hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
地中熱を核としたスマートコミュニティ

再生可能エネルギーの最適利用には気象データの高精度予測が欠かせない。例えば、札幌における気象庁GPV予報値の水平面全天日射量の誤差はRMSEにして6月で140.9 W/m2、12月の65.2 W/m2ある。今回、誤差補正にバニラ型ANN、NARX-NN、LRNの3方法を適用し、誤差比較を行った。入力データはGPV(札幌)の時刻毎1年分の8要素(水平面・大気外全天日射量、気温、相対湿度、雲量(4要素))を、教師データは札幌管区気象台の時刻毎1年分の日射量を使用した。NARX-NN補正の計算結果のRMSEは81.9W/m2と最小を示した。次に昨年度作成したPV、Li-ion電池&双方向インバータ、空気熱源ヒートポンプ給湯器(HP)、調理器具・コンセント系統負荷からなる住宅エネルギーシステムの最適制御プログラム(目的関数は日電力料金とし、これが最小となる蓄電池充放電とHP運転スケジュールを混合整数線形計画法を用いて計算)に、NARX-NNによるGPV日射量と気温の予報値補正を組み込んで数値計算を行った。その結果、年間電力料金は気象台観測値を使用した時(誤差無)に41 389円となるのに対して、GPV補正前後のデータ使用時はぞれぞれ57 961円、55 496円、前者との料金差は16 573円(+40%)、14 108円(+34%)となった。補正により2 465円(▲6%)削減された。また、GPV補正前後のデータ使用時の自家消費率は、それぞれ66 %、71.3 %であり、補正により5.2 %上昇した。2019年1月29日22:00から24時間実証実験を行った。気象台観測値利用時の電力料金、自家消費率は43.7円、96.8 %であったが、HEMS最適制御プログラム使用時は272.5円、54.5 %となった。制御実験は成功したが日射予測精度の向上が必要である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。1.クラウド型双方向HEMSの実証実験設備を構築した。電気容量3kWの双方向パワーコンディショナー、蓄電容量4kWhのリチウムイオンバッテリー、発電容量3kWの太陽光発電システム、および建物内の模擬電力負荷からなる双方向HEMSの実証実験設備を構築した。制御としては、現在は双方向パワーコンディショナーの充放電運転を予め計算しておいた10分毎の運転パターンに基づいて切り替えることで行っている。具体的には、その時刻以降の24時間の購入電力量の合計値が最小となるように、10分ごとの充放電量の最適パターンを遺伝的アルゴリズム(GA)にて計算して、それを基に1時間毎に制御を行うものである。2.地中熱利用暖冷房・給湯ヒートポンプの運転制御を伴う改良型遺伝的アルゴリズムによる最適運転パターン計算プログラムの開発・地中熱利用暖冷房・給湯ヒートポンプをもつクラウド型双方向HEMSの改良型遺伝的アルゴリズムによる最適運転パターンを計算するプログラムの開発した。ヒートポンプ性能による電力需要量の予測は対象地域における地盤情報データから地中熱熱交換器の採放熱特性を評価し,地中熱ヒートポンプシステム設計・性能予測ツールに入力することで,任意地点のヒートポンプの動的な消費電力量の算出が可能なシステムを構築した.3.太陽光発電と風力発電と連系するSOFC(固体酸化物形燃料電池)-水力発電機によるクリーン電源の可能性太陽光発電と風力発電と連系するSOFC-水力発電機によるクリーン電源を寒冷地に導入することを想定して、ヒートポンプ暖房の導入量と再生可能エネルギーの導入割合を調査した。定格8MWの提案電力システムでは、ヒートポンプの熱出力4.5MWの急発停までは電力品質に影響しないこと、貯湯槽を伴うヒートポンプの広い普及は再生可能エネルギー割合の高い電力及び熱供給が可能であることを明らかにした。電気容量3kWの双方向パワーコンディショナー、蓄電容量4kWhのリチウムイオンバッテリー、発電容量3kWの太陽光発電システム、および建物内の模擬電力負荷として消費電力1.5kWのヒーター×4台と300Wのヒーター×5台による双方向HEMSの実証実験設備を構築できた。制御は、双方向パワーコンディショナーをRS485通信にて、パソコンで充放電機能、および充放電量を制御するものである。現在は、双方向パワーコンディショナーを充放電を予め計算しておいた10分毎の充放電運転パターンを切り替えることまで、成功している。ただし、リアルタイム制御は、現在、準備している段階である。2.地中熱利用暖冷房・給湯ヒートポンプの運転制御を伴う改良型遺伝的アルゴリズムによる最適計算プログラムの開発地中熱利用暖冷房・給湯ヒートポンプの運転制御を伴う改良型遺伝的アルゴリズムによる最適計算プログラムの開発した。任意地点のヒートポンプの動的な消費電力量の算出が可能なシステムを構築した.遺伝的アルゴリズムを適用して、クラウド型双方向HEMSソフトウェアと地中熱設計Webシステムを組み合わせた、電気・熱の最適制御の基本ソフトウェアを構築した.3.太陽光発電と風力発電と連系するSOFC(固体酸化物形燃料電池)-水力発電機によるクリーン電源の可能性太陽光発電と風力発電と連系するSOFC(固体酸化物形燃料電池)-水力発電機によるクリーン電源を寒冷地に導入することを想定して、ヒートポンプ暖房の導入量と再生可能エネルギーの導入割合を調査した。

定格8MWの提案電力システムでは、ヒートポンプの熱出力4.5MWの急発停までは電力品質に影響しないことや、貯湯槽を伴うヒートポンプの広い普及は、再生可能エネルギー割合の高い電力及び熱供給が可能であることを明らかにした。北海道大学チームでは,気象予測と線形計画法を用いた最適化計算を取り入れた高速最適運用システムを開発し,この最適運用システムを実際の実証実験設備へ組み込み,自律運転の実証を行った.まず,気象予測から住宅内機器運転方法を最適化し,機器を自律運転制御するシステムを計算時間が少ない線形計画法で開発した.日射量・給湯負荷・電力需要などのデータを入力することで,蓄電池の充放電,給湯HP発停などの自律運転スケジュールを自動策定する.例えば,電力料金最小化を目的関数に蓄電池・給湯HPの最適化した場合,夏期代表日においては自家消費率が32 %向上し,電力料金は39 %削減できる結果となった.自律運転の実証試験を行った.1時間毎に充放電制御を行い,使用電力料金をできるだけ削減する自律制御運転に成功した.計算では,札幌北部・石狩地域を想定し,大規模太陽光発電所および大規模風力発電所を有したスマートコミュニティにおいて再生可能エネルギー利用率を最大化し,CO2排出量を最小化するような時刻別電力料金設定による需要制御方法を検討した.その結果,双方向パワーコンディショナーおよび給湯ヒートポンプを最適に制御すれば,太陽光発電システムの利用率を60.7 %から88.5 %に上昇させ,CO2排出量を34.9 %,年間コストを29.5%削減できる可能性があることを示唆した.北見工業大学では,日射量情報に基づきシステムの運用を最適化するプログラムを遺伝的アルゴリズムで作成し,スマートハウス用の試作蓄放電システムに導入した.当該システムではプログラマブル電源及びプログラマブル電子負荷を設置することで,太陽光発電の出力パターンとスマートハウスの負荷パターンを任意に設定できるようにした.また,リチウムイオンポリマー電池の充放電制御器を開発し,スマートハウスに大容量電池を設置した際の安全対策の方法について考察した.北海道大学チームでは,線形計画法による高速最適運用システムを開発し,これを実際の実証試験設備に組み込み,自律運転を成功させた.ただし,最適充放電制御の時間間隔は1時間ごとで太陽光発電などの創エネルギーや電力消費の負荷変動を考えると,おおよそ10分間隔が適当ではないか考えている.ただし,実際にどの位小さくすればどのくらいの効果が得られるかといったソフト側の検討を行うと同時に,ハードの特性を加味した適当な制御間隔を決めているところである.具体的には,計算機上での検討に加え,太陽光発電システムからの発電量を模擬できるソーラーシミュレーター(H29年度購入)と交流電子負荷装置(平成30年度購入予定)を用いた実験から検討を行っているところである.北見工業大学側では,日射量情報に基づきシステムの運用を最適化するプログラムを遺伝的アルゴリズムで作成し,スマートハウス用の試作蓄放電システムに導入し,実験システムの種々の安全装置の動作を確認した後,実証実験を始めたところである.再生可能エネルギーの最適利用には気象データの高精度予測が欠かせない。
光学顕微鏡の照射・結像システムを空間光位相変調器により自在に操る

本研究は、空間光位相変調器を用いることにより、レンズの交換や移動などの機械的な駆動を伴うこと無く、電子制御によって像の倍率や焦点位置などを自在に操ることのできる光学顕微鏡システムを構築することを目的とした。その効果を実証するため、STED顕微鏡のSTEDビームに最適なパターンを、空間光位相変調器を用いて作製した。具体的には、x,y方向については、ラゲール・ガウシアンビームを作製するためのパターンを用いた。また、z方向については、中央部を通過する光と周辺部を通過する光の位相がπずれるパターンを用いた。また、z方向の結像位置を、空間光位相変調器を用いて任意に変更できることを示した。本年度は、照射系に空間光位相変調器を組み込み、試料面に照明したいパターンのフーリエ変換像を空間光位相変調器に送り、所定の照明パターンを得ることができるか確認した。まず、空間光位相変調器に生成するパターンに関わらず、0次光(反射光)が試料面で焦点を結ぶことが問題となった。これを解決するために、空間光位相変調器に送るパターンにフレネルレンズのパターンを重ね合わせることにより結像面の高さをずらした。これにより0次光が試料面で焦点を結ぶことを回避した。超解像蛍光顕微鏡法としてSTED顕微鏡法がある。この方式では、共焦点顕微鏡の光学系に観察用励起光のレーザー光と誘導放出用のレーザー光(STEDビーム)を同時に照射する。STEDビームは通常ドーナツ状になっていて蛍光の発生を抑制して真ん中の蛍光だけが検出されるためスポットは小さくなる。最適なSTEDビームの形状を検討した。ラゲールガウスビーム生成用の位相分布のパターン(円の中心から時計回りに回転するに従って位相が進み、一周すると位相が2πずれるパターン)とフレネルレンズのパターンを重ね合わせたパターンを空間光位相変調器で発生させた。このパターンは原点から渦巻き状に位相が変化するパターンとなった。別の超解像法として構造化照明顕微鏡法(SIM)がある。これは縞状のパターンで試料を照明してモアレ縞を得る。この縞の角度を変えて複数枚撮影し、画像処理により超解像を得る。空間光位相変調器には機械的な作動は無いので振動無しで照明縞の切り替えが可能である。1秒ごとにパターンを変化させることができた。我々は、ヒットショックプロモーターの下流に標的遺伝子を導入した個体内の1細胞に1,480 nmの赤外レーザーを照射して加熱し、1細胞の遺伝子発現を制御するIR-LEGO(InfraRed Laser-Evoked Gene Operator)法を開発した(Kamei et al., Nat. Methods. 6, 79 (2009))。この顕微鏡システムを最適化するためには、加熱した細胞の周囲の温度分布を測定する必要がある。このためには、レーザーの焦点と観察面のZ軸方向の位置を、任意に変える機構を顕微鏡に組み込まなければならない。従来は、結像系のレンズを移動することにより画像の焦点面を変えていた。しかし、100倍の対物レンズで焦点面を10 μm移動するためには、結像レンズを10 cmも移動しなければならず操作性が極めて悪かった。空間光位相変調器を光路に組み込むことによりこの問題を解決した。まず、空間光位相変調器を結像系に組み込み、焦点距離が400600 mmのフレネルレンズの位相変調を加えた。これにより、レンズの移動のような物理的な操作を行うことなく±20 μm焦点面をずらすことができた。しかし、位相変化量が波長に依存するため、狭帯域のエミッションフィルターを使用する必要がある。また、偏光フィルターを使用するため得られる蛍光信号が微弱になるという欠点が明らかになった。さらに、フレネルレンズの焦点距離を変えることにより顕微鏡像の倍率が変化してしまうという欠点も明らかになった。そのため、空間光位相変調器を結像系に組み込むことは適切ではないと判断した。赤外レーザーの照射系に空間光位相変調器を組み込むことでこれらの問題を解決した。生物物理学本年度は、まず照射系に空間光位相変調器を組み込み、試料面に照明したいパターンのフーリエ変換像を空間光位相変調器に送り、所定の照明パターンを得ることを試みた。しかし、研究を開始した時点では、空間光位相変調器の製造元である浜松ホトニクスが提供するソフトウエアは、計算機合成ホログラム(CGH)の機能を備えておらず、フリーウエアーのソフトウエアを試したがうまく行かなかった。本年度の後半になって、浜松ホトニクスよりCGHのソフトウエア(βバージョンで非売品)を提供していただき、所定の照明パターンを得られるようになり、ようやく実験を開始することが出来た。また、このプログラムは、任意の焦点距離のフレネルレンズのパターンを生成することができるという長所を有していた。

そのため、0次光(反射光)が焦点面で集光しないようにしたり、機械的な部品を加えることなく任意の倍率に変化させることが出来るという利点を有していた。このように研究の開始は遅れたが、STED顕微鏡法に必要なラゲールガウスビームを生成したり、構造化照明顕微鏡法のためのパターンの切り替えも出来たので、研究計画どおりに進展していると判断した。来年度は、結像系に空間光位相変調器を組み込み、以下の実証試験を行う。2-1.空間光位相変調器を用いて焦点位置を上下したり、倍率を変えられることを実証する。空間光位相変調器を光路に組み込むことにより、機械的な移動を行うこと無く画像の焦点面を変えられるようにする。この光学顕微鏡システムを用いて、細胞の一部を加熱した場合に細胞内の温度分布がどのように変化し、ヒートショックに対する細胞応答(例えばmRNAのストレスグラニュールへの集積など)が起こるか検討する。IR-LEGOの光学システムを組み合わせ、細胞内の一点を赤外レーザーで照射しながら周囲の温度分布を3次元的にイメージングすることにより、細胞の局所加熱時の細胞内温度分布と細胞応答の関係を明らかにする。また、観察倍率を空間光位相変調器により変化させる方法についても検討する。2-2.生体試料の厚みに応じて最適なコントラストを得る位相差顕微鏡システムの開発。位相差顕微鏡は、生体試料を通過した光と背景光を干渉させ、生体試料の屈折率を光の強度変化(コントラスト)に変換できる顕微鏡である。細胞のように通常の照明法(明視野照明)ではコントラストが得られない場合でも、標本を無染色・非侵襲的にコントラスト良く観察することができる。位相差顕微鏡の問題点は、背景と試料との境界部分にはハロと呼ばれるオーラ状の光が発生することである。対物レンズの位相リングを無くし、空間光位相変調器によって最適な位相リングのパターンを自在に作製することにより、通常の蛍光観察用の対物レンズでも最適なコントラストで位相差顕微鏡観察ができるようにする。本年度は照射用の光学系を組み立てたので部品が単純であり、予想よりも経費を削減することが出来た。次年度は結像系を組み立てるので光学フィルターや電動ステージなど高額な部品を必要とするので160万円以上の経費がかかると予想された。そのため、約22万円を留保した。次年度に繰り越した約22万円を活用して、結像系に空間光位相変調器を組み込むために必要な光学部品を購入する。具体的には、空間光位相変調器を用いて焦点位置を上下したり、倍率を変える実験を行うために必要な光学部品(光学フィルターなど)を購入する。
L-バンドESRによる肺内還元機構の解析

大気汚染物質からの制御機構のうち肺における還元機構を動物が生きているときに近い状態で探った。ニトロキシルラジカルは還元を受けると電子スピン共鳴(ESR)シグナルを失うため、生体内レドックス反応のプローブとして有用である。また、L-バンドESRは実験動物に注入したニトロキシルラジカルのwholebody測定が可能である。そこで、ニトロキシルラジカルの水溶液をマウス肺に注入し、そのシグナル消失速度をL-バンドESRにより測定して肺内の還元機構を解析した。1.置換基を変え、疎水性の程度の異なるニトロキシルラジカルの還元速度の違いを調べたところ、n-オクタノール/水分配係数が大きなニトロキシルほど速く還元された。疎水性の高い物質は膜に溶け込みやすいことから、還元は肺実質細胞の膜内で起こることが示唆された。2.膜透過性SH-修飾試薬であるN-エチルマレイミドをニトロキシルと同時に肺内に注入するとニトロキシルの還元が強く阻害され、本還元反応へのSHの関与が示唆された。膜非透過性のSH修飾試薬やマレイミド基が膜内に位置する脂肪酸のマイレミド誘導体を用いたところ、還元はマレイミド基が膜面から約1nmのものにより効果的に阻害された。この事から膜の疎水領域に存在するSH基が還元反応に係わっていることが示唆された。3.ニトロキシルラジカルの還元初速度の初濃度依存性から、本還元反応がミカエリスーメンテン様の反応であることが示唆された。今後、還元反応を速度論的に解析することにより反応メカニズムを詳細に解明する予定である。
海洋生物由来カロテノイドによる脂質ラフト機能制御メカニズムの解明

本研究では、マスト細胞の脱穎粒反応に注目し、海洋生物由来カロテノイドによる脂質ラフト機能制御メカニズムを解明することを目的としていた。当初の計画通り、脂質ラフトの主な構成脂質であるスフィンゴ脂質の網羅的解析を行ったところ、シフォナキサンチンで処理した細胞内で、スフィンゴミエリンが蓄積していることを見出した。スフィンゴミエリンと同じく細胞内の主要なスフィンゴ脂質であるセラミドやセラミドモノヘキソシド量に変化が認められなかったことから、シフォナキサンチンはスフィンゴミエリンを特異的に増加させると考えられた。また、ボスファチジルコリンなどのグリセロリン脂質やコレステロール量にも変化が認められなかったことから、シフォナキサンチンは、生体膜脂質全体の量を変動させたのではなく、スフィンゴミエリンの代謝に影響を与え、膜脂質組成を変動させたと考えられた。細胞レベルでスフィンゴミエリン量を変動させる物質は、ほとんど見つかっておらず、おそらく食品成分ではシフォナキサンチンが最初の例である。生体内におけるスフィンゴミエリンの生合成メカニズムの解明にもつながると考えられ、学術的な意義も極めて高い。また、スフィンゴミエリン合成酵素の阻害剤の存在下では、シフォナキサンチンの脱顆粒抑制作用が減弱され、スフィンゴミエリンの添加によってもマスト細胞の脱顆粒反応が抑制されたことから、マスト細胞内でのスフィンゴミエリンの蓄積が脱顆粒反応を抑制すると考えられた。以上の結果から、シフォナキサンチンは脂質ラフトの構成脂質であるスフィンゴミエリンを蓄積させ、脱顆粒反応を抑制すると考えられる。この結果より海洋生物由来カロテノイドは、生体膜脂質組成を変動させることによって、脂質ラフトの機能を制御すると考えられた。脂質ラフトの構成脂質であるスフィンゴミエリンが、カロテノイド処理によって細胞内で増加することを明らかにした。また、スフィンゴミエリン量の増加が、マスト細胞の脱顆粒反応を抑制することを初めて見出し、海洋生物由来カロテノイドは、スフィンゴミエリンの蓄積を介して脂質ラフトの機能を制御するものと考えられた。当初の目的は、ほぼ達成されたと考えられる。シフォナキサンチンによって活性化されるスフィンゴミエリン合成酵素のサブタイプの特定やスフィンゴミエリンの局在に関する検討を行う。また、脂質ラフトに限定するのではなく、生体膜全体の膜脂質組成を網羅的に解析する必要があると考えている。
同位体希釈中性子放射化分析による珪長質岩中の白金族元素の高確度定量と岩体形成機構

イリジウム,オスミウムやルテニウムなどの白金族元素は花崗岩など珪長質岩石中での存在度が極めて低く(標準岩石試料でも正確には求められていないが、数十pptと見なされている)測定がなされていない。本研究では、100g以上の大量の岩石から白金族元素を抽出できるファイヤーアッセー法、抽出率が悪くてもそれを補正できる同位体希釈法、白金族元素の感度が良い中性子放射化分析法を組み合わせた分析法を開発し、岩石の分析を行った。本研究は、申請者らによって開発・発表された,イリジウムとオスミウムの同位体希釈中性子放射化分析法をルテニウムとレニウムにも拡張し、国内外のさまざまなタイプの珪長質岩に応用する。上記予備研究における、白金族高含有花崗岩の成因を解明すべく、既存の鉱物や硫黄同位体のデーターとあわせ、白金族元素の地球化学サイクルから珪長質岩の新成因論に挑むものである。放射化分析は、原研施設共同利用研究による中性子照射と、名古屋大学共同利用施設としてのアイソトープ総合センターのゲルマニウム検出器を用いて行う。平成22年度は、これまでの予備研究で,他分析法による同位体データがある、超苦鉄質岩,玄武岩等と共に沢入、蛭川、武節の花崗岩を分析すべく、大量の岩石粉砕が可能な連続粉砕ボールミルを開発、その試運転をおこなった。このボールミルにより、連続して大量のケイ酸塩粉砕が可能となった。さらに、珪長質岩の化学組成分布の基本となっている愛知県東部岐阜県南部の地球化学図における元素存在度相互の関係を解析した。全岩試料の中性子放射化分析を準備したが、アイソトープセンターのゲルマニウム検出器電子冷却システムの不調により、一部の分析を23年度に繰り越し、23年度に分析を行った。平成23年度は、大量の岩石試料を前処理する、多段式連続粉砕ボールミルによる粉砕試運転を行った。その結果、ボールミル隔壁の固定が不安定で、ボールミル連続体が相互にずれる事がわかった。製作者と打ち合せ、改良工作を進めている。中性子放射化分析のために、原子力機構施設利用共同研究として「地圏環境における元素分布・循環の研究(V)-花崗岩中の白金族元素存在度の多様性と岩石の成因-が採択されていたが、3月11,日の震災により、東海村にある研究用原子炉JRR-3,JRR-4が被災し、中性子照射がかなわなかった。原子炉は、平成24年7月に再開予定で、それに向けた試料調製を進めた。その存在度の希薄性と偏在性の故に、定量が困難であった珪長質岩中の白金族元素、イリジウム,オスミウム,ルテニウムとレニウムの分布を高確度で定量する。手法は、申請者らの経験から、同位体希釈質量分析と中性子放射化分析の経験の結合により新たに開発された「安定同位体希釈中性子放射化分析法」を用いる。予備的な分析の途上、これら白金族元素が玄武岩と同程度(数百ppt)に濃縮した大型花崗岩体が見いだされた。CHUR的な87Sr/86Sr同位体データと考えあわせ、この含白金族花崗岩体は,堆積岩や地殻が再溶融したマグマに由来する岩体ではなく、珪長質岩プルームとして、深部マントル物質と平衡にあった地球深部から直接に上昇/固結したものと考えられた。本研究では、高効率な希薄白金族元素分析法の確定と、世界の巨大珪長質岩体の分析と成因の解析から、花崗岩物質の地球化学リサイクルに関する新たなモデルの提案を企図した。平成23年度には、実験にもちいるスパイクを調整し、ファイヤーアッセー法の概要を確立した。しかし、東北大震災により、中性子照射を予定していたJRR-3、JRR-4が被災したことから、中性子照射待ちの状態にあった。原子炉の修復は早期に完了し、照射の早期再会を期待したが、一向に再会の気配がなかった。待機期間中の平成24年度は、1)地球化学図から、他の新鉄元素の挙動を解明する。2)再開に向け、岩石の大量粉砕ボールミルシステムを開発する。ことを進めた。

平成25年度も原子炉再開の気配が見えなかった事から、3)将来他地域の珪長質岩石に展開する事を考え、韓国の珪長質岩石を調査し、4)分析手法を、ICP-MSに転換し、同位体希釈ICP-MSの開発を進めた。25年度における3)と4)の研究には、韓国地質資源研究院(KIGAM)と韓国科学技術団体総連合(KOFST)の支援も得、その成果を、学会発表した。その存在度の希薄性と偏在性の故に、定量がきわめて困難であった珪長質岩中の白金族元素、イリジウム,オスミウム,ルテニウムとレニウムの分布を高確度で定量することを目的とする。手法は、申請者らのこれまでの同位体希釈質量分析と中性子放射化分析の二つの経験の結合により新たに開発された「安定同位体希釈中性子放射化分析法」を用いる。とくに、珪長質岩石は、その白金族元素存在度が低いので、大量の岩石試料を粉砕処理することを、研究の第一歩とした。ボールミル20個を連結した岩石連続粉砕装置を開発、粉砕実験を進め、高速度の大量粉砕に良好な結果を得た。更に、粉砕に伴うケイ酸塩と二酸化炭素のメカノケミカル反応を追求した。珪長質岩石の化学組成分布の基本となっている愛知県東部岐阜県南部の地球化学図における元素存在度相互の関係を解析した。本年度(24年度)は、親鉄元素/親石元素/親銅元素を含み、白金族元素分布要因を考察する基礎となる、地球化学図を図面(アトラス)として公表する為のデータ整理をすすめ、その概論を地球化学辞典の項目として公表した。分析の基本となる中性子放射化分析は、2011年3月の東北大震災以来,東海村の研究用原子炉が休止されている。運転に機構的な問題は早期にクリヤーされ、早い時期に運転が再開されるものと予想し、本研究を継続しているが、監督機関の審査が得られず、待ちの状態にある。過去に照射分析をしたデータをもって放射化分析論文への公表を行った。昨年3月11日の東北大震災により、試料の分析のために中性子照射を行う予定であった、原子力開発機構東海研究所のJRR-3,JRR-4の運転が休止され、照射ができなかった。25年度が最終年度であるため、記入しない。東北大震災により、東海村研究用原子炉が停止されたままにある。地震や津波による施設への被害は少なく、早期の運転再開を期待して、研究を継続しているが、平成25年度中に運転再開が無いと、当初に目的とした研究の完遂は困難とおもわれる。当初研究目標を多少変更して.成果を挙げたい。原子力開発機構によれば、平成24年度夏には運転再開が予定されており、照射/分析が可能になると予想される。その期間は、試料の前処理(ファイヤーアッセー)を行い、研究の推進を図る。平成25年度の原子炉運転再開を念じて、研究を継続するが、万が一年度早期の再開が無い場合の研究方向として、以下の緊急策を進める。1)分析を予定していた珪長質岩石岩体周辺の地球化学図による元素存在度評価をすすめ、白金族元素データが得られた時にその解析がスムースに進むような下ごしらえを行う。2)本研究の過程で、連続岩石粉砕装置を開発したが、その装置は、ケイ酸塩岩石の粉砕に伴う、二酸化炭素とのメカノケミカル反応の研究に役立つ事が判明した。岩石の粉砕をすすめながら、岩石と二酸化炭素の反応実験を進める。
ネコのレトロウイルス性免疫不全症に関するウイルス学的免疫病理学的研究

本年度研究では、過去の血清材料についての疫学調査、臨床病理学的観察に基づいたFIV感染症の臨床病期分類、FIV感染猫の免疫学的異常の検出、FIV感染猫におけるウイルス抗原の組織内検索を行った。過去の血清材料についての疫学調査は、1980年代初めより保存されていた血清材料を用い、過去に遡った抗体検査を行った。1980年2月の材料で抗体陽性例が発見され、FIVは1980年には少なくとも日本の猫の集団の間で感染が広がっていた状況が推測された。次に、わが国におけるFIV抗体陽性猫のうち完全なデ-タが得られた700例につき、ヒトのHIV感染症の病期分類基準を参考に解析したところ、臨床例を(1)急性期症候群、(2)無症状キャリア-、(3)持続性全身性リンパ節腫大(PGL)、(4)AIDS関連症候群(ARC)、(4)AIDSに分類することが可能と思われた。病理学的検索では、特にリンパ節病変が特徴的で、AIDS期以前では過形成病変、AIDS期ではリンパ節破壊が顕著であった。さらに病期分類と免疫不全の進行の関係を明らかにする目的で、末梢血リンパ球を用いたリンパ球幼若化試験を行った。各病期に分類されるFIV感染猫より末梢血リンパ球を採取し、Tリンパ球刺激物質としてCon-Aを加えて培養を行った。刺激培養終了後グルコ-スの消費量をもとにリンパ球の幼若化の指標となる刺激指数を算出したところ、FIV感染の病期の進行に一致してリンパ球幼若化能は低下していることがわかった。病理学的検索を目的に実験感染を行ったところ、実験感染は成立し、抗体の陽転および初期の臨床症状が認められ、腫大リンパ節では、過形成濾胞胚中心内で豊富な樹枝状の細胞質を持つ複数の非リンパ系細胞にウイルス抗原が検出され、同細胞質にはS-100蛋白が検出された。これらの細胞は、その形態、局在およびS-100陽性所見から、follicular dendritic cell(FDC)と思われた。また洞マクロファ-ジにもウイルス抗原は検出された。1.疫学動物病院に来院した猫4895頭より採血し913例(18.7%)の抗体陽性例を検出した。また保存血清の調査で、本ウィルスが少なくとも1980年初頭には、猫に感染していたことがわかった。2.ウィルス分離、抗体陽性猫から末梢血リンパ球を用いてウィルス分離を試みたところ、31例よりFIVが分離された。FIVを含む培養上清を5頭のSPF子猫に静脈内接種すると、4ー7週目より抗体陽性となった。3.臨床および病理、抗体陽性と判定された猫700例について、その病態を詳しく追跡したところ、人間のHIV感染の各病期の相当する病期に分類することが可能と思われた。すなわちFIV感染症では、急性期、無症状キャリアー、PGL、ARC、AIDS5期が見られることが、臨床的、病理学的研究よりわかった。最終的には極度の削痩、貧血、または汎血球減少症、日和見感染または腫瘍を特徴とするAIDSの病期まで進展し、多くが死亡していることがわかった。FIV感染猫では、人間のHIV患者同様の、過形成と異形成の2種類のリンパ節病変が存在し、臨床的病期分類と密接な関わりがあることがわかった。4.免疫学的評価、無症状キャリアー(AC)、AIDS関連症候群(ARC)、AIDSの病期の末梢血リンパ球について、Con Aによる刺激試験を行ったところ、反応性はSPF猫に比べACですでに50%、ARCで80%、そしてAIDSでは90%以上減少していることがわかった。各病期に特有のリンパ球反応性の範囲があり、Tリンパ球サブセットの検討ができない猫で、比較的容易に免疫的病期判定ができるものと考えられた。

病理学的検索を目的に実験感染を行ったところ、実験感染は成立し、抗体の陽転および初期の臨床症状が認められ、腫大リンパ節では、過形成濾胞胚中心内で豊富な樹枝状の細胞質を持つ複数の非リンパ系細胞にウイルス抗原が検出され、同細胞質にはS-100蛋白が検出された。これらの細胞は、その形態、局在およびS-100陽性所見から、follicular dendritic cell(FDC)と思われた。また洞マクロファ-ジにもウイルス抗原は検出された。
逆流性食道炎における逆流物質の差に注目した食道上皮の形態学的、分子生物学的検討

ラットを用いて、胃酸逆流モデル群(幽門輪をネラトンカテーテルでbandingし、前胃部分を結紮することによる胃排出障害モデル)、十二指腸液逆流モデル群(食道十二指腸端側吻合)、コントロール群(単開腹とmanipulation)を作成しそれぞれ1週12週で犠牲死させ食道検体を摘出した。犠牲死の直前に食道内のpHを測定したところ、各モデルで胃または十二指腸液の逆流が確認されモデルの有用性が示された。肉眼的な食道炎の形態を12週で犠牲死させた各群で比較したところ十二指腸液逆流モデルでは隆起性病変を認め過形成を主体としたのに対し、胃酸逆流モデルでは潰瘍性病変を認め上皮の欠損を主体とした。下部食道の検体の組織所見をHE染色で検討したところ、上皮の肥厚、乳頭延長、基底細胞層の肥厚いずれも十二指腸逆流群、胃酸逆流群、コントロール群の順に高値を示した。さらに抗ssDNA抗体を行いて上皮内のアポトーシスを検出し、抗PCNA抗体を用いて細胞増殖能を評価したところ、アポトーシス、細胞増殖共に胃酸逆流モデルより十二指腸液逆流モデルのほうが高度である傾向を認めた。従って、胃酸逆流群よりも十二指腸液逆流群のほうが食道上皮内の細胞回転が早く、結果的にDNA障害を受ける確率が上昇すると考えられた。この慢性的な刺激が食道上皮に加わると、最終的になんらかの遺伝子変異をきたすことにより癌化へと進行する可能性が考えられた。食道上皮の癌化には胃酸の逆流に加えて、十二腸液の逆流が重要である可能性が示唆された。肉眼的な食道炎の形態を12週で犠牲死させた各群で比較したところ十二指腸液逆流モデルの食道炎では食道下端から口側に向かい連続性の乳頭状の隆起性病変を認めたのに対し、胃酸逆流モデルでは食道下端から非連続性に潰瘍性病変を呈していた。下部食道の検体を10%ホルマリンで24時間固定した後パラフィン包埋を行い組織学的にHE染色で検討した。上皮の肥厚、乳頭延長、基底細胞層の肥厚いずれも十二指腸逆流群、胃酸逆流群、コントロール群の順に高値を示した。さらにアポトーシスに関してTUNEL染色を行い、細胞増殖能に関してPCNA染色を行った。現在評価の途中段階ではあるがアポトーシス、PCNA共に胃酸逆流モデルより十二指腸液逆流モデルのほうが染色率は高い傾向を認めた。また、食道上皮の癌化には胃酸の逆流のみでなく、十二腸液の逆流が関与している可能性が示唆された。

ラットを用いて、胃酸逆流モデル群(幽門輪をネラトンカテーテルでbandingし、前胃部分を結紮することによる胃排出障害モデル)、十二指腸液逆流モデル群(食道十二指腸端側吻合)、コントロール群(単開腹とmanipulation)を作成しそれぞれ1週12週で犠牲死させ食道検体を摘出した。犠牲死の直前に食道内のpHを測定したところ、各モデルで胃または十二指腸液の逆流が確認されモデルの有用性が示された。肉眼的な食道炎の形態を12週で犠牲死させた各群で比較したところ十二指腸液逆流モデルでは隆起性病変を認め過形成を主体としたのに対し、胃酸逆流モデルでは潰瘍性病変を認め上皮の欠損を主体とした。下部食道の検体の組織所見をHE染色で検討したところ、上皮の肥厚、乳頭延長、基底細胞層の肥厚いずれも十二指腸逆流群、胃酸逆流群、コントロール群の順に高値を示した。さらに抗ssDNA抗体を行いて上皮内のアポトーシスを検出し、抗PCNA抗体を用いて細胞増殖能の評価を行ったところ、アポトーシス、細胞増殖共に胃酸逆流モデルより十二指腸液逆流モデルのほうが高度である傾向を認めた。従って、胃酸逆流群よりも十二指腸液逆流群のほうが食道上皮内の細胞回転が早く、結果的にDNA障害を受ける確率が上昇すると考えられた。この慢性的な刺激が食道上皮に加わると、最終的になんらかの遺伝子変異をきたすことにより癌化へと進行する可能性が考えられた。食道上皮の癌化には胃酸の逆流に加えて、十二腸液の逆流が重要である可能性が示唆された。
RNA転写後複合体ネットワークの試験管内再構成

本申請は、RNA修飾酵素、スプライシング酵素、RNA結合タンパク質などRNA成熟に関わる因子群が、前駆体RNA上でいかに会合し、生命の基本構築原理として作用しているのかを解明することが究極の目標であった。そのため、精製タンパク質やRNAを用いて、試験管内でその複合体を再構成し、ネットワークの再現を試みた。最終年度の本年度には、極めて重要な幾つかの発見を論文として公開することができた。(1)葉酸依存性RNAメチル化酵素の試験管内酵素活性測定法を開発し、X線結晶構造解析にも成功し、世界に先がけて、本酵素の触媒機構を提案した。本酵素は、我々、真核生物は持たず、一部の感染性微生物が保持していることから、本研究は、感染性微生物防除の観点からも評価され、A-IMBN Research誌(アジア・太平洋地域の優れた自然科学研究を紹介するNature publishing groupのインターネットジャーナル)で、ハイライトに取り上げられた。(2)超好熱菌の保持するTrml遺伝子産物が、従来、知られていなかったマルチサイト選択性メチル化酵素であることを報告した。(4)プロテインノット型RNAメチル化酵素の前駆体RNA認識が多段階反応から構成されていることを報告した。(5)前駆体RNA認識が広い古細菌スプライシングエンドヌクレアーゼの結晶化に成功し、報告した。平成20年度は、RNA修飾複合体ネットワーク解析に向けて、次のことを行った。(1)プロテインノット型RNA修飾酵素のRNA認識機構TrmHについて、デオキシ体を含むキメラ核酸との反応中間体解析を行ない、本酵素がフレキシブルにD-ループ中のグアニンヌクレオシドの2' -OH基を認識していることを明らかにした。また、本酵素の遺伝子破壊株を解析し、Gm18の修飾がtRNAの安定性に寄与することを発見した。さらに、TrmDについては、サブユニット間のジスルフィド結合形成が酵素自身の安定性に貢献することを報告した。(2)古典的ロスマンフォールド型RNA修飾酵素のRNA認識機構Trm1が、まったく新規なRNA認識機構を持ち、G26のみならず、G27もメチル化することを見出した。本研究成果については、予備的な結果を幾つかの学会で報告し、国際学会紀要としてまとめ、現在、さらにデータを足して論文を投稿中である。また、TrmBの遺伝子破壊株について検討し、本酵素によってもたらされるm7G46の修飾が好熱菌RNA修飾ネットワークの鍵となっていることを発見した。現在、その詳細について検討を重ねている。(3)葉酸依存性RNA修飾酵素の構造・機能解析TrmFOのX線結晶構造解析に成功するとともに、準定量的な酵素活性測定法を開発し、触媒機構およびRNA結合部位の推定をおこなった。本研究の成果は、Proc. Natl. Acad. Sci. USA誌に報告した。(4)プロセシング酵素スプラシングエンドヌクレアーゼの結晶化に成功し、現在、解析中である。(3)真正細菌に広く保存されているTrmB (tRNA (m^7G46)メチル化酵素)がRNA修飾ネットワークの鍵因子として機能していることを報告した。
糖転移酵素遺伝子導入法を用いた大腸癌肝転移における糖鎖の生物学的意義の解明

種々の消化器癌において糖鎖抗原のドラスティックな変化がみられることはよく知られており、腫瘍マーカーとして臨床でも広く利用されている。また、これらの抗原の発現・消失が癌の予後や転移と統計学的関連があることも数多く報告されている。しかしこれらの異常糖鎖の発現がいかなる分子生物学的機構によるものかはほとんど判っていない。研究分担者(成松)は、癌関連抗原の合成に関与する新しい糖転移酵素2種(α2,6-シアル酸転移酵素ST6GalNacI、β1,3-ガラクトース転移酵素β3Gal-T5)をクローニングし、その解析を行った。ST6GalNacIは、胃癌におけるSTN抗原合成酵素であり、STN陰性細胞株に遺伝子導入することでSTN抗原を細胞表面に発現した。また、胃癌組織における免疫組織学的検討では、STn抗原とST6GalNacI転写産物の発現はco-localizeしていた。β3Gal-T5は、癌関連糖鎖抗原CA19-9抗原を細胞表面に発現した。また、各種大腸癌細胞におけるβ3Gal-T5転写産物量はCA19-9抗原量と相関していた。研究代表者(渡辺)は、以上2種の糖転移講師遺伝子をSTn/CA19-9抗原陰性株であるHCT-15に遺伝子導入し安定発現株を樹立した。これらの安定発現株はSTn/CA19-9抗原を強発現していた。現在大腸癌SCIDマウスモデル(脾内注入、肝内移植、同所移植)を用いて、上記遺伝子導入株における転移・浸潤能の変化を検討中である。CA19-9抗原は大腸癌の進展に伴い癌組織及び癌患者血清中に出現する癌関連糖鎖抗原としてよく知られ,大腸癌の肝転移や予後と関連することが報告されている.しかし糖鎖抗原の細胞生物学的意義は明らかでない.われわれは動物実験モデルを用いて大腸癌肝転移における本抗原の意義を検討することを目的とした.まず各種大腸癌株におけるCA19-9抗原の発現,本抗原の合成に関わる各種糖転移酵素の発現を検索した.CA19-9抗原(シアリルルイスA抗原)の合成にはルイス酵素,α2,3シアル酸転移酵素,β1,3ガラクトース転移酵素などが必須であるが,このうち各種細胞株におけるβ1,3ガラクトース転移酵素活性はCA19-9抗原量とよく相関した.しかし,すでに報告されているβ1,3ガラクトース転移酵素群は大腸癌において発現しておらず,大腸癌におけるCA19-9抗原の合成には未知のガラクトース転移酵素が関与しているものと考えられた.そこですでに報告されている酵素群のアミノ酸配列をもとに,新しいガラクトース転移酵素をクローニングした.この遺伝子をCA19-9抗原陰性株HCT-15に遺伝子導入するとCA19-9抗原の発現か認められた.今後,この遺伝子とマウス実験モデルを用いてCA19-9抗原と癌の増殖・浸潤能,転移能との関連性について検討してゆく.種々の消化器癌において糖鎖抗原のドラスティックな変化が見られることはよく知られており、腫瘍マーカーとして臨床でも広く利用されている。研究分担者(成松)は、癌関連抗原の合成に関与する新しい糖転移酵素2種(α2,6-シアル酸転移酵素ST6GalNAcI、β1,3-ガラクトース転移酵素β3Gal-T5)をクローニングし、その解析を行った。ST6GalNAcIは、胃癌におけるSTN抗原合成酵素であり、STN陰性細胞株に遺伝子導入することでSTN抗原を細胞表面に発現した。また、胃癌組織における免疫組織委学的検討では、STN抗原とST6GalNAcI転写産物の発現はco-localizeしていた。

β3Gal-T5は、癌関連糖鎖抗原CA19-9の消化管上皮における合成酵素であり、CA19-9陰性大腸癌細胞株であるHCT-15に遺伝子導入すると、CA19-9抗原を細胞表面に発現した。また、各種大腸癌細胞におけるβ3Gal-T5転写産物量はCA19-9抗原量と相関していた。研究代表者(渡辺)は、以上2種の糖転移酵素遺伝子をSTN/CA19-9抗原陰株であるHCT-15に遺伝子導入し、安定発現株を樹立した。これらの安定発現株はSTN/CA19-9抗原を強発現していた。現在大腸癌SCIDマウスモデル(脾内注入、肝内移植、同所移植)を用いて、上記遺伝子導入株における転移・浸潤能の変化を検討中である。
「新人」から「一人前」看護師への移行期を支える学習支援システムの構築

地方の急性期病院に勤務する「新人」から「一人前」看護師を対象とした研究を行い、自己の学習ニーズに合わせて選択可能な「シミュレーション研修」「シミュレータ教育」「e-learning」「他職場研修」から成る学習支援システムを提案し、看護実践能力の習得状況を3年間縦断調査した。その結果、学習支援システムが、新人期に未体験・未習得の看護基本技術項目を3年目迄に補完する(山崎、2012)ことを明らかにした。1.一人前になるまでに反復技術練習できる環境(シミュレーターと部屋と機会設定)の準備をした。(1)シミュレーター購入200万円使用(8品目12品)設置した。(2)シミュレーション研修要綱11項目を新規作成し2010年6月より実施した。(3)シミュレーター室の利用調査3M(2010.68)を実施した。(4) 23年目到達度評価(2011年2月回収n-70)2年目38枚3年目32枚の協力が得られた。1年目の到達度と3年目の到達度の比較分析を2011年度春に実施予定である。(5) eラーニング作成準備(倫理綱領と看護倫理・看護研究倫理・呼吸と栄養)ができ、「学習支援プログラム」の準備が完了した。2.研究分担者との検討会の実施(3回)(1) 12月9日・・1)10月到達度からみた次年度への課題点抽出皮内注射と血液製剤と輸血の体験が得られないので研修企画が必要2)職場指導者が企画と実施と評価ができるように育成が必要3)本人および上長の新人看護職員評価表に関する制度管理をあげる必要がある(2)新人看護師の退職や休職の状況確認(3) 2010年度23年目に依頼して回収した到達度のとり扱いについて検討2008年度新人職員評価項目と2009年度新人職員評価項目はそれぞれ改訂してきており1)今回調査2010年度調査表の内容と一致する項目2)一致しないが意味内容は同等の項目3) 1つの項目が3つにわかれ3項目になったなど見られたため取り決めをした。(4)概念図にある2011年度責任担当者の変更をした。シミュレーター教育渥美→田中、eラーニング北戸→山田、シミュレーション教育佐久間→清原3. 1の(3)、(4)は、考察の結果を2011年8月の日本看護管理学会(東京)で報告予定。(演者坂田,山崎)新人教育担当者に関する研修や支援に「新人教育責任者」として教育専従者が設置されて2年が経過した。2年にあたる2010年度は教育担当者から「職場教育の中で困難を感じている事」を調査した。2011年8月に日本看護教育学会(埼玉)で報告予定(演者清原恵美)1. 2009年度調査で技術到達度の低かった項目に対して、2010年度よりシミュレーション研修を追加した。このシミュレーション研修は「11」で研修の型は教育委員会が作成し標準化したが、使用は職場で任意利用としたため使用にばらつきが認められた。2011年度研修は、ばらつきをなくすために中央企画のシミュレーション研修を増やした。さらに「12」こめに新規作成の研修として「多重課題に対応するシミュレーション研修」を企画実施した。輸血・皮内注射・ナースコール対応を組み込んだ。多重課題研修の振り返りのための学習「ディブリーティング」演習をした。振り返りの教材としてプロジェクターつきビデオカメラを購入した。2. 2009年度調査から3年目看護師になる2012年2月調査を同意が得られたスタッフを対象に質問紙調査を実施した。これらのデータからシミュレーション研修の有用性と到達度の変化(シミュレーション研修の機会設定がなかった2009年度新卒者と機会設定があった2011年度3年目で比較)について研究者で検討会を行った。第1報は、平成24年8月の日本看護管理学会へ報告予定である。データ管理のためにSPSSソフト購入とSPSS基礎統計の研修に参加した(山崎・清原)3.平成24年度のプログラムの一般化のための準備について検討した。近隣の医療施設7病院13名の参加を得て、当院プログラムの紹介と一般化へむけて当院プログラムへの意見を聞く機会を持つことができた。平成24年度の利用希望に至っていないが、引き続き交流を持ってディスカッションを継続し効果検証につなげたい。説明会実施にあたり同意が得られたアンケートを集約し平成24年度日本看護教育学学会へ報告を予定する。2年目・3年目看護師の知識・技術・態度を支える学習支援プログラムの内容の精選を予定した。1)学習支援システム・学習支援プログラムの他施設での実用可能性の検討のため平成22年・23年の結果をもとにプログラムの問題点および実用性を、研究分担者の坂田五月、篠崎恵美子は教育の立場から、施設教育委員会(清原・山田・渥美・田中・江上)は臨床の立場から検証したのちシステムの一般化に向けて学習内容を精選した。

山崎は学習支援プログラムに関連し成果発表の準備を行い日本看護管理学会に演題報告をした。2)学習支援システム・学習支援プログラムの一般化に向けた内容精選のため研究者および看護師継続教育担当者(他施設2病院)と広く意見交換を行なう場を設け、2年目・3年目看護師の学習支援システム・学習支援プログラムの一般化に向けた内容の精選を行ない、その結果を日本看護学教育学会へ演題報告した。3)追跡調査として平成22・23年度の2年目・3年目看護師を追跡調査し、学習支援システム・学習支援プログラムの効果を検証した。3年目の到達度において特殊領域の看護技術側面が再度低下することが分かり、平成24年より特殊領域に配置した2・3年目に「他職場研修」を保障したプログラムを追加した。プログラムは完成した。一般化のために「eラーニングシステム」の仕組みを3病院へ寄与し、「逝去時対応」シミュレーション研修を提供した。学習支援システムの(表1)のプログラムが完成し、2011年(平成23年度)全実施ができた。新設研修「多重課題」(輸血・皮下注射を含む)を実施した。効果検証のための23年目の技術習得の調査が2012年1月(平成23年調査)を集約した。2012年度の他病院でのプログラム使用にむけて近隣医療機関へ当院プログラムの紹介を企画し7施設13名の参加を得た。24年度が最終年度であるため、記入しない。一般化のための検討の機会を設け、他施設と意見交換をしていく。物品の貸し出しやeラーニングの利用など一部利用のニーズがあったので、そのニーズにこたえながら次期システムへの反映をしていきたい。
マルクの為替媒介通貨化とEU金融統合に関する「集中化・多様化相乗効果仮説」の研究

本研究は東北大学経済学部・田中研究室および同研究室出身の研究者の過去5年間にわたる研究の集大成であるが、科学研究補助金の支給を受けて、1996年10月、田中素香編著『EMS:欧州通貨制度-欧州通貨統合の焦点-』(有斐閣、全14章、総370ページ)を刊行した。研究代表者はEMS(欧州通貨制度)の基軸通貨ドイツ・マルクが欧州の銀行間外国為替市場でドルを侵食・駆逐しつつ為替媒介通貨化する現象に注目し、本研究組織との討論の中で「集中化・多様化相乗効果仮説」として定式化した。市場統合によって自由化された欧州金融・資本市場では、EMSによる為替相場の安定によって自国通貨での起債が可能となり周辺国通貨建てを含む多様な金融資産の累積とその間のクロスボーダー取引が機関投資家によって大規模に進められており(「多様化」)、これが為替取引の増大と「集中化」を支援している。つまり「集中化」と「多様化」との相乗効果が観察される。概略このような事実認識を理論と統計資料を駆使して検証し、並行してドイツとフランスの当該問題への対応を明らかにして、仮説の補強を行った。著書ではさらに、ECの第1次経済・通貨同盟計画、1970年代の挫折を経たEMS(欧州通貨制度)の形成、1980年代以降のその発展、それを市場レベルで支えた市場統合と欧州金融・資本市場の形成、さらにEC/EU主要国の経済政策とその成果を丹念に総合し、最後にEU通貨統合に2章をあてている。1992、93年のEU通貨危機によりEUの通貨・金融統合に関しては悲観論が支配的であったが、われわれはEUの外国為替市場・金融市場のレベルで統合を促進する多様化と集中化の相乗効果によって統合を促進する「構造と循環」が形成されており、統合の後退はありえないと考えていたが、その正しさが現在実証されつつある。本研究における業績は、現代EU通貨・金融統合論に市場論レベルの基礎を提供するものである。研究代表者は「ドイツ・マルクの為替媒介通貨化と国際ポートフォリオ投資-「コンヴァージェンス・トレイド」を題材に-」(研究年報『経済学』(東北大学)、第57巻4号、1995年)を発表し、1992年に外国為替市場で発生した欧州通貨危機を題材に、EMSの下での国際ポートフォリオ投資の一手法であるコンヴァージェンス・トレイドと結び付けてマルク為替媒介通貨化を解明している。また、数度にわたる研究会の成果として、研究代表者編著の『EMS(欧州通貨制度)-欧州統合の焦点』有斐閣、の刊行が予定されている。この著書は、ドイツ・マルクの為替媒介通貨化と欧州金融統合の背景となっているEMS(欧州通貨制度)をとりあげ、70年代にまで遡って詳細な分析を試みている。同著の第6章では、研究代表者が、マルク為替媒介通貨化が生じた時期にあたる1988以降の「新EMS」の特徴を資本移動自由化との関連で分析し、第9章「EMSの危機とイタリア、スペイン-周辺国の政策協調問題」では藤川が、同じ時期に域内周辺国にまで及んだ証券投資の意義と問題点を指摘している。第8章「フランスの『強いフランス』政策とその帰結」では研究代表者と野内が、EU通貨統合を準備するに至るフランスの立場を明らかにし、EMS参加諸国におけるフランスのパフォーマンスを分析した。さらに第11章で岩田は、機関投資家の域内分散投資が外国為替市場でドイツ・マルクへと集中する論理を、機関投資家による為替エクスポ-ジャーのヘッジ手法と関連付けて論じた。

どの章も新たな知見と規点とを提供しており、本テーマに関する我が国の研究を一歩進める意義を有している。なお当初予定されていた英文ワーキングペ-パ-の刊行は遅れているが、平成8年度の課題として引き続きその実現を追求する。本研究は東北大学経済学部・田中研究室および同研究室出身の研究者の過去5年間にわたる研究の集大成であるが、科学研究補助金の支給を受けて、1996年10月、田中素香編著『EMS:欧州通貨制度-欧州通貨統合の焦点-』(有斐閣、全14章、総370ページ)を刊行した。研究代表者はEMS(欧州通貨制度)の基軸通貨ドイツ・マルクが欧州の銀行間外国為替市場でドルを侵食・駆逐しつつ為替媒介通貨化する現象に注目し、本研究組織との討論のなかで「集中化・多様化相乗効果仮説」として定式化した。市場統合によって自由化された欧州金融・資本市場では、EMSによる為替相場の安定によって自国通貨での起債が可能となり周辺国通貨建てを含む多様な金融資産の累積とその間のクロスボーダー取引が機関投資家によって大規模に進められており(「多様化」)、これが為替取引の増大と「集中化」を支援している。つまり「集中化」と「多様化」との相乗効果が観察される。概略このような事実認識を理論と統計資料を駆使して検証し、並行してドイツとフランスの当該問題への対応を明らかにして、仮説の補強を行った。著書ではさらに、ECの第1次経済・通貨同盟計画、1970年代の挫折を経たEMS(欧州通貨制度)の形成、1980年代以降のその発展、それを市場レベルで支えた市場統合と欧州金融・資本市場の形成、さらにEC/EU主要国の経済政策都その成果を丹念に統合し、最後にEU通貨統合に2章をあてている。1992、93年のEU通貨危機によりEUの通貨・金融統合に関しては悲観論が支配的であったが、われわれはEUの外国為替市場・金融市場のレベルで統合を促進する多様化と集中化の相乗効果によって統合を促進する「構造と循環」が形成されており。統合の後退はありえないと考えていたが、その正しさが現在実証されつつある。本研究における業績は。現代EU通貨・金融統合論に市場レベルの基礎を提供するものである。