hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
不均質構造における散乱理論に基づく高周波強震動予測法の開発と適用

本年度は,昨年開発した前方散乱近似に基づく理論エンベロープ合成法を実際の小地震記録のエンベロープに適用し,従来の輻射伝達理論に基づくエンベロープよりも直達S波におけるエンベロープ拡大をよく説明できることを示した.この性質を利用して,短波長側の速度揺らぎの大きさがべき乗側にしたがうフォン-カルマン型ランダム不均質媒質を仮定し,小地震のエンベロープ幅と距離減衰勾配から北海道地域(深さ60km以浅)の平均的な速度揺らぎの大きさεと短波長成分の相対的な強さを決めるパラメータκ,および内部減衰を推定した.その結果,北海道地域ではε=0.07, κ=0.9,内部減衰は2-16Hz帯域で0.81.1×10^<-3>と推定された.推定したパラメータのもとで合成した理論エンベロープをグリーン関数として用い,2003年十勝沖地震の2-16Hz帯域におけるエネルギー輻射過程と地盤増幅率をエンベロープインバージョンにより求めた.その結果,2-16Hz帯域のエネルギー輻射量は3.8×10^<14>(J)と推定され,破壊開始点の北西側120km以内で特に強いエネルギー輻射量が求められた.この領域は1Hz以下の長周期波形を用いて推定されたすべり量の大きい領域と一致した.また,高周波エネルギー輻射率が最大になる時刻はモーメント解放率が最大となる時刻と一致した.これらの結果から,当初の研究計画の目的の一つである「大すべり域と高周波エネルギー輻射域の相補性の有無」について,2003年十勝沖地震については空間的にも時間的にも相補的ではないことが明らかとなった.これは,直達波部分のエネルギーを精度よく推定することができる本研究の理論エンベロープを用いることによって初めて明らかとなった成果である.今年度は,強震後の地盤の回復過程に関する研究を発展させた.Silva (1976)による伝達行列法に基づき,水平成層構造中に等方的かつランダムに波が入射する場合(コーダ波)における地表と地中の波動場の計算法を構築した.その手法を用いて,地表および地中コーダ波記録の平均デコンボリュージョンを計算し,その観測値と理論値との比較から,地盤の水平成層速度構造を推定する手法を開発した.同手法を,2000年鳥取県西部地震による強震動を記録したKiK-net伯太観測点において取得された小地震記録に対して適用した.その結果,強震動を受けた数分後には地表から深さ100mまでの範囲においてS波走時が約17ms上昇し,その後1年以上をかけて,経過時間の対数に比例しながらS波走時が回復することを明らかにした.また,回復過程に異方性が生じる場合があることも示した.これら一連の研究成果を,日本地震学会秋季大会,AGU Fall Meetingなどの国内外の学会で発表した.現在はその成果を論文にまとめ,海外の雑誌に投稿する準備を進めている.上記の研究の結果,地盤直下では速度の不均質性が強く,前方散乱近似に基づくエンベロープを適用することが難しいこと,非常に強い地震動を経験した観測点では非線形応答の影響が無視できないことなどが分かった.そのため,本研究課題である高周波強震動予測法を確立するためには,地盤浅部の情報を可能な限り取り入れる必要があることが明らかとなった.これらの知見をもとに,今後,水平成層構造中に波が入射した場合の地表におけるエンベロープを合成して,より現実的なエンベロープグリーン関数の計算法を構築する予定である.今年度は,H19年度に行った強震後の地盤浅部の剛性率回復過程に関する研究を取りまとめ,Bulletin of the Seismological Society of America誌に投稿し,9月に受理された.同論文は,720galの加速度を記録した地盤において,強震直後に約50%剛性率が低下し,その後1年以上かけて剛性率が回復することを示すものであり,すでに国際誌や国外の学会などで引用されている.また,同研究に関するセミナー発表のため,11月にフランスのジョセフ・フーリエ大学,12月にアメリカのコロラド鉱山大学を訪れ,濃密な意見交換を行った.論文の投稿と並行して,本研究課題であるエンベロープ合成の研究を推し進めた.従来の前方散乱近似に基づくエンベロープ合成においては,震源の非等方幅射特性の影響を組み込むことができなかったが,研究代表者はWilliamson(1972)によるStochasticray path methodを導入することでこの問題を解決した.非等方震源の効果を組み込むことにより,エンベロープの直達波部分では輻射特性の影響を反映してエンベロープ振幅に方位依存性が残るが,後続波部分ではその影響が小さくなること,震源距離が長く,媒質の不均質性が強いほど方位依存性が小さくなること,この傾向は高周波であるほど顕著であることなど,従来の観測で得られていたエンベロープの特徴を定性的に再現することに成功した.このエンベロープをグリーン関数として用い,移動震源の効果を組み込むことで,本研究課題の目的であった高周波強震動波形の合成が可能であると考えられる.現在,実際の観測エンベロープとの比較により地殻の不均質構造の推定を行い,本手法の適用可能性を検討中である.本年度は,昨年開発した前方散乱近似に基づく理論エンベロープ合成法を実際の小地震記録のエンベロープに適用し,従来の輻射伝達理論に基づくエンベロープよりも直達S波におけるエンベロープ拡大をよく説明できることを示した.

この性質を利用して,短波長側の速度揺らぎの大きさがべき乗側にしたがうフォン-カルマン型ランダム不均質媒質を仮定し,小地震のエンベロープ幅と距離減衰勾配から北海道地域(深さ60km以浅)の平均的な速度揺らぎの大きさεと短波長成分の相対的な強さを決めるパラメータκ,および内部減衰を推定した.その結果,北海道地域ではε=0.07, κ=0.9,内部減衰は2-16Hz帯域で0.81.1×10^<-3>と推定された.推定したパラメータのもとで合成した理論エンベロープをグリーン関数として用い,2003年十勝沖地震の2-16Hz帯域におけるエネルギー輻射過程と地盤増幅率をエンベロープインバージョンにより求めた.その結果,2-16Hz帯域のエネルギー輻射量は3.8×10^<14>(J)と推定され,破壊開始点の北西側120km以内で特に強いエネルギー輻射量が求められた.この領域は1Hz以下の長周期波形を用いて推定されたすべり量の大きい領域と一致した.また,高周波エネルギー輻射率が最大になる時刻はモーメント解放率が最大となる時刻と一致した.これらの結果から,当初の研究計画の目的の一つである「大すべり域と高周波エネルギー輻射域の相補性の有無」について,2003年十勝沖地震については空間的にも時間的にも相補的ではないことが明らかとなった.これは,直達波部分のエネルギーを精度よく推定することができる本研究の理論エンベロープを用いることによって初めて明らかとなった成果である.
20世紀科学啓蒙雑誌の表象分析-現代社会の神話としての科学イメージ

本研究は20世紀の日米独の科学啓蒙雑誌に表出された「科学イメージ」の表象分析を通じ、大衆社会が獲得するに至った科学技術観が「現代社会の神話」として機能する様相を析出することを得た。具体的には当該国の科学ジャーナリズムを対象とし、そこに登場する先端科学技術情報や家電品・日用品情報の表象分析を行い、単に科学史・技術史・社会史としてではなく「大衆化した科学情報」という媒介項を提出することにより、都市生活者の価値の体系を構成するに至る広義な言説の枠組みとして分析するという理論的可能性を提示した。本研究は20世紀のドイツ・米国・日本の「科学啓蒙雑誌」(いわゆる「ポピュラー科学雑誌」)の表象分析を目指す。そこに表出された種々の「科学イメージ」の表象分析を通じて、20世紀大衆社会が獲得するに至った科学技術観が「現代社会の神話」(ロラン・バルト)として、20世紀大衆社会の言説の枠組みを形成していった過程を明確にすることを目指すものである。本年度、本研究では上記の雑誌総計10誌を創刊号から最終号まで総覧し、誌上に掲載された科学技術及び製品化されたテクノロジー約120項目に関する記事のテキスト分析、写真・図版の図像学的ディスクール分析をおこなった。そうした分析を通じて、各ポピュラー科学雑誌が深く連動している各国固有の社会事情の相違にもかかわらず、共通して持っている酷似した問題の捉え方や表現スタイルを明らかにした。相違しながら同一であり、同一でありながら相違する。こうした微妙な表象の多層的構造のなかに、国の違いを超えて20世紀の都市型大衆という共通した科学情報の受信者像を浮かび上がらせた。本研究が狭義の科学ジャーナリズム文体批評に終わらず、広く20世紀大衆社会のディスクール分析たり得る所以を実践した。本年度は雑誌論文を二本執筆した他に、平成19年3月単著単行本『暮らしのテクノロジー...20世紀ポピュラーサイエンスの神話』(大修館書店、309頁)を刊行し、ひとり学会のみならず公共にもその研究成果を発表した。本研究は20世紀のドイツ・米国・日本の「科学啓蒙雑誌」(いわゆる「ポピュラー科学雑誌」)の表象分析を目指した。そこに表出された種々の「科学イメージ」の表象分析を通じて、20世紀大衆社会が獲得するに至った科学技術観が「現代社会の神話」(ロラン・バルト)として、20世紀大衆社会の言説の枠組みを形成していった過程を明確にすることを目指した。本研究の目的は、大衆と世界との関係性の中に既に存在し機能している科学技術を分析の出発点としながら、科学啓蒙雑誌という媒体を通して「大衆化された科学情報」と出会う中で形成され・変容させられてゆく大衆の価値観を析出することであり、科学情報との関わりに於いて、大衆が文化的無意識の内に絡め取られている様々な価値の枠組み・言説の枠組みを析出することであった。こうした問題設定の枠組みに従い、とりわけ今年度は「流線形デザイン」を主題として、本来物理学・工業デザイン用語であった「流線形」が、ポピュラー系科学雑誌をはじめ各種メディアを介することにより、比喩化、記号性の水平移動を起こす経緯。意味論的には、「空気抵抗を排除する形状」から「障害因子一般を排除する方途」へと移動・拡大する経緯を明らかにした。この成果は単著『流線形シンドローム』(紀伊国屋書店)として刊行し公共に供したと同時に、早稲田大学理工学研究所・モビリティ研究会主催の第27回学会に於いて学会発表した。これと平行して、自動車の特殊形態「一輪車」、道具の細部「グリップ」、空間移動としての観光旅行の「道具各種」をテーマとして雑誌論文を複数発表した。具体的には当該国の科学ジャーナリズムを対象とし、そこに登場する先端科学技術情報や家電品・日用品情報の表象分析を行った。「ベルリン中央衛生局と都市のメディア環境----近代的<バイオ権力>の生成と伝播」(平成14年度科研採択)により、死体処理方法・塵芥処理システムなど「科学的な都市型衛生処理問題の進展」が、科学ジャーナリズムによる「情報化」と連動している様相を明らかにしたが、これを理論的起点として分析を発展的に継承・拡大し、分析対象も衛生関連諸機関誌から広く科学啓蒙雑誌へと拡大した。その過程で、広く「都市大衆」のイメージ生成過程そのものを明らかにできた。本研究は先行研究「大衆社会の表象分析」に欠落していた側面を補いつつ、単に科学史・技術史・社会史としてではなく、「大衆化した科学情報」という媒介項を提出することにより、都市生活者の価値の体系を構成するに至る広義な言説の枠組みとして分析するという理論的可能性を提示した。当補助金の財政的支援を受け入手した資料(19001960年当該国の各

科学雑誌・家庭雑誌多数)を上記の視点から渉猟・分析し、その成果を単行本・雑誌論文等により広く一般読者に紹介・還元し書評等で高く評価された。「大衆化した科学情報」を中心的に取り上げ20世紀メディア環境の言説分析を行った大衆文化研究・科学史研究は内外共に未だかつてなく、その独自性を世に明示することを得た。科学技術と都市大衆という限定的問題定立にとどまらず、大衆文化の言説分析を表象一般というより広範な問題領野に関連づけ<マス・群衆>の近代化を体系的に捉え、従来の大衆の言説分析研究の枠組みを変更することに繋がった。
脊椎動物胚の神経発生におけるシグナル伝達機構の解析

前脳部神経発生におけるシグナル伝達の機構について、転写因子であるTlx遺伝子の発現に注目して研究を行った。また、増殖因子・中胚葉誘導シグナルの受容体のひとつであるアクチビンレセプター遺伝子の発現制御について解析した。ニワトリTlx遺伝子のcDNAをプローブとしてラット脳およびマウス胚cDNAライブラリーをスクリーンし、哺乳類Tlx遺伝子を得た。ついでマウスTlxゲノム遺伝子を単離し、PCR法を応用することによって9個のエキソンを20kbの領域内に同定した。現在ノックアウトマウスの作成が進行中であり、プロモーター上の転写制御配列について解析を行っている。ニワトリ8日目胚の終脳部分の切片に対して、Tlxの発現を核内レセプター遺伝子COUP-TFIIと比較検討した。これらは神経網膜など重複した発現領域をもつが、終脳部分においてはTlx遺伝子は脳室層に片寄った発現を示し、分化した神経細胞層(COUP-TFII陽性)にはシグナルが認められなかった。終脳脳室層でのTlx遺伝子の発現は、COUP-TFII、転写因子遺伝子qin、2つのアクチビンレセプター遺伝子ActRII-A,II-Bなどとも一部重複していた。これらの観察から、Tlx遺伝子は神経管の前後軸が確立するのとほぼ同時に、前端部という位置情報に依存して発現誘導を受ける可能性が示唆され、その後も未分化な前駆体細胞でのみ発現が維持されることが明らかとなった。哺乳類においてはマウス胚を用いて解析を行った。Tlx遺伝子の発現はwhole mount in situ hybridization法では7.5日目から認められ、ニワトリ胚と同様、頭部外胚葉に限局している。また、13.5日目胚の頭部切片を用いた解析からは、終脳に由来する部域の脳室層で強い発現が認められた。さらに、神経組織以外に嗅上皮でもTlxの発現を見いだした。
木材および木質原料の計量形態学的研究

木材は肉眼可視から顕微鏡可視のオーダーまで、各レベルでの種々の形態をもつ構造要素からなる。本研究では木材および木材を原料とする各種材料、さらに居住空間における木質部材について、構成要素の形態・寸法・配列を種々の画像解析法を用いて解析した。1.木材の肉眼可視形態の解析:(1)最適化製材を行なうために必要な原木断面形状の形態を把握するために、原木木口断面の定量的解析を行なった。(2)材面に現われる節について、針葉樹材を用いて節と周辺部の色調・比重の差を各種画像から求め、これによる節境界の判定を行ない、さらに節周辺の繊維の3次元的走行角を測定し、画像解析法による節の範囲の判断規準を明確にした。(3)内装材を想定して、木質パネル表面に現われる各種パターン、および空間における木材率が視覚心理にどのような影響を及ぼすかを検討した。2.木材の顕微鏡可視構造の解析:(1)広葉樹材の基礎組織である繊維の横断面における形態計量値と繊維の伸長との関係を検討し、さらに2次元フーリエ変換を用いて組織配列の定量的評価を行なった。(2)木材の膨潤挙動における組織・細胞の寸法・形態の変化を測定し、膨潤量・膨潤異方性に及ぼす広放射組織・道管、並びに細胞壁・内腔の寄与の程度を明確にした。3.木質原料の形態と製品の材質の関係:(1)パーティクルボード・ファイバーボードの材質に及ぼす原料小片の形態・寸法・配向性の影響を検討し、力学的性質が破壊力学の理論から導かれた形状因子によって評価できることを明らかにした。(2)パルプシートネットワーク構造の定量的評価法を検討し、ネットワークの特徴量が推定できる形態パラメータを抽出し、さらにパルプ構成要素と填料の相互関係を定量的に明らかにした。木材は肉眼可視から顕微鏡可視のオーダーまで,各レベルでの種々の形態をもつ構造要素からなる.本研究では木材および木材を原料とする各種材料について,構造要素の寸法・形態を主として画像解析法を用いて解析し,得られた形態パラメータと材質の関係を検討した.1.木材の肉眼可視構造の解析:(1)最適化製材を行なうために必要な原木断面形状の形態を把握するために,広葉樹材を中心に原木木口断面の解析を行なった.(2)材面に現われる節について,ヒノキ材を用いて節と周辺部との色調・比重の差を写真画像および軟X線写真画像から求め,これによる節境界の判定を行ない,さらに節周辺の繊維の3次元的走行角を測定し,画像解析法による節の範囲の判断規準を明確にした.(3)内装材を対象として,節の存在が材の色調と関連して視覚心理にどのように影響を及ぼすかを検討した.2.木材の顕微鏡可視構造の解析:(1)広葉樹材の基礎組織である繊維の横断面における形態計量値と繊維の伸長との関係を検討し,繊維伸長度の違いによって放射方向で繊維配向が乱れることを明らかにした.(2)広葉樹材の膨潤挙動における木材組織の寸法・形態の変化を測定し,膨潤量・膨潤異方性に及ぼす広放射組織・道管の寄与の程度を明確にした.3.木質原料の形態と製品の材質の関係:(1)パーティクルボードの材質に及ぼす原料小片の形状・形態の影統を検討し,曲げ性能,はくり強度の力学的性質が破壊力学の理論から導かれた形状因子と比例関係にあることを確めた.(2)パルプシートネットワーク構造の定量的評価法を検討し,シート単位面積当りの累積周辺長と累積投影面積を用いることによって,ネットワークの特徴量が推定できることを明らかにした.

木材は肉眼可視から顕微鏡可視のオーダーまで、各レべルでの種々の形態をもつ要素からなる。本研究では木材、および木質原料から製造した各種材料、さらに往空間における木質部材について、構成要素の形態・寸法・配列を種々の解析法を用いて定量的に解析した。1.木材の肉眼可視形態の解析:(1)最適化製材を行なうために必要な原木断面形状の形態を把握するために、いわゆる銘木を中心に原木木口断面の解析を行なった。(2)材面に現われる節の寸法・形状を自動計測するために必要な資料を得るため、ヒノキ、スギ材を用いて、節、節ばかま、および幹材部の色調の差を計測した。さらに画像解析法を用いて節の境界となる色調のしきい値の決定規準を明確にした。(3)住空間において、木質部材の占有率と占有の形態が視覚心理にどのような影響を及ぼすかを検討した。2.木材の顕微鏡可視構造の解析:(1)光学的2次元フーリエ変換法を用いて木材中の組織・細胞の配列のパターンを定量的に評価するときに得られるパラメータの意義を明確にした。(2)木材の膨潤挙動における組織・細胞の寸法・形態の変化を測定し、膨潤量・膨潤異方性に及ぼす細胞壁・内腔の寄与を定量的に明らかにした。3.木質原料の形態と製品の材質の関係:(1)配向性中比重ファイバーボードの材質に及ぼす原料ファイバーの形態・寸法・配向性の影響を検討し、最適材質が得られる原料要素の形状因子を明らかにした。(2)パルプ構成要素、とくにセルロース性微細物と填料の相互作用について画像解析法を用いて検討し、製品の強度および光学的性質の両者を満足させる填料含有率を明らかにした。
力制御を用いたNC工作機械の円弧補間送り時のスティックモーション補正

NC工作機械上で輪郭加工する際に現在大きな間超となっている、円弧補間送り時のスティックモーション現象(象限突起)の生成機構について、既存のころがり案内を用いたクローズドループ方式のマシニングセンタ上にて主な原因の影響を調べた。まず、円弧補間送り時のスティックモーションがどのように変化するかを測定した。半径は5mm,30mm,150mmの3種類とした。送り速度は50015000mm/minとした。スティックモーションの測定にはR=150mmではDBB測定装置、R=30,5mmでは交差格子スケールを用いた。サーボモータのトルクのモニタはNC装置に付属するモニタ装置を使用した。送り駆動系の弾性変形量は機械をセミクローズドループ運転し、円弧補間送り時のロストモーション量から推定した。この機械については、各条件での誤差の大きさと送り駆動系の弾性変形による遅れと制御系であるサーボモータのトルク反転に要する時間遅れというスティックモーションの2つの原因のが比率が定量的に求まった。次に同じ立型マシニングセンタのテーブル上にサーボモータ、ボールねじ、ナット、ブラケットからなる外力付加装置を設置し、サーボモータをトルク制御することで、テーブルに加わる力の制御を行った。この装置を作動させて、XY2軸を使用した円弧補間送りの内、X軸の方向反転時のスティックモーションについて送り速度・半径を変えながら補正を行った。テーブルに加える力はX軸の方向反転時付近で作用させなければならないため、NC装置からの位置指令を外部に出力できるよう改造を行った。テーブルに加える力の大きさ、タイミング、長さなどを変化させ、最適のものを各条件について求めた。その結果、現在用いられているNC補正並の性能が得られることがわかった。
合成高分子超薄膜を用いた構造複製システムの構築

アイソタクチックポリメタクリル酸メチル(it-PMMA)とシンジオタクチック(st)ポリメタクリル酸の組み合わせにより形成される、it/stユニット比が1/2(二重らせん構造)ならびに1/1(ファンデルワールス接触)の超薄膜の逐次調製について、溶媒種を変化させながら検討した。超薄膜を積層する基板として、ナノグラムレベルの積層量が水晶の振動数変化を測定することにより検出できる水晶発振子(QCM)を用いた。溶媒には、it-PMMAにアセトニトリル、DMF、アセトンを、st-ポリメタクリル酸(あるいは以下に述べるキラル誘導体)にそれらと水との混合溶媒を用いた。適当な濃度に溶解し、まずいずれかの溶液にQCMを適当時間浸した。QCMを引き上げ、同一溶媒で十分に洗浄した後、窒素ガスにより乾燥し、振動数変化を測定した。Sauerbreyの理論式(振動数変化[Hz]=1.15x積層量[ng])によりポリマーの積層量を求めた。続いて、もう一方のポリマー溶液に浸し、同様の操作により積層量を定量化した。これらの操作を繰り返すことで超薄膜を積層した。それぞれのステップでの積層ユニット比を導き、溶液系でコンプレックスを形成したときの実験値と比較検討した。それぞれのポリマーを積層させたときの静的接触角を測定した。得られた薄膜の反射赤外吸収スペクトルを測定し、コンプレックスを形成した際に観察されるカルボニル基の伸縮振動あるいは主鎖のメチレンロッキングのピークシフトを評価した。原子間力顕微鏡により薄膜表面の凹凸を観察した。得られた超薄膜を、クロロホルムなどのit-PMAAに対する良溶媒あるいはアルカリ水溶液などのst-PMMAに対する良溶媒に浸すことで選択的に片方のポリマーのみを抽出できた。得られた多孔性超薄膜に対する再吸着挙動について解析した。再吸着に対する溶媒種、ポリマー濃度(結合定数の算出)、分子量、膜厚の影響について検討した。アイソタクチック(it)ポリメタクリル酸(PMAA)とシンジオタクチック(st)ポリ(メチルメタクリレート)(PMMA)を適当な極性有機溶媒中で混合すると、立体的な構造適合により、it-PMMAをst-PMAAが取り囲む形で会合した二重らせん状のステレオコンプレックスを形成することが知られている。本研究では、まずit-PMMAとst-PMAAによる逐次的な超薄膜形成について検討した。次に、積層したポリマーの溶解性の違いを利用し、薄膜内からst-PMAAのみをアルカリ水溶液により抽出した。得られたホストit-PMMA超薄膜へのst-ポリマーの選択的な吸着挙動について解析し、ステレオコンプレックス超薄膜の構造複製について検討した。微量天秤として知られるQCMをit-PMMAおよびst-PMAA溶液に交互に浸すことにより両ポリマーの積層が観察された。積層されたポリマーのユニット比(st-PMAA/it-PMMA)は2.1±0.2となり、コンプレックス形成したときの値と一致した。静的接触角の値もコンプレックス形成を支持した。得られた超薄膜をアルカリ水溶液に浸すと5分以内でst-PMAAの積層量に相当する重量減少が観察された。引き続きst-PMAA溶液に浸すと飽和型の再吸着が観察され、40分後に93%まで吸着した。アタクチックPMAAは吸着しなかった。さらに、コンプレックス形成が可能なst-PMMA、st-ポリ(エチルメタクリレート)(PEMA)およびst-ポリ(プロピルメタクリレート)(PPMA)の吸着を観察した結果、st-PMMAは40%程度吸着したが、st-PEMAとst-PPMAはほとんど吸着しなかった。以上の結果より、ホストit-PMMA超薄膜には、st-PMAA鎖を形状記憶した高分子鎖レベルの分子認識部位が存在し、複製機能を有することが明らかとなった。

得られた超薄膜を、クロロホルムなどのit-PMAAに対する良溶媒あるいはアルカリ水溶液などのst-PMMAに対する良溶媒に浸すことで選択的に片方のポリマーのみを抽出できた。得られた多孔性超薄膜に対する再吸着挙動について解析した。再吸着に対する溶媒種、ポリマー濃度(結合定数の算出)、分子量、膜厚の影響について検討した。
大都市における都市構造の転換と社会移動に関する実証的研究

本研究の自的は、1970年代以降の東京の都市社会構造の変動の意味を地域コミュニティレベルから実証的な調査を通じて明らかにすることである。初めに、東京圏の人口構造の変動を時系列に検証し、都市化と少子・高齢化の進展による地域社会構造の変容を確認した。その上で、地域移動、階層、ライフスタイル、パーソナルネットワーク、住民活動などの視角から、インナーエリア(台東区)とインナーサバーブ(三鷹市)の住民意識調査データの分析を行った。主なファインディングスは以下の通り。(1)両地域で定住者化の形態は異なるが、選択的人口移動プロセスとしてはむしろどちらの地域でも居住者の社会的地位は低下しないこと(残留者の方が高い社会的地位を有しており、インナーシティ問題の発生には一定の留保が必要である)、(2)大都市の異なるエリアを横断して、同じ資源をもつ自営業と経営者は類似したスタイルを、管理職と専門職は異なるスタイルを、それぞれ持つこと、(3)両地域で社会的ネットワークの構造が異なっており、台東では自営業者の集住や伝統的地域集団に支えられた地縁的地域文化の効果が見られるが、三鷹ではネットワークの多様性が個人属性によって規定される傾向があること、(4)既存の住民活動とボランタリーな市民活動の重層化の進展によって、従来のコミュニティ政策が揺らいでいること。本研究ではさらに2つの個別調査を行った。一つは墨田区京島地区の近年の地域的変化に関する事例調査であり、脱工業化が80年代以降も一貫して継続しており、区の工業政策がそれほど効果を発揮していないことを、二つは台東区谷中地区の商店主の悉皆調査であり、衰退の危機に対応して商業自営業者層が一定の積極的対応を行っているものの、町会のコミュニティ活動とは非連続であることを明らかにした。大都市の都市構造転換に関する先行諸研究を整理するとともに、国勢調査データ(とくに東京圏のそれ)の再分析を随時試み、さらに東京大都市圏と関西大都市圏のインナーエリアの予備的な現地調査を実施した。それらを踏まえて研究の位置付づけと方法を明確にするための研究会を6回開催し、来年度の本調査に向けて議論を行った。そこで浮かび上がった視点としては、(1)脱工業化が進行する中での都市型社会においては生活条件が一様化するとともに、階層を横断する性、年齢、地域、家族関係、世代、福祉国家的配分の享受の程度などによる新たな社会分化の諸相が、戦略的な分析の焦点となること、(2)周辺化される異質的な存在(例えば外国人居住者やホームレスなど)に対する人びとの受け止め方やボランタリズム、そして倫理的規範が今後の都市型社会の社会統合上の重要な要因になること、(3)大都市の産業構造転換を踏まえつつ、地域社会の変容を常住人口の構成的類型化により複数の地域において実証的に分析することを方法的に選択すること、などである。そこで、産業地位社会の変容と接合が困難になる面があるが、以上のような今日の我が国の大都市社会の構造変動を鋭く捉えるためには、個人を分析対象とすることが研究上の意義が大きいと判断されることとなった。そこで、こうした基本認識の下で現在の、来年度調査の準備をおこなっているところである。年度当初から本調査に向けて研究会などで調査項目の検討を繰り返し、(1)人口、産業、職業・階層、地域移動、(2)居住、家族、コミュニティ、(3)社会規範、価値観、感覚、(4)青少年の4本の柱で調査票を設計することとし、各自、設問文(案)の作成を行った。9月初めに合宿方式で集中的に検討し、調査票を作成した。調査の実施は、学生調査員の確保が十分にできなかったため、(社)輿論科学協会に委託して行った。

調査対象は東京都台東区と三鷹市に在住の20歳以上の男女1,400名、調査期間はl0月17日から27日であり、有効回収数は910票(回収率65.0%)であった。得られた標本は性・年齢別構成がバランスのとれた構造をなしている。11月中旬からデータ・クリーニングを行い、12月中旬にデータ分析に向けた研究会をもち、さらに平成10年2月末に合宿方式でデ-夕分析の第一次報告会、及び来年度の研究会の進め方を決定した。なお、サンプリング調査とは別に、台東区と三鷹市のヒアリング調査を行った。調査からのファインディングスは精査中であるが、大都市東京のインナーシティ地区とインナーサバ-ブ(既成郊外)地区における定住化や高齢化の進展という共通面とともに、階層文化(ライフスタイル、社会規範)や地域参加などの差異が検出されており、これが社会移動とどのように関連しているのかが今後の分析課題である。本研究の目的は、1970年代以降の東京の都市社会構造の変動の意味を地域コミュニティレベルから実証的な調査を通じて明らかにすることである。初めに、東京圏の人口構造の変動を時系列に検証し、都市化と少子・高齢化の進展による地域社会構造の変容を確認した。その上で、地域移動、階層、ライフスタイル、パーソナルネットワーク、住民活動などの視角から、インナーエリア(台東区)とインナーサバーブ(三鷹市)の住民意識稠査データの分析を行った。主なファインデインダスは以下の通り。(1)両地域で定住者化の形態は異なるが、選択的人口移動プロセスとしてはむしろどちらの地域でも居住者の社会的地位は低下しないこと(残留者の方が高い社会的地位を有しており、インナーシティ問題の発生には一定の留保が必要である)、(2)大都市の異なるエリアを横断して、同じ資源をもつ自営業と経営者は類似したスタイルを、管理職と専門職は異なるスタイルを、それぞれ持つこと、(3)両地域で社会的ネットワークの構造が異なっており、台東では自営業者の集住や伝統的地域集団に支えられた地縁的地域文化の効果が見られるが、三鷹ではネットワークの多様性が個人属性によって規定される傾向があること、(4)既存の住民活動とボランタリーな市民活動の重層化の進展によって、従来のコミュニティ政策が揺らいでいること。本研究ではさらに2つの個別調査を行った。一つは墨田区京島地区の近年の地域的変化に関する事例調査であり、脱工業化が80年代以降も一貫して継続しており、区の工業政策がそれほど効果を発揮していないことを、二つは台東区谷中地区の商店主の悉皆調査であり、衰退の危機に対応して商業自営業者層が一定の積極的対応を行っているものの、町会のコミュニティ活動とは非連続であることを明らかにした。
肥満細胞欠損マウスの開発, 生産ならびに利用促進に関する研究

我々の発見した肥満細胞欠損W/W^vマウスとS1/Sl^dマウスの利用促進をはかるため, W/W^vマウスとS1/Sl^dマウスの特性を書いた小冊子をつくり各方面に配付した.さらにAm.J.Pathol.誌の"Animalmodel of humandisease"の項にW/W^vマウスとSl/Sl^dマウスの利用法についての総説を発表した.この総説は米軍病理学研究所(AFIP)から出版されている同名の冊子にも収録されており,肥満細胞欠損マウスの有用性については国内的にも国際的にもかなり広範に知られるようになったものと思われる.一方新らしい肥満細胞欠損マウスとしてはW^<sh>/W^nが有望であることがわかった. W^<sh>/W^hマウスの肥満細胞欠損の程度はW/Wvとほぼ同じだが,貧血はW^<sh>/W^nの方が軽く生育しやすい,またW^<sh>/W^<sh>マウスはオス・メスともに生殖細胞を持っているので, Wsh/WnマウスはW^<sh>/W^<sh>マウスを一方の親に使用することにより繁殖の効率を高めることができる.肥満細胞欠損マウスを実験に用いる時,対照としてどのようなマウスを使うかは重要な問題である.本研究を開始した当初は, +/+マウスあるいは+/+マウスの骨髄細胞を移植したW/W^vマウスを対照にすればよいと考えていたが, W突然変異遺伝子が影響するのは肥満細胞の分化ばかりでなく,メラノサイト,生殖細胞,赤血球の分化にもW突然変異遺伝子が影響を与えること,また+/+マウスの骨髄細胞をW/W^vマウスに移植すると, W/W^vマウスの血液幹細胞自身が+/+マウス由来の血液幹細胞に置換してしまうことを考え合わせると,より選択的にW/W^vマウスの肥満細胞欠損症を治療し,治療したW/W^vマウスを対照として使用すればよいと考えられる.実際+/+マウスの骨髄細胞をIL-3の存在下で4週間培養すると,純粋な肥満細胞の浮遊培養が得られるが,この培養肥満細胞をW/W^vマウスに移植することにより理想的な対照マウスが得られた.我々の発見した肥満細胞欠損W/W^vマウスとS1/Sl^dマウスの利用促進をはかるため, W/W^vマウスとS1/Sl^dマウスの特性を書いた小冊子をつくり各方面に配付した.さらにAm.J.Pathol.誌の"Animalmodel of humandisease"の項にW/W^vマウスとSl/Sl^dマウスの利用法についての総説を発表した.この総説は米軍病理学研究所(AFIP)から出版されている同名の冊子にも収録されており,肥満細胞欠損マウスの有用性については国内的にも国際的にもかなり広範に知られるようになったものと思われる.一方新らしい肥満細胞欠損マウスとしてはW^<sh>/W^nが有望であることがわかった. W^<sh>/W^hマウスの肥満細胞欠損の程度はW/Wvとほぼ同じだが,貧血はW^<sh>/W^nの方が軽く生育しやすい,またW^<sh>/W^<sh>マウスはオス・メスともに生殖細胞を持っているので, Wsh/WnマウスはW^<sh>/W^<sh>マウスを一方の親に使用することにより繁殖の効率を高めることができる.肥満細胞欠損マウスを実験に用いる時,対照としてどのようなマウスを使うかは重要な問題である.本研究を開始した当初は, +/+マウスあるいは+/+マウスの骨髄細胞を移植したW/W^vマウスを対照にすればよいと考えていたが, W突然変異遺伝子が影響するのは肥満細胞の分化ばかりでなく,メラノサイト,生殖細胞,赤血球の分化にもW突然変異遺伝子が影響を与えること,また+/+マウスの骨髄細胞をW/W^vマウスに移植すると, W/W^vマウスの血液幹細胞自身が+/+マウス由来の血液幹細胞に置換してしまうことを考え合わせると,より選択的にW/W^vマウスの肥満細胞欠損症を治療し,治療したW/W^vマウスを対照として使用すればよいと考えられる.実際+/+マウスの骨髄細胞をIL-3の存在下で4週間培養すると,純粋な肥満細胞の浮遊培養が得られるが,この培養肥満細胞をW/W^vマウスに移植することにより理想的な対照マウスが得られた.1).(WB×C57BL/6)【F_1】-W/【W^v】マウス以外の肥満細胞欠損マウスを開発するため名古屋大学で発見された【W^n】遺伝子をWB系に導入してWB-【W^n】/+マウスをつくり、イギリスでみつかった【W^(sh)】遺伝子をC57BL/6マウスに導入した。この2系統を交配して(WB×C57BL/6)【F_1】-【W^n】/【W^(sh)】マウスを得た。【W^n】/【W^(sh)】マウスはW/【W^v】マウスと同程度の肥満細胞欠損状態を示すが貧血の程度は軽く胃潰瘍もあまり重症にならないので、W/【W^v】マウスより使いやすい、W/【W^v】と【W^n】/【W^(sh)】の最も異る点は生殖巣である。

W/【W^v】の生殖巣ではオスメスともに生殖細胞がなく不姙であるのに【W^n】/【W^(sh)】ではオス・メスとも生殖力を持つ。C57BL/6-【W^(sh)】/【W^(sh)】マウスも生殖力があるのでWB-【W^n】/+のメスとC57BL/6-【W^(sh)】/【W^(sh)】のオスをかけあわせ、仔の1/2か【W^n】/【W^(sh)】で肥満細胞欠損になるようにして繁殖の能率化を試みたが、C57BL/6-【W^(sh)】/【W^(sh)】のオスの活動力が弱く、繁殖成績はあまり向上しなかった。2).静岡県動物協同組合から(WB×C57BL/6)F1-W/【W^v】マウスの供給を受け、肥満細胞の分化に関する研究を行った。本年度は特に肥満細胞亜群間における相互転換についてしらべ、インタロイキン3の存在下でマウス骨髄細胞を培養した時に分化してくる培養肥満細胞をW/【W^v】に移植すると結合組織では結合組織型肥満細胞に消化管粘膜内では粘膜肥満細胞に分化することを示した。3).静動協のW/【W^v】マウスを利用して、W/【W^v】マウスが、現在まで想定されてきている肥満細胞の機能を吟味するために非常に有用であることを、ダニの感染、血栓栓塞症の発症、遅延型アレルギー反応について示した。4).肥満細胞欠損マウスの利用促進をはかるために、小冊子をつくった。各方面に配布の予定である。昨年度の予算で印刷した「肥満細胞欠損(W/【W^v】、Sl/【Sl^d】)マウス」という小冊子を各方面に配布した。特に大阪で開かれた疾患モデル研究会で、授付におかせてもらったところ100人以上の参会者により持ち帰られた。また北村と藤田はJpn.J.Cancer Res.に我が国で癌研究のために用いられている実験動物についての総説を書きそのなかでW/【W^v】、Sl/【Sl^d】マウスの肥満細胞欠損マウスとしての利用についても言及した。さらに北村はハーバード大学のGalli準教授と協同してW/【W^v】、Sl/【Sl^d】マウスに関する総説をAm.J.Pathol.に投稿し現在印刷中である。上記のような活動を通じて肥満細胞欠損マウスへの関心が高まり各方面で利用されるようになってきた。ここで1つ問題となるのはW/【W^v】マウスの価格である。大学などの研究者にとってはやや高価と思われるので、研究を開始したい研究者には我々の研究室で余剰となったW/【W^v】マウスを供給した。W/【W^v】マウスを肥満細胞欠損マウスとしてして使用するにあたって問題となる点の1つに何を対照とすればよいのかという点があった。同系正常(+/+)マウスも一応対照となるが、W/【W^v】マウスには肥満細胞欠損症以外に色素細胞と生殖細胞の欠損さらに貧血と3っつの異常があるので、W/【W^v】と+/+マウスに差があっても、その差を肥満細胞の欠損のみに帰すことができない。またW/【W^v】マウスに+/+マウスの骨髄細胞を移植すると色素細胞、生殖細胞の欠損はそのままだが、貧血は治癒する。そこで特異的にW/【W^v】マウスの肥満細胞欠損症のみを治す方法が期待されたが、本年はその方法を完成した。+/+マウスの骨髄細胞をインターリウキン3とインターリウキン4を含む培養液中で浮遊培養するとほぼ純粋な肥満細胞浮遊液が得られる。この培養肥満細胞をW/【W^v】マウスの皮膚に注射すると肥満細胞欠損の局所的治癒が得られ、静注内注射すると全身的治癒が得られた。
痛覚伝達の脊髄レベルでの長期的増強機構の研究

本研究の目的は脊髄における痛覚情報伝達の特に長期的な変化に関与すると思われる内因活性物質の機能を解明することにある。特に一次求心性ニューロン中に含まれる神経ペプチドであるタキキニン類を中心にして研究を行った。1)タキキニンによる神経伝達物質の放出タキキニン、特にサブスタンスPによるアセチルコリンやGABA、さらに他のアミニ酸伝達物質の放出について調べた。新生ラット摘出脊髄を潅流し、諸種の薬物でGABA、グルタミン酸をはじめとするアミノ酸およびアセチルコリンを放出させ潅流液中に含まれる量をHPLCで測定する実験系を確立した。この系を用いてタキキニン刺激によるGABAとアセチルコリン放出機構について比較検討し、両者に顕著な違いがあることが分かった。2)タキキニンの不活性化機構の解明中枢神経系におけるタキキニンの不活性機構の一つとして、ペプチダーゼによる酵素的分解が考えられる。この可能性を検討するために、新生ラット摘出脊髄標本を用いてタキキニンが関与すると考えられる神経反応に対するペプチダーゼ阻害薬の効果を調べた。脊髄標本にサブスタンスPを摘出して起こる前根脱分極は、ペプチダーゼ阻害薬混合液により増大した。摘出脊髄一末梢神経標本において、皮神経である伏在神経を電気刺激すると同側の第3腰随前根より暖徐な脱分極が記録され、この脱分極はタキキニン拮抗薬で抑制される。ペプチダーゼ阻害薬混合液を加えると脱分極は増大した。これらの結果から脊髄においてペプチダーゼによる酵素的分解が内在性タキキニンの不活性化機構の少なくとも一部を担っていることが示唆された。脊髄での痛覚伝達の修飾にアセチルコリンが関与している可能性について、新生ラット摘出脊髄標本を用いて検討した。(1)脊髄・皮神経標本において皮神経の電気刺激により、また、脊髄・皮膚標本において発痛物であるカプサイシンやブラジキニンの皮膚投与により、前根の脱分極反応が起きた。これらの興奮性反応は痛覚の伝達物質候補であるタキキニンの拮抗薬により抑制されたことから、痛みに伴う運動性反射を反映していると考えられた。(2)ムスカリン作用薬であるアレコリンやオキソトレモリンを脊髄に摘用することの興奮反応は著しく抑制され、M_2タイプのムスカリン性アセチルコリン受容体の拮抗薬であるAFーDX116により増強された。このことから、脊髄内のM_2受容性を介してPセチルコリンが痛覚を抑制することが示唆された。一方コリンエステラ-ゼ阻害薬のエドロホニウムを脊髄に摘用すると、興奮反応は増強され、M_3タイプのムスカリン性拮抗薬である4ーDAMPにより抑制された。このことからアセチルコリンはM_3受容体を介して痛覚増強にも作用していることとが示唆された。(3)摘出脊髄を潅流して、脊髄からのアセチルコリン放出をHPLCにより測定した。タキキニン類のサブスタンスP、ニュ-ロキニンA、ニュ-ロキニンBにより脊髄からアセチルコリンが放出された。(4)これらの結果から、末梢の痛覚刺激により、脊髄で放出されたタキキニンがコリン作動性ニュ-ロンを刺激して、放出されたアセチルコリンが痛覚伝達に対して抑制性および促進性の二種類の修飾作用をしていることが示唆された。タキキニン類ペプチドであるサブスタンスPとニューロキニンAは知覚神経中に含まれ,痛覚の伝達,特に長期的な伝達に重要な役割を果たしていると考えられている。タキキニンの不活性化機構の変化が痛覚伝達の長期的変化に関与している可能性がある。不活性化機構の一つとして,ペプチダーゼによる酵素的分解が考えられるので,この可能性を検討するために,新生ラット摘出脊髄標本を用いてタキキニンが関与すると考えられる神経応答に対するペプチダーゼ阻害薬の効果を調べた。

脊髄標本にサブスタンスP(0.1-0.3μM)を適用して起こる前根脱分極は,ペプチダーゼ阻害薬actiononin 6μM,arphamenine B 6μM,bestatin 10μM,captopril 10μM,thiorphan 0.3μMの混合)により増大し,一方GABAやグルタミン酸による反応はこれら阻害薬で変化しなかった。新生ラット摘出脊髄ー末梢神経標本において,皮神経である伏在神経を電気刺激すると同側の第3腰髄前根より緩徐な脱分極が記録された。この脱分極性応答はタキキニン拮抗薬で抑制されることから,タキキニンが主要な伝達物質の一つとして関与していることが分った。またnaloxone 0.5μM添加によってこの反応は増大するので,内因性オピオイド系が抑制的に働いていると考えられる。この条件下にペプチダーゼ阻害薬を加えると脱分極性応答はさらに増大した。新生ラット摘出脊髄ー末梢神経標本で伏在神経を条件刺激すると単シナプス反射が約30秒にわたって抑制され,この抑制にタキキニンおよびアセチルコリンが関与することはすでに報告したが,この単シナプス反射の抑制はペプチダーゼ阻害薬で延長した。これに対して,タキキニン拮抗薬で処理した後にはペプチダーゼ阻害薬による抑制の延長は見られなかった。以上の結果から脊髄においてペプチダーゼによる酵素的分解が神経終末から放出されるタキキニンの不活性化機構の一部を担っていることが示唆された。
ネコ新規肥満関連遺伝子SNPの機能解析と臨床応用

家庭動物の生活習慣の変化に伴う肥満は目立って増えており、ネコでは2型糖尿病のリスクを著しく上昇させることが知られている。申請者はネコのCdkal1遺伝子上のSNPが肥満に感受性があることを明らかにした。ヒトCDKAL1はインスリン分泌に関与し、同遺伝子第5イントロン中にSNPが存在する事が知られている。ネコCdkal1遺伝子上のSNPは第11イントロンに存在し、ヒト以外の動物で初の報告となる。「体質」と呼ばれているものの多くは、個々のゲノムに書き込まれた遺伝情報のわずかな差(遺伝子多系)に起因する。疾病に関連するSNP解析の進展は著しく、現在までにいくつかの遺伝子SNPがヒトで報告されており、肥満に関連する遺伝子についても多くの知見が蓄積されてきているが、ネコでは皆無である。ネコはイヌに比べ2型糖尿病が多く、その最大リスク要因は肥満である。肥満は生活習慣などの環境要因に加えて複数の遺伝素因が組合わされることが原因で発症する。申請者は疾病をきたす前に臨床検査技術、特に遺伝子診断法により発症するリスクを低減させる事が重要と考え、新知見としてヒトで肥満に関与する17遺伝子の発現調節領域及びエクソン部位のSNP解析(1個体あたり合計解析長63kb)を行った。結果、正常20頭と肥満ネコ20頭のグループ間に差異の見られる5遺伝子SNP(グレリン、レプチン、SREBP1、インスリン受容体およびCDKAL1遺伝子)を肥満関連遺伝子と推定した(申請者未発表データ)。このうちCDKAL1遺伝子はヒト肥満および糖尿病原因遺伝子として注目されていることからネコのCDKAL1遺伝子のcDNAクローニングを行った。結果、ヒトと同じく16のエクソンを含む全長約700kbの遺伝子であることが判明した。またmRNAの発現をリアルタイムPCR法により解析したところ、肝臓で最も高い発現がある一方、精巣で最も低い発現様式機構を有する事が明らかとなった。これらの成果をもとに今後さらに新規SNPの検索を進める予定である。ネコでは肥満により2型糖尿病のリスクが著しく上昇することが知られている。肥満を予防するためにネコが肥満しやすい体質であるか否かを診断する検査技術はまだ確立されていない。申請者は遺伝子診断法に着目し、とくに一塩基多系技術(Single Nucleotide Polymorphism;SNP)を用いて肥満に関与すると思われる4遺伝子をすでに発見しており、本申請研究課題は新規に発見したこの肥満ネコSNPの機能を解析し、家庭動物の臨床検査技術の開発とその応用を目的としている。現在、対規模なSNP解析がヒトで行われており、複数の遺伝子が2型糖尿病関連遺伝子として報告されているが申請者は迅速に広範囲からSNPをスクリーニングするためにサーベイヤー法を用い、CDKAL1遺伝子中に肥満との関連が疑われるSNPを新たに発見した。同遺伝子はヒトで特に注目されており、有意なSNPはすべてイントロン5に存在すると言われている。申請者らの研究成果によればネコCDKAL1遺伝子は全長630kbに及び、同領域から有意なSNPを検出することは困難を極めるが、既にイントロン11において候補として6カ所のSNPを発見している(2012年7月国際小動物臨床検査学会にて発表予定)。今後、長大なイントロン5でのSNP検出のためにPCR断片を各個体精製、BigDye Terminator v3.1にて反応および精製、ABI PRISM 3100-Avant Genetic Analyzerにてシークエンス解析を行う。同時にネコCDKAL1遺伝子の機能解析も進める計画である。またこれまでに発見しているSNP検出のため、理化学研究所チームが開発したSmart Amp法の利用を検討し、本大学付属動物医療センターへの来院時の採血から30分以内のSNP診断サービスの実現を目指す予定である。現在、大規模なSNP解析がヒトで行われており、複数の遺伝子が2型糖尿病関連遺伝子として報告されているが特にcyclin-dependent kinase5 regulatory subunitassociated protein1 like 1(CDKAL1)遺伝子上に存在するSNPが同疾病に関与する事が明らかにされている。申請者はイヌおよびネコのCdkal1のcDNAクローニングを行い、塩基配列情報から予想されるアミノ酸配列情報、イヌネコそれぞれにおけるmRNA発現様式、および同遺伝子上に存在するSNPが肥満および糖尿病に関与するか否かを検討した。イヌネコそれぞれ予想されるアミノ酸配列は他動物Cdkal1遺伝子と非常に高い相同性を示す事が明らかになった。また各組織におけるmRNA発現様式解析を行った結果、骨格筋において最も高いmRNA発現を示す事も明らかにした。また肥満ネコにおける同遺伝子SNPマッピングを行った結果、これまでに明らかにされていないイントロン11において関連が疑われるSNPの検出に成功した。ネコCdkal1遺伝子は全長630kbに及ぶことからも今後継続してSNPマッピングを行う予定である。

同研究実績はVeterinary Medicine: Research and Report誌に「cDNA cloning and mRNA expression of cat and dog Cdkal1」として投稿、受理された(Yamamoto et al.,2012:3 65-69)。これまでに検出に成功した肥満に関与が疑われる4SNPに加え、新たにネコCDKAL1遺伝子中に6SNPを発見した。同遺伝子は巨大であることが予想され、ヒトで最も注目されているイントロン5でのSNP発見のために研究進展を急ぐ必要がある。24年度が最終年度であるため、記入しない。研究成果を発表するため、上記課題を遂行する。特に進展によっては理化学研究所オミックス基盤研究領域グループとの連携を進める。
機能融合型スマートピクセルの開発

今回の萌芽的研究は、追加採択であり、実際に科学研究補助金が使用可能になったのは、2001年の1月になってからである。交付申請書に記した機能融合型スマートピクセルの製作に必要な電子部品を発注し、電子部品の一部が納品され始めたのが、2001年の2月になってからである。そこで本研究者は、遅れを取り戻すため既に所有している電子部品を用いて、2001年の1月から機能融合型スマートピクセルの試作二号機の製作を開始、2月中旬現在、8×8画素分をほぼ完成させている。又、スマートピクセルアレイは、製作目標である32×32画素(=1024画素)全てを完成させなくても動作確認は可能であるため、4×4画素を製作した時点で、既に製作したインストラクションプロセッサと接続し、正しく動作することを確認している。よってこの調子で製作を続ければ、本研究の目的である機能融合型スマートピクセルの試作二号機の完成は確実である。3月に、本研究室の新棟への移転があるため製作が一時期中断するものの、1日に8画素のペースで頑張れば、2001年の8月には本研究の目標を達成できる予定である。本スマートピクセルは、今までにない全く新しいコンピュータ回路によって、トランジスタ数を著しく減少させる画期的な並列計算機であり、目標達成の意義は大きい。さらに、今回製作している機能融合型スマートピクセルアレイは、3次元構造を有しており、新たに製作し直すことなく、各プロセッシングエレメントである画素のメモリのアドレス数の増設や、さらに回路の変更や増設が可能となっている。よって今後の展開として、今回の萌芽的研究で製作した3次元構造機能融合型スマートピクセルアレイをベースに、各画素の機能をさらに拡充し、より柔軟性の高い機能融合型スマートピクセルへと発展させてゆく予定である。
水田土壌生態系における遂次還元過程に関わる微生物群集の解析

水田生態系に特徴的な逐次還元過程を担う細菌群集を明らかにするために、1)リン脂質脂肪酸組成による化学分類学的手法、2)16S rDNAの塩基配列の違いに基づく系統分類学的手法であるPCR-RFLPおよびPCR-DGGE法を適用した。昨年度は石英砂を用いたが、今年度は風乾細土に、稲ワラ粉末0.4%(C換算)および各種還元剤として硝酸カリウム(脱窒系)、二酸化マンガン(Mn還元系)、水酸化鉄(鉄還元系)、硫酸アンモニウム(硫酸還元系)を加え湛水し、暗所25°Cで静置培養した。還元剤の代わりにメタン生成の特異的阻害剤であるBESを添加した系(発酵系)、および硫酸還元の阻害剤であるNa_2MoO_4を添加した系(メタン生成系)も作成した。脱窒系では添加した硝酸イオンの減少、Mn(IV)添加区および鉄(III)添加区では培養に伴いそれぞれMn(II),Fe(II)の生成が、硫酸イオン添加区では硫酸イオンの減少、発酵系ではメタンが生成しないことが確認できた。活発に各還元過程が進行していると思われる培養途中にリン脂質脂肪酸およびDNAを抽出し、脂肪酸組成の分析およびPCR-RFLP、DGGE解析を行った。いずれの処理区においてもリン脂質含量が増加したことから、各還元過程に特異的な微生物群が増殖している可能性が示唆された。リン脂質パターンは還元の第一過程であるMn、鉄還元過程と、第二過程である硫酸還元。メタン生成系、および脱窒系の3つのクラスターに分けられた。RFLP、DGGEのパターンはリン脂質のパターンとは多少異なっていたが、脱窒系が他と大きく異なる点は一致していた。各還元系により多少バンドパターンが異なっていたが、各還元系に共通するバンドも多く認められ、これらの微生物群が稲ワラの分解に共通して働いていると推察された。石英砂に、安城水田土壌作土5%、稲ワラ粉末0.4%(C換算)・塩安0.08%(N換算)、各種還元剤として硝酸カリウム(脱窒系)、二酸化マンガン(Mn還元系)、水酸化鉄(鉄還元系)、硫酸アンモニウム(硫酸還元系)、を加え、湛水し、暗所25°Cで静置培養した。各還元系のEhは脱窒系、硫酸還元系は報告値の範囲内、Mnおよび鉄還元系はやや低い値、発酵系およびメタン生成系は報告値よりやや高い値を示し、モデル還元系の改良の必要性があった。培養終了時にリン脂質脂肪酸およびDNAを抽出し、脂肪酸組成の分析およびPCR-DGGEを行った。いずれの還元系においても16:0が30%前後で最優占の脂肪酸で、ai15:0、i16:0、il5:0、18:1w9、18:1w7などが主要脂肪酸であり、i)脱窒系、ii)Mnおよび鉄還元系、iii)硫酸還元系、メタン生成系、発酵系の3つのクラスターが認められたが、各還元系に特徴的な脂肪酸組成を同定するには至らなかった。DGGE解析では、各還元系に共通するバンドも多く認められたが、還元系により多少バンドパターンが異なっていた。次年度は、各還元系を改良し、各還元系に特徴的な生化学反応から各系の妥当性を検証した後、リン脂質脂肪酸分析、PCR-DGGEを行い、各還元系に特徴的な微生物群集のさらなる解析を行う予定である。