hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
赤外線宇宙天文台(ISO)を用いた初期銀河の形成期活動と恒星進化の観測的研究

これは、ミリ波COなどから知られている冷たい膨張分子雲とは明らかに別のものであり、これまで一般には知られていなかった温かい分子形成領域が存在することを示す。赤色巨星の温かい分子形成領域では分子のみならずダストの形成やそれに伴う流出ガス流の加速も可能と考えられ、これらの星の質量放出機構の解明にも重要な役割を果たすと考えられる。5.進化の進んだ炭素星のISOPHTによる遠赤外線マッピングにより、過去に行なわれた質量放出の結果その周りに広がったと考えられるダストシェルの存在を明らかにした。これは、質量放出が周期的に行なわれることを示さし、質量放出の時間変化を観測的に明らかにする道を開いた。マゼラン雲球状星団のISOCAMによる系統的な中間赤外域測光観測により、恒星進化の最終段階にあり激しい質量放出を行なっている、可視域、近赤外域では見えない厚いダストに覆われた赤外線星を発見した。これらの星は、球状星団に属するためその物理特性が良く判っており、恒星進化における質量放出の役割を観測的立場より明らかにする可能性を示すとともに恒星進化理論の検証のために重要である。本国際学術研究は、ヨーロッパ宇宙機関(ESA)が、1995年11月17日に打ち上げた高性能赤外スペース天文台(ISO)を利用した国際共同研究により、銀河形成期や恒星の誕生期及び終末期における激しい活動現象に伴い生成する宇宙塵から放射される赤外線を観測し、始源銀河の形成や恒星の誕生・終末期の進化を解明することを目的とするものである。今年度は、1)多数採択されている一般公募観測について、ISO打ち上げ前、観測が所期の目的どうり効率良く行われるように観測提案者が観測プロポーザルの最適化作業をESAの研究所であるエステックにて行い、2)データ取得後そこから最大限の成果を引き出すためデータ解析方法についてヨーロッパ側共同研究者と検討を行い、3)ISO重点プログラムの一つであるマゼラン雲球状星団の赤外観測と相補的な観測を南アフリカ天文台にて行ない、いずれも当初の目的を達することができた。具体的な研究実績は以下の通りである。1)研究分担者出口、谷口、田辺、砂田、土橋、山村、土井、大西、佐藤、及び、研究協力者望月、青木は、平成7月6月とオランダ、エステックを訪問し、観測提案の最適化を行い、ミッションデータベース作成のためのパラメーター入力を行った。2)研究分担者尾中は、平成7年6月米国レンセラ-研究所、NASA Ames研究所を、また、研究代表者辻は平成8年2月スペイン、ヴィルスパ研究所を訪問し、ISOデータ解析について検討した。3)研究分担者上野は、平成7年6月、田辺と研究協力者西田は、平成7年10/11月、また田辺は平成7年12/平成8年1月に南アフリカ天文台で、マゼラン雲球状星団の観測を行なった。
確率的要素を含む情報セキュリティシステムの利便性と安全性からの最適化と統合評価

確率的要素を含む情報セキュリティ問題に対し確率モデルにより定式化を行い,安全性や利便性等の評価基準を明確にし,最適な攻撃法や認証法等を理論的に明らかにした.個々の符号やシステムに対して安全性を評価するのではなく,統一的数理モデルの枠組のもとで安全性の理論的な限界を不変的に評価した.さらに,安全性と利便性のトレードオフ関係についても,理論的限界や最適性を明らかにし,情報セキュリティシステムの新たな評価指標を示した.また,学習理論や最適化理論等の周辺研究分野における等価な確率モデルを用いた問題の成果を応用することで,最適法を近似する高性能アルゴリズムを構成し,安全性や利便性を具体的に評価した.確率的要素を含む情報セキュリティ問題に対し確率モデルにより定式化を行い,攻撃成功確率や認証確率等の明確な評価基準から,最適な攻撃法や認証法等を理論的に明らかにすることを目的とした上で,問題の確率モデルによる定式化を行った.まず,問題に含まれる確率的変動要素をどの様にして確率モデルに取り込むかという視点から,情報セキュリティに関する問題を再整理した.それと同時に,情報理論,統計科学,学習理論,最適化理論等の周辺分野で,上記の情報セキュリティ問題と数理モデルとして類似している問題の調査を行なった.具体的にはPUFを利用した認証やフィンガープリンティング符号を中心として調査を開始した.次に,先に述べた情報セキュリティ研究の再整理と調査を通じ,対象とする問題に対し周辺分野の類似問題で成果が上がっている確率モデルを利用,あるいは,それを基盤に新たにモデルを提案し,問題の本質を捉えた確率モデルを構築した.例えば,PUFを用いた認証デバイスでは,デバイスの物理的特徴をその条件付き確率分布のパラメータとおくことで,PUFを用いた認証デバイスをパラメタライズされた分布による確率モデルとして表した.このモデルは,情報理論,統計科学,学習理論等において頻繁に用いられる確率モデルと同様なモデルとなるため,それらの類似問題の成果を利用した.また,フィンガープリンティング符号の攻撃においては,複数のユーザが結託することにより改ざんされた符号語が生成される.この複数のユーザの符号語から改ざんされた符号語が生成される過程を多変数が入力されたもとで一変数が出力される条件付き確率モデルとして定式化した.このモデルは,情報理論における多端子通信路のモデルに類似しているため,それらの成果を利用した.確率的要素を含む情報セキュリティ問題に対し確率モデルにより定式化を行い,攻撃成功確率や認証確率等の明確な評価基準から,最適な攻撃法や認証法等を理論的に明らかにするという目的に対し,統一的数理モデルの枠組のもとで最強力な攻撃法やその理論的限界から安全性を不変的に評価した.平成25年度の研究により構築された数理モデル上で,各問題の評価基準を数式で明確化することで,数理問題として明確に問題を記述し,最適法の理論的な解析を行う事ができた.また,問題の確率モデルによる定式化と最適法の理論的解析によって得られた一つの評価基準のもとでの最適性や限界の理論的考察を組み合わせて発展させることにより,安全性と利便性の二つの評価基準を同時に考えたもとで最適性やその限界を理論的に考察した.このような最適法の理論的考察においては,統計科学,学習理論,情報理論等の周辺分野の等価な数理問題で得られた知見を応用した.例えば,PUFを用いた認証において,「本人であるのに認証されない確率」と「本人でない(攻撃者である)のに認証されてしまう確率」という2つの確率がシステムの重要な評価基準となる.このとき,前者を第一種誤り確率,後者を第二種誤り確率とおく,統計科学における仮説検定と同等の数理問題として考えることができる.さらに,PUFを用いた認証におけるトレードオフ関係を同時に考える問題として,例えば,「本人でない(攻撃者である)のに認証されてしまう確率」をある一定値以下としたもとで「本人であるのに認証されない確率」をなるべく小さくする問題を考えることができ,その理論的な限界やその条件で最適な認証法を求めることができる.確率的要素を含む情報セキュリティ問題に対し確率モデルにより定式化を行い,攻撃成功確率や認証確率等の明確な評価基準から,最適な攻撃法や認証法等を理論的に明らかにすることを目的として研究を行った.この目的に対して,統一的数理モデルの枠組のもとで最強力な攻撃法やその理論的限界からの安全性を評価した.平成25年度,26年度で得られた知見をもとに,各問題の評価基準を数式で明確化し,数理問題として明確に問題を記述した上で,最適な方法の理論的解析を行った.しかしながら,最適な攻撃法や認証法の多くは,最尤推定量や最大事後確率推定量を求める必要があり,一般に莫大な計算量が必要となる.これと数理的に等価な問題は周辺分野でも多く存在する.例えば,符号理論においては,これと数理的に等価な問題を,確率伝搬アルゴリズムにより解決し,このアルゴリズムは高い性能を有していることが知られている.本研究では,このような周辺研究分野における成果を応用することで,最適に近い高性能アルゴリズムを構成し,安全性等について数値実験を用い具体的に評価した.例えば,共通鍵暗号の一つであるストリーム暗号に対する最適な攻撃法について,確率伝搬アルゴリズムを用いて,数値実験により安全性等について具体的に評価した.さらに,ユーザが認証を行うために複数回の通信を行うことができるとすると,情報理論における自動再送要求問題と共通の問題として捉えることができる.

このような自動再送要求問題に対しても,評価基準を数式で明確化した上で,信頼性を加味した効率性を最大にするような最適な方式に関する研究を行った.確率的要素を含む情報セキュリティ問題に対し確率モデルにより定式化を行い,安全性や利便性等の評価基準を明確にし,最適な攻撃法や認証法等を理論的に明らかにした.個々の符号やシステムに対して安全性を評価するのではなく,統一的数理モデルの枠組のもとで安全性の理論的な限界を不変的に評価した.さらに,安全性と利便性のトレードオフ関係についても,理論的限界や最適性を明らかにし,情報セキュリティシステムの新たな評価指標を示した.また,学習理論や最適化理論等の周辺研究分野における等価な確率モデルを用いた問題の成果を応用することで,最適法を近似する高性能アルゴリズムを構成し,安全性や利便性を具体的に評価した.当初の目的である統一的数理モデルの枠組のもとで最強力な攻撃法やその理論的限界から安全性を不変的に評価するという点に関し,情報理論,統計科学,学習理論,最適化理論等の周辺分野の成果を融合し,各問題の評価基準を数式で明確化することで,最適法の理論的解析を行う事ができたため.さらに,安全性と利便性の二つの評価基準を同時に考えたもとで最適性やその限界を理論的に考察することもできたため.実際,このような研究成果を国内学会や国際学会で発表しており,さらに,研究成果を示した論文もいくつかの学術雑誌に投稿し,掲載されるまでに至っている.情報理論,統計学,学習理論とその応用平成26年度までの研究によって示された最適な攻撃法や認証法等は,多くの場合,その最適解を解析的に求めることは困難で,探索や数値計算等により求めることになる.これらは莫大な計算量を要する場合が多く,現実的には最適解を高い精度で近似するアルゴリズムを用いることとなる.数理的に等価な問題は周辺分野で数多く研究されているため,平成27年度の研究においては,その中で成果を上げているアルゴリズムを応用し発展させることにより,現時点で最も高性能なアルゴリズムを構成する.当初の目的である確率的要素を含む情報セキュリティ問題に対し確率モデルにより定式化を行うという点に関し,情報理論,統計科学,学習理論,最適化理論等の周辺分野の成果を融合し,統一的な枠組みから数理モデルを構築する事に成功しているため.実際,研究成果を国内学会や国際学会で発表しており.さらに,研究成果を示した論文もいくつか学術雑誌に掲載されている.平成25年度に行った確率要素を含む情報セキュリティ問題に関する数理モデル構築と最適法の理論的解析に関する研究においては,高性能コンピュータを導入する,あるいは,大学や外部機関が提供する計算機システムを利用する,といった事が無かったため,物品費に関する支出は行われなかった.また,国内外の著名な研究者の招聘等による交流も行われなかったため,人件費・謝金に関する支出は行われなかった.平成26年度は,平成25年度の研究で得られた数理モデル上で,各問題の評価基準を数式で明確化することで,数理問題として明確に問題が記述され,最適な方法を理論的に解析する.最適法の導出やその限界や性質の理論解析には,やはり,統計科学,学習理論,情報理論等の周辺分野の等価な数理問題で得られた知見を応用することが可能と考えられる.
リツキシマブ体内動態の個体間変動の機序解明と薬力学的作用に及ぼす影響の評価

本年度は研究実施計画に基づいて下記のような実験を行い結果を得た。1FcRnおよびRTXのLC/MSMSを用いた分析系の構築とADA産生の評価抗薬物抗体(ADA)の産生や抗体の血中保持に寄与する胎児性Fc受容体(FcRn)の発現変動により抗体医薬品の血中濃度が変動する可能性が報告されている。研究代表者らが実施した臨床研究でみられた血中濃度低下の原因として、ADAおよびFcRnの発現変動の2つを考えその寄与の評価を試みた。まず初めに、ADAの存在の有無に依存せず血中の全RTXを定量できるLC/MSMSによる測定系を構築した。定量下限が1 ug/mlを下回り臨床検体を測定するには十分な感度で測定できる系である。構築した系で臨床検体を測定した結果、ELISAで測定した結果と相違がなかったため、ADAの産生はなかったものと考えれる。ADAに関してはELISAによる測定も実施しており、その結果でも陰性であった。また、FcRnの定量系は構築済みであるが臨床検体での測定は実施していない。2RTX糖鎖構造の変動因子の探索血中には単糖転移酵素や単糖脱離酵素などが存在することが報告されており、こうした酵素がRTXの糖鎖構造の変化に関与していることが示唆される。そこで、ヒト血漿中で一定期間RTXを反応させ構造変化を評価することで血漿中成分の寄与を推察した。血漿中においてもRTXの構造変化は体内での変化と同等であったため、血漿中の何らかの成分が構造の糖鎖構造の変化に寄与していると考えられる。また、熱処理をした血漿をRTXと一定期間反応させても、RTXの構造には変化がなかったためRTXの糖鎖構造の変化に寄与しているのは血漿中の酵素である可能性が考察される。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
DNA修復欠損マウスを用いた紫外線誘発皮膚がん機構の解析

色素性乾皮症(xeroderma pigmentosum : XP)は、ヌクレオチド除去修復機構が先天的に欠損した高発癌性遺伝性疾患である。我々はXP患者における高頻度皮膚癌発症の分子機構を解明するためにXPA欠損マウスを作成し、紫外線誘発皮膚発癌実験を行っている。これまでの解析の結果、XPA欠損マウス由来の紫外線誘発皮膚癌細胞株はヌクレオチド除去修復能を欠損しているにもかかわらず紫外線抵抗性を示すことや、ミスマッチ修復蛋白質MSH2の発現量およびミスマッチ修復活性が顕著に低下していることを見いだしている。本研究ではXPA細胞の紫外線感受性とミスマッチDNA修復能との関連を検討した。MSH2/XPA二重欠損マウスを作成し、その細胞の紫外線感受性と紫外線照射後の細胞周期の進行を解析した。その結果、MSH2欠損がXPA欠損マウス細胞に紫外線抵抗性賦与し、紫外線照射後のG1/Sチェック・ポイントでの細胞周期停止を解消させることが判明した。ミスマッチ修復機構の紫外線誘発皮膚発癌への関与を個体レベルで検証するために、MSH2欠損、XPA欠損マウスを用いて紫外線誘発皮膚発癌実験を行った。一年以内に約8割のMSH2欠損マウスに自然皮膚発癌が認められた。また、MSH2欠損マウスは野生型マウスに較べて紫外線誘発皮膚発癌に対しても感受性が高いことが判明した。MSH2/XPA二重欠損マウスは、XPAあるいはMSH2単独欠損マウスに較べて、早期に紫外線誘発皮膚癌を発症することが認められ、ミスマッチ修復機構欠損はヌクレオチド除去修復機構欠損と個体の紫外線誘発皮膚発癌を促進することがわかった。以上の結果から、ミスマッチDNA修復機構はDNA損傷を持つ細胞の増殖を停止させ、あるいはそのような細胞に死をもたらすことにより、発がん防御に大きな役割を果たしていると推測される。ヌクレオチド除去修復(NER)やミスマッチ修復(MMR)はそれぞれDNA損傷や複製エラーを修復するDNA修復機構で、これらに異常を持つ高発癌性遺伝疾患として、それぞれ色素性乾皮症(XP)や遺伝性非腺腫性大腸癌(HNPCC)が知られている。本研究の目的は、NERとMMR欠損マウスを用いて、DNA修復欠損個体における紫外線誘発皮膚発癌の分子病態を解析すると同時に、紫外線のDNA損傷に対する生体の応答においてDNA修復機構がどんな役割を果たしているかを探ることにある。これまで、得られた結果は以下のものである。1)NER欠損個体における紫外線誘発突然変異を詳細に解析するため、rpsL遺伝子を導入したトランスジェニックマウスとXPA遺伝子欠損マウス(XPAマウス)のハイブリッドマウスを用いて、紫外線照射後の皮膚上皮におけるrpsL遺伝子上の突然変異の頻度およびスペクトラムの解析を行った。野生型に較べXPAマウスでは低線量の紫外線で突然変異頻度が高くなり、タンデムCC->TTトランジションが高頻度に見られた。2)XPAマウス由来の皮膚癌細胞株で、XPAマウスの非癌細胞のものに較べ、紫外線に対して抵抗性を示すことを見出し、この紫外線抵抗性の獲得が発癌に重要な役割を果たしているのではないかと考えている。MMR能の欠損がこの紫外線抵抗性に関与しているかどうか調べるため、MMR関連蛋白であるMSH2とXPAのダブル欠損マウスを作成し、紫外線感受性を調べた。MSH2(-/-)XPA(-/-)細胞は、MSH(+/+)XPA(-/-)細胞に較べて紫外線抵抗性を示し、紫外線抵抗性の獲得にMMR能の欠損が関与していることが示唆された。3)我々はXPAマウスの皮膚癌細胞でDermo-1が強発現しているのを見出している。この発現の癌化における意義を探るため、皮膚上細胞にDermo-1が発現している細胞株を作成して、紫外線に対する生存率を調べ、ヌードマウスを用いた腫瘍原性の解析を行っているが、この遺伝子の発現が癌化に直接関与している証拠は得られていない。

MSH2/XPA二重欠損マウスは、XPAあるいはMSH2単独欠損マウスに較べて、早期に紫外線誘発皮膚癌を発症することが認められ、ミスマッチ修復機構欠損はヌクレオチド除去修復機構欠損と個体の紫外線誘発皮膚発癌を促進することがわかった。以上の結果から、ミスマッチDNA修復機構はDNA損傷を持つ細胞の増殖を停止させ、あるいはそのような細胞に死をもたらすことにより、発がん防御に大きな役割を果たしていると推測される。
銀河団スケールでの高エネルギー現象に関する研究

本年度は銀河団のエネルギー収支と進化に重点をおいて研究を行った。銀河団の中心部(コア)では何らかの加熱源によりX線で放射されたガスのエネルギーが補われていると考えられているが、その加熱源が何であるかはわかっていない。現在のところ銀河団の中心にある巨大なブラックホールがその加熱源であるという考えが主流であるが、加熱の安定性に問題がある。そこで我々は銀河団ガスの大規模な流れ(津波)が加熱に働いていると考え、スーパーコンピュータによるシミュレーションを行った。その結果津波により、銀河団コアに乱流が発生し、その渦により熱がコア外部からコアに運ばれることを世界で初めて見出した。さらにそのような乱流を日本が来年度打ち上げるAstro-E2衛星で観測できることを模擬観測で明らかにした。また津波が実際に発生しているかどうかを調べるため、C.L.Sarazin氏(米国バージニア大学)らと、大集光力を特徴とする欧州のニュートン衛星や、高解像度を特徴とするアメリカのチャンドラ衛星を用い、銀河団のX線観測を行った。その結果銀河団内部には複雑なガス構造があり、津波が発生している可能性高いことがわかった。銀河団銀河の環境効果についても前年度から引き続いて研究を行った。その結果、銀河が銀河団中に存在するときには、銀河は周囲の高温ガスからの熱で蒸発することがわかり、さらにその蒸発効果は銀河が銀河団に突入する以前でも起こりうることを示した。これまで安定して静かな天体と考えられてきた銀河団も、中でガスとダークマターの塊が高速で運動し、銀河から放出されるジェットと銀河団ガスが激しく相互作用し、さらに粒子が光速に近い速度まで加速されるようなダイナミックな天体であることが明らかになりつつある。本年度はそのような銀河団の活発な活動を把握し、その起源を明らかにすることを目標に研究を行った。まず、高角度分解能を特徴とする米国のチャンドラ衛星を用い、銀河団Abell 133の中心部の高解像度観測を行った。その結果中心部の銀河に付随したガスの塊が、その周囲の高温ガスとの相互作用にとって、ばらばらに分解しつつある様子を明らかにした。この観測により銀河団に次々落ち込む塊は最終的に崩壊することが明らかになった。さらにこの観測で、銀河団中心の銀河中にあるブラックホールによって、高温ガスで満ちた泡が形成され、さらにその泡が電波を出している様子を明らかにした。この観測をもとに、銀河団中心部で泡の移動で発生した対流運動により、大規模な熱の移動が起きている可能性を指摘した。一方で理論的な研究として、宇宙全体の構造形成と、銀河団の中のダークマターの塊の個数分布が強い関連を持っていることを明らかにした。銀河団の中の局所的な現象と考えられがちな塊も、宇宙の進化の影響を受けていることを示したことになる。またこの研究を発展させ、銀河団中の銀河の数からその銀河団の年齢を見積もる方法を新たに開発した。他に理論的な研究として、銀河団中に存在する相対論的な電子の起源が、銀河団同士の衝突で発生する大規模衝撃波や乱流に伴う粒子加速で説明できることを示した。これらの研究は粒子加速が起きている場所や加速メカニズムと、加速された電子が発する非熱的放射の性質が関連することを予言している。この予言は近い将来日本が打ち上げるASTRO-E2によって確認することが可能である。本年度は、昨年度に引き続き、銀河団の活発な活動の起源を追及する研究を理論、観測の両面から行った。銀河団の中心部からは強いX線が放射されているが、温度の大きな低下がないことにより、何らかの加熱源があって、X線で放射されたエネルギーを補完していると予想されているが、その加熱源は明らかになっていない。私は鈴木建(京大)、和田桂一(国立天文台)の各氏と協力しながら、太陽コロナ加熱モデルをヒントにした、新しい音波による加熱モデル(通称津波モデル)を提唱した。理論計算はこのモデルがこれまでに得られている観測事実を矛盾なく説明できることを示した。現時点でこのモデルの研究を行っているのは、世界的に見ても我々のグループのみであり、きわめて独創的な研究である。一方、津波モデルの正当性をより確実にすべく、C.L.Sarazin氏(米国バージニア大学)らと、大集光力を特徴とする欧州のニュートン衛星を用い、銀河団Abell 133の中心部のX線スペクトル観測を行い、銀河団ガスの温度、重元素分布を明らかにした。その結果津波モデルが予想するように、弱い衝撃波が銀河団の中心部を通過して周囲を加熱していることが明らかになった。銀河団環境効果の研究も行った。銀河団中の銀河は、銀河団ガスの影響や銀河同士の相互作用などで、銀河団外の銀河とは異なる進化をしていると考えられている。しかし私は銀河進化の理論モデルと観測結果を比較することで、銀河団中の銀河は銀河団に取り込まれる以前から独特の進化をしていることを明らかにした。

その結果津波により、銀河団コアに乱流が発生し、その渦により熱がコア外部からコアに運ばれることを世界で初めて見出した。さらにそのような乱流を日本が来年度打ち上げるAstro-E2衛星で観測できることを模擬観測で明らかにした。また津波が実際に発生しているかどうかを調べるため、C.L.Sarazin氏(米国バージニア大学)らと、大集光力を特徴とする欧州のニュートン衛星や、高解像度を特徴とするアメリカのチャンドラ衛星を用い、銀河団のX線観測を行った。その結果銀河団内部には複雑なガス構造があり、津波が発生している可能性高いことがわかった。銀河団銀河の環境効果についても前年度から引き続いて研究を行った。その結果、銀河が銀河団中に存在するときには、銀河は周囲の高温ガスからの熱で蒸発することがわかり、さらにその蒸発効果は銀河が銀河団に突入する以前でも起こりうることを示した。
医療面接における共感場面の社会的・生理的特徴からの客観的解明

医療面接での共感は、患者側も含めた相互行為として構築されるためにその評価が容易ではない。申請者は質的研究法である会話分析を用いて、病歴聴取の開始場面でさえも、共感を構築する機会となることを示してきた。本研究では診察場面の録画データから、会話分析で共感的場面に特徴的な構造を抽出する。また、非接触計測により対象者の心拍変動を解析し、医師・患者の自律神経機能を分析する。これにより、社会的・生理的特徴からの共感の客観的・多面的な評価方法を確立する。
表面量子過程

表面物性の研究は転換期にあり、静的は構造・物性はかなりの程度解明がすすみ、動的現象の研究へと進みつつある。その表面動的過程の熱平衡状態での研究は古くから行われているが、本研究では量子過程としての動的現象を素励起に近い形で観測し、表面の特異性を結び付けて論じる新しい概念を提出した。一方、表面の動的現象を非熱的過程として取り扱う必要があるが、そこでは下地という大きな熱浴があるため、そこへのさまざまな脱励起過程が迅速に起こり、観測を非常に困難にする。その困難を克服し、成果が植られ始めている。数例を列挙する。Si(001)表面での相転移を第一原理分子動力学法とモンテカルロ法を用いて理論的に解析し、ストリークパターンまで含めてLEEDの最近の実験値をよく説明できた。紫外レーザーと表面の相互作用として、価電子励起に伴う脱離現象が観測されている。Pt(001)、(111)-NOからのNO分子の脱離を観測し、共鳴多光子イオン化法により脱離種を状態弁別して検出した。励起光の波長依存性等の測定結果から脱離機構を求めることができた。また高い反応選択性が観測され、それもこの機構で説明できた。一方、GaP、GaAsの(110)清浄表面からのレーザー誘起原子放出で、Gaを共鳴多光子イオン化法により高感度検出をし、原子放出が熱縁起でなく、電子励起であり、表面欠陥を媒介として起きることを明らかにした。これらの現象を理解するには表面・分子相互作用系として励起状態まで取り入れた理論計算との協力が必須であり、その方向に進展しはじめている。表面反応にもう一歩踏み込んだものとして、反応生成分子の脱離の角度分布、速度分布の測定から、反応場の構造を反映した反応ダイナミックスという概念が確立できる測定結果が得られている。また分子線の散乱でも状態弁別した測定へと向いはじめている。これらは研究成果報告書としてまとめた。数例を列挙する。
長期飢餓ストレスがタンパク発現調節因子(miRNA)に及ぼす影響

40%食餌制限マウス(9週齢雌BALB/c)は、経時的な体重減少を認めた。摘出した海馬よりRNAを抽出し、マイクロアレイ解析を行ったところ、複数のマイクロRNA(miRNA)が対照と比較して有意に発現増加または低下している事が判明した。その後の解析ではmiR-7が飢餓ストレスにより上昇していた。標的解析では、多数のmRNAが候補として存在し、神経の発育などに関連しているものが含まれた。飢餓により、多くのmiRNAが発現変化する事は、未だ報告がない。これらの発見が飢餓状態(神経性食欲不振症など)の新たなバイオマーカーとしての役割を担う可能性も考えられた。様々なストレスで発現変化するタンパク発現調節因子マイクロRNA(miRNA)に着目。マウスを用い、飢餓ストレスがもたらすmiRNAの発現変化をマイクロアレイ法を用い検討し、そのターゲットメッセンジャーRNAおよびタンパク発現を検索する。また、ヒトの血液サンプル(正常、神経性食欲不振症患者)を用いても検討することを目的とする。この研究により、神経性食欲不振症による様々な異常の病態生理の一端が、セントラルドグマ(遺伝子からタンパク発現の経路)以外の観点から明らかとなるのみならず、薬物反応性の検討等重要な知見が得られる事が予想される。まず、飢餓マウスモデルの作成(Diet restriction法)を試みた。当初はSbra miceを使用予定であったが、国内入手困難であることが判明し、十分な選定の結果、BALB/c miceに変更した。8-10週齢の雌マウスを実験に使用した。一日の餌の摂取量を算出し、コントロール、40%餌制限、50%餌制限、60%餌制限の群を作り、それぞれに毎日相当する量の餌を与えた。餌制限群では餌の量に反比例して体重減少が認められ、40%餌制限群では、過活動傾向が観察されている。18日間の食事制限後、行動解析・解剖を行い、脳の海馬よりRNAを抽出し、miRNAの網羅解析を現在行っている。昨年度は、飢餓マウスモデルの作成(Diet restriction法)を行った。8-10週齢のBALB/c雌マウスを実験に使用した。餌制限群では餌の量に反比例して体重減少が認められ、40%餌制限群では、過活動傾向が観察された。50%および60%餌制限においてはマウスの死亡率が高まる事も判明した。実験モデルには40%餌制限が適していると判断し、実験に使用した。18日間の食事制限後・行動解析・解剖を行い、脳の海馬よりRNAを抽出した。抽出したRNAをToray製のmiRNAマイクロアレイを用い、網羅解析を行った。飢餓ストレスによるmiRNAの動きはマイクロアレイ上、微小な動きが多かったが、アレイでは発現が低値と表現される事も多く、この中でも高発現しているものに注目し、ノーザンブロッティングまたはリアルタイムPCR法による発現確認を行っており、次年度は機能解析を行い、ヒト血液サンプルを用いた解析も検討する。40%食餌制限マウスは、経時的な体重減少を認め、実験に適している事を明らかにした。8-10週齢のBALB/c雌マウスを実験に使用、18日間の食事制限の後、マウスより海馬を摘出した。摘出した海馬よりRNAを抽出し、マイクロアレイ解析を行ったところ、約10個のmiRNAがコントロールと比較して有意に発現増加し、約10個のmiRNAが発現低下している事が判明した。

このうち、miR-X(仮名)についてリアルタイムPCR法を用いて発現確認を行ったところ、実際に飢餓ストレスにより上昇している事がわかった。ターゲットスキャンを用いた、標的解析では、多数のメッセンジャーRNAが候補として存在し、神経の発育やパーキンソン病などに関連してるタンパクをコードするものの可能性が考えられた。飢餓ストレスにより、予想以上に多くのmiRNAが発現変化する事は、未だ報告のない事実である。今後はこれらのmiRNAが飢餓状態の新たなバイオマーカーとしての役割を担う可能性も考えられ、極めて重要な知見と考えられた。
ゲノム変動領域の情報をトランスクリプトームに伝える正の制御メカニズムの解明

本研究の目的は、植物の核ゲノムに挿入されたコード領域配列が、どのようにしてクロマチンの構造変換を自己の近傍に誘導し、周辺の転写領域を変動させるのかを解明することである。前年度の研究では(1)遺伝子コード領域の存在は転写型ジーンサイレンシングに対して拮抗的に作用すること、(2)ゲノム上の重複領域(segmentally duplicated region)に含まれるコード領域配列では、ATGが欠損すると、その領域の転写活性が一般に低下すること、などが明らかとなった。本年度はまず(1)のメカニズムを調べるための形質転換植物の準備を進めたが、時間の関係で具体的な成果をまとめるまでには至らなかった。一方(2)については前年以上の詳細な解析を進めたが、その結果、(3)欠損したATGの近傍に別のATG配列があると、in-frame, out-of-frameを問わず、そのATG配列と元々のATG配列の距離的な近さに応じて、その周辺に出現する転写開始点の強度が回復する傾向のあることが分かった。現在、この新しい現象を説明するための作業仮説を検討しているが、その過程で、植物ゲノム上の転写開始点の出現機構自体についても実験的な検討を進めた。その結果、次の二つの新規知見が得られた。(4)H2A.Zは動物や酵母では転写開始領域に局在する傾向が知られているが、シロイヌナズナで包括的なChIP-seq解析を行ったところ、コード領域全体にまたがって分布する傾向がみられた。また、(5)シロイヌナズナのTFIIFの変異体について包括的な転写開始点解析を行ったところ、転写開始点の出現様式についてこれまで知られていない新しいタイプの表現型がみられた。現在、これらの知見を総合して、植物ゲノム上でのコード領域配列とクロマチンリモデリング、転写開始点の出現様式との関係について詳細な検討を進めている。24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は、植物の核ゲノムに挿入されたコード領域配列が、どのようにしてクロマチンの構造変換を自己の近傍に誘導し、周辺の転写領域を変動させるのか、またそのようなクロマチンのエピジェネティックな構造・性質が、その後の遺伝や自然選択にどのような影響を与えるのかを解明することである。本年度の研究では、以下の2点の成果が得られた。(1)高等植物において遺伝子コード領域の存在は転写型ジーンサイレンシングを抑制する。これまでの研究から、コード領域のATG開始コドンは近傍ゲノム領域のクロマチン構造や転写開始点の生成に影響を与えることが強く示唆されていた。そこで、ATG開始コドンの破壊系統を作成したところ、当該コード領域のみでは無く、隣接する選択マーカー遺伝子の発現まで抑制され、polIIの結合量が大きく低下した。このことは、植物ゲノムには、コード領域の存在に依存して転写型ジーンサイレンシングを抑制する機構があり、コード領域に依存したプロモータークロマチンの形成と深い関係があると考えられる。(2)ゲノム上の遺伝子重複領域ではATG開始コドンの保存性が転写状態の持続性に影響を与える。シロイヌナズナゲノム中の遺伝子重複領域の中から、重複後に開始コドンが消失した領域を探索し、得られた領域について、転写開始点マッピングやChIP-PCRなどによる比較解析を行ったところ、ATG開始コドンを欠損した重複領域では、重複元の領域に比べて転写量が低下する傾向が見いだされた。この結果は、ATG開始コドンの変異による転写領域の消失が、ゲノム上で遺伝子が機能を失うメカニズムの1つであることを示唆している。

本年度の研究によって、「コード領域の出現・消長が、周辺ゲノム領域の転写状態に強い影響を与えること」を裏付ける知見が得られた。24年度が最終年度であるため、記入しない。基本的に、前年より進めている解析をさらに継続し、形質転換植物の系で、コード領域配列がその近傍クロマチンのリモデリング、ジーンサイレンシング、プロモーター領域の新生、転写開始複合体のリクルートなどにどのような影響を与えているのかを解明する。
マラリア原虫感染におけるNKT-肝樹状細胞による免疫抑制機構

【目的】マラリア感染における宿主の免疫抑制現象、特にT細胞応答の抑制はマウスモデルやマラリア患者の解析からよく知られていた。その原因として、regulatory T細胞の誘導、helper T細胞のアポトーシスや抗原提示細胞の機能不全などが報告されているが、近年樹状細胞(DC)の成熟阻害や機能変化が注目されてきている。本研究では、ネズミマラリア原虫P.yoelli17XNL(非致死株)を用い、感染防御能の増強とは相反する現象である免疫抑制機構を肝DCの動態から解明し、ワクチントライアルへの基礎的知見を得ることを目的とした。寄生虫感染における宿主の免疫抑制現象は古くから知られ、ワクチンによる感染症克服にとって重要な問題であることが指摘されている。研究代表者らは、肝臓に局在するNKT細胞の亜群(NK1.1^-CD122^+CD3^<int>)がマラリア感染防御機構を担うことを、CD1d欠損マウスやヌードマウスでの感染系や細胞移入実験で明らかにし、狭義のNKT(iNKT)細胞に分類されない細胞群も感染防御に関与することをすでに報告してきた。一方、肝障害モデルマウスやヒト肝疾患患者検体の解析から、肝NKT細胞は樹状細胞(DC)により負に制御されることも明らかになってきている。本研究では、マラリア感染防御能の増強とは相反する現象である免疫抑制機構を解明するために、ネズミマラリア原虫感染マウスの肝と脾DCの性状解析を行い、NKT細胞との関連性を検討した。正常マウス肝ではplasmocytoid DCの抗原(PDCA-1)を強発現するCD11c^<low>ClassII^-DCが、脾ではPDCA-1抗原陰性のCD11c^<high>Class II^+DCが優位を占める。肝DCは脾DCと異なり、外来抗原やアロ抗原提示能が低く、形態学的にも未熟型を示した。ネズミマラリア感染初期(Day 7)において、肝及び脾のCD11c^<low> ClassII^-DCが著しく増加し、co-stimulatory分子であるCD86の強発現が認められたが、PDCA-1抗原の発現は明らかに低下した。しかし、肝及び脾のCD11c^<high> ClassII^+DCは減少するもののPDCA-1抗原の中程度の発現が認められた。Day 3(parasitemia<1%)での解析ではこのような変化は認められていない。これらの結果から、マラリア感染に伴ない肝局在のIFNα/βを産生し免疫系を制御するplasmocytoid DCのpopulation変化が明らかになり、このことが肝NKT細胞の活性化に関与する可能性が示唆された。
単眼式拡張現実における視覚的注意特性の検討―現実世界での見落とし問題の解決―

本研究では平成28年度に行った研究から引き続き、拡張現実(Augmented reality: AR)による像を両眼または単眼に提示する際の変化の見落とし現象について検討を行った。変化の見落としとは、視界内で変化が起こる瞬間に妨害となる刺激が提示されると、その変化に気付きにくくなるという現象のことである。平成28年度の研究ではAR像の妨害刺激を両眼に提示すると変化の見落としが発生する一方で、単眼に提示すると発生しなくなることが示された。しかし、この際使用されたAR像の妨害刺激は白色の一様刺激であり、妨害刺激としての強度が低すぎた可能性があった。そこで本年度の研究ではモンドリアン刺激と呼ばれるカラフルな長方形を重ね合わせることで作成される刺激を使用した。モンドリアン刺激は白色の一様刺激よりもエッジが多く、妨害刺激としての強度が高いと考えられる。この刺激を使用した場合に単眼条件で変化の見落としが発生すれば、AR像の単眼提示における変化の見落としには刺激の特性が影響していることが示される。現在までのところ、平成28年度の実験課題と同様の課題で、妨害刺激をモンドリアン刺激に変えた実験を12名の実験参加者に対して行った。実験参加者間計画で行ったため、両眼・単眼条件にそれぞれ6名ずつ割り当てられた。その結果、両眼条件でも単眼条件でも変化の見落としが発生することが示された。したがって、単眼条件での変化の見落としは妨害刺激の特性が影響している可能性が高い。ただし、現在はまだ実験参加者数が少ないため、今後人数を増やして実験結果を確定させる必要がある。29年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では拡張現実(Augmented reality: AR)による像を両眼または単眼に提示する際の変化の見落とし現象について検討を行った。妨害刺激となるAR像が両眼に提示されると変化の見落としが発生すると考えられるが、単眼提示であればAR像が提示されていない方の眼は妨害刺激が提示されていない状態となる。したがって、単眼提示では変化の見落としは発生しなくなると考えられる。これまでの研究の結果、仮説の通りAR像の両眼提示では変化の見落としが発生する一方で、単眼提示では変化の見落としは発生しなくなることが示された。ARはカーナビのような車載情報機器として使用されることが想定されるため、ARの使用によって変化の見落としが発生すると、歩行者の飛び出しに気付くことができないなど、安全上の問題が発生すると考えられる。したがって、変化の見落としが発生しにくいというAR像の単眼提示の特性はARの安全利用に資する知見であると言える。本研究によって得られた知見について、アメリカのフロリダで行われたVision Sciences Society 2017 17th AnnualMeetingで成果発表を行った。この学会は全世界から視覚科学の専門家を中心に認知心理学者などが集まるものである。この学会で成果発表を行うとともに本研究を発展させるための情報収集を行った。参加者からのアドバイスにより、次の実験にふさわしい実験刺激についての着想を得た。当初の計画では拡張現実(Augmented reality: AR)が両眼または単眼に対して提示されている時の変化の見落としを比較し、単眼提示では変化の見落としが発生しなくなることを示すところまでが本年度の目標であった。この点については仮説を支持する結果が得られ、成果の発表を行うことができた。したがって、研究の進捗は当初の予定通りであると言え、「おおむね順調に進展している」を選択することが妥当である。

本研究では拡張現実(Augmented reality: AR)が両眼または単眼に対して提示されている時の変化の見落としについて、両眼提示時には変化の見落としが発生する一方で、単眼提示時には発生しなくなることが示された。しかし、本研究で使用したAR像は白色の一様刺激であった。実際のARの使用場面ではそのような刺激が使用される可能性は低い。また、このような刺激は妨害刺激としての強度は必ずしも高いとは言えず、単眼提示の条件で変化の見落としが起こらなかったのは、単純に妨害刺激の強度が足りなかっただけの可能性がある。以上のように、本研究の限界としては、妨害刺激として使用したAR像が限定的であり、どのような妨害刺激であれば単眼提示時に変化の見落としが発生するかを示すことができていない点が挙げられる。そこで、今後の研究の推進方策としては本研究とは異なる実験刺激を使用して同様の実験を行うということが考えられる。例えば一様刺激ではなく、よりエッジが多く、注意をひきやすい刺激や、有意味な刺激を使用した際の変化の見落としについて検討する必要がある。29年度が最終年度であるため、記入しない。
民俗宗教の西日本と東日本における構造的相違に関する総合的調査研究

本研究は、地域社会に展開する民俗宗教の実態把握を通して、西日本地域と東日本地域における民俗宗教のや類似点や相違点を明らかにするために、西では山陰地方(島根県出雲・松江市とその周辺)、東では三陸地方(岩手県宮古市・釜石市とその周辺)の現地調査を実施して、両地域の比較研究を行なった。以下、研究成果の概要をまとめておきたい。(1)民間宗教者の活動。三陸地方では、かつて天台系の本山派修験の活躍がみられ、その衰退が著しいものの影響は現在まで続いており、とりわけ巫女と修験者の関わりが注目される。また成座過程からみて召命型と修行型の異なるタイプのシャ-マンが併存している。山陰地方では、陰陽道系の宗教者、社人・太夫の活動がみられる。(2)新宗教の動向。山陰地方では、出雲神奈備教、天照円納教、聖輪会など、いくつかの新宗教の発生がみられ注目される。三陸地方では、出雲大社教の再組織化がなされつつある。(3)神楽。三陸地方には黒森神楽、山陰地方には大元神楽がみられ、湯立神事と託宣儀礼が行なわれている。黒森神楽では巫女、大元神楽では託太夫が重要な役割をはたしている。(4)憑物信仰。山陰地方にはキツネ憑きの信仰があり、憑き筋の形成がみられ社会的緊張をうみ出している。三陸地方にはイヅナ憑きなどの信仰がみられるものの憑き筋の形成はみられない。(5)漁業信仰。三陸地方と山陰地方の沿岸部に、龍神信仰に基づく神興の海上渡御の船祭りがみられる。また三陸地方では金華山信を、山陰地方ではエビス信仰が漁業信仰として展開している。(6)その他。島根県平田市の臨済宗一畑寺では、薬師信仰を中心とした参拝講が西日本の各地に広がりをみせており、既成仏教の新しい動向を示している。また出雲地方では、巡礼の新しい動きがみられる。(2)新宗教の動向。(3)神楽。(4)憑物信仰。(5)漁業信仰。(6)その他。本研究は、西日本と東日本の地域社会に展開する民俗宗教の類似点や相違点を実態調査に基づいて検証するために総合的な視点から調査研究を行なうことを目的としている。この目的を達成するため、西日本地域からは山陰地方、東日本地域からは三陸地方、それから本島部のほぼ中央に位置する紀伊半島という3つの異なる地域を選定し、本年度は本研究の構成メンバ-を2班に分けて山陰地方と三陸地方を中心に共同調査および補充調査実施した。1.神楽宮古市を中心に黒森神楽、島根県邑智・那賀郡地方に大元神楽がみられる。黒森神楽では巫女、大元神楽では託太夫が重要な役割をはたしており、シャ-マニックな託宣儀礼が行なわれている。2.民間宗教者三陸地方では、かつて天台系の本山派修験の活躍がみられ、その衰退は著しいものの影響は現在まで続いており、とりわけ巫女と修験者の関わりが注目される。山陰地方では陰陽道系の宗教者、社人・太夫の活躍がみられる。3.新宗教の動向三陸地方では出雲大社教の再組織化がなされており、山陰地方では密教系新宗教の中山身語正宗の活動がみられる。4.講集団伊勢講は両地域とも衰退が著しいものの「参詣道中記」等の資料に基づいて比較研究が可能である。5.漁業信仰三陸地方では牡鹿半島の金華山信仰の拡がりがみられ、山陰地方ではエビス信仰が中心になっている。6.憑き物信仰山陰地方にはキツネ憑きの信仰があり、憑き筋の形成がみられ社会的緊張をうみ出している。

三陸地方にはイヅナ憑きなどの信仰がみられるものの憑き筋の形成はみられない。7.家の神三陸地方ではオンラ様が祀られ、山陰地方ではナンド神の信仰がみられる。本研究は、地域社会に展開する民俗宗教の諸特徴を、西日本と東日本の地域性に焦点をあててその類似点や相違点を実施調査に基づいて明らかにすることを目的としている。本年度は、前年度にひきつづき山陰地方と三陸地方の共同調査および補充調を実施した。以下、研究成果の概要をまとめておきたい。1.シャ-マン的職能者三陸地方では、成巫過程からみて召命型(a)と修行型(b)の異なるタイプが併存している。釜石市ではカミサン(a)とイダッコ(b)、宮古市周辺ではカミツキ(a)とイタコ・ミコ(b)の活動がみられる。山陰地方では、新宗教系の宗教者にシャ-マン的要素が認められる。2.新宗教島根県に発生した新宗教に、出雲神奈備教、天照円納教、聖輪会、光明密教道場、みろく神教などの活躍がみられる。3.講集団島根半島平田市の臨済宗妙心寺派一畑寺では、薬師信仰を中心にした参拝講が西日本の各地に広がりをみせており、既成仏教の新しい動向を示している。4.三陸地と山陰地方の沿岸部には、それぞれ龍神信仰に基づく神興の海上渡御の船祭りがみられる。漂着神信仰や海上他界との関連性が注目される。5.荒神信仰出雲地方の荒神信仰は各戸荒神・同族荒神・地域荒神・講荒神と多様な形態がみられ、崇り神的性格が強くみられる。6.巡礼出雲地方では、出雲三十三カ所観音霊場がみられたが、近年では、新たに中国三十三観音霊場、出雲十大薬師霊場などを開設し、新たな動きがみられる。以上の成果を前年度の成果と照合しながら、西日本と東日本との地域性との関連で検討を加え、報告書の作成にむけて研究会を開いて調整をはかった。
世界の経済活動及び国際貿易による物質流動メカニズムの同定とモデル化に関する研究

本研究では、信頼性の高い人間活動由来の物質フロー・エネルギーフローを推計する手法を開発し、その手法を全世界1971年2001年における炭素・窒素・リンフロー、鉄フロー、エネルギーフローに適用した。得られた物質フロー・エネルギーフロー勘定表は、物質収支条件などの自然科学的制約、発電効率などの工学的な制約条件、支出と収入の収支条件などの社会科学的制約を満たし、関連する統計報告値と整合性が取れたものとなった。本研究の目的は、次の三つである。第一は、人間活動による社会経済システム内部での物質のフロー量とストック量の同定、および社会経済システムと自然環境の間の物質フロー量を整合的に推計する手法を開発する。第二は、その手法を用いて世界全域の過去数十年間にわたる物質フローを物的産業連関表と物的貿易表として、また、ストック量については物質的ストック勘定表の形式で整備すること、第三は、それらの表をベースとして、経済活動の変化、技術の進歩および物質ストック量の蓄積などと物質需要変化との係わりをモデル化し、世界規模で見た脱物質化社会の可能性を検討することである。具体的には、物質としてエネルギー財、エネルギー集約財の鉄、セメント、有機物に多く含まれる炭素、りん、を対象とし、世界を106地域区分を基本として、物的勘定表を整備する。方法論は、勘定表の整備には、制約条件付きCross-Entropy法を応用し、二段階で推計作業を行う。また、作成された勘定表をもとに、社会経済指標と物質需要の関わりを示す諸関数の同定には、計量経済的手法を用いる。将来の物質フローの変化の検討にでは、人口や経済発展の状況のみならず、リサイクルやプロダクトイノベーション、国際分業や貿易構造などの変化も取り込んだシナリオにて推計を行い、脱物質化社会を定量的に描く。世界全域の社会・経済活動を支える基盤的物質のフロー・ストック量について、既往の経済統計と整合性の高い勘定表を作成する手法の開発を行なった。作業基準年を2001年とし、これ以前の30年間にわたる各国の産業連関表、鉱工業・農林水産生産統計、エネルギーバランス表、サービス業統計、国民経済勘定表、各国廃棄物発生量統計、国際貿易統計などを収集し、必要項目の抽出と整理を行うとともに、不十分な箇所について代理指標等を用いて推計・補足作業をした。また、ストック勘定表について、一部の地域については国富統計等を利用できるが、それのみでは不十分であるため、フロー勘定表をもとに積み上げ作業を行ない、特に、鉄、セメントについては、長寿命性のため、過去100年程度の生産、貿易、消費統計を準備し、ストック表作成の際に使用した。勘定表推計作業は、信頼性の差異が著しく存在する各国、各種の統計表に基づく基礎情報群とスポット的な関連情報や工学技術的な理由によりア・プリオリに定まる各種の制約条件などとを統合する作業となった。このような非定型性が強い問題の対処法として、本研究では、制約条件付きCross-Entropy法を応用し、次のような二段階で推計作業を行なった。第一に基準年における世界各地域間、地域内の貨幣単位および物量単位の勘定表の推計:GTAPの貨幣単位勘定表、あるいは、それらを標準的な物質原単位で変換した近似的な物質フロー勘定表を事前情報とし、それとのクロスエントロピーを最も大きくする勘定表を推計する表とした。第二にこの基準年のフロー勘定表を事前情報とし、過去の各年毎にクロスエントロピーを最大とする勘定表を求めた。前年度に準備したデータ・情報と開発した数理手法を組み合わせ、過去30年にわたる人為起源の物質フロー勘定表・および貨幣フロー勘定表を一対のものとして構築した。具体的には、2001年の基準年の貨幣・物質勘定表の推計に用いた調整計算の手法を過去30年間に適用させるにあたり、経済、貿易、産業、農業、エネルギーなど広範囲の統計情報を相補的に用い、それらの各種情報と整合的な社会会計表、物質フロー勘定を作成する手法を改良した。これにより、従来の手法による推計より高い信頼性を有する勘定表の推計が可能となり、貨幣・物質勘定表の整合性を高めた。次に、この手法を用いて、各国・地域間の財の輸出入フローを記述する貨幣単位での貿易勘定表、各地域内の経済活動を貨幣単位で記述する社会会計表、および、これらに対応する物質フロー勘定表を推計した。対象物質は、鉄、窒素、りん及び炭素換算での有機物、対象期間は1971年から2001年まで、地域区分は106地域を基本とし、物質により統合を行った。部門数も物質により23部門から70部門程度にて表現した。推計結果から次のことが示された。有機物フローについては、統計報告値と推計値は概ね同じ値となった。ただし、地域別で見た場合、統計報告値から推計値への修正量が大きな地域が見られるが、それらの地域は世界全体の物質フロー量と比べると物質フロー量の小さな地域であった。世界全体では対象期間の30年間において、物質フローの投入量は増加し、炭素、窒素、リン、鉄はその投入量が1.5-1.8倍となった。

対象期間の30年間においてGDPは2.5倍、人口は1.6倍となったため、人口と物質フローの増加率は同程度であったが、GDPと比べるとその増加率は低かった。世界各地内及び地域間の物質フロー勘定表、物質ストック勘定表を作成するための、勘定体系の構築、その勘定表の推計手法の開発および手法の適用を行った。まず、炭素、窒素、リン、鉄の物質フローについて、全世界24地域を対象とし、1971年から2000年まで期間で推計した。その結果、対象期間において、いずれの物質の投入量増加し、1.5-2.0倍になった。先進国では物質フローの増加割合は低かったのに対して、新興国、途上国では増加割合が高かった。また、一人当たりGDPとGDPあたりの物質の投入量に着目すると、炭素、窒素、リンは経済水準の増加とともにGDPあたりの物質投入量は減少する傾向であるのに対して、鉄は経済発展の初期段階で投入量が増加し、それ以降は減少するという傾向が見られた。また、IEAのEnergy Balanceはエネルギー統計の中では最も有用なエネルギー統計の一つであるが、いくつかの問題を有し、産業部門のエネルギー消費量のデータに限っても、少なくとも3つの問題があることから、それらの問題を解決できる調整手法を提案、適用し、全世界106地域の1971年-2003年における産業13部門のエネルギー消費量を推計した。推計の結果、IEAのEnergy Balanceが抱えている問題は改善されたことが示された。IEA報告値から推計値への修正を地域別、部門別、年別の要因に分解したところ、地域別の要因の寄与が大きかった。OECD諸国は全般に修正の割合が小さかったが、中には大きな修正が行われた国も見られた。年別要因について見ると、1970年代で大きくなり、古い年のデータほど大きな修正がなされた。2050年までを対象期間とし、1)人口及び輸出入に関するマクロ経済パラメータ、2)技術変化による投入・産出係数及び物質原単位、3)消費性向や投資性向に各種パラメータ、4)リサイクル技術・活動、などの変化を外生的に設定することにより、将来の物質フロー勘定表、物質ストック勘定表の推計を行った。特に、鉄鋼、セメントを対象物質とし、これらの物質を主要な構成要素として含蓄している財需要の構造について、人口・世帯数、GDP、投資額、輸出入額などの社会経済指標、および住宅戸数や自動車保有台数など財ストック量の変化と、財需要量の変化のメカニズムを記述した。地域区分は、世界35地域とし、このうちアジアは15地域とした。財区分は、建築、土木、機械類、輸送機器類、その他の区分にて行った。将来推計においては、次の点をシナリオとして考慮した。(1)生産資本や社会インフラの整備が物質フロー量に与える効果、特に、工業先進国における物質ストックの飽和の効果、あるいは、開発途上国の経済発展に伴う物質需要量の爆発的増大とその後の物的成熟の効果、(2)人々の消費選好の変化に起因する最終消費財の脱物質化の効果、(3)プロセス・イノベーションあるいはプロダクト・イノベーションなどによる物量単位での投入・産出係数変化の効果、などであり、これらの効果について、地域別の物質フロー勘定表、物質ストック勘定表あるいは物質循環に関する各種指標の変化・改善量として評価した。