hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
Tangleの代数的構造の研究

グラフ理論、アルゴリズム理論、計算量理論の分野で、枝幅と呼ばれるグラフパラメータが精力的に研究されている。本研究の目的は、枝幅の双対概念に当たるtangleと呼ばれる離散構造を、代数的な観点で研究することである。研究成果として以下の6つが得られた:(1)極大イデアルとtangleの類似性、(2)イデアルとloose tangleの類似性、(3)Tangleにおける劣モジュラ性の役割、(4)Tangleのゲーム理論的解釈、(5)線形枝幅と単項イデアル、(6) Tangleの位相的解釈。本研究の目的は、3年間でtangleが有すると予想される代数構造を明らかにすることである。27年度の目標は、分割数が3での分割を用いた極大イデアルの定義とほぼ同じ形でtangleが定義できるか否かを、先行研究で用いられている証明方法を用い、明らかにすることであった。目標には到達できていないが、証明の鍵となる部分と既存の証明方法の限界が概ね把握できた。解明出来ていない大きな点としては、幾つかの証明におて、証明の過程で現れる集合の劣モジュラ関数値が定められた上限で抑えられることを示す必要が生じるが、これを示すための手法が確立されていない点が挙げられる。この点さえ克服できれば、通常のイデアルやフィルターで知られている性質とよく似た性質が、tangleの世界でも成り立つことが示せる。研究を進める中で新たな二つの視点も見えてきており、一つはtangleをMoore familyとし表現することで、もう一つはtangleを線形構造に制限したパラメータに着目することである。別の目標として掲げていたLoose tangleとイデアルの関係やtangleと超フィルターの関係をある程度明らかに出来たと考える。これらの研究結果を国内学会で発表した。既存の手法を組合わせて証明できることのある程度は明らかに出来たと考える。従来手法の延長で出来ることの限界を感じており、27年度の目標であった「3分割での定義が可能か否か?」の問題を解くには、新しい手法が必要ではないかと考えている。27年度の目標は達成できていないが、研究を進めていく中で新たに以下の2つの着眼点を得る事ができ、総合的にみれば概ね順調に進展していると考える。・申請時には気付いていなかった新たな代数的構造の糸口が発見でき、この発見はtangleの深い理解に大きく寄与すると考えている。この新たな代数的構造とは、tangleをMoore familyとし表現することである。これにより、tangle内に何らかの束の構造を見出せることを期待する。・申請時には予定していなかったが、tangleを線形構造に制限したパラメータ(線形tangleと呼ぶことにする)に対しても、何らかの代数的構造が存在すると期待できる。線形tangleの代数的構造を研究は、tangleの代数的構造の研究に寄与すると考える。本研究の目的は、tangleが有すると予想される代数的構造、特にフィルタとイデアルで表現可能な構造を明らかにすることである。28年度の成果としては:(1)昨年27年度の研究では解決できていなかった、分割数が3でのtangleの特徴付けに対する問題を、肯定的に解決した。これは、後述する「コンパス機能」と呼ぶ性質に着眼したことで解決できた。(2)27年度の研究で浮上してきた新たな問題の一つであった、tangleの木構造を線形構造に制限したパラメータに着目した研究に対して、木構造の時と類似の構造が線形構造にも見られることを示した。(3)自由超フィルタとしての視点を導入し、tangleと自由超フィルタの関係をより詳細に明らかにした。(4)co-tangleと超フィルタの同値性を示し、その結果を用いて枝幅とco-tangle(すなわち超フィルタ)のゲーム理論的解釈を与えた。(5)ゲーム理論的解釈を与える研究の副産物として、既に知られていた超フィルタと分割間の性質(本研究ではこの性質を「コンパス機能」と呼ぶ)を、連結システム上に拡張した。本研究は、tangleの代数的構造の理解が主たる目的であるが、これを研究するにあたり、連結システム上の超フィルタ、特に次の自由超フィルタに対する新しい知見が得られた:通常のフィルタでは、その台集合が有限である場合は自由フィルタが存在しないことが知られている。しかし本研究では、フィルタの概念を対称劣モジュラ関数を伴う連結システム上に拡張すれば、たとえ台集合が有限でも、自由フィルタが存在し得ることを示した。28年度の研究では大きな進展があった。27年度に得られた研究成果が、28年でより整理され、それにより考えが熟成することで、tangleの代数的構造がより深く理解できるようになった。特に、枝幅とco-tangle(すなわち超フィルタ)のゲーム理論的解釈を与える試みは、本研究を大きく進める結果となった。ゲーム理論的解釈を介すことで、tangleをより簡単にかつ本質的に理解することができるようになった。本研究の目的は、tangleと呼ばれる概念の代数的構造を明らかにすることである。ここでtangleとは、グラフ理論、アルゴリズム理論、計算量理論の分野で精力的に研究されている枝幅と呼ばれるグラフパラメータの双対概念である。研究のきっかけは、tangleの定義と(半順序関係上の)極大イデアルの定義が類似している点であった。そのため申請時では、tangleと極大イデアルの関係を明らかにすることが一つの大きな目標であった。

しかしながら研究を進めるにつれ、極大イデアルよりはむしろその双対概念である超フィルタとの関係を明らかにする方がよいことに気付き、28年度からは超フィルタの文脈を用いて、tangleを如何に解釈するかについて研究を行った。最終的には、当初の目標をほぼ達成できた。結果を一言でまとめるなら、tangleはある制限のついた自由超フィルタと解釈できる、と言える。ここでいう制限とは、劣モジュラ関数の値がある閾値を超えないというものである。ある意味、劣モジュラ関数の制約をつけることで、超フィルタの概念をtangleに自然に拡張できる、とも言える。Tangleを超フィルタの文脈で警官と泥棒ゲームとして解釈することで、tangleの定義の各公理と超フィルタの定義の各公理との対応関係がより鮮明になり、tangleの理解が容易になった。警官の必勝戦略が枝分解に対応し、泥棒の必勝戦略が超フィルタに対応することが明らかになった。さらに、申請時の計画にはなかったが研究を進めていく中で、線形枝幅に対応する単イデアルという概念を提唱し、枝幅と極大イデアルの関係と類似の関係が線形枝幅と単イデアルの間でも成り立つことを示した。グラフ理論、アルゴリズム理論、計算量理論の分野で、枝幅と呼ばれるグラフパラメータが精力的に研究されている。本研究の目的は、枝幅の双対概念に当たるtangleと呼ばれる離散構造を、代数的な観点で研究することである。研究成果として以下の6つが得られた:(1)極大イデアルとtangleの類似性、(2)イデアルとloose tangleの類似性、(3)Tangleにおける劣モジュラ性の役割、(4)Tangleのゲーム理論的解釈、(5)線形枝幅と単項イデアル、(6) Tangleの位相的解釈。27年度の目標である「分割数3でのtangleの再定義」に関しては、もうしばらくは従来手法を適用する線で粘り強く研究を進めながら、その一方で新手法の模索を試みる。上述した新しい2つの着眼点に基づき研究を進めて行き、その過程の中で新しい手法が発見できればと考える。申請時の予定通り、劣モジュラ関数をより一般化した関数でも、今まで得られてきた結果と類似の結果が得られるか否かを研究する。また、グラフで禁止グラフにあたる構造が、本研究では何にあたるかの研究も行う。情報学基礎理論研究成果発表のために予定していた旅費分が持ち越しとなったため。年度末に国際会議での発表があり、為替レートの影響を受ける旅費を事前に確定することが困難であった為。翌年度に研究成果を発表する際の旅費として使用。旅費の一部として使用。
双方向災害対応ネットワークによる災害情報インテグレーション

本研究では、地域の災害や防災に関連した多岐にわたる情報を、行政、住民、技術者、研究者などが収集・整理・共有・発信・利用するための枠組みを検討し、実際的なシステムやそれを用いた地域防災活動、そのための拠点構築などを検討した。これを災害情報インテグレーションと呼ぶ。結果として、高解像度のウェブGISをプラットフォームとして、多様なハザード情報や防災情報を統合し、多様な利用者が利用できるコンテンツとインターフェイスをもつ一連の地域防災情報システム群を構築し、その活用プログラムや利用拠点についても試みた。まずウェブGISによる詳細なハザードマップを構築した。過去から現在までの地形図や空中写真などに基づいて、一軒一軒が区別できる高解像度地図で地盤状況や盛土・切土分布を表示でき、地形とその変化を自由な角度から鳥瞰する3次元表示も使える。家屋や室内の安全性については、家屋の概要や家具配置を入力すれば耐震診断や家具転倒危険性の判定ができ、実際の地震時の建物の揺れや倒壊、家具の転倒のようすがリアルなアニメーションで表示される。さらに体感できる振動台などの教材とも連携する。災害・防災ポータルとして、地震、地盤、建物、防災などの基礎知識、建物耐震診断や家具転倒防止に関するコンテンツや様々なリンクを用意した。また住民が情報を効率的に収集して地域防災マップを作成する機能、WebLogやWikiとウェブGISの連携による地域住民の自発的地域情報構築の機能など、双方向災害情報システムとして活用しうる技術の開発を行った。自然言語を用いてウェブ上のキャラクターと会話をしながら情報を引き出すインターフェイスも利用できる。以上のシステムは、地域住民がリアリティを持って自らのハザードを知り、その理由を理解して、自らの住宅の耐震化や室内安全性向上、さらに継続的な地域防災活動へ展開するために有効である。本研究では、災害に関連した多岐にわたる情報を収集・整理・共有・発信・利用するための枠組みを検討し、かつ実際的なシステムや拠点の構築を行う(ここではこれを災害情報インテグレーションと呼ぶ)。これらにより、地域で防災活動を行う際に有用な双方向防災ポータルサイトを確立し、住民、行政、研究者、技術者などがそれぞれの立場で一体となって地域防災を推進するための枠組みを構築する。今年度は主に以下の検討を行った。1.地域の災害・防災ポータルとしての機能の検討地域の防災活動を推進する際に必要とされるシステムや、それを用いた活動プログラムについて、実際に防災活動を推進するNPO等とのディスカッションを行い検討した。情報への容易なアクセス、ユーザー側からデータを提供・更新していく双方向性、基盤となる情報をコンスタントに更新するための方策などの継続性、災害時につながる連続性など検討を行った。2.WebGISによる地域ハザード提供ウェブシステムのプロトタイプ構築災害・防災に関連する位置情報を適切に整理し、一般にもわかりやすい形で提供するため、ウェブインターフェイスによる地理情報システムを用いたポータルのプロトタイプを検討した。このシステムでは詳細な地図と航空写真をベースに、地盤データや地形の変化・改変、深部・浅部地盤構造、地震動特性、などについて、ネットワーク経由で通常のブラウザにより自在に閲覧できる。また、ワークショップなどでデータを書き込むことも想定されており、地域の災害・防災情報のプラットフォームになる。さらに、地形や地下構造をビジュアルに伝えるため、3次元表示に対応した3D-WebGISを用い、自由な角度から全体像を確認することができる。そのほかに、自然言語会話型ナビゲーションやe-ラーニングなど、災害・防災情報に容易にアクセスし、また理解を進めるための要素の検討を行っている。本研究では、災害・防災に関連した情報を収集・整理・共有・発信・利用するための枠組み検討と、それに基づいた地域防災のための実際的なシステムや拠点の構築を行う(ここではこれを災害情報インテグレーションと呼ぶ)。

昨年度から、双方向情報伝達を意識したウェブインターフェイスによるポータルサイトなど、地域の災害・防災情報のプラットフォームを構築してきており、今年度は以下の諸点を中心に、地域防災力向上のためのシステム、コンテンツ、利用法などについて検討を行った。(1)地域住民の防災活動推進に有効な災害情報の検討住民が現実感を持って地域のハザード情報を理解できるように、個人住宅が識別できる数十m単位の高解像度ハザードマップのあり方と、その構築法について検討を行った。(2)地域防災活動を活性化させる方法論と各種システムを開発ウェブインターフェイスによる3次元地理情報システム(3D-WebGIS)に加えて、地震の揺れや建物被害のシミュレーター、実際の教材とリンクしたEラーニング、楽しみながら知識を誘導する自然言語対話型ナビゲーション、地域情報を蓄積するWebLogとWebGISの連携、専門化の知識を集積する防災WiKiなどを検討した。(3)地域防災活動を推進する統合システムの検討上記の検討結果を組み合わせた利用法を検討している。すなわち、利用者が自分の家や地域の地震災害の状況を的確にイメージし、家屋や室内の被害状況シミュレーションで危険性を理解し、自然言語対話型ナビゲーションでわが家の防災対策の方法論を学び、具体的な地域防災活動に活用できるデータベースで主体的に情報収集を行い、実際の活動を通じて地域防災マップを作成して地域で閲覧する、といった一連の活動に利用できる。今後は、利用者の意見によるインターフェイスの改善、基盤となるデータの作成法、システムの維持管理方針、安定稼動の検討などを行う予定である。本研究では、地域の災害や防災に関連した多岐にわたる情報を、行政、住民、技術者、研究者などが収集・整理・共有・発信・利用するための枠組みを検討し、実際的なシステムやそれを用いた地域防災活動、そのための拠点構築などを検討する。これを災害情報インテグレーションと呼ぶ。昨年度までに高解像度ウェブGISをベースとした双方向オンライン防災情報システムに関する検討を行い、地域住民の参加も含めた災害・防災情報のプラットフォームが構築されつつある。今年度はシステム要素やインターフェイス、コンテンツの開発を継続し、地域で有効に活用できる災害情報のあり方の検討を進め、研究のまとめを行った。住民が地域防災情報を効率的に収集して地域の防災マップを作成する機能、自然言語入力によるeラーニング、WebLogやWikiとWebGISの連携による地域住民のための自発的地域情報構築の機能など、双方向災害情報システムとして活用しうる要素技術の開発を行った。また、災害・防災情報ポータルシステムとして、多岐にわたるコンテンツの収集・整理、利用者や利用目的に応じたインターフェイスの検討などを行った。
多元計算解剖モデルを利用した腫瘍診断支援システム

本研究は,健康寿命を短縮する危険度の高い悪性腫瘍(肺,大腸,腎臓)の早期発見とライフステージに応じた適切な治療管理による重症化予防を実現するために,多元計算解剖モデルによる肺を中心に大腸・腎臓に発生する悪性腫瘍の本態解明に挑み,これに基づいて高度知能化した腫瘍診断支援システムを研究開発するものである.4次元CT,広視野μCT, PET/CTの最先端イメージングの画像情報を中心にして臨床・病理・遺伝子情報と効果的に融合して悪性腫瘍の本態解明を導く.肺を中心に大腸・腎臓を対象に悪性腫瘍発病・進化過程をマルチスケール・マルチモダリティ画像と臨床・病理・遺伝子情報を用いてA01で実現される多元計算解剖モデルの基礎数理に基づいて数理統計的に統合解析する.このため,1.マルチスケール・マルチモダリティ画像データベース構築(3次元ミクロ・マクロ画像情報,臨床・病理・遺伝子情報の集積),2.基礎研究(マクロからミクロレベルの画像による病態の解明,画像情報と遺伝子情報の統合解析),3.開発研究(罹患ハイリスクグループの層別化,悪性腫瘍の進化の定量化,鑑別・予後予測技術の創出とそれを利活用したシステムの構築),4.実用化研究(腫瘍診断・治療支援システム開発と臨床現場での評価)を行う.本年度は,協力医療機関の倫理審査委員会の承認を得て画像データベース構築を継続して実施し,基礎・開発研究に重点をおいて画像情報と遺伝子情報の統合解析,3次元ミクロからマクロ構造の解析技術,肺を中心に大腸・腎臓の形態・機能解析技術,悪性腫瘍の進化の定量化,鑑別・予後予測技術の研究開発を推進し,これらの技術に基づいた腫瘍診断・治療支援システム開発を行い,その有用性の評価を実施した.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。健康寿命を短縮する危険度の高い悪性腫瘍(肺,大腸,肝臓)の早期発見とライフステージに応じた適切な治療管理による重症化予防を実現するために,多元計算解剖モデルによる肺・大腸・肝臓に発生する悪性腫瘍の本態解明に挑み,これに基づいて高度知能化した腫瘍診断支援システムを研究開発する.4次元CT,広視野μCT,PET,MRIの最先端イメージングの画像情報を中心にして臨床・病理・遺伝子情報と効果的に融合して悪性腫瘍の本態解明を導く.特に,肺・大腸・肝臓の3次元ミクロからマクロの病態を明らかにし,これらの悪性腫瘍発病・進化過程をマルチスケール・マルチモダリティ画像と臨床・病理・遺伝子情報を用いてA01で実現される多元計算解剖モデルの基礎数理に基づいて数理統計的に統合解析する.研究計画は,1.マルチスケール・マルチモダリティ画像データベース構築(3次元ミクロ・マクロ画像情報,臨床・病理・遺伝子情報の集積),2.基礎研究(マクロからミクロレベルの画像による病態の解明,画像情報と遺伝子情報の統合解析),3.開発研究(罹患ハイリスクグループの層別化,悪性腫瘍の進化の定量化,鑑別・予後予測技術の創出とそれを利活用したシステムの構築),4.実用化研究(腫瘍診断・治療支援システム開発と臨床現場での評価)を柱とする.本年度は,主に1,2,3に取り組み,データベース構築に向け協力医療機関の倫理審査委員会の承認を得て研究協力体制を確立しマルチスケール・マルチモダリティ画像データ収集を開始した.基礎・開発研究では肺・大腸・肝臓の形態・機能解析には血管系に焦点を当てた3次元ミクロからマクロ構造の解析技術の開発と鑑別・予後予測技術の基礎技術となる悪性腫瘍罹患ハイリスクグループの層別化法の開発を開始した.健康寿命を短縮する危険度の高い悪性腫瘍(肺,大腸,肝臓)の早期発見とライフステージに応じた適切な治療管理による重症化予防を実現するために,多元計算解剖モデルによる肺・大腸・肝臓に発生する悪性腫瘍の本態解明に挑み,これに基づいて高度知能化した腫瘍診断支援システムを研究開発する.4次元CT,広視野μCT,PET,MRIの最先端イメージングの画像情報を中心にして臨床・病理・遺伝子情報と効果的に融合して悪性腫瘍の本態解明を導く.特に,肺・大腸・肝臓の3次元ミクロからマクロの病態を明らかにし,これらの悪性腫瘍発病・進化過程をマルチスケール・マルチモダリティ画像と臨床・病理・遺伝子情報を用いてA01で実現される多元計算解剖モデルの基礎数理に基づいて数理統計的に統合解析する.研究計画は,1.マルチスケール・マルチモダリティ画像データベース構築(3次元ミクロ・マクロ画像情報,臨床・病理・遺伝子情報の集積),2.基礎研究(マクロからミクロレベルの画像による病態の解明,画像情報と遺伝子情報の統合解析),3.開発研究(罹患ハイリスクグループの層別化,悪性腫瘍の進化の定量化,鑑別・予後予測技術の創出とそれを利活用したシステムの構築),4.実用化研究(腫瘍診断・治療支援システム開発と臨床現場での評価)を柱とする.本年度は,協力医療機関の倫理審査委員会の承認を得て画像データベース構築を継続して実施し,基礎・開発研究に連結させて肺・大腸・肝臓の形態・機能解析技術の開発,血管系に焦点を当てた3次元ミクロからマクロ構造の解析技術の開発,鑑別・予後予測技術の基礎技術となる悪性腫瘍罹患ハイリスクグループの層別化法の開発に焦点を当てて実施した.本研究は,(1)(4)からなる.この研究推進にはSPring-8の利用と医工学領域の連携が必要となる.肺ミクロ形態を専門とする医学者,放射光CTを専門とするSPring-

8主幹研究員,悪性腫瘍(肺,大腸,肝臓)の診断・治療を専門とする医学者,遺伝子情報解析を専門とする医学者,マルチスケール・マルチモダリティ3次元画像解析を専門とする工学者との研究協力体制を確立した.本年度は(1),(2),(3)に注力し以下の通り取り組んだ.(1)マルチスケール・マルチモダリティ画像データベース構築:(a)治療前の拡大CT画像と治療後摘出標本の広視野μCT画像のマルチスケール3次元画像と臨床・病理・遺伝子情報のデータ収集(30症例),(b)経時的に撮影された拡大CT画像,PET,MRI画像,臨床・病理情報,予後追跡で得られる多様かつ膨大な時空間データベースを構築.(c)検診CT画像と臨床・病理情報からなるデータベース構築を継続して実施した.(2)基礎研究: 3次元ミクロからマクロの構造を高精度に抽出して時空間的な変化を定量的に捉える手法と病態の特性を定量的に表現する手法を開発する.肺・大腸・肝臓の3次元ミクロからマクロの病態を明らかにし,これらの悪性腫瘍発病・進化過程を画像と臨床・病理・遺伝子情報を用いて数理統計的に解析する手法を創出して悪性腫瘍の本態解明を導く手法の開発を推進させた.(3)開発研究:気管支系,血管・リンパ系,膜構造に焦点を当てた胸腹部臓器の構造解析法の開発を推進し,画像に展開して高精度に胸腹部臓器構造の精密解析法を進めた.本研究「多元計算解剖モデルを利用した腫瘍診断支援システム」に関する平成27年度の研究成果は、招待講演3件,学術論文7件、解説論文2件、国際学会発表:10件,国内学会発表:13件,受賞:1件,申請時の計画通り順調に進展している.本研究は,健康寿命を短縮する危険度の高い悪性腫瘍(肺,大腸,肝臓)の早期発見とライフステージに応じた適切な治療管理による重症化予防を実現するために,多元計算解剖モデルによる肺・大腸・肝臓に発生する悪性腫瘍の本態解明に挑み,これに基づいて高度知能化した腫瘍診断支援システムを研究開発するものである.4次元CT,広視野μCT, PET/CTの最先端イメージングの画像情報を中心にして臨床・病理・遺伝子情報と効果的に融合して悪性腫瘍の本態解明を導く.肺・大腸・肝臓を対象に悪性腫瘍発病・進化過程をマルチスケール・マルチモダリティ画像と臨床・病理・遺伝子情報を用いてA01で実現される多元計算解剖モデルの基礎数理に基づいて数理統計的に統合解析する.このため,1.マルチスケール・マルチモダリティ画像データベース構築(3次元ミクロ・マクロ画像情報,臨床・病理・遺伝子情報の集積),2.基礎研究(マクロからミクロレベルの画像による病態の解明,画像情報と遺伝子情報の統合解析),3.開発研究(罹患ハイリスクグループの層別化,悪性腫瘍の進化の定量化,鑑別・予後予測技術の創出とそれを利活用したシステムの構築),4.実用化研究(腫瘍診断・治療支援システム開発と臨床現場での評価)を行う.本年度は,協力医療機関の倫理審査委員会の承認を得て画像データベース構築を継続して実施し,基礎・開発研究に重点をおいて3次元ミクロからマクロ構造の解析技術,肺・大腸・肝臓の形態・機能解析技術,悪性腫瘍罹患ハイリスクグループの層別化法の研究開発を推進させた.肺ミクロ形態を専門とする医学者,放射光CTを専門とするSPring-8主幹研究員,悪性腫瘍(肺,大腸,肝臓)の診断・治療を専門とする医学者,遺伝子情報解析を専門とする医学者,マルチスケール・マルチモダリティ3次元画像解析を専門とする工学者との研究協力体制のもと研究開発を推進させた.
3次元再構築法を用いた根粒形成遺伝子の立体的発現解析

熱帯地方のパイオニアプラントとして用いられているモルッカネムの根粒からmRNAを精製し、cDNAライブラリを作成した。約1000個のクローンの中からインサートが十分の長さ挿入されている100個のクローンについてシークエンス解析を行ったところ70遺伝子の単離に成功した。成熟根粒で過剰に発現していると考えられるレグヘモグロビンは100クローン中8クローンを占め、今回のライブラリが正確であることが確認できた。単離した70の候補遺伝子についてRT-PCR法を用いて根粒特異的に発現する8遺伝子に絞り込んだ。8遺伝子についてはRACE法を用いて全長を単離し、BLASTN, BLASTXによる相同性検索を行ったところ、ノジュリン遺伝子として知られるレグヘモグロビン、enod12,enod40,MtN21遺伝子との相同性が確認できた。ノジュリン遺伝子の他にもproline-rich protein、セリンカルボキシペプチダーゼ、2種類のunknown proteinが含まれており、根粒形成には今までに単離されていない遺伝子の関与が示唆された。これらの遺伝子を用いてin situ hybridization法で根粒内の組織特異性を調べたところ、すべて遺伝子が根粒内の特異的な組織で働いていることを確認した。さらにすべての切片のin situ hybridizationの情報をPCに取り込み、3次元再構築法を用いて立体的に遺伝子の発現を見ることに成功した(投稿準備中)。組織特異的な発現観察が立体的に出来るようになり、今後1つの遺伝子解析のツールとして使えると考えている。根粒形成遺伝子の単離はミヤコグサの根粒形成変異体Ljsym3からポジショナルクローニング法を用いて行った。さらに相補性テストにより根粒形成能およびAM菌共生能が回復したことからLjSym3遺伝子が原因遺伝子であることを明らかにした。単離に成功したSym3遺伝子は核-細胞質間の物質輸送に重要な核孔タンパク質の遺伝子の一つと相同性が確認できた。このことから、植物-微生物共生は、微生物からのシグナルが植物の核へと情報伝達され、植物の核で共生相手として認識、共生器官である根粒の形成を誘導することによっておこることを強く示唆している。これらの成果について現在、今回の成果について論文投稿準備中である。単離したLjSym3遺伝子の発現を調べたところ組織特異的な発現をしていなかったため、根粒中でのLjSym3遺伝子の3次元再構築法を用いた立体的発現解析を行うことができなかった。現在、新たな根粒形成遺伝子の単離を再開している。根粒のみで発現する遺伝子をcDNAサブトラクション法を用いて単離する予定である。サブテーマのひとつ、蛍光指紋によって根粒内の特異的な組織の表示に関しては窒素固定領域の立体再構築に成功した。また、3次元再構築法を用いて4つの異なるタイプの根粒(有限型根粒、無限型根粒、アクチノリザル根粒、茎粒)の維管束のみの立体再構築に成功し、これらすべての根粒維管束の形態が異なることを明らかにした。これらの研究成果についても論文投稿準備中である。ミヤコグサの根粒形成変異体からポジショナルクローニング法を用いて根粒形成に必須な遺伝子としてヌクレオポリンの1つであるNUP133の単離に成功した。単離に成功したNUP133遺伝子は核-細胞質間の物質輸送に重要な核孔タンパク質の遺伝子の一つと相同性が確認できた。これらの成果はアメリカシアトルで行われた植物生物学会において、学会の実行委員からの推薦でミニシンポジウムの演題の1つとして選出された。また2006年1月に、Proc.Natl.Acad.Sci.USA誌に掲載され、表紙にも選出された(Kanamori et al.,2006,103:359-364)。さらにサイエンス誌のシグナル伝達に関するウェブサイトSTKEで取り上げられた。単離したLjNup133遺伝子の発現を調べたところ組織特異的な発現をしていなかったため、根粒中でのLjNup133遺伝子の3次元再構築法を用いた立体的発現解析を行うことができなかった。そこで新たな遺伝子を単離するために熱帯地方のパイオニアプラントとして用いられているモルッカネムの根粒を用い特異的に発現する遺伝子の単離を試み、70の候補遺伝子の単離に成功した。現在、今回新たに単離した70の候補遺伝子の組織特異性を調べ、根粒形成遺伝子の立体的発現解析を行っている。植物には固有の自家蛍光があるため、単離した遺伝子を蛍光タンパクを用いて3次元立体可視化を行った場合、バックグラウンドが高くなる可能性がある。蛍光指紋(EEM,励起蛍光マトリックス)のデータ等を新たに取得し、蛍光タンパクのみを可視化する必要があると考えている。

単離した70の候補遺伝子についてRT-PCR法を用いて根粒特異的に発現する8遺伝子に絞り込んだ。8遺伝子についてはRACE法を用いて全長を単離し、BLASTN, BLASTXによる相同性検索を行ったところ、ノジュリン遺伝子として知られるレグヘモグロビン、enod12,enod40,MtN21遺伝子との相同性が確認できた。ノジュリン遺伝子の他にもproline-rich protein、セリンカルボキシペプチダーゼ、2種類のunknown proteinが含まれており、根粒形成には今までに単離されていない遺伝子の関与が示唆された。これらの遺伝子を用いてin situ hybridization法で根粒内の組織特異性を調べたところ、すべて遺伝子が根粒内の特異的な組織で働いていることを確認した。さらにすべての切片のin situ hybridizationの情報をPCに取り込み、3次元再構築法を用いて立体的に遺伝子の発現を見ることに成功した(投稿準備中)。組織特異的な発現観察が立体的に出来るようになり、今後1つの遺伝子解析のツールとして使えると考えている。
細胞膜損傷が誘起する細胞間情報伝達の機序およびその意義の解明

細胞膜にできた小さな損傷の修復にはエキソサイトーシスが必須である。これまでに、細胞膜に繰り返し損傷を与えると2回目の損傷修復が1回目よりも早く、この修復促進反応には、以前の損傷からの時間に応じてプロテインキナーゼCやプロテインキナーゼAのキナーゼ活性、および転写因子CREBに依存した遺伝子発現を必要とすることを明らかにしてきた。本研究において、細胞膜損傷を受けた細胞のみならず、その周辺の細胞においてもCREB依存的な遺伝子発現が活性化され、膜修復が促進されることを明らかにした。さらに、一酸化窒素/プロテインキナーゼGを介した情報伝達経路が、周辺の細胞におけるCREBの活性化を誘起していることも明らかにした。これまでの研究において、膜損傷を受けた細胞では転写因子CREBの活性化が誘起されることを見出してきた。それに加え、損傷を受けた細胞の近傍に位置する細胞でもCREBの活性化が誘起されることが確認されたので、損傷を受けた細胞の近傍の細胞でCREBの活性化に至るシグナル伝達経路を検討した。CREBの活性化を評価するために、マーカー色素fluoro-emerald存在下でMDCK細胞のモノレイヤーを注射針でひっかき、細胞膜に損傷を与えた。その後固定し、抗リン酸化CREB抗体による免疫染色を行った。まず、ATPによる情報伝達の可能性を調べるため、ATP加水分解酵素apyrase存在下で細胞膜損傷を与えたが、損傷を受けた細胞の近傍の細胞でCREBの活性化が認められた。次いでギャップジャンクションを介した情報伝達の可能性を調べるため、阻害剤carbenoxoloneを用いたが、CREBの活性化が認められた。一酸化窒素(NO)の関与を調べるために、NO合成阻害剤L-NAME存在下で細胞膜損傷を与えたところ、損傷を受けた細胞ではCREBが活性化されていたが、その近傍の細胞ではほとんどCREBが活性化しなかった。さらにNO消去剤carboxy-PTIOを用いて、溶液中のNOを除いたところ、損傷を受けた細胞でのみCREBの活性化が認められた。NOドナーNOR3を培地に添加したところ、細胞膜損傷無しにCREBの活性化が認められた。以上の結果から、細胞膜損傷を受けた細胞が産生するNOが近傍の細胞に作用し、CREBの活性化をもたらしていることが明らかとなった。さらにcGMP依存性プロテインキナーゼ(PKG)を阻害してもNOの阻害と同様の効果が認められ、NO-cGMP-PKGの経路がCREBの活性化に関与していることが示唆されたので、今後詳細に検討していく予定である。これまでの研究において、膜損傷を受けた細胞では転写因子CREBの活性化が誘起されること、それに加え、損傷を受けた細胞の近傍に位置する細胞でもCREBの活性化が誘起されることを見出してきた。更に、損傷を受けた細胞の近傍の細胞におけるCREBの活性化には、一酸化窒素(NO)が関与する細胞間情報伝達系が必要であることも見出してきた。今年度はさらにその下流の情報伝達系を検討した。cGMP依存性プロテインキナーゼ(PKG)を阻害したところ、NOが関与する細胞間情報伝達系の阻害と同様の効果が認められた。また、NOのドナーであるNOR3をPKG阻害剤存在下で与えるとCREBのリン酸化が抑制されたが、NOR3単独の処理でCREBのリン酸化が誘起された。以上の結果から、NO-PKGの情報伝達経路が近傍の細胞におけるCREBの活性化に関与していることが明らかになった。次に、細胞膜損傷の修復速度について検討した。まず1回目の膜損傷を与え、膜修復に要する時間を計測した。次に損傷を与えた近傍の細胞における膜修復を1回目の損傷から24時間後に解析したところ、近傍の細胞における膜修復は有意に促進されていた。また、CREBのミュータントを発現させた細胞では、このような反応が見られなかった。更に、NO-PKGの情報伝達経路を遮断して1回目の損傷を与えたところ、近傍の細胞における膜修復は促進されなかった。以上の結果から、細胞膜損傷を契機としたNO-PKGの情報伝達経路の活性化は、近傍の細胞におけるCREBの活性化を引き起こし、結果として近傍の細胞の膜修復反応を促進していることが明らかとなった。細胞膜損傷の修復には、損傷箇所から流入するカルシウムイオンによって誘起されるエキソサイトーシスが必須である。同一の細胞の細胞膜に繰り返し損傷を与えると2回目の損傷は1回目よりも通常早く修復し、2回目の損傷時のエキソサイトーシス量も1回目より多い。この修復促進反応は、以前の膜損傷からの時間に応じて幾つかの機構がある。例えば、損傷の間隔が5分程度の場合、プロテインキナーゼA(PKA)やC(PKC)の活性が修復促進には必要である。

また、損傷の間隔が24時間という長期になると、修復促進反応には転写因子CREBに依存した遺伝子発現が必要となる。本研究課題においては、これまで、一酸化窒素(NO)による細胞間シグナル伝達によって、細胞膜損傷を受けた細胞のみならず、その周辺の細胞においてもCREB依存的な遺伝子発現が活性化され、それらの細胞において膜修復が促進されることを明らかにしてきた。今回、膜損傷を受けた細胞の周辺の細胞における修復促進反応が、膜損傷の5分後には既に観察されることを新たに見出した。この短期の反応はアデノシン三リン酸が関与するプリン作動性シグナル伝達を遮断すると消失したが、CREB依存的な長期の修復促進反応にはプリン作動性シグナル伝達の遮断による影響がみられなかった。逆にNOによる細胞間シグナル伝達を遮断すると、周辺の細胞における長期の修復促進反応は阻害されたが、短期の修復促進反応に影響は認められなかった。これらのことから膜損傷を受けた細胞の周辺の細胞においては、これまで明らかにしてきたNO/CREB依存的な長期の修復促進反応に加えて、ATP依存的な短期の修復促進反応が存在することが明らかになった。さらに、プリン作動性シグナル伝達により、周辺の細胞においてはPKAおよびPKCが活性化され、短期の修復促進に至っていることを見出した。交付申請書において提案した内容は、細胞膜損傷が誘起する細胞間情報伝達系を明らかにすることと、損傷を受けた細胞とその周りの細胞における膜修復の比較検討であった。これらの目的は「研究実績の概要」で述べた通り、当初の計画通り達成された。24年度が最終年度であるため、記入しない。得られた研究成果の公表が遅れているので、新年度早々に学会発表と論文の投稿を予定している。また、研究においては、これまで検討してきた遺伝子発現を伴う長期の修復促進反応に加え、キナーゼ活性が関与する短期の修復促進反応が細胞間情報伝達系によって近傍の細胞に伝搬していくかについても検討を行い、その成果を次年度中に発表することを目指す。
適応的セキュリティ制御とプライバシー保護支援を可能とするビッグデータ流通基盤

ラムダアーキテクチャをベースとし、SDNを発展させたネットワーク方式、Hadoop向けファイルシステムとI/O技術等、セキュリティアーキテクチャと並列分散処理技術を統合したビッグデータ流通基盤を提案することができた。また、本基盤において、ゲノム検索においてプライバシー保護を可能とする秘密計算応用、自動走行向けダイナミックマップにおける入力データクレンジング、大量のマルウェア分析による悪性サイト検出など、法制度と社会規範の考察が必要な実社会での応用技術について具体的な成果が得られた。本研究では、ビッグデータの流通に携わる者に全てにとって安心・安全で利用しやすいビッグデータ流通基盤の構築方式を目指し、ビッグデータ流通基盤の適応的なセキュリティ要件の伝搬と制御技術、およびビッグデータの適応的なプライバシー保護支援(匿名性制御)技術を検討し、実験システムを用いて評価することを目的とする。この目標に向けて、(A)セキュリティアーキテクチャ技術、(B)並列分処理技術、(C)ビッグデータ応用技術、さらに(D)法制度と社会規範を担当する4つの分野を担当する研究チームが相互に連携して研究を進めるている。H27年度は、それぞれのチームが、ビッグデータ流通基盤のモデル構築とセキュリティアーキテクチャ基礎検討を行った。ガバナンスの観点からセキュリティアーキテクチャ(A)の全体像を情報処理学会誌の記事としてまとめるとともに、二次利用時の技術課題、特に、緊急災害情報を対象とした事例分析を学会研究会等にて発表した。並列分散処理技術(B)と応用技術(C)については、基盤となるHadoop Map reduceのファイルシステム、ディスクキャッシュ、I/O関連の特性について評価し、査読付き国際会議等で発表した。法制度の課題(D)については、ビッグデータ活用と個人情報保護法改正との関係について学会にて議論した。本研究では、(A)セキュリティアーキテクチャ技術、(B)並列分処理技術、(C)ビッグデータ応用技術、さらに(D)法制度と社会規範の4つの研究チームを構成し、相互に連携をとりながら研究を進め、複数組織にまたがるビッグデータ流通基盤において、セキュリティ確保と高効率性を両立できる構築方式に向けた基礎検討を予定以上に進めることができた。ビッグデータ流通基盤のモデル構築とセキュリティアーキテクチャ基礎検討を担当する(A)(B)では幅広い視点から技術課題を検討することができ、その検討状況を学会研究会などで多数発表して議論を深めることができた。H28年度に本格検討するビッグデータ応用技術(C)についても、先行して評価システムの準備を進めることができた。法制度の検討(D)においては、個人情報法保護法改正に合わせたプライバシー保護についての検討を進め、学会での発表と議論を深めることができた。以上のように、研究の初年度の目標以上の進捗状況であり、当初計画以上に進展している。この目標に向けて、(A)セキュリティアーキテクチャ技術、(B)並列分散処理技術、(C)ビッグデータ応用技術、さらに(D)法制度と社会規範の4つの分野を担当する研究チームが相互に連携して研究を進めている。H27年度から進めているアーキテクチャの全体像の検討を発展させ、H28年度は、秘密計算の並列分散処理技術の評価を進めた。並列分散処理においては、H27年度の要素技術の検討を継続し、更に、SDNを深化させたDPN(Deeply Programmable Network)をベースとする分散処理技術において、トラヒック制御、耐災害システム技術など、多数の成果が得られ、査読付き国際会議等にて発表できた。ビッグデータ応用分野として、ライフログ、スポーツ観戦者の推計などの応用に加え、未知マルウェア検出に取り組んだ。成果として、統計的な方法によって未知マルウェアを検出する手法を提案し、実データを用いた評価とともに論文誌に掲載することができた。また、法制度の観点から、個人情報保護法の改定内容の分析に加え、ビッグデータと密に関係する人工知能の課題について分析することができた。本研究では、(A)セキュリティアーキテクチャ、(B)並列分散処理技術、(C)ビッグデータ応用技術、さらに(D)法制度と社会規範の4つの分野を担当する研究チームが相互に連携して研究を進めている。H28年度は、(A)セキュリティアーキテクチャ技術としてラムダアーキテクチャの評価を進めるとともに、(B)SDNを深化させたDPN(Deeply Programmable Network)をベースとする分散処理技術において様々な技術成果が得られた。(C)ビッグデータ応用技術では、未知マルウェアの検出手法の研究において大きな成果が得られた(論文誌に掲載)。(D)法制度においては、AIの進展に伴う課題において新たな分析ができた。本研究では、ビッグデータの流通に関わる全てのものにとって安心・安全で利用しやすいビッグデータ流通基盤の構築方式を目指し、ビッグデータ流通基盤の適応的なセキュリティ要件の伝搬と制御技術、およびビッグデータの適応的なプライバシー保護支援(匿名性制御)技術を検討し、実験システムを用いて評価することを目的とする。H29年度は、ラムダアーキテクチャをベースとし、SDNを発展させたネットワーク方式、Hadoop向けファイルシステムとI/O技術等、セキュリティアーキテクチャと並列分散処理技術を統合したビッグデータ流通基盤を提案することができた。

また、本基盤において、ゲノム検索においてプライバシー保護を可能とする秘密計算応用、自動走行向けダイナミックマップにおける入力データクレンジング、大量のマルウェア分析による悪性サイト検出など、法制度と社会規範の考察が必要な実社会での応用技術について具体的な成果が得られた。また、法制度の観点からは、AI技術の発展や日・米・欧などの地域間におけるグローバルな情報流通の観点から、柔軟なセキュリティ確保とプライバシー保護が求められるビッグデータ応用分野の課題が整理できた。研究成果については、6件の査読付きジャーナル論文誌に採録され、国際会議や学会の全国大会などで口頭発表を行った。ラムダアーキテクチャをベースとし、SDNを発展させたネットワーク方式、Hadoop向けファイルシステムとI/O技術等、セキュリティアーキテクチャと並列分散処理技術を統合したビッグデータ流通基盤を提案することができた。H28年度は、前年度の基礎検討を発展させ、複数組織にまたがる評価用ビッグデータ応用システムの構築に向けて、一次利用と二次利用間のセキュリティ制御の連携プロトコルとApache Hadoopの改善策の有効性評価等を行う。また、匿名化処理の適応的な変更方式を検討する。平行して、ライフログサービス等の応用システムを対象として、分散型評価環境の安全性評価を並列分散処理技術チームと共同で進める。以上のように、今後も(A)セキュリティアーキテクチャ技術、(B)並列分処理技術、(C)ビッグデータ応用技術、(D)法制度と社会規範の4つの研究チームが密に連携しあい、ビッグデータの流通に携わる者に全てにとって安心・安全で利用しやすいビッグデータ流通基盤の構築方式の確立を目指すH29年度は、前年度の成果を発展させ、ビッグデータ流通基盤の評価システムとして、ラムダアーキテクチャをベースとするプロトタイプを用いて流通基盤の実現性を評価する。ビッグデータ応用としては、プライバシー保護が重要なライフログに加え、未知マルウェア検出など、サイバーセキュリティに直結するビッグデータ応用も対象として加える。また、実社会での応用において必須となる法制度からの分析評価を加えることにより、多角的な視野にたった研究成果を目指す。29年度が最終年度であるため、記入しない。情報セキュリティ29年度が最終年度であるため、記入しない。
水深によって傾斜角が変化するライザー管の渦励振に関する、流体構造連成解析法の開発

海底からの資源を安全に採取する技術を確立することが、ますます重要となってきている。資源を採取に用いられる各種の機器に対する、信頼ある設計手法が不可欠である。本研究は海底から洋上に資源を運び上げるために用いる長大な管は、水の流れなどから受ける力によって制止せず常に揺れている。この揺れが管の破壊をもたらすことがある。この揺れを起こす力を推定できる方法を提案した。また、その揺れを小さくするために、管表面に突起を付けること有効ではあるが、付け方によっては逆効果となることもあることを示した。大水深域での海洋資源開発における必須技術であるライザー管の一種に、Steel Catenary Riser (SCR:鋼管を懸垂曲線状に設置するタイプ)がある。本タイプは大水深での設置に適した新しい形態ではあるが、局所的に曲率が大きくなるため、管の疲労破損に対しては強い懸念が持たれている。特に渦励振による疲労促進の評価が重要な課題であり、その解析手法の確立が最近ますます強く望まれてきている。そのような中、申請者は最近、後流振動子という理論モデルを駆使して、剛体管の渦励振にともなう流体力を、大規模な数値計算に依らずに推定できることを証明した。引き続く予備研究から、この理論はライザー管の弾性挙動の予測に十分に応用可能と推測している。そこで本研究は、流れに対して傾斜角をもつSCRの渦励振に関して、流体・構造の両面から理論的および実験的に検討を行うことで、その動的挙動を解析できる実用的なシミュレーション方法を開発する。平成21年度は、本理論の検証をさらに進めるための実験を実施するために、剛体円柱の自由動揺実験装置の設計と製作を行った。幅の狭い2次元水槽用に作られた模型をベースとして、大型実験試験水槽に設置するための取付機構も作成した。これにより、水槽の側面影響を最小限に抑制することができた。構造部材による弾性的な復原力を模擬するためのスプリングバネの固有周波数を計測した後、円柱の自由動揺試験を行った。先行研究では、バネの固有周波数に渦放出周波数が同期するロックイン現象のみに着目した実験がほとんどであったが、本実験では、ロックイン状態への遷移状態における計測を特に綿密に行った。その結果、流体由来の周波数成分と、構造由来の周波数成分とが共存する状態(うなり状態)の存在を明確に検出することができた。この知見は、次年度(平成22年度)に実施する予定の、ライザー管の構造解析法と流体力推定法との連成解析法を作成するための貴重な知見となる。ラグランジュ差分法を用いた流体構造連成解析手法については、構造解析部分のコード実装をほぼ完了させることができた。反復アルゴリズムには当初、シンプルなニュートン法を用いる予定であったが、数値安定性を高め実用に供することを可能とするために、一般化最小残差法を組み込んだ。剛体円柱を用いた水槽実験では、昨年度に明らかとなった「渦放出固有成分と支持系固有成分との共存現象」を詳細に調査することに主眼を置いた。理論面では、過去に提唱した後流振動子理論を発展させる形で数理解析を実施し、うなり解の特徴を表現することを試みた。その結果、現理論は渦励振応答に見られる3つの分枝のうち2つを良く再現できるが、残りの1つに関しては良好に実現象を再現できないことが判明した。これを受けて、実験面では、これまでに使用してきたフーリエ変換に加えて、ヒルベルト変換も用いることにした。実験データをヒルベルト変換によって分析した結果、振幅変調と振動数変調を明解に抽出することに成功した。この結果は、上記の現象を単純に2固有成分の線形重ね合わせとして表現することはできないことを示しており、従来のうなり理論を修正する必要があることを認識された。上記の成果は、本研究が目指している「実用的な流体構造連成解析手法の開発」が8割方完了したことに対応しており、これは申請時の計画に沿ったものである。平成23年度には、作成した計算コードを多数のケースに対して適用して、実用性をさらに検証することを予定している。今年度はその基盤づくりを実施できた。ライザー管の振動を抑制するために管表面に突起状の物体を付加するという方法が提唱されている。本年度は、水槽実験および数値計算によりこの方法の効果を検証した。ライザー管の一部分を模擬した小型の円柱模型に付加物体(細いパイプ)を取り付けた。この取り付け位置と円柱の中心を結ぶ線分、およびよどみ点と円柱の中心とを結ぶ線分とがなす角度を調節できるようにした。その結果、この角度がある程度小さい場合には、従来指摘されていた通りの効果が発揮されることが確認された。付加物体ありの円柱に作用する揚力は、付加物体のない円柱に作用する揚力よりも小さくなり、かつ振動振幅も小さくなった。しかし、この取り付け角度を少しずつ大きくしていったところ逆の効果が現れた。

揚力が急激に大きくなり、それに伴って円柱の振動が振幅・振動数ともに上昇した。この事実から振動を抑制する目的で突起状物体を付加する際には、流れの向きを把握したうえで取り付け角度をある値よりも小さくなるように注意する必要があることが分かった。同様の現象に対して、格子ボルツマン法を用いた数値シミュレーションによっても検討した。数値計算が実験において発生した現象を概ね再現できたことを確認した後、揚力が大きくなるケースについて計算結果を分析した。その結果、付加物体の取り付けにより円柱表面近傍における流れの剥離が促進され、円柱後流に生成される渦が強化されることが分かった。それに伴い渦生成部分における圧力変動が大きくなっていた。これが揚力増大の直接的な理由であった。レイノルズ数が変化した場合、この現象にどのような変化が起こりうるかも調べた、その結果、レイノルズ数が大きくなると、付加物体の揚力低減効果が失われる取り付け角度が小さくなることが分かった。
アジア太平洋における国際有機農産物貿易とその影響

この調査ではアジア太平洋地域における有機農業の経済社会面、環境面での影響とそれが果たしうる役割について研究を行った。1.有機農産物貿易の世界的な傾向と影響、2.有機農業貿易がコミュニティー開発に与える社会経済面、環境面での影響、3.有機農産物市場及び生産に関する国内・国際政策、4.消費者の嗜好と有機農産物の購入意欲に関する経済学分析。1990年代の西側世界における所得の増大、消費者の健康志向、環境への関心の高まりが有機i農産物市場の成長の契機となった。これらの変化により、生産者と消費者を結ぶ有機農産物専用の供給ラインが出来上がり、有機農産物市場は過去20年間で格段に拡大した。2004年7月-12月の間、北京、マニラ、バンコク、東京で、消費者の嗜好や有機i農法による白菜の購買意欲経済学理論と計量経済学分析を行った。スーパーの1040人の買い物客に対し、二つの設問を設けて、Closed-ended CVMメソッドを用いて購買意欲(WTP)に関するデータをとった。Double-bounded logit modelを用いた実証研究により、白菜に関する回答者の最大WTPは北京で11元、マニラで132ペソ、バンコクで96バーツ、日本で495円であった。有機農産物の購買意欲は、北京では57%、マニラでは71%、バンコクでは59%、東京では40%であることが分かった。各国の有機性白菜の最大WTPの見積もりは通常の白菜のローカル市価より高い約200-400%だった。回答者の中で、有機農産物の持つ社会的・環境的属性にお金を払おうと思う人は1.3-6%にとどまっていたが、先進国における有機農産物の需要は、持続可能な農業を促す。WTPに著しい影響を与えた変数は国によって異なるが、次のものを含むことがわかった:価格、野菜購入の頻度、野菜をどの程度洗うか、家計の食費の出費に占める野菜の割合、教育程度、結婚・未婚、収入、家庭で食事をとる頻度、家庭に乳幼児がいるかどうか、性別、年齢、仕事の有無。政策及び制度に関する調査により、1、有機農業に関する政策枠組みが持続可能な開発を十分に促していない。2、多くの途上国において有機農業に関する政策および立法の主目的が収入の増大にある。3、有機農産物の交換と有機農法に関する政策にとって品質保証が最も大事な要素であることがわかった。有機農法等の環境にやさしい農法は、農業従事者やコミュニティーに社会経済上、環境上の恩恵をもたらす。科学技術や地方団体がより持続可能な農法を推進していることが同地域の多くの国々によってみられた。しかし、持続可能な農法の拡大は、不適切な政策によって制約を受けている。2003年5月から2004年2月の間に、研究課題として4つの研究活動を実施。(1)ドキュメンタリーリサーチ(2)調査アンケート作成(3)海外視察(4)研究課題のウェブサイト作成。

研究の目的は、情報とデータを収集し概念及び分析の構成を発展させる事と、日本、タイ、中国、フィリピンおよび世界市場における有機生産とその取引の進展と社会的影響を学ぶための手段を獲得することである。文献調査により、有機農業に関するデータはほとんどが定性的、選択的、逸話的であることが判明した。また入手可能な量的情報は大部分が概算である。明確な生産データは入手できないが、アジアおよび世界の有機生産は毎年10-14%成長しているとされる。文献によりまた、有機及びそれに替わる農業の形態の多くの社会的特性が指摘される。4カ国における視察の中で、有機農業は、次第に農業者、消費者および政府機関の関心を集めている。文献レビューからの情報もまた、消費者と地域調査に対するアンケートを作成する上で有益である。海外視察により、研究ネットワークが強化され、不明瞭なデータを現地の機関と共に明確にすることが可能となった。また,潜在的な情報提供者を獲得する糸口をつかみ、翌年のフィールド調査の時期と場所を確認することができた。初年度の調査研究は満足のいくものであり3カ国での分析作業とフィールド調査の道を開いたといえる。また、次の段階での研究課題の考察に期待できるものである。文献レビュー、さらに展開された概念構成及び調査国での諸手配に基づき、2004年4月から2005年2月までに主として以下のフィールド調査を実施した。(1)データ収集のため、日本、中国、タイ、フィリピンにて、1000人の消費者を対象としたアンケートとフィールド調査(2)日本、中国、タイ、フィリピン、米国のスパーマーケットのマネージャー及び関連する政府機関およびNGOへのインタビュー(3)データ入力及び質的・量的分析の準備(4)収集したゲータを調査プロジェクトのウェブサイトにアップロード(5)学会や出版物を通して調査結果を発表次年度は、収集したデータをさらに発展させた概念と計量経済学および社会民族誌のモデルを用いて分析する。主として以下の調査結果を含む。(1)世界有機貿易の傾向と調査国での農業分野での経済的影響(2)有機食品に対する消費者の嗜好と購入意識(3)調査国における有機食品生産とその貿易の社会的影響(4)急速に増加する有機食品貿易に関する国および地域的あるいは国家間の経済政策における変化今回の調査結果の発表手段として、現在以下の学会発表と出版を計画中。2005年度の実施で、学会発表と3冊の出版を計画し、また以下の調査課題が完了した。(1)残っていた消費調査のデータ入力(2)コンピュータデータベースの矛盾と間違いを修正(3)紅茶、米およびコーヒーの世界需要と世界供給予測のためのデータベースの整理(4)EUと米国の有機農業と市場についての情報、データ収集(5)日本、中国、タイ、フィリピン政府とNGOの有機食品における政策と影響についての情報収集(6)日本、中国、タイ、フィリピンの有機食品生産者のデータ収集(7)協力してくれたスーパーマーケット、調査を実施した団体および個人にお礼の手紙を送る。調査は以下の分析にともない実施する。