hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
電子ー核二重共鳴法の生体膜系への応用と膜蛋白質ー脂質分子間相互作用の研究

本研究の目的は計画調書にも記した如く、脂質スピンラベルの動的構造解明の新たな手段として電子ー核二重共鳴法(ENDOR法)を応用する際の観測諸条件の確立を通じてその有用性を探ることにあった。この目的に沿って初年度に行った研究実績の概要を以下に示す。1.脂質スピンラベルの合成と精製.........メチルパルミテートの炭化水素鎖の5,6,8,10,12,14位にドキシル基を結合させた一連のスピンラベルの合成を完成した。現在、これらスピンラベルとリゾレシチンとからレシチンスピンラベルの合成を継続している。スピンラベル及びその前駆体の精製のために、本科学研究費補助金で導入した液体クロマトグラフィーシステムを効果的に利用することができた。また、本装置は生体膜試料の調製にも有効に利用している。2.脂質スピンラベルのENDOR測定.........トルエンに溶かした脂質スピンラベルのENDORスペクトルには0.5MHzと1.0MHzの結合定数を持つ2種のγープロトンによるシグナルが検出された。2種のシグナルの強度比は脂質のラベル位の変化と共に変化した。これは、炭化水素の各部位での運動性の相異を反映していると見られ、事実、同様の相対強度の変化は温度を変えて測定した際にも認められた。今後、脂質スピンラベルの動的構造をENDOR法で研究する場合、γープロトンの相対強度比が重要な手がかりになることが判明した。この成果は日本化学会第58春季年会で発表する予定である。生体膜にスピンラベルを分散させた試料のENDORスペクトルの観測にも成功しており、現在、試料の条件を変えながら観測を継続している。3.ENDORスペクトルの解析.........上記ENDORシグナルの強度比を解析するコンピュータープログラムの作成を行っている。このプログラムの完成により、実測データから容易に回転相関時間を決定する事ができる。
グルタメイト脱水素酵素異常による高アンモニア血症の発症機構の解明と治療法の開発

本研究ではグルタメイト脱水素酵素異常症の動物モデルの作成を行っている。アデノウィルスベクターに変異GDHcDNAを導入した。このアデノウィルスをマウスに感染させることで、個別臓器に感染させ得る動物モデルを作成する。変異GDHcDNAを用いてトランスジェニックマウスを作成し、4系統のマウスを得た。両動物モデルを用いて、異常GDHの発現と生体に与える影響(インスリン分泌、血糖、アンモニア値、アミノグラム)を検討し、高アンモニア血症の発症メカニズムを解明する。新たな日本人患者のGDH解析を行った。高インロリン高アンモニア血症はGlutamate Dehydrogenase(GDH)のGTPの抑制制御が失われるため、GDH活性の上昇をきたし、肝細胞で高アンモニア血症を膵β細胞で高インスリン血症をもたらすとされている。今回、新たに2つの変異を同定した。I444M変異(c.1054A>C)はGDH酵素の喋番部位でこれまでに報告のない新規の変異であり、H262Y(c.956C>T)はGTP結合部位の既報告の変異であった。両変異の患者リンパ芽球細胞と変異蛋白発現試験ではGTPのGDHへの抑制作用は減少し、基礎GDH活性はコントロールとほぼ同等であった。アンテナ様構造部位の遺伝子変異とは基礎GDH活性は異なっていた。高アンモニア血症の原因としてはglutamateの減少に伴うN-acetylglutamateの産生障害、カルバミルリン酸合成酵素の活性化障害が原因であるとされているが、その発症機序は必ずしも明らかではない。高アンモニア血症の発症機構、すなわち、GDH遺伝子異常のアンモニア代謝各酵素への影響と各臓器での影響を検討するために、現在、トランスジェニックマウスを作成している。L413V GDHcDNAをベクター(pASCXa)にサブクローニングし、DNAをカラム精製した。制限酵素Swa1で切断後、アガロースゲルを用いて、CMVエンハンサー+chikenb-actinプロモーター+L413VcDNAを精製した。この遺伝子をマイクロインジェクション法により、マウスの受精卵へ導入した。高インスリン高アンモニア血症はGlutamate Dehydrogenase(GDH)のGTPの抑制制御が失われるため、GDH活性の上昇をきたし、肝細胞で高アンモニア血症を膵β細胞で高インスリン血症をもたらす。高アンモニア血症の発症機序は必ずしも明らかではなく、その発症機構の解明と治療法の開発のために、動物モデルを作成した。制限酵素Swalで切断後、アガロースゲルを用いて、CMVエンハンサー+chikenb-actinプロモーター+L413VcDNAを精製した。変異GDHcDNAをユニバーサルに発現するトランスジェニックマウスを作成した。遺伝子の導入はL413V GDHcDNAの5'-と3'-の近傍領域をPCR増幅合成することで確認した。その結果、初回の遺伝子導入受精卵からは1系統の2回目の受精卵からは3系統のマウスが得られた。現在、その生化学的特徴を確認し、系統樹立後にアンモニア代謝の全身でのネットワークを考えた上で、GDH遺伝子異常の影響を検討する予定である。上記マウスモデルに加え、変異GDHcDNAアデノウィルスを作成した。L413Vアデノウィルスでは4.5x10^9、G446Dアデノウィルスでは3.1x10^<10>、コントロールでは1.6x10^<10>plaque-forming units/mlをえることができた。マウスの腹腔内に投与するために、ウィルスを精製、濃縮したところである。限定された臓器に異常GDHが発現するマウスを作成する。
脂質の介する代謝異常による網膜変性機構の解明

生活習慣病や臓器機能不全に由来する代謝異常は、網膜の神経変性を引き起こすが、これらは不可逆的変化であり現状治療法はない。網膜は脂質を多量に含有し、形態や光受容体という機能の維持には特定の脂肪酸が必須であることが示唆されている。これら脂肪酸は食物由来であり、多くの臓器による代謝の過程を経て網膜に輸送されるが、肝臓や脂肪の疾患に端を発するような脂質代謝異常が網膜に与える影響には未だ不明な点が多い。本研究では全身の代謝異常に起因する網膜変性の発症機構に関して、組織間を仲介する遠隔メッセージ物質として脂質に着目し、全身性の代謝異常による網膜神経変性を脂質が仲介する機構を明らかにする。
溶融塩電解と低融点液体金属を用いた希土類金属の分離・回収プロセス

溶融塩電解と液体金属を用いた希土類金属の分離・回収プロセスの確立を目指し、450°Cの溶融LiCl-KCl-DyCl3-NdCl3中で液体Zn、Sn、Bi電極を用いて電解を行ったところ、Dy-Nd-Zn、Dy-Nd-Sn、Dy-Nd-Bi合金を形成させることができた。合金中のDy/Nd質量比はZnとBiで約2となり、DyとNdの高精度な相互分離は難しいことがわかった。また、溶融塩中の希土類金属とFeは液体金属電極中の存在位置又は電位によって分離できることがわかった。一方、液体Snに浸漬したNd-Fe-B永久磁石を陽極に用いて電解を行ったところ、DyとNdが溶融塩中に溶出することを明らかにした。本研究は溶融塩電解と低融点液体金属を用いて使用済みネオジム磁石から希土類金属を分離・回収する研究である。特徴としては溶融塩を電解液、液体金属を電極として電気化学的に磁石からの希土類金属の分離・回収を行うことにある。成果として、溶融LiCl-KCl中において、DyCl3、NdCl3のみ、あるいはDyCl3とNdCl3を添加した浴中において、作用極にZnを用いて、レアアースイオンの電気化学的挙動と合金形成電位、相互分離を検討したところ、以下の成果を得た。(1)DyCl3、NdCl3が各0.50 mol%添加された723 KのLiCl-KCl系溶融塩において、固体Zn電極を用いて定電位電解により作成した合金を溶解、ICP測定することにより各元素の析出量を算出したところ、1.00 Vで1時間の定電位電解により得られた合金試料中のNd/Dyの質量比は約3.3となることがわかった。(2)DyCl3、NdCl3が各0.50 mol%混在する723 KのLiCl-KCl系溶融塩において、液体Zn電極を用いて定電位電解を行ったところ、0.60 Vから1.00 Vで作成したいずれの合金試料においてもDyが優先的に合金化しており、Dy/Ndの質量比が約2倍となり、DyをNdと分離できることがわかった。(3)DyCl3、NdCl3、FeCl2が各0.50 mol%混在する723 KのLiCl-KCl系溶融塩において、液体Zn電極を用いて定電位電解を行ったところ、レアアースとFeは液体Zn電極内の存在位置あるいは電位によって分離できる可能性が示唆された。(3)DyCl3とNdCl3をいずれも0.50 mol%添加した系で、液体Sn電極を用いて0.5 0.75 Vで0.5 hの定電位電解により合金を作製したところ、いずれも試料上部で合金形成していることがわかった。さらに、すべての合金試料においてNdが優先的に合金化しており、Nd/Dyの原子量比は0.60 Vにおいて最大となり、約2.08程度となることがわかった。723 KのLiCl-KCl共晶塩にDyCl3(0.50 mol%)またはNdCl3(0.50 mol%)を添加した系において作用極に液体Bi電極を用いてDy-BiとNd-Bi合金の電解形成を検討し、さらに、液体Bi, Sn, Zn電極、固体Ni電極との比較検討を行った結果、以下の成果を得た。(1)DyCl3、あるいはNdCl3を添加した浴中で、Bi電極を用いて0.50 V0.70 Vで定電位電解を1時間行ったところ、NdCl3のみを添加した場合、Nd-Bi合金が形成することがわかった。一方、DyCl3のみを添加した場合、Dy-Bi合金の形成を確認することができなかった。(2) DyCl3、NdCl3を共に添加した浴中で、0.50 V1.10 Vの各電位において1 hの定電位電解により試料を作製したところ、0.50 V0.90 VではDy,Nd-Bi合金の形成を確認することができた。一方、1.10 Vでは、合金の形成を確認できなかった。(3)液体Bi電極を用いた場合、固体Ni電極を用いた場合に比べてDy,Nd合金形成が0.30 V程度貴な電位で形成することがわかった。また、液体Bi電極を用いた場合、合金形成に起因するカソード電流密度は、Ni電極を用いた場合に比べて数倍大きいため、速い速度で合金が形成することが明らかになった。(4)作用極に液体Bi, Sn, Zn電極を用いて、Dy,Nd合金の形成を行い、同じ電位でそれぞれのカソード電流密度を比較したところ、液体Sn電極を用いた場合がもっとも大きな値となり、3種類の液体合金の中で、最も速い速度で合金が形成することが明らかになった。本年度は723 KのLiCl-KCl共晶塩にDyCl3(0.50 mol%)またはNdCl3(0.50 mol%)を添加した系において作用極に液体Bi電極を用いてDy-BiとNd-Bi合金の電解形成を検討し、さらに、液体Bi, Sn, Zn電極、固体Ni電極との比較検討を行い、それぞれの電極の特性を明らかにしたが、最終目的とするDyの高精度分離に至らなかった。ゆえに本研究は来年度まで延長し、Dyの高精度分離を可能にする予定である。

・723 Kにおいて共晶組成のLiCl-KCl溶融塩に塩化ジスプロシウム(III)および塩化ネオジム(III)を添加した系において、作用極に液体Bi電極、対極にグラッシーカーボン、参照極に銀-塩化銀電極を用いて、電位0.50 V, 0.60 V, 0.70 V, 0.90 V, 1.10 V(vs. Li+/Li)で1 hの定電位電解により試料を作製したところ、0.50 V0.90 Vでは、Dy-Nd-Bi合金を形成させることができた。また、もっとも卑な電位である0.50 VではDy/Ndの質量比が1.92となり、Dy量が比較的多い合金を作製することができた。一方、0.90 VではNd/Dyの質量比は1.36となり、Nd量が比較的多い合金を作製することができた。・723 Kにおいて共晶組成のLiCl-KCl溶融塩において、液体Snに浸漬したNd-Fe-B永久磁石を陽極として用いて、DyとNdのアノード溶出させるために、2.10 Vで18 hの定電位電解を行ったところ、DyとNdは電解後の電極試料には存在せず、液体Snを介してDyとNdがすべて溶融塩中に溶出したことがわかった。一方、無電解で液体Sn中のNd-Fe-B永久磁石からのDyとNdの溶出を検討するために、723 Kにおいて液体Snに浸漬したNd-Fe-B永久磁石を浴中で75 h保持したところ、実験後の試料の定量分析結果から、無電解でも液体Sn中を介してDyとNdが一部溶出したことがわかった。溶融塩電解と液体金属を用いた希土類金属の分離・回収プロセスの確立を目指し、450°Cの溶融LiCl-KCl-DyCl3-NdCl3中で液体Zn、Sn、Bi電極を用いて電解を行ったところ、Dy-Nd-Zn、Dy-Nd-Sn、Dy-Nd-Bi合金を形成させることができた。合金中のDy/Nd質量比はZnとBiで約2となり、DyとNdの高精度な相互分離は難しいことがわかった。また、溶融塩中の希土類金属とFeは液体金属電極中の存在位置又は電位によって分離できることがわかった。一方、液体Snに浸漬したNd-Fe-B永久磁石を陽極に用いて電解を行ったところ、DyとNdが溶融塩中に溶出することを明らかにした。平成25年度は予定していた723 KにおけるDyCl3とNdCl3を添加したLiCl-KCl溶融塩中において、作用極にZnを用いて、DyとNdの電気化学的挙動と合金形成電位、相互分離を検討し、分離の可能性と電解条件を明らかにしたので、研究はおおむね順調に進展している。また、達成度は90%程度である。本年度は予定通り、723 Kの溶融LiCl-KClにDyCl3(0.50 mol%)、NdCl3(0.50 mol%)、FeCl2(0.50 mol%)を添加した系において、作用極に液体Sn電極を用いてDy-SnとNd-Sn合金の電解形成を検討した結果、分離の可能性を見出すことができ、研究はおおむね順調に進展した。今後の研究の推進方策については、これまでの知見をふまえて、723 KのLiCl-KCl共晶塩において作用極に液体Bi, Sn, Zn電極を用いて、アノード電解によってDyとNdの高精度分離を検討する。また、合金形成速度と対応する液体電極中のDyとNdの拡散速度を測定する予定である。最終的にはDy高精度分離に最適な液体電極と電解条件を明らかにする予定である。28年度が最終年度であるため、記入しない。環境学平成26年度は平成25年度に利用した液体Zn電極の実験条件および成果を参考にして、溶融LiCl-KCl中で、新たに液体Sn電極を用いてDy、Nd-Sn合金の電解条件による作り分けの可否を確認する。さらに、不純物としてFeが共存する系に展開する。得られた結果を踏まえて、溶融塩電解を用いた希土類金属の合金化における液体金属電極の効果を明らかにする。希土類金属の合金化速度、分離性を検討する。
新型超高分解能レーザー光電子分光の開発とノードを持つ鉄系超伝導体の研究

(1)装置の低温化・高分解能化23,24年度の研究において冷却性能1K、最高分解能70μeVを達成し、25年度は物性研究を中心に行ったため更なる低温化・高分解能化は行っていない。23,24年度の研究成果から、鉄系超伝導体Ba1-xKxFee2As2のオーバードープ領域においては、わずかなKドープ量の変化によって観測される超伝導ギャップ異方性が劇的に変化することを解明した。25年度はこのオーバードープ領域における超伝導ギャップ異方性の変化をより詳細に研究し、この系においては、鉄系超伝導体の非従来的な超伝導機構として提唱されているスピン揺らぎを媒介とした超伝導機構と軌道揺らぎを媒介とした超伝導機構の両方が重要であることを示した。(3)重い電子系超伝導体CeCoIn5の超伝導ギャップ観測昨年度までの装置開発の結果、十分な冷却性能と分解能を達成したので、重い電子系超伝導体CeCoIn5の超伝導ギャップ観測を試みた、結果、フェルミ面依存性のある異方的な超伝導ギャップの観測に成功した。(4)8eVレーザーの導入我々の研究グループは、東京大学物性研究所小林研究室との共同研究で、8eVレーザーの開発を行っている。昨年度は、(1)の7eVレーザーを用いた新型装置に8eVレーザーを組み込んだ。今年度は、この8eVレーザーを用いて、鉄系超伝導体Ba1-xKxFee2As2のブリルアン・ゾーンコーナー近傍にホールポケットの観測を試み、結果、フェルミ面及びその超伝導ギャップ観測に成功した。研究目的に挙げていた、目標は、1新型装置の低温化・高分解能化とそれによる極低温超伝導体の物性研究・2鉄系超伝導体Ba1-xKxFee2As2の物性研究・38eVレーザーの導入である。1に関しては冷却性能1K及び最高分解能70μeVを達成し、ターゲットにしていたウラン化合物や重い電子系超伝導体の超伝導状態観測に成功した。2に関してはこの系が持つユニークな超伝導機構を明らかにした。3に関しては、8eVレーザーを用いて角度分解光電子分光が可能な状態となっており。目的としていたものは全て達成できた。(抄録なし)(1)装置の低温化・高分解能化鉄系超伝導体ホールドープ系Ba1-xKxFe2As2のKエンドであるKFe2As2の超伝導転移温度は3.5Kであり、超伝導ギャップが開ききった状態での測定には少なくとも1.7Kの冷却性能が必要である。よって試料での冷却性能の向上、及び高分解能化を目指し、新型レーザー角度分解光電子分光装置の改良を行った。その結果、Snの超伝導ギャップ測定において冷却性能1.5Kを達成、明瞭なコヒーレンスピークの観測に成功し、KFe2As2の測定に十分な冷却性能・分解能を達成した。また、新型装置の改良・実験を重ね、実験の効率化・装置の安定化を行い、他研究者でも利用できる装置になりつつある。鉄系超伝導体ではこれまでノードを直接観測した事例は報告されていなかった。KFe2As2では先行研究からノードの存在が示唆されており、1つの物質系で異なる超伝導相の存在が示唆されていた。我々は、(1)の新型レーザー角度分解光電子分光装置によって、初めてKFe2As2の超伝導ギャップの観測に成功し、ノードの波数位置を特定、超伝導対称性を決定した。この結果は、先行研究において報告されていた最適ドープ試料(BaO.6KO.4Fe2As2)から劇的な変化を見せており、最適ドープとKFe2As2の間のオーバードープ領域においてどのような変化が起きているのか非常に興味深い。現在、このオーバードープ領域のいくつかの組成についての実験が進行中であり、非常に興味深い結果が得られている。今後はこれらの結果について解析を進め、Ba1-xKxFe2As2の超伝導機構を通して鉄系超伝導体の超伝導機構解明を目指す。(3)8eVレーザーの導入我々の研究グループは、東京大学物性研究所小林研究室との共同研究で、8eVレーザーの開発を行っている。今年度は8eVレーザーの導入まで至らなかったが、来年度前半の導入を予定している。(2)の研究において、観測されたBa1-xKxFe2As2のフェルミ面のドープ依存性、ギャップサイズの大きさが先行研究から予想される値とは異なり、7eVでは観測できない、ブリルアンゾーン端近傍のホール面での変化が興味深い。8eVレーザーの導入しだい調整を早急に進め、これらの測定を試みる。(1)装置の低温化・高分解能化23年度は、新型レーザー角度分解光電子分光装置の低温化・高分解能化改良の結果、超伝導転移温度(Tc)3.7KのSnの超伝導ギャップ測定において、冷却性能1.5Kを達成し、明瞭なコヒーレンスピークの観測に成功した。24年度はさらなる改良を進め、その結果、Tc=1.7KのReや、Tc=1.2KのA1における超伝導ギャップの測定に成功し、A1の測定において、冷却性能1Kを達成した。23年度の研究成果から、鉄系超伝導体KFe2As2の超伝導ギャップにおける異方性及びノードの波数位置を特定、超伝導対称性を決定した。また、ゾーンセンターにある3枚のホールフェルミ面において、超伝導ギャップサイズのシート依存性が存在することも分かった。

これは、ノードが存在せず、異方性も弱く、シート依存性がない最適ドープ試料(Ba0.6KO.4Fe2As2)から劇的な変化を見せており、最適ドープとKFe2As2の間のオーバードープ領域においてどのような変化が起きているのか非常に興味深い。24年度は、このオーバードープの試料(x=0.93,0.88,0.76)について超伝導ギャップの測定を行った。その結果、Kドープ量の変化に対して、ギャップの異方性やシート依存性に劇的な変化が観測された。理論研究によって、KFe2As2のおける3枚のホール面の面内と面間相互作用がほぼ縮退したような状況になっているとすれば、計算によってKFe2As2のノードを持つフェルミ面の異方性を再現できると言われている。面内と面間の相互作用がKFe2As2の近辺で縮退していると考えると、Kドープ量の変化によって面内と面間の相互作用のバランスが変わり、異方性が劇的に変化することが考えられるため、我々の実験結果は、この理論研究を支持するような結果となった。(3)U系試料における超伝導ギャップの観測(1)の装置開発によって十分な冷却性能・エネルギー分解能を達成したので、(1)の装置のターゲットの1つにしていた、ウラン系試料U6FeとUPd2A13における超伝導ギャップの観測を試みた。結果、両方の試料において超伝導ギャップの観測に成功した。24年度はバンド分散を観測することができなかったため、来年度はバンド分散の観測及び超伝導ギャップの異方性の観測を試みる。(4)8eVレーザーの導入我々の研究グループは、東京大学物性研究所小林研究室との共同研究で、8eVレーザーの開発を行っている。今年度は8eVレーザーの光学系を、新型レーザー角度分解光電子分光装置の7eVレーザー光学系に組み合わせた。8eVの光学系の調整に難航しており、まだ試料の測定は行っていない。来年度は調整を早急に進め、(2)の研究におけるBa1-xKxFe2As2のブリルアンゾーン端近傍のホール面での超伝導ギャップやその異方性のドープ依存性の観測を試みる。(1)装置の低温化・高分解能化23,24年度の研究において冷却性能1K、最高分解能70μeVを達成し、25年度は物性研究を中心に行ったため更なる低温化・高分解能化は行っていない。23,24年度の研究成果から、鉄系超伝導体Ba1-xKxFee2As2のオーバードープ領域においては、わずかなKドープ量の変化によって観測される超伝導ギャップ異方性が劇的に変化することを解明した。25年度はこのオーバードープ領域における超伝導ギャップ異方性の変化をより詳細に研究し、この系においては、鉄系超伝導体の非従来的な超伝導機構として提唱されているスピン揺らぎを媒介とした超伝導機構と軌道揺らぎを媒介とした超伝導機構の両方が重要であることを示した。(3)重い電子系超伝導体CeCoIn5の超伝導ギャップ観測昨年度までの装置開発の結果、十分な冷却性能と分解能を達成したので、重い電子系超伝導体CeCoIn5の超伝導ギャップ観測を試みた、結果、フェルミ面依存性のある異方的な超伝導ギャップの観測に成功した。昨年度は、(1)の7eVレーザーを用いた新型装置に8eVレーザーを組み込んだ。
難吸収生理活性物質の腸管吸収速度を制御するための培養細胞を用いたモデリング

本年度は以下の項目について研究を実施した。1)吸収促進能の発現と中鎖脂肪酸の蓄積・透過過程の解析プラスティックウェル上に生育させたCaco-2細胞層への侵入蓄積過程をラジオアイソトープラベルしたオクタン酸(C8)、デカン酸(C10)、ドデカン酸(C12)を用いて実験し、解析した。細胞層への浸入係数は、pH7.3でそれぞれ3.4×10^<-5>(C8)、3.4×10^<-5>(C10)、1.6×10^<-4>(C12)(cm/s)であり、疎水度の高いC12が最も速く浸入した。溶液のpHを変化させてもこれらの係数はほとんど変化しなかった。また、細胞層への分配係数も4.4×10^2(C8)、5.9×10^2(C10)、2.9×10^3(C12)という値が得られ、中鎖脂肪酸が示す吸収促進能発現機構のシミュレートモデルの基礎因子を解明した。2)腸溶性カプセルの作製と試験親水性難吸収性物質の吸収促進に必要な濃度という因子や良好なカプセル化という因子などを考察し、中鎖脂肪酸を封入した腸溶性ゼラチンカプセルを調製した。3)実用化の安全性試験奇数鎖の脂肪酸を含むC8C12をCaco-2細胞層に一定時間さらした後に、細胞ミトコンドリアデヒドロゲナーゼ活性をMTT法で、細胞骨格への影響をアクチンフィラメント染色で測定した。親水性物質透過の促進効果が同程度であるとき、MTT活性を最も下げたのがC10であり、C12はMTT活性を保持させることが明らかになった。C10のみがアクチンフィラメントを大きく変化させることが明らかになった。これらの手法の、細胞安全性試験の第1次スクリーニングとしての可能性を示した。中鎖脂肪酸の有する、難吸収性生理活性物質の吸収促進機構の量的なモデリングを目的として、本年度は以下の項目について研究を実施した。1)吸収促進能の発現と中鎖脂肪酸の蓄積・透過過程の解析メンプランフィルター上に生育させたCaco-2細胞の腸管側からデカン酸ナトリウム塩(C10)を種々の濃度で作用させ、細胞層を隔てた電気抵抗(TER)を測定して、吸収促進の効果を測定した。またC10を除いた後のTERを追跡することにより、細胞の回復過程をモニターした。促進効果は濃度と作用時間に依存し、回復可能な濃度領域と作用時間が存在することが明らかになった。C10はデカン酸モノグリセロールやヘキサ酸ジグリセロールと比べて、効果が大きいが回復しやすい特長を有することも明らかにした。C10そのものの細胞層への蓄積・透過過程をオクタン酸(C8)、ドデカン酸(C12)と比較した。C10とC8は同程度の速度で細胞層に浸入し、その蓄積量は同程度の分配係数で整理できた。C12はC10よりも速く細胞層に浸入し分配係数も大きかった。C12は、細胞層の透過係数も小さく、細胞内に蓄積されやすいことが示唆された。現在、浸入速度の解析を行っており、C8,C10,C12各物質の浸入蓄積過程をシミュレートするモデルを構築する予定である。2)分子量の異なる難吸収性物質の透過様式の解析分子量376の蛍光剤と分子量4,000150,000の蛍光デキストリンを用いてC10の吸収促進効果を測定した。分子量の小さいものほど短い作用時間で促進効果が現れた。3)腸溶性カプセルの調整条件の検索購入したロータリーエバポレーターを用いてゼラチンカプセル調整条件を検索しているが、良好な条件は得られていない。次年度には、引き続き検索を続けるが、業者に受注することも考慮する。

親水性物質透過の促進効果が同程度であるとき、MTT活性を最も下げたのがC10であり、C12はMTT活性を保持させることが明らかになった。C10のみがアクチンフィラメントを大きく変化させることが明らかになった。これらの手法の、細胞安全性試験の第1次スクリーニングとしての可能性を示した。
げっ菌類ミラルディア雄の鼠径部乳腺に自然発生する色素沈着と乳癌との因果関係

近交系化されたインド原産げっ菌類ミラルディアの雄は鼠径部皮下にのみよく発達した乳腺組織を有し,加齢とともに黒色調を呈する.肉眼的に黒色調の乳腺組織は,組織学的にはビマン性過形成性乳腺組織を基盤にしており,その色は主として乳腺上皮が産生するかっ色色素に起因している.電顕的には,色素は上皮細胞細胞質内に電子密度の高い大型のライソゾーム様顆粒として存在する.顆粒部分に鉄が存在することは,元素分析装置付き電顕による探索と組織化学的検索により確かめられたが,細胞内色素顆粒のかっ色調の強さや局在に最もよく対応したのはリポフスチン染色であった.化学分析の結果通常のメラニンの存在は否定された.腫瘍好発系のミラルディア雄においては,半年をすぎる頃より黒色調の乳腺組織の中に色素を失った結節病変が両側性,多中心性に発生し,やがて雄ヌードマウスに移植可能な腫瘍性病変へと進展する. SPF化近交系ミラルディアの雄も,長期観察の結果一部の個体に乳癌が発生した.雄ヌードマウスへの移植も好発系のものより時間を要したが成功した.おそらく好発系と同様な乳癌を発生させる遺伝要因がSPF化近交系にも受け継がれているものと考えられる.雄のみが乳癌を自然発生する背景として,男性ホルモンの有無, Y染色体の関与等が考えられるが,男性ホルモンペレットを移植された雌ミラルディアを1年間観察した限り肉眼的な腫瘍は発生しなかった.しかし,組織学的には色素に富む過形成性乳腺組織の中に色素を失った雄の初期病変に類似した導官細胞の増殖巣が認められ,さらに検討の余地が残った.乳癌ウイルスを始めレトロウイルスの関与を示す証拠に乏しく現在,ミラルディア雄乳癌がどのような機序で発生するのか不明である.今後は,男性ホルモンの役割,乳腺上皮内に沈着する三価の鉄とリポフスチンの癌発生に先行する意義を,ラディカルの生成と関連づけて追求する必要があろう.近交系化されたインド原産げっ菌類ミラルディアの雄は鼠径部皮下にのみよく発達した乳腺組織を有し,加齢とともに黒色調を呈する.肉眼的に黒色調の乳腺組織は,組織学的にはビマン性過形成性乳腺組織を基盤にしており,その色は主として乳腺上皮が産生するかっ色色素に起因している.電顕的には,色素は上皮細胞細胞質内に電子密度の高い大型のライソゾーム様顆粒として存在する.顆粒部分に鉄が存在することは,元素分析装置付き電顕による探索と組織化学的検索により確かめられたが,細胞内色素顆粒のかっ色調の強さや局在に最もよく対応したのはリポフスチン染色であった.化学分析の結果通常のメラニンの存在は否定された.腫瘍好発系のミラルディア雄においては,半年をすぎる頃より黒色調の乳腺組織の中に色素を失った結節病変が両側性,多中心性に発生し,やがて雄ヌードマウスに移植可能な腫瘍性病変へと進展する. SPF化近交系ミラルディアの雄も,長期観察の結果一部の個体に乳癌が発生した.雄ヌードマウスへの移植も好発系のものより時間を要したが成功した.おそらく好発系と同様な乳癌を発生させる遺伝要因がSPF化近交系にも受け継がれているものと考えられる.雄のみが乳癌を自然発生する背景として,男性ホルモンの有無, Y染色体の関与等が考えられるが,男性ホルモンペレットを移植された雌ミラルディアを1年間観察した限り肉眼的な腫瘍は発生しなかった.しかし,組織学的には色素に富む過形成性乳腺組織の中に色素を失った雄の初期病変に類似した導官細胞の増殖巣が認められ,さらに検討の余地が残った.乳癌ウイルスを始めレトロウイルスの関与を示す証拠に乏しく現在,ミラルディア雄乳癌がどのような機序で発生するのか不明である.今後は,男性ホルモンの役割,乳腺上皮内に沈着する三価の鉄とリポフスチンの癌発生に先行する意義を,ラディカルの生成と関連づけて追求する必要があろう.吉田らにより近交系化されたインド原産げっ歯類ミラルディアの雄は、鼠径部皮下にのみよく発達した乳腺組織を有し加齢とともに黒色調を呈する。乳癌好発系では、6ケ月齢をすぎる頃より黒色調の過形成乳腺組織から結節状の病変が生じ漸次乳癌に進展する。黒色調の原因をなす乳腺上皮内色素は、上皮細胞が結節病変に進展した段階で消失する。雌では肉眼的に色素沈着を認めないが、雄と同様の過形成に伴う色素沈着は、男性ホルモン(DHT)ペレットの皮下移植により4対すべての乳腺に誘発できる。本年度は、乳癌発生に先行する色素沈着の意義を鑑み、この色素の実体を検討した。1.光顕的に色素は褐色調を示し、過形成病変では腺腔を形成するほとんどの乳腺上皮細胞が色素を有する。色素を有する上皮細胞は肉眼的に色素沈着のない正常雌乳腺にも散在する。2.電顕的には、色素は上皮細胞細胞質内に電子密度の高いかなり大型の不定型なライソゾーム様顆粒として存在する。

3.黒色調を呈する乳腺組織を2.5%グルタールアルデハイドを含む固定液で固定し、凍結超薄切片を作成し、上皮内顆粒部分をエネルギー分散型元素分析装置付電顕で検べたところ、重金属としては鉄のみ証明された。組織化学的にも鉄染色は上皮内に強陽性であったが、過マンガン酸カリで大部分の褐色色素が漂白された後も陽性であった。4.DHT処置により黒色化した雌の乳腺組織を材料に、組織内のメラニンをその分解産物を通して微量定量した結果、通常のメラニンの存在は否定された。5.リポフスチンに特異的といわれる6種の染色はすべて陽性で、いずれも細胞内色素顆粒の褐色調の強さや局在に良く対応した。自家蛍光は認めていない。以上、ミラルディアの乳腺上皮内に生ずる褐色色素は、非自家蛍光性のリポフスチンと鉄の沈着によるものと考えられる。これらの沈着と癌発性との間に関係があるかは今後の課題である。
食物由来レニン活性制御物質の探索と機能解析

レニン・アンギオテンシン系はほ乳類で最も重要な血圧調節機構である。レニンは本系で律速酵素として重要な役割を担っている。本研究では、これまで入手が困難であったヒトレニンについて組換え型酵素の作出を目指した。また、煩雑であったレニン活性測定法の改良を行うべく新たな合成基質を開発した。すなわち、ヒトレニン活性測定用蛍光消光基質でN-methylanthranyl-Ile-His-Pro-Phe-His-Leu*Val-Ile-Thr-Lys-2,4 dinito-phenyl(Dnp)-[D-Arg]-[D-Arg]-NH_2(*,切断部位)を考案した。本基質を用いることでこれまで2日間を要していた活性測定時間を数時間に短縮することに成功した。組換え型酵素の生産については、大腸菌での発現系及びヨトウ蛾由来の昆虫細胞であるSpodopteral flugiperda(Sf-9)細胞株を用いる発現系を検討した。その結果、大腸菌で発現した場合には巻き戻し等の処理が必要であったが、Sf-9昆虫細胞においては、組換え型ヒトレニンは活性型として培養後期に培地中に分泌されることを見出した。また、ペプスタチンアフィニティーカラムを用いた簡便精製法を開発するとともに、酵素の諸性質を明らかとした。これら組換え型ヒトレニンを用い、小豆等の雑豆や野菜、山菜、海藻などの天然食材からレニン阻害物質を探索した。その結果、雑豆類やある種の山菜、海藻にヒトレニン活性阻害能を見出した。さらに、大豆由来レニン阻害物質に関しては、各種クロマトグラフィーを用いて精製を試みた。現在、構造解析を含めたより詳細な検討を進めている。レニンは血圧調節機構上重要な役割を担っている特異性の高いアスパルティックプロテアーゼであって、主に腎臓で合成されており、各種刺激で血管内に分泌され、血圧調節を行っている。レニンの内在性阻害タンパク質であるレニン結合タンパク質も、主に腎臓でその発現が確認されている。また、最近の研究からレニン結合タンパク質(RnBP)は、N-アセチルグルコサミン(GlcNAc)とN-アセチルマンノサミンとの相互変換を触媒するGlcNAc 2-エピメラーゼ活性を持つことが明らかとなっている。GlcNAc 2-エピメラーゼの活性発現には、ATPやADPなどのヌクレオチドの存在が必須であることや各種部位変異体の構築による解析などから、GlcNAc 2-エピメラーゼ分子の表面に存在する171番目の残基がヌクレオチド結合に関与することなどが示されている。本研究では、レニン阻害タンパク質との観点からRnBPとレニンとの相互作用に及ぼすATPなどヌクレオチドの影響についてその詳細を検討した。その結果、ATP非存在下では、RnBPが濃度依存的にレニン活性を強く阻害するのに対して、ATP存在下に:おいてはレニン活性の阻害が抑制されることを見出した。ATP以外にADP, dATP, dGTP, dCTPやdTTPでレニン活性阻害の抑制が認められた。次に、ATPがレニンとRnBPとの相互作用に及ぼす影響をGlcNAc 2-エピメラーゼ活性との関わりも含めて検討した。ATP非存在下ではレニンとRnBPとを反応するといわゆる高分子型レニンが形成されレニン活性が抑制された。しかしながら、ATP存在下ではレニンとRnBPとの結合が観察されなかった。また、ATP非存在下ではGlcNAc 2-エピメラーゼ活性はNEMで強く阻害されたが、ATP存在下でその阻害は抑制された。

以上の解析などを総合した結果、ATP存在下では、RnBPの2量体が安定化することでレニンとRnBPとの複合体いわゆる高分子型レニンの形成が阻害されること示された。また、組換え型ヒトレニンの大腸菌での発現系を構築するとともに、巻き戻し条件や活性化条件を検討した。その結果、高濃度のアルギニンと界面活性剤の併用と段階的透析でヒトプロレニンの巻き戻しに成功した。巻き戻ったプロレニンは、トリプシン処理によって、レニン活性を発現した。得られた組換え型ヒトレニンを用い食材由来の阻害物質を探索した結果、味噌にレニン活性阻害物質が存在すること見出した。レニンは、レニン・アンギオテンシン系による血圧調節機構において律速酵素として重要な役割を担っている。本酵素はアスパルティックプロテアーゼの一種で、主に腎臓の傍糸球体細胞で生合成され、様々な刺激で血中に放出され血圧調節を行っている。本年度の研究では、これまで煩雑であったレニン活性測定法の改良を行うべく新たな合成基質を開発した。すなわち、ヒトレニン活性測定用蛍光消光基質であるN-methylanthranyl-Ile-His-Pro-Phe-His-Leu*Val-Ile-Thr-Lys-2,4dinito-phenyl(Dnp)-[D-Arg]-[D-Arg]-NH_2(*,切断部位)を考案し、これまで2日間を要していた活性測定時間を数時間に短縮することに成功した。さらに、大腸菌で発現し、巻き戻しが必要であった組換え型ヒトプロレニンについては、ヨトウ蛾由来の昆虫細胞であるSpodopteral flugiperda(Sf-9)細胞株を用いて発現することに成功した。Sf-9昆虫細胞においては、組換え型ヒトレニンは活性型として培養後期に培地中に分泌されることを見出し、ペプスタチンアフィニティーカラムを用いた簡便精製法を開発するとともに、酵素の諸性質を明らかとした。一方、平成18年度の成果を基礎として、小豆等の雑豆や野菜、山菜、海藻などの天然食材からレニン阻害物質を探索した。その結果、雑豆類やある種の山菜、海藻にヒトレニン活性阻害能を見出した。さらに、大豆由来レニン阻害物質に関しては、各種クロマトグラフィーを用いて精製を試みた。現在、構造解析を含めたより詳細な検討を進めている。
ディープラーニングを活用したインビジブルな看護技術の「熟練知」評価指標の開発

本研究の目的は,インビジブルな看護技術の「熟練知」を評価する指標を開発し,得点化ならびに強化すべき点を可視化することである.自動判別を行うために人工知能を用いる.看護職が「自分自身の技能熟練度を知りたい」と考えている点に着目し,これまで具体的に得点化評価が困難(インビジブル)な看護技術の「熟練度合」を看護職の「心・技・体」と技術対象者の「心」「体」の5つの側面(認知的,技能的,情動的も含まれる)のデータを総合的に分析したうえで看護職の「熟練知」として定義し,構造化して客観的に評価する.本研究では,人工知能(AI)のディープラーニングで学習させ「熟練知」を自動判別することを試みる点で新しい.本研究の目的は,インビジブルな看護技術の「熟練知」を評価する指標を開発し,得点化ならびに強化すべき点を可視化することである.自動判別を行うために人工知能を用いる.看護職が「自分自身の技能熟練度を知りたい」と考えている点に着目し,これまで具体的に得点化評価が困難(インビジブル)な看護技術の「熟練度合」を看護職の「心・技・体」と技術対象者の「心」「体」の5つの側面(認知的,技能的,情動的も含まれる)のデータを総合的に分析したうえで看護職の「熟練知」として定義し,構造化して客観的に評価する.本研究では,人工知能(AI)のディープラーニングで学習させ「熟練知」を自動判別することを試みる点で新しい.
アメリカ文学における契約の概念と保険思想

近代社会の成立やプロテスタント神学の特徴として重要な「契約」という概念とリスク管理の一形態として発展した「保険」という制度の二つをテーマに据え、この2点の形成、変容を主要なアメリカ文学作品から明らかにする研究を行なった。具体的には「アメリカ文学とお金」というシンポジウムを企画開催した(2013年)。また、「スモールタウン」「ロードナラティブ」というアメリカ文学の2ジャンルが象徴する経済観念の違いについて研究発表を行なった(2014年)。さらに「保険」が頻出するPaul Austerの作品群において登場人物たちが死者と結ぶ金銭的契約の意味を明らかにした論文を発表した(2016年)。1:アメリカ(ニューヨーク)における情報交換、資料収集(H25年8月)。「エイズと芸術表象」についてのセミナー(ニューヨーク市立大学)を受講。また、パフォーミング・アーツ分野における「新しい経済と新しいジェンダー・パワー」について研究協力者と共に訪問調査を行なった。2:九州大学大学院言語文化研究院公開講座「文学と人生」シリーズの第1回講師を担当(H25年10月7日)。「アメリカ文学の中の『お金』ーお金から眺める人間関係」と題する講義を行い、16世紀イギリス文学から21世紀のアメリカ文学までを概観し、「お金」の描写から読み取れる当時の世相、人間関係等を解説。これまでの研究成果を一般市民の方にも分かりやすく共有していただく機会を得た。3:日本英文学会九州支部第66回大会でアメリカ文学シンポジウム「アメリカ文学とお金」の司会および講師を担当(H25年10月26日)。パフォーミング・アーツ、小説、出版業の分野から研究者の方々をパネリストとしてお呼びし、アメリカ文学と「お金」についての芸術論、社会思想、ビジネス的現状を多角的に議論する機会を得た。4:H24年度に開催されたポー学会でのシンポジウムの発表内容をシンポジウム報告として加筆修正の上、原稿化した。アメリカ文学作家と文芸誌創刊ビジネスの関係についてのリサーチを追加した。5:福岡女子大学アメリカ文学研究会例会における研究成果発表。同研究会にて、課題研究の進捗状況を定期的に報告し、研究協力者をはじめ、会員の方々と意見交換している。H25年度は計9回開催。1:日本英文学会第86回大会でアメリカ文学シンポジウム「ハイウェイとスモールタウンのアメリカン・ナラティヴ」の講師を担当(H26年5月25日)。旅をモチーフとした小説を「移動」「定住」という二つの視点から読解すると、そこにはヘシオドスをはじめとする西洋の古典文学から続く「冒険」と「日常的勤労」という二つの経済活動および職業倫理の対立が読み取れること、またアメリカに発現したピューリタン的経済倫理が加わることによって、この対立軸に揺らぎが生じるという発表を行った。2:ナサニエル・ホーソーン協会九州支部大会で個人発表「ホーソーンを捏造するー『ブルックリン・フォリーズ』における『緋文字』手稿の捏造について」を行った(H26年12月6日)。アメリカ文学の代表作品『緋文字』(1850)の原稿を捏造して大金を稼ぐ、というエピソードが登場するP.オースターの『ブルックリン・フォリーズ』(2005)を取り上げ、アメリカ社会が市場経済化した19世紀から9.11を経験した21世紀までの時間軸の中で、文学作品という文化資産が経済資産へと変化していったアメリカ文学共同体の変遷について考察を行なった。3:福岡大学アメリカ文学研究会で「アメリカン・ユートピアの経済学」という研究講演を行った(H27年1月31日)。16世紀イギリスのトマス・モアに始まるいわゆる「ユートピア文学」を現代アメリカ文学作品までたどりながら、そこに見られる文筆家、作家たちの経済観念の変化について論じた。ユートピア思想と親和性のある社会主義思想から、互助性の強い保険思想への変化など、大変興味深い理念的推移が文学作品の中にも描かれていることを述べた。4:福岡女子大学アメリカ文学研究会例会における研究成果発表。H26年度は計9回開催。最終年度となった平成27年度は「契約」と「保険」の観点から3年間の研究の総括を行ない、さらに発展的な学際的研究プロジェクトを立ち上げた。まず、研究成果として、これまで度々取り上げてきたPaul Austerの作品群について論文「P.オースター作品における死者とお金」(『英語英文学論叢』第66集九州大学英語英文学研究会51-63, 2016年3月)にまとめた。Austerに関しては、この3年間の研究に基づき、「死」や「お金」「契約」といった観点からより詳細に彼の文学世界を論じた単著を執筆中であり、近く刊行の予定となっている。この研究に関しては、New York Public Library, Morgan Libraryを訪問し、資料室での未発表原稿や書簡などの貴重な資料閲覧とデータ収集も行なった(2015年9月、2016年3月)。さらに、この研究を通して保険や契約などと関連の深い「リスク」言説の形成・継承・変容が英語圏文学の中にも立ち現れていることに注目するようになった。これを踏まえて、英語圏文学分析に数学や政治学、言語学の視点を取り入れた文理融合型の研究プロジェクトを開始した(2015年10月)。もともと、文学研究に経済思想や金融史などの観点を持ち込んだ領域横断的なものとしてスタートした本研究であったが、さらに多くの学術的視点を持つ研究として発展させることができた。その他、アメリカ経済と食文化という観点からアメリカ人

小説家Monique Truongの小説を読解・分析し、Truong氏本人を交えての講演会でスピーカーを務めた。(2015年5月)近代社会の成立やプロテスタント神学の特徴として重要な「契約」という概念とリスク管理の一形態として発展した「保険」という制度の二つをテーマに据え、この2点の形成、変容を主要なアメリカ文学作品から明らかにする研究を行なった。具体的には「アメリカ文学とお金」というシンポジウムを企画開催した(2013年)。また、「スモールタウン」「ロードナラティブ」というアメリカ文学の2ジャンルが象徴する経済観念の違いについて研究発表を行なった(2014年)。さらに「保険」が頻出するPaul Austerの作品群において登場人物たちが死者と結ぶ金銭的契約の意味を明らかにした論文を発表した(2016年)。前年度、十分な研究を行うことがかなわなかった19世紀アメリカ文学作品の読解分析、論点整理やそれ以前の西洋文学に関する考察などを幅広く行うことができ、成果を研究発表の形で報告することができた。また、学会や協会での研究発表ということで様々な研究者の方々から有益なコメントを得ることができ、研究課題のために入手すべき資料、新しく調査すべきトピック等について情報を得ることができた。ただし、契約神学とアメリカの精神史に関する文献についての海外での資料収集、現地調査に関しては、スケジュールの都合上、行なうことができなかったので、H27年度はこれを積極的に行なう。アメリカ文学契約神学と保険ビジネスの発展についての資料収集と分析を行ない、そこから見出せるアメリカの経済的理念の変遷を、この2年間に発表した研究内容と照らし合わせた上で、「保険」「契約」「共同体」についての論考として複数の論文にまとめる予定である。19世紀のアメリカ文学を中心に「契約」の概念の描かれ方を整理する予定であったが、対外的な研究業績としては、1980年代以降のアメリカ文学および文化を中心的に取り扱ったものが多くなった。しかし、研究実績1のアメリカ訪問で「エイズ」という1980年代最大の災厄を描いた芸術表象を「社会」「契約」という視点から読み解く視点を得たことは大変重要であり、26年度以降の研究に大きく反映させたいと思った。また、研究実績2の公開講座準備の為に16世紀イギリス文学から21世紀アメリカ文学まで多種多様な文学作品に関して「保険」と「契約」の点から資料分析を行なえたのは大変有益であった。この成果を学術的な議論に高めてアウトプットする予定である。また、日本英文学会九州支部第66回大会でアメリカ文学シンポジウム「アメリカ文学とお金」の司会および講師を担当することにより、「アメリカ文学」を小説のみならず、演劇、散文、出版ビジネスなど多角的に議論する視点を得ると共に、パネリストの方々の協力で、研究課題に直接関係する研究資料のリスト作成が非常にスムーズにはかどった。以上のように、資料収集と資料分析については大変大きな進捗が見られた1年となり、今後論文の形で発表するための準備が整った。学内業務の関係で、予定していた海外調査およびそこでの資料購入等を実施できなかったため。
ポルフィリン集積超分子ワイヤの分子設計と動的スイッチング

ポルフィリン類の特異機能は、その剛直な大環表p-共役系に起因しており、特に、二つ以上のポルフィリンユニットが集積すると、特異なp-電子構造が形成されることが知られている。その典型例が光合成のスペシャルペアであり、そのモデルとしてダブルデッカー型ポルフィリン錯体が注目されている。従来、この錯体に関しては、dynamic NMRの実験から『ポルフィリン環間の強いp電子相互作用のため、二枚の向かい合ったポルフィリン配位子は相互に回転しない』とされていたが、最近になって我々は、ポルフィリン配位子のねじれ構造により発現するキラリティーを利用することにより、相互回転する場合があることを見出した。本年度の研究において、回転能の外部刺激による制御を目指して、錯体のレドックスの影響を調べたところ、ある種のCe錯体を用いた場合、錯体の還元により約300倍回転速度が増大することがわかった。一方、酸化による回転能の変化を、Zr(IV)錯体について調べたところ、100倍程度回転能が低下することがわかった。すなわち、配位子の相互回転を錯体のレドックスによって制御可能であり、これは本錯体が「分子モーター」としてのポテンシャルを有していることが示すものである。
汽水環境における塩分躍層付近の生物生産システムとその地質記録に関する研究

本研究課題を行うため,網走湖・阿蘇海・浦ノ内湾・能取湖・中海・宍道湖について水質・底質調査を行った.汽水域の特徴は,塩分躍層あるいは塩分勾配によって上下混合が起こりにくい環境であるということである.そのため,底層の水塊の移流は,主に海側から淡水の流入側の水平方向に起こる.底層水は,表層水と混合し,表層水の流れによって排出される.表層水と底層水の流人方向は基本的に逆方向である.そのため,2つの流れの境界では,弱い混合が起こる.さらに潮汐作用で川方向に押されることにより,水塊.の末端では湧昇が起こり,混合が起こりやすくなる.そのため,中海や網走湖などでは,栄養塩の豊富な底層水と表層水が混合することによって高い生産が維持されている.この底層水循環の駆動力は,河川からの水流,風による混合作用,潮汐作用などである.このような底層水循環に対して底質は,底層水が酸化的な環境を示す入り口側から無酸素状態を示す末端までほぼ連続的に移行するため,酸化層の厚い堆積物から還元層しか見られない堆積物に連続的に変わる.底質の有機物の面で考えると,より分解されやすい環境に堆積する入り口側では,TOC濃度は低く,分解されにくい環境に堆積する末端側では,TOC濃度が高いことになる.さらに末端側は,塩分躍層付近に高生炭層もあるため,底層水塊の入り口側と末端側ではTOC濃度に極端に差ができることになる.さらに底質環境の汽水湖間の違いは,循環速度によってもたらされる.底層水の滞留時間の短い湖沼では,貧酸素状態までであるが,網走湖のような滞留時間の長い湖沼ではほぼ全域が無酸素状態になる.それらを規制するものは,入り口から末端までの距離と底層水の移流速度であり,移流速度は密度流のエネルギー,流入量,潮汐作用,風による混合作用,河川水の流入量に関連する.本研究課題を行うため,網走湖・阿蘇海・浦ノ内湾・能取湖・中海・宍道湖について水質・底質調査を行った.汽水域の特徴は,塩分躍層あるいは塩分勾配によって上下混合が起こりにくい環境であるということである.そのため,底層の水塊の移流は,主に海側から淡水の流入側の水平方向に起こる.底層水は,表層水と混合し,表層水の流れによって排出される.表層水と底層水の流人方向は基本的に逆方向である.そのため,2つの流れの境界では,弱い混合が起こる.さらに潮汐作用で川方向に押されることにより,水塊.の末端では湧昇が起こり,混合が起こりやすくなる.そのため,中海や網走湖などでは,栄養塩の豊富な底層水と表層水が混合することによって高い生産が維持されている.この底層水循環の駆動力は,河川からの水流,風による混合作用,潮汐作用などである.このような底層水循環に対して底質は,底層水が酸化的な環境を示す入り口側から無酸素状態を示す末端までほぼ連続的に移行するため,酸化層の厚い堆積物から還元層しか見られない堆積物に連続的に変わる.底質の有機物の面で考えると,より分解されやすい環境に堆積する入り口側では,TOC濃度は低く,分解されにくい環境に堆積する末端側では,TOC濃度が高いことになる.さらに末端側は,塩分躍層付近に高生炭層もあるため,底層水塊の入り口側と末端側ではTOC濃度に極端に差ができることになる.さらに底質環境の汽水湖間の違いは,循環速度によってもたらされる.底層水の滞留時間の短い湖沼では,貧酸素状態までであるが,網走湖のような滞留時間の長い湖沼ではほぼ全域が無酸素状態になる.それらを規制するものは,入り口から末端までの距離と底層水の移流速度であり,移流速度は密度流のエネルギー,流入量,潮汐作用,風による混合作用,河川水の流入量に関連する.本研究の目的を達成するため,本年は網走湖・能取湖・中海・宍道湖について水質・底質調査を行った.宍道湖・中海については,3回のルート調査,網走湖・能取湖については2回の調査を行った.本年4月は,中海で大規模な赤潮が発生し,中海表層水の懸濁態有機炭素量が増大した.そのような表層水塊が大橋川の底層部を遡上していることや,朝酌川から高懸濁物量の水塊が流出しているのが観測された.また,表層採泥の結果,湖底表層部は通常月より高い有機炭素濃度を示した.7月は,降水量の増加により,中海の表層水が宍道湖レベルの低塩分を示す現象がみられ,中海・宍道湖で普通に見られる2つの塩分躍層が1つになった.その塩分躍層では高クロロフィル量を示した.10月の調査では通常の状態にもどり,2つの躍層付近で高クロロフィル量を示した.網走湖では安定した塩分躍層が見られ,その境界において高クロロフィル量を示した.しかし,表層水全体が比較的高いクロロフィル量を示している.