hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ガソリン直接導入で運転する固体酸化物燃料電池の、燃料極反応の解明と制御

ガソリン発電固体酸化物燃料電池の課題である炭素析出と硫黄被毒への対策確立をめざしたオクタン燃料による燃料改質方式・条件に関する体系的実験検討である。燃料炭素鎖構造の影響解明と新規アノード材料の探索も行った。従来のNi-YSZアノードでは完全な炭素析出を抑制できないが新たに考案するNi-YSZ/Ni/Ni-CeO2の機能分離型積層アノードを用いて水蒸気/炭素比=1(モル比)・改質温度=950°Cでの水蒸気改質運転で炭素が析出しない連続発電が可能であることを解明した。Ni系アノードで懸念される硫黄被毒には、被毒後に一時的にアノード電位を還元電位にシフトする新たな性能回復方法を考案し、効果を実証した。当初計画通り、アノード材料、改質方式および運転条件を系統的に組み合わせた検討を行い、下記の知見を得た。獲得知見は、水蒸気改質法によるガソリン発電の実現可能性を示し、平成28、29年度の研究の基礎となり、本研究の目的達成に寄与する成果であった。1.クラッキング反応の解明:水蒸気/炭素比(S/C)と運転温度を系統的に変化させ、条件毎のクラッキング反応生成物を解明した。オクタン(ガソリンの主成分)は完全に改質された。低温ではオクタンの熱分解により主にH2とCが生成し、高温ほど・CH3や・OHなどのラジカル等の中間体が関与する反応が促進された。さらに高温(>950°C)では中間体の加水分解が促進されてH2選択性が向上したが、CH4の熱分解の促進による炭素析出も増大した。生成物組成のS/C依存性は小さかった。2.電極反応の解明:熱力学計算による理論起電力、排ガス組成の変化および電気化学測定結果を総合的に検討し、発電時の電極反応を解明した。C、CH4あるいはC2H6ではなく、H2とCOのみが電気化学的に酸化(消費)された。H2とCOの生成が律速過程であった。3.発電特性:オクタン発電を実証できた。律速過程を推定した。高電流密度での発電では、有効反応種(H2、CO)の反応場への供給が律速となった。S/Cを増やすと、水蒸気がオクタン供給を阻害し、起電力変動が増大した。4.発電の安定性と炭素析出挙動の把握: S/C=1、950°Cで連続発電ができた。炭素析出がわずかに生じた。5.当初計画以上の成果:ガソリン発電で懸念されるアノードの硫黄被毒に対し、被毒防止と被毒電極の性能回復の方法を検討し、アノード電位を一時的にシフトする有効な方法を見出した。また、1ー4項の獲得知見を活用する上で来年度に追加検討する代替アノード材料(Sr2MgMoO3-d粉末)について、経済的で簡便な合成法を確立した。当初の平成27年度研究計画は全て実施し、データを獲得できた。得られたデータを総合的に考察することで、SOFCのガソリン発電を水蒸気改質法で行う際の、燃料改質反応や電極上の発電反応について、詳細な理解に至った。検討した電極材料と運転条件の中では炭素析出を完全に抑制するには至らなかったが、研究の主課題である炭素析出に関して、その発生の素過程を理解でき、かつ、炭素析出対策の明確な指針を獲得できた。すなわち、熱分解で生じるラジカル等の中間体を加水分解するための、高活性な触媒探索と十分な反応場を提供するアノード電極微細構造の構築が、ガソリン発電SOFCを水蒸気改質法で運転を可能にすると示された。研究計画策定時の予定より多くの学生が配属されたことと彼らの精力的研究により、当初計画を超えた成果も得られた。まず、今年度の研究で必要性が示唆された高活性電極の研究にも着手できた。Sr2MgMoO3-dは平成28年度に検討することとなる有望な候補材料であるが、これまでは安定な品質の粉末を製造できる経済的かつ簡便な方法がなかった。そこで、本材料の合成方法を検討し、新たな製法の確立に成功した。また、本研究の成果として炭素析出を抑制できるならば、残される課題は硫黄被毒対策である。そこで、硫黄被毒対策も検討し、従来の研究報告にはなかった新たな対策の確立に至った。この硫黄対策技術は、本研究の背景にある移動体用動力としてのSOFCの小さな設置空間と既存燃料インフラの利用を考えると、有効である。以上のごとく、平成27年度の研究では、当初の研究計画通りの進捗と成果に加え、その成果の上で実施する平成28年度の研究に資する先行知見も獲得し、さらに3年間の本研究で達成をめざすガソリン発電SOFCの実現上で将来的に残される課題への対策も確立した。したがって、「当初の計画以上に進展している」と自己評価した。ガソリンを燃料とした内部改質法で固体酸化物燃料電池(SOFC)の有用性を検討した。SOFC/エンジン/蓄電池からなるハイブリッドシステムを考案し、乗用車を駆動するための仕様を想定したシステムについてマスバランスとエネルギーバランスを計算し、熱自立したシステムとして成立することと燃費向上が達成されることを示した。実験研究では、水蒸気改質法でのSOFC運転について更に詳細に検討し、ラジカルが関与する燃料改質反応の解明を進めた。二酸化炭素改質法と二酸化炭素/水蒸気混合ガス改質法でのSOFC運転についても研究を行い、運転条件ごとの改質生成物組成や発電特性を明らかにした。

同時に、これらの燃料改質方法や改質条件の系統的検討により炭素析出を大幅に減少させ得る最適な運転条件も明らかにした。しかし、従来のアノード(Ni-YSZサーメット)では最適な運転条件においても炭素析出を完全に抑制することが困難であると判明したため、新たなアノードの開発に着手した。まず、硫黄被毒体制を有するペロブスカイト構造の酸化物であるSr2MgMoO3-d(SMM)を主体とするアノード開発のため、アノード条件下でのSMMの導電特性を検討し、アノード設計に必要な基礎的知見として、粒界密度や酸素分圧の輸率や活性化エネルギーへの影響を解明した。一方で、平成27年度の研究で確立した電極電位制御法によれば硫黄被毒対策が可能であることから、ニッケルを主体とする先進アノードの開発も実施した。機能分離三層アノードとしてNi-CeO2/Ni/Ni-YSZを考案し、水蒸気改質と二酸化炭素/水蒸気混合ガス改質の連続運転で本アノードの可能性を検討した。本アノードでは、水蒸気改質では実験を中止する360 hまで炭素析出が生じずに運転できた。二酸化炭素/水蒸気混合ガス改質においても炭素析出なく数十時間の連続発電が可能であることを確認した。平成28年度の研究計画をすべて実施できた。はじめに、代表的なアノード材料であるNi-YSZサーメットなどを用いて燃料改質方法や改質条件の炭素析出抑制への影響を系統的に検討した研究では、水蒸気改質法、二酸化炭素改質法あるいは二酸化炭素/水蒸気混合ガス改質法のいずれにおいても運転条件の最適化だけでは炭素析出を完全に抑制できないことと、新たなアノードの開発が必要なことや炭素析出の抑制のためにアノードに要求される特性や機能を明らかにした。その後、この成果を受け、Ni-CeO2/Ni/Ni-YSZから成る機能分離三層アノードを考案し、数百時間ではあるが炭素析出のない運転ができることを明らかにした。これは、三年間に亘る本研究の最大の目的である「炭素析出の抑制を可能にする」に対する成果として重要である。最終年度である平成29年度に運転条件と改質生成物組成との関係に着目した検討を詳細に実施することで、機能分離三層アノードによる固体酸化物燃料電池が炭素析出を抑制しながら安定に発電できる現象を十分に理解することができると考えられるため、本研究の目的・目標を達成できるという目処が立った。最終年度は、ガソリン直接導入固体酸化物燃料電池を水蒸気内部改質方法で運転する場合の改質反応に対して炭化水素の炭素鎖構造が大きく影響し、枝分かれ炭化水素であるi-octane燃料では900°C付近の狭い温度域において急激にH2やCの生成量の減少とCH4生成量の増大が特異的に生じることを明らかにした。また、炭素析出による急激な発電性能低下の主要因が電解質との界面での電極はく離であることや機能分離型積層アノード(Ni-CeO2/Ni/Ni-YSZサーメット[YSZ:8%mol Y2O3-92%mol ZrO2])では直鎖炭化水素に限らず枝分かれ炭化水素でも炭素析出のない連続発電が可能であることも明らかにした。一方で、機能分離型積層アノードにも、周期的な開回路電圧(OCV)の変動が生じる、OCV状態では炭素析出が生じる、および大きな電流密度を得難いなどの課題があることを明らかにした。Sr2MgMoO3-dを主体する新規アノードに関しては、化学的両立性の点で電解質膜材料と中間層材料には、それぞれ、YSZとCe0.8La0.2O2-δの使用が要求されることを明らかにした。
人工呼吸器関連肺炎とヘッドアップ角度との関連に関する研究

人工呼吸器関連肺炎予防として、3045度のベッドのヘッドアップが推奨されているが、臨床では、看護師が目測によりヘッドアップしている場合が多い。そこで看護師の主観によって上げたベッドの角度の正確性を評価し、ヘッドアップ角度を指導した場合、1ヶ月後においても指導効果を認められるかについて検討した。看護師の主観によるヘッドアップの正確性では、指定角度10度では正確にあげることができるが、30度と45度では正確ではなく、低くなった。また、指導1ヶ月後では、どの角度も正確性が向上し、単回の指導でも十分に効果が期待できることが推察された。人工呼吸器装着患者の肺炎防止として、CDCガイドライン等で推奨されているヘッドアップ角度(常時3045度)は、褥瘡発生のリスクが高くなるため、推奨ヘッドアップ角度を維持することは難しく、看護分野では問題である。そこで、本研究は、(1)人工呼吸器患者の実際のヘッドアップ角度を明らかにすること、(2)人工呼吸器装着患者のヘッドアップ角度と人工呼吸器関連肺炎(VAP)の発生との関連を明らかにすることを目的とし、人工呼吸器装着患者のヘッドアップ角度に関する新たな知見を見出す。研究1年目(平成22年度)は、人工呼吸器患者の実際のヘッドアップ角度を明らかにする前に予備実験を行った。予備実験は、ヘッドアップ角度の測定値として計画しているベッドのヘッドアップ角度とそのベッドに臥床している人のヘッドアップ角度との差を検証することである。対象者は7名の男性、平均年齢19.9歳、平均身長172.7cm、平均体重69.0kgである。研究方法では、それぞれのヘッドアップ角度について、ベッドのヘッドアップ角度は頭側のベッドをギャジアップした角度とし、臥床者のヘッドアップ角度は体幹と大腿がなす角度とした。角度の差については、ベッドのヘッドアップ角度を10°、30°、45°、60°と設定したときの臥床している対象者のヘッドアップ角度を測定した。その結果、臥床者のヘッドアップ角度の平均値は、それぞれ10.0°、27.1°、40.6°、54.8°となり、10°では、差は認められなかったが、30°はベッドの方が臥床者より2.9°ヘッドアップ角度が高くなっており、45°では4.4°、60°では5.2°とヘッドアップ角度が大きくなるにつれ、ベッドのヘッドアップ角度の方が、臥床者の角度より大きくなることがわかった。人工呼吸器関連肺炎予防として、3045度のヘッドアップが推奨されており、看護師は指定角度になるよう正しくヘッドアップする必要がある。しかし、臨床では看護師が目測によりベッドをヘッドアップすることが多く、指定角度と実際に看護師が上げた角度が異なる可能性が推察される。そこで、看護師の主観によって上げたベッド角度が正確であるかを観察し、さらに、正確なヘッドアップ角度を指導した後に長期的に指導効果が保たれるかどうかを検討した。(1)看護師の主観によるヘッドアップの正確性の検討:対象者は、看護師24名(平均臨床経験12.5年)である。指定角度10度における指定した角度と実際の角度との差の95%信頼区間は、-3.9-1.2度であり、さらに実測角度が指定角度の±5度以内の"正確"にヘッドアップした対象者は70.8%と多く、指定角度10度では正確に上げたといえる。しかし、指定角度30度では"低い"が87.5%と多く、95%信頼区間は-14.7-9.4度であった。また、指定角度45度でも"低い"が91.7%と多く、95%信頼区間は-19.1-12.5度と低く、指定角度30度と45度においては正確に上げることができないと推察された。(2)正確なヘッドアップ角度について指導後の長期的効果の検討:看護学生30名(男性4名、女性26名)を対象とした。最初に対象者の上げたヘッドアップ角度を測定し、指導後約1ヵ月後に、再測定を行った。その結果、指定角度10度では、指定角度と実測角度の差の絶対値の平均値は、指導前では2.7度、指導後は2.8度であり、有意差は認められなかった。しかし、実測角度の正確さの分布では、指導前には"低い"が10.0%いたが、指導後はおらず、より"正確"にヘッドアップできると考えられた。指定角度30度では、指定角度と実測角度の差の絶対値の平均値は、指導前が10.1度、指導後は4.2度であり、また指定角度45度では、指導前が12.9度、指導後は4.8度であり、それぞれ有意に指導後が正確となった(対応のあるt検定,p<0.001)。
ムンプスウイルスにおける病原性発現の分子基盤

薬剤処理による病原復帰株の解析から、病原復帰の主因はV/P内の変異であった。また、高病原性株Y213に新たに見出されたのL遺伝子内の変異はウイルスの中枢神経病原性を昂進した。さらに、ワクチンによる水平感染例由来株(HTDV)株では全てL遺伝子に変異を持っており、元のワクチン株より中枢神経病原性が昂進していた。一方、高病原性野外株のL遺伝子に中枢神経で高発現するmiRNAの相補的配列を導入したところ、病原性が著しく減弱した。以上の結果から、MuVの病原性発現にはV/P及びL遺伝子が深く関与していることが示唆された。当該研究の主たる目的は、病原性復帰ムンプスウイルス(MuV)に存在する、V/PとL遺伝子上の2つの変異が病原性復帰をもたらす機構を解析することでMuVの病原性の分子基盤を解明することにある。初年度の研究から、病原復帰にはV/P遺伝子の変異が関わっていること、その分子機構にはV蛋白質によるインターフェロン産生阻害によらない別の機構であることが示唆された。H25年度はV/P遺伝子の変異による病原復帰の機構を調べるため、この変異を持つウイルスrY213Pmと親株rY213oriの転写効率と複製効率をReal-time PCRにて解析した。併せて、感染細胞内のウイルス蛋白質の分布、及び宿主蛋白質との相互作用の違いについても解析した。その結果、ゲノムRNA量、アンチゲノムRNA量、各遺伝子のmRNA量に差は認められず、各ウイルス蛋白質、NP,P,V,M,HN,Lの細胞内分布にも差異はなかった。また、変異の入っているP蛋白質と相互作用する細胞性因子についても検索したが、rY213PmとrY213oriとでP蛋白質に結合する蛋白質のパターンに差は認められなかった。以上の結果より、現時点ではV/P遺伝子の変異による病原性復帰の機構は不明である。rY213oriの元株Y213を次世代シーケンサで解析したところ、rY213oriに反映されていない2ヶ所の変異がL遺伝子内に見出された。H25年度は高病原性株大館株の組換えウイルスrOdateを作成し、その病原性を新生ラットにて元株と比較した。その結果、rOdateはラットに対して高い中枢神経病原性を示し、元株の性状を保持していることが証明された。また、2種類のムンプスワクチン株による水平感染が疑われる3症例から分離されたウイルスを入手し、元のワクチン株とゲノム配列を比較したところ、3例ともL遺伝子にのみアミノ酸置換を伴う変異が認められた。当該研究の主たる目的は、病原性復帰ムンプスウイルスに存在する、V/PおよびL遺伝子上の2つの変異が病原性復帰をもたらす機構を解明することにある。そのために、まずそれぞれの変異を別々に導入した変異ウイルスを作製し、いずれの変異が病原復帰に関与するかをラットモデルとMRIの画像解析によって評価した。その結果、いずれの変異によっても元のウイルスr213oriよりも有意に病原性が昂進しており、特にV/P遺伝子変異ウイルスr213Pmにおいてその程度が顕著であった。そこで、r213oriとr213Pmとのラット脳内の感染動態を比較したところ、r213Pmで有意に脳内でのウイルス増殖が昂進していた。また、V/P遺伝子の変異による病原性復帰の機構を知るため、V蛋白質によるインターフェロン誘導の阻害活性への影響を細胞レベルで測定した。その結果V/P遺伝子の変異はインターフェロン誘導の阻害活性に全く影響せず、r213oriとr213Pm由来のいずれのV蛋白質も細胞内標的分子であるSTAT1の分解を誘導してインターフェロン産生を阻害することから、V蛋白質の機能に変化はなかった。以上の結果から、病原性復帰の主たる原因はV/P遺伝子の変異であり、この変異の結果、ラット脳内でのウイルス増殖が昂進していることが明らかとなった。またこの変異はV蛋白質によるインターフェロン産生阻害活性には関係していないことも判明した。これまで、わずか1ヶ所の変異がパラミクソウイルスの病原性を大きく変化させるという報告は無く、また、その分子機構は従来知られているV蛋白質のインターフェロン産生阻害によらない新規の機構によるものであることが示唆された。この分子機構の解明はパラミクソウイルスの病原性発現機構に新たな情報を加えることができる可能性がある。当該研究の目的は、病原性復帰ムンプスウイルス(MuV)で見出されたV/P及びL遺伝子内の2つの変異が病原性復帰をもたらす機構を解明することでMuVの病原性発現の分子基盤を明らかにすることにある。

これまでの研究で、病原性復帰は主にV/P領域内の変異によること、この変異はV蛋白質の持つインターフェロン産生阻害機構に影響しないこと、P蛋白質の機能であるゲノムの複製や転写にも影響しないこと、また、各ウイルス蛋白質の細胞内局在にも影響しないことが分かった。従って、現時点で病原復帰の機構は不明である。昨年度次世代シーケンサ(NGS)解析で見出された、rY213oriに反映されていない元株Y213のL遺伝子内の2ヶ所の変異の内の1つをrY213oriに導入した組換えウイルスrY213m1を作出し、ラットモデルで評価したところ、rY213oriよりも有意に中枢神経病原性が高かった。よって、Y213の高病原性の原因の1つは、L遺伝子内の変異に因ることが示された。また、ワクチンによる水平感染例由来株(HTDV)3株についてもラットで評価したところ、元のワクチン株より中枢神経病原性が高い傾向を示した。HTDVはいずれもL遺伝子内に変異を持つことから、この変異が影響している可能性が示唆された。さらに、HTDVの出現機構を解明するため、元のワクチンについてNGSによるバリアント解析を行ったが、HTDVに見出された変異は検出されなかった。よって、HTDVは接種後に体内で変異を獲得したと推察された。これまでの結果から、MuVの病原性発現機構にはV/P及びL遺伝子が深く関与していることが示唆された。そこで、高病原性rOdate株のL遺伝子内に、主に中枢神経組織でのみ発現するmiRNAの相補的配列を導入したところ、中枢神経病原性が著しく減弱し弱毒化しており、L遺伝子の病原性への強い関与が立証された。ウイルス学結果的にV/P遺伝子の変異による病原復帰の機構解明はなされていないものの、H25年度に予定していたほぼ全ての研究を行うことができた。加えて、H26年度に予定していたテーマをいくつか先行して行った。まず、大館株の組換えウイルスを作成し、その性状解析を行った。また、現行ワクチン株による水平感染例から分離されたウイルスを解析し、現行ワクチン株における病原性復帰に関わると予想されるL遺伝子内の変異を同定した。H24年度は復帰変異に関わる変異の特定が主な目的であったが、その目的を達成することができた。さらには、次年度の実験計画である分子機構の解明にも部分的ではあるが、実験を進めることができた。加えて、H26年度に計画していた大館株とr213とのキメラウイルスの作製もすでに進行中である。H24年度実施計画の中ではレポーター遺伝子発現ウイルスの作製と、新たなラットの感染経路の検討を予定していたが、レポーター遺伝子発現ウイルスの作製が難航したため進んでいない。しかし、レポーター遺伝子発現ウイルスについては一部作製が済んでおり、H25年度から解析を進めていく予定である。基本的に当初の予定通りに研究を進める。現時点ではV/P遺伝子の変異による病原復帰の機構は不明のままなので、近縁のウイルスで見出されているP蛋白質の機能を参考に、さらに機構解明を進めていく。大館株の病原性発現機構を調べるために当初予定していたrY213株とのキメラウイルス作製は、株間の系統学的違いが大きいため、キメラウイルスの性状への影響が懸念される。そこで、大館株に近縁で病原性の低い株を用いてキメラウイルスを作成し、解析する。また、現行ワクチン株に含まれる、病原性復帰に関わると想定される遺伝子変異を持つヴァリアントウイルスの評価は、水平感染例からの分離ウイルスをベースに、その病原性の変化、ワクチンに含まれる比率などについて次世代シーケンサによる解析を含めて行う。V/P
美術工芸品の3次元振動性状の解明と耐震化方法の開発

美術館等での調査結果を参考にして作成した美術工芸品モデルの振動台実験及び計算機シミュレーションを行って地震時の美術工芸品の振動性状を解明することにより、各美術工芸品により適した展示方法を決定するための基礎資料を得た。なお、今回対象とした美術工芸品は地震時に剛体的な振動の発生が予想される彫像や陶磁器である。以下に本研究により得られた結果を列挙する。1.地震対策に関する調査により、展示の種類(屋外での展示、室内での常設展示、室内での企画展示など)によってその地震対策の程度に差のあることが明らかとなった。2.美術館等での調査結果を参考に美術工芸品の簡略化モデルを作成し、その模型の振動台実験(水平一方向に加振)を行い、模型の形状(加振方向の幅と高さ及び加振方向と直角方向の奥行きの比率)や設置台の状態(設置面の摩擦係数)の違いによる振動性状の相違(2次元的な振動が主に生じるか、3次元的な振動が生じるか)、ロッキングや転倒が生じる加振条件の相違等を明らかとした。なお、本実験では、室内展示するような比較的小さな美術工芸品を設置台の上に単に置く状態(展示準備時などの地振対策上最も危険な状態に対応)を想定した。3.振動台実験の結果によって有効性を検証した美術工芸品モデルの地振応答計算プログラムを利用して実地震記録を入力とした美術工芸品の地震時挙動(特に転倒せずに滑っているときの滑り量)を推定した。4.各美術工芸品の地震時挙動を簡便に推測できるように、美術工芸品モデルの振動台実験及び計算機シュミレーション結果を基に模型の形状、設置面の摩擦及び予想される散震動レベルをパラメータとして地震時発生する振動状態を分類した。この分類を利用すれば設置台(面)変更などの対策の効果が評価できることになる。
糸球体内皮機能障害による糖尿病性腎臓病発症・進展機構の解明

糖尿病性腎臓病は我が国における透析導入原疾患第一位であり、その原因究明と新たな治療戦略の構築が急務の課題となっている。本研究では、血管内皮機能を調節する因子を欠損させた細胞やマウスを用いて糖尿病モデルを作製し、糖尿病性腎臓病の発症・進展にどのような影響を与えるのかを検討する。そして、この因子を標的とした新たな治療法の開発につなげる。
網膜における化学伝達物質放出機構:Ca依存性放出とCa非依存性放出

脊椎動物の網膜から単離した神経細胞およびグリア細胞を使って、シナプス伝達機構を調べた。1.化学伝達物質の放出に関与すると考えられているCa電流の性質を検討した。マウス双極細胞のCa電流は低閾値型でジヒドロピリジン非感受性であったが、キンギョ双極細胞のCa電流は高閾値型でジヒドロピリジン感受性であった。何れも、Caチャンネルは細胞体のみならず、シナプスのある軸索終末部にも存在していた。2.グルタミン酸は双極細胞の化学伝達物質と考えられているので、キンギョの双極細胞を使って放出実験を行った。グルタミン酸はアメリカナマズ網膜から単離した水平細胞を使って検出した。膜電位固定下の双極細胞を脱分極させると、密着させた水平細胞から応答が発生した。この応答の性質はグルタミン酸応答の性質と一致した。また、双極細胞のCa電流を阻害すると水平細胞の応答も消失した。したがって、双極細胞はCa依存性にグルタミン酸を放出すると結論した。3.放出されたグルタミン酸が網膜グリア細胞によって取り込まれる機構を、サラマンダ-のミュラ-細胞を使って電気生理学的に調べた。グルタミン酸を投与するとグルタミン酸1分子につきNaイオン3個が細胞内に共輸送された。一方、細胞内のグルタミン酸は非起電性に細胞外に流出した。後者は、グルタミン酸がCa非依存性に放出される機構ではないかと思われる。4.視細胞の伝達物質としてグルタミン酸が考えられている。カメの視細胞にグルタミン酸を投与すると応答が発生した。この応答の性質はミュラ-細胞で観察されたグルタミン酸応答の性質に類似していた。おそらく、視細胞の応答は、自ら放出したグルタミン酸を起電性に取り込むのを反映しているのであろう。1.網膜水平細胞及び双極細胞のCa電流の解析を行った。本補助金により購入した除振台上に設置した倒立顕微鏡で網膜から単離した細胞を観察し、パッチ電極を使って、膜電位固定した。その結果、(1)キンギョの水平細胞と双極細胞のCa電流は、約-40mVよりも脱分極側で活性化されること、細胞内Caの増加によって不活性化されること、nifedipineやCdで阻害されるこ、BayK8644で増強されることからL型であると同定した。(2)マウスの双極細胞のCa電流は、約-60mVよりも脱分極側で活性化されること、急速に電位依存性に不活性化されること、nifedipineやBayK8644の影響を受けず、またCdによる阻害も弱いことから、T型であると同定した。この電流の活性化は伝達物質の一過性放出をひきおこすと考えられるので、双極細胞の持続性光応答が神経節細胞で一過性応答に変換される過程に関与している可能性が強い。2.視細胞とミュラー細胞(網膜グリア細胞)のグルタミン酸応答を上記の装置を使って調べた。カメ網膜から単離した視細胞とサンショウウオ網膜から単離したミュラー細胞にL-グルタミン酸を投与したところ脱分極応答が発生した。両者とも、(1)L-及びD-アルパラギン酸に応答するが、カイニン酸・キスカル酸・NMDA・D-グルタミン酸に応答しないこと。(2)応答はキヌレン酸には影響されないがアミノ酸取り込み阻害剤で減少すること、(3)応答にはNaイオンの存在が必須であること、(4)応答の電流-電圧関係は非線形で強い内向き整流を示すことが明らかとなった。

従って、これらの細胞のグルタミン酸応答はNa依存性の電位発生性グルタミン酸取り込み機構の活性化によるものと考えられる。この取り込み機構が逆転して稼動する場合グルタミン酸が細胞外に放出されることになり、Ca依存性のシナプス伝達に関与している可能性が示唆された。1.網膜グリア細胞であるミュラ-細胞のグルタミン酸キャリア-の性質を解析した。グルタミン酸(あるいはアスパラギン酸)が細胞内に取り込まれる際に移動するイオンとしては、Na^+・K^+・H^+・Cl^-が考えられる。蛍光プロ-ブを使って検討したところ、Na^+のみがグルタミン酸と共輸送されることが判明した。グルタミン酸1分子とNa^+3分子が細胞外からキャリア-に結合すると細胞内にグルタミン酸が流入した。この現象は電流の発生を伴い、電流振幅は膜を過分極させると指数関数的に増大した。電流-電圧曲線の形はグルタミン酸の濃度には依存せず、また、温度依存性は低かった(Q_<10>=1.95)。グルタミン酸流入の反応速度定数は10^3/秒よりも大きかった。一方、脱分極によって細胞内からグルタミン酸が流出する場合には、グルタミン酸1分子とNa^+1分子が共輸送されるため、電流を発生しなかった。以上の結果から、ミュラ-細胞のグルタミン酸キャリア-はこれ迄に提唱されている輸送タンパクのモデルとは異なり、むしろ開状態に凍結されたイオンチャネルのような性質を持っていると考えられる。2.グルタミン酸の検出方法を確立した。アメリカナマズの網膜からタンパク質分解酵素を使って単離した水平細胞をパッチ電極で膜電位固定することで、電気生理学的にグルタミン酸のバイオアッセイに使用することが出来た。この方法で約1μM弱のグルタミン酸を検出することができる。グルタミン酸を放出すると考えられいる単離神経細胞をアメリカナマズの水平細胞に密着させた状態で、それぞれの細胞を電位固定し膜電流を同時記録した。神経細胞を脱分極させると水平細胞で応答を観察することができた。現在、この応答の性質および神経細胞のCa電流との関係を解析している。網膜第二次ニュ-ロンである双極細胞の化学伝達物質の候補としてグルタミン酸があげられている。そこで、双極細胞の脱分極によりグルタミン酸が放出されるか否かを検討した。タンパク質分解酵素をキンギョ網膜に作用させてON型双極細胞を単離した。また、同様に、アメリカナマズの網膜から水平細胞を単離し、グルタミン酸を検出するのに用いた。双極細胞と水平細胞を密着させた状態で、各細胞をパッチ電極で膜電位固定(wholeーcell clamp)した。双極細胞を脱分極させると、水平細胞に応答(保持電位+40mVの時、応答の振幅約20pAの外向き電流)が発生した。この応答は両細胞間の距離を離すと消失したので、双極細胞から放出された物質によって引き起こされたと考えられる。水平細胞の応答の性質を調べると、(1)反転電位は約0mVであること、(2)陽イオン透過性の増大によって生じること、(3)J字型の非線形な膜電位依存性を示すこと、(4)グリシンにより増強されること、(5)グルタミン酸アンタゴニストにより阻害されることが判明した。これらの性質は、水平細胞のNMDA受容体がグルタミン酸によって活性化されて発生する応答の性質に一致していた。したがって、双極細胞は脱分極によってグルタミン酸あるいはその類似物質を放出すると結論した。
スクラップ＆ビルドによる嗅覚刷り込み記憶の形成

高等生物は、発達期における外環境からの感覚刺激によって脳神経を可塑的に変化させ、最終的に生物の嗜好性・社会性・環境への適応性等に変化が生じる。この変化にスクラップ&ビルドが関与していると考え、遺伝的にプログラムされたhard-wiredな神経回路によって制御される先天的な情動・行動の出力が、新生仔の臨界期における外界入力によって抑制もしくは修正されるプロセスを、マウス嗅覚系を用いて分子・神経回路・行動レベルで明らかにする。
アクターネットワーク理論を用いた名古屋大都市圏の観光農園の展開過程に関する研究

2018(平成30)年度は,主に名古屋市と岐阜市を事例に現地調査を進めた。名古屋市では,守山区上志段見の「東谷山ぶどう狩り組合」への聞き取りをおこなった。個々の農園の経営規模や栽培品種,労働力,ブドウ狩りに訪れる観光客の居住地や入園者数,直売や宅配も含めた販売方法や販路について把握するとともに,ブドウ狩り開始時(昭和40年)から現在に至るまでの取り組みについて話を伺った。また,愛知・岐阜両県のブドウ狩りをおこなう5地域で実施していた五者会議についても価格設定やポスターに関する協議を定期的に行っていたこと等,昭和4050年代の名古屋大都市圏内の各ブドウ産地の連携・協力体制について具体的な情報を収集することができた。同様に岐阜市においても長良地区のブドウ生産者を対象に経営の近況に加え,五者会議を中心としたブドウ狩り黎明期から最盛期の他産地との関わりについて聞き取りを行った。この点は,本研究の目的である関係論的視点から大都市圏内各地に成立・普及していった観光農園の展開過程を明らかにする上で重要な成果であると考える。また,自治体史の分析については,市町村誌のみならず,開拓誌等の記述にも注目し,当時の状況把握に努めた。例えば,今年度に調査をおこなった名古屋市守山区のブドウ園は戦後開拓地であったため,『愛知県開拓史』などを参照することで,ブドウ狩りの始まった昭和40年前後の状況を把握することが可能となり,聞き取りの内容を補足することができた。今年度は,現地調査(関係者への聞き取り)を行うとともに,資料・データの収集に努めた。聞き取り調査と資料の整理・分析が中心で,学会発表や論文等を通した成果の発信は十分にできなかったが,大都市圏内の観光農園の全体像を捉えるとともに,複数のブドウ産地の関わり(連携)やその歩みを理解することで,1年目に調査した地域以外のブドウ産地も加えた調査をおこなう2年目(2019年度)に繋がる研究になったと考える。このため,本研究の目的や趣旨を鑑みれば,ここまでの研究の進捗はほぼ当初の目的に沿ったものといえる。申請書の計画通り,2年目は1年目に調査をおこなった名古屋市守山区・岐阜市に加え,愛知県岡崎市や大府市のブドウ狩りを実施する観光農園への聞き取りを行うことで,産地内部の状況と大都市圏内の他地域・生産者との関係性を調査する。それにより,観光農園という経営形態が名古屋大都市圏の中でどのように展開していったのかを動態的に把握する予定である。また,それと並行して,東海3県の市町村誌(史)および新聞・雑誌記事の分析から各時期の特徴や活動を補足したい。(理由):今年度の調査および資料収集を完了させた時点で,若干の残額が生じた。1年目の調査を踏まえ,2年目は調査対象地域が増えるため,次年度の使用額に充てるのが適当であると判断した。
ヒト乳幼児モデルの真猿類マーモセットにおける成長発育と摂餌、咀嚼、嚥下機能の発達

小型霊長類コモンマーモセットの分娩出産時から性成熟期に至るまで、X線動画撮影装置およびビデオカメラで観察記録した。無歯期乳歯列期永久歯列期の全過程を通して、特に顎顔面の成長発育と咀嚼・嚥下機能の発達を詳細に解析した。顎顔面の解剖学的発育とは関係なく、咀嚼周期は一定であることが判明した。これらの成果は、ヒトを対象とすることでは不可能であり、また従来のラットやマウスなどのげっ歯類では技術的に困難である。今後、咀嚼周期の安定に関するメカニズム、特に咀嚼と脳機能の発達のしくみなどの小児歯科のみならず歯科全般の研究において、ヒトに近い実験モデルとしてコモンマーモセットの有用性が高いことが証明された。ヒト実験モデルとして近年開発された真猿類マーモセットは、ヒトと同じ歯列I2C1P2M3(計32歯)をもち、永久歯列の完成が、マーモセットではわずか1年で終了するので、小児歯科研究用ヒト乳幼児モデルとして最適である。国産マーモセットを完全管理下で人工飼育し、マーモセットの成長発育と口腔機能の発達を、X線動画撮影装置などを用いて観察記録し、基礎的データを収集する。マーモセット乳幼児期における、歯の発生・萌出、歯列形成、咬合、咀嚼、嚥下などを網羅的に解析し、成長発育と口腔機能の発達を明らかにする。平成26年度では、雌雄3対のマーモセットの飼育交配を始め、計画通り平成27年8月初旬に周産期を迎える準備を整えることに成功した。当初は、旭川市立旭山動物園の協力を得て、同動物園でマーモセットの交配飼育を計画していたが、動物園側の都合(特に動物愛護倫理を討議する動物実験委員会の立ち上げ等の諸事情)により、予定通りのマーモセット妊娠・出産の見込みが立たなくなったが、代替として、日本で初めてマーモセット樹立に成功したマーモセット生育所(岐阜県)の全面的な協力を得られることが約束され、同生育場研究施設で本研究を遂行することに決定した。マーモセットは神経質なので実験用の飼育や訓練は熟練を要するが、初年度での予定通りの妊娠成立は、本年度の研究推進にとって極めて大きな促進力となった。マーモセットの交配、妊娠と出産、新生児乳幼児期の顎口腔機能のデータについて、基本的に雌雄4対の交配ペアから、78月にかけて計10頭の出産に成功した。誕生後、最初の3ヶ月は週23回の頻度で、その後6ヶ月にかけては週12回の頻度で、3次元X線動画撮影を主体として、成長にともなう顎口腔機能の発達状態に関する以下の情報を網羅的に取得した。1.頭蓋および顎顔面の成長発育:脳頭蓋の成長、頭蓋冠と頭蓋底の成長、顔面頭蓋の発育、そして縫合部の成長(幅、深さ、高さ)に関する情報を取得した。上顎の成長では縫合部での成長、骨の添加吸収による成長、そして下顎の成長については下顎頭、下顎枝、下顎骨体、歯槽突起に関する情報を取得した。2.歯の発育と生え変わり:歯の形成については乳歯と永久歯の形成順序および歯の萌出については乳歯の萌出時期と順序、永久歯の萌出時期と順序に関する情報を取得した。3.歯列および咬合の発育:無歯期および乳歯列完成前では上下顎歯槽堤および歯の対合関係、歯列弓の成長、さらに乳歯列期では歯列弓の形態、霊長空隙および発育空隙、歯列の成長に関する情報を取得した。4.摂餌・口腔機能の発達:離乳期で哺乳吸啜固形食咀嚼への変化および乳児型嚥下成熟型嚥下への変化に関する情報を取得した。研究代表者が、マーモセット飼育場の近辺に6ヶ月間滞在し、マーモセットの成長発育状態を常時観察することができ、状況変化に応じて臨機応変にデータを取得することに成功したため。前年度、分娩/出産時より観察記録を継続していたマーモセット2頭(双生、同腹)について、引き続き観察記録を行い、ちょうど1歳を迎える時期に集中して、生後1年(成熟時)の各種データを取得することに成功した。これによって得られた成果を速報的に以下記述する。成果1:顎顔面の著しい成長、鼻からオトガイまでの高さの成長が観察された。成果2:食物の嗜好性の変化(より硬い食物の摂取が増加)が見られた。成果3:嚥下機能については、我々が所有する国内で唯一の3DX線動画撮影装置を用いて、食物の摂取から、食物通過、胃内部への挿入までを連続して観察することができた。上記以外のデータを含め、詳細については、蓄積された膨大なビデオデータを元に統計学的解析を待つ段階であるが、現時点で報告することができるのは、6ヶ月前に比べて、1歳児のコモンマーモセットにおいては、食物の咀嚼速度の発達のみならず、嚥下機能(嚥下速度)も向上している様子を観察することができた、という点である。ヒトに近いモデルとして従来のマカカ属サル、ニホンザルなどは、飼育や繁殖の難しさから、生命科学研究への使用は今後ますます厳しく制限される。これに対してマーモセットは高い繁殖力(平均年2産4仔)を持ち、ヒトと同じ計32本の歯列を有する。

これに着目した本研究では、国産コモンマーモセットを開発した民間会社のレンタルラボ制度を活用し、マーモセット取り扱いに習熟した本研究グループの研究代表者が、獣医師および動物飼育士らとともに、マーモセット乳幼児の人工哺育/飼育過程を通して、歯の発生・萌出、歯の生え変わり、歯列形成、摂餌、咀嚼、嚥下機能などを観察・記録することに成功した。ヒト乳幼児モデルとして、コモンマーモセットの成長発育と口腔機能の発達に関連する膨大な基礎データを収集するという本研究の所期の目的を達成することができた。小型霊長類コモンマーモセットの分娩出産時から性成熟期に至るまで、X線動画撮影装置およびビデオカメラで観察記録した。無歯期乳歯列期永久歯列期の全過程を通して、特に顎顔面の成長発育と咀嚼・嚥下機能の発達を詳細に解析した。顎顔面の解剖学的発育とは関係なく、咀嚼周期は一定であることが判明した。これらの成果は、ヒトを対象とすることでは不可能であり、また従来のラットやマウスなどのげっ歯類では技術的に困難である。今後、咀嚼周期の安定に関するメカニズム、特に咀嚼と脳機能の発達のしくみなどの小児歯科のみならず歯科全般の研究において、ヒトに近い実験モデルとしてコモンマーモセットの有用性が高いことが証明された。本研究の成功の可否を握るマーモセットの安定した100%妊娠・出産を成功させるために、基本的に雄1対雌1の長期間同居方式でペアリングする。妊娠しないカップルは、早めに雌雄の交換を図る。研究の初年度で、所期の目的がほぼ達成されたのは、上記の点に留意して、慎重にマーモセット雌雄ペアを選別し、交配を行なった成果と評価できる。予定通り、最長1年目までの成長発育にともなう、コモンマーモセットの顎口腔機能の発達を追跡観察し、当該研究を完了する。小児矯正歯科学平成26年度の成果により、計画通り平成27年8月初旬にマーモセット周産期を迎える準備を整えることに成功した。これによって、本年7月から12月の期間で集中的にマーモセットの顎顔面領域の成長発育と咀嚼、嚥下、発声などの口腔諸機能について、世界初となるX線3D動画などを用いた観察・記録が期待される。分担研究者への配分金(基金)が一部使用されずに持ち越しになっている。マーモセットは大変高価な動物であり、しかも本研究の目的達成のためには妊娠確約が担保されなければならない。そのため、マーモセット購入に際しては、極めて慎重にすすめる必要があり、初年度(平成26年度)では、妊娠成立を担保とした、特別条件でマーモセット雌雄1対を購入し、その成果を確認してから、他の2組の妊娠確定を担保とした雌雄対購入をすすめる方針で行なうことを、関連する大学事務と相談して決定したため、結果的に次年度使用額が発生した。今年度の実験参加費として使用する予定である。平成27年度も、前年度同様に、妊娠確定を担保とした2組の雌雄対購入をすすめる計画であり、そのための資金として使用する。
シロイヌナズナDNAマイクロアレイを用いた遺伝子発現解析

本研究では、モデル高等植物のシロイヌナズナを用い、シロイヌナズナDNAマイクロアレイを用いた解析により、種々のストレス、ホルモンに応答する遺伝子等を単離、同定する。同定された遺伝子に関してプロモーター解析を行う。約7000個のシロイヌナズナ完全長cDNAクローンを含むcDNAマイクロアレイやアジレント22Kオリゴアレイを用いて、種々のストレスやホルモン処理、種々の組織、種々の変異体やトランスジェニック植物など約300種類の異なる条件下での発現プロファイル解析を行った。論文発表したものの幾つかに関しては発現データを公開した。アジレント22Kオリゴアレイなどを用いて、低温馴化および低温脱馴化過程での遺伝子発現プロファイル解析を行った。その結果、低温馴化過程で発現誘導される遺伝子の多くは脱馴化過程で発現が減少する事、および脱馴化過程で発現誘導される遺伝子の多くは低温馴化過程では発現誘導されないことがわかった。また、ラフィノースの合成に関与するガラクチノール合成酵素遺伝子(AtGolS3)やマルトースの合成に関与するβ-アミラーゼ遺伝子(At4g17090)などが植物の耐凍性獲得に主要な役割を果たしていることが示唆された。また、シス・トランス因子を迅速に同定していく上で、プロモーターをカタログ化する事が重要である。これまでにマイクロアレイ解析により同定したストレス誘導性遺伝子約600個に関して、プロモーター断片のサブクローニング、プロモーター+GUS(LUC)のベクターコンストラクトの作製、アグロバクテリウムへの形質転換を行った。今後、プロモーター+GUS(LUC)のトランスジェニック植物の作製、GUS(LUC)遺伝子の発現解析、シス配列の探索を行う予定である。
仮想機械環境におけるQoS保証のためのCPU時間予約の研究

仮想機械環境でCPU時間予約を可能にするリアルタイムスケジューリングフレームワーク,およびリアルタイムスケジューリングフレームワークの実現を可能にする仮想機械環境の研究を行った.複数のオペレーティングシステム(OS)に必要な実行時間を与えるスケジューリングを可能にするには,十分に軽量な仮想機械環境が必要となる.本研究では,そのような仮想機械環境をIntel IA-32プロセッサ上に試作し,OSとしてLinuxおよびRTOSを実行可能にした.仮想機械環境でCPU時間予約を可能にするスケジューリング理論は,仮想機械環境でのCPU時間予約要求を統合することで,仮想機械環境を実行するOSカーネルが十分なCPU時間を仮想機械に与える.仮想機械環境においては,スケジューリングは仮想機械環境を実行するOSカーネルによる仮想機械のスケジューリングと,仮想機械環境内でのタスクスケジューリングに分離されてしまう.従って,それぞれのスケジューリングを分けて考えることができるように,仮想機械における複数のタスクによるCPU時間予約要求を統合する.資源管理フレームワークは,スケジューリング理論に基づきCPU時間割り当てを行う.仮想機械環境でのタスクのCPU時間予約要求とそのスケジューリングパラメータとの対応を管理し,CPU時間予約要求が満たされるようにスケジューリングを行う.試作した仮想機械環境はIntel IA-32プロセッサ上で動作し,OSとしてLinuxおよびRTOSを実行可能にすることができた.仮想機械環境でCPU時間予約を可能にするリアルタイムスケジューリングフレームワーク,およびリアルタイムスケジューリングフレームワークの実現を可能にする仮想機械環境の研究を行った.複数のオペレーティングシステム(OS)に必要な実行時間を与えるスケジューリングを可能にするには,十分に軽量な仮想機械環境が必要となる.本研究では,そのような仮想機械環境をIntel IA-32プロセッサ上に試作し,OSとしてLinuxおよびRTOSを実行可能にした.仮想機械環境でCPU時間予約を可能にするスケジューリング理論は,仮想機械環境でのCPU時間予約要求を統合することで,仮想機械環境を実行するOSカーネルが十分なCPU時間を仮想機械に与える.仮想機械環境においては,スケジューリングは仮想機械環境を実行するOSカーネルによる仮想機械のスケジューリングと,仮想機械環境内でのタスクスケジューリングに分離されてしまう.従って,それぞれのスケジューリングを分けて考えることができるように,仮想機械における複数のタスクによるCPU時間予約要求を統合する.資源管理フレームワークは,スケジューリング理論に基づきCPU時間割り当てを行う.仮想機械環境でのタスクのCPU時間予約要求とそのスケジューリングパラメータとの対応を管理し,CPU時間予約要求が満たされるようにスケジューリングを行う.試作した仮想機械環境はIntel IA-32プロセッサ上で動作し,OSとしてLinuxおよびRTOSを実行可能にすることができた.平成17年度は単一CPUシステムを対象として,仮想機械環境におけるCPU時間予約に関しての研究を行った.CPU時間予約とは,プログラムを実行し適切な結果を出すために必要となるCPU時間を得ることができるよう予め確保し,実行時に確保したCPU時間を提供可能にする機能である.通常のオペレーティングシステム環境では,実行パラメータからそのプログラム(タスク)が実行可能かどうか判定することができるリアルタイムスケジューリングを用いることにより,CPU時間予約が可能である.同様のことを仮想機械環境にて行うためには,まず仮想機械環境内でCPU時間予約を可能にするために必要なリアルタイムスケジューリングによりタスクが実行されなければならない.また,仮想機械環境を実現・実行するレイヤは,各タスクの実行パラメータに従って,仮想機械環境を実行できるような機構が必要となる.仮想機械環境を実現・実行するレイヤは,仮想機械環境を通して得られる各タスクの実行パラメータを用い,仮想機械環境に対しCPU時間割り当てを行う.CPU時間を割り当てられた仮想機械環境は,その時にそのCPU時間を必要とするタスクに対しCPU時間を割り当てる.上述の機構を実現するために,まずリアルタイムスケジューリングを提供するITRON実時間カーネルを仮想化し,CPU時間予約に必要な実行パラメータに従ってタスクをスケジューリングする仮想機械環境を構築した.平成18年度は,仮想機械環境でCPU時間予約を可能にするスケジューリング理論および資源管理フレームワークのプロトタイプを評価し,機能拡張を行った.スケジューリング理論は,仮想機械環境でのCPU時間予約要求を統合することで,仮想機械環境を実行するOSカーネルが十分なCPU時間を仮想機械に与えることができるようにする.仮想機械環境においては,スケジューリングは仮想機械環境を実行するOSカーネルによる仮想機械のスケジューリングと,仮想機械環境内でのタスクスケジューリングに分離されてしまう.従って,それぞれのスケジューリングを分けて考えることができるように,仮想機械における複数のタスクによるCPU時間予約要求を統合し,仮想機械環境を実行するOSカーネルが仮想機械をスケジューリングするパラメータを抽出する.資源管理フレームワークは,スケジューリング理論に基づきCPU時間割り当てを行う.仮想機械環境を実行するOSカーネルに対しては仮想機械のスケジューリングパラメータを与え,仮想機械環境内ではカーネルにより割り当てられたCPU時間が各タスクに再分配することにより,仮想機械環境でのタスクのCPU時間予約要求とそのスケジューリングパラメータとの対応を管理し,CPU時間予約要求が満たされるようにスケジューリングを行う.平成18年度は,上記のスケジューリング理論とフレームワークを実現するための仮想機械環境の試作も行った.プロトタイプはIntel IA-32プロセッサ上で動作し,オペレーティングシステムとしてLinuxおよびRTOSを実行可能にすることができた.
水圏のアルカリ性ホスファターゼ活性に影響を与える要因

藻類や細菌によって生産されたアルカリ性ホスファターゼの活性が,様々な環境要因や微生物相互の関係によってどのような影響を受けるかを明らかにすることを目的として,以下の研究を行った。1.奈良県香芝市の籏尾上池及び籏尾下池を対象として,2002年度以降毎月一度行っている水質調査を続行して,アルカリ性ホスファターゼ活性の経月変動と,水質ならびに微生物学的要因との関係を検討した。2.無光層において細菌によるアルカリ性ホスファターゼに影響を持つ要因を調べるために,細菌を長期培養した。その結果,細菌が生存しているが培養できない状態に陥ることが原因でアルカリ性ホスファターゼの産生能が失われるわけではないことがわかった。3.海外や国内の湖沼や河川で蓄積されてきた,アルカリ性ホスファターゼに関する知見,及び藻類や細菌の培養実験方法,リン吸収・蓄積に関する知識を得るために関連資料の収集行った。1.奈良県香芝市の籏尾上池及び籏尾下池を対象として,2002年度以降毎月一度行っている水質調査を続行して,アルカリ性ホスファターゼ活性の季節変動と,水質ならびに微生物学的要因との関係を検討した。藻類の増殖がおう盛な夏季には調査回数を月2回ずつとした。その結果,アルカリ性ホスファターゼ活性が外界のリン濃度に影響を受けるのは,溶存反応性リン(無機リン)が20μg/Lと比較的高い場合のみであることがわかった。菌体内リン濃度とアルカリ性ホスファターゼ活性との明確な関連は認められなかった。微生物量とアルカリ性ホスファターゼ活性とには統計的に有意な関係が認められた。2.現場のアルカリ性ホスファターゼ活性の消長(寿命)を調べるために,現場の試料を採取し,除菌を試みたが,完全に無菌状態にすることはできなかった。実験後期にはアルカリ性ホスファターゼ活性の上昇が認められたが,これは培養中に増殖した微生物由来であると考えられた。酵素活性を阻害せず,完全な滅菌を可能とする処理方法の開発が必要である。3.海外や国内の湖沼や河川で蓄積されてきた,アルカリ性ホスファターゼに関する知見,及び藻類や細菌の培養実験方法,リン吸収・蓄積に関する知識を吸収するために関連資料の収集行った。藻類の増殖が旺盛な夏季には調査回数を月2回ずつとした。また,夏季に優占する藻類の種組成を調べた。2.藻類の増殖とアルカリ性ホスファターゼ活性の関係を調べるために,冬季に沈降した藻類が再増殖をするための環境条件を検討した。その結果,藻類の再増殖には全窒素濃度が関与することが分かった。3.無光層において細菌によるアルカリ性ホスファターゼに影響を持つ要因を調べるために,細菌の培養系を作成した。しかし,低栄養の培養系の作成は困難で引き続き条件を最適化する必要がある。4.海外や国内の湖沼や河川で蓄積されてきた,アルカリ性ホスファターゼに関する知見,及び藻類や細菌の培養実験方法,リン吸収・蓄積に関する知識を得るために関連資料の収集行った。

3.海外や国内の湖沼や河川で蓄積されてきた,アルカリ性ホスファターゼに関する知見,及び藻類や細菌の培養実験方法,リン吸収・蓄積に関する知識を得るために関連資料の収集行った。