hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
r過程元素合成に影響する軽核の(n,γ)反応測定

鉄よりも重い元素の約半数は中性子捕獲反応がβ崩壊よりも早く進むr(rapid)過程と呼ばれる元素合成過程で生成されたと考えられている。近年の望遠鏡を用いた金属欠乏星の観測や元素合成の理論計算によると、r過程における元素合成では鉄よりも重い原子核だけでなく、LiやBe等の軽核の中性子捕獲反応も考慮する必要があると考えられている。このため、r過程の模型構築に必要となるLi-7やBe-9の中性子捕獲反応断面積の測定を、大強度陽子加速器施設(J-PARC)の物質・生命科学実験施設(MLF)で得られる大強度パルス中性子ビームと高効率のガンマ線検出器を組み合わせて行った。中性子捕獲反応がβ崩壊よりも早く進行するr-過程と呼ばれる元素合成過程の模型構築に際して重要な物理量であると考えられているベリリウム-9の中性子捕獲反応測定を開始した。測定は大強度陽子加速器施設(J-PARC)/物質・生命実験施設(MLF)に設置されている中性子核反応測定装置(ANNRI)を用いて行った。J-PARC / MLFの核破砕中性子源において発生したパルス中性子ビームは中性子源を取り囲むように設置された減速材でエネルギーを落とした後、ANNRIビームライン上流のコリメータで試料の形状に合わせて成形され、中性子源から21.5mの位置に設置した試料に照射される。試料での中性子捕獲反応により生じたガンマ線は試料を取り囲むように設置したGeスペクトロメータで観測した。ANNRIに設置されているGeスペクトロメータはコンプトン抑止用のBGO検出器に囲まれた、2台のクラスター型Ge検出器と8台の同軸型Ge検出器から構成され、標的で散乱された中性子や標的以外の物質で発生したガンマ線に対する遮蔽に格納されている。入射中性子のエネルギーはJ-PARC / MLFの中性子源に陽子ビームが入射してから、Geスペクトロメータでガンマ線を観測するまでの時間差(中性子の飛行時間)から決定した。中性子捕獲反応がβ崩壊よりも早く進むr-過程と呼ばれる元素合成過程を理解する上で重要な物理量の一つと考えられているベリリウム-9の中性子捕獲反応断面積の測定を行った。測定は大強度陽子加速器施設(J-PARC)、物質・生命実験施設(MLF)内のBL04に整備された中性子核反応実験装置(ANNRI)を用いて行った。J-PARC / MLFの核破砕中性子源において発生したパルス化中性子ビームは中性子源を取り囲むように設置された減速材でエネルギーを落とした後、ANNRIビームライン上流に設置されたコリメータで試料の形状にあわせて成形され、中性子源から21.5メートルの位置に設置した試料に照射される。試料での中性子捕獲反応によって発生したγ線は試料を取り囲むように設置されたGeスペクトロメータで観測した。使用したGeスペクトロメータはコンプトン抑止用のBGO検出器に囲まれた、2台のクラスター型Ge検出器から構成され、標的で散乱された中性子や標的以外の物質で発生したγ線に対する遮蔽に格納されている。入射中性子のエネルギーはJ-PARC / MLFの中性子源に陽子ビームパルスが入射してからGeスペクトロメータでγ線を観測するまでの時間差(中性子の飛行時間)から決定し、熱領域から数eVまでの中性子エネルギー領域でベリリウム-9の中性子捕獲反応で生じるγ線が観測できていることを確認した。中性子捕獲反応がβ崩壊よりも早く進むr過程と呼ばれる元素合成過程を理解する上で重要な物理量の一つと考えられているBe-9の中性子捕獲断面積の測定を行った。測定は大強度用紙加速器施設(J-PARC)、物質・生命実験施設(MLF)内のBL04に整備された中性子核反応実験装置(ANNRI)を用いて行った。J-PARC / MLFの核破砕中性子源において発生した中性子ビームは中性子源を取り囲むように設置された減速材で減速された後、ANNRIビームライン上流に設置されたコリメータで成型され、試料に照射される。測定では試料での中性子捕獲反応により生じるγ線を観測し、反応に関与した中性子のエネルギーは中性子源に陽子ビームが入射されてからガンマ線が観測するまでの時間差(中性子の飛行時間)から決定した。前年度までは中性子源から21.5mの位置に設置したGeスペクトロメータを用いてγ線を観測していたが、中性子の飛行時間が少ない(中性子のエネルギーが高い)領域でデータを収集する効率が極めて低いという問題があった。この問題に対応するため、Ge検出器と比較して時間応答の速い、NaI(Tl)検出器やLaBr3(Ce)検出器をγ線検出器として使用することとした。ANNRIでは中性子源から27.9mの位置にビーム軸に対して90度及び、125度に2台のNaI(Tl)検出器が設置されている。これらに加えてビーム軸に対して55度にNaI(Tl)よりもさらに時間応答の速いLaBr3(Ce)検出器を設置した。これらの検出器を用いることでGeスペクトロメータではデータを取得するのが極めて困難な中性子エネルギー数keV以上の領域でBe-9の中性子捕獲反応で生じるγ線が観測できていることを確認した。

近年の望遠鏡を用いた金属欠乏星の観測や元素合成の理論計算によると、r過程における元素合成では鉄よりも重い原子核だけでなく、LiやBe等の軽核の中性子捕獲反応も考慮する必要があると考えられている。このため、r過程の模型構築に必要となるLi-7やBe-9の中性子捕獲反応断面積の測定を、大強度陽子加速器施設(J-PARC)の物質・生命科学実験施設(MLF)で得られる大強度パルス中性子ビームと高効率のガンマ線検出器を組み合わせて行った。平成25年5月に発生したJ-PARCハドロン実験施設における放射性物質漏えい事故の影響から、平成26年度においても多くの実験課題が申請されており、十分な測定時間を確保することができなかった。原子核(実験)J-PARC / MLFのような核破砕中性子源を用いた測定においては、目的の試料を用いた測定だけでなく、試料で散乱された中性子に起因するバックグラウンドを確認するための測定や、試料に入射した中性子束を確認するための測定が必要である。目的の試料を用いた測定以外のものについては、他の実験グループとデータを共有する等、効率を良くデータを収集できるようにする。これまでの測定でGeスペクトロメータでは1keVを超える高い中性子エネルギー領域での測定が難しいことが判明したため、ANNRIの下流部分、中性子源から27.9mの位置に設置されているNaI(Tl)検出器や研究代表者が所属するグループが所有しているLaBr3検出器を用いた測定を行う。平成25年5月23日に発生したJ-PARCハドロン実験施設における放射性物質漏えい事故の影響で、2013年度前期に予定されていた測定がキャンセルされた。2014年2月に利用運転が再開され、前期にキャンセルとなった測定の再申請を行ったが、限られたマシンタイムに対して多くの課題が申請された影響で十分な測定時間を確保することができなかった。平成25年5月に発生したJ-PARCハドロン実験施設における放射性物質漏えい事故の影響から、平成26年度においても多くの実験課題が申請されており、十分な測定時間を確保することができず、当初予定していたホウ素-11の中性子捕獲断面積測定及び、1keVを越える高い中性子エネルギー領域での測定に必要な中性子遮蔽材の仕様決定に必要な試験測定が行えなかったため。中性子捕獲断面積を導出するためには目的の試料を用いた測定だけでなく、試料で散乱された中性子に起因するバックグラウンドを確認するための測定や、試料のない状態でも観測されるバックグラウンドを確認するための測定、試料に入射した中性子束を確認するための測定が必要である。目的の試料を用いた測定以外のものについては、同様の条件で測定を行う他のユーザーとデータを共有することにより、できるだけ少ない測定時間で精度の高い中性子捕獲断面積測定が行えるようにする。平成27年度前期の測定で中性子遮蔽材の仕様決定を行うための基礎データを取得し、それを元に中性子遮蔽の最適化を行った後に、後期の測定でホウ素-11の中性子捕獲断面積測定を行う。2014年2月に利用運転が再開されたが、限られたマシンタイムに対して多くの課題が申請された影響で十分な測定時間を確保することができず、当初予定していたホウ素-11の中性子捕獲反応測定が行えなかったため。本年度測定を開始したベリリウム-9だけでなく、ホウ素-11の測定を開始するための課題申請を行い、測定を行う。
部品エージェントによるベイズ推定に基づく部品のリユース支援

交付申請書に記載した研究の目的であげた4点について,その成果を述べる.(A)部品状態の予測へのベイズ推定の利用法:ベイジアンネットワークに基づく基本的なしくみ,すなわちユーザの操作の情報と発生する事象に基づいて部品の故障確率を推定する方法を実装した.最終年度には,劣化メカニズムを組み合わせた劣化プロセスに基づいて故障推定のための因果関係モデルを生成し,それをもとに劣化シミュレーションにより初期の条件付確率を与えてベイジアンネットワークを生成する手法を開発した.(B)ライフサイクルとベイズ推定による部品交換に関する助言の生成方法:部品のライフサイクルのステージ間を遷移するパスの確率を,当該ステージで生じている事象に基づいてベイズ推定を行って求め,それに基づくライフサイクルシミュレーションを行って部品の状態を予測する手法を開発した.最終年度には,ライフサイクルシミュレーションのための製品モデリングシステムの機能について要件を明らかにし,実装を行ってその効果を示した.(C)ベイズ推定のための事前確率の更新方法:研究の結果,想定した方針での更新方法の実現には,問題があることが判明した.ベイジアンネットワークの対象,構成,表現などについて整理を行い,統一的な表現のしくみを構築する必要がある. (A)で述べた劣化プロセスの利用をその端緒とみなすこともできるが,今後,解決すべき大きな課題である.(D)ユーザへ関連情報を提示するしくみ:現場に設置されたカメラからの画像に,製品の組立情報にもとづいた分解手順情報をAR(Augmented Reality)表示するしくみを開発した.最終年度は,個々の部品に対応する部品エージェントからの情報に基づいて分解手順情報を構成するしくみを開発した.ライフサイクル情報の利用を含む部品エージェントとの連携をさらに進める必要がある.本研究の目的は,部品エージェントシステムを用いて部品のリユースを促進するために,ユーザの利用状況と部品の状態をもとに部品の交換をアドバイスする手法を開発することである.このために平成27年度に以下の研究を実施した.[A]ベイズ推定とライフサイクルシミュレーションを組み合わせた部品エージェントシステムの開発:すでに開発した拡張ライフサイクルによる部品のライフサイクルシミュレーションに,ベイズ推定を用いた故障予測とプロスペクト理論に基づくユーザ行動の予測とを組み込んだ.前者は,故障の因果関係ネットワークをもとに部品の劣化情報に基づいて故障の確率を更新するしくみであり,後者は,ユーザのリスク回避の性向をユーザが行動を選択する確率に反映させるしくみである.これにより,ユーザ行動を含むより適切な部品状態の予測を組み込んだライフサイクルシミュレーションを開発できた.[B]部品エージェントの情報を提示する端末の開発:故障予測により交換が推奨される部品の製品からの取り外しを支援するしくみを開発した.このしくみは,まず,組立構成の基本部品に添付したマーカをカメラにより撮影し,画像処理することで,組立品の3次元の位置姿勢を把握する.次に,部品エージェントがもつ設計時の組立構成情報により当該部品の交換のための組立品の分解手順を,カメラ画像にオーバレイ表示する.これにより,部品交換時に適切な部品交換方法をユーザにわかりやすく提示するしくみができた.[A]ベイズ推定とライフサイクルシミュレーションを組み合わせた部品エージェントシステムの開発については,ベイズ推定とライフサイクルシミュレーションを組み合わせた予測手法,およびユーザ行動モデルの開発は進展したが,故障とその影響のシミュレーションが実装されていないために,手法の有効性を明確にできていない.また,当初予定していた劣化・故障モデルの開発については手がつけられなかった.これらは次年度の課題とする.[B]部品エージェントの情報を提示する端末の開発においては,WebカメラとRFID R/Wを組み込んだ端末ハードウェア10台を製作する予定であった.しかし,現状はパソコンによるプロトタイプシステムの開発にとどまっている.分解手順の表示については想定以上に進展したものの,部品の状態表示機能,適切なアドバイスの表示方法についてはまだ完成に至っていない.これらも次年度の課題とする.本研究の目的は,部品エージェントシステムを用いて部品のリユースを促進するために,ユーザの利用状況と部品の状態をもとに部品の交換をアドバイスする手法を開発することである.このために平成28年度に以下の研究を実施した.[A]部品エージェントに基づくライフサイクルシミュレーションシステム:部品エージェントに基づくライフサイクルシミュレーションシステムを開発し,部品エージェントが市場の部品と部品交換を行うしくみを実装した(Yokoki他).さらに,プロスペクト理論に基づくユーザ行動モデルを組み込み,その効果を評価した.ライフサイクルを評価する基準として,効率指標TPIを用いてきたが,それでは捉えきれない効果を適切にとらえる評価指標の必要性が明らかになった.[B]ライフサイクルとベイズ推定による部品交換に関する助言の生成:劣化や故障を把握しやすくするために,対象を前年度までのハードディスク装置から機械系のロボットに変更した(福増他).従来の保全手法を参考に制御量の変化で状態の変化をとらえる手法を試みる.[C]ベイズ推定のための事前確率の更新方法の検討:事前確率の更新方法の基本的な概念を提案した(福永他).具体的な実現方法について検討を加えている.[D]ユーザへ分解手順を表示するシステム:ユーザへ分解手順を表示するシステムのプロトタイプを実装した(Nagasawa他).リユース部品では事前に想定された分解が実現できない場合がある.これに対応するために,代替の分解や部品の破壊により分解を進める構想を検討中である.[A]ベイズ推定とライフサイクルシミュレーションを組み合わせた部品エージェントシステムについて,ベイズ推定を本システムに適用する箇所は複数想定されるため,適切なインターフェースの設定に手間がかかっている.また,事前確率の更新方法についても意味のある更新の実現方法の検討に時間がかかっている.[B]

部品エージェントに対応する端末の製作については,実験対象をロボットに変更し,その制御情報に基づいてモジュール交換を行う方法にしたため,ロボットの制御を含めた端末の機能の再整理を行っている.交付申請書の研究目的であげた4点について,その成果を述べる.(A)部品状態の予測へのベイズ推定の利用法:ベイジアンネットワークに基づく基本的なしくみ,すなわちユーザの操作の情報をもとに部品の故障確率を求める方法および,発生する事象により故障確率を更新する方法を実装した.複数の類似部品の情報に基づいて条件付き確率を更新する方法も作成した.これにより研究のための基盤を整備できた.(B)ライフサイクルとベイズ推定による部品交換に関する助言の生成方法:部品のライフサイクルステージ間を遷移するパスの確率を,当該ステージで生じている事象に基づいてベイズ推定を行って求め,それに基づいてライフサイクルシミュレーションを行って部品の状態を予測する方法を開発した.これにより,ライフサイクルシミュレーションの中でベイズ推定を活用するための基本的枠組みを構築できた.(C)ベイズ推定のための事前確率の更新方法:研究の結果,想定した方針での更新方法の実現には,いくつかの問題があることが判明した.特に,劣化,故障などの機械の状態の変化に関するベイジアンネットワークを随意に表現すると更新や再利用が困難である.ベイジアンネットワークの対象,構成,表現などについて整理を行い,統一的な表現のしくみを構築する必要がある.解決すべき大きな課題を明らかにできたと考えている.
香り刺激の脳内情報構造化機構の刺激特異性について

嗅覚刺激は、視覚や聴覚のように、通常我々ヒトが高度な情報処理を行わない知覚刺激である。一方視覚や聴覚刺激は、複雑な処理を行った後、脳内部でイメージとして取り扱うことができる。本研究課題では、「香道」という日本特有の文化を用いて、香り情報の脳内情報構造化の仕組みを明らかにする。また嗅覚課題と同様に、聴覚、味覚刺激の弁別課題を用い、香りの情報構造化の仕組みの刺激特異性を明らかにする。本年度は、19年度から継続して熟練者と初心者の2グループからの脳活動記録を行った。記録終了後、得られたデータをもとに、解析を始めた。まず、初心者、熟練者ともに聞香中の前頭前野は有意な活動を見せた。しかしながら、熟練者の前頭前野の活動は初心者のそれと比べて明らかに組織立っており、被験者によらない一定の傾向が観察された。さらにこの脳活動は、右半球と左半球で異なっていた。熟練者の右半球は、聞香中に香りの種類を問わず、いつも一定の活動様式をみせた。一方、左半球では、聞香中に香木特異的な選択性を示す脳活動が記録された。さらに、聞香中の初期には、客観的な正しい香り弁別能を示したのに対し、後半になると、主観的な香り弁別能へと移り変わる様子が見られた。すなわち、これらの結果から、熟練者の前頭前野では、左半球と右半球で異なるタイミングで異なる機能を実現しており、しかもその両者の統合により香りの言語的処理が行われているということが示唆された。本年度は、このような課題に対して、光トポグラフィを用いた、香木弁別課題遂行中の脳活動を前頭前やから記録してみた。課題は4種類の香木の香りをABCDの4種類の名前で弁別するという課題である。被験者は行動熟練者と初心者をそれぞれ10人を準備する。実際に香道の熟練者から記録をとってみると、課題中の香木の香り弁別期間に、熟練者に特有の脳活動パターンがあることが明らかになった。これは複数の香道熟練者の被験者を通じて見られたものであり、一方香道初心者の記録からはそのような脳活動パターンを見ることは出来なかった。これを見る限り、熟練者は右半球と左半球を異なった様式で用いており、さらにその両者が相互に連絡をとりあっている傾向が見受けられた。現在までに予定している被験者数の半分まで記録は終了しており、19年度も継続して記録を行う予定である。また、脳機能解明とは別に、香木の成分分析に関しても共同研究を行い、香りと脳活動をつなげる、化学物質のガス成分分析も開始しつつある。
アルタイ・天山における遊牧の歴史の歴史民族学的研究

本研究の平成5年度における調査では、新彊とモンゴル国を主要な研究対象とした。新彊においては、アルタイ山脈と天山山脈にて調査を継続している。アルタイ山脈では、平成3年度から持続しているカザフ族、トゥワ族、トルグ-ト・モンゴル族の遊牧生活についての調査をおこなった。この調査にあたったのは、松原正毅と楊海英である。従来、この地域の遊牧生活についての調査資料はまったくなかったといってよい。その意味では、すべての研究実績が学術的な空白をうめるうえでたいへん有益な役割をはたしたといえる。アルタイ山脈のカザフ族については、移動の歴史、社会構造の変遷、遊牧生活の現状などにわたる多大な情報を収集することができた。とくに、1930年代から1980年代にいたる時代(中華人民共和国の成立前後をふくむ時代)に対応した社会組織の編成と再編成について克明な資料を入手した。この資料は、社会主義化のなかで従来のカザフ遊牧民の社会組織がどのような過程をへて崩壊し、1984年の生産請負制の導入にともなってあらたな形に再編成されたかを具体的にしめす重要なものといえる。同時に、この資料は、遊牧の起源と遊牧社会の特質についての考察に多大な寄与をもたらすものである。アルタイ山脈では、カザフ族だけでなく、トゥワ族やトルグ-ト・モンゴル族も調査対象になった。トゥワ族やトルグ-ト・モンゴル族についての調査資料は、地域社会における少数民族のありかたをかんがえるうえで貴重な情報をもたらしている。とくに、トゥワ族は、中国においても1980年代にはいってひとつの独自な集団と認定された民族で、新彊全域で2000人ほどの人口を保持するにすぎない。トルコ系の言語をはなしているが、宗教的にはモンゴル族とおなじ仏教徒である。そのため、外部からはモンゴル族と同一にあつかわれてきた。トゥワ族自身も一部は独自の民族意識をもっているが、一部はモンゴル族意識をもつというように、民族意識のうえにおいて分裂している。この事象は、民族形成においてみずからの意識が重要な役割をはたすことをしめす例といえる。トルグ-ト・モンゴル族は、現在カザフ族と密接な接触をたもちながら遊牧生活をおくっているため、カザフ語とのバイリンガル現象があらわれてきている。これがかれらの生活に相互的な影響をおよぼしている。トゥワ族やトルグ-ト・モンゴル族の事例は、民族形成論を構築するうえで貴重な手がかりを提示するものである。同時に、トゥワ族やトルグ-ト・モンゴル族の遊牧に関する歴史人類学的資料は、従来の学術的空白をうめるものといえる。トルグ-ト・モンゴル族の調査には、小長谷有紀もくわわった。新彊では、アルタイ山脈だけでなく天山山脈においても調査をおこなった。天山山脈では、山脈の中央に位置するユルドゥス渓谷を中心に調査を実施をしている。この調査には、松原、林俊雄、浜田正美、堀直、楊が参加した。ユルドゥズ渓谷は、非常にふるくから遊牧民の活動の舞台となった地域であるが、中華人民共和国の成立後軍事的な要地となったため外国人研究者のたちいりがまったく許可されない地域となっていた。今回、外国人研究者としてはじめて入城がゆるされたので、新発見にちかい多大な成果があった。いままで記録されていないおおくの古墳や石人、遺構を発見し調査をおこなっただけでなく、この渓谷で遊牧生活をおくるトルグ-ト・モンゴル族について多方面にわたる情報をうることができた。モンゴル国における調査は、西モンゴルを中心におこなった。この調査には、松原、林、浜田、堀、楊が参加した。西モンゴルも、従来外国人研究者のたちいりが厳重に制限されていた地域である。そのため、数おおくの遺跡や遺構をあらたに発見し、記載することができた。それだけでなく、モンゴル語化しながらもイスラム教の信仰を保持するトルコ系のホトン族の調査もおこなっている。ホトン族の資料も、民族形成論を構築するうえに重要な情報を提供するものといえる。いずれも遊牧の歴史人類学的研究にとって貴重な成果である。以上のほか、青海省において庄司博史が土族の調査を担当した。上記の調査の比較資料として重要といえる。

この資料は、社会主義化のなかで従来のカザフ遊牧民の社会組織がどのような過程をへて崩壊し、1984年の生産請負制の導入にともなってあらたな形に再編成されたかを具体的にしめす重要なものといえる。同時に、この資料は、遊牧の起源と遊牧社会の特質についての考察に多大な寄与をもたらすものである。アルタイ山脈では、カザフ族だけでなく、トゥワ族やトルグ-ト・モンゴル族も調査対象になった。トゥワ族やトルグ-ト・モンゴル族についての調査資料は、地域社会における少数民族のありかたをかんがえるうえで貴重な情報をもたらしている。とくに、トゥワ族は、中国においても1980年代にはいってひとつの独自な集団と認定された民族で、新彊全域で2000人ほどの人口を保持するにすぎない。トルコ系の言語をはなしているが、宗教的にはモンゴル族とおなじ仏教徒である。そのため、外部からはモンゴル族と同一にあつかわれてきた。トゥワ族自身も一部は独自の民族意識をもっているが、一部はモンゴル族意識をもつというように、民族意識のうえにおいて分裂している。この事象は、民族形成においてみずからの意識が重要な役割をはたすことをしめす例といえる。トルグ-ト・モンゴル族は、現在カザフ族と密接な接触をたもちながら遊牧生活をおくっているため、カザフ語とのバイリンガル現象があらわれてきている。これがかれらの生活に相互的な影響をおよぼしている。トゥワ族やトルグ-ト・モンゴル族の事例は、民族形成論を構築するうえで貴重な手がかりを提示するものである。同時に、トゥワ族やトルグ-ト・モンゴル族の遊牧に関する歴史人類学的資料は、従来の学術的空白をうめるものといえる。トルグ-ト・モンゴル族の調査には、小長谷有紀もくわわった。新彊では、アルタイ山脈だけでなく天山山脈においても調査をおこなった。天山山脈では、山脈の中央に位置するユルドゥス渓谷を中心に調査を実施をしている。この調査には、松原、林俊雄、浜田正美、堀直、楊が参加した。ユルドゥズ渓谷は、非常にふるくから遊牧民の活動の舞台となった地域であるが、中華人民共和国の成立後軍事的な要地となったため外国人研究者のたちいりがまったく許可されない地域となっていた。今回、外国人研究者としてはじめて入城がゆるされたので、新発見にちかい多大な成果があった。いままで記録されていないおおくの古墳や石人、遺構を発見し調査をおこなっただけでなく、この渓谷で遊牧生活をおくるトルグ-ト・モンゴル族について多方面にわたる情報をうることができた。モンゴル国における調査は、西モンゴルを中心におこなった。この調査には、松原、林、浜田、堀、楊が参加した。西モンゴルも、従来外国人研究者のたちいりが厳重に制限されていた地域である。そのため、数おおくの遺跡や遺構をあらたに発見し、記載することができた。それだけでなく、モンゴル語化しながらもイスラム教の信仰を保持するトルコ系のホトン族の調査もおこなっている。ホトン族の資料も、民族形成論を構築するうえに重要な情報を提供するものといえる。いずれも遊牧の歴史人類学的研究にとって貴重な成果である。以上のほか、青海省において庄司博史が土族の調査を担当した。上記の調査の比較資料として重要といえる。平成3年度においては、アルタイ山脈を中心に遊牧についての歴史民族学的な調査研究をおこなった。調査隊を民族班(松原、楊ー現地参加)と歴史班(浜田、堀、林、庄司)にわけてそれぞれ調査活動を遂行したが、一部の期間は合同で調査にあたった。
DNAチップによる疾患原因の探索:リボソーム蛋白遺伝子マイクロアレイの開発

本研究は、この分野ですでに実績をあげていたタルト大学のMetspalu博士と共同で、リボソームタンパク質(RP)遺伝子群をターゲットとしたチップを開発し、これを通して(1)チップ作製のための技術を確立する。(2)実際の疾患へ適用することにより、我々の仮説である「疾患とリボソームとの関連」を解明する。ことを目的とした。[研究成果]ヒトRP遺伝子を標的として、以下の2つのタイプのDNAチップを作製した。1.RPex(Ribosomal Protein gene expression)チップヒトリボソームの小サブユニットを構成するタンパク質遺伝子(33種類)に特異的なプローブDNA(平均250bp)をPCRで作製し、エポキシで表面を活性化したガラススライドに固定した。これを用いて、ハイブリダイゼーション法によりHeLa細胞の熱ショック前後で発現の変動を調べた結果、特に大きな変化は見られなかった。しかし、胎盤のRNAをコントロールとして比較すると4つのRP遺伝子、RPS17,RPS18,RPS24,RPS27で違いが見られた。このことより、培養がん細胞におけるRP遺伝子の発現プロファイルの変動が示唆された。リボソームの小サブユニットを構成するタンパク質遺伝子に特異的なオリゴDNAを合成し、RPexチップと同様に、表面処理をしたガラススライドに固定した。次に、逆転写反応で合成したcDNAプールを鋳型としてチップ上でプライマー伸長反応を行った。その結果、80%以上のプライマーが正常に働き、正確な塩基配列を読みとることができた。これらの結果から、今後はこの2つのチップを用いることにより、mRNAレベルでのRP遺伝子の発現および疾患におけるRP遺伝子の変異をきわめて効率的に解析することが可能になると考えられる。ことを目的とした。本研究は、国内で研究が遅れているDNAチップを実用化するために、この分野ですでに実績をあげているタルト大学(エストニア)のMetspalu博士と共同でリボソーム蛋白質遺伝子群をターゲットとしたDNAチップを作製し、それを用いて疾患とリボソームとの関連を解明することを目的としている。本年度は、剣持がタルト大学にてMetspalu博士とともに予備的な実験を行い、以下のような結果を得た。[結果]1.リボソームタンパク質遺伝子に特異的な合成DNAを均一にガラススライドに固定した。今回はリボソームの小サブユニットの33個についてのみ行ったが、今後はこの方法で80個すべてをチップ化できると考えられる。2.ヒトがん培養細胞よりハイブリダイゼーション用のプローブを作製する方法について検討した。プローブを標識する効率を上げるために、鋳型としてmRNAを用いた場合とトータルRNAの場合を比較した。トータルRNA用いる場合は、mRNAの場合に較べて、迅速なRNA調製が可能なため、比較的に安定して標識することができた。今後は、定量性を検討して最適化をはかる必要がある。3.チップ上でプローブとのハイブリダイゼーションを行った。今回は反応を長時間(18時間)行ったため、反応液の蒸発が問題となった。今後は、反応チャンバーを開発し、ハイブリダイゼーションが完全に行われるようコントロールする必要がある。4.Metspalu博士らが開発した蛍光検出器を使用して、ハイブリダイゼーションしたプローブのシグナルを測定した。この検出器はもともとプライマー伸長法によるシグナルの測定のために開発されているため、ハイブリダイゼーション用としては充分な感度が得られなかった。今後は、プローブの量を増やす、標識の効率を上げる等の改良が必要と思われる。最近になって、リボソームはタンパク質合成の単なる「場」ではなく、生命現象の発現をきわめて「動的」に制御していることを示唆する事実が発見された。また、リボソームの異常が種々の疾患に関与している可能性も示されている。

本研究は、リボソームを構成するタンパク質のmRNAレベルでの発現を、DNAチップを用い網羅的に解析することを目的としている。本年度は、ハイブリダイゼーション用の新たなチップの開発とHeLa細胞を用いた発現プロファイルの解析を行った。[結果]1.ヒトリボソームの小サブユニットを構成するタンパク質遺伝子(33個)に特異的なプローブDNA(平均300bp)をPCRで作製し、コーティングしたガラススライドに固定した。また、PCRプライマーの末端にアミノ基を付加することにより、プローブDNAの固定効率を高めることに成功した。2.HeLa細胞を用いて、熱ショック前後での発現の変動を調べた。両者で特に大きな変化は見られなかったが、胎盤のRNAをコントロールとして比較するとRPS17,RPS18,RPS24,RPS27で違いが見られた。このことより、培養がん細胞におけるRP遺伝子の発現プロファイルの変動が示唆された。今回は、前年度の実験に比較して強いシグナルが得られた。これは、RNAの標識法、ハイブリダイゼーションの条件、プローブDNAの長さを改良したためと考えられる。今後は、自前の検出システムの改良(ハードおよび解析ソフトの両面での)により、より高感度の検出が可能になると思われる。
内耳感覚毛におけるFGFシグナルの新たな役割

まずFGFR1染色像の真偽性を確かめるために、市販の5種類のFGFR1抗体(abcam、sigma、abgent社製)を試した。結果、自作と同一の抗原認識部位(N末近傍)を有する抗体、そして膜貫通領域を抗原部位とする抗体において、stereociliaにおいて染色が認められた。よって、stereociliaにはFGFRIが確かに発現しており、その構造は少なくともIgIドメインと膜貫通領域を保持していると考えられた。次に有毛細胞の機械刺激受容能を調べる目的で、蛍光色素を用いた実験を行なった。新生仔(P2-5)の内耳器官培養にFM1-43を添加したもの、2週齢マウスにAM1-43(PFA固定用)を投与したもの、どちらもFGFR1 conditional KOマウスとcontrolマウスで差は認められず、有毛細胞は発色した。よって、stereociliaの形態に異常が見られたが、機能はしているものと考えられた。今後研究の機会があれば、ABR検査により長期的に聴覚能を評価したい。さらに、ニワトリ内耳蝸牛(E10 ; stereocilia形成時期)のpcdh15抗体による免疫沈降実験の結果、filaminA(stereociliaにおいて、pcdh15との相互作用: Ramakrishnan NA et al, J Biol Chem. 2012)とFGFR1のバンドが検出されたことから、pcdh15とFGFR1は直接もしくはアダプターを介して複合体を形成している可能性が示唆された。今回、諸事情により研究の中断申請をさせて頂いたが、本成果をふまえ、次年度新たな内容で研究申請を行ない、FGFR1研究をつなげていきたい。
ビギナーズラックの生理反応と脳内メカニズムの検討

本研究の目的は、ビギナーズラックに関連した生理反応と脳活動を明らかにすることにある。本研究では特に、外国為替証拠金取引(FX)場面に焦点をあて、まったく取引経験がない「非経験者」と、少なくとも2年以上にわたって取引を続けている「経験者」の2グループ間で、行動データと生理反応を比較した。最終損益の指標から、ある程度の確率でビギナーズラックが再現された。皮膚電気反応、心拍数、脳波の平均値にグループ間の有意差は見られなかった。一方で、非経験者のほうが、皮膚電気反応と脳波の分散が有意に大きく、2つのサブグループに分かれる傾向が見られた。一般に、課題の訓練を重ねたエキスパートでは、冷静かつ直観的に極めて効率的な情報処理を行うことができる。このような状態に焦点を当てた研究は比較的進んでいるが、ビギナーはその比較対象・コントロールとして扱われ、ほとんど注目されてこなかった。しかし、ビギナーズラックに代表されるように、初心者は時に高いパフォーマンスを示すことがある。本研究では、エキスパートとは別のやり方で高パフォーマンスを発揮する対象としてビギナーをとらえ、逆にエキスパートや経験者を比較対象としながら、ビギナーに焦点を当てて分析を行う。実験では、ビギナーズラックの場面を再現するために、外国為替証拠金取引(FX)を題材とした。過去10年間の様々な通貨ペアの取引を再現できるソフトウェアを用いて、同じ日の同じ時間のチャートに対する被験者の反応を調べた。取得したデータは、事前に設定したタイミングでレートが上昇するか下降するかの予測と、その際の皮膚電気反応(GSR)であった。本年度は特に、FXの取引経験のない被験者を対象に、予備的な検討を行った。その結果、レートの予測において、半数以上の被験者がプラス収支となった。一般に知られている市場退場者の割合から考えると、プラス収支が高い割合で出たと考えられ、ビギナーズラックの状況を一部再現できたと考えられる。この間の皮膚電気反応の結果を見ると、反応の前後に大きな変化が見られた。今後、FXの経験者のデータと比較することで、ビギナーズラックに特有の反応傾向を見出すことが期待される。さらに脳活動のレベルへと展開し、ビギナーズラックのメカニズムの解明に迫りたい。当初予定していた課題の作成と予備的な検討を行うことができた。脳活動計測は始められていないものの、すぐに始められる状況は整っており、おおむね順調と考える。一般に、課題の訓練を重ねたエキスパートでは、冷静かつ効率的な情報処理を行うことができる。このような状態に焦点を当てた研究は比較的進んでいるが、ビギナーはその比較対象として扱われ、あまり注目されてこなかった。本研究では、その点に注目し、生理学的メカニズムの解明を目指した。本研究では特に、外国為替証拠金取引(FX)場面に焦点をあて、バーチャルの取引場面を、ソフトウェア(Forex Tester 3)のスクリプトを用いて再現し、実験を実施した。実験参加者として、まったくFX取引の経験がない「ビギナー」と、少なくとも2年以上にわたって取引を続けている「経験者」の2グループを採用した。取引回数と売買間隔の各指標から、ビギナーは経験者よりも頻繁に取引を行う傾向が確認された。一方、最終損益にはグループ間で有意差がなく、一部のビギナー参加者は、経験者の平均の5倍以上の最終利益を上げた。ある程度の確率でビギナーズラックが再現出来たと考えられる。この状況下で、カスタムメイドの装置を用いて皮膚電気反応と心拍数を計測し、同時にEmotive社製の脳波計測装置によって、脳波計測を行った。単純なグループ間の比較では、各指標に有意差は見られなかった。一方で、ビギナーグループのほうが、皮膚電気反応と脳波(特に注意に関連する周波数成分)の分散が有意に大きく、2つのサブグループに分かれる傾向が見られた。現象としてビギナーズラックという形で現れる場合でも、生理学的にはいくつかの異なるメカニズムに起因している可能性が示唆された。タイプ分けして詳細を分析することで、ビギナーズラックの心理・生理的メカニズムの更なる解明が期待される。当初の計画通り、引き続き生理指標の計測と脳活動記録を行い、年度の後半には総括に移れるように研究を遂行する。認知神経科学主な理由は、脳活動計測実験が次年度にずれ込んだこととにある。これにより、被験者謝金と技術支援員の謝金の支払いが次年度に繰り越しとなる。

脳活動計測実験は年度が変更になったものの、計画通り進めるので、それを踏まえて研究費を使用する。また、国際学会での発表を検討しており、その旅費を考慮した使用計画を立てている。
イメージ連成バイオメカニクスを応用したインプラント治療における力学的安全性の保証

CTの撮像データから,顎骨や歯牙の形状を抽出し,CT値を反映した骨の不均質材料特性定義を行うことにより,個々の患者の顎骨や歯牙の形状ならびに骨質を反映した精度の高い有限要素モデル作成が可能となった.セメント固定式のインプラント上部構造(クラウン)を隣在歯にダメージを与えることなく,かつ容易に除去するには,可能であれば頬舌側にマイナスドライバー孔を付与し,両側同時荷重で除去することが望ましいことが示唆された.本研究の目的は、イメージ連成バイオメカニクスの技術を応用して、インプラント治療における力学的安全性を保証するための術前評価システムを構築し、そのルーティン化を図ることにある。平成24年度の研究実施計画は、インプラント臨床における様々な疑問点や問題点を解決するために、それぞれの問題の解決に適したモデリングおよび解析手法を確立することである。今年度は、臨床的問題の中で特に重要と考えられるアバットメントスクリューのゆるみに焦点を当て、スクリューのねじ山螺旋構造の高精度モデリングとねじり荷重(トルク)を導入した解析手法の確立を目指した。まず、汎用CAEソフト(SolidWorks)によりフィクスチャー、アバットメントならびにアバットメントスクリューの外形状を忠実に再現した。本過程において問題となるのは、これまで同心円の積み重ねとして表現されてきたアバトメントスクリューのねじ部を螺旋構造として表現することと、スクリューのねじ部とフィクスチャーのねじ穴との接触関係を定義することである。前者はスパイラルカーブをガイドとしてねじ山の断面をスイープすることにより、後者はねじ山のアバットメント側を接触面とし対側を非接触面とした形状を作成し、接触判定許容値を試行しながら接触解析を実行することにより対応した。メッシュ生成は整合性のとれた六面体要素が四面体要素より計算精度が高いことを考慮して、整合性がとれたパラメトリックソリッドへの分割後に六面体要素で分割した。フィクスチャー下部を拘束し、スクリューヘッドに25 Ncmのトルク荷重を与えた。アバットメントスクリューは締結時、引張状態にあるため最大主応力を評価したところ、スレッドの一部に極端な応力集中を認め,接触解析における各種パラメータの試行的設定およびメッシュの再分割等が必要であることが判明した。インプラント臨床における具体的問題の中で,セメント固定された上部構造(クラウン)をマイナスドライバーによるトルク荷重でアバットメントから撤去する場面を想定し,隣在歯への影響や上部構造の効率的な撤去法を検証した.まず, SolidWorksを用いて, fixture,abutmentおよびcrown形状を作成した.次にMechanical Finderを用いてCTの撮像データから下顎右側第一大臼歯欠損の下顎骨および天然歯形状を作成し, fixture,abutmentおよびcrown形状をインポートした.その後,四面体要素にて分割した.材料特性定義のうち,皮質骨と海綿骨のヤング率については,CT値から骨密度を求め,骨密度をヤング率に換算し骨の不均質性を再現した.荷重拘束条件は,トルク荷重を模倣して50Nの分布荷重を加え,下顎骨端部を拘束した.舌側のみにトルク荷重をかけた場合(以下,舌側荷重),頬舌側同時にトルク荷重をかけた場合(以下,頬舌側同時荷重)を比較した.頬舌側同時荷重の方が,舌側荷重よりクラウンの最大変位量が小さくなるとともに,変位幅も狭くなった.皮質骨主応力の比較では,ともにインプラント頚部皮質骨に応力集中が認められたが,頬舌側同時荷重の方が局所的な引張応力の集中は回避できた.歯根膜主応力の比較では,頬舌側同時荷重の方が,第二大臼歯歯根膜に生じる応力は,引張・圧縮ともに減少した.CTの撮像データから,顎骨や歯牙の形状を抽出し,CT値を反映した骨の不均質材料特性定義を行うことにより,個々の患者の顎骨や歯牙の形状ならびに骨質を反映した精度の高い有限要素モデル作成が可能となった.セメント固定式のインプラント上部構造を隣在歯にダメージを与えることなく,かつ容易に除去するには,頬舌側にマイナスドライバー孔を付与し,両側同時荷重で除去することが望ましいことが示唆された.CTの撮像データから,顎骨や歯牙の形状を抽出し,CT値を反映した骨の不均質材料特性定義を行うことにより,個々の患者の顎骨や歯牙の形状ならびに骨質を反映した精度の高い有限要素モデル作成が可能となった.セメント固定式のインプラント上部構造(クラウン)を隣在歯にダメージを与えることなく,かつ容易に除去するには,可能であれば頬舌側にマイナスドライバー孔を付与し,両側同時荷重で除去することが望ましいことが示唆された.本研究の目的は、イメージ連成バイオメカニクスの技術を応用して、インプラント治療における力学的安全性を保証するための術前評価システムを構築し、そのルーティン化を図ることにある。平成23年度の研究実施計画は、頭部撮影用ファントム(人工骨)のCT撮影によって得られるDICOMデータから個体別有限要素モデルを構築し、解析精度の検証と計算コストの効率的削減を行うことである。まず、頭部撮影用人工骨を本院所有のCT撮影装置(HiSpeed QX/I, GE MEDICAL SYSTEMS)にて撮影しDICOMデータを取得した。撮影条件は管電圧;120 kV、管電流;110 mA、スライス幅;0.625 mm、画像配列数;512 x 512とした。得られたDICOMデータを骨強度評価ソフトウェアMechanical Finder(version 6.1 extended edition、計算力学センター)に入力し、結果表示までの一連の動作確認を行った。

関心領域(ROI)の抽出では、後々多様な欠損状態の再現が可能となるように下顎骨の外形形状と歯牙部は分けて抽出した。下顎骨部に対してメッシュ基準サイズを0.8 mmとして外形メッシュを生成した後、先に分けて作成しておいた歯牙部から左側第一大臼歯のみを削除した歯牙外形モデルと別途CADソフト(Solidworks)で作成しておいたインプラントの外形モデルをインポートして配置し、内部メッシュを生成した。下顎骨部の材料特性はCT画像の濃度から密度値を求め、これをヤング率へ変換した値を要素ごとに割り当てることにより不均質性を考慮した。下顎骨下縁を完全拘束し、インプラント咬合面側に分布荷重200 Nを作用させた。解析の結果、インプラント周囲骨の相当応力は皮質骨頚部に集中しており、本解析条件下で定性的な評価は十分可能であることが確認できた。ねじの嵌め合いを考慮した接触解析は、非常に複雑な現象を扱う解析であり、非線形解析パラメータの試行的設定が必要であるため、やや遅れている。東日本大震災等の影響により交付決定額の7割を超える額の執行を見合わせるよう通達があったため、主たる設備の購入が当初予定より大幅に遅れた。科研費システムの7割設定解除後に主要設備を早急に購入し、平成23年度計画のうち個体別有限要素モデリングおよび解析手法の確立に着手し、主要設備となるソフトウェア(Mechanical Finder;計算力学センター)を中心とした解析手法の構築は、ほぼ完了した。現在までの達成度としては、やや遅れているが主要設備となるソフトウェア(Mechanical Finder;計算力学センター)を中心とした解析手法の構築は、ほぼ完了した。平成25年度は、24年度に引き続きインプラント臨床における様々な疑問点や問題点を解決するために、それぞれの問題の解決に適したモデリングおよび解析手法を確立する予定である。次年度も引き続き技術サポートを生かしながら、本研究を推進する予定であるが、有限要素法の理論部分(特に接触解析に必要なパラメータの設定法や結果の評価とその解釈の仕方)については、工学系の専門教官にもアドバイスを受け、研究を推進する予定である。平成24年度以降は、これを基盤としてインプラント臨床における様々な疑問点や問題点を解決するために、それぞれの問題の解決に適したモデリングおよび解析手法を確立する予定である。前倒し支払いを生かした予定より早期の技術サポートの導入により、基盤となるモデルおよび解析手法の改良に必要な情報の収集が効率的に行えており、次年度以降も引き続き技術サポートを生かしながら、本研究を推進する予定である。平成24年度分の研究実施計画のうちの有限要素モデリングについて、当初計画よりも効率的かつ高精度でのモデリングを可能にするため、使用ソフトウェア(Mechanical Finder;計算力学センター)の技術サポートを導入する必要が生じた。
血管トーヌス調節におけるWNKキナーゼの役割の解明

我々は塩分感受性を制御するWNKシグナルとその分解系であるKLHL2/KLHL3/Cullin3複合体を研究してきた。血管平滑筋において、angiotensin IIがWNK3-SPAK- NKCC1リン酸化シグナルを制御し血管を収縮させる機序を報告した。さらにangiotensin IIは選択的autophagyを介してKLHL2の発現量を低下させることによってWNK3の分解を抑制し、WNK3-SPAK-NKCC1のリン酸化カスケードを亢進させるという、angiotensin IIが血管を収縮させる新しい機序を解明した。これらが今後の新規降圧薬開発のターゲットとなる可能性を示した。最近、血管平滑筋にもWNK-SPAK-NaK2Cl共輸送体(NKCC1)リン酸化カスケードが存在することを我々は明らかにした。NKCC1は血管収縮のために血管平滑筋細胞が脱分極してCaチャネルを開口させるための細胞内Cl-濃度維持に重要であり、NKCC1ノックアウトマウスはその破綻のために低血圧を呈する。同様にWNK1やSPAKのノックアウトマウスも血管トーヌスの低下を認めることを我々は報告した。そこで、腎臓だけでなく血管平滑筋においてもWNK-SPAK-NKCC1シグナルが生理的なメカニズムによって制御されている可能性が高いと考え、我々は塩分負荷によってWNK-SPAK-NKCC1シグナルが変化するかを検討した。結果、マウスを低塩分食にするとマウス大動脈でのSPAK及びNKCC1リン酸化がそれぞれ亢進し、高塩分食にすると逆に抑制されることを発見した。この現象がWNK3ノックアウトマウスにおいて消失する事から、WNK3が体内の塩分貯留状態を感知し、血管トーヌスを制御するWNKキナーゼである事が明らかになった。さらに低塩食とWNK3をつなぐ因子がアンギオテンシンIIである事を明らかにした。アンギオテンシンIIの負荷により、血管のWNK-SPAK-NKCC1シグナルが亢進することを証明した上で、WNK3ノックアウトマウスではその現象が確認できない上に、アンギオテンシンII負荷による血圧上昇と血管トーヌス上昇が不良である事を確認した。すなわち、血管平滑筋ではAngII-WNK3-SPAK-NKCC1シグナルが塩分負荷による血管トーヌス調整をする事を明らかにし、Hypertension誌(2013)に報告し、アメリカ腎臓学会でも学会報告を行った。偽性低アルドステロン症II型(PHAII)は腎臓遠位尿細管でのWNK-OSR1/SPAK-NCCリン酸化カスケードの過剰な亢進によって発症する。また、KLHL3/Cullin3複合体によるWNKタンパク分解を介したWNKシグナル制御機構にも注目が集まっていた。一方、血管系にもWNK-SPAK-NKCC1リン酸化カスケードが存在しており、WNKキナーゼは血管トーヌスの調節も介して血圧調節に関わっていると考えられ、本研究では血管トーヌス制御メカニズムにおけるWNK-OSR1/SPAK-NKCC1リン酸化カスケードの役割とアンジオテンシンII(AngII)の関与を明らかにするとともに、新しい視点の高血圧治療薬のターゲットを得ることを目的とした。培養細胞とマウス血管におけるAngIIによるWNK-OSR1/SPAK-NKCC1リン酸化カスケードの制御を明らかにし、WNK3ノックアウトマウスを用いてAngIIによる血管でのWNK3の働きを証明した。これらによって、AngIIがWNK3-SPAK-NKCC1リン酸化シグナルを介して、血管トーヌスを調節することを報告した(Hypertension 2013)。続いて、血管平滑筋でWNK3がKLHL2を介してCullin3を介したタンパク分解系によって発現量を制御されている事を明らかにした。さらに、AngIIがKLHL2をp62を介した選択的オートファジーによって分解する事で、WNK3の発現量を増やす事で、WNK3-SPAK-NKCC1リン酸化シグナルを活性化している事を明らかにした(J Am Soc Nephrol. In press)。これらの研究で本研究の目的であるAngIIによるWNKシグナルを介した血管トーヌス制御機構を明らかにした。腎臓内科カルシウムイメージングを除き、研究目的や計画の大部分は達成されている。今後は、WNK3がAngIIによって制御を受けるメカニズムを明らかにしていく。蛋白レベル、トランスクリプト等を検討する。特にWNKキナーゼの蛋白制御機構の詳細が明らかになって来ており、詳細を明らかにしていきたい。
少子高齢社会における持続可能な社会保障制度の構築に関する研究

家計の最適化行動によって決定される出生率内生化モデルを元にして、少子高齢社会における社会保障制度の在り方についてモデル分析を行った。得られた研究成果は次の通りである。年金の存在が出生率を減少させる要因となる。介護保険制度は将来世代の厚生を引き下げる。また、子ども手当を消費税で賄った場合で出生率を増加させることが可能である。現在の日本は少子高齢社会であり、出生率が低位に推移している中で老年人口比率が上昇している。老年人口比率が高まるにつれて、年金や医療をはじめとする社会保障費用もまた増加し、その財源をどのように調達するのかについては現在の日本において非常に重要な政策課題となっている。本研究は、そのような少子高齢社会において、少子化対策としてどのような対策を行えばよいか、また、年金給付のための財源をどのように賄うべきなのかを、家計により出生率が選択される出生率内生化モデルを用いて、解析的にまた、数値計算を用いて明らかにすることを目的としている。平成21年度の研究では、まず、育児支援政策についての研究を行った。子どもを持つことの機会費用を低下させることができる保育園の存在については、少子化社会においては非常に重要と言われており、それについての研究は非常に有意義であると思われる。また、親の子どもへの教育投資の選好が経済成長や所得格差にも影響を与えることも示した。少子化において親から子どもへの教育投資が重要なものとみなされていることを考えれば、本研究により明らかにした結論は非常に有意義なものであると言える。さらに、年金給付をどのように財源調達すればよいのかについても分析を行った。1つは毎期の均衡財政の下で、確定給付と確定拠出のどちらの方が年金給付を維持できるか、もう1つは、公債発行を前提とした下で、どのような場合であれば、国債発行による年金給付の財源調達が可能であるかを明らかにした。この研究結果は、少子高齢社会においての望ましい社会保障制度の在り方や財政運営の在り方を示すものであると思われる。今年度は、少子高齢社会における持続可能な社会保障制度の在り方をテーマとした研究を行い、雑誌及び学会報告で研究発表を行った。まず、出生率内生化モデルの下で賦課方式年金制度の規模が大きくなると持続的な出生率の減少が起きることを明らかにした。また、介護保険制度が存在する下で介護保険のための保険料負担が大きくなれば、同じように家計の可処分所得が減少することを通じて持続的な出生率の減少が起きることを明らかにした。この場合、介護保険の保険料を若年世代ではなく、老年世代にも負担させることによって、持続的な出生率の減少が食い止められることを導き出した。なお、介護保険制度については、これまでにどのような研究が存在するのか、介護保険制度の現状及び問題点はどのようであるかを把握するための論文も作成したが、それによりこの分野において行われるべき研究テーマが明らかになった。これについて、研究をさらに進め、その成果を次年度において学会報告する予定である。また、日本では年金支払いや育児支援政策が必ずしも租税財源のみで行われているのではなく、公債金収入による財源で一部は賄われている。そのような財政運営において、公債残高はどのように推移するのかについても分析を進め、それは海外の学会で報告した。育児支援政策と年金の給付についても研究を行い、育児支援政策(子ども手当、教育補助政策)によって、長期的に所得代替率をどの程度引き上げるかを明らかにした。これらの研究成果は日本の年金制度の持続可能性や育児支援制度の在り方、年金や介護などの社会保障制度を運営するためにどのような形で財源を調達すればよいのかを示しており、今後の社会保障制度の在り方を考える上で重要な結論を導き出したものと考えられる。
高等植物における減数分裂制御遺伝子の探索

分裂酵母において栄養生長から減数分裂過程への切り換えが起きる際に必要とされる因子であり、その産物に対する抗体と交差反応するものがタバコおよびブロッコリ-の若いつぼみに認められているmei2遺伝子は、種を超えて保存されている可能性がかなり高いと考えられるものである。塩基配列の相同性を利用して、シロイヌナズナのゲノムからmei2遺伝子プロ-ブにハイブリダイズするものをクロ-ン化することを試みた。ポジティブなシグナルを与えた制限酵素断片を電気泳動ゲルから切り出し、クロ-ニング・塩基配列決定を行ったが、調べた中には確実にmei2に対応すると思われる遺伝子はなかった。分裂酵母から直接高等植物では距離がありすぎる可能性を考慮し、アカパンカビでmei2プロ-ブと最も強くハイブリダイズする制限酵素断片をクロ-ニングしたが、やはりmei2相同遺伝子ではなかった。塩基配列の相同性に依拠した方法がネガティブな結果であったため、今後抗体を用いるスクリ-ニングを検討している。一方、分裂酵母では細胞内では細胞内のcAMPレベルの減少が減数分裂などの有性生殖過程開始のシグナルとなることを示し、その制御に関わるアデニル酸シクラ-ゼ遺伝子(cyrl)をクロ-ン化して細胞内での破壊実験を行った。その結果、細胞内のcAMPレベルがゼロでも分裂酵母は増殖でき、cAMPはこの酵母の細胞周期の進行を制御するものではなく、有性生殖開始に必要な転写の制御に関わるものであることを示した。また、pacl遺伝子産物である二種鎖RNaseが過剰に細胞内にあると、分裂酵母は減数分裂が開始できなくなることを示した。これら、新たに明らかになった減数分裂制御に関わる遺伝子についても、高等植物での存在の検討を開始している。