hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
イヌのNeospora caninum感染症の臨床的研究

ネオスポラ感染症は胞子虫綱に属するNeospora caninumによる感染症で、1988年に米国でイヌの脳神経組織内で確認された比較的新しい疾病である。本研究ではイヌのネオスポラ感染症の臨床的研究として、ELISAおよびIFAを用いた抗体保有状況の調査、および臨床データの回顧的研究を実施した。本研究で得られた神経症状を呈した症例での抗体陽性率は13.0%(19/146)であった。また神経症状を呈していない症例(n=200)で得られた抗体陽性率は2%であり、中枢神経疾患へのNeospora caninumの関与が疑われた。抗体陽性例の平均年齢は8.5歳であつた。MRI検査の結果ではMRI画像は個々の症例で様々な様相を呈し、T2強調画像でび漫性、限局性、散在性の高信号領域を認め、多くは髄膜脳炎様の画像が得られた。血液生化学検査では一定の傾向は認められなかった。主な症状は強直性発作(10/16)、歩様異常(6/16)が認められた。歩様異常の認められたものの多くは、小脳病変および脊髄病変が認められ、病理組織学的に確認できた症例は、髄膜腫(4例)、非化膿性髄膜脳炎(1例)、壊死性髄膜脳炎(1例)であった。また髄膜腫がMR画像から疑われた症例の抗体陽性率は30.8%(4/13)であり、髄膜腫の発生要因にN.canilnumの関与の可能性が疑われた。本研究ではイヌのネオスポラ感染症の臨床的研究として、以下の点を明らかにすることを目的とした。本研究で得られた神経症状を呈した症例での抗体陽性率は16.6%(10/60)であった。また神経症状を呈していない症例(n=100)で得られた抗体陽性率は2%であり、中枢神経疾患へのNeospora caninumの関与が疑われた。性別はオス(7/27)、メス(3/32)で性差は認められず、抗体陽性例の平均年齢は8.3歳(SD=3.4)であった。また血液生化学検査では一定の傾向は認められなかった。主な症状は強直性発作(7/10)、歩様異常(3/10)が認められた。歩様異常を示した症例は小脳病変(1/3)がまたは脊髄病変(2/3)が認められた。頸部脊髄病変が認められた2例はいずれも、MR画像上、脳幹に炎症性病巣および第四脳室の高度の拡張が認められており、脊髄病変は延髄-脊髄移行部の障害に伴い、二次的に起こったものと考えられる。MRIで腫瘤様の病変が認められた症例5および症例8では、外科的摘出が実施されており、それぞれ病理学的に非化膿性脳炎および髄膜腫と診断されたがいずれも原虫虫体は確認されていない。今後、これらの症例の追跡調査を行い、より詳細な病理組織学的検討を行う必要があると考えられる。
植物の胚発生とインドール-3-酢酸(IAA)生合成の場

1)IAAld酸化酵素の生理的役割の検討我々がシロイヌナズナでIAA生合成への関与の可能性を示したIAAld酸化酵素の過剰発現形質転換体を作成した。これまでに、少なくとも8ラインの独立なラインが単離され、その表現型を解析してきたが、現在の所、過剰発現株において野生型と比較して有意に異常な表現型は認められていない。2)温度感受性胚性死突然変異体の探索現在1次候補として温度感受性を示す可能性のあるものが6ライン単離できている。それらの種子を現在制限温度(22°C)と許容温度(16°C)で育成中である。3)ニンジン不定胚を用いたオーキシンの胚発生への関与効率は悪いが、ニンジンを用いて不定胚形成の系が確立した。今後、遺伝子導入の系を確立させ、レポーター遺伝子を導入して実験を進めていく予定である。4)ABP1と直接相互作用するタンパク質の探索輸送シグナルを持つABP1と、輸送シグナルを持たないABP1を酵母内で発現させた。その結果シグナルペプチドを含み、ER retention signalを含まないコンストラクトが酵母内でtwo hybrid systemに利用できることが明らかになった。このコンストラクトと、独立なクローンを約150万個もつ花芽由来のcDNAライブラリーを用いて2回独立にスクリーニングを行った。1回目は、約10万個のコロニーをスクリーニングし、330個も1次候補を得た。2回目は約476万個のコロニーをスクリーニングし、約11200個の1次候補を得た。現在1回目のスクリーニングの1次候補からの解析を進めており、2次スクリーニング(キュアリングテスト)により217個の候補を得た。
弁別課題における嗅覚および視覚手掛かりへの依存に関する系統的解析:ラットおよびサルの場合

一般に、ヒトを含め霊長類は視覚により依存しており、嗅覚は他の動物に比べて劣っている、あるいは退化していると言われている。しかし、人を含め霊長類の嗅覚を理解するためには、嗅覚自体の解析のみならず、視覚との関わりを検討する必要がある。この問題へのアプローチの一つとして、対象を識別する際の嗅覚と視覚への依存度を、系統的に多様な種間で比較することが考えられる。上記のような観点から、嗅覚と視覚への依存度を、魚類まで含め脊椎動物を広く対象とし系統的に多様な種を対象として比較することは非常に興味のもたれる問題である。そこで今年度は、申請者のこれまでの研究との関連から、特にサル(Macaca属)およびラットを対象として、嗅覚刺激(匂い)と視覚刺激(色、形等)を弁別刺激とした場合、それらが同時に提示された時手掛かりとしてどちらの刺激に依存するか、すなわちどちらを“より多くあるいはより効果的"に使うかを、各刺激の生態学的特性を考慮に加え検討することを計画した。実際に嗅覚・視覚の関係を検討していく上で、当初設定していた訓練課題では刺激間での依存度の差異が、実験場面による影響を強く受け、必ずしも刺激特性や課題で想定した文脈により決まらないという問題が生じた。そこでよりふだんの行動を用いかつ嗅覚刺激や視覚刺激を操作可能なテスト法として、霊長類に対して人口ナッツ法を確立させた。さらに、霊長類のみならず他の動物に対しても広く応用可能なゼリーテストを確立させた。これにより、採食過程に限られるが、嗅覚・視覚の働きをさまざまな哺乳類で比較することが可能になると考える。
うつ病による二次性不眠症に対する各種睡眠薬の使用状況および有効性に関する調査研究

【研究目的】不眠症治療においてベンゾジアゼピン(BZD)系睡眠薬は最も頻用される薬剤であるが、うつ病患者の脳内でGABA含有量が低下していることが複数報告されており、薬理作用に内因性GABAを必要とするBZD系/非BZD系睡眠薬はうつ病に起因した二次性不眠症に対する効果が十分に発揮できない可能性が指摘されている。更に、うつ病の症状特性によってもGABA低下量が異なるという報告もある。つまり、症状特性によってBZD系薬剤の効果に差がある可能性があり、この症状特性を明らかにすることは適正な睡眠薬の選択に寄与すると考えている。本研究では、うつ病に起因した二次性不眠症に対する各種睡眠薬の使用状況および治療効果についてレトロスペクティブに調査・解析を行い、ハミルトンうつ病評価尺度(HAM-D)との相関を明らかにすることで睡眠薬の適正使用につなげることを目的とする。【研究方法】各種睡眠薬を使用しているうつ病患者を電子カルテよりレトロスペクティブに調査し、睡眠薬の種類および使用量とうつ病重症度との関係を検討する。当院において看護師は、入院患者を1時間毎に確認、電子カルテに記載しており、この情報をもとに睡眠時間および夜間覚醒回数を調査した。さらに、HAM-Dの各項目と睡眠時間との関連も評価した。【研究成果】HAM-D評価項目のうち、睡眠関連項目と睡眠時間は相関が見られた。さらに、不安関連項目の合計点数が高い群は睡眠時間が有意に短かった。また、睡眠薬の投与量が多い群ほど睡眠時間が有意に短く、さらにブロチゾラムやエスゾピクロンの投与率は睡眠障害の重症度と相関していた。これらの結果から、うつ病に併発する不眠症の重症度が高いほど睡眠薬が多く処方されるが、十分な効果を発揮できていない可能性が示唆された。今後は、この成果に基づき、プロスペクティブな調査・解析を行う必要があると考える。
マルチフェロイックBiFeO3をもちいた室温動作可能な電界制御メモリの創製

BiFeO_3/CoFe_2O_4二層膜をもちいてBiFeO_3に電界を印加することにより室温でCoFe_2O_4の磁区を反転させることに成功しており、研究達成度は100%である。さらに、電圧を膜厚方向へ印加できる縦型構造とすることにより、従来の横型構造に比べて電圧を1/20にまで低減させることに成功した。また、150nmの磁区を反転させることに成功しており超高密度の不揮発性メモリが期待できることが明らかとなった。このように当初の計画を大幅に超える成果を得ることに成功した。申請時の目的はBiFeO3の反強磁性結合を利用して強磁性層の磁化反転を室温で実現することであった。本年度の成果では、BiFeO3/CoFe2O4二層膜を作製し、BiFeO3への電圧印加によりCoFe2O4の磁区を180°反転させることに室温で成功しており、100%の達成度となる。さらに、1申請者は従来の横方向へ電圧を印加して分極反転させる構造ではなく、新たに縦型に電圧を印加する素子構造を開発し、従来に比べて1/20程度の低電圧で磁区を反転させることに成功した。縦型構造とすることにより将来は素子の電気抵抗を桁違いに低減できるようになる。現在の試料は、縦型構造としたことにより従来の報告に比べて駆動電圧がかなり低減できているが、現在の膜厚の100 nmを1 nm程度まで低減させれば、素子抵抗を50Ω程度まで低下させることができるようになる。つまり、不揮発メモリに必要とされているギガHz帯域での高周波駆動ができるようになることになる。また、2100 nmの微小の磁区を反転させることに成功したことは、開発中の電流駆動のspin-RAMの集積度に匹敵する高記録密度を電界駆動方式で実現できることを意味している。1および2は申請時に期待した以上の成功であり、本研究の達成度は200%といっても過言ではない。本研究の最終的な目的は、界面構造制御をした強磁性/BiFeO3二層膜を作製し、BiFeO3層への電界印加により強磁性層の磁化方向の反転を室温で実現させ、次世代の電圧駆動型磁気メモリを創製することである。申請時当初、平成23年度は、r.f.マグネトロンスパッタリング法により高品質なBiFeO3エピタキシャル膜をSrTiO3(100)基板上に作製し、BiFeO3/CoFe二層膜を作製し、微小ドット形状に電子線リソグラフィーをもちいて微細加工を行うことを計画していた。r.f.マグネトロンスパッタリングにより製膜するとき、1製膜ガス圧とガス種、2製膜温度の二つ条件を系統的に調べた。その結果、Arガスに少量のO2ガスを加えることでBiFeO3以外の異相の形成を抑制できることがわかった。また、ガス圧は0.1-0.13Pa程度のときBiO2などの異相の形成を抑えることができた。一方、製膜温度については、450°C以上のとき結晶化がはじまり、温度の上昇とともに結晶粒の成長が確認された。また、結晶化したすべての試料においてBiFeO3はSrTiO3(100)基板上にエピタキシャル成長していることをX線回折(φ-scan)および透過型電子顕微鏡により確認した。X線逆格子マッピングにより結晶の対称性について詳細に調べたところ、基板温度が550°Cのとき菱面体晶、600°Cのとき正方晶となっており、製膜温度により結晶の対称性を制御できることがわかった。本研究では、菱面体晶の対称性を利用した電気磁気効果を利用するため、製膜温度は550°Cが最適であることがわかった。表面平坦性を原子間力顕微鏡で調べたところ、表面平均粗さが0.5nm以下であり、平坦な表面が形成していることがわかった。平成24年度は、CoFeをBiFeO3上に製膜し、その磁気特性について調べる予定にある。震災の影響により電子線リソグラフィー装置の調整に時間を要したことが原因であるが、現在は復旧しており、震災前と変わらない性能を発揮していることから、平成24年度の前半で遅れを取り戻せる計画である。平成24年度は、BiFeO3/CoFe二層膜の交換結合を観察し、微細加工によりドット形状に加工したときの交換結合磁界について磁気間力顕微鏡をもちいて直接観察を行う。また、圧電応答顕微鏡により、BiFeO3の強誘電性についても同時観察する予定である。これらの実験の後、電界をドットに印加したときの磁化の変化について観察し、室温で明瞭な磁気電気効果を観測する。

既に、プローブ顕微鏡については、平成23年度にセットアップが終了し、試験的な観察を標準試料を用いて行っているため、平成24年度は円滑に実験を開始できる準備は整っている。平成24年度は、微細加工およびプローブ顕微鏡による観察実験を中心に行う計画にある。平成24年度は、加工および観察の消耗品を中心に研究費を計上している。また、本助成により得られた集大成を学会等で発表する計画にある。
産業と文化の経営人類学的研究

産業と文化の相関関係を実証的に究明し、その論理の抽出をめざし、(1)環黄海経済圏の産業と都市における文化創造・文化交流、(2)世界遺産をめぐる日中ならびにスペインの産業振興と文化交流、(3)文化活動を機軸とする産業と都市の協働関係の3つの領域に分けて調査をおこなった。近年の創造都市論や創造階級などの議論に見られるような文化を重視する視点から、都市の活性化、文化産業の興隆、世界遺産の積極的活用、地域祭礼の振興などに関する貴重な知見が得られた。本研究では、マネジメント(経営)に焦点をあて、産業と文化の相関関係を実証的に究明し、その論理を抽出することを目指している。そのため、研究対象を(1)環黄海経済圏の産業と都市における文化創造・文化交流、(2)世界遺産をめぐる日中韓の産業振興と文化復興、(3)文化活動を基軸とする産業と都市の協働関係の3つの領域に分けて調査をおこなった。では、北九州市で新日鉄等の企業と北九州市との協働関係、港湾事業、イノベーションギャラリー、正月の民俗行事などについて調査し、下関では港湾事業、朝鮮通信史の行列再現、大連神社などの調査を実施した。大連においては日系企業のメセナ活動、日本人駐在員の文化・スポーツ活動、企業家の建立した仏教寺院、春節などについて調査した。中国では連雲港で日系企業や中国企業の文化活動について、青島ではコリアンの企業活動について調査した。韓国では釜山の港湾事業、仁川の中華街整備などについて調査をおこなった。(2)では、熊野において世界遺産登録の経緯について文書資料を収集するとともに関係者への聞き取り調査を実施した。世界遺産が社寺や企業のみならず、ユネスコー日本政府一都道府県一市町村という系列の行政が新規文化マーケットの拡大に貢献していることが判明した。中国では北京、ならびに山東省の泰山、曲阜(孔廟、孔林、孔府)で世界遺産の調査をおこない、北京オリンピックに向けて文化政策がいかに実践されているかの一端を調べることができた。(3)では、徳島の阿波踊りとその波及状況、ならびに青森のねぶたについて経営学的視点からのデータ収集ができた。また企業と行政が祭りの推進母体として緊密な連携をとりながら、観光客の誘致につとめていることが経済学的統計データからも分析できた。(1)では北九州市の製鉄所、イノベーションギャラリー、環境ミュージアムなどを訪問し、下関市では馬関祭りにあわせて朝鮮通信使の行列再現行事をはじめ環黄海の文化交流をつなぐものに焦点を当てた。大連ではスポーツ交流の実態を調べた。(2)では吉野の補足調査をおこなうとともに、「紀伊山地の霊場と巡礼道」と共通点の多いサンチアゴ・デ・コンポステラ巡礼の調査をおこなった。また、泰山の登山節にあわせて調査を実施するとともに、曲阜では孔子関連の施設や事業にくわえ孟子の故里や廟の調査をおこなった。(3)では青森のねぶたと徳島の阿波踊りの調査を継続し、かつ仁川市では市の行政主導の中東研究院、韓国移民博物館、ならびにチャイナタウンの調査をおこなった。最終年度に当たり、北京中央民族院で開催された「東アジア人類学における相互理解のワークショップ」で(1)の研究成果を報告し、イタリアのレッチェでひらかれたヨーロッパ日本研究協会(EAJS)の大会で「Festival and World Heritage:Management of Region and Religion in Japan"というパネルを組織し、(2)と(3)に関する報告をおこなった。2年間の研究成果をまとめ、報告書『産業と文化の経営人類学的研究』(222頁)を印刷した。
C型肝炎トランスジェニックマウスを用いた肝癌発症機構の研究

1トランスジェニックマウスの発現解析全長ウイルス遺伝子を導入したALB-HN2(アルブミンエンハンサー・プロモーター制御)とME-HN2(SRαプロモーター制御)のラインから、A44,A39,A48,S2,S5の5ラインを対象とし、解析を行った。コントロールマウスとして、A44,A48,S2作成時の同腹個体を用いた。肝臓におけるウイルスmRNAの発現は、A44の12ヶ月齢で1/17、21ヶ月齢で12/17、A39,A49では、12ヶ月齢より全個体で観察された。S2,S5では、どの組織も全く発現が見られなかった。発現したmRNAは、全長が保たれており、リアルタイム定量PCRの結果、50-4000コピー/μg total RNAの発現量であった。これは5-400細胞当たり1コピーに相当し、肝臓全体ではなく、局所的に発現していることが示された。肝組織中のコア抗原の定量を行ったが、測定限界5pg/mg liver protein以下であった。これは、ヒトC型慢性肝炎患者の肝臓と同等(5-30000コピー/μg total RNA)、もしくは多少少ない発現量に相当するものであった。他の強発現系トランスジェニックマウスに比べ、ウイルス遺伝子発現量はヒトに近いモデルと考えられた。2肝臓の組織学的病態解析肝臓の組織学的解析で、血管周囲の炎症性細胞浸潤と巣状壊死が21ヶ月齢のA44,A39,A48に多く観察され、特に巣状壊死がA44,A39では有意に多かった。脂肪変性は全体に30-50%の個体に観察され、有意な上昇は見られなかった。肝組織の繊維化や腫瘍性病変、また血清トランスアミナーゼの上昇など、HCV mRNA発現特異的には観察されなかった。第3世代HCV抗体も全個体が陰性を示した。本来、アルブミンプロモーターによる発現制御のため、HCVタンパク質に対しては免疫寛容が予想された。しかし、生後2ヶ月齢まで、DNAメチル化による発現抑制が観察されたため、むしろHCVに対する免疫応答が期待された。結果的には、マウスの免疫応答が異なるためか、ヒトのような強い免疫応答は観察されなかった。3肝臓の分子病態解析HCV mRNA発現に伴い、肝臓内に特異的な遺伝子発現変化が見られないか、リアルタイムRT-PCRによる定量解析で検討した。その結果、ヒトで観察されるインターフェロン誘導遺伝子群や細胞周期関連遺伝子の発現増強が、観察された。以上より、アルブミンプロモーター制御下の全長導入トランスジェニックマウスは、ウイルス遺伝子発現量や組織病態変化から、炎症の弱い、一部の慢性肝炎患者に類似するモデルと考えられる。しかし、ウイルス抗体産生能などヒトとは大きく異なることより、ヒト慢性肝炎肝細胞癌モデルとしては、ウイルス抗原に対する免疫反応の導入が、必須と考えられた。以上より、アルブミンプロモーター制御下の全長導入

トランスジェニックマウスは、ウイルス遺伝子発現量や組織病態変化から、炎症の弱い、一部の慢性肝炎患者に類似するモデルと考えられる。しかし、ウイルス抗体産生能などヒトとは大きく異なることより、ヒト慢性肝炎肝細胞癌モデルとしては、ウイルス抗原に対する免疫反応の導入が、必須と考えられた。1肝炎、肝癌発症に関する動物実験(1)全長ウイルス遺伝子を導入したALB-HN2(アルブミンエンハンサー・プロモーター制御)とME-HN2(SRαプロモーター制御)のラインから、A44,A39,A48,M2,M5の5ラインについて凍結胚を融解し、飼育繁殖した。1ラインにつき雄20雌20の個体を確保し、導入遺伝子陰性のコントロール群として、A44,A48,M2の3ライン作出時における同腹個体を、各雄20雌20準備した。(2)免疫系移入用のマウスを作製するために、同系マウスにC型肝炎ウイルス、各種リコンビナントウイルス抗原を免疫し、免疫系の誘導を確認した。免疫系については、エピトープ解析、生物活性測定を行った。2トランスジェニックマウスの解析まず、ウイルス蛋白質発現だけで肝炎、肝癌の発症をみることができるか、上記観察個体を定期的に1年、2年で屠殺し、各臓器についてウイルスmRNA、ウイルス抗原、肝炎肝癌の有無を検索した。ラインA44は、導入遺伝子のメチル化を脱メチル化剤5-アザシチジン投与により解除すると、発現誘導を起こしやすいラインであった。脱メチル化剤を投与せずに自然発現誘導を観察したところ、1年齢22個体では観察できなかったが、2年齢16個体では12個体の肝臓に発現を認めた。これらのうち2例にのみ高度のリンパ球浸潤を観察したが、他の10例は導入遺伝子陰性コントロール群17個体と肝組織像に差は認められなかった。発現陰性個体1例の肝臓に、adenomaが観察されたが、導入遺伝子発現とは無関係のbackground病変と考えられた。今後他のラインについても解析を進め、発現と肝病変の関わりを明らかにする。C型肝炎肝癌の発症機序の解明及び治療法開発のために、C型肝炎トランスジェニックマウスの樹立とその解析を行った。1 5ラインのトランスジェニックマウスC型肝炎ウイルス全長遺伝子を導入したALB-HN2(アルブミンエンハンサー・プロモーター制御)とME-HN2(SRαプロモーター制御)のラインから、各々3ライン(A44,A39,A48)と2ライン(M2,M5)について、長期飼育観察と解析を行った。解析対象は、各群12ヶ月齢と21ヶ月齢のマウスで、導入遺伝子陰性のコントロール群(NC)として、A44,A48,M2の3ライン作出時における同腹個体を用いた。解析に用いた各群のマウス数は、以下の通りである。A44-12(17),A44-21(17),NC44-12(24),NC44-21(17),A39-12(27),A39-21(23),A48-12(29),A48-21(25),NC48-12(34),NC48-21(30),M2-12(29),M2-21(26),NC2-12(30),NC2-21(23),M5-12(31),M5-21(27).2トランスジェニックマウスの解析(1)発現解析
ミトコンドリア依存性新規TGFβシグナルによる細胞悪性化及び幹細胞形質誘導機構

ミトコンドリア呼吸鎖機能が低下すると、CREB転写因子が活性化され、HMGA2転写因子の誘導を経て、細胞形態、接着に関わる因子の発現が変化することがわかった。このことから、TGF.刺激下でのミトコンドリア機能の低下が細胞の悪性化形質誘導に関与している可能性が示唆された。さらに、ヒトがん細胞株でも同じ経路が活性化されている例が見出され、ミトコンドリア機能不全が実際のヒトがんの悪性化に関与している可能性が示された。1)ミトコンドリア依存経路によるTGFβ誘導性遺伝子の発現制御機構マウスおよびヒト乳腺上皮細胞を用いて、脱共役タンパク質UCP2或いはミトコンドリア特異的転写因子TFAM遺伝子をノックダウンしてミトコンドリア膜電位、もしくは呼吸鎖活性/活性酸素産生を操作できる細胞を樹立した。この細胞を用いて検討したところ、TFAMのノックダウンにより、matrix metalloproteinase 9の発現が、UCP2のノックダウンによってplasminogen activator inhibitor 1の発現がそれぞれ亢進することがわかり、ミトコンドリア活性変化により、TGFβ誘導性遺伝子の発現のパターンが変化することが示された。細胞形態にも変化がみられ、想像以上に大きな影響を細胞形質全般に及ぼすことが示唆された。CREBを含め、具体的な転写因子に関する検討は今後の課題となった。一方、新たな結果として、ミトコンドリア依存性のTGFβシグナルを担う実態について、TGFβによりプロテインキナーゼC(nPKC)のプロセシングが促進されること、そしてその促進に当該経路が関与している可能性を見出した。2)ミトコンドリア活性の幹細胞様形質誘導への関与上述の細胞を用いて、ミトコンドリア活性(膜電位)を低下させて、FACSにより、乳腺上皮幹細胞のマーカー発現への影響を検討したところ、2日から2週間にかけて顕著に発現細胞が減少することがわかった。今後mammosphere形成能による機能的評価も加え、分子メカニズムついては、nPKCの関与を中心に解析の予定である。また、ヒト乳がん細胞株MDA-MB-231についてもミトコンドリア活性を制御できる細胞を樹立したので、今後、がん幹細胞とミトコンドリア活性との関連を検討予定である。マウス乳腺上皮細胞NMuMGをTGFβ刺激すると、ミトコンドリアの機能低下(膜電位(△Ψm)低下、活性酸素(ROS)産生)が観察され、細胞内が酸化状態にシフトする。本年度は、TGFβシグナルのうちこのミトコンドリア機能低下をシグナルとする経路について、ROS産生、△Ψm低下について、各々の役割を同定することを試みた。ROSについては、酸化還元酵素チオレドキシン(TRX)の発現系、△Ψmについては、ミトコンドリア枯渇細胞(ρ0)や脱共役剤CCCP、さらに、新たに樹立した脱共役タンパク質UCP2の遺伝子操作細胞を用いた検討を加えた。なお、TGFβ誘導性遺伝子のうち、これまでにミトコンドリア機能低下によりその発現が影響を受けることがわかっている代表的遺伝子、マトリックスメタロプロテアーゼ(MMP)-9、プラスミノーゲン活性化抑制因子(PAI)-1、フィブロネクチン(FN)を検討対象とした。さらに、△Ψmのシグナルを担う因子としてプロテインキナーゼC (nPKC)に注目し、検討した。1) ROSの役割:TRXを細胞内に過剰発現させ、遺伝子発現への影響を検討したところ、TGFβによるMMP-9とFNの誘導が抑制された。PAI-1の発現は影響を受けなかった。2) △Ψmの役割:脱共役剤CCCP前処理、或いはUCP2の発現量を予め操作することにより、PAI-1の発現が増強された。MMP-9、FNの誘導は影響を受けなかった。3) nPKCの役割:△ΨmとnPKCの活性化との関係を検討したところ、△Ψmの低下によりnPKCの活性化体が増加することがわかった。一方、nPKCのうちδの発現を遺伝子操作して調べたところ、PKCδがPAI-1の発現を抑制的に制御していることがわかった。結果として、△Ψmの低下はPKCδの活性化を促進してTGFβによるPAI-1の発現を抑制的に制御していることが考えられた。TGFβシグナルのうち、ミトコンドリア機能の低下が仲介する機構を解析するために、今年度は、ミトコンドリアを枯渇させたρ0細胞をモデル系とし、以下の検討を加えた。ミトコンドリア機能不全下で観察された表現形のうち、特に、細胞間接着の乱れに関して、CREB(cAMP responseelement binding protein)転写因子を中心とする転写カスケードが関与する可能性を検討した結果、活性化されたCREBがEMTの誘導因子であるHMGA2をタンパク質レベルで誘導(安定化を促進)し、その結果、Snail等のEMT制御転写因子の発現が上昇してEMT様の悪性化形態が引き起こされた可能性が示された。

ρ0状態でもCREBの機能を阻害すると上皮形態が回復し、CREBの関与を支持する結果であった。別途、integrinα1の発現もCREBの下流で制御されていることがわかり、CREB/HMGA2経路により、細胞の接着性も制御されていることがわかった。また、この経路上流でCREBの活性化に関わるキナーゼはcalcium/calmodulin kinaseであった。ρ0(モデル系)の結果を受けて、実際のヒトがん細胞株の中で当該経路が活性化している例を検索した結果、肝がん細胞株HepG2が該当した。この知見と一致して、最近、このがん細胞株に関してミトコンドリア全DNA配列が決定され、実際に呼吸鎖機能が不全になる変異が生じていることが報告された。従って、HepG2では、ミトコンドリア機能不全を引き金として、CREB/HMGA2経路が活性化され、悪性化形質の獲得に寄与していることが示唆された。CREBの活性化とHMGA2の発現上昇はTGFβシグナル下でも報告されており、今後、本課題で得られた結果を元に、TGFβシグナルのうちミトコンドリア機能低下を介する経路の詳細を明らかにする予定である。
塩生植物の完全長cDNAライブラリーを用いた機能獲得型変異株の単離と解析

シロイヌナズナ近縁の塩生植物、Thellungiella halophilaの様々な組織、あるいは塩・低温・凍結ストレス、および植物のストレス応答において重要な役割を担っているABAを処理した植物を用いて、完全長cDNAライブラリーを作製した。本研究では、この完全長cDNAライブラリーを利用して、機能獲得型変異株単離法である、Full-length cDNA Overexpressor mutant hunting(FOX hunting)を、シロイヌナズナおよび、モデル作物である、Micro-Tom(極矮性トマト)を供試植物として行い、耐塩性を付与することの出来る遺伝子を単離すると同時に、耐塩性作物の作出を試みることを目的としている。平成20年度においては、約1,000ラインのシロイヌナズナ形質転換植物を作出した。これらのラインを用いて、塩ストレス、浸透圧ストレス、高温ストレスによるスクリーニングを行ったところ、それぞれ、4、3、4ラインのストレス耐性株を単離した。このうち8ラインについては同じ遺伝子を導入した複数ラインのトランスジェニック体で耐性が確認できたことから、少なくとも8個のストレス耐性付与遺伝子の同定に至った。またモデル作物、Micro-Tbmについては当研究室における遺伝子導入方法(形質転換系)の確立を目指した。これまでにいくつかのトランスジェニック植物の作出に成功したものの、未だ遺伝子導入効率が低いため、その改良に取り組んでいる。本研究では、自然界で優れた塩ストレス耐性を示す植物の耐性メカニズムを明らかとするため、モデル植物シロイヌナズナ近縁の塩生植物、Thellungiella、およびシロイヌナズナの耐塩性エコタイプを実験材料に用いて研究を行った。シロイヌナズナ近縁の塩生植物、Thellungiella halophilaの完全長cDNAライブラリーを利用した機能獲得型変異株単離法、Full-length cDNA Overexpressor mutant hunting(FOX hunting)においては、シロイヌナズナにThellungiellaの遺伝子を形質転換し、得られた形質転換植物の塩・浸透圧・高温ストレス耐性を評価することによって、これらのストレスに耐性を付与できる遺伝子の探索を行った。これまでにストレス応答の関与が示唆される遺伝子群を中心に、約700の遺伝子については、8系統ずつの形質転換植物を得た。一方、シークエンスを得た9569遺伝子をランダムにシロイヌナズナに形質転換する方法を用いて、約3000の形質転換体を得た。これらを用いて、上記のストレス耐性を評価した結果、塩ストレス耐性を付与できる遺伝子を7個、浸透圧ストレス耐性を付与できる遺伝子を2個、高温ストレス耐性を付与できる遺伝子を3個見い出すことに成功した。耐塩性シロイヌナズナエコタイプを用いた研究においては、遺伝学的な解析により、その耐性が第5染色体の1遺伝子座によって制御されていることが明らかにした(Katori et al.,2010 J.Exp.Bot.)。非常に興味深いことに、耐塩性を示した複数のエコタイプが、いずれも同じ遺伝子座によって耐性を得ていることを明らかにした。
平成3年度19号台風による農林災害の被害度の比較研究

1991年9月27日に九州北部に上陸した台風19号は,日本海西部を北上し北海道に再上陸したが,西日本を中心に農業,林業に未曽有の被害をもたらした.今回の台風の特徴は,(1)日本海沿岸を北東進したため,日本全体が台風の東側(危険半円側)に位置したこと,(2)しかも高速で進行して北海道まで低い中心気圧を維持したこと,(3)そのため各地で過去に観測しなかった強風が吹いたことである.また農林災害の特徴は(1)被害が南は鹿児島県から北は青森県までほぼ全国的に発生していること,(2)したがって被害面積,被害額は過去の台風災害に比較して非常に大きいこと,(3)リンゴ,ミカンなどの果樹被害が著しいことである.今回の台風による全国の農作物の被害面積は,約768,600ha,におよび被害金額は327,900,000千円(1991年12月現在)におよんでいる.面積的に最も多いのは水稲で479,500haであるが,金額的には果樹で211,600,000千円である.西日本(九州,中国,四国)の農林被害の特徴は,水稲,果樹,ハウスの被害が多く,被害総額では熊本県が最も多かった.九州7県の農業被害の最も著しかったのは水稲で,ついで野菜,果樹の順となっている.これらの被害は台風の進路上や進路の南側100km内に位置した福岡県,佐賀県,長崎県,熊本県である.東北地方の最大の被害は青森県のリンゴの被害であった.リンゴは全国生産の50%が青森県で栽培されており,その70%が被害を受けた.林業被害は全国で1,000万m^3にもおよんだ.そのうち九州の北中部が80%をしめ,3万ha,800万m^3,1,500万本にも及んだ.被害はスギ,ヒノキの人工林が主で5-6歳林の被害が大きい.この被害地はたいふうの進行にほぼ平行に中心から約50-100kmの帯状の地帯に甚大な被害をもたらしている.地形的に500-1050m標高のところに被害が分布しているが,600-650mに全被害の34%が集中している.1991年9月27日に九州北部に上陸した台風19号は,日本海西部を北上し北海道に再上陸したが,西日本を中心に農業,林業に未曽有の被害をもたらした.今回の台風の特徴は,(1)日本海沿岸を北東進したため,日本全体が台風の東側(危険半円側)に位置したこと,(2)しかも高速で進行して北海道まで低い中心気圧を維持したこと,(3)そのため各地で過去に観測しなかった強風が吹いたことである.また農林災害の特徴は(1)被害が南は鹿児島県から北は青森県までほぼ全国的に発生していること,(2)したがって被害面積,被害額は過去の台風災害に比較して非常に大きいこと,(3)リンゴ,ミカンなどの果樹被害が著しいことである.今回の台風による全国の農作物の被害面積は,約768,600ha,におよび被害金額は327,900,000千円(1991年12月現在)におよんでいる.面積的に最も多いのは水稲で479,500haであるが,金額的には果樹で211,600,000千円である.西日本(九州,中国,四国)の農林被害の特徴は,水稲,果樹,ハウスの被害が多く,被害総額では熊本県が最も多かった.九州7県の農業被害の最も著しかったのは水稲で,ついで野菜,果樹の順となっている.これらの被害は台風の進路上や進路の南側100km内に位置した福岡県,佐賀県,長崎県,熊本県である.東北地方の最大の被害は青森県のリンゴの被害であった.リンゴは全国生産の50%が青森県で栽培されており,その70%が被害を受けた.林業被害は全国で1,000万m^3にもおよんだ.そのうち九州の北中部が80%をしめ,3万ha,800万m^3,1,500万本にも及んだ.被害はスギ,ヒノキの人工林が主で5-6歳林の被害が大きい.この被害地はたいふうの進行にほぼ平行に中心から約50-100kmの帯状の地帯に甚大な被害をもたらしている.地形的に500-1050m標高のところに被害が分布しているが,600-650mに全被害の34%が集中している.
高精度密度測定による半導体融体の局所構造変化と濃度揺らぎの研究

本研究補助金により、現有の高エネルギーガンマ線吸収法による密度測定システムのガンマ線検出部分を整備した。これによっていままでに発見されている最も鋭いクロスオーバー転移を示す液体Ge-Te系、これと同属の液体Si-Te系、相転移記録媒体に使用されるGSTと呼ばれている液体Ge-Sb-Te系の密度の系統的な測定を進めた。これと平行して、光交流法による比熱測定、音速の精密測定を行った。主要な成果は○Ge-Te液体の構造変化にかかわる熱力学応答関数(比熱、圧縮率、熱膨張率)をすべて求めた。申請者が導いた新しい熱力学恒等式(J.Phys.Condens Matter 11(1999)593)を用い構造変化によって誘起される濃度揺らぎを定量的に解析し、液体Ge_<15>Te_<85>のクロスオーバー転移が濃度揺らぎを誘起せずに進行することを初めて示した。この論文の比熱のデータはMonatshefte fur Chemie 136(2005)(TOFA2004の論文集)の表紙を飾っている。○Si-Te系半導体液体の構造変化とそれによって誘起される濃度揺らぎを調べた。SiとGeはと元素の周期表で同属元素であり、またTe高濃度側の共晶組成(15at.%Te)を中心とした相図は極めて類似しているにもかかわらずSi-Te系半導体液体の液体-液体転移の様相にはGe-Te系の転移と際立った相違が存在することを確認した。すなわち共晶組成で構造転移により誘起される濃度揺らぎが最も発達することを示すことができた。結果の一部は日本物理学会2007年春季大会「Si-Teの液体-液体転移、19pXF-2」(2007年3月)で発表し、論文として取りまとめ中である。○密度の測定結果を比熱の測定結果と音速の系統的な測定と組み合わせることによって、クロスオーバー転移を示す元素液体を探索しその元素が周期律表上で規則的に現れる傾向が存在すること初めて示すことができた。本年度補助金2,100千円によって、現有設備品の高エネルギガンマ線吸収法密度測定装置を改良を立ち上げた。この装置により、Ge-Te系液体半導体のTe側の試料について構造変化の温度領域の密度を再測定し、従来の結果を確認するとともに申請者の導出した不均一構造モデルによって解析し熱膨張係数を決定した。得られた結果をまとめると、(1)熱膨張係数の負のピーク温度で表される構造変化の"転移温度"は15at.%Ge近傍で極大なる。ことを見出した。密度測定と平行しての音速の測定を行い、比熱のデータと組み合わせて、構造変化に関る熱力学応答関数のうちダーケン安定性の構造変化に関る部分を決定し、15at.%Ge近傍の溶液では構造変化が濃度揺らぎを誘起することなく進行すること初めて示すことができた。結果の一部はオーストリアで開催されたTOFA2004-Viennaで口頭発表した。論文はMonatshefte fur Chemie誌の特別号(会議のプロシーデングス)に印刷中である。更に結果を日本金属学会135回秋田で発表した。また本研究の海外共同研究者であるC.Bichara博士をフランスより招聘し、熱力学応答関数の結果の討論、中性子回折及び第1原理分子動力学の結果との比較検討を行った。

その結果は、Ge-Te系液体半導体の構造変化が主にGe原子の周りの局所的な配位の急激な増加によってもたらされることを強く示唆しており、データを取りまとめ共同論文として投稿準備中である。平成16年度購入物品により一部更新した高エネルギーガンマ線吸収法による密度測定装置を使用して、Te高濃度側の共晶組成(15at.%Te)を中心としたGe-Te系半導体液体の密度を組成を5%おきに変化させて再測定した。この結果よりモル体積を求め、以前に申請者が見出したモル体積が400°C近傍の極狭い範囲で10%程度も収縮することを再確認すると同時に、音速、比熱の測定を組み合わせることによってGe-Te系半導体液体の他に類を見ない急激な構造変化に伴うダーケン安定性の温度-組成依存性を申請者が導出した手法によって求めた。結果は共晶組成のGe_<15>Te_<85>では構造変化は濃度揺らぎを誘起せずに進行するが、この組成から外れると比熱のピーク(モル体積の収縮とそれによる熱膨張係数の負の鋭いピークに対応)が生じる温度組成領域でダーケン安定性が鋭く谷を作って顕著に減少することを初めて示すことが出来た。これによりGe-Te系半導体液体の液体-液体転移の存在をまぎれなく示すことができただけでなく、その構造変化の熱力学的特性のすべてを実験的に明らかにすることができた。結果はMonatshefte fur Chemie Chemical Monthlyの合金の熱力学特集号(2005年11月発行)に掲載され、またこの論文の比熱のデータは特集号の表紙に採用されている。また、多価金属元素、合金の密度と音速を系統的に測定している。それらの結果より多価金属元素液体における液体-液体転移の存在を系統的に調べ、元素の周期表に液体-液体転移の特徴的な傾向が存在することを発見した。論文はZ.Metallkd. 97(2006)4掲載される予定である。研究初年度(平成16年度)に一部更新した高エネルギーガンマ線吸収法による密度測定装置を使用して、Te高濃度側の共晶組成(15at.%Te)を中心としたSi-Te系半導体液体のガンマ線吸収計数の温度・組成依存性を測定した。この結果よりモル体積を求め、また、超音波測定による音速測定を行い、これらの結果を組み合わせることによってSi-Te系半導体液体の構造変化とそれによって誘起される濃度揺らぎを調べた。SiとGeはと元素の周期表で同属元素であり、またTe高濃度側の共晶組成(15at.%Te)を中心とした相図は極めて類似しているにもかかわらずSi-Te系半導体液体の液体-液体転移の様相にはGe-Te系の転移と際立った相違が存在することを確認した。Si-Te系の転移のクロスオーバー温度の組成依存性は共晶組成近傍で最大となり申請者が導出した熱力学な関係式よりこの組成で構造転移により誘起される濃度揺らぎが最も発達することを示すことができた。結果の一部は日本物理学会2007年春季大会「Si-Teの液体-液体転移、19pXF-2」(2007年3月)で発表し、論文として取りまとめ中である。また、多価金属元素液体における液体-液体転移の存在を系統的に調べるため、多価金属元素、合金の比熱と音速を系統的に測定した。これらの結果より平衡蒸気圧下の過冷却状態を含んだ融点近傍の温度領域で液体-液体転移を示す元素が周期表上の特定の位置に存在することを示した。
自己拘束的な国際環境協定の実現に向けての総合的研究

有望な国際環境協定の形として,マッチング協定と環境R&D協定について分析した.マッチング協定に関する論文では,マッチングのメカニズムを公共財の供給理論の枠組みで解釈し,汚染規制のための税・補助金政策とマッチング・ルールの等価性を指摘した.環境R&D協定では,第1の論文において先行研究で提案されているものよりも決定事項の少ない協定が有効に機能することを示した.第2の論文では技術が収穫逓増であるとき,協定が存在しない場合の解が効率的でない場合,R&D協定は必ずそれを改善する状況を実現することなどを示した.今年度の研究内容は以下の2つのテーマに分類される.(1)先見的安定性をもつ国債環境協定の検討国際環境協定の安定性について,国々が先見的であり協定を離脱しようとするときにその離脱がもたらす他の国の行動への影響の長期的連鎖を考慮するという仮定のもとで分析を行うことを試みている.解の概念としてlargest consistent setという安定的な提携構造が定義されている.現在のところ,先行研究調査を精力的にすすめており,平成26年度にはこれまで検討してきた協定メカニズムの検討に,先見的安定性という要素を付け加えた成果が報告できる見込みである.(2)汚染削減技術に関する国際協定の検討汚染削減コストを低減させる新技術に対するR&D投資と技術採択に関する協定が有効に機能するかどうかを検討しており,大学院学生との共著論文"International environmental agreements regarding R&D for abatement cost reduction"をまとめ,数回の学会,研究会での報告を経て,現在国際学術雑誌に投稿中である.本論文の概要は以下の通りである.ある先行研究では協定が存在しない非協力状態において十分な投資がなされ技術が採用されるケースに限り,技術協定が有効に機能するという結果が得られているが,本論文では協定ルールをわずかに変更して技術採択に関する意思決定を個別の国に任せることにより,非協力状態で投資が行われない場合でも,協定が有効になることを示した.協定での合意事項が「投資額」「技術採用」の2つから「投資額」の1つとなりシンプルになる点からも,このルール変更は望ましい.有望な国際環境協定の形として,マッチング協定と環境R&D協定について分析した.マッチング協定に関する論文では,マッチングのメカニズムを公共財の供給理論の枠組みで解釈し,汚染規制のための税・補助金政策とマッチング・ルールの等価性を指摘した.環境R&D協定では,第1の論文において先行研究で提案されているものよりも決定事項の少ない協定が有効に機能することを示した.第2の論文では技術が収穫逓増であるとき,協定が存在しない場合の解が効率的でない場合,R&D協定は必ずそれを改善する状況を実現することなどを示した.(1)マッチングのメカニズムを公共財供給理論の枠組みで解釈し,マッチングがうまく機能する根拠に関する直観的な説明を与えた.(2)他の研究者による,汚染規制のための税・補助金政策に関する先行研究と,マッチング・ルールの等価性を指摘した.(3)モデルの中で加盟国が選択するマッチング率がどの国に対しても同じ値をとるという仮定を緩めて,他の加盟国に対する率と非加盟国に対する率が異なるケースを考えても結果が変わらないことを確認した.上記と並行して,先見的安定性(farsighted stability)という概念を用いて自己拘束的な国際環境協定を分析する研究,複数の均衡が存在するケースの包括的検討に関する研究に着手している.昨年度に掲げた今年度の研究テーマは(1)先見的安定性をもつ国際環境協定,(2)汚染削減技術に関する国際協定の検討,であった.今年度は主に上記(2)に集中し,成果を大学院学生との共著論文"Impact of R&D Investment Costs on Environmental Improvement Technology Agreements"にまとめ,イスタンブールで行われた第5回環境資源経済学世界大会で報告した.本論文の目的は,汚染削減技術への開発投資を国々が協力して行う国際協定の効果を検証することである.投資を行う国の数が多いほど,技術の採択費用は低くなることが仮定される.また投資費用や汚染削減の便益にかかわらず,全ての国が技術を採択するのが望ましいという設定にした.各国が協定に加盟するかどうかを決定した後に,加盟国の間で話し合いにより技術開発に関する意思決定を行い,最後に各国が新技術を用いて汚染を削減するかどうかを決定する多段階ゲームを定式化し,その均衡を求めた.結果として,1.技術開発費用が極端に高くない場合には,均衡においてすべての国が技術を採択するという望ましい結果が得られ,協定が有効となる,2.前項で述べた通り,協定が有効となるかどうかは技術開発費用に依存するが,国の数および汚染削減便益が大きいほど,協定が有効となる可能性が高い,3.協定が存在しない場合の解である非協力均衡が効率的でない場合,技術協定はそれを改善する状況を必ず実現する,といった興味深い結論が得られた.環境経済学昨年記した平成25年度の計画では,先見的安定性に関する研究にしか言及しておらず,そのテーマについてはまだ目に見える成果を得るに至っていないが,研究自体はすすんでおり,平成26年度中に成果が得られる予定である.また「汚染削減技術に関する国際協定の検討」という当初の計画になかったテーマでの研究がすすみ,一定の成果を出すことができたことから,当初の計画以上に進展していると判断できる.交付申請書には,1年目の研究計画として,研究課題の整理および先行研究のサーベイ,およびサーベイにもとづく新しい分析手法の検討・提案を挙げた.課題の整理とサーベイについては十分な進展がみられ,サーベイにもとづいて新しい要素を付け加えた論文の公刊が認められたため,おおむね順調に進展していると判断する.

新しい方法論の提案についてはアイデアはあるものの,まだ分析の途中であり,具体的な成果を論文などの形で発表する段階には至っていない.これは平成25年度中の課題としてなるべく早く達成したい.平成26年度においては,「研究実績の概要」欄に記した2つのテーマを追求していく.テーマ(1)に関しては分析を進め,今年度中に論文の形にする.テーマ(2)に関しては,6月にイスタンブールで行われる環境資源経済学世界大会において論文報告を予定しており,然るべき改訂を経て学術雑誌への投稿を行う.最終年度として,3年間の研究活動の成果をとりまとめ,次年度以降の新たな課題を模索する.「研究実績の概要」に記した先見的安定性の概念を用いた研究,複数均衡の検討に関する研究を今後精力的にすすめ,得られた新たな成果を環境経済・政策学会,日本応用経済学会などの学会で報告して,他の研究者の意見をもとに論文を改良していき,学術雑誌への投稿の準備作業を行う.また特定の汚染物質を対象に,ある程度の実証分析を行う.複雑な仮定や関数形を用いた枠組では,モデルの最適解を解析的に導くことはできず,数値計算(シミュレーション)を行わなければならない.さらにアルバイトとして雇用する研究協力者の助けを借りて,現状を正確に理解するために,現実の気候変動問題などに関する協定がどのように推移しているかについて,最新の詳細なデータを収集する.研究代表者はこれまでに国際学会で本研究テーマにかかわる報告を数回行っているが,そのときに本研究課題と同様のテーマで研究を行っている多数の研究者の知己を得ており,これらの研究者との連携,ネットワークを活用して共同作業を行う可能性も視野に入れる.国際会議参加,成果発表のための海外出張旅費の使用を予定していたが,子供の出生という家庭の事情により学会参加の辞退を余儀なくされたことと,1回の出張旅費を科研費以外の予算でまかなうことになったことにより,出張旅費支出が当初より著しく減少し20万円ほどの繰越が生じることになった.繰り越した分については,今年度の海外出張旅費に充てることが決まっている.平成24年度に予定していた学会報告のための旅費が使用されなかったために,およそ10万円分の繰越しが発生した.これを平成25年度分の旅費として使用する予定である.
適合格子細分化によるシームレス津波・高潮氾濫モデルの開発

本研究では、適合格子細分化を用い、津波・高潮の災害外力発生部から陸上遡上および沿岸・河川下流部における複雑地形や詳細構造物を考慮した氾濫計算まで一括で計算できる、シームレス氾濫モデルを開発し、津波・高潮数値計算における高精度化・高効率化を目指すものである。平成29年度はフェーズ1として、適合格子細分化による津波変化特性計算を実施した。その内容は11993年北海道南西沖地震による奥尻島藻内地区における津波遡上実験、2円錐型の島における津波遡上数値実験、3宮城県阿武隈川の河口域における河川遡上および越流数値実験であり、計画通り順調に進められた。(1の藻内地区津波遡上実験の結果からは国際学術大会にて成果発表を行い、査読付き学術雑誌論文を発表した。)平成30年度はフェーズ2として、2013年台風30号Haiyanによる高潮計算を実施した。こちらの実験では、高潮計算における外力である台風による風と気圧場をメーソ気象モデルWRFを用いて再現し、その結果から利用した。さらに、適合格子細分化による高潮計算結果は構造格子を用いる大気・波浪・海洋結合モデルで計算された高潮計算結果との比較を行った。その比較結果からは、適合格子細分化を用いた高潮計算において計算精度を向上される必要性および計算負荷と計算時間における最適化に関する改善点が浮かび上がった。以上を踏まえ、今年度では、計画とおり津波による沿岸域氾濫数値実験を進めるともに、最適化についても精査していく予定である。さらに、これまでの研究結果を用い、学会発表および査読付き論文を準備している。シームレス氾濫モデルの開発のため計画していたフェーズ2の台風Haiyanによる高潮計算が計画通り順調に進んでいる。平成31年度はフェーズ3として、適合格子細分化による複雑地形と詳細な構造物を考慮した氾濫計算を進めている。具体的氾濫計算には、研究協力者が行っている河川下流部における破堤時の河道の洪水流と市街地氾濫流の水理実験を対象とする.さらに,研究協力者は高解像度の構造格子を利用して氾濫流の再現数値計算を行っている.この実験では,以上の水理実験からの計測値および再現計算結果と適合格子細分化を利用した本実験の計算結果を精査することで,氾濫計算における効率性と有効性を検討する.また、2011年東北地震大津波による東北沿岸女川町津波氾濫の水理実験を対象とし、適合格子細分化を用いた数値実験を行う。その数値実験結果と水理実験の計測値と比較する。最後に、以上の結果をまとめることで、適合格子細分化によるシームレス津波・高潮氾濫モデル開発を完成させる。本研究では、適合格子細分化を用い、津波・高潮の災害外力発生部から陸上遡上および沿岸・河川下流部における複雑地形や詳細構造物を考慮した氾濫計算まで一括で計算できる、シームレス氾濫モデルを開発し、津波・高潮数値計算における高精度化・高効率化を目指す。その内容は11983年北海度沖地震による奥尻島藻内地区における津波遡上実験、2円錐型の島における津波遡上数値実験、3宮城県阿武隈川の河口域における河川遡上および越流数値実験であり、計画通り順調に進んでいる。1の藻内地区津波遡上実験の結果からは国際学術大会にで成果発表を行い、査読付き学術雑誌論文を発表した。2と3についても、数値実験をまとめ、査読付き論文作成を準備している。シームレス氾濫モデルの開発のため計画していたフェーズ1の津波伝播・変形数値実験が計画通り順調に進んでいる。平成30年度はフェーズ2として、適合格子細分化による高潮数値計算を実施する計画である。具体適には2013年台風30号Haiyanによる高潮計算を行う予定である。

台風Haiyanは高潮によりフィリピンに大きな被害を齎したほか、多くの観測データによる、モデル検証のための観測データを有しているため、適合格子細分化の精度検証および効率化について、他のモデル結果と比較検証する予定である。平成31年度はフェーズ3として、適合格子細分化による複雑地形と詳細な構造物を考慮した氾濫計算を進めている。具体的氾濫計算には、研究協力者が行っている河川下流部における破堤時の河道の洪水流と市街地氾濫流の水理実験を対象とする.さらに,研究協力者は高解像度の構造格子を利用して氾濫流の再現数値計算を行っている.この実験では,以上の水理実験からの計測値および再現計算結果と適合格子細分化を利用した本実験の計算結果を精査することで,氾濫計算における効率性と有効性を検討する.また、2011年東北地震大津波による東北沿岸女川町津波氾濫の水理実験を対象とし、適合格子細分化を用いた数値実験を行う。その数値実験結果と水理実験の計測値と比較する。最後に、以上の結果をまとめることで、適合格子細分化によるシームレス津波・高潮氾濫モデル開発を完成させる。次年度使用額が生じた理由:計上していた国際雑誌英語論文掲載料を他の予算で処理したため、その分の次年度使用額が生じた。次年度使用額は今年度の研究成果発表のための予算として使用予定である。平成30年度出席予定だった国際学会に参加できなかったため、差額が生じている。平成31年度は研究成果をより積極的に発表する予定であり、計画通りの予算執行できる見込みである。