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政府教育支出の研究―規定要因と政策的帰結に関する実証分析―

今年度は、教育財政支出の政策過程に関する計量分析と事例分析を行った。計量分析については、1970年代以降の先進国における教育財政支出に関するパネルデータを用いてその変動要因に関する分析を行った。特に比較政治学的な視点から議院内閣制における政治制度における権力の集中度・分散度が国レベルの教育財政支出に及ぼす作用を考察し、執政府における制度的な権力の集中が、前年度実績への依存性および政権政党の政策選好の反映度を通じて教育財政支出に影響を与えていることを明らかにした。事例分析においては、1970年代の教育財政拡大期における政策過程を分析した。中心的に扱った事例は教員人件費に関わる3つの教育費政策-人材確保法(1974年)を契機とした教員給与水準の改善、「40人学級」にむけた義務教育教職員定数改善(第4次および第5次改善計画)、人件費に関わる私学経常費助成-である。これらの事例分析においては「内外教育」、「日本教育新聞」の他に各省庁、教育団体発行の雑誌・新聞などの資料を用い、文部省、大蔵省、自治省および給与関係省庁の省庁間競合およびその処理の局面に焦点を当てて多角的に分析を行った。分析を通じて、内閣及び自民党幹部における総合調整アクターの役割を明らかにし、これらの分析を通じて、自民党文教関係議員、文部省、教育団体などのアクター群の影響力を強調する従来の「下位政府論」を相対化した。上記の成果については論文にまとめ、学会誌などに投稿中である。今年度は、政府教育支出の規定要因分析のための基礎的作業と政府教育支出の帰結に関する分析の一部を並行して行った。支出の規定要因分析においては、公共政策の政策過程という側面を重視して教育学や経済学のみならず比較政治学などにおける理論・実証分析などの論点整理を行った上で、データセットの構築を進めた。現時点ではデータ分析の途上にある。支出の帰結に関する分析については、方法論的な検討と教育生産関数の計量分析を行った。方法論的検討において、まず政府教育支出水準の指標に関して考察を行い、既存指標による測定と既存指標に基づく日本の水準の相対的な位置づけの問題点を指摘した。また政府教育支出およびそれから派生する政策的インプットを説明変数とした既存の実証分析-経済学における教育生産関数研究および教育学などにおける学校の効果性に関する研究-の体系的レビューを行い、内生性への対処や効果の異質性や非効率性などの論点の整理および分析手法の検討を行った。教育支出を説明変数とする教育生産関数に関する実証分析では、確率的フロンティアモデルによって政府教育支出の教育生産に及ぼす作用およびその非効率性について考察した。特に教育支出拡大と非効率性の改善という2つの代替的政策の効果の大きさの比較、非効率性の高低を規定する教育政策・行政制度要因の考察を試み、今後の初等中等教育における教育政策・制度改革におけるインプリケーションを得た。昨年度の実証分析の2つの作業を継続して行った。まず、第1に国レベルの教育支出水準の相違がもたらす帰結に関してパネルデータを用いて計量的実証分析を行った。教育生産関数および経済成長に関するマクロ生産関数の実証分析において、特定の関数形、非効率性の分布形を想定しないセミパラメトリック確率的フロンティアモデルを採用し、自作プログラムによって推定を試みた。教育生産における教育支出の効果の析出、各国の非効率性の比較という作業とともに、非効率性の規程要因に関する考察を行った。特に非効率性の要因分析においては、学校組織の自律性、外部評価制度などの制度的要因の及ぼす作用に焦点をあてて分析を行い、制度改革への含意を得た。第2に教育財政支出の共時的・通時的な変動要因について事例分析と計量分析によって考察を行った。事例分析については1970年代日本の教育財政拡大期における毎年度の予算編成過程および重要政策--人材確保法(「学校教育の水準の維持向上のための義務教育諸学校の教育職員の人材確保に関する特別措置法」)、私立学校振興助成法、第4次・第5次教職員定数改善計画など--に焦点をあて、首相、自民党議員、文部省、大蔵省、自治省などの諸アクター間の利害および制度・慣行上の制約条件から各政策が可能となった要因とその限界に関する解釈を試みた。また計量分析に関しては、教育財政支出に関するパネルデータを用いて、比較政治学的な視点から政党および民主主義政治制度が及ぼす作用を中心に分析を行った。

分析を通じて、内閣及び自民党幹部における総合調整アクターの役割を明らかにし、これらの分析を通じて、自民党文教関係議員、文部省、教育団体などのアクター群の影響力を強調する従来の「下位政府論」を相対化した。上記の成果については論文にまとめ、学会誌などに投稿中である。
腎不全患者の薬物投与設計最適化を目指した薬物トランスポーターOATP4C1の評価

【研究目的】腎不全時の薬物の血中濃度の上昇は、糸球体濾過機能で予測される腎機能低下のみによらず、尿細管に発現するトランポーターの機能変動に基づく可能性が高いことが示唆されている(Am. J. Physiol. Renal Physiol., 297 : F71-F79, 2009)。このため、腎不全患者の残存する腎機能は、糸球体濾過だけでなく尿細管分泌を考慮する必要がある。有機アニオントランスポーター(OATP)4C1は尿細管に発現する唯一のOATPファミリーであり、その基質となる薬物については未だ不明な点が多く存在する。本研究ではOATP4C1を介した薬物相互作用を明らかにすることを目的として、種々の薬物によるOATP4C1阻害を評価した。【研究方法】OATP4C1安定発現細胞株を用いて臨床で頻用される薬物のOATP4C1阻害スクリーニングを行った。基質としてトリョードチロニンT_3を用いた。T_3は細胞内から抽出し、LC/MS/MSで測定した。【研究成果】レボフロキサシン、フルバスタチン、サキナビル、リトナビルなどの各種薬物がOATP4C1を介したT_3輸送を抑制すること確認した。その中でもサキナビルをはじめとするHIVプロテアーゼ阻害薬に着目し、T_3輸送抑制に対する濃度依存性を測定した。サキナビル、リトナビル、ネルフィナビル、ロピナビル、ダルナビル、アンプレナビルを用いてT_3輸送阻害効果を測定したところ、サキナビル、リトナビル、ダルナビルは濃度依存的にOATP4C1を介したT_3輸送を抑制した。これらの薬物はOATP4C1を介した薬物輸送を阻害する可能性が示唆された。今後、これらの薬物自体がOATP4C1の基質となるかどうかについて検討が必要である。
セルロース加水分解反応における超耐熱性セルラーゼのシナジー効果

高温下で糖化反応が可能な超耐熱性エンド型セルラーゼ酵素および超耐熱性βグルコシダーゼ酵素をゲノム情報から選択し、その反応性と基質特異性を調べた。さらに、これら酵素の立体構造解析にも成功し、触媒部位の情報および酵素反応が停止するメカニズムを解明した。これら酵素の反応条件を整えることで、そのシナジー効果を解析し、セルロースを完全糖化(糖化効率100%)可能な加水分解系を構築することに成功した。結晶セルロース(アビセル)および超耐熱性エンド型セルラーゼ酵素の調製申請者が開発した独自の物理化学的手法で、酵素反応に適した結晶セルロース(アビセル)の調製を行った。超耐熱性βグルコシダーゼ酵素の調製P.horikoshiiのゲノム情報からβグルコシダーゼ酵素をコードすると思われる遺伝子をP.horikoshiiから探索する。目的遺伝子をPCR反応で増幅した後pETベクターに導入し、βグルコシダーゼ酵素の発現および調製・精製を行った。超耐熱性エンド型セルラーゼ酵素の構造解析と改良超耐熱性エンド型セルラーゼ酵素の構造解析を行い本酵素の活性部位の構造を解明した。この構造解析研究から生成物阻害メカニズムを解明し、蛋白質工学的に生成物阻害が生じない酵素への改良を試みた。超耐熱性エンド型セルラーゼ酵素およびβグルコシダーゼ酵素によるシナジー効果の検証前年度までに解析されたβグルコシダーゼ酵素と超耐熱性エンド型セルラーゼ酵素の組み合わせにより、最も反応効率(グルコース生成効率)が高い酵素反応条件の検討を行った。結晶セルロース(アビセル)および超耐熱性エンド型セルラーゼの調製申請者が開発した独自の物理化学的手法で、酵素反応に適した結晶セルロース(アビセル)の調製を行った。超耐熱性βグルコシダーゼ素の調製P.horikoshiiのゲノム情報からβグルコシダーゼ酵素をコードすると思われる遺伝子をP.horikoshiiから探索する。超耐熱性エンド型セルラーゼ酵素の構造解析と改良超耐熱性エンド型セルラーゼ酵素の構造解析と行い本酵素の活性部位の構造を解明した。この構造解析研究から生成物阻害メカニズム解明し、蛋白質工学的に生成物阻害が生じない酵素への改良を試みた。その結果、生成物阻害の解除には成功したが、本酵素活性の低下も見られた。超耐熱性エンド型セルラーゼ酵素およびβグルコシダーゼ酵素によるシナジーの検証前年度までに解析さたβグルコシーゼ酵素と超耐熱性エンド型セルラーゼ酵素の組み合わせにより、最も反応効率(グルコース生成効率)が高い皮応条件の検討を行った。その結果、上記改良酵素とβグルコシダーゼを組み合わせることで糖化効率100%を示す反応条件が得られた。さらに、耐熱性βグルコシダーゼの結晶構造解析にも成功した。
全空間シミュレーションによる極超音速ソニックブームの伝播特性解明

本研究の目的は、高高空で発生した衝撃波を地上までCFD解析する手法(全空間シミュレーション法)に分子振動緩和効果を組み込むことで、ソニックブームの立ち上がり時間の予測を可能にし、極超音速飛行体から発生したソニックブームの伝播特性を解明することである。本年度は、以下の2点に取り組んだ。1、分子振動緩和効果が波形に及ぼす影響酸素、窒素、水の3化学種間で起こる振動-振動エネルギー交換反応の影響を調査した。その結果、振動緩和時間が長い場合、振動-振動エネルギー交換反応により、励起が遅い分子の振動エネルギーが速く励起されるようになり、圧力波形の形状も変化することが分かった。一方、振動緩和時間が短い場合、全ての分子の並進-振動エネルギー交換反応が速く起きるため、振動-振動エネルギー交換反応の影響は小さいことが分かった。また、これまでは細長い軸対称回転体を対象に解析を実施してきたため、強い離脱衝撃波が発生する球体に対しても解析を実施した。その結果、離脱衝撃波の場合、波を急峻化する非線形効果が強いため、衝撃波が遠方まで伝播して十分に弱くなるまで、立ち上がり時間は形成されないことが分かった。2、全空間シミュレーションの適用範囲の拡張当初の予定よりも早く研究が進展したため、本研究をさらに発展させるための研究にも着手した。これまで構築してきた全空間シミュレーション法は、構造格子を使うことが前提となっており、3次元形状機体に適用することができなかった。この問題を改善するため、物理量の変動が大きい領域で自動的に格子を細分化できる解適合格子法の導入に向けた調査を行った。具体的には、解適合格子法による解析を専門に扱っているケンブリッジ大学のNikiforakis博士の研究室を訪問し、解適合格子上で層状大気を考慮するための手法を調査した。28年度が最終年度であるため、記入しない。1、並進ー振動エネルギー緩和を考慮した全空間シミュレーション法の構築全空間シミュレーション法に酸素と窒素の並進ー振動エネルギー交換反応を組み込み、JAXAが行ったD-SEND#1の飛行試験を模擬した。その結果、圧力波形の形状が飛行試験データとよく一致したことから、本手法の有効性を確認した。2、一様大気及び層状大気中における波形の遷移メカニズムの調査1、で構築した手法を適用し、軸対称回転体まわりの流れ場を対象に、超音速から極超音速までの複数のマッハ数、複数の一様大気条件で軸対称解析を行った。その結果、極超音速の場合、超音速の場合よりも波形の平滑化は遅くなるが、遷移過程はマッハ数に依存せず、主に緩和時間に依存していることが分かった。具体的には、緩和時間が長い場合、衝撃波後方の広い範囲で緩和効果が作用し、立ち上がり時間は形成されないが、緩和時間が適度に短い場合、衝撃波直後で強い緩和効果が作用し、立ち上がり時間が形成されることを明らかにした。また、高高度では酸素による緩和効果が支配的であるが、低高度では窒素の緩和効果も無視できなくなることが分かった。次に、上記の一様大気条件を層状大気条件に変更し、3次元解析を実施した。その結果、地上にかけて緩和時間が短くなるため、高高度では緩和効果により波形は平滑化するが、低高度では平滑化した波形が再度急峻化するため、立ち上がり時間も増減することが分かった。また、極超音速の場合波形の平滑化が遅く、超音速の場合よりも低い高度まで波形が平滑化することを明らかにした。本年度は、全空間シミュレーション法に並進ー振動エネルギー交換反応を組み込むことで、実際の飛行試験が再現できることを確認した。また、一様大気及び層状大気中での並進ー振動エネルギー交換反応による波形の遷移メカニズムを明らかにし、極超音速の場合波形の平滑化が遅くなることも確認できた。以上から、本研究は順調に進展している。

これまで構築してきた全空間シミュレーション法は、構造格子を使うことが前提となっており、3次元形状機体に適用することができなかった。この問題を改善するため、物理量の変動が大きい領域で自動的に格子を細分化できる解適合格子法の導入に向けた調査を行った。具体的には、解適合格子法による解析を専門に扱っているケンブリッジ大学のNikiforakis博士の研究室を訪問し、解適合格子上で層状大気を考慮するための手法を調査した。本年度は酸素と窒素の並進ー振動エネルギー交換反応が波形に及ぼす影響を調査したため、来年度は振動ー振動エネルギー交換反応が波形に及ぼす影響を調査する予定である。また、細長い軸対称回転体まわりの流れ場を対象に解析を実施してきたため、今後は離脱衝撃波が発生するような鈍頭物体に対しても解析を実施する予定である。28年度が最終年度であるため、記入しない。
小脳特異的な低域値型カルシウムチャネルノックアウトマウスの作製と機能解析

本研究では、低閾値型カルシウムチャネルα1Gの小脳機能における役割を明らかにするため、α1G遺伝子コンディショナルノックアウトマウスの作製を目的としている。昨年度、相同組み換えを生じた2種のES細胞クローンを用いて、キメラマウスの作製を行ったが、どのクローン由来のキメラマウスも生殖系列へのES細胞伝達を示さなかった。今年度は、昨年作製したターゲッティングベクターの相同組み換え領域を2kb延長して、再度ES細胞で相同組み換え体をクローニングした。その結果、おおよそ1%の確率で相同組み替えを生じたES細胞がクローニングできた。クローニングしたES細胞を用いて、マウス胚盤胞へのインジェクションを行ったところ、現在、ES細胞の寄与率の高いキメラマウスが誕生している。今後はこのキメラマウスを野生型マウスと交配してヘテロマウスを作製する予定である。さらに、小脳プルキンエ細胞特異的にα1G遺伝子を欠損させるため、プルキンエ細胞特異的にCre組み換え酵素を発現するトランスジェニックマウスのベクターの作製も行った。今後は、このベクターを用いてトランスジェニックマウスを作出し、上記のヘテロマウスと交配させる予定である。さらにα1Gサブユニット特異的な力価の高い抗体が存在しないため、α1G細胞内ループ領域を抗原タンパクとして大腸菌で合成し、ウサギを用いてポリクローナル抗体の作製を行った。作製し精製した抗体は、Western blot法により小脳抽出物中のα1Gサブユニットだと考えられる260kDaのバンドを特異的に認識した。今後は、ノックアウトマウスの解析に有効に使いたいと考えている。本研究では、低域値型カルシウムチャンネルα1Gの小脳機能における役割を明らかにするため、α1Gのノックアウトマウスを作製する。しかし、α1Gは、胎生期の心臓にも発現が強く認められるため、従来より行われている全身の遺伝子欠損では、胎生致死になる可能性が高い。この問題を克服し、成体での解析を可能にするためにCre-1oxPシステムを用いた小脳プルキンエ細胞特異的遺伝子欠損を生ずるような工夫が必要である。本年度は、研究の第一段階として、ターゲッティングベクターの構築からキメラマウスの作製を行なった。既報(1999, Klugbauerら)のマウスカルシウムチャンネルα1G遺伝子の塩基配列を用いて、マウス脳cDNAライブラリーよりα1GのcDNAをクローニングした。これをプローブにして、マウスゲノムライブラリーをスクリーニングし、α1Gのゲノム遺伝子構造を決定した。決定したゲノム構造をもとに、第一膜貫通領域をコードするエクソンをはさむように、1oxP配列をその上流と下流のイントロンに挿入した。このターゲッティングベクターにより、Cre酵素が存在する細胞のみで、2つの1oxP配列間の遺伝子領域は組み換えにより消失し、α1G遺伝子を欠損させることが可能となる。また逆に、Cre酵素が存在しない細胞においては、α1G遺伝子は正常に発現する。このターゲッティングベクターを、ES細胞に導入し、相同組み換えを生じたクローンをスクリーニングした。ES細胞をマウス胚盤胞に注入し、キメラマウスを作製した。
終末期医療における医療倫理委員会と医師延命治療指示書POLSTの役割について

終末期における医療の選択は患者と医療者の両者にとり非常に重要な問題である。米国においては、選択は患者の「自律尊重」が重視されるが、本研究では患者と医療者の共同のツールである「事前計画Advanced Care Planning」としての「医師による延命治療指示書POLST」について調査した。また、自律を強く求める人々の終末期の医療選択の一つとして、オレゴン州に続いて2008年11月にワシントン州で尊厳死法が制定され、発効した。ワシントン大学の医療提供者を中心に直接面談して、その制定の背景について調査した。米国における終末期医療の自己選択の手段としてPOLSTと呼ばれる医師の治療指示書が果たす役割について調査するため、8月にオレゴン州とワシントン州を訪問した。オレゴンは尊厳死法や医師延命治療指示書POLSTが最初に考案され使用された場所であり、米国の中でも最も先鋭的な終末期医療を展開している場所である。Orego Health and Science Universityはオレゴン州の最中核の医療施設であり、中でもCenter For Ethics in Health Careは全米のPOLSTのセンターとしての役割を果たしている。ここでRobert Hugo Richardson博士の案内でOHSUはじめポートランドの収容型ホスピスと在宅型ホスピスのセンター他を見学し多数の方々と面会した。ワシントン大学ではDepartment of Medical History and EthicsのThomas R.McCormick博士のご紹介で多数の終末期医療に携わる方々と面会し意見を聞いた。特にチャプレンの方々との面会では、如何に患者の側にいるべきか、またどのように患者の必要としているものに助力できるかを考える姿勢が印象深いものであった。また立場の異なる3人の医師の方にPOLSTについての意見を聞いた。2008年3月にはオレゴンよりRichardson博士を招聘し聖路加国際病院や国立がんセンターの病棟型ホスピス、独立施設である桜町病院聖ヨハネホスピス、また在宅ホスピス医療を推進する立川在宅ケアクリニックを訪問し意見交換を行った。また杏林大学では医療者向けにまた立川市では市民向けに米国での終末期医療に関する講演会を開催したところ、多数が参加し活発な意見交換がなされた。研究代表者は2008年6月にワシントン特別区のジョージタウン大学ケネディ倫理センターでの集中倫理学コースに参加した。このコースは倫理委員会の一員としての研修機会を提供するものであり、現在の米国を代表する有識者が講師を務める。講義は善行、無危害、自己決定尊重及び公平の生命倫理の原則に従い進行した。生命倫理学者ビーチャムのより積極的な姿勢での無危害原則の展開とその重視、チルドレスの自己決定尊重原則の偏重とインフォームドコンセントと結びついた形骸化への反省、また徳倫理学の観点に基づいたぺレグリノの医療専門職の果たすべき倫理的義務のさらなる重視についての講演は特に印象深いものであった。これらは日米が共通し直面する原則の偏重や倫理審査の形式化などの問題点を鮮明に提示している。彼らの例示は法的な背景や従来の蓄積が異なる日本の倫理委員会での審査や問題提起に具体的解答を与えうるものでは無いが、倫理原則の本来的な意味とその問題点を見据えた現代的な展開について深く考慮し再確認する必要を迫っている。また2008年11月4日大統領選挙と同時にワシントン州で、オレゴン州と同様の尊厳死法の可否を巡る住民投票が行われた。投票日に先立ち、法案の立案にかかわった前ワシントン州知事ガードナー氏はじめワシントン大学の法学・医学関係者・チャプレン等10名にインタヴュするためシアトルを訪問した。この法案は終末期に致死量の薬剤の処方を求める自己決定権確保を目的とし、オレゴン州と同様に数段階の安全策が用意されている。この法案に対する賛否はマスメディアでも盛んに取り上げられていた。しかし、医療職及び法学関係者の多くは、困惑しつつも比較的冷静で、法案が自己決定に固執する一部の層のためであること、オレゴン州尊厳死法施行後の緩和医療に大きな進歩があり尊厳死への要求が変化していることなど、興味深い議論を交わすことができた。研究代表者は昨年11月ワシントン州シアトルでワシントン大学生命倫理学教室Thomas McCormickの協力で行った「ワシントン州尊厳死法」に関する調査と、その後の法案成立と施行の状況について、詳細に検討解析し、その成果を平成21年10月1日に日本癌学会学術総会で「米国ワシントン州の尊厳死法The Death with Dignity Act in Washington State, USA」、及び11月15日、日本生命倫理学会第21回年次大会で「米国における終末期の医療選択:ワシントン州尊厳死法の成立の前後」と題し発表した。発表では法成立の前にワシントン大学の関係者に行ったインタヴューに基づき、ワシントン州の医療関係者の法案に対する意見、法の施行に伴い作成された様々な書式から推察される制度の概要について解説し、今年3月以降のワシントン州での施行の現状について報告した。オレゴン州の尊厳死法は施行10年を経て約400名が尊厳死を選択し、そのうち80%以上が癌患者であり、ホスピス医療を受けていたと報告されている。

ワシントン州では初年度の2009年度に36名の尊厳死が報告されており、その患者特性にオレゴン州との顕著な差はない。両州の癌患者にとり尊厳死が終末期の重要な選択肢であるのは明らかである。ワシントン州の医療者には尊厳死に関わらない免責事項はあるものの、終末期患者の治療にあたる場合、不可避の過程であり何らかの形で患者からの要請に応ずることになる。日本で同様の法が成立する可能性は極めて低いが、終末期の選択肢の一形態として今後も注視し、その根底にある患者の要請とそれに対応する医療者の姿勢については学ぶべきものがあると考える。代表者は、これらをまとめて生命倫理学会の機関誌「生命倫理」に投稿した。
性周期ならびに妊娠時におけるプロスタグランジンF2a受容体の発現と役割

プロスタグランジン(PG)F2aは、プロゲステロンやエストロゲン刺激により子宮内膜で産生分泌され、その特異受容体を介して黄体に作用し、黄体刺激ホルモン(LH)によるcAMP量上昇を抑制的に調節する。PGF2aはこの作用から、性周期における黄体退縮の制御因子と見なされているが、その受容体を介した作用機序は不明な点が多い。申請者らは既に、マウスのPGF2a受容体の一次構造を明らかにし、これが7回膜貫通構造を有するG蛋白共役型の受容体であること、本受容体はイノシトールリン脂質代謝の亢進作用を示すこと、本受容体が腎臓、肺、心臓の他、卵巣に特に顕著に発現していることを見出していた。PGF2aの結合実験から、本受容体はLHにより性周期にあった発現調節を受ける可能性が示唆されていた。そこで本年度は、その組織発現の特異性をより詳細に検討するため、性周期の各段階における本受容体mRNAの発現をノザン・ハイブリダイゼーションにより調べたところ、PGF2aの結合活性の出現時期と合致し、本受容体は、そのmRNAのレベルで転写誘導を受けている可能性が示唆された。また、本受容体のゲノムDNAを単離し、その5 ́隣接領域の塩基配列を解析したところ、これまでに報告のある転写因子結合モチーフは同定できなかった。以上のことから、本受容体は、卵巣において、濾胞細胞が黄体細胞に分化する時点において、新規の転写因子が5 ́隣接領域に結合することにより、転写誘導が行われる可能性が示された。現在、この5 ́隣接領域により、性周期に依存した形で転写活性の増大が見られることをトランスジェニックマウスを用いて確認中である。また、本転写活性が認められるようなイン・ビトロにおける黄体細胞系の確立を進行中であり、本転写活性を示す必要最小限配列の同定を行う予定である。
X線導波路を用いたX線進行波による表面分析法の開発

本研究ではX線の反射率を多層薄膜に対して測定し,白色X線を用いれば簡便に多層薄膜の厚さの分析ができること(特許申請),左右対称に近いが微妙に縮尺の異なるX線反射パターンが得られることが分かり雑誌へ発表した.白色X線を試料に照射したとき,臨界エネルギーよりも小さなエネルギーは試料表面で反射し,大きなエネルギーのX線は試料中に侵入し屈折するという物理現象を応用した表面分析法である.類似の分析法は以前からあったが,検出器の飽和の問題が解決できず,実用化されていなかった.本研究では,この飽和の問題を解決し実用化の可能性が極めて高い方法として完成させることができた.実験結果を解析するための計算プログラムを独自に開発し,ソースファイルの公開と,自由にダウンロードできるような設定をWeb上でおこなった.また,等角反射角度とずれた位置でエネルギースペクトルを測定すると,エネルギースペクトルが低エネルギー側へシフトする事がわかった.このようなエネルギースペクトルのシフトは,理論計算と一致した.入射角度を固定し,検出器の角度を変化させながらエネルギースペクトルを測定することで,多層薄膜のキャラクタリゼーションが容易に行える事がわかった.さらに,乾電池式のX線発生源を用いた簡易・ポータブル型のX線反射率計測装置を自作し,ppm程度の濃度の微量元素の分析と表面分析ができることを示した.白色X線を入射した際に左右擬似対称なパターンが得られることに関しては,その本質の解明はできていないが,Yonedaウイングとの類似性があるため,表面粗さに関する化学情報を得られる可能性がある.以上,白色X線を照射しその反射されたり屈折されたX線のエネルギースペクトルの角度による変化と理論計算を比較することにより,表面を伝播するX線による物理現象を用いた新しい表面分析法を創出することができた.本研究ではX線の反射率を多層薄膜に対して測定し,白色X線を用いれば簡便に多層薄膜の厚さの分析ができること(特許申請),左右対称に近いが微妙に縮尺の異なるX線反射パターンが得られることが分かり雑誌へ発表した.白色X線を試料に照射したとき,臨界エネルギーよりも小さなエネルギーは試料表面で反射し,大きなエネルギーのX線は試料中に侵入し屈折するという物理現象を応用した表面分析法である.類似の分析法は以前からあったが,検出器の飽和の問題が解決できず,実用化されていなかった.本研究では,この飽和の問題を解決し実用化の可能性が極めて高い方法として完成させることができた.実験結果を解析するための計算プログラムを独自に開発し,ソースファイルの公開と,自由にダウンロードできるような設定をWeb上でおこなった.また,等角反射角度とずれた位置でエネルギースペクトルを測定すると,エネルギースペクトルが低エネルギー側へシフトする事がわかった.このようなエネルギースペクトルのシフトは,理論計算と一致した.入射角度を固定し,検出器の角度を変化させながらエネルギースペクトルを測定することで,多層薄膜のキャラクタリゼーションが容易に行える事がわかった.さらに,乾電池式のX線発生源を用いた簡易・ポータブル型のX線反射率計測装置を自作し,ppm程度の濃度の微量元素の分析と表面分析ができることを示した.白色X線を入射した際に左右擬似対称なパターンが得られることに関しては,その本質の解明はできていないが,Yonedaウイングとの類似性があるため,表面粗さに関する化学情報を得られる可能性がある.以上,白色X線を照射しその反射されたり屈折されたX線のエネルギースペクトルの角度による変化と理論計算を比較することにより,表面を伝播するX線による物理現象を用いた新しい表面分析法を創出することができた.近年,数ナノメーター膜厚の層が多数積層した多層膜は,極在電子素子として注目を集めているが,同時に,それら多層膜は,X線の光導波路としての働きも期待できる.したがって,これらの多層膜材料を分析する場合,その光導波路としての働きを利用すれば,表面敏感な化学計測が可能となり,表面・界面の原子の化学状態,相互拡散,界面粗さ,バルクとの密度の違いなどに関する化学情報を得られる.また,これらの積層素子のエージングや熱処理プロセス効果をその場で検査することも可能となる・さらに,多層膜への化学吸着による光導波路の性質の変化(エバネッセント波は浸み出して吸着化学種の影響を受ける)を利用すれば,表面の新しいキャラクタリゼーション法となる.進行波(traveling wave)は定在波(standing wave)と対の概念である.両方の用語とも,ラジオ波からマイクロ波にかけての電子工学で使用されてきた.X線が表面で全反射しているときには,入射波と反射波とが干渉して定在波を形成する.全反射臨界角で定在波を消し,進行波が表面に形成されるような工夫(X線に対する光導波路を人工的に作るか利用する)をして表面敏感測定を行なおうというのが本研究の目的であった.X線進行波という名称は本研究代表者の独自な用語でありその報告はなかったが,シリコンウエハーのような平板の上に極めて薄い薄膜をのせた試料にX線を照射し,X線の導波路としての働きを持たせることができることを確認した.本研究では,(1)光学的な設計を行い多層膜を製作した.(2)その多層膜が光導波路として働き,計算と実験の一致を確認した.(3)計算と実験のわずかな違いを利用して,表面のキャラクタリゼーションを行った.

平成13年度にはX線進行波の実験を行い,左右非対称なX線反射パターンを発見することができたことを受けて,平成14年度には(1)X線反射率を計算しプロットする汎用プログラムを開発,(2)インターネット上でそのプログラムの公開,(3)白色X線を用いた多層薄膜の評価方法とその装置についての特許を出願,などを行った.また(4)非対称なX線反射パターンを理論解析し,(5)ヨネダウイングとの関連を明らかにした.(3)の白色X線による多層薄膜評価方法が本研究で今後さらに発展すると思われるので以下で説明する.白色X線を多層薄膜に入射させると,多層薄膜は,干渉によって強めあう波長のみを反射する.このX線の波長は,規則的で,強度は界面の整合性や密度の違いを反映することが明らかになった.また,X線のエネルギー分散検出器として従来のSi(Li)型半導体検出器を用いる時には,1万カウント毎秒程度の計数率で検出器が飽和してしまうが,本研究で用いたシリコン・ドリフト検出器の場合には数十万カウント毎秒でも飽和せず,本実験のように,X線管からの強いX線を反射させて検出するのに適していることがわかった.SPring-8の研究によると,シリコン・ドリフト検出器は,このように高い計数率での使用に向かないという報告がなされているが,このSPring-8の報告は明らかに誤りであることがわかった.さらにX線の入射角度をわずかに変化させることによって,X線が干渉する多層薄膜中での深さも変化させることができ,深さ選択的な多層薄膜の分析・評価ができることがわかった.白色X線を試料に照射したとき,臨界エネルギーよりも小さなエネルギーは試料表面で反射し,大きなエネルギーのX線は試料中に侵入し屈折する.試料が多層膜である場合には,反射したX線が表面や界面での反射によって干渉し,打ち消しあったり強めあったりすることに対応したエネルギー分布を持っており,膜厚や界面の化学状態を解析することができる事が過去2年間の研究でわかった.本年度の研究では,等角反射角度とずれた位置でエネルギースペクトルを測定し,どのような現象が起きているのかを検討した.また,エネルギースペクトルの角度依存性もあわせて測定した.X線管のターゲットにはMoを使用し,白色X線を試料に照射した.X線管と試料の間には,0.5mm径のスリット,0.15mmのソーラースリットさらに発散角0.1°の発散防止スリット,試料と検出器の間には1mm径のホールスリットを配置した.試料は(Mo/B_4C)_<30>/Siなどを用いた.(Mo/B_4C)_<30>/SiはSi上にMoとB_4Cを交互に蒸着したものであり,Mo層とB_4C層のそれぞれの膜厚は3.1nm及び3.8nmである.試料はホルダーの上に垂直になるように固定した.極角θを固定し,方位角φを変化させて反射光の測定を行った.θを0.4°,0.5°,0.6°などに固定してφを変化させると,エネルギースペクトルが低エネルギー側へシフトする事がわかった.このようなエネルギースペクトルのシフトは,理論計算と一致した.入射角度を固定し,検出器の角度を変化させながらエネルギースペクトルを測定することで,多層薄膜のキヤラクタリゼーションが容易に行える事がわかった.
経済会計の発展と経営分析への適用に関する研究

本研究は,経済会計の多様な発展が,ミクロ企業の経営業績や地域の分析に適用され得ることに着目して組織せられた.研究を遂行する上で,組織を1.経済会計の枠組の検討と2.枠組を利用した各個研究に大別し,以下の成果を得た.1.経済会計の枠組研究:企業会計に対する適用を最も配慮した経済会計システムは,プラン・コンタブルである.しかし,所得と資本の分離,付加価値,実質資本維持,実質利益,資本利得外部性という経済会計の概念は企業会計に適用できる.またそれは,地域の自然資源と社会資本の産出するサービス及びその単価の帰属計算に適用でき,さらに地域の土地の資本利得計算に適用できることが,確認せられた.2.各個研究として,(1)フランスの余剰計算書を拡張し企業の経営分析にあてる小関の研究が昭和62年会計研究学会で報告され,また支払われた社会原価と社会貸借対照表の西独企業の事例が上田により研究せらさた.(2)小口は,合崎,原田らの地域生態会計グループによる関東圏利水調査結果を整理し,河川のダムの建設,資本維持,原水単価の計算に対する経済会計の適用を「水の会計学」として発表した.(3)河野は地方下水道事業を調査し,下水道事業の会計を検討して経済会計の基準による下水道事業業績の測定と設備資産価値の表示方式を提言した.(4)首都圏と大阪圏の土地の資本利得の推計が,能勢と関口によってなされ,能勢は昭和62年の国際所得国富学会で報告した.(5)各国主要企業財務データの登録と経済会計データバンク作りが進められ,シソーラス作成,データ解説,機械言語の開発が,民野と関口によってなされた.以上の研究は,経済会計の適用分野を公企業会計を含めた企業会計,地域経済計算に拡大するもので,研究成果のうち刊行分をまとめた論文集が刊行せられた.現在進行中である各個研究についても完成時点で論文集を別途作成する構想をもっている.本研究は,経済会計の多様な発展が,ミクロ企業の経営業績や地域の分析に適用され得ることに着目して組織せられた.研究を遂行する上で,組織を1.経済会計の枠組の検討と2.枠組を利用した各個研究に大別し,以下の成果を得た.1.経済会計の枠組研究:企業会計に対する適用を最も配慮した経済会計システムは,プラン・コンタブルである.しかし,所得と資本の分離,付加価値,実質資本維持,実質利益,資本利得外部性という経済会計の概念は企業会計に適用できる.またそれは,地域の自然資源と社会資本の産出するサービス及びその単価の帰属計算に適用でき,さらに地域の土地の資本利得計算に適用できることが,確認せられた.2.各個研究として,(1)フランスの余剰計算書を拡張し企業の経営分析にあてる小関の研究が昭和62年会計研究学会で報告され,また支払われた社会原価と社会貸借対照表の西独企業の事例が上田により研究せらさた.(2)小口は,合崎,原田らの地域生態会計グループによる関東圏利水調査結果を整理し,河川のダムの建設,資本維持,原水単価の計算に対する経済会計の適用を「水の会計学」として発表した.(3)河野は地方下水道事業を調査し,下水道事業の会計を検討して経済会計の基準による下水道事業業績の測定と設備資産価値の表示方式を提言した.(4)首都圏と大阪圏の土地の資本利得の推計が,能勢と関口によってなされ,能勢は昭和62年の国際所得国富学会で報告した.(5)各国主要企業財務データの登録と経済会計データバンク作りが進められ,シソーラス作成,データ解説,機械言語の開発が,民野と関口によってなされた.以上の研究は,経済会計の適用分野を公企業会計を含めた企業会計,地域経済計算に拡大するもので,研究成果のうち刊行分をまとめた論文集が刊行せられた.現在進行中である各個研究についても完成時点で論文集を別途作成する構想をもっている.本研究は当初計画の通り、いくつかの角度から次のように分析を進めた。1.経済会計の枠組の検討:企業会計に対する適用を考慮した経済会計システムには、1950年代から最近のラッグルスらに見る英米型の調整方法と、プラン・コンタブルに見る経済会計システムに企業会計を包攝するフランス型の統一化の方法がある。前者は概念上可能であるが実践上障害があり、後者は概念上、実践上共に可能であるが実用化は特定の社会制度の国に限られる。二つの会計の交流上の隘路は、合崎により指適され、能勢は現行SNAとESAの最近の接近傾向を検討,実質利益,付加価値を中心とした経済会計の枠組と企業会計データを経済会計基準に修正する方法とを提示した。これは、さらに中村により検討せられた。2.この枠組に即した各個研究がフランスの余剰計算書を拡張し、機能別に分析的利用にあてるのが小関の研究であり、「拡張および機能的余剰計算書の展開」と題し本年会計研究学会大会で報告の予定である。3.社会原価モデルを測定する社会勘定は、原田,合崎,矢部により勘定設計がなされ、本年度は「支払われた社会原価」についての発表がなされた。4.河野,小口らによる地域の社会勘定グループは、地域水系別原水単価の計算を総括し、小口は「水の会計学」の題目で発表(印刷中)を行った。5.地域の会計と経済会計の接点である都市圏の土地の資本利益(損失)の推計が首都圏と大阪圏を対象として能勢,関口によりなされ、結果は本年の国際所得・国富学会大会で報告の予定である。

6.各国企業の可読型財務データの収納作業が民野によりなされた。以上は本年度研究成果の一部であり、この以外にも研究参加者の研究が進行しており、62年度には論文集と経済会計データバンクが作成される予定である。
BIS自己資本比率規制と銀行の貸出行動に関する理論・実証研究

1990年代後半、特に、金融監督当局の監督姿勢が厳格化した1997年度に銀行の自己資本比率が大幅に低下していていること、自己資本比率が低下した銀行が健全業種向けの融資削減、相対的に健全業務から不健全業種への資金の再配分を実施していることが明らかになった。また、中小金融機関は大手銀行に比べ、不良債権比率が高いほど中小企業向け貸出金利を引き上げていることも明らかになった。論文、"Prudential Regulation and the "Credit Crunch" : Evidencefrom Japan"では、1980年代後半のバブル期に不動産融資への比重を高めた銀行が、地価バブル崩壊により1990年代に総資産に占める不良債権比率が上昇、大蔵省による不良債権処理圧力の強まった1997年度に、自己資本比率が大幅に低下し、自己資本比率規制(いわゆるBIS規制)の下で自己資本比率引き上げを目的としてリスク度の高い資産である貸出金を圧縮したことが明らかになった。分析結果は一流の国際的専門雑誌(Journal of Money, Credit and Banking)に掲載するとともに、分析結果の要約を政策機関刊行の雑誌(フィナンシャルレビュー)、一般書籍(「リレーションシップバンキングと地域金融」)で公表した。2007年に一流の国際的専門雑誌(Journal of Money, Credit and Banking)に掲載された論文、"Prudential Regulation and the "Credit Crunch": Evidencefrom Japan"では、1980年代後半のバブル期に不動産融資への比重を高めた銀行が、地価バブル崩壊により1990年代に総資産に占める不良債権比率が上昇、大蔵省による不良債権処理圧力の強まった1997年度に、自己資本比率が大幅に低下し、自己資本比率規制(いわゆるBIS規制)の下で自己資本比率引き上げを目的としてリスク度の高い資産である貸出金を圧縮したことが明らかになった。研究成果に基づき国内外の大学、金融庁、日本銀行等の実務家、研究者と意見交換を行うとともに、成果の一部が、フィナンシャル・レビューに発表された。本年度の成果は以下の3点にまとめられる。第二に、地域金融機関については総資産に占める不良債権の比率の高い銀行の貸出金利が比率の低い銀行の貸出金利よりも低いが、大手行についてはこのような事態が発生していないことを発見、国際査読誌、Review of FinancialStudiesに投稿したが不採択となった。査読のコメントを元に、分析手法を修正した。特に、企業の銀行からの借入金利を分析する際に、銀行借入れを行なっていない企業についても考慮することにした。現在、Journal of Money, Credit and Banking等、別の国際査読誌への論文投稿に向け論文の改訂中である。第三に、分析モデルの推計手法についての改良を試みているところである。銀行の自己資本比率と貸出供給の間には非線形な関係があることが明らかになった。早急に論文の改訂をすすめ、国際査読誌へ投稿する予定である。
NASHにおける酸化ストレス―小胞体ストレス連関の分子機構解析と創薬基盤の確立

本研究では、非アルコール性脂肪性肝炎(NASH)における肝障害にNOX1/NADPHoxidaseが関わることを遺伝子欠損マウスを用いて明らかにした。NOX1 mRNAは肝類洞内皮細胞に多く発現しており、実質細胞には殆ど発現しない。NOX1発現は高脂肪食負荷およびパルミチン酸添加によって増加した。NOX1発現増加は肝類洞周囲における酸化ストレスの増加、一酸化窒素量の減少および肝星細胞の収縮をもたらし、肝臓の微小血流循環を障害することでNASHにおける肝細胞障害を惹起する可能性が示された。今年度の研究成果は主に2点に分けられる。1.初代培養肝細胞を用いて、小胞体内カルシウム量を測定する系を確立した。培養48時間後の初代培養肝細胞ではカルシウム感受性蛍光指示薬Fura-2-AM自体が細胞内に取り込まれにくくなる性質が判明し、細胞単離後24時間以内に実験を行うことが重要であることが分かった。細胞単離後24時間の肝細胞に、小胞体カルシウムポンプ阻害薬であるThapsigarginを添加すると一過性の細胞内カルシウム濃度上昇が認められ、小胞体内カルシウム量を測定する系を整えることができた。2.正常マウスの肝臓において、活性酸素種産生酵素NADPHoxidase (Nox1)は肝実質細胞(肝細胞)よりも非実質細胞に多く発現することを見出した。とりわけ肝類洞内皮細胞(liver sinusoidal endothelial cells: LSECs)においてその発現は高く維持されており、培養したLSECsに飽和遊離脂肪酸であるパルミチン酸を処置するとNox1 mRNAの発現誘導が認められた。このことから、NASHモデルの肝臓で増加するNox1の発現誘導および酸化ストレス発生にLSECsが寄与する可能性が示唆された。研究計画に従い、初代培養細胞を用いて小胞体内カルシウム量を測定する系を確立することができた。また一方で、Nox1の発現はLSECsに多いことを見出したことから、これまでに認めているNox1ノックアウトマウスにおけるNASH保護効果はLSECsに依存するという新しい可能性が示唆された。今後は肝類洞における酸化ストレスの評価およびLSECsの機能評価も加えて追究していく予定である。前年度に得られた知見を受けて、マウス肝類洞内皮細胞(liver sinusoidal endothelial cells: LSECs)におけるNox1の役割を解析した。初代培養LSECsにパルミチン酸を処置すると細胞死が認められたが、この程度は野生型およびNox1遺伝子欠損マウス(Nox1KO)において同等であった。一方、パルミチン酸処置によってLSECsにおける一酸化窒素産生が減少したが、Nox1KOでは維持されていた。この一酸化窒素産生減少は、細胞間クロストークによって肝星細胞の収縮作用に寄与する可能性をコラーゲンゲル収縮実験によって証明した。また、高脂肪食を8週間給餌させたマウスの肝臓では肝類洞に沿って酸化ストレスの指標であるニトロチロシン付加蛋白質が局在しており、Nox1のLSECsにおける局在と一致する知見が得られた。このニトロチロシン付加蛋白質量はNox1KOの肝臓で有意に減少していた。以上のことから、LSECsに存在するNox1は酸化ストレス産生源であり、一酸化窒素量を減少させることによって肝臓の微小血流循環を障害し、NASHにおける肝細胞障害を惹起する可能性が示された。1.初代培養細胞を用いて、パルミチン酸処置によって誘導される小胞体ストレス応答にNox1および酸化ストレスが寄与するかどうか評価する。2.当初の研究計画に加えて新たに、Nox1誘導および酸化ストレス増加がLSECsの細胞機能に与える影響を評価する。LSECsではパルミチン酸によるNox1の発現誘導が見出されたことから、パルミチン酸処置によって誘発されるアポトーシスおよび内皮細胞に特有の細胞機能である一酸化窒素産生能に与える影響を追究する。病態分子薬理学
高分子マトリックス中で見られる物質の凝集・結晶化機構の解明

本研究によって、1)マトリックスとそこに存在する小分子の間に強い相互作用が作用する場合、小分子の凝集と、マトリックス鎖自身の凝集は強くカップルしていること、2)その凝集過程においては、マトリックス内に独特の凝集パターンを形成すること、3)アクリルアミドゲル中でのKNO_3の結晶成長がOstwald熟成であることを再確認すると同時に、結晶粒子の一部が溶解し、それと反対方向の一部が成長することによって、結晶がゲル内を見かけ上移動することを見出し、4)Na_2CO_3を含浸させたゲルとCaCl_2を含浸させたゲルをセルロース膜を挟んで接触させることによってCaCO_3の結晶を析出させると、Na_2CO_3、CaCl_2濃度にほぼ比例したサイズの結晶が得られること、5)疎水性の異なるアクリル酸-アルキルアクリレイトゲルへの疎水性対イオン-ドデシルピリジニウムイオンの吸着の協同性は、ゲル鎖の疎水性が高いほど反協同的となること、6)n-イソプロピルアクリルアミドゲルの転移的体積変化・体積相転移は、ゲル鎖に荷電を導入すると、転移は消滅することなどを明らかにすることができた。1)の研究においては、n-イソプロピルアクリルアミドゲルの転移的体積変化・体積相転移が、水分子のゲル鎖への脱吸着によって駆動されていることを、ゲルの体積変化が、それを誘起する温度・添加物濃度変化を、水の化学ポテンシャルの変化として捉え直すと、統一的に理解できることを示すことによって明らかにし、この事実から、体積相転移を実体的に説明する新たなメカノケミカルカップリング理論を構築することができた。3)の研究において、ゲル内を移動する結晶粒子が、ゲル外へ突き出ることを見出した。5)の研究によって、疎水性対イオンのイオン性ゲルへの協同吸着の駆動力となっている、吸着した疎水性対イオン間の疎水相互作用は、ゲル鎖の疎水性によって遮蔽されることが明らかにできた。6)の研究において、荷電基の存在が、ゲルの体積相転移を誘起するのに必須であるとの学説を否定した。5)の研究の延長として、Caイオンのイオン性ゲルへの吸着が、ゲル鎖の疎水性を高めることによって促進されることも明らかにされた。本年度の研究によって、1)マトリックスとそこに存在する小分子の間に強い相互作用が作用する場合、小分子の凝集と、マトリックス鎖自身の凝集は強くカップルしていること、2)その凝集過程においては、マトリックス内に独特の凝集パターンを形成すること、などを明らかにすることができた。n-イソプロピルアクリルアミドゲルの転移的体積変化・体積相転移が、水分子のゲル鎖への脱吸着によって駆動されていることが明らかにされた。これは、ゲルの体積変化が、それを誘起する温度・添加物濃度変化を、水の化学ポテンシャルの変化として据え直すと、統一的に理解できることを示すことによって、明らかにすることができた。(発表論文J.Phys.Chem.100,1996,16282-16284,;Macromolecules1997)この事実から、体積相転移を実体的に説明する新たな理論を(Phys.Rev.E54,1996,2761-2765)構築することができた。

本科研費によって、既設の分光光度計を改良し、ゲル中での小分子の運動性・拡散定数を測定する方法(Bull.Chem.Soc.Jpn.69,1996,2173-2178)を確立することができた。高分子マトリックス中で、しばしば見られる、物質の異常拡散現象を実体論的に明らかにするための理論J.Phys.Chem.100,20164-20171)を構築した。本科研費によって、購入された顕微鏡、改良されたテレビカメラ・ビデオシステムによって、ゲル内で物質が凝集する時形成される凝集パターンの動的過程を観察することができるようになった。イオン性ゲルに、Caイオン、ドデシルピリヂニウムイオンなどの、対イオンが吸着する時、形成される竹構造、管構造、泡構造とゲル内に蓄積される力学歪みとの間に、強い相関のあることが見出されている。(論文準備中)本年度の研究によって、1)アクリルアミドゲル中でのKNO_3の結晶成長がOstwald熟成であることを再確認すると同時に、結晶粒子の一部が溶解し、それと反対方向の一部が成長することによって、結晶がゲルを見かけ上移動することを見出し、2)Na_2CO_3を含浸させたゲルとCaCl_2を含浸させたゲルをセルロース膜を挟んで接触させることによってCaCO_3の結晶を析出させると、Na_2CO_3、CaCl_2濃度にほぼ比例したサイズの結晶が得られること、3)疎水性の異なるアクリル酸-アルキルアクリレイトゲルへの疎水性対イオン-ドデシルピリジニウムイオンの吸着の協同性は、ゲル鎖の疎水性が高いほど反協同的となること、4)n-イソプコピルアクリルアミドゲルの転移的体積変化・体積相転移は、ゲル鎖に荷電を導入すると、転移は消滅するとなどを明らかにすることができた。特筆されることは、1)の研究において、ゲル内を移動する結晶粒子が、ゲル外へ突き出ることを見出したとである。この事実によって、ゲルマトリックスを排除しながら、結晶は成長していることが明らかにできたと、3)の研究によって、疎水性対イオンのイオン性ゲルへの協同吸着の駆動力となっている、吸着した疎水性対イオン間の疎水相互作用は、ゲル鎖の疎水性によって遮蔽されることが明らかにできたこと、4)の研究において、荷電基の存在が、ゲルの体積相転移を誘起するのに必須であるとの学説を否定したこと、などである。4)の研究成果は、水分子のゲル鎖への脱吸着によって駆動されている、ゲルの体積相転移現象を明らかにした昨年度の研究を発展させることによって得られたものである。3)の研究の延長として、Caイオンのイオン性ゲルへの吸着が、ゲル鎖の疎水性を高めることによって促進されることも明らかにされた。本科研費によって、購入された顕微鏡によって、ゲルの体積変化挙動を正確に測定できるようになり、イン性ゲルが疎水性対イオンの吸着によって体積相転移を起こすことが明らかにされた。(論文準備中)
ウイロイドの宿主適応変異に関する実証的研究

自然界に存在するあらゆる病原体には宿主特異性が存在する。ウイロイドはRNA病原体であり、400個に満たない塩基配列或いは分子構造中に、ある特定の生物種を宿主とするか否かの情報が存在すると考えられ、RNA分子のどこが宿主決定因子になるかを解析するための格好の材料である。ホップ矮化ウイロイド(HSVd)は自然界のさまざまな宿主に感染しており、各々特徴ある変異を持つ変異体が分離される。HSVdが多様な宿主にどのように適応してきたかを実験的に検証するために、まず(1)自然界に存在する変異を様々に組み合わせた変異体集団を作製し、各宿主植物中でどの様に選抜され適応してゆくかを実験的に解析した。また(2)各自然変異株を共通の宿主であるホップに感染させ10年間継代培養し、各自然変異株がホップにどのように適応したかを解析した。(1)の実験では自然界に存在するHSVdのブドウ、カンキツ、スモモ変異体の感染性cDNAからランダムDNAシャッフリング法で各々に特徴的な変異をランダムに組み合わせた変異体集団を作製した。これをHSVdの自然宿主であるキュウリ、ブドウ、モモ、カンキツ、ホップ及び非宿主であるシロイヌナズナに接種した。その結果、シロイヌナズナを除く5種の植物でHSVdの感染、増殖が確認された。各々の子孫ウイロイドの塩基配列を解折した結果、ブドウでは自然界でブドウに感染しているものとほぼ同一のもののみが選抜され増殖していたが、その他の宿主ではブドウ株とカンキツ株のキメラ分子が、ブドウ株と同様に、優占的に選抜される傾向があった。一方、スモモ株に特徴的な変異は感染の初期にはモモとホップで確認されたが、次第に淘汰されて消失してしまった。(2)の実験では、通常の栽培を行なったホップで10年間継代したHSVdのホップ、ブドウ、スモモ、カンキツ分離株の塩基配列を解析して、10年前の塩基配列と比較した結果、ホップ・ブドウ変異株に比べてスモモ・カンキツ株の変異が大きいことが明らかになった。つまり、感染した宿主によってウイロイド変異株の適応度に違いがあることが分かった。現在各々の変異株毎の変異率を解析している。病原体は自然界で様々な宿主に適応しながら変異を獲得してさらに様々な種に分化していく。裸のRNA病原体ウイロイドを例に病原体の宿主適応変異の実証的な解析を試みた。本試験においては、如何に均一にシャッフリングされたライブラリーを構築することが出来るかが重要なポイントになる。そこで、まず、上記のgc区とgcp区のライブラリーからそれぞれ100個ずつのcDNAクローンをランダムに選抜してその塩基配列を確認し、作製したライブラリーの多様性、つまりライブラリーに含まれる組換え変異体の種類とその頻度に極端な偏りがないことを確認した。さらに、各変異体cDNAライブラリーから試験管内RNA転写によりウイロイド接種源を作製して、HSVdの宿主であるキュウリ、ブドウ、ホップ、スモモに、また非宿主であるシロイヌナズナにそれぞれ接種した。