額に影響しているものと推測された。昨年度までに行ったウェブ・アンケートに加えて、新たなウェブアンケートを実施した。新たなアンケートでは、環境保全に対する貢献意志と性格的特徴の関係を調べるための質問も行うとともに、コンジョイント分析により、環境保全に対する将来投資と、現状の改善に対する支払い意思額を算出した。その結果、環境保全行動への貢献意欲の高い人の性格として、リーダーシップがあり規範意識が高く、長期的な安定志向が強いという特徴が現れた。また、現状の改善に対する支払い意思額よりも将来の改善への投資意思額の方が高いということが示された。以上のことから、環境保全に対する支払い意思の根底には、現状の環境劣化に対する問題意識よりも、将来の劣化に対する不安や環境を劣化させないという規範意識があるものと推測された。また、昨年度からのアンケート結果を解析した結果、調査対象地域の日本人は、生態系サービスの機能を、日常生活に必要な機能、直接的必要は感じられないがその役割を認識している機能、文化的な機能という3分類で認識していることが示された。アンケートの対象者は、上記の順序で高い必要性・不可欠性を認識しているものの、実際の保全行動への貢献意思との相関性の高さは、文化的機能、日常生活に必要な機能、直接的必要は感じられない機能の順序であり、不可欠性の認識は、かならずしもその保全に対する行動に結びついていないことが示された。また、コンジョイント分析による環境保全に対する支払い意思額の高さには、地域性と収入の影響が見られた。特に、水産物の供給機能維持に関する支払い意思額には、収入レベルの影響が強く見られ、一般的には、水質浄化や、二酸化炭素吸収機能に対する支払い意思額が高いのに対して、高い収入階層に人々では、水産物供給機能の維持に対する支払い意思額が、水質浄化や二酸化炭素吸収機能に対する支払い意思額の2倍の値であった。海洋の生態系サービスには、供給側と需要側の間に現実の取引がないので、通常の経済学的意味での価値・価格の計算はできない。それにもかかわらず、本プロジェクトでは、一貫して、人々が海の生態系サービスから受けていると感じている効用(需要側)と、主として代替法によって計算されるコスト(供給側)からの価値という、2方向から生態系サービスの価値を論じている。これは、そのくいちがいのメカニズムを考えることが、将来、生ずるであろう生態系サービスの維持にかかわるコストの負担をどのようにすべきかという、国際合意形成の議論につながると期待しているからである。平成26年度までに、日本国内における生態系サービスに対する人々の認識に関する調査を終えて、国際誌に2つの論文を掲載することができた(K. Wakita, et al. 2014Human utility of marine ecosystemservices and behavioural intentions for marine conservation in Japan. Marine Policy, 46, 53-60, A. shen et al. 2015Willingness topay forecosystem services of open oceans by choice-based conjoint analysis:a case study of Japaneseresidents. Ocean & Coastal Mnagement,103,1-8)。

これらの論文の内容は「日本人は、海の生態系サービスを、直接的に受けるサービス、間接的に受けるサービス、文化的なサービスの3つのカテゴリーに分けて認識しているが、それらのサービス全体に対する支払意志額は、従来の代替法等によって計算された生態系サービスの価値の金額にははるかに及ばない。」と要約される。一方、代替法によるコストの計算については、計算に必要なデーターの収集を、平成26年度までに終えた。1)ウェブ・アンケート。・データを用いて、コンジョイント分析を行い。日本居住者の、公海の水産物の生産機能、二酸化炭素の吸収機能、水の浄化機能に対する限界支払意志額を計算した。その結果、1%の機能向上に対する支払意志額は、水産物の生産機能、二酸化炭素の吸収機能、水の浄化機能について、それぞれ、年間、0.06米ドル/年、0.19米ドル/年、0.15米ドル/年であった。これらの支払意志額には、人々の属性によって違いがあり、食文化、災害体験、報道、教育などが影響しているものと考えられた。現時点では、我が国では、一般に、食糧供給は満たされており、その向上に対する期待は必ずしも高くないことが、水産物の供給機能に対する低い支払意志額に影響しているものと考えられた。2)生態系を人為的に管理することに対する人々の受けとりかたは、教育や、文化的な背景によって異なるものと考えられる。そこで、文化的な背景が異なると考えられ、沿岸海域として東シナ海を共有する日中韓ので、東シナ海を中心に、海洋とその管理に関する一般市民の意識をネット・アンケート調査によって行った。その結果は、現在分析中であるが、単純集計では、我が国に比べて、中国の在住者の方が、海洋の持つ諸機能に関心を持っているに人の割合が高く、海洋の諸機能の利用に対する期待も大きいことが示された。海洋の生態系の機能には、未知の部分が多いと認識していることは、日中に共通していたが、我が国では、海洋の機能の未知の部分に対する畏敬の気持ちが強く、未知のままに柔軟に対応しようとする傾向が強いのに対して、中国では、未知の部分を克服すべき科学的課題ととらえる傾向が強く見られた。また、中国でも、国際合意に基づいて、地域機関を含めて、国際機関が海洋の管理を行うべきとする意見の支持者が多かった。当初の計画にあった、海洋の海区の経済的価値の評価はまだ行っていない。これは、自然科学分野の研究において、当初の予想よりも多くの海区区分の提案がなされ、経済価値値を評価対象の海区が特定できなかったためである。しかし、一次生産量、漁業生産など、経済価値の評価の基礎となる数値を収集し、これらを用いて、二次元的なマップを作ることも試行的に行っており、代替法により、生態系機能別に、経済価値のマップをつくることも可能にした。
TCRの抗原同定とTCR遺伝子療法に向けた副作用予測の基盤構築

がん患者より分離したがん浸潤リンパ球由来TCRが認識する抗原を同定する基盤を確立するために、1)がん細胞特異的TCRの取得、2)TCRの抗原同定、3)同定したペプチドからの抗原タンパク質予測、4)試験TCRの反応性の検証、の4工程を計画した。2018年度は、これら4工程うち、1と2を重点的に行った。がん細胞特異的TCRの取得のために、21症例の大腸がん患者、10症例の乳がん患者より分離した腫瘍浸潤リンパ球(TIL)由来CD8+/PD-1+細胞のTCRレパートリーを解析した。これら細胞は、同一TCR遺伝子を発現するT細胞が見いだされたことから、クローナルに増殖していることが示された。クローナルに増殖していたTIL由来TCRが、プライマリーのがん細胞に反応するか検討した。次に、Cancer Tissue-Originated Spheroid (CTOS)法を用いて、試験TCRに対する標的細胞の樹立を行った。先に単離したTIL由来TCRに対する標的細胞への反応性を、TCRを導入したT細胞を用いて検討した。その結果、現在までに1種類のがん患者のTIL由来TCRが、その患者由来CTOSに反応し、IFN-γの産生が認められた。TCRの抗原同定のために、TCRの抗原であるペプチド/MHCを可溶化し、4量体化させたペプチド/MHC-テトラマーが広く用いられている。従来のペプチド/MHCは大腸菌で作製されてきた。しかしながらこの方法では、リフォールディングの行程が必要であり、その作製は容易ではなかった。我々は、ペプチド/MHCを哺乳類細胞株で産生させ、リフォールディングの行程を必要とせず、2週間程度で1mg以上のペプチド/MHCを容易に作製できる新技術の開発に成功した。がん細胞特異的TCRの取得のための基盤が確立できたこと、また、TCRの抗原を同定するために必要なペプチド/MHC-テトラマーの作製技術が確立できたことで、本研究遂行に向けた基盤技術を整えることができた。これらの基盤を元に、さらなるがん細胞特異的TCRの取得と、そのTCRの抗原同定を進めることが行えるようになった。そのため、おおむね順調に進展している、とした。がん細胞特異的TCRの取得は、現在までに1種類であるが成功した。このTCRを用いて、次の行程の抗原同定へと進めていく。またTCRレパートリー解析と、がん細胞との反応性の検証系が確立できた。この系を用いて、2019年度も引き続き、がん細胞特異的TCRの取得を続けていく。TCRの抗原同定に有用なペプチド/MHCテトラマーの容易な作製法が確立できた。これは、がん細胞特異的TCRの同定に有用なツールとなることが期待される。
多重軸駆動機構を用いた脚協調制御に基づく歩行いすの研究

平地に限らず、斜地、凸凹や起伏の多い不整地面における移動、あるいは段差、等の昇降を可能にする装置として、車いすに代わる斬新な脚型乗り物を提案し、電動車いす以上に高いモビリティをもつ「電動歩行いす」に作り上げるために必要な運動機構と制御技術を開発した。また、特別な電子装置や機械要素の着脱を不要にする制御プログラムによって1台の装置を車輪型にも脚型にも自由に切換え可能にする知的制御アルゴリズムを構築し、一方から他方への移動方式を安定に切換えることの実証に成功した。脚型でありながら車輪型としても使える移動ロボヅトを新規に提案し運動機構を詳細に設計し製作した。実際に、互いに逆方向に伸びる腕の先端に1つの膝関節を備えて脚を揺動させるのみならず、膝関節を配置するリムの外周に一周り大きな輪を配置し、これを車輪として活用可能な股関節を四隅に備える歩行ロボットの運動機構を追求し、詳細に設計した。また、モータの動力を股関節と膝関節に確実に伝達するための多重軸駆動機構の仕様を外注し、試作機を完成させた。すなわち、セレーション加工を採用して左前後の股関節回転をまとめて1個のモータで、同様に右前後の股関節回転を1個のモータで、また、左脚姿勢をまとめて2個のモータで、同様に右脚姿勢を2個のモータで、合計6個のモータで前後進、左右操舵、その場旋回、の全てを可能にする運動機構を製作した。さらに、車輪型移動時の脚運動の遊脚姿勢をシミュレーションによって視覚的に明らかにし、脚を取り外しあるいは機械要素を付加することなしに制御アルゴリズムを切替えるだけで脚型にも車輪型にも兼用可能なことを示した。歩行時の大股、標準、小股の値は、脚姿勢制御パターンや路面の傾き角の違いによって異なり脚歩行や車輪走行のシミュレーションを難しくするが、想定できる脚姿勢パターンを定式化し、路面傾き角を変数として扱い、脚型から車輪型に、あるいはその逆になめらかに遷移可能なパターンを得るための最適化法を明らかにした。この他、歩行いすの駆動に要するエネルギーを最小限にする目的で、いすを指定された高さに維持する制御変数の算出法を明らかにした。ここでは、負荷の集中による一部のモータの過熱を避けるため全てのモータのペイロードを等しくする条件下で全モータの駆動トルク和を最小にした。歩行いす試作機の各部動作確認と大股、小股、操舵、その場回転等の正常動作の点検調整を行い、実験を重ねて不具合を調整した。とくに、動力伝達箇所を改善し、歩行いすとしての機能や効率を高めた。また、車輪型への切換え時の下降動作、あるいは脚型への切換え時の上昇動作を後戻りすることなく滑らかに行うため、路面の斜角、歩容、股関節の回転方向同-性、上昇時及び下降時の総駆動トルクの低減化、障害物に対する脚先の衝突回避性、等を考慮して路面に適応させる制御アルゴリズムを見出した。実際に、組込まれるモータのペイロードを均一化して脚型移動時の全消費エネルギーを最小にする方法を明らかにした。さらに、路面の斜角に適する歩容の存在に着目し、進行方向に対して膝関節が股関節に比べて先んじる形態を膝先行歩容、その逆を膝後行歩容と呼び、脚型から車輪型への切換えには膝後行歩容が、また、逆に車輪型から脚型への切換えには膝先行歩容が適することを確認した。脚先と路面上障害物との衝突回避には、常時遊脚の先端が路面から所定の高さを維持する条件を反映する関節角計算アルゴリズムを有効な制御法として見出した。この他、歩行いすの標準的設計仕様と階段寸法を考慮して定まる踏切位置、及び脚制御の最適化を考察するため昇降動作のシミュレーションプログラムを作成し、連続した階段を昇りきる段数の大小との相関を明らかにした。車輪型移動時の遊脚制御法を明らかにした。また、股関節と膝関節の協調制御によって脚型と車輪型の移動方式を一方から他方に切換えるプログラムを開発し、試作したロボットにダウンロードして両方式をスムースに切換えることを成功させた。さらに、路面摩擦係数を考慮した操舵時の旋回軌道半径を定量的に定める式を導いた。実際に、車輪走行時に不要になる遊脚の退避領域の最小化、退避中動作の滑らかさ、リズミカルな運動パターンの実現等、様々な制御則を検討し、効果の大きいものを見出した。また、エネルギー消費を低減するための股関節と膝関節の同期制御則を明らかにした。すなわち、一部のモータに負荷を集中させるとオーバーヒートを起こし、他の一部のモータはそれとは対照的に小出力ですむことも起こる。このようなアンバランスな使用をなくすため、各モータの定格出力容量に対する稼働率を同一にする関節の制御変数決定法を明らかにした。

移動方式の切換えは、立ち上がり、座り込み時に見られる車体重心上下動の滑らかさ、移動方向の不変性、エネルギー効率、のいずれを重視するかによって股関節と膝関節の協調形態を異にすることを明らかにし、それぞれに存在する特徴的な制御則を切換え制御サイクルとして一般化した。後半では歩行、転動、操舵、その場旋回、等の様々な実験を重ね動画に記録し、試作した歩行いすが脚型と車輪型を自由に切換えるハイブリッドロボットとして有効なことを実証した。着地面の摩擦係数や車輪荷重配分が移動中の路面変化により異なる場合、旋回角度や移動軌跡が変わる。このような変化は、仮想仕事の原理を使って理論と実際の両面から説明できることを明らかにした。
近代コーカサス・フロンティア社会の形成-エニコロピアン家の活動を中心に-

本研究ではトビリシ出身のアルメニア系グルジア士族エニコロピアン(「言葉の箱」)家の活動に注目した。家学である書記・多言語能力を活かし、マヌーチェフル・ハーン(イラン皇帝の側近宦官)、ミハイル・ロリス=メリコフ(ロシア帝国内相)など、イラン・ロシア帝国双方の高官を輩出し、二カ国間関係でも活躍したが、同家の権力と政治基盤は19世紀コーカサス・フロンティア社会の到達点と限界を示していたことを明らかにした。本研究の目的は、中東とロシアを結ぶ近代コーカサス・フロンティア社会の変容を明らかにすることである。特に、アルメニア人家系エニコロピアン家の広範囲な歴史的活動に注目する。この一族はグルジア王家の通詞を輩出し、拝命したエニコロピアンという名字そのものが「言葉の箱」を意味するなど、その出発点から多言語と民族越境的な性格を有していた。19世紀にロシアがコーカサス地方を手中に収めた後、以前にも増してイスラーム世界との関わりを強める一方、係累はロシアや西欧とも深いかかわりを持った。東洋史と西洋史の狭間ととらえられがちなコーカサス地方を両世界の橋渡しの場所としてとらえ直すことにより、「境を越える」歴史研究を実行して、20世紀の歴史学が隠蔽してきた伝統社会から近代世界への多層的な移行を明らかにする。本研究初年度は、エニコロピアン家の実像に迫るための基本的な作業として、系図の復元と諸史料の収集に努めた。系図の復元については、アルメニア語、グルジア語史料等を精査したところ、19世紀のみならず、18世紀初頭についてのイラン宮廷との結びつきをうかがわせる興味深い記述を発見した。これは、報告者がこれまで行ってきた19世紀以前のイランにおけるコーカサス出身者の活動とも関連する興味深いデータである。また、グルジア現地における資料調査では、トビリシの国立文書館において、19世紀のグルジアにおける王政復古運動に関わる資料等を閲覧した。ここでも、エニコロピアン家出身者の通訳官としての活躍が見られることを確認することができた。これもまた、ロシア帝国進出による政治的激動の中における同家の対応を物語る興味深いデータである。このように、同家に関係する情報は未だ断片的ながら、イランからロシアまで横断的であることが、少しずつ明らかになりつつある。これは、本研究の意図する前近代におけるロシア・中東社会史の再構築とその中でのマイノリティおよびディアスポラの役割についての研究を促進するものであり、また、本年度に起きたグルジア紛争など、コーカサス地域の地政学的位置についてのわれわれの知見を増す成果である。次年度は系図復元の作業を終わらせるとともに、その交遊範囲や縁戚のネットワークについても調査を進め、また、可能であればロシアないしイランにおける調査も実行する予定である本研究第二年度は、初年度に引き続き、エニコロピアン家の系図復元の作業につとめた。また、海外での資料収集も積極的に行った。特に、ウィーンにおける調査では、イランにおいて土着化した同家の係累から系譜情報ほか貴重な情報を得た。特に20世紀イラン史においてアーリア主義を声高に主張した有名軍人がこの家系出身者であることが明らかになった。また、アルメニア系(ただし、改宗家系)とトゥルク系有力貴族が密接な婚姻関係を構築していたことも判明した。この成果を持って、より時間軸を下げた形で同家の歴史を追うことを視野に入れることが可能になった。また、昨年に引き続き、グルジアにおける調査では国立文書館において作業を行い、興味深い文書数点を参照することができた。こうした史料の分析とさらなる資料調査は来年度以降も継続する必要があるが、同家の活動の広がりを追う上で不可欠な作業である。このほか、二年目を迎えて、研究成果の発表にも着手した。ロンドン大学で行われた国際学会において同家の活動に関する報告を行い、幸い好評をえて、現在は組織者と連絡を取りながら投稿原稿を準備中である。また、エニコロピアン家の多彩な活動の背景になったコーカサス地方の中東とロシアの間にある独特の地政学的条件について、立正大学と写本センターにおいて報告を行った。言語だけでも最低限、グルジア語、アルメニア語、ペルシア語、ロシア語の史料を参照する必要があり、作業は容易ではないが、2年を経過し、当初想定したとおり、国家や民族の枠組みを越えたトランスナショナルで多彩かつ興味深い家系の歴史復元に成功しつつある。平成22年度には、これまでの研究を踏まえ、最終年度において成果をとりまとめるべく、一層の研究資料の収集と理論的進展を図った。研究の特性上、海外各地での現地調査や研究者との意見交換を通じて、特に史資料の収集と読解を行う必要がある。今年度では、特に、トビリシの国立文書館において、エニコロピアン家に関連する多数の未公刊文書を収集することに成功した。その中には同家のトビリシにおける活動や、当時の外交のあり方などを伺わせる様々な史料(グルジア語とロシア語およびペルシア語)を含んでいる。

ロシアとイラン両帝国の境において複雑な動きをみせた同家に関する重要史料について、その読解は未だ完了していないが、そのトランスナショナルの意味をより具体的に描く展望を得た。加えて、邦文・欧文の研究文献を多数収集し、たとえばインド史における奴隷エリート研究など、より広い比較的視野から当該研究にアプローチするための着想も得ることができた。また、海外の研究者の協力を得て、コーカサス多民族社会に関連するこれまでの成果の英語への翻訳などを重点的に行い、多くの有益なコメントも得ることができた。また、成果の一端を東京や大阪で開催された各種の講演会やセミナーで披露したが、その際に得られたフィードバックも研究の進展に役立った。多数言語や様々な国家をまたいだその活動を追うことは容易ではないが、3年を経て研究内容と理論両面で研究は着実に進展しているといえる。平成23年度では、過去3年間に収集・発掘に努めたエニコロピアン家関連文書・史料の読解を進めるとともに、更なる史料の収集と、研究成果の取りまとめや公表につとめた。具体的にはトビリシの国立文書館で採集した19世紀前半から半ばにおけるロシア語文書について読解を進めた。その中には、イランとロシアの外交関係におけるエニコロピアン家成員の複雑な役割を想定させるものや、係累の「移動」に関する興味深い記述が見られる。特に農奴の「逃亡」をめぐる文書などからは、エニコロピアン家成員のみならず、より広範なイラン・ロシア関係の中でコーカサス出身者が「独自」に動いていたことが明らかである。すなわちエニコロピアン家の活動から、身分制の動揺、地域秩序の再編、地域社会の変動など、様々な興味深い事象が抽出できることを改めて裏付けることができた。また、イランに出張して、史料の収集に努めた。成果の公表については、スタンフォード大学や東北学院大学において、イランとロシア間の境界等を移動したコーカサス出身者について講演を行った。また、『歴史学研究』にグルジア武人のアフガニスタン・カンダハールから、イスタンブルまでのユーラシア大陸をまたにかけた活動を解析した論文を発表したが、こうした「越境」活動について、本科研で得られた様々な史料等を用いた。同様に、周辺大国とコーカサス域内秩序の関係について、東洋文庫欧文紀要(Memoirs of the Research Department of the Toyo Bunko)に英文論文を投稿した。以上のように、平成23年度は、諸帝国のフロンティアが重なる地域としてのコーカサスの域内特性について、エニコロピアン家の活動を中心に検討しつつ、時間的・空間的に検討の幅を広げて成果を還元できたと考える。
造礁性サンゴにおける遺伝子ノックダウン技術の確立と応用

造礁性サンゴでは、遺伝子ノックダウンなどの技術があまり適用されていないため、本研究では遺伝子ノックダウン技術サンゴに適用させ、その効果を検証することを目的に実験を行った。その結果、遺伝子ノックダウン技術がサンゴの特定の遺伝子の発現を低下させる効果があること、またこの技術により、サンゴのストレス耐性、褐虫藻との細胞内共生などの仕組みを明らかにできる可能性があることが示された。造礁性サンゴ(以下サンゴと記載)は細胞内に褐虫藻を共生させており、褐虫藻の光合成産物を利用している。遺伝子発現解析によりサンゴ-褐虫藻の細胞内共生に関与する遺伝子が同定されつつあるものの、細胞内共生機構については未解明な部分が多い。その理由の一つとしては、サンゴではRNAintereference (RNAi)による遺伝子ノックダウン等、遺伝子発現を操作した実験が行われていないことが挙げられる。そこで本研究ではサンゴにおいてRNAi法を確立させる事を第一の目的とする。第二の目的としてRNAi法を確立した後、細胞内共生に関与する遺伝子をターゲットにしてRNAiを行い、各遺伝子の細胞内共生における機能について明らかにする事を掲げる。27年度はまずGFPをターゲットにRNAiを行い、サンゴのGFPの発色量の変化を調べた。変態後の幼若ポリプにおいて、RNAi処理をしたサンゴでGFPの発色量の低下がみられ、RNAiがサンゴでも有効であることが考えられた。加えて、TioredoxinをターゲットにしたRNAi処理も行なったところ、RNAi処理をしたサンゴはコントロールに比べて高温化での死亡率が高いことがわかった。これまでの実験から、RNAiがサンゴのプラヌラ幼生か、幼若ポリプには有効であることが明らかになった。これまで、RNAi処理の実行をサンゴで条件を変えて行なったことがなかったが、今回手法や、様々な成長段階のポリプを使ってRNAiの効果を比較した。その結果、RNAiがサンゴには有効であることがはっきりし、より効果的な方法や、処理方法が明らかになった。今後の実験にその結果を生かすことができる。28年度は条件検討をする必要がなくなり、多くの遺伝子をターゲットに処理することができるようになっている。サンゴのプラヌラ幼生は手に入るのが年に一度ということも考え、27年度からは他種のサンゴでも実施できるように遺伝子情報を集めている。2年目以降の実験の土台ができたという意味ではおおむね順調に進展している。本研究の目的はサンゴにおけるRNAi技術を確立させること、細胞内共生や骨格形成に関与する遺伝子を用いてRNAiを行うことで、各遺伝子の役割を明らかにすることである。2年目となる28年度には、1年目に実施したRNAiにより特定の遺伝子が発現低下することを確認するための方法(whole mount insitu hybridizationとqPCR)の確立を目指した実験を行った。その結果、whole mount insitu hybridizationはサンゴと同じ刺胞動物であるヒドラで用いられている方法が、サンゴにも適用可能であることがわかった。また、qPCRによりRNAiの効果を確認することも現在検討している。そのほか、2種のサンゴ(ウスエダミドリイシとエンタクミドリイシ)を用いてRNAiを実施した。サンゴの骨格基質に含まれるたんぱく質のRNAiを変態直後のサンゴに実施したところ、サンゴの骨の成長にはほぼ影響がなかった。また、幼生時期から骨格基質関連の遺伝子のターゲットにRNAi処理を実施し、変態後の骨の形成を調べようとしたが、RNAi処理したサンゴの全てが幼生からポリプへ変態途中で死亡した。また、細胞内共生初期に発現変動する遺伝子をターゲットにRNAiを実施したところ、サンゴが褐虫藻獲得する際の遅延の傾向が見られた。様々な遺伝子を用いてRNAiの検討ができている。RNAiにより効果が出やすい遺伝子、効果が出にくい遺伝子がわかり、プラヌラ幼生や変態直後のサンゴを用いてRNAiの効果を検証する飼育実験の確立はできた。実際にRNAiによる効果が飼育実験を通して観察されたことは、RNAiがサンゴでも適用可能であることを実感できる結果となった。また、RNAiによりターゲット遺伝子の発現量が低下しているのかをwhole mount in situ hybridizationとqPCRで確認する必要があるが、両手法についてはサンゴで実施できることを確認できている。本研究の目的は、1サンゴにおいてRNA干渉(RNAintereference, RNAi)という、特定の遺伝子の発現を抑制する手法を確立する事である。これまで、サンゴのチオレドキシン、蛍光タンパク質(Green fluorescent protein, GFP)をターゲットとして、サンゴのプラヌラ幼生、幼若ポリプを用いたRNAiを実施している。プラヌラ幼生に上記遺伝子のRNAi処理を行ったあと、real-time PCR、whole-mount in situ hybridizationにより、緑色蛍光タンパク質や、チオレドキシンのmRNAの発現量が低下する事を確認している。これまでの結果から、プラヌラ幼生においてはRNAi処理が有効であることがわかっている。また、チオレドキシンをターゲットにRNAi処理をしたサンゴでは、高温時の生存率が著しく低下することから、チオレドキシンがサンゴのストレス耐性に重要なタンパク質であることがわかった。GFPをターゲットにしたRNAi処理については、プラヌラ幼生、ポリプにおいて、その発現量が低下することが蛍光顕微鏡で観察により明らかになった。次に、サンゴー褐虫藻の細胞内共生に関わる遺伝子をターゲットのRNAi処理を行ったところ、サンゴが獲得できる褐虫藻数やサンゴ体内の褐虫藻密度に変化があることを確認した。

このことから、RNAi処理が細胞内共生の解明にも有効であることが示唆された。また一方で、RNAi処理の効果に個体差があり、プラヌラ幼生から変態後成長が進むにつれて、この処理の効果が薄れることがわかった。これまでの成果を現在論文としてまとめている最中である。造礁性サンゴでは、遺伝子ノックダウンなどの技術があまり適用されていないため、本研究では遺伝子ノックダウン技術サンゴに適用させ、その効果を検証することを目的に実験を行った。その結果、遺伝子ノックダウン技術がサンゴの特定の遺伝子の発現を低下させる効果があること、またこの技術により、サンゴのストレス耐性、褐虫藻との細胞内共生などの仕組みを明らかにできる可能性があることが示された。RNAi処理の結果、ターゲット遺伝子の発現量に変化しているかどうか、qPCRでその発現量を確認していた。今後はwhole mount in situ Hybridizaitonも行い、実際にターゲット遺伝子の発現量の変化をより明らかにしていく。また、RNAiに使用する共生関連遺伝子についての情報をさらに集める。サンゴと褐虫藻の共生に関与するとされる遺伝子配列をデータベースから検索。また、現在共生藻獲得に関連するサンゴ遺伝子の同定を進めているため、その解析結果をもとに本研究に使用する遺伝子を選別する。そして各遺伝子でRNAiに使用可能な配列領域を同定する。今後、これまでRNAi処理を行ってきたサンプルを用いてqPCR、whole mount in situ hybridizationを行い、RNAiにより実際に特定の遺伝子の発現量が低下することをさらに確認する。また、今年度も骨格形成に関与する遺伝子をターゲットにRNAiを実施し、その結果として、サンゴの骨の形態に影響があるか否かを飼育観察により明らかにしていく。またこれまでの成果を論文として報告できるように準備を進める。分子生物学実験に使用する物品や試薬(顕微鏡用デジタルカメラやin situ hybridization用試薬)の支払いが年度内に間に合わず、次年度使用額が生じた。昨年度後半に所属部署の移動があり、異動後、実験開始する際に新たに必要になる試薬類や飼育用機材、実験機材が年度後半までに定まらなかったこともあり、実験費用を一部次年度使用額に回すことにした。その他、論文投稿用費用として次年度使用額として使用することにした。前年度はRNAi実験法の確立することが主な目的で、ターゲット遺伝子を多く使用することがなかった。次年度はRNAi実験のターゲット遺伝子を増やし、さらに大規模にRNAi実験を行うため、現在残っている次年度使用額については、28年度から引き続きRNAiの実験用試薬購入に用いる。whole mount in situ hybridization、qPCRのための試薬一式、サンゴ飼育用機材を新たに揃えるために使用する。
希土類元素同位体トレーサーによる固体地球の初期進化の解明

希土類元素パターン及びLa-Ce、Sm-Nd放射壊変系を組み合わせた、希土類元素同位体トレーサーにより、固体地球の初期進化を解明することが本研究の主要な目的である。主な成果は次の通りである。1.日本で先カンブリア紀の年代を示す唯一の例である、美濃帯の上麻生礫岩の片麻岩礫、花崗岩礫についての同位体地学的研究により、日本列島の基盤岩の化学的進化を理論的に求めた。日本列島の基盤岩は約26億年前にdepleted mantleから分化し、軽希土類元素に濃縮した典型的な大陸地殻であったことを明らかにした。2.地球初期の始生代の岩石が変成作用を受けずに保存されている数少ない地域である、オーストラリアのピルバラ地域のチャートとコマチアイトについての地球化学的研究を行なった。この地域のチャートの成因には、熱水活動が密接に関与していたことを明らかにし、顕生代の珪質微化石を主体とするチャートとは明瞭に異なることを指摘した。また、チャートとコマチアイトについて、各々の起源物質に関連があることを示した。3.希土類元素同位体トレーサーの同位体進化を考える際の、基本的データーとなる希土類元素の分配係数を、ザクロ石、単斜輝石、角セン石について、巨晶を用いて求めた。そして、単斜輝石の分配係数のピークの位置は圧力依存性があることを示した。4.小笠原諸島、ソロモン諸島の島弧火山岩についての、同位体地学的研究により、これら島弧の下のマントルは凹型の希土類元素パターンを示し、大陸地域や大洋地域のマントルとは化学的特徴が異なることを示した。さらに、この化学的特徴の違いは、先カンブリア紀に遡ることを理論的に求めた。
哺乳類における安定な一倍体ＥＳ細胞株の樹立とその利用

哺乳類のゲノムは父親と母親からそれぞれの染色体1組(Haploid)を受け継いだ2倍体(Diploid)で存在する。これは、(1)常染色体劣性遺伝病などにおいて片親由来の染色体の異常を補うこと、(2)片親性発現を示すインプリンティング遺伝子の存在から、哺乳類が2倍体で生存する生物学的意義は大きい。しかし、基礎研究において新規遺伝子機能の探索を行う場合、2倍体のヘテロ変異では表現型が見えないことが多い。そこで、本研究では「哺乳類の細胞で1倍体のまま安定に生存できる細胞株を樹立すること」を目指した。これらの細胞株が樹立できれば、遺伝型と表現型の関係を直接的に明らかでき、基礎研究における大きな貢献が期待される。先行研究や自身の実験により、現在までのところフローサイトメーターの使用によりマウスにおける1倍体ES細胞株の培養が可能となった。ところが存在する全ての1倍体ES細胞株は安定に長期培養することが不可能であり、また、ES細胞からの分化誘導に伴い1倍体細胞は2倍体化する。さらに、現在のところエピジェネティックな安定性も確立されていない。本研究では上記の問題点を解決するために「1倍体細胞の長期安定培養」、「1倍体分化細胞の樹立」および「エピジェネティックな安定性の維持」を可能にする培養条件の決定を目的とした。その結果、「1倍体細胞の長期培養方法の確立」および「エピジェネティックな安定性の維持」を解析するための解析手段として、ゲノムの5hmCを簡易的に検出する方法の開発に成功した。26年度が最終年度であるため、記入しない。哺乳類のゲノムは父親と母親からそれぞれ染色体1組を受け継いだ2倍体で存在する。1常染色体劣性遺伝病などにおいて片親由来の染色体異常を補うこと、2片親性発現を示すインプリンティング遺伝子の存在から、哺乳類が2倍体で生存する生物学的意義は大きい。そこで、本研究では長期間安定に培養できる1倍体ES細胞株を樹立することを目的とした。また、1倍体ES細胞だけでなく1倍体EpiSCの樹立も試みた。1倍体ES細胞株は定期的にFACSを用いて1倍体細胞の選択・純化を行わなければ自然と2倍体化した細胞集団になってしまう。本研究では、この1倍体細胞の2倍体化は細胞周期が乱れ、G2期からM期(分裂期)への移行がスムーズにいかないために2倍体化が進行するという仮説を立てた。そこでG2期への促進を抑制するWeelが1倍体細胞では過剰に働いていると考え、Weel阻害剤を用いる培養条件の検討を行った。その結果、1倍体細胞を1ヶ月以上安定に培養できる条件を確立した。また、本研究では、1倍体ES細胞株から1倍体EpiSCへの転換を試みる実験を行った。EpiSCはES細胞よりは分化が進んだprimed型の多能性幹細胞で、雌性1倍体EpiSC樹立の成功例は無い。本研究では添加薬剤などを検討することにより、1倍体ES細胞株から安定な1倍体EpiSCへの転換に成功した。以上の(1)1倍体ES細胞株の安定培養条件の確立、(2)1倍体ES細胞からEpiSCへの転換条件の確立、といった2点の研究成果は、マウス1倍体細胞株を他の基礎研究へ応用することに貢献できると考えられる。1倍体ES細胞株培養の大きな問題点として1倍体のまま長期間安定に培養できないことが挙げられる。本研究では、全くFACSを使わない培養方法は確立できなかったが、既存の培養方法よりも明らかに長期間培養できる培養条件を確立しており、1年目の目的はおおむね達成できていると思われる。

また、1倍体EpiSCの培養にも成功しており、1倍体細胞の研究は順調に進展していると思われる。これまでの研究で、1倍体ES細胞株の安定培養条件の確立と、1倍体EpiSCの培養方法の確立を行うことができた。1倍体FpiSCについては現在のところ特性解析などが進んでいない。今後は1倍体EpiSCの遺伝子発現やエピジェネティックな状態について詳細な解析を行いたいと考えている。