hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
随意運動時の課題遂行戦略が自律神経活動に及ぼす影響

◇学会発表◇追加実験(正確性と運動スピード)予告刺激(S1)後の反応刺激(S2)で動作遂行を要求する信号(Go)と動作中止を要求する信号(NoGo)を半分の割合でランダムに呈示するS1-S2パラダイムを用いた。Go信号に対して正確な動作で反応する条件(Accurate条件)とより速い動作で反応する条件(Speed条件)を設定し、自律神経活動を記録した。被験者は健康成人10名であった。Go信号提示に伴う交換神経活動はAccurate条件よりSpeed条件で強い活性化が観察されたことから、随意運動課題の遂行戦略の相違は自律神経活動に影響することが示唆された。◇まとめ本研究から、生体恒常性を維持する自律神経系の動態が随意運動の遂行に伴う脳内情報処理過程との対応で変容することが示唆された。日常の運動・スポーツ場面では、動作実行と中止、速さや正確性の要求など動作の遂行条件が様々に変化する。これに対応するための動作遂行戦略は、脳内で異なる情報処理を生みだし、結果的に反応の遅延などパフォーマンスの変化を引き起こす。そのような脳内情報処理に対応して動作時の生体恒常性を維持する自律神経系の活動が変容し得るかどうかは不明である。本研究では、動作実行・中止に伴う脳内情報処理過程が、生体恒常性を維持する自律神経系の動態にどのような影響を及ぼすかを検討した。実験では、発揮筋力の大小(最大筋収縮の20%と40%)をあらかじめ指定した条件下で、予告刺激(S1)の3秒後に呈示される反応刺激(S2)に対して反応動作を要求するS1-S2パラダイムを施行し、事象関連電位P300と交感神経皮膚反応を測定した。被験者(健常成人10名)は規定のS2(呈示確率50%)にのみ反応動作を遂行し、それ以外には反応動作を遂行しないことが要求された。実験の結果、P300には、反応動作遂行時で潜時が短く頭頂部で振幅の大きい成分が、中止時には潜時が長く前頭-中心部で振幅が大きい成分が観察された。また交感神経皮膚反応は反応動作遂行時の方で反応が大きかった。これらは発揮筋力の大小に影響されなかった。以上から、動作遂行時と中止時で自律神経活動の動態が異なることが示された。従って、自律神経活動は随意運動の遂行に関わる情報処理過程に強く影響されることが推察された。
ニホンザルの文化-石遊びに関する飼育下の実験と長期に渡る野外研究

本研究は計3年度(1921年度)に渡る計画で、今回の実績概要は最終年度の21年度の8ヶ月に渡って行った研究である。本研究の目的に添って、ニホンザルの文化的行動の一つとして知られている石遊び行動を体系的に霊長類研究所の集団飼育ニホンザル群の個体追跡による詳細による分析や加齢による変化、数量的に行動の学習過程の評価,学習によって伝承される(文化的行動)という仮説を初めて行動実験によって検証出来るデータを採集した。複数の地域におけるSH行動の比較および横断的、実験的アプローチを組み合わせた結果、以下のことが明らかになった:1)ニホンザルのSH行動の総レパートリーは45種のパターンによって構成されていた2)それぞれの群れが持つSH行動レパートリーには変異があり、ある群れで顕著に観察されるSH行動が他の群れでは全く観察されないこともあった3)こうしたSH行動のレパートリーは地理的に近い群れ同士が明確なクラスタを形成しており、文化圏のようなものが観察された4)遺伝的要因と、いくつかの明白な環境要因がこうしたSH行動のレパートリーに影響を与えるという仮説は否定された5)群れサイズと性・年齢構成およびグループの凝集性はSHを行う群れ個体の割合に影響を与えることがあることが示唆された6)社会的要因は文化的行動としてのSHの獲得とその維持において重要な役割を果たす。SHの学習モデルとして幼児が母親の行動を観察することによって起こる直接的な効果と、他個体がSHを行ったことにより1箇所にまとめて石が残され、それが刺激となってSHが始まるという間接的な効果が観察された7)いくつかのグループではSHがすでにtransformation phaseに達していると思われた。ここではSHの行動パターンがより複雑に多様になっており、さらにSHが起こる文脈の拡大が認められた。本研究は19年11月から実施しているため、研究実績はまだ予備段階ではあるが、必要な機器類を買い揃え、霊長類研究所のニホンザル飼育群3つを選んで予備観察を開始した。現時点では、3群(高浜群、RRS岡崎群、RRS育成舎#3)において、約100時間のビデオによる行動観察を記録した。信頼度の高いデータベースはまだ取得していないが、予備結果としては、予めに予測していた様に、石遊びの伝播は社会的な刺激によって引き起こされていることを裏付ける観察はいくつもできた。要するに、集団内にある個体が石遊びをし始めると、後に周りの多くの個体も石遊びを始めるということである。行動実験と野外調査の準備を進めると同時に、研究代表者と分担者が1991年から取得したデータベースに基づいて、5つの論文をしあげた(下記参照)。さらに、今までに得られた成果を6月と8月に開催される国際学術大会(20th Annual Meeting of the Human Behavior and Evolution Society(to be held June 4-8,2008 at Kyoto,Japan),XXII Congress of the International Primatological Society(August 3-8,2008,Edinburgh,Scotland)において発表することになった。なお、現在この研究プロジェクト内容と成果の詳細について紹介するWebページが作成中である。本研究は計3年度(1921年度)に跨る計画で、今回の実績概要は20年度の満12ヶ月に渡って行った研究である。本研究の目的に添って、ニホンザルの文化的行動の一つとして知られている石遊び行動を体系的に霊長類研究所の集団飼育ニホンザル群の個体追跡による詳細による分析や加齢による変化、数量的に行動の学習過程の評価、学習によって伝承される(文化的行動)という仮説を初めて行動実験によって検証出来るデータを採集した。そのデータは現在解析中のである。1983年から開始した、京都嵐山野生ニホンザル群においての石遊びの継続調査の一環として、本年度6月から11月にかけて、野外観察を行い、加齢による石遊び行動パターン発生の変化等を、長期に渡る個体追跡を行った。そのデータ解析はまだ途中段階であるが、年数が経つにつれて新しい行動パターンが増加し、それらのパターンはより複雑な操作が加えられていることが分った。更に、今までに石遊び研究対象にならなかった複数のニホンザル群や石遊びをすると最近知られた近縁種の霊長研飼育アカゲザルやバリ島のあるカニクイザル群の実態調査をおこなった。バリ島の調査は8月中の2週間にかけて、3人によっておこなった。予備結果であるが、近縁のマカク3種間の石遊び行動パターンを比較した結果、各ニホンザル地域集団間の行動パターンの相違は、種間のそれらの相違より大きいということが分った。要するに、社会学習によって集団内に伝播されるこの文化的行動は、系統発生的慣性に影響を受けているのではなかろうかとの新しい知見が得られた。逆にいえば、ニホンザルの集団間の石遊び行動パターンの違いが明らかで、地域文化の存在が示された。そして、4月に、研究補佐二人を雇って、飼育ニホンザルの行動学実験の予備調査を行った。飼育施設の都合により予定外の工事のため、実験が中断されたが、21年度に実行する予定でいる。複数の地域におけるSH行動の比較および横断的、実験的アプローチを組み合わせた結果、以下のことが明らかになった:

1)ニホンザルのSH行動の総レパートリーは45種のパターンによって構成されていた2)それぞれの群れが持つSH行動レパートリーには変異があり、ある群れで顕著に観察されるSH行動が他の群れでは全く観察されないこともあった3)こうしたSH行動のレパートリーは地理的に近い群れ同士が明確なクラスタを形成しており、文化圏のようなものが観察された4)遺伝的要因と、いくつかの明白な環境要因がこうしたSH行動のレパートリーに影響を与えるという仮説は否定された5)群れサイズと性・年齢構成およびグループの凝集性はSHを行う群れ個体の割合に影響を与えることがあることが示唆された6)社会的要因は文化的行動としてのSHの獲得とその維持において重要な役割を果たす。SHの学習モデルとして幼児が母親の行動を観察することによって起こる直接的な効果と、他個体がSHを行ったことにより1箇所にまとめて石が残され、それが刺激となってSHが始まるという間接的な効果が観察された7)いくつかのグループではSHがすでにtransformation phaseに達していると思われた。ここではSHの行動パターンがより複雑に多様になっており、さらにSHが起こる文脈の拡大が認められた。
網羅的手法を用いた先天性奇形症候群の病態解明とその臨床応用

先天性奇形症候群(CAS)はしばしば悪性腫瘍を合併するが、その分子病態は十分解明されていない。そこで、肝芽腫を合併したSotos症候群、網膜芽腫を合併した有馬症候群および卵巣がんを合併したNoonan症候群の患者検体より抽出したDNAを用いてSNPアレイによる網羅的ゲノム解析を行った。その結果、既知のゲノム異常に加えて、新たなゲノムの増幅、欠失が複数検出され、これらの領域に存在する遺伝子の量的あるいは質的異常がCASおよび悪性腫瘍の合併に関与している可能性が示唆された。先天性奇形症候群の成因は単一遺伝子、多因子遺伝子、染色体異常、催奇形因子および感染などさまざまであるが、最も頻度の高いものはloss of heterozygosity(LOH)、片親性ダイソミー(UPD)などのアレル不均衡および点突然変異によりもたらせられるゲノム異常と推定されている。しかし現在のところ、先天性奇形症候群の約70%が原因不明であり、症状に対応する特異的なゲノム異常は同定されていない。一方、ゲノム異常に起因して先天性奇形症候群ではしばしば悪性腫瘍を合併するために、正確なゲノム異常の解析は患児の自然史を予測し、健康管理を行う上でも重要と考えられる。そこで、本年度は、肝芽腫を合併したSotos症候群、網膜芽腫を合併した有馬症候群の患者検体より抽出したDNAの網羅的ゲノム解析を行い、発症メカニズムの解明を試みた。方法としては、患児の末梢血液試料および腫瘍組織から抽出したゲノムDNAを適切な制限酵素で消化し、断端に共通のアダプターを付加した後、GeneChip 250k array(CNAG/AsCNAR)でゲノムコピー数の解析を行った。その結果、Sotos症候群の原因となる5q35領域の欠失に加えて、2番染色体の増幅および2q24領域の高度増幅、18番染色体長腕の片親性ダイソミーが腫瘍ゲノムに検出された。これらのゲノム異常がみられた領域には肝芽腫の発症に関与する遺伝子が存在する可能性が示唆された。また有馬症候群の解析ではRB遺伝子を含む13q領域内に約2MBのヘテロ欠失を見出した。この欠失はgermlin変異であったことから、13qの欠失領域内には小脳低形成、精神運動発達遅滞など有馬症候群の表現型を決定する遺伝子が存在する可能性が示唆された。先災性奇形症候群の一部は悪性腫瘍を高率に合併することが知られているが、その発症メカニズムは不明である。そこで本年度は卵巣がんを合併したNoonan症候群および神経膠腫を合併した結節性硬化症の患者検体より抽出したDNAを用いてSNPアレイによる網羅的ゲノム解析を行い、発症メカニズムの解明を試みた。まず、患児の末梢血液試料および腫瘍組織から抽出したゲノムDNAを適切な制限酵素で消化し、断端に共通のアダプターを付加した後、GeneChip 250k array(CNAG/AsCNAR)でゲノムコピー数の解析を行った。その結果、卵巣がんを合併したNoonan症候群に関しては患者由来の正常検体および腫癌検体ともに大きな領域のゲノムコピー数の異常は検出されなかった。従って、本症例の腫瘍化のメカニズムとしては、Noonan症候群の発症に関与するRAS経路の異常に加えて、特定の遺伝子の微細な欠失、増幅もしくは変異が関与している可能性が示唆された。また結節性硬化症に合併した神経膠腫では1q、2p、5q、9p、13pの片親ダイソミー、14q、16qのgainなど複数のゲノム異常が検出された。これらの異常は通常のsporadicな神経膠腫のゲノムコピー数の異常としては非典型的なものであった。これらのゲノム異常がみられた領域には神経膠腫と結節性硬化症の発症に関与する遺伝子群が存在する可能性が示唆された。Noonan症候群に白血病や神経芽腫などの悪性腫瘍が合併することが知られているが卵巣がんの合併は極めて稀である。また結節性硬化症に過誤腫などの良性腫瘍が合併することは知られているものの、神経膠腫のような悪性脳腫瘍が合併することはこれまで報告がない。従って、これらの貴重な症例のゲノム解析により先天性奇形症候群と発がんのメカニズムに関する新たな知見が得られるものと期待される。
メタボリックシンドロームにおける多臓器障害発症メカニズムと治療法の開発

酸化ストレスが増大する食事負荷では酸化LDL受容体(LOX-1)を介し、さらに酸化ストレスが増加し、悪循環を形成する。この状況下で肝臓では線維化が進行し、脂肪性肝炎を引き起こす。また、腎動脈、大動脈において動脈硬化を発症させた。一方レニン阻害薬は肝臓において線維化を著明に抑制し、その効果は抗酸化薬とほぼ同程度であった。肝臓局所のレニンアンジオテンシン系の亢進がLOX-1と酸化ストレスの悪循環に寄与することが示唆された。また、メタボリックシンドロームにおける多臓器障害の治療にレニンアンジオテンシン系の抑制は有用である可能性が示唆された。1)病癖学的検討LOX-1過剰発現マウスでは高脂肪、高食塩食により血圧の上昇が認められ、本モデルが食塩感受性であることが明らかになった。LOX-lの過軍機現マウスでは、高脂肪、高食塩食により肝細胞内への脂肪沈着、細胞の膨大化および炎症細胞の浸潤が著明やNASHを発症した。耳た、本マウスでは局所の酸化ストレスが亢進し、アンジオテシシン受容体拮抗薬により酸化ストレスの軽減とNASHの改善が認められた。また、腎臓においては腎動脈のリモデリングが著明であり、薬物による改善を認めた。1)病理学的検討LOX-1の過剰発現マウスでは、高脂肪、高食塩食により肝細胞内への脂肪沈着、細胞の膨大化および炎症細胞の浸潤が著明でNASHを発症した。また、本マウスでは局所の酸化ストレスが亢進し、また、肝臓でのアンジオテンシノーゲンmRNAが増加していた。一方、アンジオテンシン受容体拮抗薬、レニシ阻害剤により酸化ストレスの軽減とNASHの改善が認められた。2)遺伝子発現の検討1)病理学的検討LOX-1の過剰発現マウスでは、高脂肪、高食塩食により肝細胞内への脂肪沈着、細胞の膨大化および炎症細胞の浸潤が著明でNASHを発症した。これらの所見は高脂肪食のみでは認められなかった。また、本マウスでは局所の酸化ストレスが亢進し、また、肝臓でのアンジオテンシノーゲンmRNAおよびアンジオテンシンII含量が増加していた。一方、Tempolにより酸化ストレスの軽減とNASHの改善が認められた。2)遺伝子発現の検討3)たんぱくレベルでの検討NASH発症に伴い、肝臓fibronectinおよび酸化ストレスマーカーの4HNEの増加が認められた。またTempolにより改善した。4)肝臓星細胞での検討モデルマウスの肝臓を還流し星細胞を採取した。細胞でTNFα、fibronectinの増加が認められ、肝臓全体での炎症に星細胞が重要な役割を果たしていると推察された。
サルコペニアに関与する新たな調節因子の解明

サルコペニアの成因には以前はmTOR系を介した細胞増殖系とFOXO系を介したユビキチン-プロテアソームシステムによる蛋白分解の両者の経路が関与しているとされてきたが、近年オートファジー(自己貪食)調節機構も関与することが報告され、注目されてきている。そんな中、我々は最近、骨格筋において、非受容体型チロシンキナーゼの一つであるFynがmTORの活性調節のみならず、STAT3のリン酸化を調節し、オートファゴソームの誘導に重要であるとされているVPS34-ATG14-Beclin1 complexを介してオートファジー機構を調節し、サルコペニアに関与する事を報告した(Yamada E et al. Cell Rep. 2012)。しかし、こうした検討は主に骨格筋特異的Fynトランスジェニックマウスによって証明されたものであり、実際にサルコペニアにおいてFynがどのような役割をしているかは明らかではなく、さらにFynの標的因子はVPA34を含むcomplexのみではない可能性もある。今回は、1我々がリン酸化プロテオーム解析結果として新たにクローニングしたFynの新規ターゲット蛋白STAC3(SH3 and cysteine rich domain 3)がFynによる133番目のチロシンリン酸化を介してサルコペニアの成因に関与しているか2Fyn-STAC3経路が実際にサルコペニア発症に関与しているかの検討を行う。これらが明らかになることで、新たなサルコペニア発症メカニズムと治療ターゲットを解明できることになり、その治療に大きく貢献することができると考えられる。野生型マウスを用いた検討で腓腹神経を切断させたマウスモデルでの筋肉委縮関連タンパクの解析やオートファジーの調節機構の解析は順調に進んでいる一方、昨年度に供与を受けたFynのノックアウトマウスの繁殖がうまくいかなず、1年かけてホモマウスの子供は5匹程度にとどまっているため、まだ実験をするには至っていない。実験に使用可能なホモマウスが使用できるまでに、野生型マウスを用いてオートファジー調節機構などの解析をしっかり行い、preliminaryなcheckをしっかり行なっておく。またその間に細胞を用いたin vitroの実験も進める。注文の遅れによる事務的な事由。
上皮細胞の極性形成における細胞内物質輸送の分子機構の解明

上皮極性輸送の分子機構を明らかにする目的で、頂端面輸送の機能するRab8タンパク質に結合するタンパク質の探索を行い、Rab8BPを得た。Rab8BPは新規タンパク質であり、その機能を解析するためにRNA干渉法を用いてRab8BPをノックダウンしたところ、Rab8の細胞内局在に異常が見られた。よってRab8BPはRab8の適切な細胞内局在化に必要な分子であることが明らかになった。Rab8は小腸上皮細胞において頂端面方向への輸送を制御していることが明らかになっている。本研究ではRab8の上皮極性細胞での分子機能を明らかにするため、Rab8の結合タンパク質の同定を行うことが主目的であった。酵母ツーハイブリッド法により新規結合タンパク質Rab8BPが得られた。Rab8BPに対する抗体を用いてHeLa細胞を染色するとRab8と共局在することが明らかになった。また、Rab8BPをRNAiでノックダウンするとRab8の細胞内局在に異常が観察された。さらにRab8BPに結合するタンパク質を同定するためにGST-pull down法を用いた実験を行ったところRab8BPIPが得られた。Rab8BPIPのドメイン構造よりRab8BPIPは膜のチューブ構造を形成するタンパク質であることが示唆される。Rab8BPIPもRab8ならびにRab8BPとHeLa細胞内において共局在することがわかった。よってRab8はRabBP,Rab8BPIPと共に、トランスゴルジネットワーク以降のタンパク質輸送において膜チューブ構造を介した輸送経路を制御することが明らかとなった。さらにRab8BPの組織分布をイムノブロットで調べたところ、肺と小腸に高い発現が観察された。肺と小腸は特に上皮細胞が発達している組織であり、Rab8の機能を考えると非常に興味深い発見である。Rab8BPやRab8BPIPがRab8と同じように頂端面方向への輸送を制御しているかを検証するために小腸初代培養を用いた実験を計画しており、現在その培養法の習得まで完了している。上皮極性細胞における細胞内物質輸送に機能するRab8をを用いてその活性化型に結合する因子の同定を研究実施計画に従い行った。GST-pulldown法を用いて行ったところ有意義な結合タンパク質は得られなかったため、酵母ツーハイブリッド法を用いて実験を行ったところ多くの結合因子の候補が得られた。そのうちの一つは全く機能が不明であったのでその解析をさらに進め、それにさらに結合する因子の同定を行ったところ、エンドサイトーシスに機能する分子を得るに至った。Rab8と2種類の新規同定タンパク質の細胞内局在はエンドソームにおいて共局在し、その場で膜輸送を制御している可能性が示唆された。現在その新規タンパク質をRNA干渉法によりノックダウンし、輸送への影響を明らかにすることによりそれらの機能の解明に近づくよう、実験を行なっているところである。また個体での機能を明らかにするため、それらのノックアウトマウスの作製を行なっているところである。当初の計画通り、Rab8に結合する分子の同定に至った。さらにその機能を明らかにするための実験も行なっており、これまで未解明であったRab8の細胞内膜輸送における分子機構の一端が垣間見えようとしている。無論これらはこれまで報告のない知見であり、今後研究を進めることでさらに興味深い知見が得られることが期待できる。今後は同定タンパク質の機能を明らかにするため、RNA干渉法により細胞内のタンパク質をノックダウンして細胞内膜輸送への影響を各種モデル積荷タンパク質(VSV-G,上皮成長因子、トランスフェリン等)を用いて行う。また個体での機能を調べるため、ノックアウトマウスの作製も行う予定である。研究を進めていく上で必要に応じて研究費を執行したため当初の見込み額と執行額は異なったが、研究計画に変更はなく、前年度の研究費も含め、当初予定通りの計画を進めていく。具体的にはRNAiを各種購入予定。また新規同定タンパク質に対する抗体を作製。蛍光標識トランスフェリンやEGFの購入。細胞培養消耗品代、遺伝子改変ES細胞代、マウス飼育費用に研究費を使用予定である。最後に成果を学会で発表するためその旅費も計上した。
ランダム媒質中のランダム・ウォークに関する漸近的性質

正方格子上のランダム・ウォークの道の多重点の個数に関する極限定理は、そもそもランダム媒質中のランダム・ウォークの道の再帰性の判定条件を与えるために研究されてきた。そこで必要となるのは大偏差原理の成立を保証することであるが未だその解決には至っていない。そこでその前段階として訪問点の個数に関する大偏差原理が成立するか否かを考えた結果、あまり期待できなかった一般論の適用が部分的に成功し、上からの評価が得られた。下からの評価についてはやはり一般論では解決できない問題が生じ、その解決についてはまだ相当の時間が要するものと思われる。また、大偏差原理については積率母関数の具体形を得ることが重要なのであるが、それに関してはほとんど手がつけられない。以前から積率簿関数の原点での漸近挙動が部分的に得られていたが、完全に解決することができた。正方格子上のランダム・ウォークの道の多重点の個数に関する極限定理の研究は、もともと、ランダム媒質中のランダム・ウォークの道の再帰性の判定条件を得るために行われてきた。そこでは極限定理の中でも大偏差原理という非常に強い性質の成立を示すことが必要なのであるが、その解決にはまだまだ先の長い話となる。この大偏差原理においては、モーメント母関数の漸近挙動が重要な役割を果たすので、ます最初に(ランダム媒質のない)ランダム・ウォークの道の訪問点の個数に対してそのモーメント母関数の性質を調べることが妥当であると考え、その研究を行った。パラメータが負の場合はDonskerとVaradhanによって証明された定理を用いることによって必要な情報が得られるので、パラメータが正の場合だけ考えればよいことになるが、そこで得られた結果は未だもって不完全なものであり、大きく進展するような結果は得られなかった。実は、そのcontinuous anologであるWiener sausageに関しての文献がいくつかある。しかし、それらの結果を見る限り平行した議論で解決できるとはとうてい思えないばかりか、ランダム・ウォークの場合は異なった結果が得られることが簡単な議論から予想される。
超イオン音波ダブルレイヤによる粒子加速機構

核融合プラズマに限らず、プラズマ中の様々な電位形成機構は未だ明らかにされていない。ここで取り上げるのは、磁力線沿いの電位形成および粒子加速機構である。この具体例としては、核融合プラズマで言えば、Qマシンやダイバータなどで見られる磁力線に沿って形成される電位構造、自然界のプラズマで言えば、オーロラ粒子加速機構等がある。これらはともに、磁力線に沿った方向に開放された系となっている。この開放系であることが、より現実的な配位における、電位形成機構のシミュレーション研究をする上で障害となっていた。そこで、本研究では、粒子運動論的効果を考慮した粒子シミュレーション手法を用いて、開放系のシミュレーション・モデルを構築することによって、磁力線沿いの電位形成(電気二重層形成)機構の物理機構について研究をおこなう。運動論的エントロピー表示法を用いることで、(超)イオン音波電気二重層形成機構に対する電子とイオンの役割を見いだすことに成功した。
貧困削減を目的とする開発援助プロジェクトにおける社会調査の貢献

貧困削減を目的とする開発援助プロジェクト支援に対する社会調査のニーズが高まっている。援助プラン策定の基盤となる情報の収集分析のための社会調査と、事後評価に役立つ情報の収集分析のための社会調査に大きな貢献の可能性がある。実務者に対する社会調査の教育訓練も必要である。急速に発展する途上国社会の分析に適した社会調査法の開発が急務である。社会学における社会変動論と制度化論が理論的基盤として有効である貧困削減を目的とする開発援助プロジェクト支援に対する社会調査のニーズが高まっている。社会学における社会変動論と制度化論が理論的基盤として有効である1海外調査;JICAの貧困削減を目的とする開発援助プロジェクトの現地調査を実施した。(1)バングラデシュ(2006年8月);今まで1県のみで試行されていたJICAプロジェクトの仕組みが4県に拡大されつつあることが分かった。このプロジェクトは1900年代から京都大学チームによる研究協力の成果を引き継いでおり、現地に関する膨大な情報を持っている。そのことが情報が現在のプロジェクトにどのような影響を与えているかを研究したい。(2)インドネシア(2006年12月2007年1月);JICAが開発した村落開発SISDUKモデルは現地で制度化され根付いていることが確認された。しかしJICAのSISDUKは現地化されかなり変質しているので、今後は両者の比較を行いたい。(3)フィリピン(2007年3月);セブSEEDプロジェクトは一定の成果を上げており、特に失敗したプロジェクトではないが、現在は外部環境の変化などの事情により現在は調査研究が困難であるので、今後の詳しい研究は見合わせる方向で検討中である。2研究成果の発表(1)2006年7月に研究セミナーを実施し、約60名の参加者を得て研究成果を発表した。(2)2006年11月に日本開発学会で約100名の参加を得て研究成果の発表を実施した。(3)2007年3月に2研究成果を冊子体報告論文集として作成し、関係者等へ配布した。3研究展開の可能性JICAの開発援助を理解する方法として現地調査と既存文献分析を実施している。ここに相対的視点を導入することを検討中である。すなわち、他の国際協力機関、とくに新興ドナー国による開発援助の実際を研究することにより、JICAの開発援助プロジェクトを相対的に理解する研究企画を試験的に作成している。1研究成果を公表するためJICA地球ひろば(東京都広尾)にて7月7日に3名の研究協力者を含めた公開の研究セミナーを実施した(*は研究協力者)。テーマは「開発援助プロジェクトの多面的理解をめざして」、発表題目と担当者は次のとおり。(1)「開発援助プロジェクトと社会調査」佐藤寛、(2)「実践人類学の開発援助への貢献」*鈴木紀(千葉大学文学部准教授)、(3)「JICA事業における貧困削減への取り組み」*友部秀器(国際協力機構農村開発部第一グループグループ長)、(4)「KOICAの貧困削減における戦略と活動」*Chang Hyun-sik(KOICA(大韓民国国際協力機構)研究開発部長)、(5)「フィリピンにおける貧困削減プロジェクトの評価」*Emma Porio(フィリピン・アテネオ大学社会政治学部教授)2日本社会学会2007年度全国大会(2007年11月18日、関東学院大学・金沢八景キャンパス)「開発・援助セッション」(国際・エリアスタディ(3))で研究成果報告を行った。(1)「開発援助プロジェクトと社会調査」宇田川拓雄、(2)「開発援助実施機関における社会調査の現状と社会学者の貢献可能性」佐藤寛、(3)「制度化をめぐる社会学的アプローチの貢献可能性」*佐野麻由子(フェリス女学院大学非常勤講師)、(4)「バングラデシュ農村におけるリンクモデルの導入過程」辰己佳寿子、5)「ダム住民移転問題から開発研究の統合へ向けた試論」*浜本篤史(名古屋市立大学)、(6)「開発援助プロジエクトにおける仲介者」*兼川千春(立教大学大学院)3キーパーソン面談、観察法による現地調査を実施し、合わせて現地で文献収集を行った。(1)バングラデシュ(2007年8月);佐藤寛、辰己佳寿子(2)インドネシア(2007年9月);佐野麻由子、滝村、宇田川拓雄(3)マレーシア(2007年9月);宇田川拓雄1学会報告(1)辰己佳寿子:開発援助プロジェクトによる地域社会の変容-制度化のプロセスを中心に-,第19回国際開発学会全国大会2008年11月、(2)佐野麻由子:開発援助プロジェクトによる地域社会の変容:制度の定着・効果測定の指標、同上、(3)鈴木紀:自立発展性(sustainability)の条件:メキシコ農村女性の開発援助プロジェクト<後>の経験から、日本文化人類学会第42回研究大会、2008年5月2現地調査の概要、氏名:地域/課題、知見(1)佐藤寛(連携研究者) :イエメン、国際NGOが開始した基礎保健プロジェクトが現地NGO設立を促し、現地スタッフのプロジェクト実施能力、社会調査能力を高め、国際NGO撤退後も様々な活動を継続していた。

(2)佐野麻由子(研究協力者) :スラウェシ、制度導入の効果は(1)制度による行為の制約条件の変化、(2)人々の行為選択へのインパクト、(3)以上が確認された上で、本来の目的との適合性から把握できる。(3)浜本篤史:文献研究、開発援助事業における社会調査の主要な担い手である「開発コンサルタント」業界の全体像を文献資料より整理すると共にコンサルタント業界で行われている社会調査の内容を把握した。(4)宇田川拓雄:インドネシア、3村における2006年の全てのSISDUK活動の現状を調査しJICAのSISDUKと比較した。制度の現地化と変容の実態を観察した。(5)鈴木紀:メキシコ、PAPROSOCで形成された3つの女性グループを訪問しプロジェクト後の活動状況を調べた。いずれも活発な活動意欲を維持していたが行政側の対応に応じて活動成果には大きな差が認められた。(6)宇田川拓雄:フィリピン、CebuSEEDの事後評価に即して評価の実際の調査と活動拠点の訪問を行なった。政権交代により政策の優先順位が変更され、地方政府レベルではCebuSEEDの成果は受け継がれていなかった。(7)辰己佳寿子:バングラデシュ、PRDPの農村開発手法の浸透度に関して村落レベルで調査を行った。それらは、プロジェクト内だけでなく、プロジェクト範囲外の活動にも影響していることが明らかとなった。
膜受容体輸送および細胞分裂におけるカルシウム結合蛋白質ALG－2の生理機能解析

ESCRTタンパク質は、エンドソーム上における内部小胞形成や、細胞分裂、レトロウイルスの宿主細胞からの出芽において、中心的な役割を果たすことが明らかにされているESCRT-III関連因子であるIST1は特に細胞質分裂に関与すると考えられている。ヒトをはじめ脊椎動物のIST1は、CHMP様領域とともに、他のESCRT-IIIタンパク質がもっていないプロリンに富んだ領域(Pro-rich region,PRR)をもつが、PRRにはMetとProが繰り返すMPMPMPMP配列が存在する。ヒト遺伝子多型でMPが5回繰り返すものもあり、またVP配列をもつ生物種(トリ)も存在する。Valは一塩基置換によりMetに変換するため、M/VP繰り返し配列はIST1に何らかの基本的な機能を付与していると考えられる。HEK293T細胞にタグ付加IST1を発現させプルダウン実験を行ったところ、ALG-2がカルシウム依存的にプルダウンされた。またIST1とALG-2の相互作用には、IST1のMet-Pro繰り返し配列が重要であることが判明した。さらにESCRT-III蛋白質CHMP1を共発現させると、IST1とALG-2の相互作用が促進された。以上のことから、IST1はALG-2とカルシウム依存的に相互作用すること、さらにこの相互作用はCHMP1により安定化されることが示唆された。ALG-2をRNA干渉法によって発現レベルを抑制させた細胞は、一部、細胞分裂の異常が観察された。しかし、統計的に有意差があるデータは得られず、細胞種により異なる結果を与えると思われる。まず、ALG-2の生理機能探索の手掛かりを得るため、ヒト線維芽細胞種HT1080細胞においてRNA干渉法によるALG-2発現抑制を行ったところ、一部の細胞で多核化や核の断片化が観察された。このことから、ALG-2は細胞分裂において機能することが示唆された。次に、ALG-2は細胞分裂においてESCRT蛋白質と協調して機能すると考え、新たなALG-2相互作用因子を探索するため、酵母ツーハイブリット法によりESCRT蛋白質とALG-2の相互作用解析を行った。これにより、新たに細胞質分裂に関与するESCRT関連因子であるIST1がALG-2相互作用因子であることが示唆された。そこで、HEK293T細胞にタグ付加IST1を発現させプルダウン実験を行ったところ、ALG-2がカルシウム依存的にプルダウンされた。以上のことから、ALG-2はIST1やCHMP1とともに細胞分裂において重要な機能を担うと考えられる。ALG-2の発現を抑制すると細胞分裂に異常をもたらすことはすでに報告されていたが、そのメカニズムは不明であった。本研究によって、ALG-2はESCRTシステムを通して細胞質分裂に関与していることが示唆され、オリジナリティの高い研究成果と評価される。これまでに、動物細胞を用いた相互作用解析においてAlixとTSG101の結合がカルシウム存在下で強くなることから、ALG-2がAlixおよびTSG101と複合体を形成することで、ESCRT-IとAlixを繋いでいることが示唆された(図2)。AlixおよびALG-2と複合体を形成しているTSG101がESCRT-I複合体を形成しているかは明らかになっておらず、またESCRT-I構成因子のアイソフォームにはPRRを持つものが多くある(図3)。そこで、まずESCRT-I構成因子のALG-2結合能を評価した。ビオチン標識ALG-2をプローブとして用いたオーバーレイ法により、VPS37BおよびVPS37Cの方がTSG101よりALG-2結合能が強いことが明らかとなった。次にVPS37A,B,C,Dをそれぞれ含むESCRT-I複合体とALG-2の相互作用解析を行ったところ、VPS37BおよびVPS37Cを含むESCRT-IとALG-2との強い相互作用が検出され、この相互作用はカルシウム依存的であった。また、AlixとESCRT-Iの複合体形成においても、同様の結果となった。これらの結果から、AlixとESCRT-Iの複合体形成はALG-2に依存しており、VPS37のALG-2結合能が重要であることが明らかとなった(図4)。AlixおよびTSG101が細胞分裂において重要な機能を果たすことが知られており、ALG-2も細胞分裂において生理機能を担うと考えられる。細胞分裂におけるALG-2の生理機能を明らかにするため、HT1080細胞でRNA干渉法によるALG-2発現抑制を行い、細胞の異常を定量的に解析した。ALG-2の細胞分裂における寄与を明らかに示す結果は得られなかったが、細胞種の検討などさらなる解析を行う必要がある。ヒト

遺伝子多型でMPが5回繰り返すものもあり、またVP配列をもつ生物種(トリ)も存在する。Valは一塩基置換によりMetに変換するため、M/VP繰り返し配列はIST1に何らかの基本的な機能を付与していると考えられる。HEK293T細胞にタグ付加IST1を発現させプルダウン実験を行ったところ、ALG-2がカルシウム依存的にプルダウンされた。またIST1とALG-2の相互作用には、IST1のMet-Pro繰り返し配列が重要であることが判明した。さらにESCRT-III蛋白質CHMP1を共発現させると、IST1とALG-2の相互作用が促進された。以上のことから、IST1はALG-2とカルシウム依存的に相互作用すること、さらにこの相互作用はCHMP1により安定化されることが示唆された。ALG-2をRNA干渉法によって発現レベルを抑制させた細胞は、一部、細胞分裂の異常が観察された。しかし、統計的に有意差があるデータは得られず、細胞種により異なる結果を与えると思われる。ALG-2発現抑制による細胞分裂の異常を評価する手法を検討中であるため。細胞種、siRNAのターゲット配列、観察方法など検討項目が多く、実験・観察に時間を要する。細胞分裂異常が観察しやすいよう、正常細胞由来細胞株を用いてALG-2発現抑制による影響を観察する。また、エンドサイトーシスなど細胞分裂以外の細胞内生理機能についてもALG-2発現抑制による異常が生じているか観察する。
細胞増殖を制御するケモカイン・ファミリーの分子生物学的研究

【CCケモカイン遺伝子クラスター】CEPH mega-YACライブラリーからヒトCCケモカイン遺伝子クラスターを含む約30クローンを同定し、一つのコンティグを作成した。このクラスターは数Mbにわたると考えられ、CCケモカイン8種の遺伝子の染色体17番q11上の配列順序が判明した。またCCケモカイン遺伝子クラスターはLD78α,LD78β,AT744.1,AT744.2,RANTESのグループとI-309,MCP-1,MCP-3のグループが、ケモカインメンバーの見出されていない領域を挟んで存在していた。またこのコンティグにはD17S933が含まれ、周囲には神経線維腫症遺伝子NF1および乳ガン遺伝子BRCA1が存在していた。次に単離したYACクローンのうちの3種を用いてこれらにハイブリダイズするヒト脳cDNAのクローニングを試みた。既知のあるいはそれに相同なcDNAは単離されているが、ケモカインのcDNAはまだ見いだしていない。【ヒト中枢神経系、骨髄好酸球前駆体および骨芽細胞でのCCケモカインLD78の構成的発現】RT-PCR法で調べるとヒト脳でCCケモカインのLD78などが検出された。そこでヒトの脳12切片を抗LD78モノクローナル抗体を用いて免疫組織染色法で調べるといずれのサンプルでも神経細胞やアストロサイトと思われるグリア細胞が染色された。また以前に免疫組織染色法で骨髄中の好酸球前駆体がLD78を産生していることを見いだしていたが、今回in situ hybridization法で調べると好酸球前駆体以外に骨芽細胞がLD78を発現していることが分かった。中枢神経系でのLD78の役割は不明であるが、今回の結果から骨芽細胞が分泌するLD78が破骨細胞の分化を調節していると考えられ、LD78が骨代謝にも深く関与していることが分かった。
β-catenin/Tcf複合体の新規転写標的分子の同定と大腸癌における機能解析

本研究は,細胞がん化プロセスにおけるユビキチンシステムの機能異常や調節障害の分子メカニズムとその帰結を明らかにすることにより,大腸発がん、進展の分子機構を新しい視点から解明するとともに,その成果をがんの分子診断や治療法の開発のための分子基盤として応用することを目指して計画した。蛋白質ユビキチン化システムが細胞がん化へ能動的に関わるという着想から我々は,大腸癌においてWnt/β-カテニンシグナルによりそのmRNAが安定化され。発現誘導されるβ-TrCP(E3ユビキチン連結酵素)がβ-カテニンがん化シグナルとNF-kB細胞生存シグナルを統御することにより,がんの浸潤や転移を促進することを発見した。昨年度は,Wntシグナル依存的なβ-TrCP mRNAの安定化と発現誘導に作用するβ-カテニン/Tcf複合体の新規転写標的分子CRD-BP(coding region determinant-binding protein)を同定した。CRD-BPはRNAトランス因子で,Wntシグナルに応答して大腸癌細胞で過剰発現する結果,c-mycやIGF-IIのmRNAを安定化することにより複数の細胞生存、増殖経路(Wnt/β-カテニン,NF-kB,c一Myc,IGF-II)を統括すると想定し,今年度は臨床的な大腸癌症例の解析に着手した。従来から進めてきた大腸癌臨床検体の集積を継続し,臨床病理学的データや術後経過を調査してバンク化した。そして,これらの症例の癌組織におけるCRD-BPの発現と局在を,β-カテニン,β-TrCP,NF-kB(p65活性型サプエ=ット),c-Mycなどと比較解析した。実際のがんにおけるCRD-BPの病的作用を明らかにするために現在,大腸癌におけるこれらの分子の発現変動と,浸潤,転移,再発などを含むが布病態や担がん症例の生命予後との関連について解析を進めている。本研究では,細胞がん化プロセスにおけるユビキチンシステムの機能異常や調節障害の分子メカニズムとその帰結を明らかにすることにより,大腸発がん・進展の分子機構を新しい視点から解明するとともに,期待される成果をがんの分子診断や治療法の開発のための分子基盤として応用することを目指している.蛋白質ユビキチン化分解システムが細胞がん化へ能動的に関わるという着想から我々は,大腸癌においてWnt/β-cateninシグナルによりその転写産物が安定化され,発現誘導されるβ-TrCP(E3ユビキチン連結酵素)がβ-cateninがん化シグナルとNF-kB細胞生存シグナルを統御(integrate)することにより,がんの浸潤や転移を促進することを発見した.これを受けて今年度は,Wntシグナル依存的なβ-TfCP mRNAの安定化と発現誘導に作用するβ-カテニン/Tcf複合体の新規転写標的CRD-BP(coding.region determinant-bindingprotein)を同定した.CRD-BPは既知のRNAトランス因子で,Wntシグナルに応答して大腸癌細胞で過剰発現する結果,c-mycやIGF-IIのmRNAを安定化することにより複数の細胞生存・増殖経路(WnVβ-catenin, NF-KB, c-Myc, IGF-II)を統括すると想定し,大腸癌臨床検体の集積も含めて解析を進めている.本研究は,細胞がん化プロセスにおけるユビキチンシステムの機能異常や調節障害の分子メカニズムとその帰結を明らかにすることにより,大腸発がん、進展の分子機構を新しい視点から解明するとともに,その成果をがんの分子診断や治療法の開発のための分子基盤として応用することを目指して計画した。
特発性網膜血管炎患者末梢血リンパ球の増殖反応

活動性の汎ぶどう膜炎を有するベーチェット病および特発性網膜血管炎患者の末梢血リンパ球増殖反応を調べた。対象:1.ベーチェット病;5例2.特発性網膜血管炎;4例眼症単一型ベーチェット病;2例その他の網膜血管炎;2例3.健常コントロール;2例結果:ConA刺激時のSIはベーチェット病群(25.6±32.8)、特発性網膜血管炎群(14.8±20.4)および健常コントロール群(21.3±18.6)間でそれぞれ差はなく、S抗原刺激時のSIはベーチェット病群(1.3±0.3)および特発性網膜血管炎群(1.8±0.9)は健常コントロール群(1.1±0.1)に比較して有意に高かった(P<0.05)。また、特発性網膜血管炎群ではベーチェット病群に比べても有意にSIが高かった(P<0.05)。さらに、特発性網膜血管炎を眼症単一型ベーチェット病とその他の網膜血管炎に分けて比較したが、S抗原刺激時のSIは眼症単一型ベーチェット病群(1.8±0.8)でもその他の網膜血管炎群(1.8±1.2)でもベーチェット病群に比較して有意に高かった(P<0.05)。しかし健常コントロールと比べると眼症単一群の方では有意にSIが高いのに対し、その他の網膜血管炎群では差はなかった。今回の実験では結果にばらつきも大きくみられたため、今後症例数を増やしさらに検討を加えていきたいと考えている。
並列計算法に基づく多成分粒子群の乱流輸送モデル開発のための基礎研究

本研究では,河川や海岸における混合粒径の土砂粒子に見られるような,乱流中に存在する数密度の高い多成分粒子群(粒径や比重などの物性値が均一でない粒子の集まり)の輸送現象,一様分散あるいは分級・偏析現象を精度良く再現できる予測手法を開発することを目的として,主として並列計算法を含めた数値解法と数値モデル,そしてそれらの適用性に関する基礎的な面からの検討を平成13年度と14年度の2年にわたり実施した.平成13年度には,乱流中に含まれる個々の固体粒子の運動を解析するための数値モデルと並列計算手法について考察を行い,固気および固液混相流を対象とした数値計算を行った.その結果,水平および傾斜した回転円筒中における粒径と密度が異なる二成分粒子が混合,あるいは偏析する状況が数値計算で適切に再現できることが確認された.また,固体粒子を含む噴流の乱流計測を行い,乱流変調の特性を定量的に把握した.平成14年度には,実際にPCクラスタを用いて並列計算特性を把握するとともに,粒子パスライン等を用いた数値可視化手法を整備した.さらに,水理構造物前面に生ずる混合粒径土砂の分級堆積現象へ手法を応用した.以上のような検討により開発された解析手法の特徴は以下のように要約される.(1)多成分粒子群を構成する各粒子に対して,3次元並進・回転運動の支配方程式を解析する個別要素法により,粒子間および粒子と境界面との接触力が正確に扱われる.(2)液相乱流場は,固相の影響を考慮した二流体モデルに基づき,その乱流モデルを導出してこれを解析モデルとしている.(3)乱流状態にある液相と粒子相との相互作用が考慮されたtwo-way modelである.(4)計算領域をサブブロックに分解する領域分割法による空間的な並列化と,液相と固相の計算を同時に進める相間並列化という,2レベルの並列計算手法を導入し,多数の粒子を扱う高効率の計算が実行可能である.(5)領域分割法の特徴の1つである,複雑形状領域(実際の分岐水路や土砂バイパス等)への適用性が優れている.(6)粒子の分布状況や,粒径ごとの粒子のフローパターンを可視化することが可能であり,この機能により粒子の混合あるいは分級状況を把握することができる.実際の水理構造物近傍で生ずる土砂堆積現象への適用性を確認するため,開発された手法を用いて,構造物前面に生ずる混合粒径粒子の分級堆積現象の計算を行った.この現象に対する基礎水理実験を合わせて行って,計算結果を実験結果と比較した.その結果,水理構造物前面で発生する可能性のある分級堆積現象がほぼ適切に再現されることが示されている.本研究では,河川や海岸における混合粒径の土砂粒子に見られるような,乱流中に存在する数密度の高い多成分粒子群(粒径や比重などの物性値が均一でない粒子の集まり)の輸送現象,一様分散あるいは分級・偏析現象を精度良く再現できる予測手法を開発することを目的として,主として並列計算法を含めた数値解法と数値モデル,そしてそれらの適用性に関する基礎的な面からの検討を平成13年度と14年度の2年にわたり実施した.平成13年度には,乱流中に含まれる個々の固体粒子の運動を解析するための数値モデルと並列計算手法について考察を行い,固気および固液混相流を対象とした数値計算を行った.その結果,水平および傾斜した回転円筒中における粒径と密度が異なる二成分粒子が混合,あるいは偏析する状況が数値計算で適切に再現できることが確認された.また,固体粒子を含む噴流の乱流計測を行い,乱流変調の特性を定量的に把握した.平成14年度には,実際にPCクラスタを用いて並列計算特性を把握するとともに,粒子パスライン等を用いた数値可視化手法を整備した.さらに,水理構造物前面に生ずる混合粒径土砂の分級堆積現象へ手法を応用した.以上のような検討により開発された解析手法の特徴は以下のように要約される.(1)多成分粒子群を構成する各粒子に対して,3次元並進・回転運動の支配方程式を解析する個別要素法により,粒子間および粒子と境界面との接触力が正確に扱われる.(2)液相乱流場は,固相の影響を考慮した二流体モデルに基づき,その乱流モデルを導出してこれを解析モデルとしている.(3)乱流状態にある液相と粒子相との相互作用が考慮されたtwo-way modelである.(4)計算領域をサブブロックに分解する領域分割法による空間的な並列化と,液相と固相の計算を同時に進める相間並列化という,2レベルの並列計算手法を導入し,多数の粒子を扱う高効率の計算が実行可能である.(5)領域分割法の特徴の1つである,複雑形状領域(実際の分岐水路や土砂バイパス等)への適用性が優れている.(6)粒子の分布状況や,粒径ごとの粒子のフローパターンを可視化することが可能であり,この機能により粒子の混合あるいは分級状況を把握することができる.実際の水理構造物近傍で生ずる土砂堆積現象への適用性を確認するため,開発された手法を用いて,構造物前面に生ずる混合粒径粒子の分級堆積現象の計算を行った.この現象に対する基礎水理実験を合わせて行って,計算結果を実験結果と比較した.

その結果,水理構造物前面で発生する可能性のある分級堆積現象がほぼ適切に再現されることが示されている.本研究では,河川や海岸における混合粒径の土砂粒子に見られるような,乱流中に存在する数密度の高い多成分粒子群(粒径や比重などの物性値が均一でない粒子の集まり)の輸送現象,一様分散あるいは分級・偏析現象を精度良く再現できる解析手法を開発することを目的としている.このために,本年は,乱流中に含まれる個々の固体粒子の運動を解析するための数値モデルと並列計算手法について考察を行った.この解析手法の特徴は以下のように要約される.(1)多成分粒子群を構成する各粒子に対して,3次元並進・回転運動の支配方程式を解析する個別要素法により,粒子間および粒子と境界面との接触力が正確に扱われる.(2)液相乱流場は,固相の影響を考慮した二流体モデルに基づき,その乱流モデルを導出してこれを解析モデルとしている.(3)乱流状態にある液相と粒子相との相互作用が考慮されたtwo-way modelである.(4)計算領域をサブブロックに分解する領域分割法による空間的な並列化と,液相と固相の計算を同時に進める相間並列化という,2レベルの並列計算手法を導入し,多数の粒子を扱う高効率の計算が実行可能である.(5)領域分割法の特徴の1つである,複雑形状領域(実際の分岐水路や土砂バイパス等)への適用性が優れている.(6)粒子の分布状況や,粒径ごとの粒子のフローパターンを可視化することが可能であり,この機能により粒子の混合あるいは分級状況を把握することができる.上記のような数値解析手法を開発し,固気および固液混相流を対象とした数値計算を行った.その結果,水平および傾斜した回転円筒中における粒径と密度が異なる二成分粒子が混合,あるいは偏析する状況が数値計算で適切に再現できることが確認された.本研究では,河川や海岸における混合粒径の土砂粒子に見られるような,乱流中に存在する数密度の高い多成分粒子群(粒径や比重などの物性値が均一でない粒子の集まり)の輸送現象,一様分散あるいは分級・偏析現象を精度良く再現できる解析手法を開発することを目的としている.このために,昨年度は,乱流中に含まれる個々の固体粒子の運動を解析するための数値モデルと並列計算手法について考察を行った.本年度はその成果に基づき,実際にPCクラスタを用いた並列計算特性を把握するとともに,粒子パスライン等を用いた数値可視化手法を整備した.さらに,水理構造物前面に生ずる混合粒径土砂の分級堆積現象へ手法を応用した.開発されたこの解析手法の特徴は以下のように要約される.(1)多成分粒子群を構成する各粒子に対して,3次元並進・回転運動の支配方程式を解析する個別要素法により,粒子間および粒子と境界面との接触力が正確に扱われる.(2)液相乱流場は,固相の影響を考慮した二流体モデルに基づき,その乱流モデルを導出してこれを解析モデルとしている.(3)乱流状態にある液相と粒子相との相互作用が考慮されたtwo-way modelである.(4)計算領域をサブブロックに分解する領域分割法による空間的な並列化と,液相と固相の計算を同時に進める相聞並列化という,2レベルの並列計算手法を導入し,多数の粒子を扱う高効率の計算が実行可能である.(5)領域分割法の特徴の1つである,複雑形状領域(実際の分岐水路や土砂バイパス等)への適用性が優れている.(6)粒子の分布状況や,粒径ごとの粒子のフローパターンを可視化することが可能であり,この機能により粒子の混合あるいは分級状況を把握することができる.開発された手法を実際の水理構造物の土砂管理設計に役立てるため,本手法を水理構造物前面に生ずる混合粒径土砂の分級堆積現象へ手法を応用した.この現象を基礎的に模擬する水理実験を行い,計算結果を実験結果と比較した.