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イギリス風景式庭園の美学的研究

本研究は、一八世紀初頭に誕生したイギリス風景式庭園の誕生前史、および現代的影響を美学思想史的に解明する。それにより近代美学の理解を深め、近代自然観や現代の景観設計の批判的考察を目指す。具体的には、従来行ってきた一八世紀イギリス庭園論の精査を継承・発展しつつ、以下の二つの庭園思想を文献実証的・思想史的に研究、その内的論理を剔刔する。(1)風景式庭園誕生をもたらした一七世紀イギリスの庭園論、特にピューリタン革命期の科学思想に関係する庭園(農業・園芸)書。(2)一九世紀における風景式庭園の変質を示すレプトンとラウドンの理論。現代的意義を考える際に必須の田園都市、ランドスケープ・アーキテクチャーに関する理論。平成11年度は、一八世紀の風景式庭園論が変質し、一九世紀的な理論に変化してゆく過程を、イリュージョニズムの解体、ピクチャレスク美学の受容、レプトン、ラウドンの庭園論等を中心に研究し、現代の環境設計を踏まえ研究全体の総括を行なった。その成果は、様々な機会に公表した。特に平成11年5月末6月初のアメリカでの学会発表は、イギリス風景式庭園の一九世紀以降の伝搬を考える上で実りが大きく、それを改訂版は学会主催者により採択されて、英文の書物Dowler,Carubia,Szczyglel(eds.),Contours,Contortions,and Contradictions:Revealing Gendered Topographiesへの掲載が決定した。また同年10月におけるポーランド・グダニスク大学での連続講演でも本研究全体の成果を公表し、美学界の重鎮、ボーダン・ジェミドック教授を初めとする学者達の評価を得たと信ずる。さらにそれらは東京大学出版会第42回刊行助成公募に採択され、平成12年6月出版予定である。平成10年度は、主に一七世紀イギリスの庭園論を、その政治的文脈も顧慮しつつ、以下の3項目に亙り研究した。(1)一七世紀初頭のキリスト教神秘主義(就中ホーキンズ)と新ストア主義(リプシウス)の伝統的庭園観。(2)その閉ざされた庭を世界へと開く原動力となったピューリタニズムの庭園観(就中ハートリブ・サークルのシヴィック・ヒューマニズム)。(3)それを次世紀初頭の風景式庭園誕生に繋げた、王政復古期のシヴィック・ヒューマニズムとエピキュロス主義の庭園観。(4)更に、それが一八世紀にどう受容されたかを、庭園の商品化批判を絡め、ポープのシヴィック・ヒューマニズム的庭園論に関して見た。「研究発表」の欄に挙げた四つの論文は、以上の四つの内容に順に対応する。また一九世紀初頭のレプトンとラウドンの庭園論に関しても概括的・先行的な研究を行い、その成果を平成10年10月にドイツで開かれた第9回グライフスバルト・ロマン派学会で発表、批判等を乞うた。
自然環境に特有な割引率および現在バイアスとその決定要因の測定

自然環境の保全には,将来への投資という側面と公共財という側面がある.今までの環境評価の実験と異なり,谷津干潟環境のための支払いとそれによる環境改善の間の時間的ラグについて明示して,環境改善のための支払い意思を尋ねると,支払い意思額が有意に下がった.さらに(1)金銭に対する時間選好率よりも(2)利他主義の代理変数である震災へのボランティア活動への参加程度のほうが環境評価を押し上げた.環境に特有な時間選好率は,環境改善のための支払い意思額を所与とし,投資時期と環境改善時期の違いによる環境改善量を尋ねる手法を開発できたが,谷津干潟に来られる人に限りがあり,研究には継続が必要である.本研究は、千葉県習志野市にある谷津干潟の野鳥を中心とした環境評価と時間選好率の関係を明示的にする目的で行っている。一定のストーリーを与えて、環境の量の変化に対していくら支払えるか(または補償してもらいたいか)を推定する仮想評価法(Contingent Valuation Method)を用いている。環境への投資には時間がかかるため,時間選好率は重要な要因のはずだが,先行研究ではほとんど無視されているため、本研究ではその点に焦点をあててている。谷津干潟自然観察センターの許可の元で,作成したWEBサイトを通じて応募してきた被験者を対象に2011年には初夏に1回、2012年には夏季と冬季に実験を行った。夏季に行った実験では前年に引き続き、環境改善のための支払い意思額(Willingness to Pay,以下WTP)を計測した。説明要因として一般的な属性に加え金銭的な報酬に対する時間選好率とボランティアの回数を採用した。その結果,報酬を後回しにできるという意味での時間選好率の低さとボランティアの経験数が環境評価にプラスに働くという結果を得た。環境への投資は将来への投資であることから,前者の結果は直感的に正しい。我々は被験者の属性のうち,時間選好率と利他主義に焦点をあてた。また環境投資にもリスクがあることから,リスク態度も測定して関連をみることとした。冬に行った第二回目の実験では,被験者の属性としてHolt and Laury(2002)を用いてアンケートによる時間選好率およびリスク態度の測定を行った。またDavis(1956)の人格指標テストを行った。その結果,人格指標のうち他人への共感程度の高い人が環境を高く評価していることがわかった。ボランティア参加回数は利他性の顕示であると考えられるので一貫性のある結果が得られている。本研究の最終的な目的は、環境評価において重視されてこなかった時間選好率を明示的に考慮しつつ、(1)環境評価に含まれているバイアスを抽出する(2)環境評価が高い人の特性を明確にする(3)環境に特有な時間選好率を測定する新しい試みを行う、の3つにある。過年度までの研究で(1)グループ比較により、従来の環境評価にはバイアスが含まれており、今すぐ環境投資を行って来年以降に結果が現れるといった投資時期と成果の間の時間差を明示的にすると、明示的にしていない場合と比較して、環境への支払い意思額が有意に減る(2)環境への投資には、A.将来の投資という側面とB.公共財としての側面の二つがあり、それぞれの代理変数として、A.金銭に関する時間選好率B.ボランティア活動への参加経験がそれぞれ有効であった。さらに(3)環境に特有な時間選好率を測定するために、通常は環境の量の増加分に対して支払意思額の増加分を測るが、支払額を一定として望ましい環境の量の増分を答えてもらうことにした。今年度は(1)過年度に行った実験のサンプルを増やすこと(2)人格テストを起用して分析を精緻化することの二つを目的に研究活動を行ってきた。そのため同じやり方で被験者を募集した。2月の大雪の影響で、被験者集めがうまくいかなかった。3月に日程を変更して谷津干潟に集まってもらった19人を対象にフィールド実験を行った。谷津干潟に訪ねてくる人数には限界があるため、この手法によるデータの収集は最後となった。サンプルを増やしたことで、B.ボランティア活動への参加経験の有効性が高まり、利他的な人が高く環境を評価することがわかってきた。人格テストではデータ分析の結果、他人の感情を理解し同調する傾向がある人が有意に環境評価を高くすることがわかった。自然環境の保全には,将来への投資という側面と公共財という側面がある.今までの環境評価の実験と異なり,谷津干潟環境のための支払いとそれによる環境改善の間の時間的ラグについて明示して,環境改善のための支払い意思を尋ねると,支払い意思額が有意に下がった.さらに(1)金銭に対する時間選好率よりも(2)利他主義の代理変数である震災へのボランティア活動への参加程度のほうが環境評価を押し上げた.環境に特有な時間選好率は,環境改善のための支払い意思額を所与とし,投資時期と環境改善時期の違いによる環境改善量を尋ねる手法を開発できたが,谷津干潟に来られる人に限りがあり,研究には継続が必要である.環境改善のためには,何らかの行動を今すぐ行う必要がある.しかしそのための支出が直ちに行われたとしても,効果が出るのには一定の時間の経過が必要である.本研究はこの点に注目し,明示的に「時間」を組み込んだ設問によって環境改善と時間選好の関係を明示的にしようとした.環境評価の対象として,ラムサール条約の登録湿地である千葉県習志野市の谷津干潟を選び,野鳥や渡り鳥に環境評価の対象を絞った.

アンケート調査を行う旨を明記したWEBサイトを作成し,二週間の広告後,現地でフィールド実験を行った.評価には仮想法(Contingent Valuation Method)を用いた.環境評価はへの支払い意思額(Willingness to Pay)を尋ねる質問を『谷津干潟の野鳥の飛来数が10%増えるために「今年」いくらまで支払うことができますか?』とした.被験者が文脈を理解しやすいよう,環境省が公表している「あおさの除去活動と渡り鳥の飛来数」の2年分のデータをグラフ化したものを渡し,あおさの除去活動には税金が使われていることを明示的にした.被験者を3つのグループにわけ,ダブルバウンド法(ある価格の支払を受け入れ可能かどうか提示し,YESの人にはより高い価格を,NOの人にはより低い価格を提示する)により評価額を推定した.有効回答数は19,平均支払意志額1086円となった.時間選好の程度や地域への密着度を説明変数とした最尤法による決定要因の推定についてはサンプルが少なかったため収束しなかった.今後はサンプル数を増やしていく必要がある.谷津干潟などの自然環境の改善のため,増税による支出が必要と回答した被験者は全体の42%,国債による支出が妥当とした被験者が21%を占めた.このことは,国債発行で環境保全を行うという仮想の質問をすれば,より大きな環境評価額が得られる可能性を示唆している.現状は実験と分析、さらに学会報告を経て、実験前の仮説が検証されつつある。また自由回答(Open End)方式でWTPを訪ねた際、環境を神聖視するゆえの金銭評価を拒む回答抵抗回答に直面しがちであるため、そうならないような新しい手法を開発した.この方法を用いて、環境に特有な時間選好率を測定することにも成功しつつある。しかしながら、各被験者の顕示行動による時間選好率を測定するのには、後日の謝礼金の送金など大変煩雑な手続きを伴うことや、実験で1回に20人までしかコントロールできないこと、さらに谷津干潟に自費で来られる人を対象にしているため,同じ時期に大量のサンプルを集めるのが難しいことがある。資金不足によりフィールド実験の被験者は自費できてもらっており、そのため近隣に住んでいる被験者がほとんどだからである。また実験ごとに、テストする内容を追加する必要性が生じてきた.そのため,内容的にはほぼ順調であるものの,サンプルの収集の必要性が予定よりも多くなっている。特に、抵抗回答を回避するための新しい環境への需要の測り方、それを応用した「環境に特有な」時間選好の測り方については、国際学会で高い評価を得た。そのため、少々の改善を加えながらサンプルを取ることで一定の研究成果を得られる手ごたえを感じている.この手法を確立させるためにも、より多くのサンプルが必要である。このように、本研究には発展的な側面がでてきたため、やや遅れているという現状になっている。フィールド実験が初めてであったため,そのノウハウを知るために,様々な学会に参加して勉強したり,論文をサーベイし,ソフトの利用を覚えるのにかなりの時間を要した.研究費の制約から,WEBサイトを10万円程度で作成し,一括管理してくれる業者を探すのが難しく,時間を要した.また実験日を野鳥が多く飛来する秋以降に設定したが.さまざまな問題が発生し,冬にずれ込んだ.
染色体サイクルの進行に必要な新規テロメア関連蛋白質の探索とその機能解析

Pot1は分裂酵母からヒトまで保存された一本鎖テロメア結合蛋白質で、分裂酵母pot1破壊株のテロメアDNAは急激に消失する。我々はpot1破壊株のテロメア消失がRecQ型ヘリケースrqh1の破壊によって抑圧されること、pot1 rqh1二重変異株は微小管重合の阻害剤であるTBZに感受性になることなどを発見している。そこで本研究はpot1 rqh1二重変異株のTBZ感受性原因解析を目的とした。まず、pot1 rqh1二重変異株が染色体分配すなわちM期の進行に異常があるかどうかを調べるために、微小管に蛍光蛋白質を融合した株を作成し、微小管の伸びる様子をライブ観察した。その結果、pot1 rqh1二重変異株はそれぞれの一重変異株に比べて高い頻度で微小管ののびが遅い細胞があることがわかった。pot1 rqh1二重変異株のテロメアが組換えで維持されていることと、パスルフィールドゲル電気泳動の結果から二重変異株あ染色体末端が絡まっていることが示唆されていることから、染色体末端の絡まりがM期の進行を阻害していると考えている。そこで、この末端の絡まりがテロメア間での組換え中間体かどうかを調べるためにpot1 rqh1二重変異株がRPAフォーサイを持っているかどうかを調べた。そのためにRPAの大サブユニットをコードしたRad11にGFPを融合した株を作成し、ライブ観察を行なった。その結果、二重変異株は、M期の始めから終わりまでRPAフォーサイを持っている細胞の頻度が非常に高いことがわかったPot1は分裂酵母からヒトまで保存された一本鎖テロメア結合蛋白質で、分裂酵母pot1破壊株のテロメアDNAは急激に消失する。我々はPot1破壊株のテロメア消失がRecQ型ヘリケースrqh 1の破壊によって抑圧されること、Pot1 rqh1二重変異株は微小管重合の阻害剤であるTBZに感受性になること、高温で核が断片化すること、などを発見している。そこで本研究はPot1 rqh1二重変異株のTBZ感受性や、高温での核の断片化に関連する新規蛋白質の探索を試みた。しかし、pot1 : : LEU 2(挿入破壊株)の場合では、Pot1 rqh1二重変異株のテロメアDNAは維持されるが、Pot1 : : KanMX(完全欠損株)の場合では、テロメアDNAが維持される株と維持されない株が得られていることから、完全欠損株と挿入破壊株で表現型が違うことがわかっていた。さらにPot1 : : LEU 2(挿入破壊株)とrqh1の二重変異株の染色体末端は不安定であることがパルスフィヒールドゲル電気泳動の結果からわかっていた。これまで実験で使用したPot1 rqh1二重変異株は、30°Cで作成していたが、Pot1 rqh 1二重変異株が温度感受性であることから、本年度は、25°Cで株を作り直して、表現型を解析した。その結果pot1 : : kanMX(完全欠損株)の場合でも、Pot1 rqh 1二重変異株の独立した3つの株のすべてにおいてテロメアDNAが維持されることが分かった。また、Pot1 : : LEU 2(挿入破壊株)の場合では、Pot1 rqh 1二重変異株の染色体は25°Cでは安定であるが、30°Cでは染色体が非常に不安定であることがわかった。その結果、二重変異株は、M期の始めから終わりまでRPAフォーサイを持っている細胞の頻度が非常に高いことがわかった
新規放射性薬剤を用いた包括的転移性骨腫瘍診断治療法の確立を目指した研究

まず、ビスホスホネートを骨への輸送担体とした^<67>Ga-DOTA conjugatedビスホスホネートを合成し、その錯体の有用性を評価した。^<67>Ga-DOTAconjugatedビスホスホネートは、精製することなく、放射化学的純度95%以上で標識でき、マウスにおける体内放射能分布を検討した結果、投与後速やかに骨への高い放射能集積を示し、他の組織からは速やかにクリアランスされ、薬剤の有用性が示された。転移性骨腫瘍の多くは激しい痛みを伴うために患者のquality of lifeは著しく損なわれる。PETを用いた核医学診断は形態診断法とは異なり、病巣部において形態変化を示す前の段階で見られる機能的変化を画像化することが可能な診断法であるため、転移性骨腫瘍を早期に発見するに適した診断法である。一方、近年、日本において、[<18>^F]FDGのデリバリーがはじまり、サイクロトロン設備を有さない施設においてもPETカメラを所有していればFDG-PET検査が可能となった。しかしながら、依然として他のPET用薬剤を用いる場合には高価なサイクロトロン設備が必要となる。ところが、<68>^Ga(半減期67.6分)は<68>^Geの娘核種であるため<68>^Ge-<68>^Gaジェネレータにより取り出すことが可能である。即ち、サイクロトロンを有さない施設においても、ジェネレータからのミルキングにより、病院内において容易に核種を入手することができ、標識後、検査に使用することができるといった大きなメリットを有する。本研究では、我々がこれまでに行ってきた放射性金属錯体conjugated bisphosphonateを放射性ガリウムに応用した。まずDOTA誘導体conjugated bisphosphonateを合成し、その後、放射性ガリウムが配位した錯体を作製した。その錯体をマウスに投与した結果、投与後速やかに骨への高い集積を示し、それ以外の放射能は腎臓から速やかなクリアランスを示した。従って、本薬剤の新規PET骨イメージング薬剤としての有用性が示された。尚、本研究では、半減期が長く扱いの容易な<67>^Gaを用いて研究を行った。核医学診断は転移性骨腫瘍の早期発見に適した診断法である。^<68>Ga(半減期67.6分)は^<68>Geの娘核種であるため^<68>Ge-^<68>Gaジェネレータにより取り出すことが可能である。前年度の研究では、申請者がこれまでに行ってきた放射性金属錯体conjugated bisphosphonateを放射性ガリウムに応用し、Ga錯体の有用性を示した。当該年度は、そのGa-DOTA-coajugated bisphosphonateに関して、より詳細な検討を行った。尚、本研究では、^<68>Gaの代替核種として、半減期が長く、取り扱いが容易な^<67>Gaを用いて実験を行った。骨の無機質の主成分であるハイドロキシアパタイトに対するGa-DOTA-conjugatedbisphosphonate、Ga-DOTAの親和性を評価した結果、Ga-DOTA-conjugatedbisphosphonateはハイドロキシアパタイトの濃度に依存した結合親和性の増加を示した。一方、Ga-DOTAはハイドロキシアパタイトへの結合は示さなかった。さらに、動物実験において、ビスホスホネート誘導体であるalendronateの過剰量事前投与により、Ga-DOTA-conjugated bisphosphonateの骨への集積を有意に低減させた。これら実験結果はbisphosphonate部位が放射性金属の骨への輸送担体として重要な役割を担っていることを示すものである。本研究で得られた知見は、転移性骨腫瘍などの骨代謝異常疾患の診断や治療モニタリングのための^<68>Gaを用いたPETトレーサーの薬剤設計に有用な情報を提供するものと考えられる。
先端振動分光法を駆使したタンパク質一分子の時空間的機能解析手法の開拓

生命の分子基であるタンパク質は、水中においてその構造を時々刻々と変化させることによって機能を発揮している。本研究では、光照射下の貴金属ナノ構造の表面に誘起される局在表面プラズモン共鳴を用いて、溶液中の生体機能動態変化を単一分子スケールでラマン分光分析する手法を開発した。この実現によって、生体分子認識反応のメカニズムの理解の深化につながることが期待される。本研究の目的は、タンパク質のダイナミクスを機能発現に関連性が深い時間スケールでナノスケールで分光分析する手法を確立し、ナノスケールの摂動効果を利用したアクティブなアプローチによって、単一タンパク質の時空間ダイナミクスと機能の相関関係を明らかにすることである。本年度はタンパク質内の低振動運動(高次構造の揺らぎ)を検出することを目標として、テラヘルツ領域の分子間振動を分光検出するシステムを構築し、10cm-1程度のテラヘルツ領域の振動モードの検出が可能となった。さらに、量子化学計算によって生体低分子の分子間振動を解析することが可能となリ、実験と理論の両輪からタンパク質のダイナミクス分光を行う環境が整った。実際に本システムを用いてアミノ酸ナノクリスタルの分光計測を行い、アミノ酸分子間の低振動分子間モードを検出できすることを示した。さらに、ポリエチレングリコール等のリンカー分子を用いて原子間力顕微鏡の探針先端に生体分子を修飾する手法についても検討し、単一分子程度の低密度で再現性良く生体分子を探針先端に修飾できる見通しが立った。今後は、局在表面プラズモンによる電場増強効果を用いて単一のタンパク質分子の高感度分光計測を行う予定である。さらに、タンパク質内の高振動運動(低次構造の揺らぎ)にも着目し、低振動運動(高次構造の揺らぎ)との協奏性・同調性を探る予定である。さらに、ナノスケールの摂動効果を利用したアクティブなアプローチによって、タンパク質の時空間ダイナミクスと機能の相関関係を明らかにしたい。本年度は前年度に構築したテラヘルツ領域の分子間振動を分光検出するシステムの改良を行った。具体的には10cm-1以下の低波数分子振動を測定可能な近接場分光システムに金属プローブによる機械的・電気的摂動印加機能を付加し、外部局所摂動印加によるタンパク質分子の機能・構造制御を可能にするシステムを構築した。実際に金属プローブ探針にレーザー光を照射して低波数領域の近接場振動分光測定を行ったところ、探針を近づけた時にのみ低波数領域において強い背景光成分が観測された。これは探針からの発光の可能が高く、今後対策の必要がある。高波数側の振動モードにも着目し、金ナノギャップ間に介在する生体低分子(アルギニン-グリシン-アスパラギン酸から構成されるRGDペプチド)の電場増強ラマン分光分析を行った。単一分子レベルの検出を示唆するラマン散乱のブリンキング現象が観測され、金属ナノギャップを用いると高感度で生体分子の振動分光計測が可能なことがわかった。さらに、Amide IIバンド(1544 cm-1)は増強検出されたが、Amide Iバンド(1680 cm-1)は消失し検出されなかった。この原因については今後の検討課題である。金属プローブによる機械的・電気的摂動印加機能を具備した低波数および高波数近接場分光顕微鏡が開発され、タンパク質分子の機能・構造制御を可能にするシステムが構築されたため。電場増強度を高めたプラズモニックナノ構造を利用した単一生体分子検出に注力した。とくに貴金属ナノ構造の形状とサイズを最適化し、ミリ秒以内に十分なSN比でペプチド分子をラマン分光検出することが可能となった。また、貴金属ナノ構造による電磁気学的増強効果に加えて化学的増強効果にも着目し、化学的増強効果による表面増強ラマンスペクトルの変化を解析することによって生体高分子の配向を単一分子スケールで同定することが可能となった。さらに、光照射した貴金属ナノ構造近傍に作用する光誘起力および光誘起熱に関しても検討を行い、貴金属ナノ構造近傍の生体高分子構造への影響を調べた。貴金属に代わる光材料としてシリコンの利用を検討し、金ナノ構造と同等の電場増強度を確保しながら、金ナノ構造よりも光発熱性が1/100程度に抑制されることを示した。とくにシリコンナノギャップ構造を用いると電場増強度がさらに向上することも示し、本研究において貴金属以外の材料も有効であることがわかった。また、シリコンナノ構造近傍では貴金属ナノ構造近傍とは異なる特異的な光誘起力が作用することも示された。これらはシリコンナノ構造中に可視域において発現する磁気双極子が原因であることも数値計算により明らかにした。今後の研究の展望としては、単一生体高分子の揺らぎに関する新しい数理モデルの構築とその実験的実証が挙げられる。これらが実現されればナノバイオ計測における強力なツールになり得ると期待している。当初の予定どおり、テラヘルツ領域の振動モードを検出する分光システムが構築されたため。

今後はこれまでに開発した新奇分光手法を駆使して、タンパク質分子の時空間ダイナミクスと機能の相関関係を明らかにする予定である。金属探針先端の光誘起熱効果が問題になるようであれば、低熱発生かつ高い電場増強効果を有する高屈折率誘電体ナノ構造の利用を検討する予定である。28年度が最終年度であるため、記入しない。ナノフォトニクス今後は、タンパク質内の高振動運動(低次構造の揺らぎ)にも着目し、低振動運動(高次構造の揺らぎ)との協奏性・同調性を探る予定である。さらに、ナノスケールの摂動効果を利用したアクティブなアプローチによって、単一タンパク質の時空間ダイナミクスと機能の相関関係を明らかにしたい。原子間力顕微鏡カンチレバープローブの購入数(使用数)が当初予定していた数より少なかったため。タンパク質試料および探針修飾用の化学薬品の購入を延期したため。交換頻度の高い原子間力顕微鏡カンチレバープローブの購入に充てる予定である。タンパク質試料および探針修飾用の化学薬品の購入費にあてる予定である。
微小角入射広角・小角X線散乱同時測定法によるブロック共重合体薄膜の階層構造解析

高分子材料が有する階層構造やその形成過程を幅広い空間スケールにわたって同一条件で解析するために、小角および広角X線散乱法を組み合わせた手法が有効である。また、近年のデバイス微小化に伴い、局所的且つ微小領域の構造や物性を知ることが極めて重要である。そのため、これらの要望に有効な手法として、高分子の薄膜の構造解析の手段として、微小角入射法によるSAXS/WAXS同時測定法の確立と、薄膜の階層構造解析を行なった。高分子材料が有する階層構造やその形成過程を幅広い空間スケールにわたって同一条件で解析するために、X線散乱法とともにその他のさまざまな測定法を同時に用いる同時測定法の開発や応用が、国内外において遂行されてきている。一方、高分子材料は、近年のデバイス微小化に伴い、局所的微小領域の構造や物性の解明が重要になってきている。これは、材料の比表面積が相対的に大きくなり、高分子の構造および物性が表面の影響を強く受けるようになり、そのような環境では、構造および物性はもはやバルクとは著しく異なるためである。当該申請研究では、高分子薄膜の構造が微小領域の高分子材料物性に関係するという観点かち、基板上の高分子薄膜が形成する階層構造の解析に焦点を当てる。当該年度には、GIXD/GISAXS同時測定と温度変化や雰囲気変化を可能とするGIXD/GISAXS測定用試料ステージの作成を行った。その中で、まずブロック共重合体薄膜、側鎖結晶性共重合薄膜の構造解析を行った。さまざまな外部環境変化に伴い構造が変化する過程を観察可能となった。またブロック共重合体薄膜のミクロ相分離構造の配向制御法についても、新たな概念を導入し、その配向メカニズムを解明している段階である。薄膜の構造および表面近傍の構造や物性解明は、物質と物質の界面における現象(接着、吸着、粘着など)理解する上で、重要且つ発展すべき学問領域であり、当該申請課題は、その分野への展開にもつながるものである。さらには微細領域における構造制御法に関連すると期待される。高分子材料は、近年のデバイス微小化に伴い、局所的微小領域の構造や物性の解明が重要になってきている。高分子薄膜の構造が微小領域の高分子材料物性に関係するという観点から、基板上の高分子薄膜が形成する階層構造の解析に焦点を当てた。結晶性高分子ブロック共重合体が形成する階層構造および、非晶性ブロック共重合体に着目した。結晶性高分子ブロック共重合体の超薄膜におけるミクロ相分離構造および結晶構造の形成過程・転移過程を幅広いサイズスケールにわたって同時に観察・解析するための微小角入射X線回折・小角X線散乱(Grazing Incidence X-ray Diffraction & Small Angle X-ray Scattering : GIXD/GISAXS)同時測定法を確立した。GIXD/GISAXSステージとして温度制御、雰囲気制御可能な試料周りの設計を行い、様々な環境変化に伴う構造変化過程を観察できるものを製作した。非結晶性ブロック共重合体においては、溶媒添加によってミクロ相分離構造が高秩序化していく過程を時間分割測定で評価し、メカニズムを解明する糸口をつかんだ。これにより高分子薄膜材料の階層構造解析、構造形成および転移ダイナミクスを解明する手法として期待できる。一連の研究成果は、国内外の学会発表および論文発表にて報告した。
トキソプラズマにおける宿主オルガネラリクルート因子の同定

トキソプラズマのどのタンパク質が宿主オルガネラのリクルートに関わっているのかを解明するために、定量可能な質量分析法であるiTRAQを用いて宿主ミトコンドリアに特異的に結合するトキソプラズマ由来タンパク質の網羅的な同定を試みた。原虫感染細胞から精製したミトコンドリアと、非感染細胞と原虫の混合試料から精製したミトコンドリアをiTRAQにより比較した結果、28種類のタンパク質を最終的なリクルート因子候補タンパク質として同定した。トキソプラズマは宿主細胞に侵入した後、宿主細胞機能を様々に修飾することが知られている。中でも特に形態学的に顕著な変化として、宿主のミトコンドリアやERを原虫が増殖している寄生胞近辺に引き寄せる(リクルートする)という現象が昔からよく知られている。この現象を引き起こす因子として、原虫が宿主細胞に侵入する際に、原虫の侵入とは独立して宿主細胞に注入される一群のタンパク質、ロプトリータンパク質群の関与が強く疑われているが、本年度はロプトリータンパク質を含めた原虫由来のどのタンパク質が宿主オルガネラのリクルートに関わっているのかを解明するために、定量可能な質量分析法であるiTRAQを用いて宿主ミトコンドリアに特異的に結合するトキソプラズマ由来タンパク質の網羅的な同定を試みた。原虫を感染後3時間、12時間、24時間経過した細胞から精製したミトコンドリアと、非感染細胞と原虫の混合試料から精製したミトコンドリアをiTRAQにより比較した。感染細胞ミトコンドリアで非感染細胞の1.5倍以上の存在量を示し、かつ、シグナル配列などのドメイン構造や相同性検索、また各種の既報のプロテオーム解析の結果を参照することで、リクルート因子候補タンパク質として118種類のタンパク質を同定することができた。さらに、ミトコンドリアのリクルートは感染後12時間ですでに起きていることが報告されているので、申請者はこのうち感染3時間後にすでに存在量に違いがみられた28種類のタンパク質を最終的なリクルート因子候補タンパク質として同定した。この現象を引き起こす因子として、原虫が宿主細胞に侵入する際に、原虫の侵入とは独立して宿主細胞に注入される一群のタンパク質、ロプトリータンパク質群の関与が強く疑われている。本研究において、まず本年度はこのロプトリータンパク質の注入機構について解析した。まず、コレステロールが原虫のPV及びevacuole(eV)形成に及ぼす影響を調べた。eVは、原虫が宿主細胞に付着後、侵入する前に、宿主細胞内へロプトリータンパク質を注入する際に形成される小胞である。細胞膜からコレステロールを引き抜く作用があるMetyl-beta-cyclodextrin(MβCD)で宿主細胞を処理し、細胞のコレステロール含量を減少させたところ、原虫の侵入効率、すなわちPV形成能力は変化しなかったが、原虫によるeV形成は明らかに減少した。次に、GPIがeV形成に及ぼす影響について調べた。GPIアンカー型GFP発現細胞を用いeVへのGPIの取込みを観察したところ、GPIは、PV同様eVへも取り込まれていた。次にGPI欠損変異細胞を用い、PV及びeV形成へのGPIの影響を観察したところ、PV形成は変化しなかったが、eVが過剰形成された。このGPI欠損によるeVの過剰形成はMβCDにより相補できなかった。これらのことから、宿主の脂質マイクロドメインに存在するコレステロールとGPIは、原虫によるeVの形成に対してそれぞれ独立的に作用し、正常なeV形成にはこの2種類の脂質のバランスが重要であるが、PV形成には両者は関与していない可能性が示唆された。本研究はミトコンドリアをリクルートしているロプトリータンパクを同定することにある。しかしながら現在、そのロプトリータンパクの注入機序の解析に留まっている。この情報は本来の目的達成にも必要な情報ではあるが、来年度はリクルートメントファクターの同定に集中していきたい。トキソプラズマ・ゲノムデータベースを検索することにより現在ゲノム中に55個のロプトリー遺伝子が存在することが予想される(http://toxodb.org)。これらの遺伝子の全てにFLAG-HATタグ、あるいはGST-HAタグを付加したコンストラクトを構築する。次にこのようにして作製したコンストラクトを大腸菌において発現させ、付けたタグを用いて精製し、精製ロプトリータンパク質標品を得る。得られたロプトリータンパク質を、ミトコンドリアあるいはERと混合、インキュベートして宿主オルガネラに結合させ、遠心沈殿による洗浄後に可溶化処理を行い、ダブルタグを用いた二重の免疫沈降により精製する。ミトコンドリアやERの分離は市販のキット(Mitochondria Isolation Kit for Tissue (Thermo Fisher Scientific)、Endoplastic Reticulum Enrichment Kit (IMGENEX)など)を用いる。各オルガネラの含有量が高く高純度での分離が期待できるよう、ミトコンドリアはウシの心臓、ERはマウスの肝臓をそれぞれ出発材料に用いる。
In vivo patch法によるprestin導入再生内耳の直接的機能解析

C57BL/6Jマウス内耳外有毛細胞(OHC)におけるprestin発現様式は、発達段階早期にOHC細胞膜に発現してからmaturationとともに機能を獲得するという、これまでラットなどで知られていたものとは全く異なる、新しい様式であることがわかった。また、正常聴力獲得のために必要なprestin電荷密度は9,400 e-/□m2以上であることが示唆された。Gjb2優性ネガティブ変異遺伝子改変マウスにおいても同様の発現様式であることが確認された。目的:哺乳類における極めて鋭敏な音受容機構は、内耳における外有毛細胞(OHC)運動能がもたらす"蝸牛増幅機構"によっている。OHC運動能は、その細胞側壁に存在する細胞モーターであるprestinの変形によることが解明されつつある。内耳再生医療のメインターゲットは最も受傷性の高いOHC運動能の回復である。再生されたOHCが"蝸牛増幅機構"に及ぼす質的効果については全く検討されていない。本研究では、直接prestin遺伝子Presの形質導入したコルチ器細胞、特にprestin高発現OHCを用いて再生医療への応用のための機能的検討を行う。結果:1.正常マウスOHCのprestin発現量の決定生後5日目(PS)から生後18日目(P18)までのC57BL/6JマウスOHCを用いてパッチクランプ法を行い、その膜容量の変化を測定し、さらに各日齢におけるprestin荷密度を算出した。電荷密度はP18でプラトーに達し、10,956e^-/μm^2であることがわかった。2.Prestin遺伝子(Pres)の器官培養コルチ器への遺伝子導入コルチ器内のOHCに、gerbilより同定したprestin遺伝子(Pres)を、マイクロバブル(診断用超音波造影剤)を併用してソノポレーション法にて遺伝子導入した。3.コルチ器内prestin発現細胞の形態学的・生理学的解析培養コルチ器組織よりRNAを抽出し、gerbilのprestin遺伝子配列に特異的なオリゴプライマーを用い、reverse transcription-PCRによってprestin遺伝子の導入の確認を行った。発現ベクターにGFP遺伝子を挿入したprestin遺伝子導入24時間後にレーザー顕微鏡にて、内・外有毛細胞・支持細胞の列と一致する部位にGFPの蛍光を確認した。現在、prestin遺伝子導入後のOHCを用いて、パッチクランプ法にてprestin発現量の解析を試みている。まずコントロールとして、正常聴力に必要なprestin発現量を発達段階のマウスを用いて推定した。生後5日目(P5)から生後18日目(P18)までのOHCを用いて、パッチクランプ法にて膜容量の変化とprestin電荷密度を測定した。PrestinはP6より発現しその電荷密度はP18でプラトーに達し、10,956e^-/・m^2であることが昨年度の研究でわかっていた。OHCの運動能を反映するDPOAEを測定したところ、P11以降で反応が見られP14でmature levelに達すること、聴性脳幹反応(ABR)においてもP14でmature levelに達することから、正常聴力獲得のために必要なprestin電荷密度はP14における9,400e^-/・m^2以上であることが示唆された。この値が、機能再生のための目標値となる。OHC運動能は、その細胞側壁に存在するprestinの変形によることが解明されつつある。本研究では、直接prestin遺伝子Presの形質導入したコルチ罪細胞、特にprestin高発現OHCを用いて再生医療への応用のための機能的検討を行うことを目的としている。昨年度までに、C57BL/6JマウスOHCでのprestin発現様式は、OHCに発現してからmaturationとともに機能を獲得するというこれまでラットなどで知られていたものとは全く異なる、新しい様式であることがわかった。今年度はその仮説をGjb2優性ネガティブ変異遺伝子改変マウス(R75W+)及びnon-transgenicマウスを用いて検証した。

結果:生後9日目(P9)から生後18日目(P18)までのOHCを用いて、パッチクランプ法にて膜容量, nonlinear capacitance(NLC), linear capacitanceを測定した。PrestlnはP9ですでに発現しており、その電荷密度はP18でプラトーに達した。R75W+及びnon-transgenicマウスでprestin発現様式に有意な差は認められず、C57BL/6JマウスOHCでの発現様式と同一であった。また、R75W+及びnon-transgenicマウス共に免疫染色にてOHC膜上にprestinが同程度に染色された。さらにDIASを用いてP16での運動能を計測した。細胞長変化は電位依存性であり、最大変化率は3.85%であった。このことから、われわれの仮説が確認されたと同時に、prestinの発現様式はGjb2優性ネガティブ変異遺伝子改変によって影響を受けないことが示された。
金属ナノ構造によるアップコンバージョンシステムの構築

構造間距離が数nmのナノギャップを有する金属ダイマー構造を精緻に作製し、プラズモンの共鳴エネルギー移動の本質を光学特性や種々の計測、および時間領域差分法により詳細に明らかにした。また、通常では起こらないエネルギーの低い近赤外光照射によって発光や光電流を観測することに成功し、当初の計画通り、研究を達成することに成功した。本年度は、異なるプラズモン共鳴ピークを有する金属ナノ構造をナノメートルの構造間距離で配列させて、それらの吸収スペクトル測定を行うことにより、構造間に作用する電磁的な相互作用について詳細に検討を行った。共鳴スペクトルに十分重なりがある構造同士、わずかにサイズが変化した二つの金属ナノ構造、及び共鳴スペクトルに全く重なりがない構造を設計、及び作製し、プラズモン共鳴スペクトルを測定することにより、それぞれの構造間の電磁的な相互作用の大きさを比較検討した。いずれの構造においても、ナノギャップ幅の減少とともに(特に20nm以下のギャップではより顕著に)、共鳴スペクトルが系統的に長波長シフトする結果が得られた。この波長シフトは、構造間の電磁的な相互作用(プラズモンの双極子-双極子相互作用)によるもので、ナノギャップ幅の減少とともに電磁的な相互作用が増大することを示している。特筆すべき点は、共鳴スペクトルに重なりがある構造の方が、重なりが小さい構造、および重なりが全く無い構造に比べて、波長シフト量が大きくなった点である。つまり、これは共鳴スペクトルが完全に重なる系では、構造間の電磁的相互作用が大きく、スペクトルの重なりが小さくなると相互作用が小さくなることを実験的に示したと言える。そこで、時間領域差分法によりナノギャップにおける光電場強度を解析したところ、確かにスペクトルに重なりがないと相互作用は小さくなるが、増強率で比較検討するとスペクトルのシフト量の変化に比べて、増強率は大きな違いがないことが明らかになった。これは、構造同士に共鳴はなくてもミラーイメージによる電場増強が誘起されていることを示しており、アップコンバージョンシステムを構築する上で有益なデータが得られた。入射する光の波長に直接共鳴を有さない金属ナノ構造のプラズモン励起(可視域)について検討を行うため、本年度は昨年度行ったサイズの異なる金属ナノ構造間に作用するプラズモンの電磁的な相互作用の解明に関する研究を基に、導電性を有する基板上にナノギャップを有する金ナノ構造を精緻に作製する方法の最適化を行った。電子線リソグラフィー時におけるドーズ量をこれまでの研究の約45倍の強度に相当する約600μC/cm^2とし、現像時間を30分から、わずか2秒(10°C)に短縮することで高精細に、且つ金属ナノブロック構造のエッジをシャープに作製することが可能であることを見出した。これにより、これまで3nm以下のナノギャップ幅を有する構造を作製して、ギャップ幅を電子顕微鏡などによって正しく評価することが困難であったが、本研究において改善された方法では、構造のエッジがシャープになるにとにより、その観察も容易に行うことが可能となった。本年度は、赤外光を効率良く捕集するアンテナ構造を作製し、その光学特性を評価するとともに、外側から中心方向に徐々にサイズを小さく設計した金属ナノ構造(三角形柱)を2nmの構造間距離で多数配列した構造を作製した。また、時間領域差分法による電磁場解析のシミュレーションによりプラズモンが伝搬される様子や光電場増強現象について詳細に検討を行った。これらの成果は、次年度計画している発光計測や光エネルギー変換系の構築において有用なな知見となるものと考えられる。本年度は、金よりも長寿命なプラズモンの位相緩和時間を有する銀のナノ構造体を金構造体に精緻に近接させた金-銀ヘテロダイマー構造(共鳴波長はこれまでと同様に異なる)を作製し、光学特性や位相緩和時間の変化を実験および理論の観点から追跡し、構造間のエネルギー移動による位相緩和時間の長寿命化と高い光電場増強場を誘起する現象を見いだした。金-銀ヘテロダイマー構造の作製は、電子線描画装置による2回描画により行った。ガラス基板上に電子ビーム露光用のポジ型レジストをスピンコートして、描画および現像を行い、銀を成膜してリフトオフにより銀のナノブロック構造を作製した。次に、再びレジストをコートして、2回目の描画を行い、現像、金成膜、リフトオフと一連のプロセスを繰り返して金-銀ヘテロダイマー構造を作製した。作製したブロック構造のサイズは、縦横100nm厚さ40nmで、ギャップ幅は6,54,154nmとした。作製した金-銀ヘテロダイマー構造のプラズモン共鳴スペクトルは、入射光偏光条件がダイマー構造に対して平行である場合、ギャップ幅が154nmから6nmに減少すると共鳴スペクトルが左右に分裂し、長波長側の金ナノブロック構造の共鳴スペクトルが顕著に増大することが明らかになった。また、時間領域差分法によるシミュレーション解析から、6nmのギャップ構造では銀構造の位相緩和時間に引きずられて、金構造の位相緩和時間が増加した。これらの結果から、銀ナノ構造を金構造の近くに配置すると、双極子-双極子相互作用により共鳴エネルギー移動が起こり、金ナノ構造体の位相緩和時間の長寿命化が誘起されることが示唆された。
ノックアウトマウスを用いた異種心移植における抗原認識機序の解析

(ii)CP誘導性免疫寛容で観察されるキメラ状態の質的量的解析:非移植抗原であるLy5(CD45)抗原のみの違うCongenicマウスを用いて解析を行ったところ、本寛容系で誘導されるキメラ状態はリンパ系のみであり、骨髄レベルではないことが明らかとなった(Yoshikawa et al,Transplant Proc 1998,1999,Immunobiology,In press)。我々は以前より臓器移植の究極の目標は免疫寛容による臓器移植であると考え、九州大学生医研免疫部門野本研究室と共同研究を行い、1982年よりマウスにおけるCyclophosphamide(CP)誘導性免疫寛容を開発発展させてきた。その成果をこれまで40報以上の英文論文に報告してきた.この実験系の特徴は、系自体が単純であり再現性にすぐれていることであるが、MHC抗原は一致しマイナー抗原のみ違う組み合わせでは皮膚移植片寛容状態とキメラ状態が誘導される(1984,Transplantation)ものの、MHC抗原の違う組み合わせでは一時的キメラ状態と中等度皮膚片生着延長が誘導される(1985,Transplantation)ことである。この実験系を応用し、CD4,CD8及びCD45ノックアウトマウスを用い、Discordant異種であるhuman皮膚片をそれぞれのマウスに移植しT細胞の拒絶反応機序を解析した.その結果、CD4+T細胞がDiscordant異種移植片の急性拒絶におけるmain effectorであること、CD8+T細胞そのものでは急性拒絶を生じることは出来ないが拒絶を生じさせる能力を有することが明らかとなった.さらにCD45ノックアウトマウスを用いた解析によりIndirect pathwayのみならずDirect pathwayにより生じるeffectorにより異種皮膚片を拒絶出来ることが明らかとなった(T.Uchida,Y.Tomita,Two manuscripts submitted sor publication).我々は免疫寛容による臓器移植が究極の臓器移植の目標であると考えてきた.その第一歩は、マウスにおいてMHC抗原の壁を越えて同種皮膚移植片に対する免疫寛容実験系を確立することであり、近年の研究により免疫寛容実験系を確立することが出来た.マウスレベルにおける次の研究は異種への免疫寛容系の誘導の開発である.concordant異種としてラット→マウス、discordant異種としてラット→αGalノックアウトマウス(超急性拒絶反応が生じる)を用いることにした.マウスで確立された実験系を応用し我が国独自の免疫寛容誘導系を開発してゆく予定である.
大都市圏域における社会経済構造の計量経済学的分析-生産構造を中心として-

本研究は、都市経済学的な理論フレームに基づく大都市圏域の社会経済構造の実証分析を目的とするものである。具体的には、(1)生産構造、(2)消費行動、(3)投資行動などを分析の対象としている。本年度はそのうち(1)の生産構造の実証的解明を主たる目的として研究を進めた。主たる分析対象地域は、東京圏(東京都,神奈川県,埼玉県,千葉県の1部3県)であるが、全国、他の大都市圏(札幌,中京,阪神,北九州,広島など)も調査研究の対象にし、特に全国については業種別モデルを作成し、東京圏分割モデルと連動することができた。本年度開発したモデルは上記した「全国業種別モデル」と「東京圏分割モデル」の2つである。これらを動かして各種のシミュレーション分析を行い大都市圏生産構造の解明に努めた。両モデルの概要は以下のとおりである。(全国業種別モデル)8業種(製造業6.卸・小売業),構造方程式48本(推定式33,定義式15),サンプル期間:昭和4058年,推定法:直接最小2乗法。(東京圏分割モデル)2地域分割(東京都,周辺3県),構造方程式118本(推定式86,定義式32),サンプル期間:昭和4058年,推定法:直接最小2乗法,8業種,人口動態・昼夜間人口移動・分配・支出etc.を内生化。今後の方向としては(1)両モデルの改良・精ち化,(2)全国マクロモデルとの結合,(3)地域分割の多層化,(4)クロス・セクションデータの利用,(5)情報近接性の導入などを考えている。特に(3),(4)については「工業統計データ」の利用により比較的容易に取組めると思われるので近々に研究を進める予定である。
蝶の翅のカラー・パターン形成と進化に関する理論的研究

本研究の目的は、擬態で有名なアフリカ産の蝶Papilio dardanus(オスジロアゲハ)の翅の多様なカラー・パターン形成とその進化の問題を、主に理論モデルを使った数理的解析あるいは計算機シミュレーションにより解明し、他の実験的方法論(発生遺伝学、遺伝子系統学、計量形態学、生態学)による結果と併せて総合的に検討し、その統一的原理を発見する事である。現在までに得られている主な結果は以下の通りである。1)オスジロアゲハの翅のカラー・パターンは本質的に縞紋様(stripe-like pattern)である。2)雌のカラー・パターンに見られる多様性を生成するのは少数の要因である。雌の多様なパターンは一見非常に異なって見えるが、我々の結果から言えば、お互いに非常に似ており、反応拡散方程式における拡散係数:d、スケールパラメータ:γなどを含めて同じ反応パラメータ値を使い、閾値関数と境界条件をほんのわずか変えることで達成できる事がわかった。すなわち、カラー・パターン生成の鍵となる要因として、(1)縞模様のモードを選ぶパラメータの値、(2)色を決める閾値関数、(2)羽の外形、(4)境界条件などが考えられる。3)擬態多型雌の分類結果を理論モデルと計量形態学的方法で比較検討した。2)の要因を基にパターンを分類できる。その結果を、他の実験的方法(例えば、計量形態学)による分類結果と比較してみると、両者は独立に得られたにもかかわらずほとんど同じ系統分類結果を与えることが明らかになった(H.F.Nijhout, (2003), Evolution & Development, 5:6,579-592)。4)蝶の前翅と後翅のカラー・パターン間の関係について。前翅と後翅のパターンが一緒に共同して一つのまとまったパターン(あるいはメッセージ)を与えているように見える。この現象は、我々の反応拡散モデルの視点から見ると、前翅と後翅のパターンの関係は見かけのものであり結果的なものであることになる。つまり、前翅と後翅の外形は多少異なるが、反応拡散方程式において同じパラメータを使いほとんど同じ閾値関数、境界条件を使ってパターンを決めるので、必然的に前翅と後翅のパターンはつながってしまうのである。アフリカ大陸とマダガスカルに広く分布するアゲハチョウ科のオスジロアゲハ(Papilio dardanus Brown)は、雌にマダラチョウ科等の蝶の多くの種や亜種に擬態する十数種類の擬態型を有する蝶として古くから知られ、一方、雄は一種類の型しかなく、いわゆる尾(tail)を持つが、単純な白色と黒色からなるColor Patternをした羽を持っている。この蝶は世界で最も興味深い蝶の一種として、これまでイギリス、アフリカを中心として多くの研究が行われて来た。このオスジロアゲハの翅のパターン形成と進化の問題を、発生遺伝学、遺伝子系統学、計量形態学、数理生物学などにおける学際的問題として、Vogler, A.P.(イギリス)、Heckel, D.G.(オーストラリア)、Nijhout, F.H.(USA),関村利朗(日本)を代表とする国際共同研究プロジェクト:蝶の翅のパターン形成と発生遺伝学に関するHuman Frontier Science Program(HFSP)プロジェクトが1999年に発足し現在に至っている。このプロジェクトの主な目的は、雌に限性遺伝をする擬態型を支配する遺伝子座のH-locusの同定とその作用機構の解明である。上記の4名のプロジェクト・メンバーはそれぞれ異なる方法論で問題の解明に当たっており、関村は主に数理モデルを使ってカラーパターン形成機構を研究している。関村とイギリス・オックスフォード大学の共同研究グループは、カラーパターン形成の仕組みとして、細胞中の色素合成に対する反応-拡散方程式を解析し、"雄および雌の擬態多型パターンは原理的に蝶の羽全体に広がる色素合成に関わる物質(morphogen)の一種の縞紋様(stripe pattern)の現れであり、多型の紋様の差は羽全体の中における各細胞の感受性の差に帰着できる"、という仮説を提出した。この関村らの結果は、オスジロアゲハの雌の擬態多型が単に一つの遺伝子座H-locusによって制御されているというイギリスのClarkeやShepard等の実験結果とも合い通じるものであり、今後の実験的検証が待たれる。上記のHFSPプロジェクトとほぼ歩調を合わせて、関村は中部大学において2001年より科学研究費(特定領域研究A:発生システムのダイナミクス)の助成を得てオスジロアゲハの飼育を開始し、2002年度中に累代飼育とDNA sequenceの解析につながる飼育への基礎を確立出来た。参考論文:本研究の目的は、擬態で有名なアフリカ産の蝶Papilio dardanus(オスジロアゲハ)の翅の多様なカラー・パターン形成とその進化の問題を、主に理論モデルを使った数理的解析あるいは計算機シミュレーションにより解明し、他の実験的方法論(発生遺伝学、遺伝子系統学、計量形態学、生態学)による結果と併せて総合的に検討し、その統一的原理を発見する事である。すなわち、カラー・パターン生成の鍵となる要因として、(1)縞模様のモードを選ぶパラメータの値、(2)色を決める

閾値関数、(2)羽の外形、(4)境界条件などが考えられる。3)擬態多型雌の分類結果を理論モデルと計量形態学的方法で比較検討した。2)の要因を基にパターンを分類できる。その結果を、他の実験的方法(例えば、計量形態学)による分類結果と比較してみると、両者は独立に得られたにもかかわらずほとんど同じ系統分類結果を与えることが明らかになった(H.F.Nijhout, (2003), Evolution & Development, 5:6,579-592)。4)蝶の前翅と後翅のカラー・パターン間の関係について。前翅と後翅のパターンが一緒に共同して一つのまとまったパターン(あるいはメッセージ)を与えているように見える。この現象は、我々の反応拡散モデルの視点から見ると、前翅と後翅のパターンの関係は見かけのものであり結果的なものであることになる。つまり、前翅と後翅の外形は多少異なるが、反応拡散方程式において同じパラメータを使いほとんど同じ閾値関数、境界条件を使ってパターンを決めるので、必然的に前翅と後翅のパターンはつながってしまうのである。