hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
細胞質から核への蛋白質輸送の分子機構:その多様性とエネルギー要求性

一方、β-cateninは、核から細胞質に輸送されることも明らかとなったが、その輸送はレプトマイシンBによって阻害されないことから、これまでに知られている核外輸送因子であるexportin以外の因子の関与が推測され、現在、この因子の同定を進めている。核蛋白質輸送の多様性を知る目的で、神経細胞では主として核に局在しているが、それ以外の細胞、例えば、甲状腺傍濾胞細胞では細胞質全体に局在しており、細胞種によって異なる局在を示す分子である、Ca/calmodulin-dependent protein kinase type IV(CaM kinase IV)に着目し、その輸送機構の解明を進めた。先ず、COS7細胞ではCaM kinase IVが核に移行できることがわかったので、GFPを融合させた様々な欠失変異体をCOS7細胞に発現させ、CaM kinase IVの核内移行に必須の領域の同定を進めた。その結果、N末端側の58-80番目のアミノ酸残基の部分にCaM kinase IVを核へ移行させる活性があることがわかった。また、この部分は、分子の構造上、常に分子表面に露出していない可能性が示唆され、どのようなメカニズムで分子表面に露出され、輸送装置と出会うようになるのかという点も興味深い研究対象であることがわかってきた。一方、これまで核蛋白質と輸送担体であるimportinβとをつなぐアダプター分子として知られていたimportinαが、それ自身単独で核内に移行するという現象をはじめて見出した。このimportinα単独の核膜孔通過は、酵母からヒトまで種を越えて保存されていること、importinβの輸送経路と競合しないことも明らかとなった。さらに、その挙動をin vitro系でリアルタイムで観察したところ、importinβの挙動とは全く異なり、個々の核ごとで蓄積する速度に大きな差があるという興味深い結果が得られた。このことから、これまで多様性はないと考えられていた核膜孔複合体の構造あるいは構成成分がそれぞれの核によって多様性がある可能性が示唆されるとともに、蛋白質の核膜孔通過に少なくとも2つ以上の経路がある可能性が示された。また、importinαは、細胞を紫外線で照射した時に、importinβとは独立した形で速やかに核内に集積することがわかったが、この現象は、importinαが単独で核内に移行する生理的意義の理解につながる可能性があり、興味深い。核蛋白質輸送の多様性を知る目的で、神経細胞では主として核に局在しているが、それ以外の細胞、例えば、甲状腺傍濾胞細胞では細胞質全体に局在しており、細胞種によって異なる局在を示す分子である、Ca^<2+>/calmodulin-dependent protein kinase type IV(CaM kinase IV)に着目し、その輸送機構の解明を進めた。レコンビナントCaM kinase IVを昆虫細胞で発現させ、精製CaM kinase IVをセミインタクト細胞を用いたin vitro輸送系で解析したところ、未知の輸送因子に依存して輸送される可能性が示唆されるとともに、ATPが重要な役割を果たすことが明かとなってきた。
流体方程式に対する実解析的手法および数値計算

流体運動の基礎方程式である非圧縮Navier-Stokes方程式および非圧縮Euler方程式を使って、流体粒子の局所的振る舞いの解析や数値計算を行った。具体的には、双曲型流れや旋回流、滑りなしの境界近くの流体粒子の振る舞いに着目し、それらが流体運動そのものに対してどのような効果を及ぼすかを調べた。特に、時間発展におけるNavier-Stokes流の最大値の増減とその位置の変化、滑りなし境界上のNavier-Stokes流の剥離現象、Euler流における領域形状と双曲型流れの関係を調べた。今までのNavier-Stokes方程式研究では「関数空間やそれに関連するノルム不等式」が主な解析道具であった。しかしそれでは「ある点の近くでの流体の局所的振る舞い」などといった局所解析がほぼ不可能である。そこで本申請者は今まであまり誰も着目してこなかった「流線や流跡線及び圧力の等高線(等高面)の集中度合いや曲率などの幾何学的性質」などを使った新しい流体数学解析を展開した。より具体的には、「粘性流体の境界付近における局所的振る舞い」を数学的に明らかにするために、本申請者は剥離現象が起きるための必要十分条件を表しているODEを発見し、そこから剥離が起きるための流体の幾何学的振る舞いを追求した。剥離現象を純粋数学的に研究した論文としてはMaとWangの2003年の論文(Discrete and continuous dynamical systems)が有名であるが、その彼らの研究結果をより洗練化したとも言えよう。更に、本申請者と研究協力者C-H. Chan M. Czubakは、ユークリッド空間上の流体運動だけではなく、球面などの多様体上の流体運動に対する剥離条件も見出した。この場合は微分形式やリーマン計量という幾何学的概念を本質的に用いている。流体粒子の旋回運動や集中運動をみるのに有効な軸対称流の数値実験を、流体の数値解析に詳しい早稲田大の野津氏と進めた。Taylor-Green渦に近い構造を持つ軸対称流に着目し、そこから「旋回が、最大値を達成する位置を軸に近づける」効果や「軸上の鞍点付近で流体粒子の速度が上がる」といった効果を見出すことが出来た。この二つ効果を純粋数学的に考え進めること、上述の効果がより顕著に現れる速度場の模索や軸対称以外の場合の追求などが今後の課題となる。当該年度において、私とNotre Dame大学(インディアナ州、アメリカ)のMisiolek氏とで、2014年にBourgain-Liが導出したLarge-Lagrangian-deformationという画期的な解析手法を使ってEuler方程式が「一階微分可能な関数全体(以後C1と書く)」やそれより狭いベゾフ空間(第1指数が無限でソボレフ指数が1、第三指数が1)で非適切になることを示した。非適切性とはアダマールの意味での適切性の条件を一つでも満たさない場合をいう。C1でEuler方程式が適切になるか否かという問題は、1920年代にGyunterやLichtensteinがヘルダー空間でEuler方程式の解の一意存在が示されて以来、95年間ずっと未解決な問題であった。なお、Pak-Park(2004)によってそのベゾフ空間でEuler方程式の解の存在と一意性が示されていることは特筆に値する。Kiselev-Sverakは2014年に「領域が円の場合における2次元Euler流において、渦度の一階微分が時間発展によって二重指数増大する双曲型の流れが存在する」ことを示した。彼らは境界上でよどみ点をもつ双曲型の流れを使ってそのような驚くべき定理を導いた。そこで同大学の伊藤氏、三浦氏、私とで、領域に角がある場合でも、そのような双曲型の流れが果たして同様な増大度を持ち得るかどうかを追求した。角によどみ点をもつ双曲型の流れにおいては、渦度の一階微分が(よどみ点において)高々一重指数増大しかしないことを示すことが出来た。その結果は2015年1月に既にJ. Math. Fluid Mech.からアクセプトを頂いている。流体の局所的振る舞いに関して、2次元オイラー方程式における双曲的な流れ場に対する洞察が進んだ。これは東工大の三浦英之氏と伊藤翼氏との共同研究である。先ず最初に、領域の角が90度である場合の、その角付近における流れ場の振る舞いを考えた。この研究には、グリーン関数を使った速度場の評価がカギとなる。論文としてJ. Math. Fluid Mech.に既に受理されている。次に角が90度だけとは限らない一般の角度の場合の洞察も進捗させた。この場合は等角写像とグリーン関数を組み合わせた評価がカギとなる。論文としては既に完成しており、今現在投稿中である。交付申請書では、「流体運動の微分幾何学的考察」を主な目標としてあげているが、研究実績の概要で述べている二つの研究結果は、そのような目標を強く推進する結果である。

一つ目ではLarge-Lagrangian-deformationという2014年にBourgain-Liによって創出された画期的なアイデアを用いており、このアイデアは「流体粒子に対する或る幾何学的な振る舞い」をある種数量化したものと言える。二つ目ではポテンシャル論的洞察と境界上の流体粒子の振る舞いの洞察、即ちある種の「初等幾何学的洞察」を使っている。数理流体力学研究実績の概要で言及した二つの結果は、流体運動の局所的振る舞いを数学解析したものといえる。そのような「局所的な振る舞い」をより詳しくみるためには、数値計算がとても有用であろう。研究協力者として既に名前をあげていた野津氏と斉木氏との数値計算研究が順調に進んでいる。野津氏との数値計算では、現在までのところ、ディリクレ境界上によどみ点がある双曲型流れに旋回を加えた軸対称Navier-Stokes流において、そのよどみ点付近で最大値が増大することがある、ということがわかった。この最大値の増大現象をより的確に解析することで、3次元Navier-Stokes方程式の爆発解候補(もしそのような爆発解が存在するならば)をより的確に絞り込むことが出来よう。斉木氏との数値計算では、乱流モデルの一つであるBurgers渦を或る統計則に沿ってランダムに散りばめた「Hatakeyama-Kambeの乱流モデル」を使って、その乱流渦度場の局所次元の洞察を進めている。Constantin-Fefferman(1993)が導出した「渦度方向」という概念に基づいて我々は「渦度場の局所次元」を数量化した概念を新たに創出した。その値が大きければ大きいほど「3次元的な渦がdominant」であるということを示している。その斉木氏との数値計算では、ちりばめるBurgers渦の個数が多ければ多いほど、局所次元が低くなること、したがって(大雑把にいって)3次元構造から遠ざかることが示されている。これは、個数が多ければ多いほど、渦相互の打ち消し合いが強くなっていると考えられている。今後は、この「渦度場の局所次元」という生まれたばかりの新しい概念を、様々な数学者、物理学者との議論によって高度に洗練化させていきたい。交付申請書では、今まであまり誰も着目してこなかった「流体運動の微分幾何学的考察」を大きな目標の一つとしており、その目標が順調に進展しているといえよう。その計画を強力に執行するために研究協力者としてすでに名前をあげていたChan氏や野津氏との研究が当初予定通りに進み、Chan氏との研究はすでに論文としてまとめて投稿している。野津氏との研究に関しても、今年度中に論文としてまとめ、投稿する予定である。一橋大の斉木氏(申請時点では北大所属であった)との研究トピックも順調に進んでおり、渦度方向の変化度合いに着目した乱流数値計算を今年度中に執行し、その数値結果から新たな流体力学的知見を得る予定である。当該年度に計画していた海外出張による研究打ち合わせが次年度に変更となったため。昨年度は、Taylor-Green渦と近い構造を持つ軸対称流に対する旋回運動や集中運動の数値計算を早稲田大の野津氏と進めた。今後はTaylor-Green型の渦だけではなくBurgers型の渦、或いは歪んだ軸を持つ(軸対称ではない)渦などを詳しくみていく必要があろう。
光感受性イオンチャネルを用いた新しい動物てんかんモデルの確立

てんかんはありふれた病であるにも関わらず、その発生機序が十分に解明されていない。その理由として、優れた疾患動物モデルがないことが挙げられる。本研究は、光遺伝学技術を応用した初めてのてんかんモデル開発を目的に行った。チャネルロドプシン2を神経細胞に選択的に発現した遺伝子改変動物の海馬に光ファイバーを慢性留置し、所定の条件の光刺激を4日間連続で与えた。誘発されるけいれん発作の持続時間と強度は、連日の刺激に従って進行することが分かった。本研究の成果は、神経細胞の選択的刺激による初めての獲得性てんかんモデルであり、てんかん原性獲得機序の解明に有用と思われる。初年度前半は、クラミドモナス由来のチャネルロドプシン2遺伝子をThy-1 promoter領域に組み込んだトランスジェニックラットを用い、光ファイバーと脳波電極を慢性的に留置して、ラットの脳波とビデオを連続記録するシステムを確立した。ここには、比較的大きなラットの動きに併せて光ファイバーが損傷しないようにする技術的な工夫を要した。上記ラットの海馬に挿入した光ファイバーを用い、間欠的光刺激によるけいれん誘発を試みた。われわれの先行研究と同様に、覚醒下においても誘発の刺激条件が1020Hz刺激であることを確認した。続いて、キンドリング効果の検証のため、発作誘発閾値下で海馬の反復刺激を行った。4日間の連日刺激によって発作強度(Racine stage)が経時的に進行することが確認された。この光刺激によるキンドリング(optogenetic kindling)には再現性がみられ、現在は獲得されたてんかん原性が長期的に維持されるか否か、観察を続けている。また、4日間を越えて連日刺激を継続することで、一度獲得されたてんかん原性が後退する現象(habituation)を見出した。これについては、再現性と長期的な変化について、観察を継続している。キンドリングを獲得した脳を免疫組織学的に検討したが、少なくとも短期的には明らかな器質的変化が観察されなかった。グルタミン酸代謝の異常という視点に着目し、急性スライス実験を行った。Schaffer collateral刺激に対する海馬CA1錐体細胞の反応を測定したところ、グルタミン酸トランスポーター阻害薬の影響が、てんかん脳では低下していることが分かり、てんかん脳ではグルタミン酸回収機構の異常が示唆された。クラミドモナス由来チャネルロドプシン2遺伝子をThy1 promoter領域に組み込んだトランスジェニックラットを用い、光ファイバーと脳波電極を脳内に慢性的に留置し、ラット脳波とビデオを連続モニタリングする装置を確立した。海馬に挿入した光ファイバーを用いて間欠的光刺激によるけいれん誘発を試みた。先行研究と同様に、覚醒下においても10から20Hz刺激でけいれん発作が再現された。さらにキンドリング効果を検証するために、発作誘発閾値下で海馬の反復刺激を行った。4日間の連続刺激によって発作強度(Racine scale)が経時的に進行することが確認された。この光刺激によるキンドリング(optogenetic kindling)には再現性が見られ、さらに獲得されたてんかん原性が長期に(7日間)維持されることが分かった。キンドリングを獲得した脳を用いて急性スライス実験を行った。Schaffer collateral刺激に対する海馬CA1錐体細胞の反応を測定したところ、グルタミン酸トランスポーター阻害薬の影響が、キンドリング獲得脳では低下していることがわかり、グルタミン酸回収機構の異常がてんかん発生に関与している可能性が示唆された。また、4日間のキンドリングを超えてさらに4日間の連続刺激を行うと、一度獲得されたてんかん原性が交代する現象を発見した。一度後退したてんかん原性は長期にわたって維持されることが確認された。後退したてんかん原性はアデノシン受容体拮抗薬によって復元されたことから、てんかん原性後退は、内因性のアデノシンを介した抑制作用の増強によることが示唆された。脳神経外科学光刺激によるキンドリング現象が確認され、当初の仮説が支持された。キンドリングの成立を確認するには日数を要するため、母数を増やして結果の再現性を得るのに時間を要している。連日刺激の継続によって、一度獲得されたてんかん原性が後退する現象は過去の研究で着目されていないが、てんかん原性を抑制させる新しい機序の発見につながる可能性があり、今後の研究で追求する方針である。約2週間以内の観察時間で行っている現在の実験系では、てんかん獲得脳での器質的異常を見いだせていない。機能的異常とその機序を探る目的に、急性スライス実験および電顕を用いた研究を予定している。ほぼ予定通りの執行状況と思われるが、少額残高が生じた。消耗品費に充てる予定である。
医療政策とマクロ医療経済システム:ミクロ経済学的アプローチ

『日米医療システムの比較研究』という構想の下で、平成5年度から現在まで一貫して医療経済学の視点より応用計量分析に重点をおき、日本の医療サービスについて分析を行ってきた。本研究課題では、少子高齢化の時代にあり、社会保険制度の二つの柱である医療保険制度と年金制度の見直しが急務とされる中で、特に医療保険制度に焦点を当て分析を行っている。本研究(平成1416年度)の『医療政策とマクロ医療経済システム:ミクロ経済学的アプローチ』では、介護費用をカバーする民間の生命保険と公的介護保健における医療サービス需要、医療保険と超過労働、国際比較の観点から米国における民間医療保険と子供の医療サービス需要、薬剤と習慣性などの研究を行った。国際会議の発表は、米国(サンフランシスコ)、カナダ(バンクバー)、スウエーデン(ルンド)、日本等で行った。また現在進行中の研究であるが、国民皆保険という日本の医療制度のもとで、医療に対する認識が国民間で異なることに注目をし、国民の疾病リスクに対する行動と医療保険との関係を理論的・実証的に分析を行った。その成果を論文『Does Having Life Insurance increase the Risk of Sickness?(仮題)』にまとめている。この研究では、理論的な枠組みに1972年の医療経済学の先駆と言われる、マイケル・グロスマン名誉教授(全米経済研究所・ニューヨーク市立大学)の『On the Concept of Health Capital and the Demand for Health』の解釈と応用の拡大を試みている。特に、ミクロ経済学の視点からマクロ経済学視点への理論的な発展を試みており、医療保険や生命保険は、家計における人的資源投資や貯蓄行動に密接な関係があることを示唆している。研究成果として既刊の出版物と予定のものを次の研究発表の項目に記載した。特に、超過労働と健康の分析では、東京大学社会科学研究所付属日本社会研究情報センター、SSJデータ・アーカイブより提供された、1998年の『家族についての全国調査』(日本家族社会学会全国家族調査研究会)のデータを使い、景気低迷期における被雇用者の労働日数と健康との関係について理論的かつ実証的に明らかにすることを試みた。分析結果から、過重な労働(つまり、超過労働)は被雇用者の健康を悪化させ、そのことがさらに労働日数を減少させるという連鎖関係にあるということを明らかにした。また、所定外労働や不払い残業などの超過労働を改善するためには、超過労働が被雇用者の昇進を促すという従来の昇進基準を見直すことが必要であるという知見を得た。米国における医療サービス利用の簡便性について、医療保険の無い家計の子供の数が米国では急増しており、子供間での健康の違いが大きな問題となっている。そこで、Community Tracking Study Household Survey 1996-1997を使い、医療サービス利用への簡便性や機会費用の違いがどのように米国の子供の医療サービスの利用に影響を与えているのかを分析した。実証結果から、家計における医療保険の有無、親の教育、医療サービスの金銭・非金銭的費用などが子供間での健康の違いに大きな影響を与えていることが明らかにされた。本年度は、研究課題「医療政策とマクロ医療経済システム:ミクロ経済学的アプローチ」について、多くの研究成果を得ることができた。次に、ドラッグ使用を一度やめても再びドラッグ使用者となる慢性化について、経済評価と健康政策の影響を扱った論文が本『The Economics of Substance Use』に採択された。また、超過労働は被雇用者の健康を損なうにもかかわらず、近年の経済低迷期になぜ超過労働を行うかを分析した研究では、企業の暗黙の昇進制度が被雇用者に超過労働を強要している可能性があるという知見を得られた。そして、研究発表では、米国ニュージャージー州のラトガース大学、カナダのバンクーバーやスエーデンのLund大学などの国際会議で研究成果を発表した。さらに、今年はこれまでの研究成果をスペインのバロセロナと台湾の台北で発表を行う予定である。最後に、これまでの国際共同研究の研究成果などが認められて、世界的に権威のあるMARQUIS版Who's Who in theWorldの人名録にも選ばれた。
グローバリゼーションと地域経済統合の補完緊張関係に関する研究

本研究は多国籍企業の戦略・活動に着目しながら,EUと日系多国籍企業を題材にして,グローバリゼーションとリージョナリズムの間の補完・緊張関係を明らかにすることに努めてきた.本科研費の研究成果の一つは,世界政府無き世界経済において「フォーマルな制度」という「国際公共財」が十分供給されないという問題に直面して登場してきた地域主義的な機構としてEUをおさえ,経済学的視点からその意義と限界を明らかにした.その具体的成果が共著書『EU研究の新地平』の中の「EU,国民国家を超える制度の政治経済学」(第6章)である.本科研費による研究のもう一つの大きな成果は,日系自動車・製薬多国籍企業の対EU直接投資を総括的に分析した著書,Japanese Multinational in Europeの出版であり,内外で高い評価を得た.本書は,国際ビジネス学会会長を務めたこともあるPeter Buckleyリーズ大学(英)教授が監修するNew Horizons in International Businessシリーズの1冊に含められ,日本国内では国際ビジネス研究学会賞(単行本の部)を受賞した.学会発表,論文発表としては,以下のようなものが挙げられる.2005年11月には日本EU学会(九州大学)においてEUの拡大と日系企業の立地戦略に関する研究を報告し,その内容は同学会の査読を経て年報(2006年9月発行予定)に掲載されることが決まった.なお,日本EU学会からは学会報告と並んでEU研究の今後の方向性に関する見解を求められ,「EUの経済学,EUと経済学」を同学会ニュースレターに執筆した.更に,EUにおける多国籍企業の直接投資が,当該産業のみならず,関連産業の貿易に及ぼす影響を分析した論文を『経済研究(静岡大学)』に発表した.上記のような個人研究と並んで,国際的な共同研究を進めたのも今年度の成果である.8・9月には日本学術振興会の外国人研究者招へい事業(短期)により静岡大学に招いたロンドン大学のOdile E.Janne博士とともに多国籍企業の立地戦略と産業クラスターに関する共同研究を行い,その成果の一部を共同で比較地域主義研究プロジェクト(東京大学社会科学研究所)第1回国際ワークショップにおいて発表した.本科研費で上記のような研究を進める中で,従来の研究がEUの統合に対する多国籍企業の「進出」に注目が集まる一方で,「撤退」についての分析が未だ不十分なことが浮き彫りとなった.そこで本研究者は,地域経済統合と多国籍企業の「進出」と「撤退」を総合的に分析するため,平成18年度の科研費への申請を行い,更なる研究の深化を目指している.本研究は多国籍企業の戦略・活動に着目しながら,EUと日系多国籍企業を題材にして,グローバリゼーションとリージョナリズムの間の補完・緊張関係を明らかにすることに努めてきた.本科研費の研究成果の一つは,世界政府無き世界経済において「フォーマルな制度」という「国際公共財」が十分供給されないという問題に直面して登場してきた地域主義的な機構としてEUをおさえ,経済学的視点からその意義と限界を明らかにした.その具体的成果が共著書『EU研究の新地平』の中の「EU,国民国家を超える制度の政治経済学」(第6章)である.本科研費による研究のもう一つの大きな成果は,日系自動車・製薬多国籍企業の対EU直接投資を総括的に分析した著書,Japanese Multinational in Europeの出版であり,内外で高い評価を得た.本書は,国際ビジネス学会会長を務めたこともあるPeter Buckleyリーズ大学(英)教授が監修するNew Horizons in International Businessシリーズの1冊に含められ,日本国内では国際ビジネス研究学会賞(単行本の部)を受賞した.学会発表,論文発表としては,以下のようなものが挙げられる.2005年11月には日本EU学会(九州大学)においてEUの拡大と日系企業の立地戦略に関する研究を報告し,その内容は同学会の査読を経て年報(2006年9月発行予定)に掲載されることが決まった.なお,日本EU学会からは学会報告と並んでEU研究の今後の方向性に関する見解を求められ,「EUの経済学,EUと経済学」を同学会ニュースレターに執筆した.更に,EUにおける多国籍企業の直接投資が,当該産業のみならず,関連産業の貿易に及ぼす影響を分析した論文を『経済研究(静岡大学)』に発表した.上記のような個人研究と並んで,国際的な共同研究を進めたのも今年度の成果である.8・9月には日本学術振興会の外国人研究者招へい事業(短期)により静岡大学に招いたロンドン大学のOdile E.Janne博士とともに多国籍企業の立地戦略と産業クラスターに関する共同研究を行い,その成果の一部を共同で比較地域主義研究プロジェクト(東京大学社会科学研究所)第1回国際ワークショップにおいて発表した.本科研費で上記のような研究を進める中で,従来の研究がEUの統合に対する多国籍企業の「進出」に注目が集まる一方で,「撤退」についての分析が未だ不十分なことが浮き彫りとなった.そこで本研究者は,地域経済統合と多国籍企業の「進出」と「撤退」を総合的に分析するため,平成18年度の科研費への申請を行い,更なる研究の深化を目指している.本研究では,グローバリゼーションと地域経済統合が同時進行する現代世界経済の特徴について,問題を整理し直し,グローバリゼーションとリージョナリズムの間の補完・緊張関係について明らかにする.その際,最も先端的な地域経済統合体であるEUにおいて活動している日系多国籍企業を題材に,具体的な実証研究を行う.平成15年度前半には,研究インフラを整備するためにパソコン,EU,多国籍企業,対象産業関連の文献購入,データの整理などを進めた.

さらに,EUに進出している日系企業の本社のインタビューを行った.さらに,9月にはそれらの企業の欧州統括本社などへのインタビュー調査をするとともに,London大学のO.Janne博士とも面談し,相互の研究についての議論を行ってきた.10月以降は,収集したデータの分析を行い,成果発表のための準備を進めている.具体的には,日系自動車企業がイギリス工場を設立し,その操業が10年以上を経てくる中で,イギリスの自動車産業,輸出,そして,部品貿易に如何なる影響をもたらしてきたのか,という論点についてまとめた.そこでは,日系企業の操業により,イギリスの自動車生産と対EU輸出の回復が見られると同時に,大陸からの部品輸入も拡大し,自動車部品貿易収支の悪化が見られることを確認した.その背景として,EUの市場統合やイギリスのユーロ不参加問題が,一定の影響を及ぼしていることが示された.この成果を雑誌Transnational Corporationに投稿したが,その修正を求められており,現在はその作業に入っている.平成16年度には,先の投稿原稿の修正と並んで,在EU日系多国籍企業のより包括的な研究を進め,成果を発表する予定である.本年度の研究は,2004年5月1日に中東欧諸国がEUに新規加盟した事態を受け,そのことが多国籍企業のグローバルな展開,戦略にどのような影響を持つものであることを実証的に分析するとともに,その背景となる地域経済統合の原理的意義を検討することに注力した.前者のEU拡大と多国籍企業の関係については,8月までに中東欧進出日系企業へのインタビュー調査,在日投資誘致機関への資料提供を依頼し,9月には2週間にわたりハンガリー,チェコ,ポーランド,イギリスへ日系企業,JETRO,各国投資誘致機関への訪問調査を行った.なお,イギリスでは同様の研究テーマを扱っているロンドン大学のJanne博士と意見交換,共同研究についての話し合った.なお,平成17年度には同博士の短期招聘フェローシップを日本学術振興会から受けることとなった.現在は,そうした成果をデータ・ベース化しながら,成果発表の準備を進めている.後者の地域経済統合の原理的研究は,本研究者の積年の研究実績を基盤に,東京大学社会科学研究所の欧州研究会におけるワークショップなどで報告を行い,具体的成果としては裏面の著書にあるものを発表した.なお,この著書は8人の研究者による共著であるが,本研究者は,第6章「EU,国民国家を超える制度の政治経済学」(159-196頁)を担当している.この成果が認められ,次年度から東京大学社会科学研究所が展開を予定しているプロジェクト研究「「地域主義を比較する-東アジアへの提言にむけて-」(中村民雄代表)の客員研究員となることが予定されている.次年度は,本科研最終年度としてこれまでの成果を踏まえながら,最終的な成果を単著のかたちで発表する予定である.
センサ・アクタ・ネットワークの実現化のための基礎研究

Wireless Sensor Networks(WSNs)では、センサ・ノードに電力制限があるので、電力の消費を抑える必要がある。さらに、センサ・ノード、アクタ・ノードは移動により、ネットワークのトポロジーは変化する。そのため経路制御および電力制御が重要である。しかし、経路制御を行うためには複数のパラメータが必要となり、NP完全問題となる。本研究では、知的アルゴリズムを用いたWSANの経路制御と電力制御を行い、WSANのシミュレーション・システムを実装した。提案ミステムはエネルギー使用量を最適化できることを示した。最近の無線通信技術とデジタル、エレクトロニクス技術の発展によって低コスト,低電力,多機能なセンサ,ノードが実現されつつある。このようなセンサ,ノードは大きさが小さく,通信距離が短いという特徴をもっている。Wireless Sensor Networks(WSNs)はこのようなセンサ,ノードをたくさん協調させて実現される。WSNではセンサ,ノードが持つ電力に制限があるので,電力の消費を抑える必要がある。さらに,このようなWSNにアクタを加えたWireless Sensor and Actor Networks(WSANs)が提案されつつある。WSANは現実世界から情報を収集してデータを処理し,集めた情報に基づいて最適なアクションを実行する。WSANではセンサ,ノードの密度が高く,アクタ,ノードの密度が低い。また,WSANを構成するセンサ,ノード,アクタ,ノードは移動できるのでネットワークのトポロジーは変化する。WSNとWSANを実現するためには経路制御および電力制御が重要な研究テーマとなっている。しかし,経路制御をするためには複数のパラメータが必要となるので,NP完全問題となり,解決手法としてはヒューリスティックな手法が有効である。そこで,我々はヒューリスティックな手法として知的アルゴリズムを用いたWSNとWSANの経路制御と電力制御のための新しい解決法を探すことを目指している。また,センサ,ノードを設置する時にはランダム配置が利用されてきた。しかし,小規模な範囲ではランダム配置の適用は難しい。隣接ノード間の距離や送受信電力を考慮してないため,十分な省電力効果が得られず,経路上のノードの残余電力が急速に枯渇し,最適なシステムを図ることが困難になる。このため,ネットワーク,トポロジーや伝搬モデルに応じたパラメータの最適化が必要となる。そこで,センサ,アクタ,ネットワークのシミュレーション,システムを構築し,エネルギー使用量の最適化ができるネットワーク,トポロジーとネットワーク,プロトコルを検討し,評価を行った。シミュレーションによる評価の結果を利用してテストベッドの実装を行う。Wireless Sensor Networks (WSNs)はセンサ・ノードをたくさん協調させて実現される。WSNではセンサ・ノードが持つ電力に制限があるので、電力の消費を抑える必要がある。さらに、WSNにアクタを加えたWireless Sensor and Actor Networks (WSANs)が提案されつつある。WSANは現実世界から情報を収集してデータを処理し、集めた情報に基づいて最適なアクションを実行する。WSANではセンサ・ノードの密度が高く、アクタ・ノードの密度が低い。また、WSANのセンサ・ノード、アクタ・ノードは移動できるのでネットワークのトポロジーは変化する。しかし、経路制御をするためには複数のパラメータが必要となり、NP完全問題となる。そこで、我々はヒューリスティックな手法(知的アルゴリズム)を用いたWSNとWSANの経路制御と電力制御のための新しい解決法を探すことを目指している。また、センサ・ノードを設置する時にはランダム配置が利用されてきた。しかし、小規模な範囲ではランダム配置の適用は難しい。このため、ネットワーク・トポロジーや伝搬モデルに応じたパラメータの最適化が必要となる。本研究では、WSANのシミュレーション・システムを構築し、エネルギー使用量の最適化ができるネットワーク・トポロジーとネットワーク・プロトコルを検討し、評価を行った。シミュレーションによる評価の結果を利用し,テストベッドの実装を行う。Wireless Sensor Networks(WSNs)はセンサ・ノードをたくさん協調させて実現される。さらに、WSNにアクタを加えたWireless Sensor and Actor Networks(WSANs)が提案されつつある。

このため、ネットワーク・トポロジーや伝搬モデルに応じたパラメータの最適化が必要となる。本研究では、WSANのシミュレーション・システムを構築し、エネルギー使用量の最適化ができるネットワーク・トポロジーとネットワーク・プロトコルを検討し、評価を行った。シミュレーションによる評価の結果を利用し,テストベッドの実装を行う。
情報化と政治過程

本年度の研究の主題は、政治的コミュニケ-ションに関する先行研究の分析と政党、政治家など政治活動主体の情報化社会に対する対応の調査・分析であった。まず政治的コミュニケ-ションの先行研究については、日本のみならずアメリカ,ヨ-ロッパなど諸外国の研究資料を収集し、研究の現状,今後について分析を試みた。特に諸外国の政治的コミュニケ-ション研究の文献については、資料を整理し、それらをデ-タベ-スとしてまとめた。政治活動主体に関する分析は、政党など組織についてのものと政治家個人についてのものとに分けて考察した。組織の情報化に関しては、政党関係者などに対するヒアリング調査を行った。そこでは、政党の情報化への対応や情報化の現状について分析した政党などの組織としての情報化への対応はあまり進んでおらず、これからの検討課題であるかのようであった。また、いわゆる国会テレビ構想に関しても関係者からのヒアリング調査を行い、国会の情報化への対応についても考察した。政治家の情報化についての郵送調査は、まず先行調査として関東1都6県の都・県議会議員を対象として、情報の利用,事務所のOA化度に関する調査を行った。その結果、ファックスはかなりの程度一般化しつつあるものの、有用な通信手段に関してはまだ郵便などの伝統的手段が高い評価を与えられているようである。これら結果を踏まえて、衆・参両院の国会議員に対して、事務所のOA化,情報の入手法、どのような情報を重要と考えるのか、有権者などへの情報の提供に関して、郵送調査を行った。そして、衆・参各院による情報化への対応の違い,政党,選出地域などによる違いを明らかにすると共に、こうした情報化への対応が生み出す新しい政治状況について考察し、それらをまとめた。
根圏通過浸透水量と溶質移動量の空間分布と選択流の影響

水文学において最も評価が困難なのは,蒸発散量と不飽和浸透量である.本研究では後者について,その空間分布,溶質移動への影響を,対象を根圏部に限定し,選択流の影響も考慮して検討した.初年度の平成15年度には,根圏部での水移動の検討のために,1)樹木の周辺部分での地上到達水量の分布と樹冠の影響の把握,2)樹木の周辺部分での表層土壌水分量の分布と変動の解析,及び浸透量の空間分布の検討を行った.1)では,樹木の周辺部分の地上に20個程度のメッシュを作り,そこでの樹冠通過雨量,樹冠の枝・葉の地上への鉛直投影面積との関係を検討し,広葉樹では樹冠通過雨量の空間分布に対し降雨量,樹幹からの距離,枝・葉の投影面積率の影響が大きいことなどを示した.2)では,樹木の周辺部分の地上に24個のメッシュを作り,研究費で購入したTDR水分計により,降雨期間中,及びその直後での表層土壌水分量を観測し,浸透水量との関係を検討した.その結果,同じ場所でも体積含水率とその時間変化率との関係は一定ではないことなどを示した.平成16年度は,平成15年度の2)の結果のモデル化を試み,かつ森林斜面での浸透・流出,溶質移動も検討した.その結果,モデル化では,体積含水率が比較的小さいときは水頭勾配=1としたモデルで表現できること,体積含水率が比較的大きいときは水頭勾配=1としたモデルが適用できず,マトリックス部より大きな空隙等での選択流による浸透が考えられることを示した.また,森林斜面での浸透・流出,溶質移動では,比較的樹木に近いほど降雨後の表層土壌の水分減少が少ないこと,くぼ地でない斜面では斜面方向の流れよりも不飽和鉛直浸透の影響の方が大きいこと,SiO_2濃度によってどの程度まで浸透した水が流出したかを推定でき,選択流の影響を評価できる可能性があることを示した.水文学において最も評価が困難なのは,蒸発散量と不飽和浸透量である.本研究では後者について,その空間分布,溶質移動への影響を,対象を根圏部に限定し,選択流の影響も考慮して検討した.初年度の平成15年度には,根圏部での水移動の検討のために,1)樹木の周辺部分での地上到達水量の分布と樹冠の影響の把握,2)樹木の周辺部分での表層土壌水分量の分布と変動の解析,及び浸透量の空間分布の検討を行った.1)では,樹木の周辺部分の地上に20個程度のメッシュを作り,そこでの樹冠通過雨量,樹冠の枝・葉の地上への鉛直投影面積との関係を検討し,広葉樹では樹冠通過雨量の空間分布に対し降雨量,樹幹からの距離,枝・葉の投影面積率の影響が大きいことなどを示した.2)では,樹木の周辺部分の地上に24個のメッシュを作り,研究費で購入したTDR水分計により,降雨期間中,及びその直後での表層土壌水分量を観測し,浸透水量との関係を検討した.その結果,同じ場所でも体積含水率とその時間変化率との関係は一定ではないことなどを示した.平成16年度は,平成15年度の2)の結果のモデル化を試み,かつ森林斜面での浸透・流出,溶質移動も検討した.その結果,モデル化では,体積含水率が比較的小さいときは水頭勾配=1としたモデルで表現できること,体積含水率が比較的大きいときは水頭勾配=1としたモデルが適用できず,マトリックス部より大きな空隙等での選択流による浸透が考えられることを示した.また,森林斜面での浸透・流出,溶質移動では,比較的樹木に近いほど降雨後の表層土壌の水分減少が少ないこと,くぼ地でない斜面では斜面方向の流れよりも不飽和鉛直浸透の影響の方が大きいこと,SiO_2濃度によってどの程度まで浸透した水が流出したかを推定でき,選択流の影響を評価できる可能性があることを示した.本年度は,根圏部での水移動の検討のために,以下を行った.1)樹木の周辺部分での地上到達水量の分布と樹冠の影響の把握2)樹木の周辺部分での表層土壊水分量の分布と変動の解析,及び浸透水量分布の検討1)について樹木の周辺部分の地上に20個程度のメッシュを作り,そこでの樹冠通過雨量,および樹幹流量の総量及び時間変化を観測した.あわせて,樹冠の枝・葉の地上への鉛直投影面積も計測した.観測は,針葉樹,広葉樹,それぞれについて行い,広葉樹では落葉の前後の比較も行った.その結果,30mm程度までの降雨では20%程度が樹冠遮断量となりこの量は針葉樹で幾分大きいこと,広葉樹では樹冠遮断量への枝・葉の投影面積率の影響が大きいこと,樹冠遮断量に影響を与える気象要因としては気温が重要であること,広葉樹では,樹冠通過雨量の空間分布に対し降雨量,樹幹からの距離,枝・葉の投影面積率の影響が大きいこと,広葉樹では,落葉により樹幹流量の降雨量に対する比率が大きくなり,枝・葉の投影面積率が小さいほどこの比率が大きくなることなどを示した.2)について樹木の周辺部分の地上に24個のメッシュを作り,研究費で購入したTDR水分計により,降雨期間中,及びその直後での表層土壌水分量を観測した.また,降雨直後は蒸発散の影響は少ないと仮定して,表層土壌水分量の時間変化から浸透水量を推定した.

その結果,幹に近く根の密度が高いと考えられる部分で浸透による水分減少が少ないこと,降雨後半日程度で浸透による水分減少はなくなり,その後は蒸発散の影響で8:00-14:30での水分減少が大きいこと,同じ場所でも体積含水率とその時間変化率との関係にはばらつきがあることなどを示した.本年度の研究で,根圏上部での水の量の分布とその変化の概要が把握できたので,今後,溶質移動,根圏深部での移動を検討し,モデル化を行う予定である.本申請課題は,水文学において最も評価が困難な蒸発散量と不飽和浸透速度のうち,後者についてその空間分布を測定し,あわせてそれによる溶質移動を評価しようというものである.その際,対象を根圏部に限定し,根などによる選択流の影響も考慮した検討を試みた2年計画の初年度の平成15年度は,根圏部での水移動の把握のために,以下を行った.1)樹木の周辺部分での地上到達水量の分布と樹冠の影響の把握2)樹木の周辺部分での表層土壌水分量の分布と変動の解析,及び浸透水量分布の検討2年目にあたる平成16年度は,2)について前年度のデータにさらに実流域でのデータを追加して整理し,モデル化を試みた.また,水質については実流域でのSiO_2の移動に着目した.モデル化については,樹木の周辺でTDR土壌水分計を用いて降雨期間中およびその直後を通じて継続的に観測した表層土壌水分量の変化率から不飽和浸透量が推定できるかを検討した.その結果,1)表層土壌体積含水率の場所による差は大きいが,全体的には幹に近い方が体積含水率の平均値が大きく標準偏差は小さく,選択流を生じうること,2)体積含水率が比較的小さいときは,不飽和浸透フラックスは,水頭勾配=1としたモデルで表現できること,3)体積含水率が比較的大きいときは2)のモデルが適用できず,マトリックス部より大きな空隙による浸透が考えられることを示した.また,実流域での浸透については,森林斜面での土壌水分量の分布を検討した.その結果,比較的樹木に近いほど降雨後の表層土壌の水分減少が少ないこと,斜面下部のほうが上部よりも水分減少が少ないこと,くぼ地の斜面では斜面方向の流れが起こりやすく,平坦な斜面では不飽和鉛直浸透が主であることを明らかにした.溶質移動については,土壌表層では深層に比べSiO_2濃度が低いこと,先行降雨・降雨特性により河川流出水のSiO_2濃度は異なること,この2つのことから,SiO_2濃度によってどの程度まで浸透した水が流出したかを推定できる可能性,選択流の影響を評価できる可能性があることを示した.
サクラマスにおける生活史多型の遺伝的基盤の解明：代謝関連遺伝子に着目して

本研究の対象種であるサクラマスには大きく異なる二つの生活史が見られる。一つは河川で成長した後、海に降りて回遊し、再び母川に戻る降海型であり、もう一つは河川のみで性成熟に達する残留型である。本研究では生活史多型の分岐メカニズムを解明するため、代謝量に関連した遺伝子を生活史多型に関連した候補遺伝子として探索および解析すること、さらには代謝量に関連した遺伝子を基に交配実験を行い、生活史との関連性を示すことで、生活史多型の遺伝子基盤を解明することを目的としている。今年度は回遊期間および回遊時期など生活史の異なるサクラマス3亜種の16検体を用いて次世代シーケンスによる網羅的な遺伝子解析を行った。その結果、亜種特異的な領域が相当数明らかになり、ビワマスでは95遺伝子座、サクラマスでは343遺伝子座、ビワマスでは210遺伝子座が亜種特異的な遺伝子として候補となった。さらには、これら遺伝子から生活史分岐に大きくかかわるスモルトおよび成熟に関連する遺伝子として検討できるよう、多検体を用いて亜種特異性の検定を行った。また、代謝に関連した遺伝子を明らかにする作業も行っている。今年度は、RNA発現量解析を来年度に行うための準備として、サクラマスの生活史分岐のタイミングである成熟期(9-10月)およびスモルト期(3月)においてスモルト10個体および非スモルト個体10個体の末端組織および臓器をサンプリングしてRNA抽出するところまでを行っており、今後網羅的に遺伝子発現量解析を行う予定としている。遺伝子発現量解析を今年度において行う予定であったため、多額の研究費申請を行っていたが、成熟期(10月)だけでなく、スモルト期(3月)においても比較することを検討したため、今年度の実施がやや遅れているところである。昨年度末にサンプリングが終わっているため、RNA抽出を行った後に早急に分析を行う予定である。一方で、3亜種を使って遺伝子配列の比較を行ったところ、相当な候補遺伝子が現在挙がっているため、生活史多型に関連する遺伝子を探索することへの期待が高いと考えている。RNA発現量解析を来年度早々に行い、さらに候補遺伝子から生活史多型に関連する遺伝子を明らかにするため、リアルタイムPCRによってさらなる絞り込む作業を行いたいと考えている。また、繁殖時期においては、遡上してきた親を用いて交配実験を行い、生活史に対する候補遺伝子の影響を実験下で証明していきたいと考えている。そのための準備を繁殖期までには行う予定である。初年度においてRNA発現解析を外部に委託する予定としていたが、生活史多型の候補遺伝子を検討するうえで重要なスモルト期が3月であったため、次年度に委託費として110万ほどを保留した。平成31年度の4月にはこれらサンプルが既に揃っているため外注する予定であり、計画を進めている。
広葉樹プロトプラストの細胞融合と植物体再生

コナラ、タラノキ、アカヤシオ、ヤシャブシ、シラカンバ、ソメイヨシノの6樹種についプロトプラストの単離・培養をおこなったところ、タラノキ、ヤシャブシ、シラカンバでカルスが誘導され、植物体の再生に成功した。さらに、早生樹であるヤシャブシ、シラカンバ、ギンドロの間で細胞融合を行ない、その後の培養条件の違いから融合細胞を選抜した。プロトプラストから得られたカルスを3樹種の最適分化培地に移植し、植物体再生を試みた。細胞融合条件は、0.5Mマンニトール+2.5mMCaCl_2の融合バッファーを用い、プロトプラストの融合は、AC200V/cm、周波数1MHz、DC2kV/cm、パルス幅100μsecで行なった。この条件で、ヤシャブシでは31%。シラカンバでは34%、ギンドロでは36%の融合率が得られた。ヤシャブシXシラカンバの融合細胞を培養したとき、1μMNAAと1μM4-PUを含む1/2MS培地では、白色で、形状はシラカンバに類似した両樹種が融合したと思われる液体培養細胞が誘導された。現在、植物体再生条件について検討中である。シラカンバXギンドロ融合プロトプラストの培養によって、1μMNAAと0.1μM4-PUを含むMS培地でシュートが形成されたが、シラカンバはNAAを含むときには分化しないため、この分化したシュートは融合細胞由来であるものと考えられる。ヤシャブシXギンドロ融合細胞から、カルスを経由してシュートが分化し、さらにシュートは0.1μNAAと2.5μMIBAを含むMS培地で発根し、系統の異なる数種の植物体が得られた。現在、再生した個体の系統について調査中である。本年度は、ヤシャブシとシラカンバにおいて、葉肉細胞からプロトプラストを単離、培養し、コロニーおよびカルスを誘導した。さらに、得られたカルスを培養することによって、シュートおよび根を誘導した。ヤシャブシにおいては、1%セルラーゼオノズカRSと1%ドリセラーゼを組み合わせた酵素溶液を用いて、90%以上の高い生存率を持つプロトプラストが5X10^7個/gの高い収率で得られた。プロトプラストをBAP(0.1-10μM)と2,4-D(0.1-30μM)あるいは4-Pu(0.1-10μM)と2,4-Dを組み合わせて添加したMS培地(NH_4NO_3を除く)で培養し、コロニーを誘導した。さらに、0.1μM BAPと1μM2,4-Dを含む1/2MS培地でカルスを誘導し、根を誘導した。さらにシュートを誘導するために継代培養中である。シラカンバにおいては、1%セルラーゼオノズカR-10と1%ドリセラーゼ酵素液を用いて、80%以上の高い生存率を示すプロトプラストが5X10^7個/gの収率で得られ、0.1-30μM4-Puと0.1-10μM NAAあるいは0.1-30μM2,4-Dを組み合わせて添加した1/2MS培地でプロトプラストを培養し、コロニーを誘導した。さらに、1μMのNAAと4-Puを含む1/2MS培地でカルス誘導し、1μM4-Puあるいは10μM zeatinを含む1/2MS培地で培養してシュートを誘導した。また、葉肉プロトプラスト由来カルスおよび液体培養細胞から分化したシュートを2.5μM IBAと0.1μM NAAを含むMS培地に移植して幼植物体を再生させた。現在、得られた幼植物からプロトプラストを調製して細胞融合条件を検討しているところである。ヤシャブシXギンドロ

融合細胞から、カルスを経由してシュートが分化し、さらにシュートは0.1μNAAと2.5μMIBAを含むMS培地で発根し、系統の異なる数種の植物体が得られた。現在、再生した個体の系統について調査中である。今年度は、プロトプラストの最適融合条件を検討した。シラカンバ・ヤシャブシについて、それぞれの最適融合バッファー及び細胞密度を検討した結果、バッファーとしては0.5Mマンニトール+0.51mMCaCl_2が最適でありい、パールチェーン形成には交流電圧140-220V/cm、周波数1MHz、印加時間は1838秒が最適であった。融合条件としては直流電圧2kV/cm、パルス幅100μ秒で1回の印加が良い結果を示した。得られた融合率は40%以上で、プロトプラストの生存率も約30%の高い値を示した。現在、融合細胞の選抜及び培養条件を検討中である。コナラ、タラノキ、アカヤシオ、ヤシャブシ、シラカンバ、ソメイヨシノの6樹種についプロトプラストの単離・培養をおこなったところ、タラノキ、ヤシャブシ、シラカンバでカルスが誘導され、植物体の再生に成功した。さらに、早生樹であるヤシャブシ、シラカンバ、ギンドロの間で細胞融合を行ない、その後の培養条件の違いから融合細胞を選抜した。プロトプラストから得られたカルスを3樹種の最適分化培地に移植し、植物体再生を試みた。細胞融合条件は、0.5Mマンニトール+2.5mMCaCl_2の融合バッファーを用い、プロトプラストの融合は、AC200V/cm、周波数1MHz、DC2kV/cm、パルス幅100μsecで行なった。この条件で、ヤシャブシでは31%、シラカンバでは34%、ギンドロでは36%の融合率が得られた。ヤシャブシXシラカンバの融合細胞を培養したとき、1μMNAAと1μM4-PUを含む1/2MS培地では、白色で、形状はシラカンバに類似した両樹種が融合したと思われる液体培養細胞が誘導された。現在、植物体再生条件について検討中である。シラカンバXギンドロ融合プロトプラストの培養によって、1μMNAAと0.1μM4-PUを含むMS培地でシュートが形成されたが、シラカンバはNAAを含むときには分化しないため、この分化したシュートは融合細胞由来であるものと考えられる。ヤシャブシXギンドロ融合細胞から、カルスを経由してシュートが分化し、さらにシュートは0.1μNAAと2.5μMIBAを含むMS培地で発根し、系統の異なる数種の植物体が得られた。