hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
微生物が獲得したフッ素代謝能力の解明と応用

研究担当者らは、天然には存在しないフッ素化合物ベンゾトリフルオリドを分解・脱フッ素化する微生物、ロドコッカス属細菌を発見し、そのフッ素化合物代謝機構について調べてきた。この菌は、イソプロピルベンゼン代謝クラスターとよく似た遺伝子群btf遺伝子を保有し、これらの遺伝子が脱フッ素化に関与していることを明らかにしてきた。詳細な解析の結果、ベンゾトリフルオリドの脱フッ素化はBtfAとBtfB反応によるカテコール化と塩基性環境による自発的な脱フッ素化によることが明らかとなった。また、酸性条件下でBtfC反応を導入することでカテコールから新しいフッ素化合物へ変換できる可能性が示された。これまでに研究担当者らは、天然には存在しないフッ素化合物、ベンゾトリフルオリド(トリフルオロメチルベンゼン)を分解し、脱フッ素化する微生物としてロドコッカス属細菌を発見した。菌体内にベンゾトリフルオリドが取り込まれることで誘導されるタンパク質の存在を見出し、二次元電気泳動法を用いて、このタンパク質の解析を行った。その結果、イソプロピルベンゼン(クメン)代謝に関わる遺伝子産物と相同性が高いタンパク質が複数誘導されていることが分かった。そこで、平成25年度ではこれらの遺伝子群が本菌に存在するかどうか調べた結果、PCR法によってイソプロピルベンゼン代謝クラスターを構成する遺伝子(代謝遺伝子7種、検出制御遺伝子2種)全ての存在を確認できた。また、これら遺伝子の塩基配列を解析した結果、これまでに報告されているイソプロピルベンゼン代謝系遺伝子群と同じ形のクラスターを形成していることが分かった。一方、タンパク質配列中には幾つかのアミノ酸置換が認められ、この違いがベンゾトリフルオリド認識に関与している可能性が示唆された。つまり、天然に存在しないフッ素化合物に対して、本菌は他の類似構造の化合物代謝系を巧みに変化させて新しい代謝系として機能させている事が明らかとなってきた。さらに化合物の代謝に直接かかわる遺伝子7種類について、全ての遺伝子を大腸菌の発現ベクターにクローニングし、誘導発現系を用いてタンパク質を発現させることに成功した。タンパク質の可溶性が低いものが複数存在し、酵素精製を進める上で障壁となっている。しかし本来のロドコッカス属細菌でのタンパク質の可溶性と大腸菌での組換え発現系の可溶性が類似した傾向にあることから、可溶性は活性保持の必須条件ではないと考えている。平成26年度には、未精製状態で酵素活性を評価する実験系の構築を計画し、酵素反応の検出を予定している。これまでに研究担当者らは、天然には存在しないフッ素化合物ベンゾトリフルオリド(トリフルオロメチルベンゼン)を分解・脱フッ素化する微生物、ロドコッカス属細菌を発見した。菌体内にベンゾトリフルオリドが取り込まれることで、イソプロピルベンゼン(クメン)代謝に関わる遺伝子産物と相同性が高いタンパク質が複数誘導されることを見出した。PCR法によってイソプロピルベンゼン代謝クラスターを構成する遺伝子(4反応に関わる代謝遺伝子7種、検出制御遺伝子2種)ホモログ全ての存在を確認し、タンパク質配列中には幾つかのアミノ酸置換が認められ、この違いがベンゾトリフルオリド認識に関与している可能性が示唆された。平成26年度には、これらの遺伝子を大腸菌などの異種発現系を用いて、タンパク質を生産し、酵素反応の解明を試みた。ベンゾトリフルオリドの代謝(4反応)に直接かかわると推測される遺伝子7種類について、全ての遺伝子を大腸菌で発現させることに成功したが、可溶性が低いものが複数存在し、酵素精製には至らなかった。また、初発の反応が4種類のタンパク質の複合発現を必要とし、大腸菌を用いた場合ではこの酵素活性を確認することはできなかった。そこでロドコッカス属細菌と近縁でかつ遺伝子工学的手法が多く構築されているコリネ型細菌を用いて、異種発現系による酵素反応の追跡を試みた。その結果、初発の酵素反応(BtfA1,BtfA2,BtfA3,BtfA4)および、二番目の酵素反応(BtfB)による代謝活性を明らかにできた。これまでに検出できなかったフッ素化合物の存在をNMRにより明らかにした。平成27年度には、酵素反応による代謝物の同定(確認)を予定している。この菌は、イソプロピルベンゼン(クメン)代謝クラスターとよく似た遺伝子群(4反応に関わる代謝遺伝子7種、検出制御遺伝子2種)を保有し、これらの遺伝子が脱フッ素化に関与していることを明らかにしてきた。つまり、天然に存在しないフッ素化合物に対して、本菌は他の類似構造の化合物代謝系を巧みに変化させて新しい代謝系として機能させている事が分かってきた。平成27年度には、前年度に成功させたコリネ型細菌による異種発現系を用いて、ベンゾトリフルオリド代謝反応の各反応における代謝物の同定を行った。NMRと質量分析により、初発の酵素反応(BtfA1,BtfA2,BtfA3,BtfA4)では確かにベンゾトリフルオリドの酸化物が生成していることが確認された。また二番目の酵素反応(BtfB)では、その化合物が還元されベンゼン環がジヒドロキシ化されたカテコール産物が生成していることも明らかになった。

また、脱フッ素化にはその下流に存在する2反応の酵素(BtfC,BtfD)は必要なく、カテコール化合物が別の経路もしくは自発的に分解し、脱フッ素化されることが分かった。一方、次世代ゲノムシークエンスを用いる事でドラフトゲノム配列を明らかにし、ベンゾトリフルオリド代謝遺伝子クラスターがゲノム上に存在することを確認できた。この菌には、他にも複数の芳香族代謝遺伝子クラスターのホモログが存在しており、ベンゾトリフルオリド以外にも芳香族系の代謝が得意な菌であることが示唆された。また、これまでにパルスフィールド電気泳動法から明らかにしていた約150kbpのプラスミドの配列も明らかにできた。平成27度の当初の目的としていた中間代謝物を用いたベンゾトリフルオリド代謝系の追跡は異種発現系を用いる事で展開でき、これまで培養液中には検出できなかった中間代謝物の検出と構造決定がなされ、脱フッ素化のカギとなる化合物がカテコール化合物であることを突き止められた。このことは、生化学的な解析において本年度の目標を順調に達成できたと評価できる。一方、ゲノム配列が明らかとなったことで、本菌が多種の芳香族代謝遺伝子を持ち合わせた菌株であることが明らかとなり、下流でどのような酵素が関与してくるのかを明らかにするのは本菌では難しい事も示唆された。コリネ型細菌が、本菌の遺伝子の機能解析に有効であることから異種発現系を利用して代謝系を明らかにしていく事が最も効率的であると考えており、来年度もその方向性で展開していく。また、もう一つの目標として遺伝子破壊などの遺伝子工学的手法の確立を挙げていたが、この技術は昨年度の研究過程で成功した。そこで、本年度に明らかにしたドラフトゲノム配列を解析することで約150 kbのプラスミドの全長を明らかにした。このプラスミドの複製起点などの特定には至っていないが、新しいロドコッカス宿主-ベクター系の構築に応用できると考えている。ドラフトゲノム配列から、新しいプラスミドを見つけ出すことができ、遺伝子工学技術面でも順調な進展をあげることができた。以上の進捗状況を総括して、平成27年度の達成度はおおむね順調であると評価した。研究担当者らは、天然には存在しないフッ素化合物ベンゾトリフルオリド(トリフルオロメチルベンゼン)を分解・脱フッ素化する微生物、ロドコッカス属細菌を発見し、そのフッ素化合物代謝機構について調べてきた。この菌は、イソプロピルベンゼン(クメン)代謝クラスターとよく似た遺伝子群(4反応に関わる代謝遺伝子7種、検出制御遺伝子2種)btf遺伝子を保有し、これらの遺伝子が脱フッ素化に関与していることを明らかにしてきた。それぞれの反応を追跡するために、工業的に利用されているコリネ型細菌を用いた異種発現系を構築した。その結果、btf遺伝子を発現させたコリネ型細菌においてベンゾトリフルオリドの脱フッ素化が認められ、酵素がコリネ型細菌内で活性を示すことが明らかになった。また、脱フッ素化には上流2反応の酵素(BtfA1,BtfA2,BtfA3,BtfA4とBtfB)があれば充分で、下流の2反応の酵素(BtfC,BtfD)は必要ではないことが分かった。最終年度は、それぞれの反応産物について同定を試みた。
島嶼からとらえるアメリカ文学ー孤立主義のレトリック再考

19世紀アメリカは、西部開拓が進展し領土拡張期を迎える。この時、太平洋上の島嶼に対するジャーナリズムの反応に注目すると、アメリカ国内の領土拡張に対する考え方が明らかになる。領土拡張を後押ししたジャーナリズムに対し、アメリカン・ルネサンス期の作家たちは、拡張主義に対して批判的な言説を展開していた。その様子をエマソン、ソロー、メルヴィルの著作から検討し、その批判の根源が独立以来の孤立主義的志向に遡れる可能性を検証した。本年は19世紀のアメリカの知識人が孤立という概念を如何に捉え、それを作品のなかでどのように表していったか、またそれが当時の社会とどのように関わりがあったかを研究した。ハーバード大学ワイドナー図書館、ホートン図書館、ボストン公立図書館、ボストン・アセナーエウム、ローエル博物館、コンコード歴史博物館、ニューヨーク公立図書館などで資料を収集した。資料を収集していく過程で、孤立の概念および、政治に対する文学者の態度に地域差がみられ、その詳細について研究することとした。研究対象にしたのは、アメリカ独立以来、独立という概念に対して強い執着心のあったボストンを中心とする地域の作家・知識人と、19世紀から文化の中心となるニューヨークを中心とする作家・知識人である。ボストン中心の知識人は、孤立をポジティヴなものと捉え、個の意識を強く意識し、独自性を出す必要性を打ち出しているが、それが当時の外交言説とも近接していることを意識し、いわゆる外交で用いられる孤立主義が本来の孤立とは違った方向で流布していることに反対し、本来の孤立の精神を訴えていく内容のものを出版していたことが確認できた。これに対しニューヨークのジャーナリストは、過度に政治言説に反応し、結果的に政治言説を浸透させていく方向に向かったことを確認できた。研究結果を2014年のPAMLA学会(於リバーサイド、カリフォルニア州、アメリカ合衆国)、また2015年3月の国際ポー学会(於ニューヨーク、ニューヨーク州、アメリカ合衆国)、2015年3月アメリカ文学会東京支部で発表した。発表では、それぞれエマソン、ポーを中心に行った。当時の外交政策である孤立主義のレトリックが領土拡大へ変換されていく時代にあって、文学者が懐疑的な意味合いで孤立を捉え、それが結果的にアメリカの地域の特色を明確にするものとなったことを論じた。アメリカ合衆国の外交政策が孤立主義的傾向から帝国的拡大へと転換する際に顕著になる地域による反応の違いを昨年度研究したが、その際レトリックとして強調される「個性」あるいは「キャラクター」が文学者の間で重要性をもって流布することが確認できた。これらの語の意味が果たしてどのようなニュアンスで理解されていたかについての研究に発展させた。「個性」「キャラクター」の重視はアメリカ文化のなかではともすると反知性主義と結びつきアメリカ文化の一側面を表すとされるが、これらの語の持つ意味について再考するためエマソンのエッセイを中心に研究した。孤立と個性の相互関係、そしてアメリカ的個性の持つ意味と当時の帝国的拡大についてのレトリカルな近似性を研究した。この結果を第10回国際メルヴィル会議、成蹊大学研究会、および駒場英語圏研究会で口頭発表を行った。また資料調査のため8月にボストン・ニューヨークに出張し、ハーバード大のホール教授から研究の助言を受け、2016年度に東京で研究会を開くことができるよう打ち合わせを行った。昨年度の研究結果を和洋女子大学紀要に論文としてまとめ発表した。これらの研究から新たにわかった個性のレトリックと帝国的拡大の関連を地政学的に研究するため2月にはハワイに行き調査を行った。ハワイの発展におけるニューイングランドの牧師層が果たした役割とハワイ諸島おける帝国内帝国の進展の関連を研究し、研究最終年度における島嶼の持つ意味の再考につなげていく準備をした。また、UCLAのコラカチオ教授からも助言を受け、その際の原稿依頼により書いたエッセイが、A Passion for Getting It Right: Essays and Appreciations in Honor of Michael J. Colacurcio's 50 Years of Teachingの中に収録された。第10回国際メルヴィル会議および、「マニフェスト・デスティニーの情動的効果と21世紀的惑星的想像力」研究会、駒場英語圏研究会での発表に際して多くの知見が得られた。これらの発表の時に行った孤立主義のレトリックを吟味する過程で浮かび上がった「キャラクター」という概念の意味の不安定さはアメリカ例外主義、あるいは孤立主義と関連づけて論じることができる。これらキャラクターに関する考察から、島嶼のもつレトリックに新しい解釈を加えることができると思われる。本年はアメリカ人研究者との連絡もとりつつ研究会の準備を行えた。19世紀アメリカ文学の状況を作家の立場と出版から研究し、孤立主義的レトリックとの関連を探った。エマソンがアメリカ人に求めた独立心は、孤独の勧めでもある一方、不安を引き起こすものであったことを、メルヴィルの短編小説「バートルビー」の孤絶する主人公像に注目して研究した。この研究結果を、2016年9月に九州アメリカ文学会支部会の招待発表で「アメリカン・ルネサンス期作家のキャラクターとコピーライトー国民性と個性という病い」として発表した。10月には、日本ソロー学会でシンポジウムを企画し、「Dissentとポリティクス」というテーマで、新田啓子氏(立教大学)、武田将明氏(東京大学)、山本洋平氏(明治大学)に発表を依頼し、権利に関する文学者の反応について意見交換を行うことができた。このシンポジウムをもとにした2017年度発行予定の『ヘンリー・ソロー研究論集』に論文の依頼があり、「ソローの市民的不服従と孤立主義」としてまとめた。同じく10月にデイヴィッド・ホール氏(ハーヴァード大学)を招き、初期アメリカ学会と共同し研究会を行い、大西洋を挟んだキリスト教の国際活動について意見交換を行った。

また国際状況に関しラフカディオ・ハーンに注目し、彼の文学観と移動の軌跡をたどり論文としてまとめた。ハーマン・メルヴィルが南海の島について表した作品『タイピー』のアメリカ版での削除について、島と版権の関係での発表を準備し、メルヴィル国際学会での発表が認められた。この学会が2017年6月末にあり、これに合わせて研究を継続したものを発表したいため、期間の延長を行った。本年は期間を延長した課題の最終年にあたり、その成果を海外での学会発表と論文としてまとめることができた。2017年6月ロンドンで開かれたメルヴィル国際学会で、メルヴィルのハワイ体験に焦点を当て『タイピー』の削除部分について考察した。メルヴィルはハワイでイギリス領事関係の仕事をし、ハワイにおけるアメリカの活動をイギリス側から見る経験をした。帰国し、ハワイに関する記事を読み、ハワイで起こった事件に関して、アメリカ側からの見方に改竄していると感じた。『タイピー』に「補遺」を付し、この一件の経緯を記した。しかし、アメリカでの出版に際し、書き直しを求められこの部分を削除した。こうした編集の問題は、作家のauthorshipの問題であると同時に、アメリカの報道の在り方をあきらかにするものである。『タイピー』の一部削除にいたる経過は、イギリス版とアメリカ版の違いという、トランスアトランティックな対抗関係の焦点が、太平洋上の島ハワイに及んでいることを示している。そもそもハワイに焦点が当たるのは、1840年代にすでにアメリカの西漸運動が太平洋上に及ぼうとすることを意味する。『タイピー』の原稿段階の「補遺」の記述は、メルヴィルがアメリカの拡張主義に反対している証左となる。同時期の作家たちも拡張主義には反対の立場をとり、当時のジャーナリズムの喧伝する拡張主義の標語「マニフェスト・デスティニー」には疑問を呈する。これらの拡張主義に反対する姿勢のレトリックをたどると、独立革命期の孤立主義にまで行くつくことを辿っていった。アメリカ国民文学成立期における孤立主義的傾向とアメリカの拡張主義との対抗関係を「島」を舞台にした作家たちの記述に探った。この成果をソローにおける孤立主義の系譜についての考察としてまとめ、ソロー学会の学会誌に論文として発表した。19世紀アメリカは、西部開拓が進展し領土拡張期を迎える。この時、太平洋上の島嶼に対するジャーナリズムの反応に注目すると、アメリカ国内の領土拡張に対する考え方が明らかになる。領土拡張を後押ししたジャーナリズムに対し、アメリカン・ルネサンス期の作家たちは、拡張主義に対して批判的な言説を展開していた。その様子をエマソン、ソロー、メルヴィルの著作から検討し、その批判の根源が独立以来の孤立主義的志向に遡れる可能性を検証した。
ピクテスぺングラー反応により導入した短寿命ＰＥＴペプチドプローブの合成と評価

短寿命PET核種の一つである炭素11をピクテスペングラー反応によってオリゴペプチドへの導入を試み、以下の結果を得た。(1)炭素11標識前駆体の一つである炭素11ホルムアルデヒドとLys残基の側鎖にTrp塩酸塩を導入した無保護の環状RGDペプチドとの反応を遠隔合成装置により行い、合成終了時の収率が5.9 ±1.9%で得ることに成功した。(2)炭素11標識RGDペプチドを膵がん由来BxPC3とMIAPaca-2細胞を移植したマウス体内の臓器移行性の実験から、このペプチドはBxPC3細胞に集積することがわかった。さらにPETイメージングも行い臓器移行性の結果と一致することも併せて確認した。今年度は炭素11ホルムアルデヒドを用いたピクテスペングラー反応によって標識化されたTrp誘導体および標識部位としてTrp塩酸塩を含むオリゴペプチドの合成と標識反応、そして標識化したペプチドを用いた胆癌マウスによる評価を行った。炭素11ホルムアルデヒドはすでに報告されている方法を用いて調製を行い、種々のTrp塩酸塩誘導体との間のピクテスペングラー反応を検討した。芳香環部位に電子供与基を有するTrp誘導体は標識反応が進行したのに対して電子吸引基を有するTrp誘導体は標識反応が全く進行しなかった。エチルエステル、アミドおよびN-メチル基を有するTrp誘導体は中程度の収率で標識反応が進行することも併せて確認した。以上の結果、Trp塩酸塩を含むオリゴペプチドへの標識反応が可能であることが示された。次に標識反応のモデルペプチドとして、環状RGDペプチドの一つcyclo(Arg-Gly-Asp-D-Tyr-Lys)を用いた。Lys側鎖のアミノ基にTrpを導入したcyclo(Arg-Gly-Asp-D-Tyr-Lys[Trp])塩酸塩を合成した。次に標識反応を手合成にて検討を行い、標識されたペプチドcyclo(Arg-Gly-Asp-D-Tyr-Lys[(1-11C)Tpi])を得ることに成功した。さらに遠隔合成装置を用いた合成検討を行ったところ、合成時間の平均が35分、合成終了時の収率が5.9 ±1.9% (n=4)、比放射能が85.7 ±9.4 GBq/μmolであった。また、膵がん細胞の一つであるBxPC3細胞を用いた胆癌マウスでのPET撮像を行ったところ、標識ペプチドは癌細胞に集積したことを確認した。(1) [11C]ホルムアルデヒドを用いたピクテスペングラー反応による標識反応種々のTrp塩酸塩誘導体をもちいた[11C]ホルムアルデヒドとの間のピクテスペングラー反応による標識反応は芳香環の電子密度が反応の進行に重要であることを明らかにした。またTrp塩酸塩を含むペプチドはTrp-Asp-Gly-Glu-Ala、cyclo(Arg-Gly-Asp-D-Tyr-Lys[Trp])、Trp-Lys-Thr-Leu-Leu-Pro-Thr-Pro-Gly-Glyの3種類を合成し、標識反応を行った。いずれのペプチドも標識反応に成功した。またアミノ酸側鎖の官能基は無保護でも標識反応が進行することも明らかとなった。膵がん細胞の一つであるBxPC3細胞およびMIAPaca2を用いた胆癌マウスでのPET撮像をcyclo(Arg-Gly-Asp-D-Tyr-Lys[(1-11C)Tpi])で行ったところ、ペプチドはBxPC3細胞への集積したのに対してMIAPaca2細胞への集積はほとんどしないことを確認した。この差異は細胞膜上のインテグリンの発現量の違いに起因する考えられる。(2) 4-[18F]ベンズアルデヒドを用いたピクテスペングラー反応による標識反応Trpと4-[18F]ベンズアルデヒドを用いたピクテスペングラー反応を検討した。[18F]ベンズアルデヒドの合成はF-F交換反応および4ーニトロベンズアルデヒドを用いて調製した。

結果として、Trpとの間のピクテスペングラー反応は進行しなかった。これは芳香族アルデヒドとアミンの間でイミン形成をするが、そのイミンが安定であるためそれ以上反応が進行しないと考えられる。(1) [11C]ホルムアルデヒドを用いたピクテスペングラー反応による標識反応モデルペプチドである環状RGDペプチドの標識に成功し、癌細胞への集積も確認された。さらに違う種類の環状RGDおよび環状RADを標識して生体内での挙動を明らかにする。また標識するペプチドとして新たにN末端およびC末端にTrp塩酸塩を含むiRGDペプチド(Cys-Arg-Gly-Asp-Lys-Gly-Pro-Asp-Cys-NH2)の合成、標識反応およびPET撮像を検討する。iRGDペプチドの取り込み機序はまだ明らかになっておらず、この標識方法を用いて生体内での挙動を明らかにする。(2) [18F]を有するアルデヒドを用いたピクテスペングラー反応による標識反応報告されている[18F]アセトアルデヒドの製法を行いTrp塩酸塩誘導体との間のピクテスペングラー反応を検討する。またブロモアセトアセタールを用いた[18F]標識反応、ついで酸加水分解によるアルデヒド生成反応を用いた方法も併せて検討を行う。これらの検討を行うことで遠隔装置に最適な[18F]アセトアルデヒドの調製方法を見出す。今回、消耗品が予想より使用していないもかかわらず研究が円滑に進めた。今年度はより難しいペプチド合成のためより純度がよい試薬を購入するのに使用する。また成果報告を海外で行う。
脳と精巣で高発現する長鎖アシルCoAチオエステラーゼの機能解析

長鎖アシルCoAチオエステラーゼは、脂肪酸-CoAチオエステルを遊離脂肪酸とCoA-SHに加水分解する酵素の総称である。従来から、哺乳動物の脳には極めて高い長鎖アシルCoA加水分解活性の存在することが知られており、中枢神経系におけるこの酵素の重要性が推測されてきた。しかし、その生理的役割は未だ明らかになっていない。本研究に先立って我々はラット脳から当該酵素を精製し、cDNAクローニングを行って一次構造を解析した。その結果、BACH(Brain acyl-CoA hydrolase)と命名したこの酵素は全くの新規チオエステラーゼであり、脳以外に精巣においても構成的に発現することを明らかにした。そこで本研究ではBACHの機能解析を目的に以下の検討を行なった。1.ヒトBACHの性質と遺伝子構造;精製と遺伝子クローニング、2.ヒト脳におけるBACH遺伝子の発現様式;アイソフォームのスクリーニングと神経細胞内分布および転写調節機構、3.マウスBACH遺伝子の構造;遺伝子クローニングと発現、4.マウスにおけるBACHの組織分布;免疫組織化学と発達過程における発現変化、5.BACH遺伝子安定導入細胞株の樹立;遺伝子発現誘導、6.遺伝子ターゲティング。これらの検討から、ヒトを中心にBACHの性質や遺伝子の構造と発現様式についで、多くの重要な知見が得られた。さらに、BACHの機能解析にとってモデル動物としてマウスの有用性が改めて示され、組織分布等について詳細な検討を行なうことができた。本研究成果は、今後のBACH研究にとって有用な情報と研究手段を提供し、依然として機能の明らかにならない長鎖アシルCoAチオエステラーゼの理解に向けて大いに貢献するものと考える。ヒトを始めとする哺乳動物の脳と精巣には極めて高いパルミトイルCoA加水分解活性が存在し、その大部分がBACHと命名した長鎖アシルCoAチオエステラーゼによって説明される。この酵素の生理機能を明らかにすることを目的として検討を進め、今年度は以下の研究成果を得た。ヒトBACH遺伝子は第1染色体短腕(1p36.2)上に存在し、13個のエクソンから構成される約130kbの遺伝子であることを明らかにした。また、この遺伝子からエクソンの選択的な使い分けによって多様なisoformが生み出されることを示した。BACHisoformはそのN末端およびC末端領域で多様性を現し、特に選択的スプライシングによる挿入配列は新たな翻訳停止コドンを付加してC末端側領域1/5を欠失させる。この領域に含まれるアミノ酸配列の存在は、加水分解活性の発現にとって必ずしも必須ではないが、その中に見いだされるcoiled-coil構造を失うことは、酵素活性の著しい不安定化につながることが示唆された。またN末端領域に見いだされるミトコンドリア標的配列はin vivoでも機能し得ることが明らかとなり、BACHisoformのミトコンドリアへの分布が強く示唆された。一方、C末端の核移行シグナルは、今回用いた条件下では機能しなかった。以上、ヒトBACHのゲノム遺伝子構造、分子多様性とその発現様式、さらにBACHisoformの特性が明らかになった。マウスにおけるBACHの詳細な免疫組繊・細胞化学、ゲノム遺伝子構造と転写調節機構、発生発達過程における発現変化に関する検討も引き続き進行している。ヒトBACH遺伝子(1p36.2)はエクソンの選択的な使い分けによって多様な転写産物を生成したが、ヒト脳ではBACHa isoform mRNAが圧倒的に多く、マウス脳と精巣でも同様であった。

このBACHa mRNAから翻訳開始点を異にする50kDaと43kDaのisoformが生成したが、その機能の相違は明らかでない。ヒトBACH遺伝子5'-上流7.3kbについて転写調節能を調べた結果、PPREやSREなど脂質代謝の調節に関連した転写因子の結合配列が見出された。しかしながら、BACH遺伝子の薬物誘導性安定導入細胞株を樹立し、放射能標識パルミチン酸を用いて脂質合成に及ぼすBACH遺伝子高発現の影響を調べたが、特に目立った変化は認められなかった。また細胞増殖速度にも変化は無かった。マウスにおける免疫組織化学的検討からBACHは神経細胞に局在し、細胞体だけでなく軸索や樹状突起にも分布していた。出生直後の脳で既に成獣とほぼ同レベルの発現が認められた。これに対して精巣ではその発現は主として精母細胞に認められ、生後性成熟に伴って発現レベルが上昇した。BACH遺伝子構造はヒトとマウスで良く保存されており、ヒトBACHを研究する上でマウスは良いモデル動物になることが示唆された。以上、BACH遺伝子の発現様式を明らかにすると共に機能解析に有用な実験系を確立した。
超機能性アルコール系有機ハイドライド法の開発と芳香核還元反応への応用

常温で液体の「有機ハイドライド」を水素運搬・貯蔵物質(水素キャリア)として利用する技術開発が水素エネルギー社会に向けて検討されている。今回、イソプロパノールをはじめとするアルコール類からの脱水素反応活性が劇的に向上する事を見いだし、「マイクロ波をエネルギー源とした連続フロー装置」と組み合わせることで、定量的に進行するアルコール類の活性炭担持型白金族触媒的脱水素反応として確立した。さらに、反応系中に共存する芳香族化合物に、イソプロパノールの水素を直接転写する方法論の確立にも成功し、外部からの水素添加を必要としない芳香核水添反応を開発した。白金炭素存在下、イソプロパノール、水と弱塩基が共存すると、「芳香族フッ素化合物の脱フッ素化(Adv. Synth. Catal.2012, 354, 777)」や「芳香環の重水素標識反応(Adv. Synth. Catal.2013, 355, 1529)」が進行する事を明らかにするとともに、ロジウム炭素やパラジウム炭素を触媒とした、水中で進行するアルコールの脱水素酸化反応を確立している(Green Chem. 2014, 16, 3439; Adv. Synth. Catal. 2015, 357, 1205)。また、本研究の申請時には、水中イソプロパノール存在下、白金炭素を触媒とした芳香核還元反応が、ステンレススチール(SUS304)容器中で特異的に進行する事を確認し投稿中であった(Adv. Synth. Catal. 2015, 357, 3667)。H28年度の研究では、SUS304による核還元反応に対する加速効果が鉄元素によるものであることを解明するとともに、水素の外部添加を必要としない、穏和な条件下で進行する芳香核還元反応として確立した(投稿準備中)。この反応は、有機ケミカルハイドライドとして注目されているメチルシクロヘキサンートルエン系の、還元(水素貯蔵)工程に大きく寄与するものである。また水とアルコールを組み合わせると、白金族触媒存在下脱水素反応が進行し水素を取り出すことができる。メタノールの場合にはギ酸を経由して3分子の水素が取り出される。H28年度は加熱反応によるバッチ式水素発生法とともに、マイクロウエーブ照射によるフロー式連続反応を検討した。いずれの反応においても水素の生成が確認され、研究目的達成に向けた指標を確立することができた。なおマイクロウエーブフロー反応に関しては、電波法との関連で、共振周波数を調整した触媒カートリッジの新たな開発が必要である事が明らかとなった。「1水を媒体としたアルコール類の活性炭担持型触媒的脱水素反応の確立」一級アルコールからの脱水素はアルデヒド経由で進行するが、水素の共存により一部脱CO反応が併発する。この反応の回避を目指して、圧力コントローラーを利用した手製装置を開発するとともに、反応系への有機水素スカベンジャーの添加を検討して一定の成果を挙げ論文投稿準備中である。また中性条件下で作用する触媒も見いだしており、アルデヒドの活性化を回避した脱COの無い反応系の構築も期待される。「2 MeOHとIPAを基質(溶媒)とした水系フローシステムの開発研究(I)」不均一系触媒的フロー反応では、第一級アルコールの脱水素で生じるアルデヒドが触媒と接触する時間が短いため、脱COの回避が期待される。加熱とマイクロウェーブを使ったフロー反応で、いずれも水素ガスが生成する事を確認している。なお、マイクロウエーブフロー反応では、共振周波数を調整した触媒カートリッジの新たな開発が必要である事が明らかとなった。「3アルコールから脱水素した水素による芳香核還元反応(I)」SUS304による核還元反応に対する加速効果が鉄元素によるものであることを解明するとともに、穏和な芳香核還元反応として確立した(投稿準備中)。この反応は、有機ケミカルハイドライドとして注目されているメチルシクロヘキサンのトルエンからの簡便な合成法として、国が推進する次世代エネルギープロジェクトへの貢献が期待される。以上、1と2は「概ね順調」に進行しており3は「計画以上」に進行している。しかし、触媒カートリッジの新規開発が必要になるなど、解決すべき新たな問題も発生した。さらに、白金炭素、IPA、重水を組み合わせた「飽和脂肪酸の多重重水素化」と「重水素標識ジシロキサンの合成」も論文投稿し、水を媒体としたアルコール類の活性炭担持型触媒的脱水素反応の有効性を示す事ができた。よって総合的に「概ね順調」と判断した。(1)脱水素工程の吸熱が小さいアルコールから、白金炭素を利用した、水素取出し(脱水素)システムの確立を目指して研究を進め、マイクロウエーブフロー式水素製造技術の開発に成功した。なお、見かけの水素貯蔵密度が高いメタノールを使用すると、水素放出後の生成物がギ酸ナトリウムあるいは二酸化炭素となってしまうため、循環型有機ケミカルハイドライドとしては不適である事から、水素貯蔵密度は低いが、生成物となるアセトンへの水素付加が容易で、アルコールへの工業的再生法が確立されている2-プロパノールに特化して、実用化を意識した方法論の開発に集中した(論文投稿準備中)。(2)さらにこの過程で、有機ケミカルハイドライド法の代表であるメチルシクロヘキサン(MCH)から、マイクロウエーブフロー反応によりエネルギー効率良く水素を取り出す事にも成功した。MCHからの脱水素は吸熱反応であり、外部からの多量のエネルギー投入が実用化の障害となっているが、マイクロウエーブフロー式反応では、投入エネルギーの90%以上が脱水素反応に使用されるため、エネルギー効率が飛躍的に向上した(論文投稿準備中)。(3)最後に、トルエンからMCHを効率良く合成(水素を貯蔵)する反応も開発した。

白金炭素ーイソプロパノールー水系に触媒量の鉄粉を添加すると、水素を外部添加する事無く100 °C程度に加熱するのみで芳香核還元反応が進行する。H29年度に実施したXAFSの結果から、鉄と白金を介した芳香環への電子移動で反応が進行することも突きとめている(論文投稿準備中)。この反応は、MCHートルエンの脱水素還元サイクルの還元(水素貯蔵)工程に大きく寄与する研究成果である。以上(1)(3)の研究成果はそれぞれ論文投稿準備中。特に(1)は6月の特許申請に向けて準備中であり、国が推進する次世代エネルギープロジェクトへの貢献が期待される。常温で液体の「有機ハイドライド」を水素運搬・貯蔵物質(水素キャリア)として利用する技術開発が水素エネルギー社会に向けて検討されている。今回、イソプロパノールをはじめとするアルコール類からの脱水素反応活性が劇的に向上する事を見いだし、「マイクロ波をエネルギー源とした連続フロー装置」と組み合わせることで、定量的に進行するアルコール類の活性炭担持型白金族触媒的脱水素反応として確立した。さらに、反応系中に共存する芳香族化合物に、イソプロパノールの水素を直接転写する方法論の確立にも成功し、外部からの水素添加を必要としない芳香核水添反応を開発した。「メタノールとイソプロパノールを基質(溶媒)とした水系フローシステムの開発研究(II)」平成28年度の研究成果から脱COを回避するための2つの基本的な条件、「水素の反応系外への除去」と「アルデヒドの活性化を回避できる中性条件下で効率良く脱水素する方法論の開発」が明確になった。バッチ及びフロー反応システムの最適化をそれぞれ継続して、使用したアルコールをほぼ定量的に水素ガスに変換する方法論として確立する。また、マイクロウエーブフロー反応に関しては、上述したように、触媒カートリッジの新たな開発が必要である。カートリッジの材質(ガラスやポリマー)、内径、形状等に関して詳細に検討し、電波法に準拠した適切で効率の高いカートリッジを開発する。「アルコールからの脱水素により製造した水素による芳香核還元反応(II)」本項目は、H28年度の研究により当初の予定以上に進展しているので、H29年度は、論文投稿や学会での精力的な発表とともに、トルエンからメチルシクロヘキサンへの変換法、すなわち、「有機ケミカルハイドライドとしての再利用サイクルへの貢献」に重点を置いて研究を進める。1H28年度の研究により鉄の添加が極めて効率的である事が明確になったので、基質適用生の高い簡便な手法であることを示すとともに、論文としてまとめ投稿する。2トルエンを基質としてメチルシクロヘキサンの簡便合成法としての実用性を証明する。3「本核還元の反応機構」を明確にする。特に電子移動やラジカル反応の関与が推測されるので、一電子補足剤やラジカルスカベンジャーの添加効果を詳細に検討すると共に、反応中間体の単離などを可能な限り試みる。有機化学
クロトーによる脳の過興奮性防御機構の解明

体液カルシウム恒常性は従来はホルモン性の制御によると考えられていた。しかしながら、実験的にひきおこされたカルシウム低下ではそれらのホルモン性制御に先立ってカルシウム濃度の上昇が始まっていた。低下した血液カルシウム濃度は腎臓を通り抜ける間に急速に、秒単位で、正常化されていることが示された。この反応はPTHや活性型ビタミンDには依らず、組織自律的なものである。この恒常性効果はalpha-klothoのホモ/ヘテロノックアウトマウスで減弱する。クロトーが、脳脊髄液のカルシウム濃度を低下に抗して一定に保つ機能を介して、脳の興奮性がカルシウム濃度変動によって不安定になることを防ぐ重要な分子であることを明らかにする研究計画である。平成21年度は、計画の最初の部分を実施した。野生型/クロトー欠損マウスの個体で、血液のカルシウム濃度を急速に低下させてその反応を見るという方法を用いたが、従来用いられているキレート投与によるカルシウム低下法よりも低下効果の定量性に優れた直接希釈法を開発した。このカルシウム低下実験の結果としてクロトーが、その発現部位である腎臓、脈絡叢で、それぞれ、血液、脳脊髄液のカルシウム濃度を低下に抗して一定に保つ機能を果たしていることを示すデータを得た。脳脊髄液についてはイオン電極を用いたリアルタイム測定、血液に関しては時間をふったサンプリングでの離散的な測定をおこない、その機能が極めて迅速にカルシウム低下に反応していることと、その強さがかなり強力であることも判明した。腎臓、脈絡叢ともに、臓器自立的に急速なカルシウム制御をしているという報告はいままで無く、今回の発見は全く新規なものである。脳脊髄液のカルシウム恒常性は、まず腎臓で血液のカルシウム恒常性維持を行い、脈絡叢で腎臓では抑えきれなかった血液のカルシウム濃度変動(低下)を脳脊髄液に伝えないようにする恒常性維持を行うことで、二重の防御機構を備えていることが明らかになった。体液カルシウム濃度の恒常性維持は、常にカルシウム不足に曝される陸棲生物で非常に発達した。カルシウム不足の方が、過剰よりもより切遣していることもあり、カルシウムを上昇させる仕組みは複数存在し、慨知のものとしては1)血中カルシウム濃度低下に反応して数分数時間の経過で副甲状腺から副甲状腺ホルモン(PTH)が分泌されるこ:とによって引き起こされる反応、2)同じくカルシウム低下に反応して数時間数日の経過で腎臓において活性型ビタミンDが産生、分泌されることによって引き起こされる反応の2つがある。筆者は実験的に血中カルシウム濃度を急速に低下させたマクスで、上記のカルシウム上昇機構が働くよりももっと早い時間経過で血中カルシウム濃度の低下が回復していくことを突き止めた。これは腎臓が官律的にカルシウム濃度を正常化させて込るのではないかと考え、麻酔下マウスレ腎臓の輸入動脈≧出力静脈から同時に血液を採取し、それぞれの血中カルシウム濃度を比較することで、血中カルシウム濃度低下に非常に迅速に(秒の経過で)反応した、腎臓を介したカルシウム上昇現象を捉えるこどが出来た。しかし、その一方で、両側腎臓の輸出入血管を-気に結紮するこ、とで、腎臓を全身の循環系から切り離しても、低下させた血中カルシウム濃度はコントマールと大きな差は無く、やはり急速な時間経過で回復した。腎臓自体がカルシウム濃度を押し上げるのは間違いないが、全身循環血に対ず寄与はどのくらいかを見積もるたあ、カルシウム低下からほぼ正常に復した時点の腎臓の総カルシウム含量を原子吸光度法で定量し、コントロールと比較したところ、血漿のカルシウム濃度上昇の1割程度を腎臓が供出していることがわかった。
深海底用電極アンテナの開発とELF帯域海底電波環境の研究

本計画は、「10Hzから10kHzまでの帯域で高感度を持つ電極タイプの深海底用電波アンテナシステムの開発と深海底のELF帯電波環境の情報を得ること。」を研究目的として平成10年度より3年計画で実施した。今回開発した電極タイプのアンテナは、その帯域を10Hz以上10kHz(ELF帯)までに置き、DC帯域では問題となった海水と極板との化学反応によるドリフト(最小でも3μV/day)を回避するシステムを考案し、実用化し、最小検出感度0.1μV/mを達成した。研究期間内での観測において、「1000m級の海底でのCOSEISMICな電磁信号の検出を目指す」としたが、浮上装置の電池の液漏れに起因する超音波送受信回路の故障により、50m水深(ロープによる海底装置の引き上げ限界)までのデータ取得とその解析になってしまった。しかし、沿岸部から約6kmでの測定から、千m以深での測定の可能性について推定できる結果を得た。以下に、得られた結果をまとめる。1.ステンレス板を用いた深海底用極板アンテナの開発に成功した。(極板と海底ケーブルとの繋ぎ、利得10万倍増幅器系(帯域1010kHz))。しかし、長期間観測用の記録系の開発は予算の関係もあり今回は見送った。2.海洋科学技術センター委託研究(研究課題「室戸沖南海トラフ域における海底変動と生物物質循環システムに関する基礎調査」)の観測航海にあわせてより深海での予備観測を実施した。900m水深で開発した電極アンテナシステムが故障なく稼動する事を確かめた。3.20m水深での結果から、海水を含まない岩石層内部で、対象とする信号の振幅が100mV以上であれば、今回開発したシステムで観測が可能な事を示した。50m水深のデータからは、大気中の信号振幅が1V以上なかったので、同様の可能性を示せなかった。しかし、FWT法による信号処理の見通しを付ける事が出来た。従来開発されてきた,海水中で稼動する電極アンテナとその周波数感度領域を高周波側にシフトし製作したステンレス板電極を用いて,浅い海底での予備観測を実施した。予備観測(実験)は高知県土佐市宇佐の沿岸海域にて,98年8月から12月にかけ、地元の渡船業者並びに高知大学海洋教育研究センターの小型船の協力で行った。20m水深までの実験では、主として今まで開発してきたボールアンテナ型海底電場装置による測定結果と比較することに重点を置き実施した。この結果,ステンレス型電極アンテナ装置の場合には10Hz1KHz領域において、±2μV/mの最小検出感度を得ることが確認できた。20m以深の測定は,20m,70m水深で各1回の実施し,沿岸部での海底の電場環境の基礎的な情報を得た。特に陸地部にも垂直電場測定システムを同時に設置,稼動させ,大気中の自然電磁波がどの程度海底まで侵入するか観測した。理論的な予測との比較を行い予想通りの結果を得た。なお,70m水深での結果は,大気中の自然電磁波のあまり活発でない晩秋に実施したため,精密なデータは得られなかった。平成11年度にこの深さでの測定を再度実施する予定である。一方,増巾器系と記録系の開発も同時に深厚された。10^4倍の利得を持つ広域主増巾器の開発は,市販のビデオ用高〓度OPアンプを用いて行い,周波数帯域をほぼLVF帯(30KHzまで)にまで広げる事ができた。

記録系部は、GPS標準時刻発生器の導入期間が秋期になった(調整のため)ので遅れている。回路系の基本製計は終えたが,長期間の記録を実施するには,電源がバッテリーであるので,更に消費電力の少いシステムに改良する必要がある。昨年度開発した増幅器系の電圧利得が一万倍であったため、たとえ10mの極板間距離を想定しても、最小検出感度は、+-0.2μV/10mであった。今年度は、演算増幅器(OPアンプ)を、超低雑音タイプのAD7972ヶ用いたタイプに変更し、10万倍増幅器として開発した。その結果、周波数帯域が10Hzから20kHzであり、最小検出感度が、+-0.4μV/1mの極板タイプアンテナ系を完成させた。4枚の極板を用いて、東西南北2方向の測定可能な極板アンテナシステムを作成し、1999年7月より、浅い沿岸海域の海底での観測を開始した。20m水深の測定結果からは、1.10Hzから10kHzにおいて、測定値と理論的伝達関数の良い一致を見た。2.海上で1.5Vの自然電磁波は、たやすく20mの海底まで到達し、約4μV/1mの信号となる事が判明した。結構騒がしい電磁波環境と言える。次に、75mの海底でも同様の実験を2度繰り返した。残念ながら大気中に振幅の大きな(最低でも2V/m欲しい)自然電磁波がない時であったため、測定値と理論値の正確な比較は出来なかった。しかし、シールド室での測定どおりの、最小検出感度で観測できる事が判明した。現在の極板アンテナの極間距離がやく1mであるので、ロシアのシュベッツらの様に、100mに取ると、4nV/mまでの測定が可能になる事が判明した。当初目標の10万倍増幅回路の開発に昨年度成功したが、これを17インチガラス球ハウジングに記録用DATと共に組み込み、かつ2mスパンの電極アンテナを装着した場合、DAT記録計よりのノイズが予想を上回り結局は、実質2万倍の増幅率を持つシステムで観測を行った。また、トランスポンダーリリースが使用開始後5年になっていたので予定通り内部電池の交換をしたが、超音波発信部分に故障が見つかった。修理に長時間かかることが判明したので、ロープで浮上させる計画に変更し不充分ではあるが水深50m(当初は600m以深を予定)の海底での観測を11月に実施した。この事もあり、当初予定した長期観測(一ヶ月)は実施できなかった。ハードでの感度向上が本年度見込めなくなったので、新しい方法としてソフトすなわちFWT(ファースト・ウエーブレット・トランスフォーム)法を用いて、昨年度の20m水深でのデータと共に解析した。以下に、研究結果を述べる。1.最小検出感度は、アンテナスパン100mでFWT法で解析する場合、10nV/mとなった。当初予定した1mスパンでの最小感度0.1μV/mは達成できた。昨年度予想した100mスパン時での4nV/mの達成は出来なかった。2.Nuclearites探索実験は深海底で観測するが、海底堆積層の厚さが等価海水層で20mであれば、海底下岩盤層での観測対象信号の振幅が、約100mVであっても観測できる事を示した。3.土佐湾沿岸部(宇佐沖、5.47km)水深50mでの、商用電源雑音の振幅は、+-63nV/m(DAT出力で+-2.5mV/2m)と推定できた。
高温太陽集熱による未利用炭素資源の流動層ソーラーガス化水素製造システムの開発

世界の太陽日射量の豊富なサンベルト地域で大型タワー型太陽集光システムによる太陽熱発電が実用化されている。このシステムで得られる高温太陽集熱の水素エネルギー転換を目的として,SolarPACES加盟の欧米諸国では,次世代技術として「炭素資源の太陽熱ガス化による水素製造システム」開発が行われている。本研究では、大型化に対応できる太陽熱ガス化水素製造システムのプロトタイプの開発を行う。
数学的探究における操作的証明活動を促進する教材群の開発

本研究は,証明の学習状況を改善するために,数学的探究において「操作的証明」(action proof)を活用する活動に着目し,その児童・生徒の活動を促進する方法を明らかにしようとするものである。本研究では,数学教育学の文献解釈,題材の数学的な分析,そして小学五年生及び中学三年生を対象とした教授実験の実施とその分析から,児童・生徒の活動を促進する教材を開発するための指針を得た。本年度は,教材開発のための準備として,(1)数学的探究の概念を規定してその教育的意義を導出すること,(2)教材開発の指針を得るために実際の生徒の活動を分析すること,以上の二点に取り組んだ。(1)に関しては,まず他の証明研究者と協働の下,証明活動を捉える枠組みを暫定的に設定し,全国学力・学習状況調査の各設問について考察した。続いて,数理哲学者ラカトシュの主著『証明と論駁』の内容を具体的に検討することを通じて,数学的探究の側面として,事柄の推測と証明,証明の論駁と洗練,事柄の論駁と洗練の三つを導出し,それらの側面を合わせる形で数学的探究の概念を規定した。さらに,その数学的探究の教育的意義を,数学の創造的な側面の感得,能動的な証明学習の実現,広義の証明概念に基づくより早期からの数学的探究の実現の三点から考察した。(2)に関しては,ラカトシュが発見法的規則として定式化している「補題組み込み法」と「演繹的推量による内容の増加」を分析枠組みとして,中学三年生の活動を分析した。その結果,反例をも例として含むより一般的な事柄を生成するためには,既存の事柄の証明を視点として,例と反例の境界について考察することが重要になることが明らかとなった。また,第5回東アジア数学教育国際会議(平成22年8月,国立オリンピック記念青少年総合センター),第34回日本科学教育学会年会(平成22年9月,広島大学),及び第43回日本数学教育学会数学教育論文発表会(平成22年11月,宮崎大学)に参加して研究情報を収集するとともに,他の証明研究者と研究討議を行った。本年度は,(1)既有データを教材開発の観点から再分析すること,(2)教材開発の指針を導出すること,以上の二点に取り組んだ。(1)に関して,本研究では,数学的探究における操作的証明活動を促進する方法を明らかにするために,小学五年生のペア,及び中学三年生のペアを対象として教授実験を複数回行ってきた。それらの教授実験で準備した課題や具体物それ自体もまた,数学的探究における操作的証明活動を促す教材を考察するための指針になると思われた。そのため,教材開発の観点からそれらの教授実験の再分析を行った。(2)に関して,上述の再分析の結果から,以下の三点を明らかにした。第一は,反例や論駁の提起を可能にする課題を設定することにより,事柄や証明を能動的に洗練しようとする動機が生まれるとともに,ラカトシュの可謬主義を反映した学習を実現できるようになると期待されることである。第二は,その際に具体物と他の表現様式との間で対立する結果が生まれる課題を設定することが効果的であることである。第三は,具体物に関して,教師が子どもの活動を予想したり子どもの実態を考慮したりした上で,構造の異なる複数の具体物や,新たな事柄の生成を実現するための具体物を適切に準備することが重要になることである。また,第35回国際数学教育心理学会年会(平成23年7月,トルコ・アンカラのMiddle East Technical University)にて研究発表を行い,第35回日本科学教育学会年会(平成23年8月,東京工業大学),及び第44回日本数学教育学会数学教育論文発表会(平成23年11月,上越教育大学)に参加することで,研究情報を収集するとともに,他の証明研究者と研究討議を行った。
世界の水産業におけるアグリビジネス化の展開とその企業行動の分析に関する研究

世界のサケ養殖業においては近年更なるアグリビジネス化の進展が見られている。特定企業群による世界市場に対する供給面での寡占体制は強まりつつある。生産は過剰傾向を強めており、低価格環境下においては脱退する企業も見られ始めた。サケ養殖業におけるアグリビジネス化の進展は転機を迎えており、厳しい経済環境において更なる寡占化と有力企業支配力の強化が予想される状況にある。アラスカの底魚漁業においても資本による寡占化傾向が見られる。スリミ生産は原料供給から最終商品形態までの一貫生産を行う企業が多く、垂直統合が進んだ産業構造となっている。スリ身加工産業特にカニ蒲鉾産業において寡占化が進んでおり、漁業サイドとの取引関係が大型化かつ強化されつつある。また中国山東省青島においてスケトウダラ加工において世界市場に対し寡占的な供給力を有する企業群が成立してきていることが明らかになった。安価で安定したスケトウダラ資源を原料として利用し、安い労働賃金の中国の労働力を用いて加工製品化することで、世界市場において高い競争力を持つ商品作りに成功している。中国のウナギ養殖業においてもアグリビジネス的展開が見られた。ここでは華僑資本が中心となり、潤沢なシラスウナギの供給力、温暖な気候条件、そして安価な労働力を最大限に生かせる商品形態である蒲焼き高次加工品に特化することで日本市場における強い競争力を獲得している。以上のように世界市場に対応した水産食品生産部門においてはいずれもアグリビジネス的展開が見られ、生産要素の多国籍的結合が見られる。水産業に関わる日本企業もこうした国際環境下において、多国籍化を強めつつある。今後WTO体制の確立とともに、こうした国際的分業体制は効率性を高め、より一般的かつ強固な体制となっていくことが考えられよう。また日本市場への影響も大きいことが予想され、それに対応した国内供給体制の整備が急務である。本年度は国内企業の海外における行動に関する調査を行った。また海外における外国企業の活動状況について、資料を収集し分析を行った。国内では(株)日本水産の海外における積極的な直接投資と活発な業務拡大が注目された。特に米国の冷凍食品市場において最大シェアを持つ食品企業を買収し、米国および欧州市場に対する販売拠点を確保したことは、これまで日本市場への販売を中心としてきた当社が水産物の世界市場に軸足を移しつつあること、本格的な多国籍化を志向していることの表れであると考えられた。当社以外にも海外に加工や流通の拠点を移しつつある企業が多く見られた。特に加工分野におけるアジア諸国への進出が目覚ましく、原料供給国、加工国、市場国という3国間での有機的な貿易構造が構築されつつあることが分かった。このように日本の水産物市場が世界市場との距離を縮めつつある一方で、国内漁業や水産加工業は厳しい競争下に晒されており、市場開放と貿易自由化には批判も多いことが明らかになった。海外ではサケ養殖業を中心に水産系企業の合併や吸収が相次ぎ、世界市場への水産物供給(水産物貿易)は寡占化が進んでいることがわかった。北米における底魚漁業においても寡占化が進んでおり、大手が大きなシェアを持つに至っている。しかし一方では寡占化企業間での厳しい競争も発生しており、企業の整理と淘汰は更に進む傾向にある。小売りの大型化と呼応する形で、今後の水産物貿易は更に寡占化、大型化してゆくことが予想される。

生産は過剰傾向を強めており、低価格環境下においては脱退する企業も見られ始めた。サケ養殖業におけるアグリビジネス化の進展は転機を迎えており、厳しい経済環境において更なる寡占化と有力企業支配力の強化が予想される状況にある。アラスカの底魚漁業においても資本による寡占化傾向が見られる。スリミ生産は原料供給から最終商品形態までの一貫生産を行う企業が多く、垂直統合が進んだ産業構造となっている。また白身魚は冷凍切身原料として欧米諸国の消費市場において重要であるが、これら地域における冷凍食品業界は寡占化が進んでおり、漁業サイドとの取引関係が大型化かつ強化されつつある。しかし南米等におけるメルルーサなどの白身魚を漁獲する底魚漁業と強い競合関係にあり、寡占的地位を得るほどではないことがわかった。また中国山東省青島においてスケトウダラ加工において世界市場に対し寡占的な供給力を有する企業群が成立してきていることが明らかになった。安価で安定したスケトウダラ資源を原料として利用し、安い労働賃金の中国の労働力を用いて加工製品化することで、世界市場において高い競争力を持つ商品作りに成功している。中国のウナギ養殖業においてもアグリビジネス的展開が見られた。ここでは華僑資本が中心となり、潤沢なシラスウナギの供給力、温暖な気候条件、そして安価な労働力を最大限に生かせる商品形態である蒲焼き高次加工品に特化することで日本市場における強い競争力を獲得している。以上のように世界市場に対応した水産食品生産部門においてはいずれもアグリビジネス的展開が見られ、生産要素の多国籍的結合が見られる。今後WTO体制の確立とともに、こうした国際的分業体制は効率性を高め、より強固な体制となっていくことが考えられよう。