hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
放射線抵抗性細菌由来新規DNA修復促進タンパク質とDNAの相互作用に関する研究

放射線抵抗性細菌デイノコッカス・ラジオデュランス由来のDNA修復促進タンパク質PprAとDNAの相互作用の分子機構を解明するために、DNA結合能が欠失した変異タンパク質を作製して生化学的に解析した。まず、ヒドロキシルアミン処理あるいはerror-pronePCRによって、pprA遺伝子にランダム変異を導入し、形質転換体のコロニーの大きさとDNA結合能の相関を指標として変異体をスクリーニングした。次に、得られた変異プラスミドのDNA塩基配列を決定し、1塩基置換変異を持つプラスミドのみを選択した。さらに、変異遺伝子を大腸菌で発現させ、タンパク質粗抽出物とDNAを用いたアガロースゲルシフトにより、ゲルシフト状態に変化がみられる変異体をスクリーニングし、計24個の変異体を取得した。これによって、DNA結合能に重要なアミノ酸残基が同定できた。変異部位は、pprA遺伝子の中央付近、DNA塩基配列で133番目から206番目の間に集中していた。野生型及び変異型の精製タンパク質を用いて、アガロースゲルシフト法にてDNAとの結合能を調べたところ、一定量の直鎖状2本鎖DNA段片の完全シフトに必要なタンパク質濃度を勘案すると、野生型PprAタンパク質は2量体以上の多量体としてDNAに結合していると考えられた。ゲルろ過法でタンパク質の分子量を見積もったところ、野生型PprAタンパク質は溶液中で12量体を形成していると推定された。一方、取得した変異体の分子量は野生型と比べて小さく、タンパク質の会合状態とDNA結合能の相関が示唆された。今後は、電子顕微鏡イメージング法や水晶発振子マイクロバランス法などを用いて、タンパク質・DNAの結合様式を解析することを予定している。また、PprAタンパク質が持つDNA修復促進活性の分子機構を解明するために、PprAタンパク質の立体構造を解析することが今後の課題である。今回取得した変異部位の情報は、立体構造と機能の相関の解析に重要な知見を与えることになる。我々が発見した放射線抵抗性細菌デイノコッカス・ラジオデュランス由来の新規DNA修復促進タンパク質であるPprAタンパク質とDNAの相互作用の分子機構を解明するために、DNA結合能が欠失した変異体タンパク質を作製し、DNA結合能に必須なアミノ酸残基を同定すると共に、PprAタンパク質のDNA結合能、DNA修復に関する機能について生化学的解析を行った。具体的には、まず、DNAに対する変異原であるヒドロキシルアミンによる処理とerror-prone PCRによって、pprA遺伝子にランダム変異を導入し、DNA結合能が欠失した変異体タンパク質をスクリーニングした。次に、得られた変異プラスミドのDNA塩基配列を決定し、1塩基置換によるミスセンス変異あるいはナンセンス変異を持つプラスミドのみを選択した。さらに、変異遺伝子を大腸菌で発現させ、タンパク質祖抽出物とDNAを用いたアガロースゲルシフトにより、ゲルシフト状態に変化がみられる変異体をスクリーニングした。また、野生型PprAタンパク質とDNAの結合様式について、原子間力顕微鏡を用いて解析を行った。その結果、PprAタンパク質は2量体としてDNA断片の末端に結合することが明らかになった。次年度には、野生型及び今回選別した変異型の精製タンパク質を用いて、DNAとの結合能について詳細な検討を行う予定である。また、PprAタンパク質と蛍光標識したPprAタンパク質に対する抗体を用いて、哺乳動物細胞に起こったDNA鎖切断損傷を可視化検出する系を構築した。放射線照射線量に比例して、細胞中のDNA鎖切断損傷を反映すると考えられる蛍光強度の増大が観察された。この方法は、化学物質の遺伝毒性試験にも応用可能であると考えられた。前年度に引き続き、DNA修復促進タンパク質PprAの変異体のスクリーニングを行い、アガロースゲルシフトによりゲルシフト状態に変化がみられる変異体を計24個取得した。

この内、ヒドロキシルアミン処理からは9個、error-prone PCR法からは15個の変異体が取得できた。変異部位は、pprA遺伝子の中央付近、DNA塩基配列で133番目から206番目の間に集中していた。野生型及び変異型の精製タンパク質を用いて、アガロースゲルシフト法にてDNAとの結合能を調べたところ、一次スクリーニングでDNA結合能が欠失した変異体を選別したにもかかわらず、DNA結合能を保持しているものも見られた。また、一定量の直鎖状2本鎖DNA段片の完全シフトに必要なタンパク質濃度を勘案すると、野生型PprAタンパク質は2量体以上の多量体としてDNAに結合していると考えられた。ゲルろ過法でタンパク質の分子量を見積もったところ、野生型PprAタンパク質は溶液中で12量体を形成していると推定された。一方、取得した変異体の分子量は野生型と比べて小さく、光散乱法で詳細に調べたものでは2量体を形成しているDNA結合能欠失変異体があった。これらの結果は、前年度の原子間力顕微鏡を用いたPprAタンパク質とDNAの結合様式の解析結果と一致しないことから、別の方法でPprAタンパク質とDNAとの結合様式を解析する必要がある。電子顕微鏡イメージング法や水晶発振子マイクロバランス法などを用いて、タンパク質・DNAの結合様式を解析することを予定している。また、PprAタンパク質が持つDNA修復促進活性の分子機構を解明するために、タンパク質の立体構造を解析することが今後の課題である。
ベンズジインを基盤とする多置換ベンゾヘテロール類の多様性指向型合成法の開発

ベンゾヘテロール骨格は、医薬品や有機材料に多く含まれている重要な骨格であるが、多置換ベンゾヘテロール類の合成は現代の有機化学における困難な課題の一つである。本研究では、高反応性化学種であるベンズジイン等価体に対して、アルキンの末端にヘテロ原子を有する化合物と求電子剤との反応による、様々な置換基を有するヘテロアライン前駆体の簡便合成法を確立し、この新しい前駆体から発生できる新規アラインの反応性に関して研究を行うことで、多彩な多置換ベンゾヘテロール類を迅速かつ簡便に合成できる手法の開発に取り組む。
喘息における新規バイオマーカーとしてのCD27陰性CD4陽性T細胞の役割

喘息症例のバイオマーカーとしての補助シグナル分子CD27陰性CD4陽性T細胞の可能性を明らかにすることを目的とした。結果、CD27陰性CD4陽性T細胞分画は、重症度などとの相関を認めなかったが、末梢血液中の1型自然リンパ球(ILC1)と3型自然リンパ球(ILC3)分画と負の相関を認めた。一方、末梢血中の各自然リンパ球(ILC1、2型自然リンパ球、ILC3、MAIT細胞)について解析した結果、CD69陽性活性化自然リンパ球分画はそれぞれに正の相関を認め、気流制限との相関も示唆された。これらからは、喘息には、Th2細胞のみならず、様々な活性化自然リンパ球が複雑に関与する可能性が示唆された。Th2型免疫反応は気管支喘息などのアレルギー性炎症において中心的な役割を担っている。しかし、Th2型炎症を採血等で簡便に評価し得るバイオマーカーはこれまでになく、また、Th2サイトカインを標的とした治療薬の開発が進められているものの、IL-5やIL-13を標的とした治療薬の効果は、気管支喘息症例の一部でしか認められていない。我々は、マウスの研究から、補助シグナル分子CD27陰性CD4陽性T細胞がアレルギー性炎症の新規バイオマーカーと成り得る可能性を見出し、さらには、CD27のリガンドであるCD70に対する抗体がTh2細胞への分化を直接標的とする治療に成り得る可能性を見出している。本研究では、気管支喘息症例のバイオマーカーとしてのCD27陰性CD4陽性T細胞の可能性を明らかにすることを目的としている。本年度は、118症例で採血を実施し、CD27陰性CD4陽性T細胞をフローサイトメトリーで解析した。末梢血液中CD27陰性CD4陽性T細胞は、重症度、治療ステップ、Asthma Control Testスコア、呼吸機能検査、呼気中一酸化窒素濃度との相関を認めなかった。一方で、CD27陽性CD4陽性T細胞は、%FEV1.0、%PEFと弱い相関を認めた。また、77症例においては、血清中のペリオスチン、テネイシンCをELISAにて測定した。血清ペリオスチンとテネイシンCは、CD27陰性CD4陽性T細胞、重症度、治療ステップ、Asthma Control Testスコア、呼吸機能検査、呼気中一酸化窒素濃度との相関を認めなかったものの、血清ペリオスチンは末梢血好酸球数、血清総IgEと正の相関を認め、血清テネイシンCは末梢血好中球数との正の相関を認めた。さらに、ペリオスチンとテネイシンCが共に高値の群においては、CD27陰性CD4陽性T細胞数とペリオスチンとの間に正の相関を認めた。平成25年度、26年度は、212症例より検体を採取した。末梢血液中CD27陰性CD4陽性T細胞数は、重症度、治療ステップ、Asthma Control Testスコア、呼気中一酸化窒素濃度(FeNO)、呼吸機能検査との相関を認めなかった。一方で、CD27陽性CD4陽性T細胞は、末梢血好酸球数、罹病期間、BMI、%FEV1.0、%PEFと弱い正の相関を認めた。また、血清中のペリオスチン、テネイシンCをELISAにて測定した結果では、両者は弱い正の相関を認め、血清ペリオスチンは、FEV1、PEFと弱い負の相関、末梢血好酸球数、FeNO、年齢、発症年齢と弱い正の相関を認め、血清テネイシンCは末梢血好中球数との弱い正の相関を認めた。さらに、血清ペリオスチンとテネイシンCが共に高値の群においては、CD27陰性CD4陽性T細胞数と血清テネイシンCとの間に正の相関を認め、血清テネイシンCが低値の群においては、CD27陰性CD4陽性T細胞数と血清ペリオスチンとの間に正の相関を認めた。しかし、Th2型炎症を採血等で簡便に評価し得るバイオマーカーはこれまでにない。我々は、マウスの研究から、補助シグナル分子CD27陰性CD4陽性T細胞がアレルギー性炎症の新規バイオマーカーと成り得る可能性を見出している。本研究では、気管支喘息症例のバイオマーカーとしてのCD27陰性CD4陽性T細胞の可能性を明らかにすることを目的とした。

結果、CD27陰性CD4陽性T細胞分画は、重症度、治療ステップ、Asthma Control Testスコア、呼気中一酸化窒濃度、呼吸機能検査などとの相関を認めなかったが、末梢血液中の1型自然リンパ球(ILC1)、3型自然リンパ球(ILC3)、CD69陽性活性化ILC1、および、CD69陽性活性化ILC3の分画と負の相関を認めた。また、血清中線維化マーカーである血清テネイシンC高値、且つ、血清ペリオスチン低値の症例では、CD27陰性CD4陽性T細胞とILC1、ILC3、CD69陽性活性化ILC1、および、CD69陽性活性化ILC3分画と強い負の相関を認めた。CD27陰性CD4陽性T細胞は、Th2型炎症と相関することが期待されたが、呼気中一酸化窒濃度や好酸球、IgE、ペリオスチン、ILC2などとの相関を認めなかった。しかし、ILC1とILC3とは負の相関を認め、ペリオスチン低値でテネイシンC高値の症例では、さらに強い負の相関を認めたことからは、末梢血液中のCD27陰性CD4陽性T細胞が少ないことと非Th2型炎症に関連がある可能性が考えられた。喘息における、Th2型炎症と非Th2型炎症とそこに関わるCD4陽性T細胞のそれぞれの分画、および、新たに見出された自然リンパ球との関連については、さらなる解析が必要である。喘息症例のバイオマーカーとしての補助シグナル分子CD27陰性CD4陽性T細胞の可能性を明らかにすることを目的とした。結果、CD27陰性CD4陽性T細胞分画は、重症度などとの相関を認めなかったが、末梢血液中の1型自然リンパ球(ILC1)と3型自然リンパ球(ILC3)分画と負の相関を認めた。一方、末梢血中の各自然リンパ球(ILC1、2型自然リンパ球、ILC3、MAIT細胞)について解析した結果、CD69陽性活性化自然リンパ球分画はそれぞれに正の相関を認め、気流制限との相関も示唆された。これらからは、喘息には、Th2細胞のみならず、様々な活性化自然リンパ球が複雑に関与する可能性が示唆された。平成25年度、26年度は、212症例で採血を実施し、CD27陰性/陽性CD4陽性T細胞をフローサイトメトリーで解析した。また、174症例においては、ペリオスチン、テネイシンCをELISAにて測定した。結果、上述の如くの結果を得ている。症例集積は順調に進展しており、弱い相関ではあるが、相関も認めているため、おおむね順調に進展しているとした。呼吸器内科現状では、CD27陰性CD4陽性T細胞は、重症度、治療ステップ、Asthma Control Testスコア、呼吸機能検査等との相関を認めないことから、病勢を反映するバイオマーカーとしての期待は低い。また、少数ながらCOPD症例との比較も実施したが、喘息症例との有意差は得られなかった。しかし、一方で、マウスの研究成果に反してCD27陽性CD4陽性T細胞と末梢血好酸球数、罹病期間、BMI、%FEV1.0、%PEFとの間に相関を認めており、病勢を反映するバイオマーカーとして、さらなる症例の集積を推進する。また、血清ペリオスチンと末梢血好酸球数、血清テネイシンCと末梢血好中球数とに相関を認め、血清ペリオスチンとテネイシンCが共に高値の群においては、CD27陰性CD4陽性T細胞数と血清テネイシンCとの間に正の相関を認め、血清テネイシンCが低値の群においては、CD27陰性CD4陽性T細胞数と血清ペリオスチンとの間に正の相関を認めた。
骨髄不全症候群における自己免疫性造血障害の新規指標NKG2Dリガンドの臨床的意義

再生不良性貧血、発作性夜間ヘモグロビン尿症および不応性貧血は、自己免疫による造血障害を共通の病態発生基盤に持つ難病(骨髄不全症候群とも呼ぶ)であるが、その分子機序の詳細は不明である。本研究では、骨髄不全症候群患者において、我々が提唱するNKG2D介在性免疫による造血障害機序の実証を試みた。その結果、約半数の患者で血球膜へのNKG2Dリガンドが発現し、さらに自己NKG2D陽性リンパ球により傷害を受けることが判明した。本成果は、NKG2Dリガンド発現が自己免疫性造血障害の臨床マーカーとして有用であるのみならず、治療の標的としての可能性を示唆している。骨髄不全症候群(BFS)と呼ばれる特発性再生不良性貧血(AA)、発作性夜間ヘモグロゼン尿症(PNH)および骨髄異形成症候群-不応性貧血(MDS-RA)の三疾患は、自己免疫による造血障害を共通の病態発生基盤に持つが、その分子機序については未だ不明な点が多い。我々は、PNHクローンが自己免疫の攻撃を回避して増大するメカニズムを解明する過程で、患者造血細胞に発現誘導されたストレス蛋白であるNKG2Dリガンド(ULBPとMICA/B)が自己免疫による造血細胞傷害を惹起している可能性を指摘してきた。本研究は、このNKG2Dリガンド発現が、PNHのみならず広くAAやMDSにおける造血障害発生に関して病的意義を有するか検証し、多症例の前方視的解析により、病態を反映した新しい臨床マーカーとしての可能性を追求することを目的に企画された。まず本年度は、AA47例、PNH19例、MDS-RA22例の計88例のBFS患者を対象に、顆粒球および骨髄細胞(同意患者のみ)におけるNKG2Dリガンドの膜発現をフローサイトメトリー法で解析した。さらに、一部の患者ではULBPの遺伝子発現レベルを半定量的PCRで解析した。その結果、いずれかのNKG2Dリガンドが発現する患者の割合は、AA60%、PNH58%、MDS-RA36%、全体で53%と、健常人の6%に比べて有意に高いことが判明した。この結果は、ULBP遺伝子の高発現からも裏づけられた。さらに解析可能であったAA5例、PNH3例、MDS-RA3例のCD34陽性骨髄細胞にも、いずれかのNKG2Dリガンドの膜発現が確認された。これらの結果から、NKG2DリガンドがPNHのみならず、広くBFSの造血不全病態発生に関与する可能性が示唆された。特発性再生不良性貧血(AA)、発作性夜間ヘモグロビン尿症(PNH)および骨髄異形成症候群-不応性貧血(MDS-RA)などの骨髄不全症候群(BFS)に共通した造血障害機序として、NKG2D介在性自己免疫による造血細胞傷害を想定し、その実証を進めている。19年度は、AA47例、PNH19例、MDS-RA22例の計88例を対象としたNKG2Dリガンド(ULBPs,MICA/B)の血球膜発現解析を実施しAA60%、PNH58%、MDS-RA36%、全体で53%の患者で発現を認めた。これは健常人の6%に比べ有意に高値であり、患者ではNKG2D発現を誘導する何らかのストレスの存在が示唆された。さらに、一部の解析可能な患者(AA5例、PNH3例、MDS-RA3例)では、CD34陽性骨髄細胞におけるNKG2Dリガンド発現が確認できたため、20年度は、このようなNKG2Dリガンド発現骨髄細胞が、NKG2Dレセプター発現の自己リンパ球により造血障害を受けるかどうか、抗NKG2D抗体を用いたコロニー形成回復実験により検証を試みた。まず、患者骨髄単核球(造血前駆細胞+NKG2D陽性リンパ球)を調整し、抗NKG2D抗体あるいはコントロールlgG1で前処置後に、MethoCult[○!R]を用いたコロニー形成能を調べた。その結果、NKG2Dリガンド発現骨髄細胞のみコロニー形成能の有意な回復を認め、患者骨髄におけるNKG2D介在性の造血障害機序が強く示唆された。
中国製造企業のイノベーション活動に関する実証研究

本研究は、イノベーションのガバナンス、プロセス、組織形態といった3つの視点から、中国の製造業におけるイノベーション活動を企業レベルで実証分析を通して、中国企業のイノベーション活動についての特徴を明らかにしようとしたものである。この研究では中国の製造企業に対する聞き取り調査とアンケート調査を通して主に次の成果が得られた。第1に、中国企業のイノベーション活動は、全体的に製品の生産技術を改善し、生産効率をアップしたり、製品の品質を高めたりする活動に集中しており、市場のニーズに迅速に答えるような製品開発に力を注いでいる。第2に、自動車や電機・電子製品などの外国直接投資の割合が高い産業分野であるほど、中国の製造企業のイノベーション活動がより活発となっているものの、多くの企業はイノベーション活動を技術の導入と消化のレベルに留まっており、自社の知的所有権を主としている製品を開発することのできるレベルに達している企業が少ない。第3に、低コスト志向の改良型イノベーション活動を効率的に実行するために、自社内で開発資源を蓄積するのでなく、外部市場での開発資源を活用する傾向が強く、中国の製造業を代表する企業以外に、殆どの企業は自社の開発能力を高める長期的戦略を立てていない。今年度は、本課題の初年度であるため、研究活動は主に現地調査と資料収集に集中してきた。まず、中国の国有企業(3社)、そして中国の民営企業(3社)に対してインタビュー調査を行ってきた。現在、インタビューの内容を整理し、まとめているところである。そして、次年度のアンケート調査の実施に向かって、中国の復旦大学、上海社会科学院、そして浙江大学の研究者と接触し、アンケート調査の協力を打診した。その結果、次年度のアンケート調査を浙江大学の研究者に協力してもらうことにした。また、現地調査によって、現段階では以下の3つの暫定的な結論が得られた。第1に、競争がますます激しくなっている中国市揚で勝ち残るため、程度の差があるものの、中国の製造企業各社はこれまでの生産コスト重視の戦略からイノベーション重視の戦略に転換しつつある。第2に、中国国有企業は、イノベーションの重要性を十分に認識し、かつ多くの優秀な技術者を獲得しているものの、いかに有効に技術者を組織し、効果的なイノベーション体制を作るかというようなマネジメント能力が不十分であるため、いかに効果的、かつ連続的にイノベーション活動を組織していくかは現在の重要な課題となっている。第3に、中国の民営企業は、これまで同じ競争市場にある外資系企業から学びながら、成長してきたが、この数年間で知的財産権が厳しく求められてきたため、企業はイノベーション活動を最重要課題として取り上げるようになり、しかも千金も惜しまずに研究開発に必要な人材獲得に努力している。しかし、マーケットイン中心のイノベーション活動に限界があり、今後学習的組織を創造的組織に転換させていくかは重要な経営課題となっている。当初予定していた平成20年度のアンケート調査は、金融危機のため、現地企業の対応が難しくなり、平成21年度に実施することに変更した。繰越された資金を利用して、上海社会科学院の王振教授の協力を得て、上海の研究開発者にアンケートを配布し、調査を実施した。計236部の回答が得られた。現在、以前行ったアンケート調査のデータを合わせて、解析して論文にまとめているところである。現段階では、アンケート調査の結果から暫定的に次の結論が得られている。まず、多くの技術者は様々な研究開発の仕事に携わっている経験があるものの、重要な研究開発プロジェクトに関わった技術者は非常に少ない。研究開発活動は研究開発部門の一部の技術者に限定して行なわれていることが考えられる。この意味で、中国では、企業の研究開発活動は非常に分業化されていることも考えられている。そして、技術者達は将来自分の専門分野を活かして、技術の道を極めることより、むしろ技術も管理もできる仕事を望んでいる。技術開発はますます重要となっている中国企業にとって今後技術者を研究開発の専門分野で活躍させるためには、彼らにとって魅力のあるキャリア・パスを提供しなければならないだろう。また多くの技術者は企業に対して強い忠誠心や責任感を持っており、企業のために自分の力を尽くしたがっている。そして、企業全体の成長、企業内のチームワーク重視、安定的な仕事の環境の確保は多くの技術者が描いている企業の理想像である。

本研究の目的は、イノベーションのガバナンス、組織形態、プロセスといった3つの視点から、中国の製造業におけるイノベーション活動を企業レベルで分析を行い、中国企業のイノベーション活動についての特徴に関する仮説を検証しようとするところにある。そのため、今年度では我々が中国の自動車企業に対してアンケート調査を実施した。その結果を分析し、おもに次の結論を得た。第1に、中国企業のイノベーション活動は、全体的に製品の生産技術を改善し、生産効率をアップしたり、製品の品質を高めたりする活動に集中している。第2に、イノベーション活動を担う人材は主に企業内部で育成することは全体的な特徴であるが、コアの技術人材の外部からの採用も積極的である。またイノベーション活動のプロセスよりイノベーション活動の結果を重視している。第3に、全体的にイノベーション能力は導入された技術を消化することができるようなレベルに達しでいるが、自社の知的所有権を主としている製品を開発することのできるレベルに達している企業が少ない。第4に、中国企業では、技術職の従業員をできるだけ研究開発に配置することにしている。そして、技術開発の仕事も研究開発部門に集中しており、技術者の技能範囲は非常に狭いのではないかと考えられる。第5に、企業の持続的競争力を維持するための技術力を高めるために、おもに技術者の企業での地位を管理職と同じ水準か、それ以上の水準に向上させるように努力している。そして、技術者の働く意欲を高めるために、技術職の地位を高めるだけではなく、昇進・昇給プロセスの透明性を保障する制度が多くの企業に導入されている。
プリオン抗原をディスプレイするファージワクチンによる自己抗体の誘導と免疫制御

βシート構造にリフォールディングされたヒト組み換えプリオン蛋白だけに反応し、正常な構造のプリオン蛋白には結合しないPRB7 IgG抗体を作製し、128. 132の領域に弱い相同性のあるミモトープペプチドを単離した。バクテリオファージは私どもの生活環境に常在する、細菌に感染するウィルスであるが、アジュバントを用いることなく強いIgG抗体応答を誘導できることから、プリオン抗体のミモトープを提示したファージは治療抗体を誘導できるワクチンに応用できると考えられる。バクテリオファージは、安価に短期間で大量調整が可能であり、安全なワクチン担体として利用できると考えられる。本研究では、プリオン病の原因となるプリオンに結合し、プリオン感染を阻止できるファージワクチンの開発を目的として、ファージディスプレイ技術によるワクチン抗原の分子設計およびM13バクテリオファージが誘導する免疫応答のメカニズムの解明を試みた。バクテリオファージは私共の生活環境に常在する細菌に感染するウィルスであるが、M13バクテリオファージが誘導する免疫応答について解析した結果、M13バクテリオファージは、マウスにおいて既存のアジュバントなしのPBS溶液を一回投与するだけで、長期にわたるIgG抗体応答を誘導できることが明らかとなった。この抗体応答は、IL-1受容体およびToll様受容体のアダプター分子であるMyD88を欠損したマウスでは観察されないため、M13バクテリオファージが引き起こす抗体応答には、MyD88シグナリングに依存した自然免疫反応を介していることが示唆された。また、ファージディスプレイ技術に基づいてプリオン抗原を効率的かつ多価でディスプレイするために、シグナル配列の検討、ファージミドベクターの改変を行った。次年度は、プリオン抗原をディスプレイしたファージが誘導する抗体応答の詳細誘導される抗体応答について解析するとともにバクテリオファージが強力な自然免疫を誘導すると分子メカニズムの解明を試みる。本研究の推進により、アジュバントを使用せず強力な免疫誘導能を有する安全なワクチンの分子設計が可能になることが期待される。プリオンの伝播を抑制できるファージワクチンの開発を目的として、1)抗プリオン抗体を誘導するためのペプチド抗原の分子設計とファージ多価ディスプレイ系の確立、2)M13バクテリオファージが引き起す免疫応答の解析を試みた。βシート構造にリフォールディングされたヒト組み換えプリオン蛋白だけに反応し、正常な構造のプリオン蛋白には結合しないPRB7 IgG抗体を作製し、プリオン持続感染細胞であるScN2a細胞との反応性を解析したところ、蓄積の程度は異なるが30%の細胞集団においてβ構造のプリオン蛋白の蓄積が認められ、アポトーシスにより死滅した細胞においてはPRB7抗体による強い染色が認められた。一方、PK耐性のプリオンの蓄積阻害には効果がないことが判明し、β構造のプリオン蛋白は、感染ではなく細胞死の誘導に関与していることが明らかとなり、β構造のプリオン蛋白は、プリオン感染後のエンドプロダクトであることが示唆された。ペプチドファージライブラリを用いたエピトープ解析では、ヒトプリオン蛋白と弱い相同性を有するミモトープペプチドpepPRB7-14が単離され、128-132の領域のβ構造を認識していることが明らかとなったが、ワクチン抗原としては、強い感染阻害活性が認められたSAF32抗体などのミモトープペプチドがワクチン抗原として有効であることが示唆された。g8pに多価でディスプレイするための発現系については、提示するペプチドの配列によって提示率が異なり、現在、シグナル配列の検討を含めて検討を行っている。M13ファージのリン酸緩衝液の投与によるIgG抗体応答は、TLR2,4,7,もしくはTLR9ノックアウトマウスにおいても認められ、紫外線照射により不活化されたM13ファージの投与によっても一次応答の段階からIgG抗体応答が誘導されることから、ファージがもつ繰返し構造が自然免疫のセンサー分子による認識に重要であることが示唆された。
大規模天体画像データの高効率解析法の研究

本研究では、年々大規模になってきている観測データを迅速に解析して必要な天文情報に集約し、いち早く天文学の成果をあげていくことを目的として、ハードウエア/ソフトウエアの両面にわたって高速なデータ解析を実現するための基本的な手法や環境について系統的に研究を行った。研究の第一の柱として、光学赤外線天文学におけるデータ解析で最も一般的に用いられているデータ解析ソフトウエアIRAF(米国国立光学天文台開発)を使用したCCDデータの一次処理の速度に関しての実験を行った。その結果、データの入出力が頻繁である一次処理においては、磁気ディスクの構成、バスの性能・本数、メモリー実装量などによって処理速度が大幅に異なることがわかった。これらの成果から、実際の研究活動において効率の高いデータ解析を行うためのシステムを構成するための指針が得られた。研究の第二の柱として、ハッブル宇宙望遠鏡(HST)、スローンデジタルスカイサーベイ(SDSS)、岡山天体物理観測所188cm望遠鏡、すばる望遠鏡、などの各種観測データについて高速処理のための問題点や課題の調査検討を行った。また、観測データの貯蔵(データアーカイブ)との連携、解析作業の効率を高めるための画像ブラウザ、解析の補助支援ツールとしてカタログデータ等の天文データベースの利用、などの検討を行った。さらに、今後のデータ解析の方向性や問題点課題について、関連研究者と広範囲にわたった議論を行った。これらの成果は今後の画像データの解析法の発展のための基礎的資料となることが期待される。本研究を、年々大規模になってきている観測データを迅速に解析して必要な天文情報に集約し、いち早く天文学の成果をあげていくことを目的として、ハードウエア/ソフトウエアの両面にわたって高速なデータ解析を実現するための基本的な手法や環境について系統的に研究を行うものである。平成11年度は追加採択にあったために研究開始が11月となり、まとまった結果を得るには至っていないが、主として、試験用ソフトウエアの開発とそれを用いた予備的な試験を進めた。光学赤外線データの解析に一般的に用いられているデータ解析パッケージIRAF(米国国立光学天文台開発)を使用したCCDデータの一次処理の速度に関して、予備的な結果として、磁気ディスクの構成のよって処理速度が大幅に異なること、同時処理数の多寡によってそれぞれに適したハードウエア環境が存在すること、などがわかった。また、ハッブル宇宙望遠鏡(HST)アーカイブデータ、スローンデジタルスカイサーベイ(SDSS)観測データ、岡山天体物理観測所188cm望遠鏡観測データ、すばる望遠鏡観測データ、などの各種観測データについて高速処理のための問題点や課題の調査検討を進めた。それに加えて、解析作業の効率を高めるための画像ブラウザ、解析の補助支援ツールとしてのカタログデータの検討や開発も進めた。さらに、関連研究者と今後の大型CCDの動向を探るとともに、データ解析に関する問題点についての議論を行った。平成12年度はこれらの結果や準備を土台にして高速データ解析に適した手法や環境を見いだしていくとともに、すばる望遠鏡などの大規模データの解析に反映させることを目指していく。平成12年度は前年度の予備的な実験を発展させ、光学赤外線天文学のデータ解析で最も一般的に用いられているデータ解析ソフトウエアIRAF(米国国立光学天文台開発)を使用したCCDデータの一次処理の速度に関して実験を行った。その結果、データの入出力が頻繁である一次処理においては、磁気ディスクの構成、バスの速度・本数、メモリー実装量などによって処理速度が大幅に異なることがわかった。また、同時処理プロセス数の多寡がシステム構成を定める際に重要な要素であることもわかった。さらに、ハッブル宇宙望遠鏡(HST)アーカイブデータ、スローンデジタルスカイサーベイ(SDSS)観測データ、岡山天体物理観測所188cm望遠鏡観測データ、すばる望遠鏡観測データ、などの各種観測データについて高速処理のための問題点や課題の調査検討を行った。

それに加えて、解析作業の効率を高めるための画像ブラウザ、解析の補助支援ツールとしてのカタログデータの検討や開発も進めた。さらに、今後のデータ解析の方向性や問題点課題について、関連研究者と広範囲にわたった議論を行った。
定量的肝MRイメージングバイオマーカーによる客観的肝疾患診断アルゴリズムの開発

・包括的肝MRイメージングバイオマーカーに基づいた肝疾患データベースの構築・肝疾患データベースに基づいた機械学習的手法によるコンピュータ支援肝疾患診断アルゴリズムの構築・包括的肝MRイメージングバイオマーカーに基づいた肝疾患データベースの構築・肝疾患データベースに基づいた機械学習的手法によるコンピュータ支援肝疾患診断アルゴリズムの構築
燐光を利用した高温気体温度分布の高時間分解能計測技術開発

燐光の寿命を用いた温度分布計測法を開発した.多くの燐光物質の燐光寿命・強度の温度依存性を調査し,データベースを構築した.これに基づき,冷却式CCDを用いて2画像間の燐光減衰を高感度に評価する方法と,高速度カメラを用いて複数画像間の燐光減衰を評価する,計2種類の計測方法を開発した.高温場の温度分布計測に加え,当初計画を越えて,これらを液体流れの温度速度同時計測法に発展させた.エンジンシリンダの内側壁面温度分布およびオイルの自然対流場を対象として実験を行い,これらの計測法の精度を評価した.燐光の寿命を用いた温度分布計測法を開発した.多くの燐光物質の燐光寿命・強度の温度依存性を調査し,データベースを構築した.これに基づき,冷却式CCDを用いて2画像間の燐光減衰を高感度に評価する方法と,高速度カメラを用いて複数画像間の燐光減衰を評価する,計2種類の計測方法を開発した.高温場の温度分布計測に加え,当初計画を越えて,これらを液体流れの温度速度同時計測法に発展させた.エンジンシリンダの内側壁面温度分布およびオイルの自然対流場を対象として実験を行い,これらの計測法の精度を評価した.数種類の蛍光体について,その燐光強度,燐光寿命の100800°Cまでの範囲における温度依存性を調査した.調査では励起光の波長を355nm, 266nmの二種類に限定して実施した.その結果,それぞれある温度範囲内で燐光強度や燐光寿命が温度依存性をもつ蛍光体を10種類以上確認した.なかでも温度依存性が強い4種類の蛍光体について,燐光強度,燐光寿命,発光スペクトルを測定した,その結果,輝尽と呼ばれる励起直後の発光と,クエンチングと呼ばれる輝尽後の減衰過程において,いくつかの蛍光体で温度依存性が逆転することを確認した.特に有機化合物系の燐光染料ではあまり確認されない輝尽が多く見られた.本研究で特性を調査した蛍光体はいずれも無機物質であり,セラミックス同様に耐温性が非常に高いため, 800°Cまで加熱しても目立った変質はなかった.水溶液に溶解させて利用される蛍光染料では当然ながら100°C以上の温度条件に適用することはできず,また,脂溶性染料の多くは温度によるクエンチングをあまり起こさないため,高温の気体に限らず高温のオイルなどあらゆる媒体環境における高温温度分布について,今回,温度測定という観点から光学特性を明らかにした蛍光体は温度センサとして適用できる重要な物質であるといえる.また,高温での高時間分解能計測を二次元的に行うため,イメージングインテンシフィアなどの特殊な機能を持たない高速度カメラを用いてこれらの蛍光体からの蛍光を計測した結果,光増幅等を行わなくても50μs程度の時間分解能で二次元計測できる可能性が高いことを明らかにした.本研究では,初年度に燐光粉体の特性データベースを充実させた.また,冷却式CCDを用いて2画像間の燐光減衰を高感度に評価する方法と,高速度カメラを用いて複数画像間の燐光減衰を評価する,計2種類の計測方法を検討し,予備試験を行った.平成21年度はデータベースの拡充に加え,開発手法による過渡現象の測定と評価を目的とし,各種試験を行った.1)気体中における燐光染料粉体の特性データベース作成初年度,粉体状にした複数の燐光染料の気体中における発光特性を調査した.平成21年度は気体中の固体壁に粉体を塗布した状態における特性データベースを作成した.塗布方法には接着剤を用いる方法,蒸着,ペースト化を選定し,塗布方法及び温度変化に応じて燐光強度・燐光寿命などの特性がどのように変化するかについて,安価に量産できる可能性の高い無機粉体に特に着目してデータベースの拡充を行った.2)高速カメラによる計測方法開発/過渡現象の測定と評価高速度カメラを用いて,最適かつ確実なタイミング制御を可能とした撮像系を構築した.得られる解析精度・測定ダイナミックレンジなどを考慮しつつ,正確な時間制御を実現できる撮像系を構築した.高速度カメラを利用すれば1度の励起で数百マイクロ秒の時間をかけて徐々に減衰する燐光を複数フレームで評価できる.平成21年度はこれまでの基礎調査とデータベースを参考として,実際の開発現場での有用性を高めるための試験を実施した.具体的には,壁面の温度変化がはやく,また,温度変化量が大きい例として,ガスエンジンのシリンダ内壁面を測定対象に設定した.ここでは約100μ秒の測定時間分解能が要求される.既存の定点計測機ではこの時間分解能で温度分布を測定することは不可能である.本研究では,システムの感度,応答速度から最適な燐光粉体を選定するとともに,撮影システムを最適化し,ガスエンジンシリンダ内の瞬時壁面温度分布の計測に成功した.
イネ根におけるアンモニウム態窒素過剰吸収抑制機構の分子統御基盤の解明

窒素栄養は、植物の生育や生産性を支配する多量必須栄養である。水田栽培の主要穀物イネは、主にアンモニウム態窒素栄養を吸収・利用する。しかし、高濃度アンモニウム供給は、多くの陸上植物に有害である。植物は、根細胞内アンモニウム過負荷回避のため、アンモニウム供給濃度上昇に応答して根の高親和性アンモニウム吸収系(HATS)を転写・タンパク質レベルで負に制御するが、この詳細な分子機構は不明である。昨年度の研究から、充足濃度のアンモニウムを与えたイネ幼植物の根では、セリン・スレオニン・チロシンタンパク質リン酸化酵素ACTPK1が高蓄積し、ACTPK1がHATSを構成するアンモニウム輸送体1;2 (AMT1;2)のC末端側の保存スレオニン残基をリン酸化して、AMT1;2を不活性化することを明らかにした。今年度の研究から、試験管内リン酸化試験を用いて、組換えACTPK1タンパク質によるAMT1;2のC末端側ポリペプチドの保存スレオニン残基のリン酸化活性に影響を与える低分子代謝産物を見いだした。また、イネ根由来の培養細胞のプロトプラストでの一過的なアンモニウム応答遺伝子発現解析系を構築した。ACTPK1遺伝子5'上流域-緑色蛍光タンパク質(GFP)レポーター遺伝子融合コンストラクトまたは同遺伝子5'上流域-ルシフェラーゼレポーター遺伝子融合コンストラクトを、イネ培養細胞プロトプラストにポリエチレングリコール法により導入後、アンモニウム処理して、共焦点レーザー顕微鏡解析またはルシフェラーゼ活性測定を行った。その結果、同遺伝子5'上流域のアンモニウム濃度依存的な発現応答を確認できた。今年度までに、充足濃度アンモニウム供給イネ幼植物根では、ACTPK1が高蓄積し、ACTPK1がHATS構成アンモニウム輸送体1;2 (AMT1;2)のC末端側の453番目のスレオニン残基をリン酸化して、AMT1;2を不活性化することや、このリン酸化活性に影響を与える低分子代謝産物を見いだした。また、イネ培養細胞プロトプラストでの一過的なアンモニウム応答遺伝子発現系を構築し、ACTPK1遺伝子5'上流域-レポーター遺伝子のアンモニウム濃度応答性を確認できた。イネの根における高親和性アンモニウム輸送体の翻訳後制御の分子機構の一端を解明できた。今年度は、イネ根由来の培養細胞のプロトプラストでの一過的なアンモニウム応答遺伝子発現解析系を構築できた。そこで、次年度は、この解析系を用いて、ACTPK1とAMT1;2の相互作用のアンモニウム濃度依存性と相互作用部位の解析を行う。ACTPK1は、推定低分子結合・機能制御ACTドメインを含むN末端側の推定調節領域とC末端側のタンパク質リン酸化酵素ドメイン領域から構成される。野生型及びこれらの領域を部分欠損させた変異型のACTPK1の蛍光タンパク質再構成法(BiFC)コンストラクトとAMT1;2 BiFCコンストラクトを、低濃度から充足濃度のアンモニウム供給下のイネ培養細胞プロトプラストで一過的に共発現させ、原形質膜上での相互作用を共焦点レーザー顕微鏡解析する。さらに、今年度に続き、イネ根におけるACTPK1遺伝子の充足濃度アンモニウム供給応答発現機構を解析する。先ず、ACTPK1遺伝子5'上流域部分欠失DNA断片融合レポーター遺伝子の低濃度から充足濃度のアンモニウム供給下のイネ培養細胞プロトプラストでの一過的発現解析系で、充足濃度アンモニウム供給応答制御シス配列候補を探索する。同系での候補シス配列の機能欠損・最小プロモーター機能付加解析でシス配列を同定する。また、低・充足濃度アンモニウム供給下のイネ根のトランスクリプトーム比較解析または充足濃度アンモニウム供給下イネ根cDNAライブラリーの酵母One-Hybrid法選抜により、同定シス配列と相互作用するタンパク質候補を選抜する。大腸菌内発現・精製相互作用タンパク質候補を用いたゲルシフト解析により、相互作用タンパク質を同定する。今年度の研究から、充足濃度のアンモニウムを与えたイネ幼植物の根では、セリン・スレオニン・チロシンタンパク質リン酸化酵素ACTPK1が高蓄積し、ACTPK1がHATSを構成するアンモニウム輸送体1;2 (AMT1;2)のC末端側の保存スレオニン残基をリン酸化して、AMT1;2を不活性化することを明らかにした。充足濃度アンモニウム供給下イネ根では、ACTPK1の転写・翻訳産物がアンモニウム濃度依存的に蓄積した。ACTPK1欠損変異体イネ幼植物では、充足濃度アンモニウム供給下で、HATS活性の下方調節が障害を受けてアンモニウム吸収が増加するとともに、アンモニウム同化と窒素利用が促進されて地上部の生育が増加したが、自己プロモーター制御のACTPK1-GFP遺伝子を導入すると、これらの表現型が機能相補された。また、アンモニウム吸収系欠損酵母での異種発現系を用いて、C末端保存スレオニン残基をリン酸化模倣変異させたイネAMT1群の不活性化を確認した。試験管内で、組換え

ACTPK1はAMT1;1とAMT1;2のC末端保存スレオニン残基をリン酸化でき、植物細胞内でACTPK1とAMT1;2が原形質膜で直接相互作用することや、充足濃度アンモニウム供給下のACTPK1欠損変異体イネ幼植物根でのリン酸化AMT1の著減を確認した。今年度の研究では、充足濃度のアンモニウムを与えたイネ幼植物の根では、セリン・スレオニン・チロシンタンパク質リン酸化酵素ACTPK1が高蓄積し、ACTPK1が高親和性アンモニウム吸収系(HATS)を構成するアンモニウム輸送体1;2 (AMT1;2)のC末端側の保存スレオニン残基をリン酸化して、AMT1;2を不活性化することを明らかにでき、イネの根における高親和性アンモニウム輸送体の翻訳後制御の分子機構の一端を初めて解明できた。この成果を、国際シンポジウムTaiwan-Japan Plant Biology 2017で発表し、高い評価を受けた。また、植物科学分野で上位にランクされる国際学術雑誌のThe Plant Journal誌(インパクトファクター5.9)で公表できた。窒素栄養は、植物の生育や生産性を支配する多量必須栄養である。水田栽培の主要穀物イネは、主にアンモニウム態窒素栄養を吸収・利用する。しかし、高濃度アンモニウム供給は、多くの陸上植物に有害である。植物は、根細胞内アンモニウム過負荷回避のため、アンモニウム供給濃度上昇に応答して根の高親和性アンモニウム吸収系(HATS)を転写・タンパク質レベルで負に制御するが、この詳細な分子機構は不明である。昨年度の研究から、充足濃度のアンモニウムを与えたイネ幼植物の根では、セリン・スレオニン・チロシンタンパク質リン酸化酵素ACTPK1が高蓄積し、ACTPK1がHATSを構成するアンモニウム輸送体1;2 (AMT1;2)のC末端側の保存スレオニン残基をリン酸化して、AMT1;2を不活性化することを明らかにした。今年度の研究から、試験管内リン酸化試験を用いて、組換えACTPK1タンパク質によるAMT1;2のC末端側ポリペプチドの保存スレオニン残基のリン酸化活性に影響を与える低分子代謝産物を見いだした。また、イネ根由来の培養細胞のプロトプラストでの一過的なアンモニウム応答遺伝子発現解析系を構築した。ACTPK1遺伝子5'上流域-緑色蛍光タンパク質(GFP)レポーター遺伝子融合コンストラクトまたは同遺伝子5'上流域-ルシフェラーゼレポーター遺伝子融合コンストラクトを、イネ培養細胞プロトプラストにポリエチレングリコール法により導入後、アンモニウム処理して、共焦点レーザー顕微鏡解析またはルシフェラーゼ活性測定を行った。その結果、同遺伝子5'上流域のアンモニウム濃度依存的な発現応答を確認できた。今年度までに、充足濃度アンモニウム供給イネ幼植物根では、ACTPK1が高蓄積し、ACTPK1がHATS構成アンモニウム輸送体1;2 (AMT1;2)のC末端側の453番目のスレオニン残基をリン酸化して、AMT1;2を不活性化することや、このリン酸化活性に影響を与える低分子代謝産物を見いだした。
地理情報技術を用いた人間の空間認知・空間行動の分析とその応用に関する研究

本研究は,空間認知・空間行動研究への地理情報技術の応用可能性について組織的に検討するとともに,人間の空間認知・行動特性をふまえた新たな地理情報技術を開発することを目的とする。そのために,(1)測位技術の応用,(2)解析技術の応用,(3)表示技術の応用,(4)空間認知・行動特性に基づく地理情報技術の開発という4つのサブテーマに分け,分担して課題に取り組んだ。その結果,地理情報技術が行動地理学の様々なテーマに応用できることが確かめられ,また地理情報伝達を支援するいくつかの新たなツールを開発することができた。本研究課題は,(1)測位技術の応用,(2)解析技術の応用,(3)表示技術の応用,(4)空間認知・行動特性に基づく地理情報技術の改善という4つのサブテーマに分けられ,それぞれ下記の成果が得られた。(1)測位技術の応用については,GPSによる経路探索行動や地図利用スキル確認実験のための予備実験等を実施した。その結果,都市環境内では,時間帯と機種によっては衛星配置のため十分な精度が出せなかったり,測位ができず経路のトレースが十分できないが,高い建物のない郊外地では概ね測位可能であることがわかった。また,ラオス・ビエンチャン近郊村落において,村落住民40世帯の日常活動をGPS/GISを利用して調査した。これは2006年の雨季に行った調査と同じ方法での調査であり,両調査データを比較することによって,住民行動の雨季と乾季の違いや都市化の影響による変化などを明らかにできた。(2)解析技術については,ニューラルネットワークをはじめとするデータマイニング手法の認知地図分析への応用可能性について,既往の文献を整理しながら検討した。(3)表示技術については,バーチャル京都の詳細3次元VRモデル(四条通り界隈の600m)の携帯電話配信システムを構築した。このシステムは,ユーザーがどの方向を参照したかをログ解析で記録することが可能となる。(4)空間認知・行動特性に基づく地理情報技術の改善については,携帯型音楽プレイヤを対象にした,オーディオツアーとエゴセントリックな地図が同期するコンテンツの開発環境を実現し,制作および体験に関して実証実験を行った。また,場所情報システムの利用に関して,携帯ナビゲーションシステムを用いた経路探索行動,および言葉による道案内情報の伝達・理解についての実験・研究をおこなった。本研究課題の4つのサブテーマごとにみた平成20年度の主たる成果は次の通りである.(1)測位技術の応用:2006年9月と2008年3月に行ったラオスのビエンチャン近郊村落における住民を対象とした日常生活行動調査の補足調査を行った.特に今回は,雨季の漁携の状況について漁携現場に同行してGPSデータとの整合性を確認した.(2)解析技術の応用:GISの空間解析機能のうち,カーネル密度推定法を用いて,日米の観光案内書に掲載された東京の観光名所を視覚化して比較した.(3)表示技術の応用:バーチャル京都の詳細3次元VRモデル(四条通り界隈)のデータを携帯電話に配信し,表示するシステムを構築した.このシステムを用いて,ナビゲーションの利用可能性を検討する実験の準備を行った.また,格子状街路をもつ京都と不整形街路からなる東京都心部のVRモデルを構築し,ナビゲーションの比較実験を行う準備を進めた.(4)空間認知・行動特性に基づく地理情報技術の改善:携帯型音楽プレイヤーを用いて、画面上の地図で現在地を表示しながら、音声による街案内のコンテンツを作成するための支援ソフトウェアツールの開発およびその実証実験を行った.またブログを用いて一般ユーザが位置情報サービスのコンテンツを容易に作成できる枠組みの実現と携帯端末を使った実証実験を行うとともに,屋内や地下での垂直方向も認識できる散策・ナビゲーションのプロトタイプシステムの実現とその実証実験を行った.それぞれ新しいユーザ体験の環境を実現しており,日常的利用とユーザビリティについても検証を行い,実用性と将来性を検討した.(1)空間認知・行動研究に対する地理空間技術(測位・解析・表示)の応用および新たな地理空間技術の開発について,各研究分担者が20年度に行った調査・実験を補足するための追加的な調査・実験を実施し、得られた結果の分析と理論的検討を行った。(2)これまでに得られた研究結果をふまえて,空間認知・空間行動に関する研究をGISの設計や改善に役立てる方法を検討した。これについては、分担者の森田と有川が中心になってGISへの実装を含めた技術的検討を行うとともに、全員が集まって新たな研究テーマの発掘や既存の地理情報技術の問題点について討論した。(3)研究成果は、地理情報システム学会などの国内学会のほか、チリのサンチャゴで開催されたICC(国際地図学会議)などの国際学会で発表するとともに、内外の学術雑誌に投稿した。
逆都市化における頑強性を高めるコンパクトシティ政策シミュレーションに関する研究

本研究では、人工環境ならびに社会環境に着目し、逆都市化におけるコンパクトシティの自然災害への脆弱性を補完し頑強性を保つための要件を検討した。その結果、災害発生時の地域経済の回復力(レジリエンス)は、地域からの人口移動が発生しないことに左右されることを明らかにし、人口移動に影響を与える社会関係資本に着目したレジエントなコンパクトシティ戦略について考察した。特に人工環境においては経済指標の時系列分析に基づく間接被害額の推定を行い、被害額と人口移動の関係性を明らかにした、社会環境ではレジリエントな都市を地域コミュニティから実現していくための方策を検討した。「自然環境-経済環境」次元による持続可能性を重視してきたこれまでのコンバクトシティ政策について、逆都市化の起こりつつある日本の都市部において、コンパクトシティ戦略導入がもたらす「人工環境」「社会環境」次元の脆弱性に対処するための政策アプローチを検討するために、その脆弱性の検討を行った。コンパクトな都市形態を持つ市部を主な対象としており、特に研究開始直前にリアス式海岸でコンパクトな小都市が点在している東北地方沿岸部に東日本大震災が発生したことから、対象地域として被災東北沿岸部も含めた。まず「人工環境」次元にもたらす影響として、東北地方沿岸部における津波要因を含め直接被害額推定式を開発した。そのために、まず既往の津波地震の被害データおよび復興計画の分析を通じて、津波地震の特徴や影響要因の特定を行った。その後、1960年チリ津波の被害データを利用し、津波による直接被害額の推定式および津波高に連動する津波補正系数式を開発した。これらの地震被害推定や津波被害推定のさらなる精緻化によって、コンパクト化する都市の物的構造や配置の変更に伴う被害推定の変化などをシミュレーションすることが可能になる。一方、「社会環境」次元については、逆都市化に伴う人口流動による新住民の増加予測のもと、これまでの防災まちづくりの初期段階に必要とされる住民参加型防災マップづくりの新住民への効果と限界を明らかにし、来たる人口流動に備えた防災まちづくり政策の必要性を指摘した。また上記の東北沿岸部小都市における復興計画策定段階におけるステークホルダー間で予想される問題について考察を加えた。これらは災害が発生する前だけでなく、災害後の復旧・復興段階へも視野を広げたコンパクトシティ戦略の「社会環境」次元での脆弱性を考慮したものである。最終年度である平成25年度は、人工環境ならびに社会環境に着目し、逆都市化におけるコンパクトシティの自然災害への脆弱性を補完し頑強性を保つための要件を検討した。まず人工環境面については、大地震などの発生は被災地に甚大な被害をもたらすとともに、経済社会への広域的、長期的な影響を与えるため、経済的被害を軽減し、地域のレジリエンスを向上するためには、経済環境や産業構造など経済的側面から被害と復興を検討する必要がある。そのため、過去の地震災害事例に対する経済的視点からの調査・分析を踏まえ、直接被害額推定式を開発するとともに、経済指標の時系列分析に基づく間接被害額の推定を行い、被害額と人口移動の関係性を明らかにした。また社会環境の面からは、先行研究より海外を含む震災経験から震災後の人口回復には社会関係資本が重要であることが検証されているが、コンパクトシティ戦略導入に伴う人口移動によって社会関係資本が希薄な新住民が増加することによりレジリエンスが弱まることになる。そのため、住民間での社会関係資本の醸成プロセスを明らかにするシミュレーション実験を設計し、愛知県長久手市において実施するとともに、定量調査により同市住民の社会関係資本の形成状況及び、地域愛着が社会関係資本醸成に与える影響を明らかにした。その一方、コンパクトシティ戦略導入時など社会関係資本が脆弱になりつつある都市部を考慮し、現状の社会関係資本蓄積量でもコミュニティ防災活動を効果的に行えるコミュニティ防災計画作成へ向けたモデルを開発するなど、レジリエントな都市を地域コミュニティから実現していくための方策を検討した。本研究は人工環境ならびに社会環境に着目し、逆都市化におけるコンパクトシティの自然災害への脆弱性を評価し、脆弱性を補完し頑強性を保つための方策を提示することを目的としている。人工環境に関する研究では経済被害推定による脆弱性の把握と頑強性を保つための方策提示へ向け、1)直接被害額推定式の改良と検証、2)復興計画の問題点と改善点の明確化(観光都市を対象)、3)復興計画への適用の3点について研究を実施した。特に直接被害推定式を改良し再現率を向上させたことと産業連関表を用い直接被害と間接被害の推定を可能としたことで、大規模災害による被害予測を可能とするツール開発に進歩をもたらした。さらに開発したツールを用いることによって、岩手県の被災地域における復興計画や南海トラフ巨大地震を対象とした防災計画を策定している三重県南部沿岸地域を対象に経済的側面について分析を実施した。