hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
デジタル時代における文化産業-ビジネス環境の変化と創造性のマネジメント

本研究では、アクティブな消費者、ミニ著作者たちを今後著作権法上、どのように位置づけていくかを、今後の著作権法上の重要な政策的課題として指摘した。本年度はソニーグループの事例研究を予定していたが、もう少し幅広くコンテンツ制作自体を行う企業について理解を深める必要を感じたため、産業ごとに研究するための研究会を開催し、出版関係、音楽関係、ゲーム関係の各事例についての報告と議論を、メンバーと重ねた。その結果、予想以上に、コンテンツ産業内で、創造的な商品を開発する力が著しく落ちていることが明らかになった。その理由はさまざまであるが、出版・音楽においては、第一次創造者の才能を探し出して商品化するか否かを決定するフィルタリング及びゲートキーピング機能を外注に任せる比率が高すぎるのではないか、内部におけるこのような文化産業にとってもっとも大切な経験、暗黙知などがすり減っていることが原因ではないかと思われた。ゲーム関係については、明確なことは言えないが、いわゆるハリウッド型のブロックバスター的ゲーム開発が主流になってしまったため、リスクをとれず、シリーズものに依存する傾向が強く、新たなイノベーションが起きにくい現状だということは確認できた。また一方で、著作権法、通信・放送関係の法・規制については、各大学(北海道大学、東京大学)の法学研究会において発表し、論文執筆を進めた。著作権法については、著作者人格権を制限する方向での改革が必要であることが明らかになった。これ自体は、若手の法学者の間でも既に言われていることだが、私自身の貢献としては、著作者人格権を制限することの根拠づけ、理論化を、法と経済学の視点から進めたことにある。本年度は、各論としては、第一に、広告表現制作における環境変化(メディアの多様化、視聴者の拡散化、情報のデジタル化などの現象、および企業における広告費の削減、流通と製造業の関係の変化など)が表現制作に及ぼしている関係について分析した。また第二に、毎年進めてきた著作権の経済分析について、著作者人格権の問題に焦点をあてて、デジタル時代における著作者人格権の制限をどのように根拠づけることができるかを調査して論文を執筆した。また、本年度は最終年度にあたるため、全体をまとめ、著書を出版した。同署では、コンテンツ産業全体のグローバルな動向をとらえつつ、各業界の特徴とダイナミクスを、経済学・地理学・法学等における研究成果を利用しながら解説し、創造性にとっての今後の課題を考えた。具体的には、第I部では、文化経済、コンテンツ産業論への入門を行った。コンテンツ産業という新しい言葉により、映画や音楽などの娯楽・文化・メディア産業をひとまとめにとらえるようになってから10年以上にはなるが、このように一つの産業として注目されるようになったのはなぜか。背景にある経済のグローバル化、都市政策の変化などを読み解きながら、コンテンツという財の特徴とそこから導かれる、さまざまな経営上の課題を指摘した。
非対称構造グレーティング結合器を用いた光Add/Drop回路特性の研究

本研究は,フォトニックネットワークおける光ルータ用のAdd/Drop回路に新しい方法を提案し,その有用性を試作光回路により立証しようとするものである。明らかとなった研究成果の概要は次のとおりである。1)研究の対象とした光Add/Drop回路は、周期的屈折率変動を持つ方向性結合器により構成され、特定波長のみをAdd/Dropする。今回、理論計算により,新しい構造のグレーティング形光結合器を明らかにした。2)理論的に明らかとなった新構造のグレーティング結合器の試作を試みた。光ファイバ側面を研磨して、結合器を作成する方法を試みた。最終的には光結合器を作製し、特性確認するには至っていない。しかしながら、研磨条件の一部を明らかにすることができた。理論的な研究にて明らかとした具体的な成果は以下のとおりである。1.非対称グレーティング結合器ではevenモードとoddモードの100%結合が実現できること、2.対称グレーティング結合器では、従来では知られていない新しい構成により結合率が90%以上に達する領域が存在すること、および3.上記新構造では、結合長を短くできるため素子として有望であること、である。また、光ファイバ側面の研磨により光結合器を作製する取り組みでは、1.光ファイバ側面研磨による結合器の作成では、研磨量の精密制御がむずかしい。さらに、製造精度を向上させる工夫と技術を考案する必要があること、および2.機械研磨のよる研磨量の再現性を確保する検討を計画している、などである。明らかにする具体的内容は次のとおりである。1)提案する光Add/Drop回路は、非対称の周期的届折率変動を持つ方向性結合器により構成され,理論計算により,特定波長のみをAdd/Dropする最適構造を明らかにする。2)理論的に明らかにしたパラメータを用いて非対称グレーティング結合器の試作を行い,理論結果を実験的に確認する。パラメータの異なる各種結合器を施策し,理論で求めた最適条件を実験的にも明らかにする。本年度においては、非対称グレーティング結合器の特性を明らかにする理論を構築するため、平面光導波路をモデルに基礎解析を行った。その結果、次の内容が理論的に明らかとなった。1.非対称グレーティング結合器ではevenモードとoddモードの100%結合が実現できること、2.4ポートの結合器では入力ポートに光パワは反射され、他ポートへの結合効率は小さいこと、3.対称グレーティング結合器を用いると、隣接ポートに入力光パワが結合する条件として物理的現象の異なる2つの場合が存在すること、などである。平成15年度においては理論の精度を高めるともに試作による実験的検証を行い、長距離光ファイバを用いた評価実験を行う予定である。1)提案する光Add/Drop回路は、非対称の周期的屈折率変動を持つ方向性結合器により構成され,理論計算により,特定波長のみをAdd/Dropする最適構造を明らかにする。パラメータの異なる各種結合器を試作し,理論で求めた最適条件を実験的にも明らかにする。本年度においては、非対称グレーティング結合器の特性を明らかにする理論を構築するため、光ファイバ結合器での解析を行った。また、結合器実現に向けて、光ファイバの側面研磨による結合器作成を試みた。その結果、次の内容が明らかとなった。

1.非対称グレーティング結合器ではevenモードとoddモードの100%結合が実現できること、2.対称グレーティング結合器では、従来では知られていない新しい構成により結合率が90%以上に達する領域が存在すること、3.上記新構造では、結合長を短くできるため素子として有望であること、および4.光ファイバ側面研磨による結合器の作成では、研磨量の精密制御がむずかしい。さらに、製造精度を向上させる工夫と技術を考案する必要があること、などである。
散逸系の局在パターン生成における非局所的効果の数理的研究と応用

様々な空間的パターンを記述する反応拡散系に代表される散逸系のモデル方程式において,パターン形成に対応する空間的構造をもった解の存在や安定性が研究されている.今回の研究では,局在パターンとよばれるある領域に拡散物質が集中化する現象において,モデル方程式のもつ非局所的効果の役割を数学的に研究し,その数理的メカニズムを明らかにした.具体的には,2つの未知変数の積分量の和が保存される反応拡散系において,局在パターンを表す定常解の安定性が積分項による非局所効果に依存していることを数学的に証明した.さらにその手法を他のモデル方程式の研究にも応用し,安定性に関する新しい知見を与えた.様々な空間的パターンを記述する反応拡散系に代表される散逸系のモデル方程式において,パターン形成に対応する空間的構造をもった解の存在や安定性が研究されている.今回の研究では,局在パターンとよばれるある領域に拡散物質が集中化する現象において,モデル方程式のもつ非局所的効果の役割を数学的に研究し,その数理的メカニズムを明らかにした.具体的には,2つの未知変数の積分量の和が保存される反応拡散系において,局在パターンを表す定常解の安定性が積分項による非局所効果に依存していることを数学的に証明した.さらにその手法を他のモデル方程式の研究にも応用し,安定性に関する新しい知見を与えた.代表者の森田と分担者の小川は、保存性をもつ反応拡散系とある種の非局所的項をもつ反応拡散方程式が共通した定常問題をもつことに着目して、その線形化固有値問題に関連性があることを明らかにした。また、具体例について大域的分岐構造を数値計算を用いて明らかにした。神保は,正則および特異的領域摂動と電磁波の固有振動数に関する固有値問題を研究し,境界が導体の場合に領域の摂動に関する固有値の漸近公式を2つの場合について調べた.これは磁場の非局所効果と領域の形状との関連を研究する場合に有用な情報を得られることが期待できる。小川は動的パターンの現れる振動場拡散系に着目し、そこで起きるウェーブ不安定化による分岐解析を行った。特に球面上でのパターン選択をより詳細に解析した。拡散系の新たな側面を数学的に明らかにした結果として、今後の研究につながる成果である。宮本は半線型楕円型方程式の解の構造を,分岐理論の視点から研究した。特にノイマン問題の非自明解やディリクレ問題の符号変化解のなす枝の大域性について研究した。数学的に大域的な分岐構造を調べた結果が少なく、この方程式だけでなく、他のモデル方程式系の大域的分岐構造を研究する上で参考になる有益な成果である。町田は超伝導及び超流動現象に関して、ミクロ、メゾ、マクロの階層毎の課題について研究を展開し、ミクロについては密度行列繰り込み群法を利用した超伝導機構解明と原子ガスの新奇量子相の探索、メゾでは、新たに発見された鉄系超伝導体に対する集団励起モードの解析、マクロでは、磁束渦糸のダイナミカルな様相を調べる研究を行った。これらの成果をもとに超伝導モデルの数理的解析と非局所的効果との関連を解明する研究につなげる計画である。代表者の森田は,保存性のある反応拡散系の平衡解の安定性について研究を進めた.この方程式系の平衡解は,非局所項を持つスカラーの反応拡散方程式の定常問題に帰着される.あるタイプの反応項の場合には元の方程式系にも変分構造があり,平衡解に対する線形化固有値問題は自己共役性があることがわかった.そこでスカラーの場合の線形化作用素の固有値と比較する定理を得た.これによって不安定固有値の数が,完全にスカラーの非局所項をもつ場合から決定でき,空間1次元についてはその安定解はノイマン境界条件の場合には定数か単調関数しかあり得ないことが証明できた.こうして,定数解の不安定化によって生じる安定な空間パターンについて,空間1次元の場合には決定できた.神保は,小さな剛性率をもつラメ作用素の固有値の精密な挙動を解析している。この結果は今後,非局所的効果のある非線形の方程式系の解の安定性解析に役立つものと期待できる.小川は,非局所項をもつ3変数の反応拡散系の退化分岐点で,定常解のまわりの振動現象が理解できることを分岐解析の手法で示した.宮本は,非線形楕円型方程式の解の構造を,分岐理論の視点を用いて解明し,円盤領域における安定定常解の形状を研究した.今後この成果をもとに,多次元領域において非局所効果が円盤のような多次元領域において解の形状にどのように影響するかを研究する際に役立つことが期待できる.町田は,鉄系超伝導体の物性を解析し,鉄原子の複数の電子の軌道が秩序化して特徴的な電子構造を与えることを理論的に予言した.超伝導の発現する舞台を明らかにし,超伝導の数理モデルにおいて磁場の非局所的効果が果たす役割を今後解明していく上で重要な研究である.1)研究代表者の森田は分担者の神保と、非局所効果がパターン形成のメカニズムに果たす役割について、研究を進めた。対象とする反応拡散方程式系の平衡解と、対応する単独の非局所項をもつ方程式の平衡解の間の線形化固有値を比較するSpectral Comparisonという手法を発展させて、安定性や不安定性に関する関係を明らかにした。その応用として保存則のある方程式系のクラスでは、安定解の空間的形状が制約されることが証明できた。一方、FitzHugh-Nagumo型の系においては、その非局所項の形を分析する過程で、これまで知られていなかったリャプノフ関数を発見した。

このように非局所項の効果に対する数学的な基礎付けと、大域的な力学系の性質を特徴付けるリャプノフ関数の存在に関する成果が得られた。2)2変数の反応拡散系で拡散不安定化によりパターンが生じることが知られているが、適当な2次元領域では、ロール解(バンド状の解)と六角パターンなどが共存する。小川は、適当な制御入力を印可することで不安定であった六角パターンなど、所望のパターンを安定化させることができることを示した。さらにウェーブ不安定化で現れるパターンにも同様の制御を行い、六角定在波や六角進行波パターンなども安定化することができることを示した。3)宮本はソボレフ優臨界の増大度を持つ様々な楕円型偏微分方程式の解構造を解明した。この方程式の解構造はいくつかの特殊な場合を除き未解明であったが、球領域上の正値解に制限し、解構造の詳しい解析を行うことによって、いくつかの特殊な場合に知られていた性質が、ある程度一般的な非線形項に対しても成り立つことが明らかになった.4)町田はトポロジカル超伝導状態の理論的研究を行い、磁束量子がスピン偏極する等の新しい物理現象を予言することに成功し、これらの結果の背景にある数学的構造について考察した。今年度は,保存則のある反応拡散方程式系とチューリングパターンを生成することが知られているFitzHugh-Nagumo方程式系について主にターゲットを絞り研究した.前者の方程式系の定常問題の安定性の研究から,非局所項の効果によって,空間的な構造を持つ解が安定となることを数学的に証明することに成功した.さらにその解構造の解析から,定常解のモース指数に関する新しい性質を見出すことができた.後者のFitzHugh-Nagumo方程式系については,まず定在波の存在と安定性を研究した.この方程式系の定常問題は,非局所項をもつ楕円型の方程式として特徴づけられる.この定常問題をもとの方程式系と切り離して考えた場合,あるエネルギー汎関数のオイラー・ラグランジュ方程式となることも知られている.こうして定常問題は,このエネルギーの変分問題として研究できる.通常,解の存在や安定性を議論するときに,パラメータに関して制約がつくことが多い.今回の研究では,このようなパラメータに関する条件を緩和することに成功した.また,この定常解の元のシステムにおける安定性と,変分問題における安定性が密接につながっていることが判明し,FitzHugh-Nagumo方程式系におけるパターンの生成に,非局所項が果たす役割が数学的に極めて明確になった.研究代表者を始めとして,各分担者も着実に研究を進めており成果があがっている.25年度が最終年度であるため、記入しない。反応拡散系における非局所効果のパターン形成に果たす役割の重要性はすでに指摘されていたが,それを明らかにする数学的な原理や厳密な証明がなかった.現在研究しているモデル方程式では,チューリング不安定性を起こすことが確かめられる.そのとき非局所効果によって安定解が空間的構造をもつことをきわめて明快に数学的に示すことができた.一方,もう一つの研究対象のギンツブルク・ランダウ方程式については,このような明快な数学的証明まで至っていない.しかし,反応拡散系で得られた知見を発展させる可能性が見えてきたので今後の研究に期待できる.現在の研究をさらに進める一方で,分担者間の連携も深めより高次の研究成果を目指す.25年度が最終年度であるため、記入しない。
がん薬物療法における薬剤誘発性QT延長の遺伝的要因を含めた患者要因

乳がんに対するFEC療法(フルオロウラシル、エピルビシン、シクロフォスファミド)を受ける患者を対象に、治療前後の心電図検査により不整脈およびQT間隔の延長をスクリーニングした。34症例に心電図検査を計127回施行した。FEC療法の1サイクル目から6サイクル目までのすべてのサイクルで治療後のQT延長が有意差をもって示された。臨床上問題となる不整脈は認めなかった。薬剤誘発性QT延長関連遺伝子(KCNQ1,KCNH2)に存在する一塩基多型とQT延長に関連は認めなかった。概要:がん薬物療法における薬剤誘発性不整脈QT延長の発現の頻度と臨床的要因、QT延長を誘発しやすい抗がん剤あるいは治療プロトコールを明らかにするために、標準プロトコールに基づいて治療をうける患者を対象とし、治療前後の心電図検査によりQT延長の発現についてスクリーニングを行う。QT延長を発現した患者を対象として遺伝子解析を行い、がん薬物療法における薬剤誘発性QT延長の遺伝的要因を明らかにする。結果:当該年度は、乳がんに対するFEC療法(フルオロウラシル、エピルビシン、シクロフォスファミド)を受けた34名と、胆道がん・膵臓がんに対する塩酸ゲムシタビン(GEM)療法を受けた18名を対象として心電図評価を実施し、QT延長を中心とした不整脈異常の頻度を調べた。その結果、FEC療法においては中等度以上であるグレード2以上のQT延長を9名(26%)に認め、一方GEM療法では2名(11%)に認めた。FEC療法では9名のうち2名は重度に分類されるグレード3であった。また、FEC療法の1サイクル目から6サイクル目までのすべてのサイクルで、治療後のQT延長が統計学的有意差をもって示された。これらの患者からはゲノム解析用の血液検体が採取保存されており、当該年度末より既知の薬剤誘発性QT延長関連遺伝子を中心に解析を開始している。来年度も引き続き薬剤誘発性QT延長関連遺伝子を中心に解析を行い、関連の強い遺伝的要因を明らかにする。【概要】がん薬物療法における薬剤誘発性不整脈QT延長の頻度と臨床要因,QT延長を誘発しやすい抗がん剤あるいはレジメンを明らかにするために,乳がんに対するFEC療法(フルオロウラシル,エピルビシン,シクロフォスファミド)および胆道がん・膵臓がんに対する塩酸ゲムシタビン(GEM)療法を受ける患者を対象に,治療前後の心電図により不整脈およびQT間隔の延長をスクリーニングした.今後は遺伝子多型の検索により、薬剤誘発性QT延長の遺伝的要因を明らかにする.【結果】乳がん患者34症例に計131回のFEC療法を行い,QT間隔の評価可能な心電図検査を計127回施行した.FEC療法の1サイクル目から6サイクル目までのすべてのサイクルで,治療後のQT延長が有意差をもって示された:1コース目27例422±16(前)/439±18(後),2コース目28例426±17/438±18,3コース目26例431±19/447±17,4コース目27例434±20/450±18.QT延長のグレード分類の1段階増悪は23回(18%),2段階増悪は1回(1%)に認めた.最悪グレードを各症例の代表値とすると,グレード0は19人,同1は10人,同2は5人,同3は0人であった.化学療法後に臨床上問題となる不整脈は認めなかった.【22年度予定】FEC療法によりQT延長をきたすことが示されたため,保存中のゲノムDNAを用いてKCNQ1,KCNH2,KCNE1,KCNE2,SCN5Aなどの薬剤誘発性QT延長関連遣伝子解析を進める.【概要】がん薬物療法における薬剤誘発性不整脈QT延長の頻度と臨床要因,QT延長を誘発しやすい抗がん剤あるいはレジメンを明らかにするために,乳がんに対するFEC療法(フルオロウラシル,エピルビシン,シクロフォスファミド)および胆道がん・膵臓がんに対する塩酸ゲムシタビン療法を受ける患者を対象に,治療前後の心電図により不整脈およびQT間隔の延長をスクリーニングした.おもな薬剤誘発性QT延長関連遺伝子との関連も調べた・【結果】研究期間中に乳がん患者34症例に153回のFEC療法を行い,うち研究参加の同意を取得できた計131回を対象とし,QT間隔の評価可能な心電図検査を計127回施行した.FEC療法の1サイクル目から6サイクル目までのすべてのサイクルで,治療後のQT延長が有意差をもつて示された:1コース目27例422±16(前)/439±18(後),2コース目28例426±17/438±18,3コース目26例431±19/447±17,4コース

目27例434±20/450±18.QT延長の有害事象グレード分類は,グレード0は19人,同1は10人,同2は5人,同3は0人であった.化学療法後に臨床上問題となる不整脈は認めなかった.当該年度では主に,薬剤誘発性QT延長関連遺伝子であるカリウムチャネル遺伝子(KCNQ1, KCNH2)に存在する4つの一塩基多型と各患者のQT延長の程度との関係を調べたが,有意な相関性は認めなかった.なお,塩酸ゲムシタビン療法を受けた症例の解析は中途であるが,明らかなQT延長の傾向を認めていない.研究成果は英語論文として投稿した。
利己的な制限酵素修飾酵素遺伝子のゲノム進化での役割に関する比較ゲノムと実験進化

1.分離後のホスト殺しの条件EcoRIの場合について、修飾酵素と制限酵素の安定性に大差無い事を示した。中毒遺伝子が広まる条件を進化生態学で明らかにした。空間構造の重要性が示された。2.超好熱古細菌ゲノム比較から得られた制限酵素修飾酵素Pyrococcusの挿入ゲノム部分から小麦無細胞タンパク合成系によって制限酵素PahIを同定し精製した。CTACから新規の末端TA3'を作る。修飾酵素M. PahIを精製解析した。GT6mACを生じ、DNAメチル化酵素で最も耐熱性で、初めて熱力学的測定を行った。3.近縁ゲノム比較による多型形成解析黄色ブドウ球菌の1型制限酵素の特異性サブユニットについて、二つの配列認識ドメインの間の組換えを発見した。バラログのクラスターを7株で比較し、「機能故に保存された配列間の相同相互作用によって再編が起きた」と提唱した。Nesseria4株を比較してファージを発見し、そのトランスポゼースで組み込まれた事、ゲノム再編を引き起こした事を推定した。4.制限酵素の攻撃等によるDNA切断とゲノム再編一匹だけ感染した細胞でのファージへの3型制限酵素による損傷が、プロファージの相同組換え機能によって修復される事を示した。1型制限修飾遺伝子によるDNAホモロジー依存相同組み換えが、RecA機能に依存する事を明らかにした。大腸菌の環状染色体DNAの二重鎖切断による線状化を検出する系を作った。組換え変異体で線状染色体を検出した。大腸菌BJ5183株で、相同組換えによる制限酵素切断の修復が高頻度な事を証明した。ホリディー構造の非対称分岐点移動反応をモデル化し、無細胞系でのデータに適用した。5.制限修飾遺伝子の自己増幅。枯草菌染色体上でのBamHI制限修飾遺伝子のタンデムな増幅がBamHI制限酵素に依存して起きることを示した。(1)ゲノム情報からの解析。(1-1)解読ゲノムからの制限修飾遺伝子の探索。ある解読好熱古細菌ゲノム中に、DNAメチル化酵素ホモログを洗い出し、その近隣のORFについて、制限酵素遺伝子候補を絞り、これら候補ORFをPCRでふやし、小麦胚芽のin vitroたんぱく合成系で発現させ、DNA切断活性を検索した。制限酵素を発見し、その反応条件、認識配列、切断位置を決定した。これは、新規の断端をもっていた。ほぼ完全に精製した。(1-2)ゲノム多型形成の痕跡の探索。(2)制限酵素修飾酵素遺伝子の自己増殖とゲノム再編。(2-1)同調的自己増幅誘発。RM遺伝子が増幅したか否かを検討するためのドットブロットによる簡便なアッセイ系を作った。(2-2)制限修飾遺伝子のサブゲノム間転移。大腸菌内での制限修飾酵素遺伝子のプラスミドから染色体への転移が制限酵素活性に依存するかを検討し、結論を得た。(2-3)大規模ゲノム再編。染色体上にPaeR71制限修飾遺伝子と相同なゲノム領域をタンデムに持つ大腸菌を繰り返し植え継ぎ、どのようなゲノムが生き残るかを調べた。(2-4)非染色体DNAに対する制限酵素の攻撃と再編。制限修飾遺伝子の攻撃によってドライブされるDNAの再編を、プラスミドで解析した。(1-1)解読ゲノム中の制限修飾遣伝子の探索。Pyrococcusのゲノム

配列中に、制限酵素遺伝子候補を探し、小麦胚芽のin vitroたんぱく合成系で発現させDNA切断活性を検討した。複数の活性のうち一つを精製し、至適条件、認識配列、切断サイト、耐熱性を決定した。(1-2)病原細菌ゲノム多型形成の痕跡の探索。Neisseriameningitidisの二つの株のゲノム配列を比較し、新しいゲノム再編機構を推測した。Staphylococcusの多数の株のゲノム配列を比較し、多型の形成機構を推測した。その過程で、CGATを改良した。(1-3)制限修飾系の進化。制限修飾遺伝子が、「ホスト殺し」によって存続するための諸条件を、ポピュレーションダイナミクス手法によって明らかにした。(2)制限酵素修飾酵素遺伝子の自己増殖とゲノム再編。(2-1)増殖サイクル。枯草菌に、増幅が起きた細胞からのゲノムDNAをドナーとして、増幅による形質転換体の頻度の上昇を示唆する予備的な結果を得た。(2-2)自己増幅検出系。制限修飾遺伝子の増幅を検出する系を、蛍光レポーター遺伝子を用いて作った。(2-3)制限修飾遺伝子のサブゲノム間転移。大腸菌での転移が制限酵素活性に依存するかを検討した。(2-4)大規模ゲノム再編。制限修飾遺伝子と対立遺伝子をあわせ持つ大腸菌の植え継ぎを繰り返して、どのようなゲノムが生き残るかを調べた。(2-5)非染色体DNAに対する制限酵素の攻撃と再編。制限修飾遺伝子によるファージおよびプラスミドの攻撃と再編を解析した。(3)仮説と命名法以上をもとに死とゲノムの維持進化について仮説を提唱した。制限修飾酵素などについての新しい命名法を提唱した。
図形マッチング機能を有するビジョンチップの研究

本研究では、特に動画像処理におけるフロントエンド処理として重要な機能といえるテンプレート図形と入力画像とのマッチング機能に焦点をおき、高空間解像度化・高集積度化を目指したビジョンチップアーキテクチャを提案し、LSIへの集積化を実現することを目的とする。具体的には、A)高速視覚の画像特性を用いて単純化された図形テンプレートマッチングアルゴリズムの研究・開発、B)ビジョンチップ上で任意テンプレート図形を生成可能とする高集積化に対応した図形生成機能アーキテクチャの設計、C)テンプレート図形と入力画像の図形マッチング機能アーキテクチャの設計、D)B),C)のアーキテクチャを基にしたビジョンチップの開発を行い、従来集積度向上が困難と考えられてきた、動画像処理において重要な機能である任意の図形テンプレートと入力画像との高速なマッチングを可能とするビジョンチップの開発を行う。平成14年度は、平成13年度に設計したビジョンチップアーキテクチャを実際に試作し、テストボード上でアルゴリズムの性能評価を行った。具体的には以下の研究を行った。1)平成13年度に設計したビジョンチップデバイスを試作した。2)1)で試作されたビジョンチップデバイスをテストボード上に搭載し、その動作チェックを行った。3)テストボード上に対応して、図形マッチングアルゴリズム動作に関する評価を行った。4)試作したテストボードを用いて実画像に対する動作を確認した。5)本研究で提案したアルゴリズム、アーキテクチャについて整理を行い、その体系化を行った。平成13年度は、テンプレート図形とのマッチング機能を実現するためのアルゴリズム開発及び、そのピジョンチップアーキテクチャの設計を行った。1)高速視覚の画像特性を考慮した図形マッチングアルゴリズムを提案した。2)1)で提案したアルゴリズムを高速ビデオ画像を用いてシミュレーション検証した。3)ビジョンチップの全体アーキテクチャの設計を行い、画素毎にある完全並列処理部と、行・列毎にある列並列処理部の機能を明らかにした。4)画素毎に行、列に依存した座標値を比較するための完全並列処理部のアーキテクチャを設計した。5)行、列に依存した座標値に関する演算を行う、列毎にある列並列処理部のアーキテクチャを設計した。6)画像の総和計算を行う出力回路アーキテクチャを設計した。7)4),5),6)を組み合わせた、図形マッチング機能を実現するビジョンチップLSIの設計を行った。
室内空気質改善及び省エネルギー性向上のための建築設備システムの最適化

民生部門におけるエネルギー消費量が増加する傾向がある。特に、最近の集合住宅の大型化、高層化及び高級化は、家庭部門のエネルギー消費量増加の大きい原因となっている。一方、民生部門のエネルギー問題の対策として、分散型エネルギーシステムが導入されている。本研究では、GAを用いて、集合住宅における設備システムの最適設計を行い、設備システムの省エネルギー性を検討する。まず(Step1)、集合住宅における総エネルギー負荷を計算し、時刻別エネルギー需要を検討する。エネルギー負荷計算は、TRNSYS(冷暖房エネルギー負荷計算)を用いる。次のStepでは、GA(Genetic Algorithm)を用いて、総エネルギー負荷に基づき、設備システムの機種、容量、台数を選定し、最小エネルギー消費で運転が可能なパタンを選ぶ。分散遺伝的アルゴリズムとも呼ばれるMIGAモデルを用いて、最適化された設備システムを提案する。平成20年度の研究では、集合住宅を対象建物とし、TRNSYSを用いて集合住宅における消費冷暖房エネルギー量を予測し、冷暖房エネルギーの日中変化量を検討した。検討を行った予測値に基づき、集合住宅の冷暖房に必要な冷熱、温熱設備機器を選定し、エネルギー消費量が最も少ない設備機器の容量や台数、最適な設備機器の運転パタンを決め、今後の使用可能性を検討した。本研究のように集合住宅を想定した場合、1世帯(4人家族、三つ部屋)に必要な冷暖房設備はヒートポンプの1台のみとなり、ヒートポンプの運用計画を適切に立てることにより、設備機器のコスト問題と省エネルギーが図れた。
アクティブタッチ技能の獲得過程の解明：身体の触運動ダイナミクスからの検討

環境への柔軟な適応の基盤となる知覚において,外界の情報を探索する能動的な身体運動が果たす役割については、以前として未解明な部分が多い。本研究提案は,複雑な刺激情報を選り分け,有用な一群の刺激を浮かび上がらせる身体運動の側面から,実世界における能動触知覚(アクティブタッチ)技能の獲得プロセスの理解を目的とするものである。アクティブタッチ技能の獲得が生活の質に大きく影響する視覚障害児を対象とし、大人になってからの習得が困難であるとされる点字の触読にともなうアクティブタッチ技能の獲得過程における探索的身体運動の変遷を縦断的に検討している。現在、柔軟なワイヤー型の3次元動作解析装置と,複雑な時系列変化の特徴抽出を可能にする非線形解析という道具立てを用いて、予備実験を経て、視覚特別支援学校および盲学校に在籍する8名の児童の縦断的計測を開始している。児童の点字の触読の縦断的データが最終的にすべての揃うのは2020年3月を予定している。現時点での計測済みのデータをもとにした成果報告の学会発表が、2019年にオランダのフローニンゲンにて行われる国際学会International Conference on Perception and Actionにおいて採択されている。また、本研究プロジェクトの一環として、Routledgeから2019年8月に刊行される英文学術書籍“Perception as Information Detection: Reflections on Gibson's Ecological Approach to Visual Perception"の第2章を分担し(20頁)、知覚にともなうアクティブな探索技能を可能にする「媒質」の問題について、視覚と触覚の対比から論じる論文を執筆した。2018年の6月に分担研究者のはこだて未来大学の伊藤精英教授が研究代表者の所属する神戸大学に訪れ、研究打ち合わせおよび予備実験を行うとともに、計測場所の視覚支援学校に訪問して今後の計測に関する打ち合わせを行った。現在、最新の柔軟なワイヤー型センサーと,複雑な時系列変化の特徴抽出を可能にする非線形解析という道具立てを用いて、予備実験を経て、視覚特別支援学校および盲学校に在籍する8名の児童の縦断的計測を開始している。最終的にすべてのデータが揃うのは2020年3月を予定しているが、計測済みのデータをもとにした成果報告の学会発表が、2019年にオランダのフローニンゲンにて行われる国際学会International Conference on Perception and Actionにおいて採択されている。本研究プロジェクトの一環として、Routledgeから出版される英文学術書籍“Perception as Information Detection: Reflections on Gibson's Ecological Approach to Visual Perception"にて、知覚にともなうアクティブな探索技能について論じた論文の公刊が決定しており(2019年8月に公刊)、当初の計画以上とは言えないまでも、おおむね順調に研究が進展していると言える。今年度いっぱいは定期的に縦断的な計測実験を行うとともに、2019年にオランダのフローニンゲンにて行われる国際学会International Conference on Perception and Actionにおいて、計測済みのデータの予備的な分析結果を報告する。今年度末にすべての計測を終えた時点で、速やかにデータ分析を行い、複数の切り口から触読におけるアクティブタッチ技能の獲得に見られる特徴を抽出することから得られた知見を、国際学術論文において報告する。続いて、本年度に購入予定の3次元動作解析システムを用いた探索技能の実験を行うことを計画している環境への柔軟な適応の基盤となる知覚において,外界の情報を探索する能動的な身体運動が果たす役割については、以前として未解明な部分が多い。

現在、最新の柔軟なワイヤー型センサーと,複雑な時系列変化の特徴抽出を可能にする非線形解析という道具立てを用いて、予備実験を経て、視覚特別支援学校および盲学校に在籍する8名の児童の縦断的計測を開始している。最終的にすべてのデータが揃うのは2020年3月を予定しているが、計測済みのデータをもとにした成果報告の学会発表が、2019年にオランダのフローニンゲンにて行われる国際学会International Conference on Perception and Actionにおいて採択されている。本研究プロジェクトの一環として、Routledgeから出版される英文学術書籍“Perception as Information Detection: Reflections on Gibson's Ecological Approach to Visual Perception"にて、知覚にともなうアクティブな探索技能について論じた論文の公刊が決定しており(2019年8月に公刊)、当初の計画以上とは言えないまでも、おおむね順調に研究が進展していると言える。今年度いっぱいは定期的に縦断的な計測実験を行うとともに、2019年にオランダのフローニンゲンにて行われる国際学会International Conference on Perception and Actionにおいて、計測済みのデータの予備的な分析結果を報告する。今年度末にすべての計測を終えた時点で、速やかにデータ分析を行い、複数の切り口から触読におけるアクティブタッチ技能の獲得に見られる特徴を抽出することから得られた知見を、国際学術論文において報告する。続いて、本年度に購入予定の3次元動作解析システムを用いた探索技能の実験を行うことを計画している計測用のセンサーやソフトウェア、その他備品の価格が当初の計画とは購入時に若干異なったため、799円を次年度使用額として残すことになった。翌年度分として請求した助成金とあわせて、今後の実験に用いる3次元動作解析システムの購入およびオランダで行われる国際学会への研究代表者および研究分担者の渡航費として使用することを計画している。
Ｘ線・中性子・ＸＦＥＬと磁場配向を組み合わせた新規構造解析法の確立

タンパク質微結晶を三次元磁場配向させた試料(Magnetically Oriented Microcrystal Array: MOMA)から高分解能での構造解析が可能であるかどうかは分かっていなかった.そこで,タンパク質などの結晶構造解析において一般的に用いられている放射光X線を利用することで,タンパク質のMOMAからの高分解能での結晶構造解析を目指した.申請者らは10マイクロメートル角以下のニワトリ卵白リゾチームの微結晶を紫外線硬化樹脂中で磁場によって三次元配向させた後に,紫外線照射により結晶周囲の樹脂を硬化させることで配向を固定した試料をSPring-8 BL38B1で解析した.その結果,約1.8 Aでの構造解析に成功し,タンパク質のMOMAからの高分解能での構造解析が可能であることが証明された.上記のMOMA法をリゾチーム以外のタンパク質結晶に応用していくい上で,紫外線硬化樹脂が疎水性であるため,結晶が水に濡れている場合,結晶同士が凝集してしまい結晶が均一分散した懸濁液を作製することができない、という問題が存在していた.そこで,ゼラチンやアガロースなどハイドロゲルを懸濁媒体として利用した.実際にゲルを懸濁媒体として,リゾチーム微結晶のMOMAを作製し,約1.9 Aでの構造解析に成功した.この水溶性ゲルを懸濁媒体として用いた場合の利点として,結晶を乾燥させる必要が無いことに加えて,中性子結晶構造解析への応用が簡単に行えることが挙げられる.つまり,懸濁媒体のゲルを調製するさいに軽水ではなく,重水を使って調製することで中性子回折の軽水素由来のバックグラウンドを低減できる.このバックグラウンドの低減により重水で調整したゲルMOMAの中性子測定で回折点が観測できた.ゲルを用いたMOMAにより数十ミクロン角の結晶から中性子結晶構造解析が可能になると期待できる.翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
シグナル伝達におけるミトコンドリア動態の時空間的解析―自然免疫系を切り口として

研究項目「ミトコンドリア動態変化のin vivo時空間的解析」「ミトコンドリアー細胞小器官相互作用のin vivo時空間的解析」については、当初、細胞内ミトコンドリアを高速液中原子間力顕微鏡により観察する計画であった。しかし、生きた細胞を細胞膜外からの走査で観察可能なミトコンドリアは限られ、解析が極めて困難であると、条件検討の過程で考えるに及んだ。本項目は、MDA5-IPS-1シグナル伝達系の、「後」であるミトコンドリアに着目し、その動態変化を把握することを目指すものだったが、細胞へのウイルス感染過程の初期焦点を当てることとした。具体的には、ウイルスが細胞への侵入に利用する宿主細胞側機構である、エンドサイトーシスを解析の対象とした。エンドサイトーシス進行には、諸タンパク質因子に加え、アクチン骨格と膜張力が重要な役割を担うが、その関連の詳細は明らかになっていない。本研究では、ストレッチチャンバーを用いて細胞膜張力を変化させ、高速液中原子間力顕微鏡でクラスリン依存的エンドサイトーシス(CME)を解析した。細胞の張力を亢進させた場合、開口時間が有意に長くなった。CMEは、200-300 nmの開口(U型)が、数秒-数十秒、100 nm程度の開口(Ω型)となる段階を経て、完全に閉じる段階に至ることが所属研究室の先行研究からわかっている。得られた結果を総合すると、U型からΩ型に遷移する過程は、膜張力依存的だと考えられる。U/Ω型に対応する段階の間には、エネルギー的不連続があるとのin silicoの報告があり、膜張力はこの「不連続」を克服する鍵となる要素であると示唆される。現在、より高い時間分解能による観察で得たデータの解析と、この段階の膜変形の責任タンパク質の1つとされるdynaminをノックダウンした細胞の張力を変化させて観察する実験の追加データ取得に取り組んでいる。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は、細胞によるウイルス二本鎖RNAの認識を担うシグナル伝達経路での、ミトコンドリアの役割を解明することにある。採用第1年目の本年は、ミトコンドリアに至るシグナル伝達経路の活性化機構の解明と、タンパク質や細胞小器官の時空間的解析の技術の開発とに取り組んだ。1.ウイルス二本鎖RNAーMDA5ーIPS-1シグナル伝達経路の活性化機構の解明(1) MDA5は長いウイルス二本鎖RNAを特異的に認識し、リガンド依存的にATPを加水分解する、細胞内センサータンパク質である。野生型および恒常活性変異型のMDA5、また、ATP存在下でリガンドRNAに結合していないMDA5を原子間力顕微鏡で観察し、解析した。恒常活性変異型およびATP加水分解後のMDA5は、野生型およびATP加水分解前に比べ、最小外接円半径が有意に大きかった。(2)単離・精製した上記2種類のMDA5と、下流因子IPS-1とを試験管内で混合し、原子間力顕微鏡によって観察し、解析した。恒常活性変異型は、野生型に比べ、大きな凝集体が多く観察された。他のグループが報告してきた種々のモデルとは異なり、以上の結果と、本研究の従前の結果とは、「野生型MDA5は、ウイルス二本鎖RNAと結合後、ATP加水分解を生じて解離し、その分子構造が『コンパクトな構造』となることで、ミトコンドリア外膜上のIPS-1と結合し、これを活性化する」ことを示唆している。2.生細胞内の動態の時空間的解析に向けた、生細胞観察技術の開発本課題では、高速原子間力顕微鏡を用いてミトコンドリアを中心とした細胞内小器官と、細胞表層の現象との協関を探ることを目指す。モデルとして、神経細胞であるPC-12を選定し、現在、この細胞の観察条件の至適化に取り組んでいる。また、神経成長因子による分化誘導が、細胞骨格や細胞内小器官に及ぼす影響を、蛍光観察により調べている。ウイルス感染への応答において中心的役割を果たすMDA5のシグナル伝達経路は、その活性化機構が不明であった。本研究課題の第1研究項目では、原子間力顕微鏡を用いて分子の形状を可視化する事により、リガンド依存的な構造変化を捉えることに成功した。ウイルス認識からミトコンドリアに至る経路の活性化機構に関して、構造学的観点から新たな知見を提示したといえる。昨年度に取り組んだ研究目的1「ウイルスRNA-MDA5-ミトコンドリア上IPS-1シグナル伝達経路分子機構モデルの、検証と深化」では、細胞質ウイルス二本鎖RNAセンサータンパク質MDA5がミトコンドリア膜上に局在するIPS-1にシグナルを伝達するメカニズムを解明することを目的として実験を遂行し、「コンパクトな構造」をとるMDA5がIPS-1の凝集を誘導するという構造学的新知見を得た。この結果を受け、本年度は、ミトコンドリア外膜上におけるMDA5とIPS-1との相互作用を解析した。蛍光タンパク質Venusに融合したIPS-1を恒常発現するHeLa細胞からミトコンドリアを単離し、野生型または恒常活性変異型MDA5を添加した後に、スライドグラス上に固定して共焦点蛍光顕微鏡で観察した。すると、野生型と変異型との間で、ミトコンドリア上の蛍光シグナルに顕著な差違はみられなかった。

また、同様に単離したミトコンドリアに野生型または恒常活性変異型MDA5を添加し、遠心分離によってミトコンドリアを回収した後に、結合したMDA5量を抗MDA5抗体を用いたウエスタンブロッティング法により定量解析したところ、やはり野生型・変異型間で結合量に有意差は検出されなかった。この結果は、精製したIPS-1およびMDA5を用いた実験や、in vivoでの感染細胞を用いた先行研究の結果を考え合わせると、単離ミトコンドリア上では恒常活性変異型MDA5がIPS-1を活性化しないことを示す。本実験では、ミトコンドリアを単離することで、ミトコンドリアの何らかの生理的要素が失われ、IPS-1-MDA5間の相互作用に影響したものと考えられる。また、生きた細胞の細胞内小器官および、細胞から単離した細胞小器官の、高速液中原子間力顕微鏡を用いた可視化解析技術を目下開発中である。研究目的Iにかかげた、シグナル伝達モデルの検証と深化に関しては、おおむね達成でき、現在発表準備中である。ミトコンドリア上でのシグナル伝達の様態の観察・解析は、明確な結果を得るに至っていない。当初の予定では、今年度に細胞内のミトコンドリアの高速原子間力顕微鏡(HS-AFM)により観察する方法を確立し、可視化解析を行う予定であったが、技術習得に予想以上の時間を費やしたことから、本年度内における確立には至らなかった。観察条件を検討する中で、生きた細胞内のミトコンドリアを細胞膜外から観察し、解析可能なデータを得るのが想像以上に困難であることも明らかになりつつあるため、単離したミトコンドリアを観察することも検討する予定である。研究項目「ミトコンドリア動態変化のin vivo時空間的解析」「ミトコンドリアー細胞小器官相互作用のin vivo時空間的解析」については、当初、細胞内ミトコンドリアを高速液中原子間力顕微鏡により観察する計画であった。しかし、生きた細胞を細胞膜外からの走査で観察可能なミトコンドリアは限られ、解析が極めて困難であると、条件検討の過程で考えるに及んだ。本項目は、MDA5-IPS-1シグナル伝達系の、「後」であるミトコンドリアに着目し、その動態変化を把握することを目指すものだったが、細胞へのウイルス感染過程の初期焦点を当てることとした。具体的には、ウイルスが細胞への侵入に利用する宿主細胞側機構である、エンドサイトーシスを解析の対象とした。エンドサイトーシス進行には、諸タンパク質因子に加え、アクチン骨格と膜張力が重要な役割を担うが、その関連の詳細は明らかになっていない。本研究では、ストレッチチャンバーを用いて細胞膜張力を変化させ、高速液中原子間力顕微鏡でクラスリン依存的エンドサイトーシス(CME)を解析した。細胞の張力を亢進させた場合、開口時間が有意に長くなった。CMEは、200-300 nmの開口(U型)が、数秒-数十秒、100 nm程度の開口(Ω型)となる段階を経て、完全に閉じる段階に至ることが所属研究室の先行研究からわかっている。得られた結果を総合すると、U型からΩ型に遷移する過程は、膜張力依存的だと考えられる。U/Ω型に対応する段階の間には、エネルギー的不連続があるとのin silicoの報告があり、膜張力はこの「不連続」を克服する鍵となる要素であると示唆される。
新しいループス腎炎発症機序:血清アミロイドP・オリゴヌクレオソームの役割

ループス腎炎発症にはDNA・ヒストンなどの核抗原を含む免疫複合体の糸球体への沈着が重要と考えられる。しかしながらこの核抗原の糸球体への沈着機序は不明な点が多い。細胞核内においてはヒストン、DNAが互いに強く結合してヌクレオソームを形作っており細胞死において核クロマチンから、freeのヒストン、DNAというよりはオリゴヌクレオソームの形で血中に放出される。これらのヌクレオソームと抗核抗体がICを形成する可能性がより高いと考えられる。本研究ではヌクレオソームが糸球体に沈着しうるか、また血清中の主なるDNA結合蛋白であるアミロイドPがこの沈着にどのように関るかについて検討した。前年度での研究成果をもとに今年度は以下の結果を得た。ラットGBMでは抗ヒトアミロイドPを用いた免疫組織化学ではアミロイドPの存在を確認できなかった。ヒトアミロイドPをラットの左腎に環流したが沈着は確認できなかった。ヒトGBMへのDNA・ヌクレオソームのin vitroでの沈着がSAPによるものであることの確認のためヒトGBMをトリプシン処理した。処理GBMでは抗SAPのELISAでは検出できなかったが抗collagenIVの発現は若干の減弱を見たのみだった。この処理GBMではDNA・ヌクレオソームの沈着が50%程度に減弱した。これらの結果から少なくともヒトにおいては核抗原のGBMへの沈着にアミロイドPが一部関与している可能性が考えられる。ループス腎炎の発症にはDNA・ヒストンなどの核抗原を含む免疫複合体の糸球体への沈着が重要と考えられる。しかしながらこの核抗原の沈着機序については不明な点が多い。ヒストン、DNAは細胞核内においては互いに強く結合してヌクレオソームを形作っている。necrosis、apoptosisなどの細胞死において核クロマチンから、freeのヒストン、DANというよりはオリゴヌクレオソームの形で血中に放出されこのヌクレオソームと抗核抗体がICを形成する可能性がより高いと考えられる。本研究では核抗原としてこのヌクレオソームを用いて、その沈着機序について検討した。血清アミロイドP蛋白(以下SAP)はDNA、ヒストンと結合することが近年明らかとなった。またヒトGBM上にはSAPと同じ抗原性を持つ物質が存在するとの報告がある。このためヒトGBMを単離しELISAを用いてヌクレオソームの結合性を検討したところ、ヌクレオソームはヒトGBMに濃度依存的に結合した。また、SAPにヌクレオソームが結合するかを同様にELISAを用いて検討したところ、やはり濃度依存的にきヌクレオソームがSAPに結合することを確認した(第39回日本腎臓学会総会発表予定)。ループス腎炎はSLEの臓器障害の予後を左右する重要な病態であり、糸球体係蹄壁に免疫グロブリン、補体の沈着が見られることから免疫複合体病と考えられている。SLEは多くの自己抗体、とりわけ核抗原にたいする自己抗体を産生することが特徴である。特に抗dsDNA抗体は腎炎発症に先行して抗DNA抗体の血中抗体価が上昇する、ループス腎炎患者バイオプシーおよびループス自然発症マウスの腎から溶出してきた抗体には抗DNA抗体が含まれることなどからループス腎炎の病態発現にDNA-抗DNA免疫複合体が重要な役割を果たすと考えられてきた。しかしながらどのようにICが糸球体へ沈着するか不明であった。ICの糸球体への沈着機構を明らかにすることはループス腎炎の発症・進展の機序を探る上で重要である。我々(Morioka et al Kidney Int 45:991,1994)あるいは他のグループの研究結果からDNAを含むICの沈着には従来考えられていたような受け身的沈着ではなくGBMに親和性を持つヒストンのような陽性荷電物質を介しての沈着が大きな部分を占めることが明らかとなってきた。

細胞核内においてはヒストン、DNAが互いに強く結合してヌクレオソームを形作っておりnecrosis、apoptosisなどの細胞死において核クロマチンから、freeのヒストン、DNAというよりはアリゴヌクレオソームの形で血中に放出される。これらのヌクレオソームと抗核抗体がICを形成する可能性がより高いと考えられる。本研究ではヌクレオソームが糸球体に沈着しうるか、また血清中の主なるDNA結合蛋白であるアミロイドPがこの沈着にどのように関るかについて検討し以下に述べる結果を得たので報告する。1)ループス腎症患者から得られた抗体と牛胸線DNA・鶏由来ヒストンを用いてin vitroにおいてヌクレオソーム-抗DNA抗体複合体を再構成した。このヌクレオソーム-抗DNA抗体複合体をラット腎に還流したところGBMに沿ってこの複合体の沈着を確認した。2)ヒト糸球体基底膜にアミロイドP様物質が存在することを確認した。3)ヒト糸球体基底膜に存在するアミロイドP様物質を介してDNA・ヌクレオソームがヒト糸球体基底膜に沈着する可能性をELISAを用いて示した。
ヒノキ落枝分解菌の分離培養と特性解明

平成29年度に引き続き、ヒノキ林におけるヒノキ落枝の腐朽過程を明らかにする目的の下、ヒノキ枝の腐朽期間が明らかにされた条件下、腐朽過程を定量化できる実験を続けた。具体的には、平成28年7月に長さ20 cm、直径約10 cmヒノキ枝を、市販の洗濯ネット1枚に1つづつ入れ、徳島県阿波市ヒノキ林に、1 m間隔で、斜面傾斜方向に7列、斜面横方向に12列、洗濯ネットをペグで地面に打ち付けて、自然の環境下に置いた。749日後、平成30年7月に27個ヒノキ枝を回収し、ドリルで穴をあけ、木材サンプルをドリル削りかすとして採取し、材密度、ホロセルロース密度、リグニン密度の変化を明らかにした。尚各密度はこの削りかすと両成分の重量を、ドリル穴の体積で除し求めた。さらに、同じヒノキ林にて、ヒノキ伐採後6年、15年、23年経過したヒノキ切株より木材サンプルを採取し、同様に分析した。ヒノキ枝では、749日間置くことにより、材密度は腐朽前の87%に減少した。ホロセルロース密度は設置前の74%に減少した。一方、リグニン密度は設置前に比べ統計的に有意な減少は認められなかった。以上の結果より、ヒノキはホロセルロースが主に分解を受け、リグニンの重量は大きな変化を受けないで腐朽が進行することが知られた。さらに、749日間の設置により、ヒノキ枝より13菌株を得た。内2菌株は、Microporus, Polyporaceaeと示唆される。1菌株はNeoantrodiellaceae, Hymenochaetalesと示唆される。これらの菌は、ITS領域の相同性が高い菌の既往の特性により、白色腐朽の性質を示すと示唆される。ヒノキ林におけるヒノキ落枝の腐朽過程を明らかにする目的の下、ヒノキ枝の腐朽期間が明らかにされた条件下、腐朽過程を定量化できる実験に着手した。具体的には、長さ20 cm、直径約10 cmヒノキ枝を、市販の洗濯ネット1枚に1つづつ入れ、徳島県阿波市ヒノキ林に、1 m間隔で、斜面傾斜方向に7列、斜面横方向に12列、洗濯ネットをペグで地面に打ち付けて、約4か月半、自然の環境下に置いた。その後、26個ヒノキ枝を回収し、重量減少率、ホロセルロース量、リグニン量、エチルアルコール/ベンゼン混液抽出量の変化を明らかにした。重量減少率は平均値5%であり、1%危険率で統計的に有意に、重量が減少していることが知られた。一方、ホロセルロース含量、リグニン含量は、腐朽前各々55%、25%であり、既往の研究の含量と良い一致をみた。その結果、これらヒノキ腐朽程度の判断基準となる木材細胞壁主成分の定量も正しく行われていることが知られた。しかし、これら2つの物質含量の変化は、腐朽の前後で統計的に有意な差が認められなかった。一方、エチルアルコール/ベンゼン混液抽出量は、ヒノキ林に置くことにより、1%危険率で統計的に有意に22%減少したことが知られた。即ち、この期間では、抽出成分量の減少は認められるが、細胞壁成分の分解は認められないことが知られた。既往の研究によりヒノキは抽出成分に含まれている数種の成分の働きにより、シロアリによる食害、木材腐朽菌による腐朽に抵抗する材であることが知られている。抽出成分の減少により、耐蟻耐腐朽性を付与する成分も減少していれば、今後ヒノキを分解する菌を分離培養できる可能性がより高まったと考えられ、適切な途中経過を踏んでいると考えられる。平成28年度研究実施計画は、1-1ヒノキ林におけるヒノキ乾燥枝腐朽進行の定量化、1-2ヒノキ乾燥枝を腐朽する糸状菌の分離培養、の2点を行う予定であった。まず、1-1に関しては、研究実績で記載したようにヒノキ林にヒノキ枝試料を4か月半置いた。平成28年11月21日26個丸太を回収し、まず重量減少率の結果から、重量が減少していることが知られた。一方、ホロセルロース含量、リグニン含量は、腐朽の前後で統計的に有意な差が認められなかった。即ち、この期間では、抽出成分量の変化は認められるが、細胞壁成分の分解は認められないことが知られた。尚、エチルアルコール/ベンゼン混液抽出量に関しては、当初、別の3種類の有機溶媒で抽出し、これらの成分量の変化を、明らかにする予定であった。しかし、ヒノキ枝試料調製過程で、いくつかの材が虫の食害を受けた為、当初計画よりも実験に供した材数は減少した。さらに、他の材の虫の食害を防ぐため、早急に60°C72時間乾燥させた。その結果、生材からの有機溶媒抽出成分の採取はできなかった。そこで、セルロース含量、リグニン含量を定量する過程で必要とされる、エタノールとベンゼンを1:2 (v/v)で混じた溶媒で抽出する過程を、3種類の有機溶媒抽出過程の代替とし、抽出される成分量を、腐朽前後の材に対し比較した。1-2については、菌を8枚のシャーレに分離培養し、継体培養を続けている。