hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
非局所条件を持つ発展方程式の理論と応用

本研究では、「非局所条件」をキーワードに、二つの異なるタイプの発展方程式に焦点を当て研究した。[筋収縮モデルの研究]筋収縮は、太い繊推ミオシンと細い繊推アクチンが互いに滑り込むことで起きる。その滑り込みは、ミオシンから伸びるクロスブリッジがアクチンに結合して、それがバネの役割を果たすことによって起きる。この結合しているクロスブリッジの数(相対密度)の時間変化を表したのが筋収縮モデルであるが、収縮速度がクロスブリッジの数全体によって決まるため、非局所条件が入ってくる。今回の研究では、双曲型の輸送方程式とそれに拡散項を考慮した放物型の輸送拡散方程式の2つのタイプについて考えた。従来の研究では、クロスブリッジの結合と解離が線形的であったのに対し、今回の研究では、非縦形性を許すような一般的な設定で解の存在と一意性に関する結果を得た。[個体数変動モデルの研究]サイズと時間に依存した成長率を持つ個体数変動モデルの研究は、森林や農園の植物の個体数変動を例として、自然に現れるモデルである。誕生法則を記述する項に非局所条件が現れる。今回の研究では、死亡関数や誕生関数を一般形のまま取り扱い、正値解の存在と爆発、大域解の存在、さらにサイズに関して有界な解についての結果を得た。これらに関しては1998年、アメリカ(ニューポート・ビーチ)で開かれた国際会議において発表した他、論文にまとめ、現在投稿中である。また、死亡関数と誕生関数と初期値に関する解の連続的依存性の結果も得られた。さらに、非線形の成長率を持つ個体数変動モデルに対する解の存在性に関する結果を得た。これについて、1999年、ドイツ(ベルリン)で行われた国際学会にて発表した。まず、筋肉の収縮を記述する方程式に対する研究を行った。筋収縮は、太い繊維ミオシンと細い繊維アクチンが互いに滑り込むことで起きる。従来の研究では、クロスブリッジの結合と解離が線形的であったのに対し、今回の研究では、非線形性を許すような一般的な設定で解の存在と一意性に関する結果を得た。いずれの場合も解は、有界かつ一様連続な関数空間で求めた。次に、サイズと時間に依存した成長率を持つ個体数変動の一般モデルに対する研究を行った。これは、森林や農園の植物の個体数変動を例として、自然に現れるモデルである。従来の研究では、成長率がサイズのみに依存する場合や、死亡などによる減少を記述する関数と誕生による増加を記述する関数が特殊な形の場合であった。今回の研究では、死亡関数や誕生関数を一般形のまま取り扱い、正値解の存在と大域解の存在についての結果を得た。この結果は、アメリカで開かれた国際会議において発表した。さらに、死亡関数と誕生関数と初期値に関する解の連続的依存性の結果も得られた。これは、システムの安定性を考える上で重要である。これらの結果は、G.Webbによる年齢依存の個体数変動モデルに対する結果を拡張するものである。まず筋肉の収縮を記述する方程式を抽象化した発展方程式について考えた。筋収縮は、太い繊維ミオシンと細い繊維アクチンが互いに滑り込むことで起きる.その滑り込みは、ミオシンから伸びるクロスブリッジがアクチンに結合して、それがバネの役割を果たすことによって起きる.

この結合しているクロスブリッジ,の数(相対密度)の時間変化を表したのが筋収縮モデルであるが、収縮速度がクロスブリッジの数全体によって決まるため、非局所条件が入ってくる。その非局所条件を抽象化した発展方程式に対して、解の存在に関する結果が得られた。しかし、解の一意性については未解決である。次に、サイズと時間に依存した成長率を持つ個体数変動の一般モデルに対する研究を行った。これは、森林や農園の植物の個体数変動を例として、自然に現れるモデルである。誕生法則を記述する項に非局所条件が現れる。従来の研究では、成長率がサイズのみに依存する場合や、死亡などによる減少を記述する関数と誕生による増加を記述する関数が特殊な形の場合であった。前年度に引き続き、死亡関数や誕生関数を一般形のまま取り扱い、有界な正値解の存在や解の爆発、大域的存在性についての結果を得た。この結果は、前年度の研究と合わせて論文にまとめ、現在投稿中である。さらに、非線形の成長率を持つ個体数変動モデルに対する解の存在性に関する結果を得た。これについて、ドイツで行われた国際学会にて発表した。
フルクトース2.6二燐酸合成酵素に起因する脳と腎臓の臓器特異的な糖代謝調節

【ラット脳フルクトース6リン酸2キナーゼ(Frc6P2kinase)のcDNAクローニング】ラット脳よりグアニジンチオシアネート法を用いてRNAを抽出し、オリゴ(dT)セルロースカラムでmRNA画分を得た。このラット脳mRNAよりオリゴ(dT)プライマーを用いて、Gubler & Hoffmanの方法によりcDNAを作製した。これをλgt10のEcoRIサイトに挿入し、cDNAライブラリー(ライブラリーサイズ1x10^6)を得た。プローブとして当研究室で現有するヒト肝、カエル肝Frc6P2kinaseのcDNAミックスプローブを用いスクリーニングした結果、数クローンを得た。得られたクローンを用いてライブラリーを再スクリーニングした所、さらに数クローンが得られた。制限酵素地図の結果より、異なる2種のcDNAが存在することがわかった。また、得られたクローンを用いてラット脳mRNAのノザンブロットを行なったところ、2.1kbのバンドがハイブリダイズした。【ラット脳Frc6P2kinase一次構造の決定】クローニングしたcDNAの塩基配列をジデオキシ法を用いて調べた。1つのcDNAグループは、既に報告されている肝臓型酵素と高いホモロジーを持つが、この酵素の調節部位であるリン酸化されるSer残基を持たなかった。もう1つのグループは肝・筋型酵素とは別の遺伝子由来である心臓型遺伝子と高いホモロジーを持つcDNAであったが、心臓型酵素にはないリン酸化部位を持つことがわかった。現在、塩基配列決定を進行中である。
後発企業・産業のグローバル化と競争優位の確立に関する研究

本プロジェクトでは、グローバル・ワイン市場に後発で参入し、急速に成長した豪州ワイン産業に着目した。プロジェクトの目的は豪州ワイン産業の成功要因を探求し、後発企業や産業の競争優位性の確立と持続性に関する戦略的な発想・企業行動について体系的に理論化することである。調査の結果、組織内外の長期的関係性の構築と持続、特に海外のパートナーとの長期的関係性の構築と持続が豪州ワイナリーの多数を占める中小企業ワイナリーの持続的発展、つまり豪州ワイン産業全体の持続的競争優位性にとって最も重要であるとの仮説が導き出された。持続的競争優位性を説明するうえで、従来のリソース・ベースド・ビューの分析フレームワークとしての有効性を示し、更には海外パートナーとの協働によるケイパビリティの創造と強化という新たなファクターの重要性を示唆したことに本研究の意義があると考えられる。本プロジェクトの目的は、1990年代以降急速な発展を遂げ、グローバルワイン市場に台頭した豪州ワイン産業に着目し、伝統的なワイン産出国とは異なった、後発国のグローバル化モデルを検証することである。また、一時てきな成功ではなく、一旦確立した競争優位性を持続的な競争力へと結びつける戦略的な発想・企業行動についても体系的に理論化することを試みる。後発で世界的にブランドステータスのない企業および産業が、グローバルな市場での競争優位性を確立する過程を丹念に追跡調査、分析し、後発国ならではの海外市場、とくにアジア市場への進出にかかわる経営戦略についてサプライヤーおよびインポーター双方から包括的に分析する。平成22年度から平成23年度に関しては業界団体やAUSTRADE日本事務局、香港事務局へのインタビューを通して、豪州ワイン産業のグローバル戦略、とくにアジア戦略の概況を検証した。国内では豪州ワインのインポーターや代理店へのインタビューから日本市場における課題について明らかにした。後発国である豪州が開拓したブルーオーシャン市場がレッドオーシャン化していき、価格競争が熾烈化する一方、ブランドステータスでは先発国(伝統的なワイン生産国)を凌駕することができないなど、アジア市場で成功し、持続的成長を遂げるには上記の課題を解決するための新たな戦略が必要である。ワイン大資本主導の成長戦略ではなく、個別ワイナリーの地域力やストーリー性を重視する持続的発展戦略への転換が重要であるといえる。23年度は豪州ワイン産業の大多数を占める小規模ワイナリー、とくに家族経営のワイナリーを対象に、地域連携や産業クラスターの視点から調査を進めている。本プロジェクトの目的は、1990年代半ばから急速な発展を遂げ、グローバル・ワイン市場のメイン・プレーヤーとして台頭した豪州ワイン産業に着目し、後発国のグローバル戦略モデルを検証することである。また、一時的な成功ではなく、一旦確立した競争優位性を持続的な競争力へと結びつける戦略的な発想・企業行動についても体系的に理論化することである。世界的にブランド・ステータスのない企業および産業が、グローバル市場において競争優位性を確立する過程を丹念に調査・分析し、後発国ならではの海外市場、特にアジア市場への進出に関わる経営戦略についてサプライヤーおよびインポーター双方から包括的に分析することを試みた。平成22年度から平成23年度は、主にワイン業界団体、豪州貿易促進庁のアジア圏事務局関係者へのインタビューを中心に、豪州ワイン産業のアジア圏市場における戦略についての調査を実施した。国内ではワインのインポーターや代理店へのインタビューを実施し、日本市場での課題を明らかにし、業界レベルでの今後の取り組みについて示唆した。豪州ワイン産業と新たな後発国との価格競争が熾烈化する一方、アジア圏特に日本市場においてブランド力の欠如から顧客価値を構築できず、先発国を凌駕することができない等の課題が明らかになった。今後は中小規模ワイナリーの個別戦略および地域力の活用が業界全体の持続的発展の鍵となることから、豪州ワイン産業の大多数を占める家族経営の中小ワイナリーを対象に、国際化と持続的発展に必要な経営資源の活用と競争優位性について調査を進める予定である。

平成22年度から平成23年度は、主にワイン業界団体、豪州貿易促進庁のアジア圏事務局関係者へのインタビューを中心に、豪州ワイン産業のアジア圏市場における戦略についての調査を実施した。国内ではワインのインポーターや代理店へのインタビューを実施し、日本市場での課題を明らかにし、業界レベルでの今後の取り組みについて示唆した。豪州ワイン産業は新たな後発国との価格競争が熾烈化する一方、アジア圏特に日本市場においてブランド力の欠如から顧客価値を構築できず、先発国を凌駕することができないなどの課題が明らかになった。今後は中小規模ワイナリーの個別戦略および地域力の活用が業界全体の持続的発展の鍵となる。中小規模の家族経営のワイナリーを対象とした平成24年度の調査の結果、組織内外の長期的関係性の構築と継続性、特に海外パートナーとの長期的関係性の構築と継続性が中小規模ワイナリー、ひいては豪州ワイン産業持続的発展にとって最も重要であることが明らかになった。この研究は既存のRBV理論をベースに、海外パートナーとの長期的関係性が個別企業のケイパビリティを強化し持続的発展に繋がることを示した点で意義があるといえよう。本プロジェクトの主な目的である世界的にブランド・ステータスのない企業および産業が、グローバル市場において競争優位性を確立する過程を丹念に調査・分析し、後発国ならではの海外市場、特にアジア市場への進出に関わる経営戦略についてサプライヤーおよびインポーター双方から包括的に分析するという目的に関しては、豪州ワイン産業の業界団体最大手のワイン・オーストラリアおよび貿易促進庁との香港でのインタビュー、また日本のインポーターとのインタビューを実施することができたので、総合的にはおおむね順調に進展していると判断した。24年度が最終年度であるため、記入しない。計画当初は、平成24年度に消費者ニーズを把握するためのアンケートを実施する予定であったが、前年度までの調査において中小規模ワイナリーの個別戦略および地域力の活用が豪州ワイン業界全体の持続的発展の基盤となり、グローバル市場での競争優位性を高めるであろうとの仮説が導き出されたことから、主に家族経営の中小ワイナリーを対象とする定性的および定量的調査に変更をした。個別ワイナリーを対象としたインタビューでは、限られた経営資源を中小ワイナリーがどのように活用し、国際市場において競争優位性を確保することができるのかについて探求し、豪州ワイナリーの競争優位性確立におけるRBV理論の適合性の検証あるいはRBV理論をベースとした新たな理論を構築することを目標とする。ワイン産地間の距離や公共交通網の不整備を考慮し、訪問ワイナリーの産地を2-3カ所に限定する。対象ワイナリーとの折衝については現地の海外研究協力者に依頼し、研究代表者及び分担者が現地調査を実施する。ワイン産地としては小規模でワイン大資本が介在していない地域、QLD州のGranite BelteおよびVIC州のBendigo地域を対象に調査をおこなう予定である。
SUMO化・ユビキチン化によるMAPキナーゼ情報伝達経路活性制御機構の解明

ヒト細胞には、増殖因子によって活性化され、細胞増殖に作用ずるERK経路と、主に細胞周期停止やアポトーシス誘導などのストレス応答に関与するp38/JNK経路という、少なくとも3種類のMAPKカスケードが存在する。相反する機能を持つこれらのMAPK経路が、細胞外からの刺激に応じて相互に影響し合い、各経路のシグナルの強度と持続時間を調節することで、細胞運命の決定に重要な役割を果たしている。しかしながら、その制御機構の詳細には不明な点が多く残されている。我々は、MAPK経路の制御に関わる特定の蛋白質分子が細胞内でユビキチン様分子であるSUMOによって翻訳後修飾されることを見出し、分子内でSUMO化修飾に必要なリジン残基を同定した。またSUMO化された分子をリコンビナント蛋白質として精製する事に成功し、この蛋白質を用いて生化学的解析を行ったところ、SUMO化がMAPK経路の活性制御に重要な役割を果たすことを見出した。さらにSUMO化欠損変異体を発現する細胞株を樹立して解析を行い、SUMO化が細胞分化や増殖など、様々な細胞機能の調節に影響を与えることを確認した。また一部の癌細胞に於いてSUMO化の異常が観察されることを見出した。一方で、ストレス応答MAPK経路がユビキチン依存的蛋白質分解の制御に果たす役割に関しても研究を行い、ストレス応答MAPKによるリン酸化が引き金となってユビキチン化され、急速に分解される新たな蛋白質分子を同定した。さらにこの様な制御が細胞周期進行の調節に重要であることを見出した。ヒト細胞には、増殖因子によって活性化され細胞増殖に作用するERK経路と、主に細胞周期停止やアポトーシス誘導などのストレス応答に関与するp38/JNK経路という少なくとも3種類のMAPKカスケードが存在する。相反する機能を持つこれらのMAPK経路が、細胞外からの刺激に応じて相互に影響し合い、各経路のシグナルの強度と持続時間を調節することで、細胞運命(増殖かアポトーシスか)の決定に重要な役割を果たしている。最近我々は、MAPK経路に関わる特定の蛋白質分子が細胞内でユビキチン様分子であるSumoによって翻訳後修飾されることを見出し、分子内でSumo化修飾に必要なリジン残基を同定した。またSumo化された分子をリコンビナント蛋白質として大量精製することに成功し、この蛋白質を用いて生化学的解析を行ったところ、Sumo化がMAPK経路の活性制御に重要な役割を果たすことを見出した。さらにSumo化欠損点変異体を発現する細胞株を樹立して細胞生物学的解析を行い、Sumo化が細胞分化や増殖など、様々な細胞機能の調節に影響を与えることを確認した。一方で、ストレス応答MAPK経路がユビキチン依存的蛋白質分解の制御に果たす役割に関しても研究を行い、ストレス応答MAPKによるリン酸化が引き金となってユビキチン化され、急速に分解される新たな蛋白質分子の候補を得た。
大量に排出される金属キレート剤が重金属の環境動態をどう変化させるか?

金属キレート剤として幅広く使用され、主に水系に排出されるアミノポリカルボン酸類(APCAs)は,水中での加水分解や微生物による分解を受けにくいことから,その水環境中における分布を明らかにすることは重要である。そこで液体クロマトグラフ法によるAPCAsの一斉分析法を開発し,水環境中でのAPCAsの分布について調査した。これまでの経緯:アミノカルボン酸系金属キレート剤のひとつであるEDTAをその鉄錯体としてイオンクロマトグラフ法により測定する方法を確立し、富山県内の水道水や市販ミネラルウオーターにおける含有量を測定に適用した。目的:各種金属キレート剤は金属イオンに配位し錯体を生成する性質を利用して家庭用品から工業製品の製造工程まで多方面に亘って使用され様々な形態で環境水系に排出されている。これら金属キレート剤の一斉分析法を確立する。結果:金属キレート剤のうちアミノカルボン酸系の7種の金属キレート剤をその鉄錯体として逆相液体クロマトグラフ法(HPLC法)により一斉分析する法を確立し、これらが家庭用品(合成洗剤)、医薬部外品(薬用石ケン、薬用化粧品)、化粧品(石ケン、シャンプー)に含有される量を測定した。今後:金属キレート剤は自然環境中や生体中では分解されにくいため広く環境水中に存在すると考えられる。今回の一斉分析法を富山県内の各種測定地点で採水する環境水の分析に適用する。環境水によっては濃度が低く、またイオン成分や他の妨害マトリックスを高濃度に含むためHPLC法での分析が困難になることも予想されるため、前処理カートリッジなどを用いた濃縮・妨害成分の除去等の検討を行う。これまでの経緯:金属キレート剤のうちアミノカルボン酸系の7種の金属キレート剤をその鉄錯体として逆相液体クロマトグラフ法(HPLC法)により一斉分析する法を確立し、これらが家庭用品(合成洗剤)、医薬部外品(薬用石ケン、薬用化粧品)、化粧品(石ケン、シャンプー)に含有される量を測定した。これから金属キレート剤の河川水における一斉分析法を確立する。結果:河川水中のアミノカルボン酸系金属キレート剤(6種)のイオン交換系固相抽出カートリッジによる濃縮・妨害成分除去の方法を検討し、逆相液体クロマトグラフ法(HPLC法)による一斉分析に適用し、富山県内小矢部川河川水の分析を行った。今後:今後は海水の分析に適用する。海水においては河川水よりはるかに高濃度のイオン成分等のマトリックスが含まれるため分析が困難になることが予想されるが、活性炭カートリッジや親水性相互作用カートリッジなどの固相抽出カートリッジ用いた濃縮・妨害成分の除去等の検討を行う。これまでの経緯:アミノポリカルボン酸系の金属キレート剤をその鉄錯体として逆相液体クロマトグラフ法(HPLC法)により一斉分析する法を確立した。また、これらの微量分析のための前処理方法として、陰イオン交換固相抽出力ートリッジによる濃縮を検討した。目的:アミノポリカルボン酸類(APCAs)は金属イオンに配位し錯体を生成する性質により家庭用品から工業製品の製造工程まで多方面に亘って使用されているが、様々な形態で主に環境水系に排出されていることから、河川水におけるAPCAsの微量一斉分析法を確立する。結果:陰イオン交換固相抽出力ートリッジによる河川水中APCAsの濃縮は、共存する陰イオンにより阻害された。河川水試料にあらかじめ塩化バリウム溶液を加え,また陰イオン交換カートリッジ上部にOnGuard Cartridgesを装着することにより,妨害成分の影響なしに河川水中の6種類のAPCAsを1.0nMまで定量することが可能となった。この方法を利用し、富山県内の西部を流れる小矢部川河口から12km地点までの橋9か所より採水した河川水試料について測定を行ったところ,エチレンジアミン四酢酸(EDTA)がすべての試料から2.017.9nM,ジエチレントリアミン五酢酸(DTPA)が5試料から1.740.6nMの濃度で検出された。APCAsのうち使用量の多いEDTAが水環境中に広く,またDTPAが局所的に高濃度に存在することが確認された。今後:海水の分析に適用する。海水においては河川水よりはるかに高濃度のイオン成分等のマトリックスが含まれるため、陰イオン交換固相抽出力ートリッジによる濃縮は困難と予想されることより、他の固相抽出力ートリッジ(活性炭カートリッジ、親水性相互作用カートリッジなど)用いた濃縮・妨害成分の除去等の検討を行う。
量子計算技術による計算機代数の新展開

代数的な構造を備えている問題をより効率的に取り扱うために、量子計算技術による新しいアプローチを開発した。主な成果として、性質検査という枠組で特定の群のクラスを区別するアルゴリズムの構築に成功し、ブール行列積を求める高速の量子アルゴリズムも構築した。また、このアプローチを通信理論と暗号理論にも応用し、量子誤り訂正符号の復号化問題がNP-困難であることを示し、プライバシー保護などの制約下での量子情報の通信が効率的に行える新しい手法も提示した。本研究は、数学的な構造を備えている計算問題を取り扱うために、新しいアプローチを考察し、新しい技術を開発することを目標としている。まず始めに、22年度は性質検証(property testing)という枠組みでこの研究を推進した。特定の群のクラスを区別する問題に着目し、以前開発した手法を一般化し、古典の質問計算量の強い下界を初めて導いた。この成果によって、従来のコンピュータの計算能力の限界を明らかにする事とともに、量子コンピュータの優位性を確立した。次に着目したのは、量子計算や量子通信の実現に必要不可欠な量子誤り訂正符号(量子stabilizer符号)である。従来古典符号の復号化問題の計算量が解明されている一方で、量子符号の場合計算量が、正確的に明示されていなかった点において、量子誤り訂正符号の代数的な構造を用いて、復号化問題がNP-困難であることを示した。この結果によって、McEliece暗号をはじめ、復号化問題に基づく公開鍵暗号の量子系への拡張の基盤を築いた。最後に、ネットワーク上で情報を効率的に送信する技法であるネットワーク符号についても研究を進め、古典ネットワーク符号化が可能である全てのネットワーク形状において、同じ形状の量子ネットワークでも古典通信の補助的利用のもとに、量子情報の完全な伝送が効率的に行えることを示した。さらに、既存の結果より伝送の際、必要な補助的古典通信の量を大幅に削減することにも成功した。本研究課題は、数学的な構造を備えている計算問題を取り扱うために、新しいアプローチを考察し、新しい技術を開発することを目標としている。初めに23年度は、22年度に得られた成果をさらに進展させ、性質検査という枠組みでこの研究を推進した。特定の群のクラスを区別する問題に対するアルゴリズムの構築に着目し、群論の基礎となる巡回群上の性質を項式時間で検査するアルゴリズムを構築した。この手法を一般の可換群にさらに拡張し、同型でない二つの群の距離の最小値を求めるという、1992年にAles Drapal氏によって提示された離散数学の未解決問題を解くことに成功した。また、23年度に行った研究のもう一つの対象は行列の積を計算する問題であった。この問題は数学や計算機科学において極めて重要な問題でありながら、行列積の計算量が未だ明らかになっていない。しかしながら、スペシャルケースであるプール行列に着目し、この問題の組合せ論的な要素を特定することによって積の計算を高速化する新しい手法を導き、プール行列積を求める高速な量子アルゴリズムの構築に成功した。最後に取り組んだのは、代数学に基づく多者間セキュア計算プロトコルの構成であった。プライバシーを考慮した情報検索という暗号理論の基礎的な問題に着目し、1個のデータベースの場合、データベースのサイズより少ない通信量(準線形計算量)の量子プロトコルを構成することに初めて成功した。古典通信のみを用いた場合、そのようなプロトコルが存在しないため、この成果によって量子情報の優位性のさらなる確立が示された。
経済システムにおける社会制度と社会環境の分析ーゲーム論的アプローチ

本研究では、ゲーム理論と動学的経済システム理論を分析視点として、経済システムにおける社会制度と社会環境のあり方を検討し、組織・慣行や地球環境などに関わる新しい分析枠組みを構築することを試みた。1.まず第一に、異なる社会制度や社会環境の下での分権的な資源配分のあり方を検討することで、望ましい社会制度や社会環境を設計するためのゲーム理論的研究を行った。具体的には、社会的意志決定を分権的に実現するための社会制度(メカニズム)に「くじ」を導入することの意味と効果、社会の各成員の選択肢を制限することによる「自由」と「効率」とのトレードオフの分析などを試みた。また、限定合理性しか持たないプレイヤーの行動を分析する「進化論的ゲーム理論」を使ってプレイヤー間の協調を引き出す上での慣行の役割を明らかにし、被験者に実際にゲームをプレイさせることで意志決定における社会的慣習の役割を明らかにした。2.企業組織における権限の下部委譲、賃金構造、昇進システムのあり方などが、どのように従業員の協力形態や情報の共有に影響を与えるかを分析し、他国と比較した日本の企業組織の特徴を明らかにした。また、わが国の電気通信業における望ましい産業構造のあり方と行政的介入のあり方を検討した。3.動学的な効率性だけでなく国際的な公平性の視点を導入することで、地球環境対策としての炭素税の望ましいあり方を明らかにした。さらに、非線形動学的システムを使って景気の動学的・国際的波吸メカニズムを明らかにし、不完全競争モデルを使ったマクロモデルによって非対称的情報が投資活動を通じて与えるマクロ経済への効果を明らかにした。本年度の研究実施計画に従って、ほぼ毎月2回の頻度で研究会を開催し、研究経過の報告と意見交換を行った。また、9月に外国研究者を含めたコンファレンスを、12月に本年度研究を統括するコンファレンスを開催した。経済システムにおける社会制度と社会環境のあり方を、情報、インセンティブ・経済組織・社会慣行などのさまざまな新しい視点から分析を行うことに重点をおいた研究活動を行った。特に社会制度という視点からは、成員間の共同作業にただ乗りするインセンティブを押さえるために、国家という形で協力する枠組みを非協力ゲ-ムを使って分析し(岡田など)、民主主義と個人の自由を確保しながら社会的に整合的な意志決定の枠組みを再構築する(鈴村など)試みなどに重点をおいた。また権限を下部に委譲しながらも、職務の範囲が明確でない日本的な組織がなぜ採用されるのかを、インセンティブや情報の観点から理論的に分析し(伊藤秀史、藤原など)、異なる国で異なる社会慣行がなぜ生まれるか、それらは人間行動にどんな違いをもたらすかなどを、理論・実験の両面から検討した(藤原、西條など)。社会環境の側面では、地球温暖化と国際的な所得分配に焦点を当て、望ましい環境政策のあり方を探る(宇沢など)と共に、出生率・情報化・国際化などが経済成長・マクロ経済システム・金融市場などにどんな影響を与えるかを主に理論的に考察する(西村和雄、西村清彦、塩沢など)ことに力を注いだ。この他、非分割財市場におけるコアの性格(和光)、特許がない場合の研究開発インセンティブ(船木、中山、武藤など)、最適直接税と労働インセンティブ(川又など)の分野で新しい知見が得られた。(1)ゲームの方法論、(2)組識と契約、(3)環境の経済学、(4)マクロ動学の4グループに、(2)をa)市場と組織、b)契約と慣行、c)経済組織の国際比較に分けて共同研究を行った。(1)社会的意志決定を自由社会で実現(implement)するメカニズムに不確実性を導入することで、事実上どんな意志決定でも実現できることを示した(松島)。また社会的意志決定における自由の問題について、社会を構成するメンバーの自由な意志決定を許すゲーム理論の立場から分析枠組み自体の再構成を行った(鈴村)。

(2)a)わが国の電気通信業を例として、市場の失敗に対する望ましい行政的介入のあり方を検討した(鈴村・藤原)。b)進化論的ゲーム理論を使って、限定合理性しか持たないプレイヤー同士の協調を引き出す上での慣行の役割を明らかにした(神取)。ゲームの実験を通じて、プレイヤー間の相対的な勝敗が意志決定に影響を与えることを明らかにした(西条)。国家を経済契約ととらえ、この契約を実現できる可能性について分析した(岡田)。c)日本型企業の組織構造と情報やインセンティブの側面での優位性の関わりを、製品開発や人的資源のマネージメントを例として検討した(伊藤秀史)。わが国の流通システムについて多様な実証分析と理論化を行った(伊藤元重)。日米の労使関係の相違を、契約可能性の視点から理論的に検討した(金本)。(3)地球環境問題を始めとする動学的経済システム、特に非線形動学モデルのカオスや周期性について理論的な基礎付けを行った。(4)実物的景気循環論の立場から景気の国際波及のメカニズムについて理論的な孝察を行った(西村和雄)。不完全競争モデルを基礎にそこでの非対称的情報が投資活動を通じて与えるマクロ経済への効果を考察した(西村清彦)。
東アジアにおける木質文化財群の用材観のデータベース化と応用

本研究では、日本文化を語る上で欠かすことのできない神道と茶道のなかでも特に重要な意味をもつものの、科学的視点からの研究が最も遅れている文化財群に注目した。この2群は、文化的に一見かけ離れた文物であるように思われるが美術史研究においてその成立や内在する精神的背景などの点で非常に重要な意味をもつ文物であり、建築史や彫刻史を語る上で欠かせないものである。これらの用材観の解明に向けて従来の樹種識別手法に加えて申請者らが開拓してきた非破壊の樹種識別手法(μCTや近赤外分光法など)などを駆使、発展させることで用材観の大規模なデータベースを構築し、美術史、宗教史、建築史に欠けてきた科学的知見の獲得を進める。
東南アジア・オセアニアにおけるオオコウモリ由来新興感染症の出現予測

東南アジアにおけるオオコウモリ由来新興・再興感染症の発生リスクの分析(予測)を行った。フィリピン、タイ、インドネシアを研究地とし、オオコウモリの持つウイルスの解析、オオコウモリの生態調査を行った。オーストラリアのヘンドラウイルスを主眼に、我が国とフィリピンとのオオコウモリの交通を調査したが、沖縄県-台湾-フィリピンバタン諸島の空間がオオコウモリにとって亜閉鎖空間となっており、ミンダナオ島中部の開発が障壁となって、オーストラリアのオオコウモリと日本のオオコウモリの交通はないように思われた。インドネシアも同様で、西部ジャワ島のオオコウモリも亜閉鎖空間の中に存在しているように思われた。ヒトに致死的な病原性を示す新興・再興ウイルス感染症が世界を震撼させている。コウモリがこれら感染症に大きく関与していることが次第に明らかとなり、例えば中東呼吸器症候群(MERS)の自然宿主もコウモリであることが昨年明らかになった。本研究では、コウモリの中でも特に広域行動解析が容易なオオコウモリに焦点をあて、その行動解析、気象との関連性を見出すことを主題目のひとつとして研究を行った。25年度は、特にインドネシアのオオコウモリについて衛星を用いたテレメトリー調査および同オオコウモリ群から日本脳炎、モルビリウイルス、SFTSおよびE型肝炎ウイルスの感染履歴について、血清学的調査を行った。オオコウモリは(Pteropus vampyrus)、インドネシア共和国ボゴール市郊外で11頭を捕獲した。捕獲したオオコウモリはボゴール農業大学へ搬送し、10頭を血清学的調査に供し、1頭を衛星を用いた追跡調査に用いた。ELISA法による血清学的調査の結果、60 %のオオコウモリで日本脳炎ウイルス陽性だったが、その他のウイルスにはすべて陰性だった。オオコウモリの追跡調査のため、米国Microwave Telemetry社のPTTを使用した。11月中旬に衛星による追跡を開始し、現在も飛行を続けている。11月中旬から2月にかけては、ボゴール市近郊から離れ、ジャワ島南岸に新しい生息地を作った。一方、2月におきたジャワ島東部における火山噴火と時期を同じくして、オオコウモリの行動に変化が起きた。ジャワ島南岸に定着したように見えたオオコウモリだが、2月以降、南岸と数十キロ離れた内陸部を行き来する行動があらわれた。現在、気象パラメータとの照合を行っている。また、スラウェシ島のマーケットで購入した凍結食用オオコウモリサンプルより次世代シーケンシングを行ったところ、新規のヘルペスウイルス遺伝子断片が見つかった。平成26年度研究実施計画に記載した、インドネシアジャワ島ボゴール農業大学で開始したオオコウモリ(Pteropus vampyrus)の追跡調査は、2014年8月に終了した。2014年8月14日を最後にオオコウモリのシグナルが消失したからである。その間の調査では、シグナルは東チモールでも検出されており、ジャワ島のオオコウモリも1000キロを超える飛行を行っている可能性が示唆された。シドニー王立植物園(オーストラリア)のオオコウモリは、ヘンドラウイルス感染症の頻発するクイーンズランドを越え、パプアニューギニアのオオコウモリと交通していると考えられている。今回の我々の結果から、ジャワ島西部のオオコウモリもパプアニューギニアを経由してオーストラリアのオオコウモリと連絡している可能性が示唆された。我々の血清学的調査の結果も考えると、日本脳炎ウイルスおよびヘニパウイルスはインドネシア地域に広く分布している可能性が高い。前述は主に、夜間のオオコウモリに焦点を当てた行動調査である。病原体をもったオオコウモリが別のオオコウモリ群に入った場合にどのように病原体が広がるのかを推測するには昼間の行動観察を行う必要がある。平成26年度には、タイ王国Po Bangkla寺院で月間に死亡するオオコウモリの計測を行うとともに、攻撃行動、求愛行動などについて資料調査を中心に行った。すると昼間に睡眠をとっているオオコウモリは、年平均で50%強に過ぎず、残りは活発に活動を行っていた。また、本調査地には1haあたり約1万頭のオオコウモリが生息しているが(平均的なサイズのコロニー)、2014年4月からの観察では、月に数頭から20頭までのオオコウモリが墜落したり木に下がったまま死亡した。以上より、オオコウモリ間での病原体の伝搬のみならず、墜落した後に他の動物とも接触すると考えられ、病原体を保有したオオコウモリが群内に入ると素早い速度で病原体は拡散するものと思われた。本年度は、仏教国でないインドネシアを中心にオオコウモリの昼間行動調査を行うことを目的とし、調査地の選定作業を中心に行うとともに、国内では、網羅的ウイルス解析のためのMultiplex PCRプライマー設計を東京農工大の共同研究者とともに行った。仏教国では、寺における一切の殺生が禁じられていることから、オオコウモリは駆け込み寺として利用しており、昼の生息地を寺として、夜は採餌に出かけるために寺には全くいなくなる。一方、フィリピンやインドネシアのようなキリスト教国、イスラム教国ではそのような傾向はないが、感染源動物としてのオオコウモリの行動は仏教国以外でも正確に知っておく必要がある。、このような目的で、まずはインドネシアに入ったところ、思った以上に群れが人間に対して敏感で、地上からの生態観察は非常に難しいことが明らかとなった。そこでフィリピンを削って、インドネシアの森に集中することにした。まず、2015年は、史上最大級のエルニーニョが起きていて、乾季が持続したためにオオコウモリの集団が人里周辺に移動してきていた。このことは、乾季によって森の果実が減っており、人里近くの果樹園の果実が必要となっている現状があると思われた。

人間に対して敏感なのは、オオコウモリのハンターがインドネシアには少なからず存在し(東南アジア諸国ではどこでもほぼ同じ)、それが一番大きな理由だと思われた。ドローンによる遠隔からの観察を試みたが、すでに人の気配でオオコウモリは激減しており観察は難しかった。日本国内では、東京農工大のグループと共同で、今後の網羅的ウイルス解析のためのMultiplex PCRプライマーの設計を設計するとともに、山口大学の研究者とはオオコウモリの糞からのウイルス分離を試みた。後者に関しては、本報告書執筆時点で新たなウイルスは分離していない。仏教国でのオオコウモリの行動については、これまでに我々の研究グループが記載してきたものの仏教国以外でのオオコウモリの行動についての詳細な記述は、英語でも見当たらない。従って、予想に反した上述のような行動が明らかになってきてもそれは貴重な情報である。如何に科学的に評価するかについて難しいところがあるとしても、現時点では地道に情報を集積する必要がある。ヒトとの関係を含めたオオコウモリの行動に一定の法則が見つかるまで、オオコウモリ生息地周辺での聞き取り調査やできるだけ多くの生息地へ入り、オオコウモリの行動を科学的に評価する手段を考案しなければならない。上の報告には記載しなかったが、タイ・Bangkla市でブタを飼育しており、オオコウモリの集団がその庭に訪れる家庭内に小規模の研究スペースをいただいた。これにより、現場での材料採集、遠心機での血清分離、冷凍庫での材料保存等が可能となった。そこで、これら材料を氷結してカセサート大へ輸送し、後の研究に用いるルートを構築した。今回日本で開発したMultiplex PCR用プライマーは、これら材料におけるウイルス核酸断片の網羅的な収集と保存に非常に大きな武器となると考えている。オオコウモリの行動は人間社会に影響を受けることがわかってきた。これまで、仏教国でのオオコウモリの行動観察を行ってきたが、2016年度には、まずフィリピンのオオコウモリAcerodon jubatusの行動についてFocal samplingおよびScan sampling法を用いて生態学的に検討した。別に行ったインドネシア共和国西ジャワ州でのPteropus vampyrusを用いた同様の生態学調査およびタイ王国チャチェンサオ県バンクラー市でのPteropus lyleiの調査結果に比べ、睡眠している個体が非常に多いのが特徴的だった。P. vampyrusおよびlyleiでは睡眠している個体は40%を越えたが、Acerodon jubatusでは時間帯によって40%を超えたときもあるが、平均すると20%から30%の間にあった。このことは生息地の風速と日の強さ(本研究で計測)と関係があると思われた。睡眠行動を行っていない個体についてはP. vampyrusおよびlyleiと同様、攻撃行動、生殖行動などを活発に行っていた。その割合については3種で類似していた。
都市の「遊び空間」と「子ども」をめぐる規範形成とゆらぎに関する歴史社会学的研究

本研究の研究成果から明らかになった点は以下の通りである。第1に、「子どものため」という語り方は、社会的背景に影響を受けるだけではなく、それを規定要因としながらも、校庭や公園など、空間の特性に応じて、何が「望ましい」のかが変容することである。それゆえに第2に、都市空間はその空間が置かれる状況における「望ましさ」にもとづいて創出されるものの、私たちの空間へのまなざしにゆらぎが生じるため、さまざまな論争が生じることである。本研究は、都市の「遊び空間」がどのように受容され、消費されてきたのかという歴史を明らかにし、都市空間をめぐる論争が「子どものため」というレトリックに揺らがされながら、「子ども不在」のままに空間が形作られてきた要因を考察することを目的としている。本研究において2013年度では、博士論文を大幅に加筆修正した単著を出版し、これまでの研究の整理と、「子どものため」という問題へ迫る本研究の出発点を提示した。具体的には、学校の校庭という空間を都市問題とつなげ、「子ども」をめぐる問題が、「子どものため」というレトリックのみでは社会問題化されにくく、対立する「子どものため」というレトリックによって姿を消して行くこと、逆に、市民の生活環境上の問題や都市環境問題など直接に「子ども」とは関係しない諸問題が「子どものため」と語られることで、社会問題となっていく様を明らかにした。それゆえに、平成25年度は、交付申請書に記した課題13に対して横断的に取り組むことができたと考えられる。本研究の意義は、一見すると「子どものため」というレトリックが機能しているように思えるが、それが機能する時には「子ども不在」のままに議論が進展し、事後的に「子ども」をめぐって問題となる、さまざまな実践に対する指針を提示しうる点にある。なぜならば、空間を作ること、政策を制定することは、「生み出す」ことを目的とするあまり、生み出される時に何が隠蔽されてしまうのかを忘却してしまう可能性があるためである。それゆえに、本研究は工学的研究、都市計画的研究と領域を重ねつつも、社会的背景に目を向け、空間づくりや政策立案に対する価値判断の基盤となりうる点に重要性がある。本研究は、都市の「遊び空間」がどのように受容され、消費されてきたのかという歴史を明らかにし、都市空間をめぐる論争が「子どものため」というレトリックに揺るがされながら、「子ども不在」のままに空間が形作られてきた要因を考察することを目的とした。本研究課題に対して、平成25年度では主に「歴史」に焦点を置き、著書『子どものいない校庭』を出版することで、現代社会における「子どものための空間」にひそむ問題点、歴史的に見た際の「子どものため」という語りにひそむ大人の欲望の交錯という問題を整理し、研究課題に応えた。平成26年度は、1公園など都市空間における論争に関する記事を収集し、分析を行うこと、2埼玉県戸田市を対象としたアンケート調査の二次分析、3「都市の遊び空間」をめぐる専門家を招いてのグループインタビューを行うことで、研究課題に応えた。上述した点は、平成26年度の研究計画から実施時期や実施方法の変更はあったものの、いずれも2年間にわたる調査研究を効果的に遂行するために適宜、工夫した点であり、「子どものため」というレトリックを歴史的資料、市町村における実態の分析、専門家の議論という複数の次元から明らかにするためには一定の意義があったと考えられる。尚、平成26年度に行った3つの研究については、研究実施計画通りに論文投稿などが行えていないが、平成28年3月までに論文投稿や学会発表を行う準備を整えており、本研究課題による成果として公表していく予定である。26年度が最終年度であるため、記入しない。社会学、都市社会学26年度が最終年度であるため、記入しない。「(3)やや遅れている」という結果になった理由は、以下の二点にまとめられる。理由の第一は、研究実績の概要でも記したように「研究の目的」にあげた課題へ取り組むことはできたが、単著の出版準備と学内業務を同時に進行させて行くことになってしまったため、インタビューやフィールドワークを行うという計画を実施するための時間が取れなくなってしまったためである。理由の第二は、本務校への着任初年度ということに加えて、担当授業数が非常に多く、授業準備に多くの時間を割かねばならなかったことによる。もちろん、その中でもできうる限りの研究には取り組んだが、当初の計画通りに研究を進めることは叶わなかった。上記の理由を踏まえ、平成25年度は当初の計画を修正しながら研究課題へ取り組むことにしたため、単著を出版できたことは評価できるものの当初の研究目的、課題と比較するならば「(3)やや遅れている」という結果に至った。「現在までの達成度」で示した通り、本研究の進捗具合はやや遅れ気味である。本年度も担当授業数が減少することもないため、学内業務とバランスを図りながら柔軟に研究計画を変更して行く必要がある。

そこで、平成25年に実施する予定であった二次分析については、既存データや先行研究から理解した上で、現在、学内業務で担当している埼玉県戸田市との共同研究を本研究にも活かして、アンケート調査を行うこととする。それらと平成26年度の計画に記したテキストマイニングによる言説資料の分析とインタビュー調査を並行して行い、研究課題に応えて行くこととしたい。埼玉県戸田市は、東京からのアクセスもよく、子育て世代の人口比率が高く、子育て支援政策も充実している。一方で子育て世代の転出人口の多さに課題があり、本研究の事例とするには適切な地域であると考えている。戸田市における調査は、平成26年7月までに調査票を送付することになっているため、十分に分析を行うことも可能である。インタビュー調査については、これまでの研究で協力をいただいてきた方に継続的に行なっていく他、戸田市の職員や関係者、市民にも適宜、実施して行く予定である。
リンパ球ホーミングを支配する高内皮細静脈特異的な接着機構と感染刺激による制御

高内皮細静脈(high endothelial venule : HEV)はリンパ球との特異的な接着反応を通じて、血液系からリンパ節へのリンパ球の移住(リンパ球ホーミング)を媒介する。本研究では免疫細胞をリンパ節へ動員するHEVに特異的な細胞接着機構とその感染制御における意義について解析を進め、以下の成果を得た。【結果と考察】1.、リンパ節HEVに発現する新しいシアロムチンnepmucinのリンパ球ホーミングにおける意義:新しいシアロムチンnepmucinはムチンドメインとIgドメインをもち、リンパ節HEVに発現するがバイエル板HEVには発現しない特徴をもつ。nepmucinのムチンドメインにHEV特異的なL-セレクチン結合性糖鎖修飾を施し、生理的なフロー条件下でのリンパ球動態を解析した。その結果、nepmucinはムチンドメイン依存的にリンパ球ローリングを制御するばかりでなく、Igドメイン依存的にICAM-1と協調してケモカイン刺激依存的なずり応力抵抗性のリンパ球接着を促進した。この結果は、nepmucinがリンパ球のローリングと接着の両者を制御するdual-functionalな細胞接着分子として機能することを示唆している。またnepmucin欠損マウスを樹立した。2.HEVを介する免疫細胞サブセット動員制御の感染免疫成立における意義:感染制御に重要な役割をはたすplasmacytoid dendritic cell(pDC)が他の樹状細胞とは異なりHEVを経由して血行性にリンパ節へ移住することに注目し、その分子機構の解析を進めた。その結果、in vitroの再構成実験で、pDCはHEV内皮細胞にLFA-1およびVLA-4依存的に接着してその下層に活発にtransmigrationすることが示された。また遺伝子欠損マウスを用いた解析から、pDCの構成的なリンパ節への動員にCCR7を介するシグナルが重要な役割をになうことが示唆された。【目的】高内皮細静脈(high endothelial venule : HEV)はリンパ球との特異的な接着反応を通じて、血液系からリンパ節へのリンパ球の移住(リンパ球ホーミング)を媒介できる唯一の特殊な小静脈である。本年度は、HEVに特異的な細胞接着の分子機構を明らかにするために、独自に同定したムチンドメインとIgドメインをもつ新しい細胞接着分子nepmucin(mucin not expressed in the Peyer's patches)に焦点を絞って解析を進め、以下の成果を得た。【結果と考察】1.nepmucinはムチンドメインにHEV特異的な糖鎖修飾をうけ、L-セレクチンリガンドとして機能する:新しいムチンコア蛋白質であるnepmucinは、リンパ節HEVに発現するがパイエル板HEVには発現しない特徴をもつ。リンパ節HEVにはalternative splicingにより形成される4種のnepmucin isoformが発現する。リンパ節HEVに発現するnepmucinの糖鎖修飾を解析した結果、少なくとも2種の高分子量nepmucuin isoformがin vivoでHEV特異的なL-セレクチン結合性糖鎖修飾をうけることが示された。また、in vitroのL-セレクチン結合性糖鎖再構成系を用いた実験から、nepmucinのムチンドメインがL-セレクチン結合性糖鎖の付加とL-セレクチン依存性リンパ球ローリングに必須であることが示された。2.nepumicinはIgドメインを介してリンパ球を接着し、ICAM-1と協調して機能する:野生型nepumicinおよび種々の変異nepmucinのFcキメラ蛋白質を固相化し、リンパ球接着試験を行った。

その結果、nepmucinはN末端のIgドメインを介して、リンパ球を接着することが明らかになった。またnepmucin,ICAM-1およびケモカインCCL21を種々の組み合わせで固相化し、生理的なflow条件下でリンパ球の接着を解析した結果、nepmucinはICAM1と協調してケモカイン刺激により誘導されるリンパ球接着を効率的に誘導することが示された。さらにnepmucinの第一・第二エクソンを欠損させるターゲティングベクターを用いたnepmucin欠損マウスの作製を行い、ヘテロマウスが樹立された。【目的】高内皮細静脈(high endothelial venule: HEV)はリンパ球との特異的な接着反応を通じて、血液系からリンパ節へのリンパ球の移住(リンパ球ホーミング)を媒介する。本年度は、免疫細胞をリンパ節へ動員するHEVに特異的な細胞接着機構について解析を進め、以下の成果を得た。【結果と考察】1.新しいアロムンnepmucinのHEVを介するリンパ球ホーミング制御における意義:nepmucinのムチンドメインにHEV特異的なL-セレクチン結合性糖鎖修飾を施し、生理的なフロー条件下でのリンパ球動態を解析した。その結果、nepmucinはムチンドメイン依存的にリンパ球ローリングを制御するばかりでなく、Igドメイン依存的にICAM-1と協調してケモカイン刺激依存的なずり応力抵抗性のリンパ球接着を促進した。この結果は、nepmucinがリンパ球のローリングと接着の両者を制御するdual-functionalな細胞接着分子として機能することを示唆している。またnepmucin欠損マウスを樹立した。2.HEVを介する免疫細胞サブセット動員制御の感染免疫成立における意義:感染制御に重要な役割をはたすplasmacytoid dendritic cell(pDC)は他の樹状細胞とは異なりHEVを経由して血行性にリンパ節へ移住する.HEVを介するpDCのリンパ節への動員機構を明らかにするために、pDCとHEV内皮細胞を精製しin vitroでその相互作用を解析した。その結果、pDCはHEV内皮細胞にLFA-IおよびVLA-4依存的に接着してその下層に活発にtransmigrationするが、非HEV血管内皮細胞ではこのようなtransmigrationは観察されなかった。この結果から、HEVに特異的なpDCの遊走制御機構の存在が示唆された。また遺伝子欠損マウスを用いた解析から、pDCの構成的なリンパ節への動員にCCR7を介するシグナルが重要な役割をになうことが示唆された。
再構成生理学：チャネルと膜の機能構築的アプローチ

細胞膜は分子・細胞・組織という階層の中で生理機能の中核となる反応の場であり、イオンチャネルはその電気的特性によりこの階層をまたいで活動する。チャネルの機能は、脂質2重膜を構成するリン脂質との化学的相互作用など、チャネルー膜系を一体として捉える必要があるが、生体膜は複雑すぎて有効な実験法は限られている。この複雑な課題に人工膜を使った全く新しいアプローチで挑戦するのが本研究である。チャネルと膜を人工膜で再構成することを通して、チャネルー膜系の密接な相互作用の動作原理を明らかにする。ここで最近の人工膜法の急速な発展が本研究の実現性を保証する。膜を中心にした統合的実験法を系統的に構築することで、分子・細胞・組織の階層を昇る「再構成生理学」という新しい学問分野を確立したい。再構成の一つの成果がin vitroチャネル機能発現法の成功である。in vitro転写・翻訳のためのキットは多数あるが、その中で転写・翻訳のための化学組成を精製蛋白質などで再構成した系を利用した。そして私達が開発したcontact bubble bilayer (CBB)法によって形成した水相の一方にin vitro転写・翻訳系を満たし、これにチャネルのDNAを加えた。チャネル蛋白質は10数分後に膜に組み込まれチャネル機能を発現した。この方法により、従来大腸菌での発現・精製という数日に渡る準備期間を短縮することができた。さらに、チャネル機能発現に膜電位が関わることを始めて明らかにした。再構成のもう一つの成果が、脂質二重膜において生体膜で起こりうる膜脂質組成の変化を急速に行う実験系を確立したことである(急速灌流法)。これによりコレステロールのチャネルに対する効果を初めてリアルタイムで捉えることができた。In vitroチャネル機能発現は予想以上に簡単にチャネル機能を観察することができた。この方法をさらに発展させたい。膜コレステロールのイオンチャネルの効果は様々検討されてきたが、今回、コレステロールなどのステロールによって膜張力の減少が起こり、これがチャネルのゲートを閉じさせていることを始めて明らかにした。チャネルに対する膜組成という化学的な要素と膜張力という物理的な要素が融合されたことになり、チャネルに対する新しい膜作用という研究領域が確立されたことになる。膜機能を再構成する上で水透過性を評価し、制御することは極めて重要である。今回、膜の水透過性測定のための実験系もほぼ確立することができた。従来、膜の水透過性の測定では様々な問題のため正確に測定できなかった。脂質二重膜の水透過性を測定するための新しい実験法を考案し、実際に測定することに成功した。とくに従来問題となった非攪拌層を評価するための全く新しい方法を確立することで、従来よりも精度の高い測定が可能になった。In vitroチャネル機能発現法に関しては、膜の安定性の問題がある。大量のチャネルが発現することでチャネルの膜安定性が下がるのである。チャネル蛋白質発現量を調節することによって膜安定性を確保したい。私達が開発したCBB法を使うことによって、膜張力とチャネル機能を同時に測定できるようになった。ただ現在の方法では実験後に画像処理する必要があり、実験中に膜張力を測定できるわけではない。そこでリアルタイムで膜張力を測定する方法を考案し、現在確立しつつある。水透過性実験ではすでにイオンチャネルを再構成することにより、チャネルの水透過性も測定している。今後アクアポリンを組み込んだ膜で水透過性を測定したい。チャネルと膜の機能的構築を、私達が新しく開発した脂質平面膜法(Contact bubble bileyer: CBB)により行い、チャネルー膜相互作用を明らかにすることをとおして生体類似膜を再構成することが目的である。新しい膜灌流法によってKcsAカリウムチャネルがコレステロールによって活性を失うことを初めて発見した。この効果は可逆的であった。コレステロールには類縁物質が多数存在するが、それらの物質もチャネル活性を抑制することが明らかになり、これらの結果はチャネルとコレステロールが化学的結合によってではなく、他の要因によって作用することを示唆した。一方で私達は膜の物理的な張力を測定する方法を開発した。この方法により、膜にコレステロールが入ってくると、膜張力が減少することを初めて明らかにすることができた。これらの成果は現在、メジャージャーナルに投稿中である。これらの方法は膜界面化学の成果を利用したものであり、現在、膜張力と膜の厚さの変化を測定することができる新しい方法を確立しつつある。この方法では従来に比べて短時間で膜張力の変化を捉えることができるのでリアルタイムで張力変化を捉えることを目指す。一方、このような人工膜の系を使って、チャネル蛋白質をその場で合成・膜挿入を可能にする実験を世界ではじめて成功した(in vitro発現ー機能測定法;Iwamoto et al. ACS Synth. Biol. 2018)。チャネルのDNAを加えることで10数分後にはチャネル活性を測定することができた。これは従来の大腸菌での合成に比べて格段に実験効率が上がっただけでなく、そもそも膜蛋白質が翻訳後、どのようにして膜に組み込まれ、活性チャネルが形成されるか、という基本的問題を解くための実験系が確立したことになる。私達の開発した接触液滴法(CBB)によってチャネル電流記録が格段に容易になっただけではなく、新しい灌流法を開発し発表した(Iwamoto & Oiki, Sci. Rep. 2017)。この方法により脂質二重膜のリン脂質組成を自由に変化させることができるようになり、現在さまざまな実験を進めている。