hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
環境配慮型社会へ向けた温暖化対策効果評価モデルの開発

地球温暖化の抑制、環境配慮型社会への転換は、今日の環境問題において、最も重要な課題である。脱温暖化社会、環境配慮型社会への転換を実現するためには、環境技術開発や種々の施策施策の効果評価を可能とするプラットホーム(モデル)の構築が急務である。本研究では社会経済システムにおけるエネルギー、物質消費からの二酸化炭素排出に焦点をあてモデル開発を行うことを目的として、1)ボトムアップ・エンドユーズ型モデル(化石燃料消費からの温室効果ガス排出を詳細なエネルギー機器レベルで積み上げる)、2)トップダウン型の逐時型一般均衡経済モデル(エネルギー関連部門、数十の生産・サービス部門、政府及び家計部門から構成)を組み合わせたモデルを構築し、今世紀の世界及びアジア地域の温室効果ガス排出とその抑制効果の推計を行った。モデル開発にあたっては、1)家計、産業及び政府部門の環境配慮に対する選好変化のメカニズム、2)家計への財投入とそれをインプットとする家計内サービス生産メカニズム、3)環境保全型キーテクノロジーのR&Dを含めた経済的・技術的記述、に労力を注いだ。さらに、これらのモデルを使用し、大気二酸化炭素濃度を550ppmに安定化する施策、早期に厳しい排出抑制を行なう施策、比較的終期に抑制を強化する施策を行なうときの、各国排出量、エネルギー状況、経済影響を試算した。また、アジア地域、今世紀前半(2032年まで)を対象にボトムアップモデルを中心とした適用を行い、2032年にて対策の強弱によって、対1998年比で1.74.9倍の排出量変化があることを示した。今日の環境問題において、「循環」、「共生」、「参加」といった概念も定着する可能性が見えてきた。このような社会的潮流として環境配慮型社会への転換を実現するためには、環境技術開発や種々の施策施策の効果評価を可能とするプラットホーム(モデル)の構築が急務であると考えられる。本研究では社会経済システムにおけるエネルギー、物質消費からの二酸化炭素排出に焦点をあてモデル開発を行うことを目的としている。本年度は、これまでの研究で開発してきた(1)ボトムアップ・エンドユーズ型モデル(AIM/end-useモデル、化石燃料消費からの温室効果ガス排出を詳細なエネルギー機器レベルで積み上げる)、(2)トップダウン型の逐時型一般均衡経済モデル(AIM/top-downモデル、エネルギー関連部門、数十の生産・サービス部門、政府及び家計部門から構成)、(3)それらをサポートしてきた諸データシステムをベースとして、以下の拡張、モデル取り込みと整備を進めた。(4)一般・産業廃棄物の諸項目、紙、鉄、セメント、アルミニウムなどのマティリアルフロー、(5)生産部門での環境負荷発生とその削減活動(水質負荷、大気質負荷、廃棄物対象)、(6)公営及び民間の環境負荷処理部門・リサイクル産業部門の強化、(7)家計、産業及び政府部門の環境配慮に対する選好変化のメカニズム、(8)家計への財投入とそれをインプットとする家計内サービス生産メカニズム、(9)環境保全型キーテクノロジーのR&Dを含めた経済的、技術的記述。これらのうち、(4)(6)及び(9)については今までにもある程度進行させていたので、それらの完成とその他の項目に関する基本設計を中心に行った。作業の中心は、主にモデル開発(プログラム作成)及び各種統計資料の整理とデータベース化であり、前者については松岡を中心として島田が補助し、主に現有施設等を用い遂行した。後者は島田が中心となり資料収集、関連諸機関との対応及び研究補助者を使用した資料整理・体系化を遂行した。本年度は以下の諸点に関する進展が見られた。1.エネルギー消費に関するボトムアップ・エンドユースモデル:モデル使用及び配布を前提にして内容の一般化及び頑健化を行い、マニュアル整備に努めると共に北京、中国、インド及びアジア20カ国に関する適用を行なった。さらに国連環境計画等で策定している将来シナリオに基づきこれらの地域からの二酸化炭素及びSO2排出量の推計を行なった。

2.アジア地域を対象とした多地域環境・経済トップダウン型逐次一般均衡モデル:各国のエネルギーバランス表、投入産出表の整備と整合性を行なうプログラムツールの開発を行なうと共に、新エネルギーなどを中心とするエネルギー供給関数の同定に努めた。3.家庭部門を主な対象とし、財・エネルギーの消費、廃棄を詳細に記述するモデルの開発とプログラムへの実装を行なった。さらにこのモデルをわが国家庭部門に適用し、今後10年程度の一般廃棄物排出量の推計を行なった。4.一般廃棄物の処理に関する技術選択モデルを開発した。このモデルをわが国の今後10年程度の期間に適用した。これらのうち、1及び2は松岡が中心となり、3、4は藤原が中心となった。1、3、4などで開発したモデルは、来年度開発予定の環境・経済支援データベースと共に、上記2で示す環境・経済統合モデルの構成要素として統合する予定である。環境配慮型社会への転換を実現するためには、環境技術開発や種々の施策施策の効果評価を可能とするプラットホーム(モデル)の構築が急務である。この研究では社会経済システムにおけるエネルギー、物質消費からの二酸化炭素排出に焦点をあて、以下の手順でモデル開発を行う。1)産業間の連関構造と各産業部門内の廃棄物、資源リサイクル構造を明示的に取り込んだ生産構造モデルの構築。2)政府・公営企業が行う環境・エネルギー関連サービスを技術ボトムアップ型モデルで記述。このモデルは、従来型の経済モデルで記述しているマネーバランスの他、産業連関や家計内生産における投入、産出構造がエネルギー・物質収支則に則り、ボトムアップ的な工学技術要素の記述をもつものである。これらのうち、本年度は、特に以下の点に関し重点をおいた研究開発を行なった。(1)公営及び民間の環境負荷処理部門・リサイクル産業部門の強化、(2)家計、産業及び政府部門の環境配慮に対する選好変化のメカニズム、(3)家計への財投入とそれをインプットとする家計内サービス生産メカニズム、本年度は、これまでに開発してきたトップダウン型の逐時型一般均衡経済モデル(エネルギー関連部門、数十の生産・サービス部門、政府及び家計部門から構成)に加え、上記の3点の強化及び下記の5点の拡張を行った。(1)一般・産業廃棄物処理、処分部門の取り込み。(2)生産部門での環境負荷発生とその削減活動(水質負荷、大気質負荷、廃棄物対象)、(3)公営及び民間の環境負荷処理部門・リサイクル産業部門の強化、(4)家計、産業及び政府部門の環境配慮に対する選好変化のメカニズム、(5)家計への財投入とそれをインプットとする家計内サービス生産メカニズム、対象地域、期間としては日本他、中国における1995年2010年程度を想定し、現行及び予定されている環境規制・目標の環境制約下における、各主体の挙動解析、マクロ経済的及び技術開発の重要性を定量的に把握する手法開発に努めた。また、これらのモデルを使用して、京都議定書に示される環境制約の影響評価を行なったところ、第一約束期間におけるGDPの変化は、炭素税のみの場合で0.16%、炭素税とともにその税収を補助金で還元する場合は0.061%となった。
アバターによるフィードバックを用いた運動学習システムの開発

動作習得のための運動学習における理解の促進を目的に,各先行研究で行われている直接的なデータ提示・振り返りのためのフィードバック手法を発展させ、人の内省をどう促す影響等を調査・分析し,これまでにない柔軟かつ,人に主体性をもたせたフィードバック手法を開発した.習得対象である動きのいくつかのポイントに対し,支援システムの内部でセンサ出力を別の動き等に変換する仕組みを構築した.“動き"等の表現によって,人の動作を加工(得られた情報の再整理・再表現を実現)し,トレーニングを支援する“アバター"の開発・利用実験を行うことで,動作習得のための運動学習におけるフィードバック手法が開発できた.動作習得のための運動学習における理解の促進を目的に,運動学習のフィードバックに用いるベースシステムとして,トレーニング中の人の動作に関連するデータを蓄積するシステムを開発した.具体的には,複数の汎用的な小型ワイヤレスセンサ出力に基づき,スマートデバイスを通じて,センサデータを取得でき,データベースに蓄積できるクライアント・サーバシステムを構築した.また,スマートデバイス等の映像も同時に蓄積される仕組みを構築した.これらのシステムにより,リアルタイムにトレーニングの人の動作に関するいくつかの情報(内的:心拍・加速度・ケイデンス等,外的:体の特定部位の位置)を同時に取得することが可能になった.これにより,リアルタイム性の高いフィードバックを行うための動作解析に向けた環境が構築できた.なお,運動学習の対象競技としては,自転車やランニングなど基本的な動作を対象とし,次年度に向けた試用実験を行った.この試用実験では,トレーニング中に,実用的な面から,データが十分に取得できるか,また,簡単な視・聴覚のフィードバックによって,人に意図する改善の情報を与えられるか,検討を行った.ノンヴァーヴァルで理解が難しい自己の身体制御の振り返りにつなげられる可能性に対し、より多くの競技を対象に活用できる運動学習における対象として、スマートデバイスのカメラも活用したフィードバック手法の開発に着目した。ベースシステムにおける動作抽出を目的としたリアルタイムな内的なセンサ情報に加え、お手本としてのアバターとの差異を時間分割的に提示するために、画像処理により対象者の動作をストロボモーションとして1枚の画像に合成し、瞬間的な特定部位の動作や変動を可視化するシステムを構築した。これにより、特定の時間単位で、どの程度アバターとの差異があるか比較可能な環境が提供できる。開発と平行して,フィードバックと特定部位の動作成分とどう対応させれば,実際に運動学習を行う人に効果的か,小規模なフィードバックの基礎実験を行った.固定カメラ映像のストロボモーションに基づく試験的な実験での意見収集から、運動者自身が妥当性の検証を行うことが可能となると判断でき、いわゆる動きのポイントに対し、より意識・理解させる環境が構築できた。また、合成する姿勢の時間間隔を調整することにより、瞬間的な姿勢に対する意識と、身体動作の連動性どちらに意識をもたせるかどうかも調整可能になった。これによって例えば、ランニングフォームを対象に進行方向のスムーズな重心移行に関する課題などに対し、数値などの内的な情報に加え、画像抽出による任意時間のアバターとのフォームの差異、またストロボモーションの画像合成による結果として生まれる連続的な動きの連動を視覚的に比較することも可能となった。これまでに開発したシステムを発展させ,新たに運動者の動きを振り返ることができるシステムを開発し,即時的なフィードバック学習を事後に内省面から補助した.具体的には、運動に伴い意図せず生じる姿勢や動作変化(疲労や運動学習の成長によって生じる感覚的な変化[ずれ]による)を考慮し、それらを気づかせるシステムを構築した。その結果から、自己の身体に対する感覚的なずれが明らかとなり、即時的なフィードバック支援に影響が出る感覚的なずれの補正を事後の機会に行うことが可能になった。これにより、即時的なフィードバックの質を担保しつつ、前年度までに構築した運動学習支援環境と、本年度構築を行った事後学習支援環境を一貫させた包括的な支援環境が構築できた。動作習得のための運動学習における理解の促進を目的に,各先行研究で行われている直接的なデータ提示・振り返りのためのフィードバック手法を発展させ、人の内省をどう促す影響等を調査・分析し,これまでにない柔軟かつ,人に主体性をもたせたフィードバック手法を開発した.習得対象である動きのいくつかのポイントに対し,支援システムの内部でセンサ出力を別の動き等に変換する仕組みを構築した.“動き"等の表現によって,人の動作を加工(得られた情報の再整理・再表現を実現)し,トレーニングを支援する“アバター"の開発・利用実験を行うことで,動作習得のための運動学習におけるフィードバック手法が開発できた.本年度の当初計画は、前年度構築を行ったベースシステムに対する入力データに従い,フィードバックを実装することである。すでに内的な数値情報の入力や出力を行う環境は構築できており、その上で、視覚的にフィードバックを行うシステムが構築できた。このため、おおむね順調に進展している。スポーツ工学、教育工学フィードバックの即時性を高めることが今後の課題であると同時に、現時点では、対象となる競技(動作)の対象が限定されることも課題である。このため、最終年度では、運動の横断的な動き(ストレッチ)等を対象に、日常的な利活用可能なシステムの開発を進める。本年度の当初計画は,対象となる動作(競技等)を複数設定した上で,対応する動作成分(内的・外的要素)をシステム上で抽出でき,それをシステム内部で変換・加工できるようにすることである.本年度は,これらを取得・抽出できるクライアント・サーバシステムを既に構築しており,次年度の具体的なアバターを通じたフィードバックに向けた環境は整っている.このため,おおむね順調に進展している.効率的な実験の実施により、謝金を低く抑えられたことが要因である。

また、所属機関異動に向けて、2月、3月の時期に予定していた研究打ち合わせを実施できなかったこともその理由である。前年度構築を行ったベースシステムに対する入力データに従い,アバターによるフィードバックに反映できるように,アバターのフィードバック制御系のアルゴリズムを実装する.具体的には,まず,動作抽出を目的としたモジュールからの出力に基づき,アバター自体の動作に対応づける.モジュールの出力情報の情報量,送信の間隔(周期)などを調整し,制御の信頼性を高める.これによって,センサからの出力情報がベースシステムを通じて,アバターに正しく伝達できる枠組みを確立する.この基礎的な開発がある程度完了した後,この開発と平行して,アバターによるフィードバックと特定部位の動作成分とどう対応させれば,実際に運動学習を行う人に効果的か,小規模なフィードバックの基礎実験を行う.開発と基礎実験をインタラクティブに行い,機能向上を図る.キャンセルされた研究打ち合わせは、最終年度に実施する予定である。また、所属機関が東京から地方になったため、今後旅費に変更が生じることが予想される。使用計画として、前年度まで積極的に研究経費の節減につとめており、この影響を吸収する。想定していた出張[用務:研究協力者との打ち合わせ](年度末)が調整の結果1件キャンセルとなり,その分の旅費の残額が生じたため.キャンセルされた出張(1件)は,次年度の任意の時期に行う予定である.なお,当初の研究計画として予定していたアバター開発用機材は,試用実験を行ったところ,いくつかの点で開発(活用)上の困難が予想されることから,別の方法も同時並行に検討する.具体的には,センサとPICマイコン等の小型機材,アクチュエータを組み合わせた機材である.また,実世界のアバターのみに拘らずにCGを用いたフィードバックも検討する.このため,これらに関連した機材・ソフトウェアの購入を計画している.ただし,機器購入費の総額としては,大きな変更はない予定である.また,旅費に関して,本年度は,予定していた国際会議が国内開催となった上で,国内学会および研究会も含めオーガナイザとして自らの研究成果公表の場を準備・開催できる立場となった.このことから,公表を円滑に行うための調整は重要であり,それらに関する国内出張も予定している.
インドネシアにおける農産加工分野の適正技術協力スキームに関する研究

インドネシアにおいて農産加工分野の適正技術を普及する上でNGOが果たし得る役割は限定的であることが明らかとなった。加えて、インドネシアのNGOネットワークは、相互行為的な関係の構築よりもむしろ当面の共通目的活動の遂行を優先せざるを得ない状況にあり、また当事者も目的活動指向型の価値観を有している傾向が強いことが定量的に解明された。NGOネットワークのこうした内閉的な傾向を自明の理として捉えるか、それとも批判的に捉えるかにより、今後の展望はそれぞれ異なる。前者であれば、インドネシアに既存の規範的資源、すなわちイスラーム法や慣習法(アダット)をどのように現代社会で再評価するかが、後者であればNGO団体間のネットワークに相互行為的な関係性を取り戻すための方策をどのように導入するのか、あるいはその方向へと誘導するのかを、実証研究の蓄積を踏まえて模索することがそれぞれ課題となるであろう。他方、インドネシアの大学は教職員の社会貢献活動を制度的に義務付けており、かつその社会貢献活動は大学での講義・研究に加え教授職に昇進するための三つの必須要件のうちの一つであるため、インドネシアの大学およびその教職員は適正技術協力スキームの主要なアクターとなる可能性が高いものと考えられた。特に、ボゴール農科大学は農産加工分野の適正技術を普及する上で最も重要なアクターであるため、二国間ODAスキームとは別に、同大学からインドネシア国内の他の国立および私立大学への技術移転可能性を新たに検討することが今後の研究課題となるものと考えられた。例えば、中部ジャワ州プルヲコルト市に位置する国立大学であるスディルマン大学はインドネシア国民の間では「農村の大学」として知られており、その周辺農村地域を拠点とする青果物流通システムの最適設計のための、二つの大学間での技術移転可能性を研究することは今後に残された課題である。本年度は、ローカルNGOの協力を得て小規模農産加工ユニット(Small Agro-Processing Unit;以下SAPUと略)導入の適正技術度に関する共同研究を実施した。具体的には、小型冷凍機を装備した移動式屋台を設計・試作した。インドネシアの低所得層農民が自助努力でビジネスを起業しようとする場合、現地語でカキ・リマと呼ばれる移動式屋台を小資本で開業することが多く、またこれらの移動式屋台はNGOによるマイクロ・ファイナンス事業の小規模融資対象の一つとなっている。他方、インドネシアは年間を通して日中の気温が摂氏30度以上となる熱帯地域であるため、青果物およびその生鮮加工品は短時間のうちに腐敗することが多く、これを防止するためのコールド・チェーンの確立が大きな技術的課題となっている。とはいえ、大規模なコールド・チェーンは低所得層農民の資本力では遠く及ばないという現状にある。こうしたことから、小型冷凍機を装備した移動式屋台は青果物の長期貯蔵・販売を実現する一つの適正技術となり得るものと考えられる。この移動式屋台の試作第1号機は2月下旬に完成し、3月上旬から営業を開始、毎日の売上高をモニタリングすることによりSAPUとしての適正技術度を評価する予定である。また、2003年9月にはバリ島の水利組織スバックを調査し、スバックが優れた農業水利組織であり自立発展性の高い適正技術を有している一方で、バリ・ヒンドゥー教の立場からその水利技術体系に様々な意味づけがなされており、このことが適正技術移転の可能性を狭めている最大の要因であることを突き止めた。また、バリにおけるNGO活動は伝統的な住民組織活動と比較してその基盤が脆弱であることもこの調査から判明した。今年度(平成16年度)は、インドネシアの首都ジャカルタ市近郊の青果物流通に関するフィールド調査を実施した上で、農産加工分野の適正技術協力の実現可能性について多角的に検討した。具体的には、ジャカルタ市で唯一の公設青果物中央卸売市場であるクラマッ・ジャティ市場を研究対象とし、1.参加型開発理念の適用性と限界、2.数理モデルを用いた同市場再整備計画の実施効果予測、3.同市場ごみ処理システムの三つの観点から分析し、適正技術協力のモデルを提唱した.同市場の再整備事業は主に卸売業者の利便性向上に貢献していたが、ごみ問題に関しては根本的な対策が実施されていなかった。すなわち、関係者の自発的意思に基づく問題解決に委ねている限り、市場内外の環境倫理面における意識向上効果は得られず、必ずしも参加型開発の理念のみによる実践が望ましい結果をもたらさないものと懸念された。従って、開発事業が個々のプロジェクト・レベルではなく、もう一段上のプログラム・レベルでの成果(Outcome)を生み出すためには、トップダウン型、ボトムアップ型および合意形成型の3類型のいずれをも含めた包括的なアプローチが不可欠であるものと示唆された。以上の成果は、投稿論文として計3報にまとめ、日本国際地域開発学会が発行する学術雑誌である『開発学研究』に現在投稿中である。(著者名:古山龍哉・荒木徹也・相良泰行、1.『クラマッ・ジャティ市場の再整備事業にみる参加型開発理念の適用性と限界-PCM手法による市場合理化に関する問題分析-』、2.『ジャカルタ市青果物中央卸売市場の再整備計画に関する研究-適限搬入量推算モデルを用いた再整備計画の実施効果予測-』、3.『ジャカルタ市およびクラマッ・ジャティ市場内のごみ処理システムに関する研究-開発事業におけるプログラム・レベルでの包括的アプローチのための三類型-』)インドネシアにおいて農産加工分野の適正技術を普及する上でNGOが果たし得る役割は限定的であることが明らかとなった。

加えて、インドネシアのNGOネットワークは、相互行為的な関係の構築よりもむしろ当面の共通目的活動の遂行を優先せざるを得ない状況にあり、また当事者も目的活動指向型の価値観を有している傾向が強いことが定量的に解明された。NGOネットワークのこうした内閉的な傾向を自明の理として捉えるか、それとも批判的に捉えるかにより、今後の展望はそれぞれ異なる。前者であれば、インドネシアに既存の規範的資源、すなわちイスラーム法や慣習法(アダット)をどのように現代社会で再評価するかが、後者であればNGO団体間のネットワークに相互行為的な関係性を取り戻すための方策をどのように導入するのか、あるいはその方向へと誘導するのかを、実証研究の蓄積を踏まえて模索することがそれぞれ課題となるであろう。他方、インドネシアの大学は教職員の社会貢献活動を制度的に義務付けており、かつその社会貢献活動は大学での講義・研究に加え教授職に昇進するための三つの必須要件のうちの一つであるため、インドネシアの大学およびその教職員は適正技術協力スキームの主要なアクターとなる可能性が高いものと考えられた。特に、ボゴール農科大学は農産加工分野の適正技術を普及する上で最も重要なアクターであるため、二国間ODAスキームとは別に、同大学からインドネシア国内の他の国立および私立大学への技術移転可能性を新たに検討することが今後の研究課題となるものと考えられた。例えば、中部ジャワ州プルヲコルト市に位置する国立大学であるスディルマン大学はインドネシア国民の間では「農村の大学」として知られており、その周辺農村地域を拠点とする青果物流通システムの最適設計のための、二つの大学間での技術移転可能性を研究することは今後に残された課題である。
論理的設計法に基づいた波長変化型-酸化窒素プローブの開発

波長変化型蛍光プローブの開発に当たり、さまざまな構造修飾が可能なBODIPYを蛍光団の母核として用いた。検出対象分子である一酸化窒素(NO)との反応部位を直接蛍光団に組み込むことで、蛍光特性が大きく変化すると考えプローブのデザイン・合成を行った。反応部位としては、NOと反応してトリアゾール環を形成するジアミノ構造とN-ニトロソとなるアミノ基の2つを候補として考えている。はじめにアミノ基をBODIPYの異なる位置を導入したBODIPY誘導体を多数合成した。これらの吸収・蛍光特性を調べた結果、アミノ基を導入したBODIPY誘導体は吸収スペクトルがアミノ基を持たないBODIPYと比べて大きく変化し、500nm付近のモル吸光係数の大幅な低下が見られた。蛍光も観察されなかった。唯一、アミノ基の隣接した位置にエトキシカルボニル基を持つ化合物は、BODIPYに特徴的な鋭い吸収スペクトルを持ち有機溶媒中で強い蛍光を発した。興味深いことに、この化合物は水中だと吸収極大波長が大きなレッドシフトを起こし、蛍光がほとんど見られなかった。現在はこの機構の解明を行うべく、アミノ基とエトキシカルボニル基の置換位置による効果を検討している。アミノ基がBODIPYの蛍光特性に及ぼす影響を解明できれば、アミノ基部位を蛍光のスイッチング部に組み込むことで波長変化型蛍光プローブを開発できると考えている。また蛍光共鳴エネルギー移動を利用して、アミノ基による吸収スペクトルの変化をスイッチとする波長変化型プローブの検討も行っている。
周辺微小管の滑りの直接測定によるハムスタ-精子鞭毛運動の機構解析

1.MaATP^<2->で活性化すると、生きている精子と同じように運動するゴ-ルデンハムスタ-の除膜精子、いわゆる"鞭毛モデル"を作成する方法を開発した。この鞭毛モデルのカルシウムに対する影響を調べたところ、鞭毛の作る屈曲波の振幅、鞭毛波の非対称性などの他に、精子の長軸の回りの回転運動やカバ-ガラス直下でみられる回転運動の向きもカルシウム濃度によって変化することが明らかになった。ウニなど海産動物の精子とは異なり、ゴ-ルデンハムスタ-の精子では、ほとんどの精子が、頭部から見て反時計回りに回転したので、哺乳動物の精子と海産動物の精子とでは、本来細胞内カルシウム濃度が異なるに違いない。このカルシウムによる回転方向の変化は鞭毛運動の三次元的な形態がカルシウムによって変わることを強く示唆している。2.除膜精子をさらにDTTで処理し中片部のミトコンドリアを除去した後トリプシンを作用させ、さらにエネルギ-であるMgATP^<2->を加えると、周辺微小管が周辺束繊維と共に滑り出し、ル-プを形成するのが観察された。この滑りの様子から求めた精巣上体尾部精子の周辺微小管の滑り速度は毎秒8μmであった。溶液中のカルシウム濃度を変えて滑り速度を測定したが、コントロ-ルと比べて余り大きな変化はみられなかった。3.ハムスタ-の精細胞、精巣精子、そして精巣上体頭部精子は、生理食塩水中に希釈してもあまり運動を示さない。これらの鞭毛モデルを作成しMgATP^<2->を加えると運動することから、精子の運動装置は完成していると推理できる。この説をさらに検証するために、これら細胞の鞭毛モデルを作り、DTTとトリプシンで処理し、これらの周辺微小管の滑り速度を決定したところ、滑り速度に差はみられず、上記の説を支持する結果となった。MgATP^<2ー>で活性化すると、生きている精子と同じように運動するゴ-ルデンハムスタ-の除膜精子、いわゆる“精子モデル"を作成する方法を開発した。この精子モデルのカルシウムに対する影響を調べたところ、鞭毛の作る屈曲波の振幅が変化し、鞭毛波が非対称になるなどの他に、精子の長軸の回りの回転運動やカバ-ガラス直下でみられる回転運動の方向がカルシウム濃度によって制御されていることが明らかになった。一方、ウニやヒトデなど海産動物の精子とは異なり、ゴ-ルデンハムスタ-の精子では、ほとんどの精子が、頭部から見て反時計回りに回転したので、哺乳動物の精子と海産動物の精子とでは、本来細胞内カルシウム濃度が異なるに違いない。このカルシウムによる回転方向の変化は、鞭毛の屈曲の向きが変わることによるので、鞭毛運動の三次元的な形態がカルシウムによって変わることを強く示唆している。すなわち、カルシウムによって、周辺微小管どうしの滑り方向が逆になるなどの変化が起きると考えられる。Triton Xー100とDTTでゴ-ルデンハムスタ-の精子を処理し、露出した周辺束繊維に金とポリスチレンの微小ビ-ズを付着することに成功した。この微小ビ-ズの動きを測定しているが、微小ビ-ズの動きはマイクロメ-タ-以下で、顕微鏡の分解能とほぼ同じ程度の大きさなので、この動きをできるだけ精度良く測定し、より多くの情報を得るために、購入したビデオ装置やパ-ソナルコンピュ-タを用いて装置の改良をしている。1.MgATP^<2ー>で活性化すると、生きている精子と同じように運動するゴ-ルデンハムスタ-の除膜

精子、いわゆる"精子モデル"あるいは"細胞モデル"を,精子の細胞膜を'Triton Xー100で処理して作成した.このモデルをさらにDTTで処理し中片部のミトコンドリアを除去した後トリプシンを作用させると,周辺微小管が周辺束繊維と共に滑り出し,ル-プを形成するのが観察された.この滑りの様子を暗視野顕微鏡で拡大し,その像をビデオカメラで撮影してビデオテ-プレコ-ダでテ-プに記録した.この画像をもとに求めた精巣上体尾部精子の周辺微小管の滑り速度は毎秒8μmであった。2.精子細胞内のカルシウム濃度を変えると精子の長軸の回りの回転運動の向きが変わるという現象を説明するために,溶液中のカルシウム濃度を変えて滑り速度を測定したが,コントロ-ルと比べて余り大きな変化は見られなかった.カルシウムによる精子の回転運動の向きの変化は,精子の鞭毛運動の三次元形態がカルシウムによって変化することによると推論される.このことは,局所的な周辺微小管どうしの滑りが鞭毛軸糸の周りを逆方向に移行することによると考えられ,周辺微小管の滑り速度の大きさそのものには余り関係しないと言う今回の結果は合理的である.3.ハムスタ-の精細胞,精巣精子,そして精巣上体頭部精子は,生理食塩水中に希釈しても運動を示さない.これらの細胞モデルを作成し,MgATP^<2ー>を加えると運動することから,精子は完成していると推理できる.この説をさらに検証するために,精細胞の鞭毛,精巣精子,そして精単上体頭部精子の運動装置の細胞モデルを作り,DTTとトリプシンで処理し,これらの周辺微小管の滑り速度を決定したところ,滑り速度に差は見られなかった.
海溝型巨大地震発生の理解と予測を目指した粘弾性地震発生サイクルシミュレーション

平成30年度は、実際の地震(2008年M7.9四川大地震・2018年M6.7北海道胆振東部地震)を対象として、地震発生後その周囲に存在する活断層帯中の断層での応力変化を調べ、クーロン応力(ΔCFF)として地震の誘発ポテンシャルを評価した。通常ΔCFFは弾性体を仮定して評価されるが(時間変化しない)、本研究では等価体積力法(Barbot and Fialko 2010; Barbot et al. 2017)を用いて粘弾性媒質における応力緩和を計算することで、時間変化するΔCFFを求めた。2018年9月に発生した北海道胆振東部地震(胆振地震と呼ぶ)は、その近くに日本の主要活断層帯の一つである石狩低地東縁断層帯(北部・南部断層)が存在し、そのうち南部断層は胆振地震の真上に位置する。また胆振地震の余震分布からは胆振地震断層の浅部延長部に未知の断層の存在が示唆され、胆振地震がこれらの断層に及ぼす影響が懸念される。そこで本研究では、これらの断層でのΔCFFの変化を評価した。南部断層の結果を例として示す。南部断層では、ΔCFFが地震時にその浅部・深部で正、中部では負となる(弾性体を仮定した時と同じ)。三次元的に求められた粘弾性層厚さ(Cho and Kuwahara 2013)より下部を粘性率10**19Pa sの粘弾性体と仮定すると、浅部では地震後粘弾性層の応力緩和によってΔCFFが増加し続け、10年間で地震時の1割程度変化した。ΔCFFが増加すると断層は地震に近づくと考えられ、また10年間の変化量は経験的な地震誘発の指標である0.01MPa以上(ただし地震時)よりも大きく、今後しばらく地震の発生に注意が必要であることが示唆される。本研究内容は論文としてまとめ、国際誌に受理された。また、同様の評価を2008年四川大地震に対しても行っており、その結果を共著論文としてまとめた。本研究ではこれまで、地下の粘弾性領域での応力緩和が断層面に及ぼす応力変化を評価し、断層の地震発生に与える影響を調べるために手法開発を行ってきた。境界要素積分法をベースとした等価体積力法(Barbot and Fialko 2010; Barbot et al. 2017)と、密行列圧縮手法であるH行列法(Hackbush, 1999)を組み合わせることで、粘弾性媒質の離散化セル数Nに対する応力評価計に要する計算量としてO(NlogN)を実現した。例えばN = 69,120のとき単位非弾性ひずみに対する応力変化を表すグリーン関数行列はメモリ量0.17倍、応力の計算にかかる時間は0.05倍となり、H行列法は有効である。本年度は、実際の断層での地震誘発可能性の評価を行った。日本の主要活断層帯の一つである石狩低地東縁断層帯(北部・南部断層)について、2018年9月にその近くで発生した北海道胆振東部地震が及ぼす影響を調べた。上記粘弾性緩和による応力変化を計算する手法を用いて、北部・南部断層における地震前と比べた応力変化の時間変化を計算した。断層での誘発可能性の評価として用いられるクーロン応力(ΔCFF)を用いると、北部断層南部・南部断層では、その浅部で地震時また地震後もΔCFFが増加し、地震の誘発危険性が高まった状態が続くことが示唆された。経験的に考えられている地震誘発の指標となるΔCFF変化はある0.01MPa以上よりも大きく、この指標は地震時のものであり、粘弾性緩和によるゆっくりとした変化に対しての誘発可能性は、これよりも小さくなると考えられる。今後、断層面の摩擦挙動を考慮して誘発可能性評価する必要があり、その際には地震の繰り返し(地震サイクル)を考える必要がある。これまでに、粘弾性媒質での応力緩和を計算する境界要素積分法をベースとした等価体積力法(Barbot and Fialko 2010; Barbot et al. 2017)と、密行列圧縮手法であるH行列法(Hackbush, 1999)を組み合わせることで、粘弾性媒質の離散セル数Nに対する応力評価計に要する計算量としてO(NlogN)を実現した。これは離散セルを粘弾性媒質を均等に分割した等間隔セルを用いたものである。今後実際に三次元領域での地震サイクルを模擬するには、断層の近くなどを小さいセル、また断層から離れたところを大きなセルで離散化する不等間隔セルを設定する必要がある。このような場合には、H行列を適用した場合の精度が悪くなると考えられる。このような場合にも、計算量を効率的に削減した計算を行えるよう工夫する。本研究は「断層面の三次元幾何形状を考慮した境界積分法(BIEM)粘弾性準動的地震発生サイクルモデル(ECS)」を構築し、南海トラフで発生する複数のすべり現象の相互作用を、粘弾性応答の効果を考慮し検証することを目的とする。平成28年度においては、まず、これまで用いてきたBIEM弾性準動的ECSへの粘弾性効果の導入を行った。粘弾性効果の導入を行う際に必要となる履歴積分の計算についてメモリ変数を用いた粘弾性応答の評価方法(平原・他, 2012)を導入し、粘弾性準動的ECSを構築した。本手法において、ある時間ステップの粘弾性応答は前時間ステップにおける変数の漸化式として表される。テストケースとして二次元平面断層について計算を行っているが、本手法はそのまま三次元幾何形状を考慮した断層面に対して適用可能である。今後空間方向の近似を行う。

また、異なるスケールのすべり現象の相互作用を検証するために、応力蓄積過程・地震時のふるまいを近似的に扱うRSQSim(Dieterich, 1995)に習いサイクル計算コードを構築し、これに上記メモリ変数を用いた粘弾性応答効果の導入を行った。本手法では各地点のすべり状態のステージを固着・核形成過程・地震時の三段階に分け、次のステージへの遷移にかかる時間を近似計算により準解析的に求めることで大幅に計算時間を短縮する。1自由度の場合は近似をしない場合とほぼ同等にふるまうが、2自由度以上の場合には連続体で見られる破壊領域先端における応力集中などが見られず、注意が必要である。現段階ではテストケースとして二次元断層面を仮定した計算を行っているが、本手法もそのまま三次元に拡張可能である。粘弾性応答導入の際に問題となる履歴積分の扱いについて、計画時には、過去の履歴の打ち切りなどにより計算の削減を行う予定であったが、メモリ変数による方法(平原・他, 2012)を用いた方が、計算の精度が高いと思われるため、こちらを選択した。メモリ変数を用いた場合の計算量は、要素数Nに対してO(N**2)で増加し、弾性体を仮定した場合の計算と同等である。空間方向の削減はまだ実施できていないが、最終年度に行う予定であったRSQSimの導入を始めており、計画は現在のところ概ね順調に進展している。本研究は「断層面の三次元幾何形状を考慮した境界積分法(BIEM)粘弾性準動的地震発生サイクルモデル(ECS)」を構築し、南海トラフ周辺で発生する複数のすべり現象の相互作用を、粘弾性応答の効果を考慮し検証することを目的とする。平成29年度は、断層面上のすべりによる応力場の評価において、BIEMをベースに非弾性歪みによる応力場を評価する等価体積力法(equivalent body-force method; Barbot and Fialko, 2010, Barbot et al., 2017)を導入し、粘弾性歪みによる応力場を考慮した。平成28年度はメモリ変数法を用いた粘弾性応答を考慮した計算手法の開発を進めていたが、上記等価体積力法の方がより三次元の大規模計算に適していると考えられるため、本年度はこれを用いた計算手法開発に取り組んだ。等価体積力法では粘弾性変形する領域を立方体セルに分割し、各セルでの非弾性ひずみを等価な体積力に置き換えることで、弾性体中のひずみー応力関係を示すグリーン関数を用いて粘弾性ひずみを考慮した応力場を計算することが可能となる。本手法を用いて非弾性歪みによる応力場を求めるには粘弾性媒質の分割セル個数N_viscoに対してO(N_visco**2)の計算量が必要であり、南海トラフの巨大地震を対象に本手法を用いるにはN_viscoが大きくなるため計算量を削減する必要がある。そこで本研究では、上記手法に密行列圧縮手法であるH行列法(Hackbush, 1999)を導入し、計算量の削減を行った。また本手法を用いて、1944/46年昭和東南海/南海地震南海東南海地震が周辺の火山に及ぼす応力変化の時間発展を、単純な粘弾性構造を仮定して求めた。等価体積力法を用いるとき、各媒質セルの非弾性歪みが各時刻に作り出す応力場は、非弾性歪み×グリーン関数の形で書くことができる。
顎顔面口腔組織発生過程におけるプログラム細胞死と形態形成機構の解析

本研究はASK1(Apoptosis Signal-regulating Kinase 1)のアポトーシスシグナル伝達機構の解析を通して、顎顔面口腔発生過程でのプログラム細胞死と形態形成機構の総合的理解を得ることを目的としており、本年度は特にASK1結合蛋白質によるASK1活性化機構の解析を進めた。(1) ASK1抑制性制御分子としてのチオレドキシンの同定: ASK1活性化の分子機構を明らかにする目的で、酵母two-hybridシステムを用いASK1結合タンパク質の解析を行ったところ、酸化還元(レドックス)タンパク質、チオレドキシン(Trx)がASK1のN末端に直接結合することを見いだし、チオレドキシンがASK1の特異的抑制因子として活性酸素種によるASK1活性化を介したアポトーシスにおける負の制御機構に寄与していることを明らかにした。(2) ASK1活性化制御分子としてのTRAF2の同定: TNFのシグナル伝達分子であるTRAF2の直接的なエフェクター分子としてのASK1の可能性について検討を行なったところ、TRAF2はASK1に結合するとともにASK1を活性化し、TNFシグナル伝達におけるJNK pathwayにおいてTRAF2-ASK1経路がたいへん重要な位置を占めることが明らかにされた。(3) ASK1活性化制御分子としてのDaxxの同定: Fasからのシグナル伝達分子DaxxとASK1の関連性について検討したところ、DaxxはASK1に結合するとともにASK1を活性化し、Fasシグナル伝達におけるJNK pathwayにおいてDaxx-ASK1経路が生理的役割を持つことが明らかにされた。以上のように本年度はASK1活性制御分子メカニズムとしてひとつの抑制因子とふたつの活性化因子の同定に成功した。今後はこれらの分子機構を介したシグナル伝達が顎顔面口腔発生過程でのプログラム細胞死にどのように関わっているかを生体内で明らかにする必要がある。ASK1のアポトーシスシグナル伝達機構の解析を通して、顎顔面口腔発生過程でのプログラム細胞死と形態形成機構の総合的理解を得ることを目的として、本年度我々は酵母のtwo-hybrid法を用いASK1結合蛋白質の同定を試みたところ、新規のセリン/スレオニンキナーゼとともにいくつかの既知の蛋白質を得た。そのうちのひとつとしてASK1に結合するレドックス分子、チオレドキシンについて特に解析を進めた。MAPキナーゼのリン酸化反応を行うため、基質としてMKK3/MKK6、SAPK、P38、JNK、ATF-2等をGST融合蛋白質として作成したのち、発現ベクターに組み込んだASK1ならびにチオレドキシンを細胞に遺伝子導入し、この細胞を用いて複数のサイトカインや増殖因子、ストレスを作用させ、in vitroならびにin vivoにおけるkinase assayにより活性化機構ならびに、一連のMAPキナーゼファミリーの蛋白質を基質として用い検討を行った。その結果、チオレドキシンがASK1活性の阻害因子として働いていることを明らかにした。また、ASK1の抗体を作製し、胎生マウス標本を用いて免疫組織学的解析を行ったところ、顎顔面口腔発生過程において、ASK1が細胞死と密接に関連する組織に強く発現していることが明らかになった。(1) ASK1抑制性制御分子としてのチオレドキシンの同定:ASK1活性化の分子機構を明らかにする目的で、酵母two-hybridシステムを用いASK

1結合タンパク質の解析を行ったところ、酸化還元(レドッツクス)タンパク質、チオレドキシン(Trx)がASK1のN末端に直接結合することを見いだし、チオレドキシンがASK1の特異的抑制因子として活性酸素種によるASK1活性化を介したアポトーシスにおける負の制御機構に寄与していることを明らかにした。(2) ASK1活性化制御分子としてのTRAF2の同定:TNFのシグナル伝達分子であるTRAF2の直接的なエフェクター分子としてのASK1の可能性について検討を行なったところ、TRAF2はASK1に結合するとともにASK1を活性化し、TNFシグナル伝達におけるJNKpathwayにおいてTRAF2-ASK1経路がたいへん重要な位置を占めることが明らかにされた。(3) ASK1活性化制御分子としてのDaxxの同定:Fasからのシグナル伝達分子DaxxとASK1の関連性について検討したところ、DaxxはASK1に結合するとともにASK1を活性化し、Fasシグナル伝達におけるJNK pathwayにおいてDaxx-ASK1経路が生理的役割を持つことが明らかにされた。以上のように本年度はASK1活性制御分子メカニズムとしてひとつの抑制因子とふたつの活性化因子の同定に成功した。今後はこれらの分子機構を介したシグナル伝達が顎顔面口腔発生過程でのプログラム細胞死にどのように関わっているかを生体内で明らかにする必要がある。
球状ウィルスの高分解能立体構造に基づくアセンブリー機構の解析

タパコネクロシスウイルス(TNV)は一本鎖RNA(1.3x10^6Da)をゲノムとして持つ球状ウイルスであり、アカザ・ナス・マメ・ユリ科などの植物に感染し、壊疸症状を起こす。TNVでは、276アミノ酸残基からなるコート蛋白が180個集合し、いわゆるT=3の正20面体対称を持つキャプシドを形成している。このサブユニット蛋白は一次構造上一種類であるが、3種類の立体構造をとることによって、少ない遺伝情報で必要なサイズのウイルス殻を形成している。TNVの結晶は立方晶系、空間群P4_232で、単位格子(a=336.4 A)中に2つのTNV粒子が含まれる。回折データは、フォトンファクトリー(BL6A)の放射光とワイセンベルクカメラを用いて収集し、2.25A分解能の回折データを得た。分子置換平均化法で構造決定し、X-PLORで構造を精密化した(RNAの電子密度は見えない)。サブユニット蛋白はゼリーロールバレル構造をコアとして持っている。A・B・Cの3つのサブユニットのコアの3次構造は互いによく似ているが、Cサブユニットは他のサブユニットよりN末端側に約30残基多くオーダーしている。この部分(アーム)が3つのサブユニット間で最も大きく異なる点で、このアーム領域がサブユニット蛋白間の相互作用に多様性をもたらしている。第一には、アームは5回軸および3回(類似6回)軸周りのサブユニットの2種類の集合様式とらせている。すなわち、アームは3回対称軸に集まり、β-an nulus構造を形成しており、この点が5回軸周りのサブユニットの配置と異なる。第2に、アーム部分はC/CとA/Bのサブユニット間相互作用にも差を生じせしめ、C/Cインターフェイスには、他のサブユニットインターフェイスに存在していたCa^<2+>イオンが無く、またサブユニット間水素結合様式も異なる。T=3ウイルスでも、ウイルスの種類によってサブユニット間相互作用の様式が多様であることがわかった。タバコネクロシスウイルス(TNV)は一本鎖RNA(1.3x10^6Da)をゲノムとして持つ球状ウイルスであり、アカザやナス科などの植物に感集し、壊疽症状を起こす。TNVの180個のコート蛋白(3.0x10^4Da)は同一の遺伝子産物であり、一次構造は既に決定した。このサブユニットはT=3の擬似対称を持つキャプシドを構築し、RNAを含め粒子量は7x10^6である。TNV粒子の解離と会合の機構を探るため、X線結晶解析で立体構造を決定した。TNVを結晶化し、その回折強度をフォトンファクトリーのBL6Aの巨大分子用ワイセンベルクカメラとシンクロトロン放射光(λ=1.00Å)を用いて測定した。回折点を振動法で(振動角0.5゚)106枚のIP上に記録し、これらをDENZOおよびSCALEPACKで処理し、298,768の独立な回折強度データを得た(completeness=99.0%,R_<merge>=7.9%)。結晶学的パラメーターは、立方晶系、空間群P4_232,a=b=c=336.4Åであった。これらのデータおよびすでに得ているポリグリシンモデルを用いて、電子密度をsolvent flatteningおよび5重の平均によって改良すると共に、高分解能へ拡張した。

その結果得られた2.25Å分解能電子密度は非常に上質であり、大部分の側鎖を同定することができた。一次構造を基に、A,B,Cのそれぞれのサブユニットの189,189,219残基のモデルを構築した。X-PLORで構造を精密化し、現在R=25.3%,R_<free>=27.3%となっている。TNVのサブユニットは他のウイルスのサブユニットと同様、ゼリーロールβバレル構造をしている。A,B,CのN末端側のそれぞれ86,86,56残基は揺らぎが大きいのであろう、電子密度には現われていない。A,B,C3つのサブユニット間に5個のカルシウムイオンを同定した。タバコネクロシスウイルス(TNV)は一本鎖RNA(1.3x10^6Da)をゲノムとして持つ球状ウイルスであり、アカザ・ナス・マメ・ユリ科などの植物に感染し、壊疸症状を起こす。TNVでは、276アミノ酸残基からなるコート蛋白が180個集合し、いわゆるT=3の正20面体対称を持つキャプシドを形成している。このサブユニット蛋白は一次構造上一種類であるが、3種類の立体構造をとることによって、少ない遺伝情報で必要なサイズのウイルス殻を形成している。TNVの結晶は立方晶系、空間群P4_232で、単位格子(a=336.4Å)中に2つのTNV粒子が含まれる。回折データは、フォトンファクトリー(BL6A)の放射光とワイセンベルクカメラを用いて収集し、2.25Å分解能の回折データを得た。分子置換平均化法で構造決定し、X-PLORで構造を精密化した(RNAの電子密度は見えない)。サブユニット蛋白はゼリーロールバレル構造をコアとして持っている。A・B・Cの3つのサブユニットのコアの3次構造は互いによく似ているが、Cサブユニットは他のサブユニットよりN末端側に約30残基多くオーダーしている。この部分(アーム)が3つのサブユニット間で最も大きく異なる点で、このアーム領域がサブユニット蛋白間の相互作用に多様性をもたらしている。第一には、アームは5回軸および3回(疑似6回)軸周りのサブユニットの2種類の集合様式とらせている。すなわち、アームは3回対称軸に集まり、β-annulus構造を形成しており、この点が5回軸周りのサブユニットの配置と異なる。第2に、アーム部分はC/CとA/Bのサブユニット間相互作用にも差を生じせしめ、C/Cインターフェイスには、他のサブユニットインターフェイスに存在していたCa^<2+>イオンが無く、またサブユニット間水素結合様式も異なる。T=3ウイルスでも、ウイルスの種類によってサブユニット間相互作用の様式が多様であることがわかった。
寄生虫を生物標識として活用した海産栽培漁業種の生態解明

海産栽培漁業種の生態を寄生虫を生物標識に用いて解明するために、瀬戸内海における主要放流魚であるマダイ、クロダイ、メバル類などの外部・内部寄生虫相を明らかにした。瀬戸内海の6水域からマダイ1歳魚を採集し、寄生虫相を比較することにより、系群識別を試みたところ、マダイは比較的狭い海域で小さな地方群を形成していることが示唆された。また、クロダイは内部寄生虫相に基づくと、日本各地で異なる系群を形成していると推測された。(1)栽培漁業種の寄生虫相の解明:わが国周辺海域において栽培漁業の対象となっている魚類(マダイ,クロダイ,メバル類,スズキ等)の寄生虫相を明らかにする。(2)栽培漁業種の生態解明:寄生虫相あるいは特定の寄生虫を生物指標に用いて,栽培漁業種の系群識別や食性,生息域の特徴などを明らかにする。本研究は、栽培漁業の対象となっている海産魚類の生態を寄生虫を生物標識として用いることによって解明しようとするものである。本年度は、瀬戸内海の主要栽培漁業種であるメバル、クロダイ、マダイの外部寄生虫相を調べた.(3)マダイ幼魚を調べた結果、沿岸に定着後すぐからワラジムシ類のタイノエの寄生を受けていることが明らかになった。本研究は,栽培漁業の対象となっている海産魚類の生態を,寄生虫を生物標識として用いることによって解明しようとするものである。本年度は,前年度に引き続きクロダイとメバルを主な研究対象とした。また,種苗生産用のウスメバル親魚に寄生するカイアシ類の分類学的位置を検討したほか,淡水魚であるが,河川に放流された琵琶湖産アユを寄生虫を指標として他由来のアユと識別する方法について文献学的に考察した。(1)クロダイを西日本5ヶ所(五島列島,鳥取,福井,広島,高知)から採集し,その内部寄生虫相を明らかにするとともに,感染状況を比較した。吸虫類5種と線虫類2種が見出されたが,それらの感染状況は各地で異なっていた。このため,内部寄生虫相に基づくと,クロダイは各地で異なる系群を形成している可能性が示唆された。(2)瀬戸内海産クロダイの鰓腔からヒル類を同定し,ウオビル科のカザリビルTrachelobdella livanoviと同定し,その形態を再記載した。(3)メバルの鰓に寄生する単生類の形態・分類学的検討を行い,カプサラ科のMenziesia aebastodisと同定した。(4)種苗生産施設で養成されていたウスメバル親魚の鰭に寄生するカイアシ類が発見され,形態分類学的検討の結果,ナガクビムシ科のソイマルナガクビムシClavella parvaと同定した。本寄生虫はわが国から初記録であり,ウスメバルも新宿主であることが分かった。(5)琵琶湖に固有な寄生虫2種がアユに寄生していることから,河川に放流されたアユからそれら寄生虫の感染の有無を調べることにより,琵琶湖産アユを特定できる可能性を示した。本年度はマダイとメバルに加えて,ハタハタも研究対象とした。また,養殖されているヒラメやトラフグ,ブリニ寄生するヒル類に分類類学的位置を検討したほか,ウオビル科に属する魚類寄生虫性ヒル類に関する文献を整理して目録を作成した。以下の新知見を得た。(1)瀬戸内海産マダイの寄生虫相を調べ,頭部感覚器官にColobomatus属カイアシ類を初めて見出した。本寄生虫は宿主の漁獲後にも脱落しないことから,マダイの糸群識別をする際に生物指標として使える可能性が高い。(2)従来のメバルから識別・独立種とされたアカメバル,クロメバル,シロメバルに見られる外部寄生虫は,同一場所で漁獲した魚種間でも感染状況が異なっていた。これは,それら魚種の感受性に加えて,生態的な違いが関与していると考えられた。(3)放流種苗生産に北海道南部海域で漁獲したハタハタ親魚にカイアシ類Acanthochondria priacanthiの前例のない重度寄生を認めた。寄生虫の年変動に関与する要因は不明であるが,ハタハタの分布・回遊域が変化した可能性も示唆された。(4)養殖ヒラメ,トラフグ,ブリに寄生していたヒル類を同定した結果,ヒダビルLimnotrachelobdella okaeであった。これら魚種はいずれも新宿主として認められる。(5)これまでにわが国で出版された文献に基づき,魚類寄生性ウオビル科ヒル類に関する情報を整理した結果,14属17種4未同種の記載があることが判明した。本年度は,瀬戸内海産マダイの地域群を寄生虫相によって識別することを試みたほか,ヒダビルの生物的知見の集積を図るとともに,魚類に寄生するエラオ類チョウ属に関する文献を整理して目録を作成した。以下の知見を得た。

(1)瀬戸内海の6水域からマダイ1歳魚を得て寄生虫相を調べた結果,単生類5種,吸虫類4種,条虫類2種,線虫類4種,鉤頭虫類1種,ヒル類1種,カイアシ類10種,等脚類2種の合計29種を得た。これら寄生虫の感染状況に基づくと,瀬戸内海産マダイ1歳魚には3つの地域群が存在すると推測された。(2)春季に河口域で漁獲したサツキマスの胃中に海産ヒダビルLimnotrachelobdella okaeを見出したことから,サツキマスは海洋で越冬後,沿岸性のヒダビル等を捕食しつつ河川に遡上することが明らかになった。本事例はヒダビルが魚類に被食された初めての記録である。(3)中国から種苗で輸入され日本で養殖されたカンパチにヒダビルの寄生を認めた。このヒルは日本でカンパチに寄生したと考えられた。カンパチは新宿主である。(4)過去にわが国で出版された文献に基づき,魚類寄生性チョウ類9種と未同定種に関する情報を整理し,地理的分布や宿主範囲等を明らかにした。