hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
アセチルCoA合成酵素遺伝子欠損マウスの肥満抵抗性の分子基盤の解析

そしてケトジェニックな状態で転写が上昇するAceCS2はこれらの代謝に必須であることが示された。KLF15はアミノ酸を分解する酵素群の転写制御を担い、絶食などでおこる低血糖時にグルコースを新生する重要な役割を担う転写因子であるが、これに加え、KLF15の標的遺伝子としてのAceCS2は絶食などグルコースを利用できないときに、アセテートをエネルギー源、あるいは糖新生に寄与する重要な役割を担うことが示唆された。
トウモロコシ幼葉鞘先端部におけるインドール酢酸合成細胞と合成経路の特定

オーキシン(IAA)は植物の全生活環を通して極めて重要な植物ホルモンであり、植物におけるメリステムの形成・構築機構においても位置情報因子として働いている。申請者等はこれまでに、IAAはトウモロコシ幼葉鞘先端部でTrpから合成され、合成されたIAAは速やかにZmPINを介して下方に輸送されることを明らかにしてきた。これまでにAtPIN1抗体を用いてZmPIN1(s)の幼葉鞘における分布の詳細を明らかにするとともに、NPAによる輸送阻害、あるいは重力刺激後の先端から下方へのIAAの流れを詳細に観察した。さらに、幼葉鞘の伸長部で発現するIAA誘導性遺伝子ZmSAUR2は、内生IAAの動的な分布変化にほぼ対応した発現、すなわち重力刺激後およそ30分で上側での発現は大きく減少し下側では増加した。また、オーキシン受容体TIR1の特異的阻害剤(PEO-IAA)を処理すると、ZmSAUR2発現が抑えられ、同時に屈曲も停止した。引き続き、抗IAA抗体によるIAA分子の組織内分布の可視化に継続的に取り組み、本年度は特に細胞内レベルでのIAA分布の可視化に集中した。その結果、ミトコンドリア、色素体などの細胞内小器官にシグナルの分布が観察された。また、2年間進めてきたケミカルスクリーニングによりIAAの合成を強く阻害する薬剤の候補を7種絞り込むことに成功した。それらの構造相関から、現在2つの異なる反応段階に作用すると思われるグループに分類できる。この薬剤に関しては、さらにその構造の特異的反応部位に検討を加えるとともに、標的タンパク質を特定するための準備を進めている。さらに、幼葉鞘の伸長部で発現する..誘導性遺伝子ZmSAUR2は、内生IAAの動的な分布変化にほぼ対応した発現、すなわち重力刺激後およそ30分で上側での発現は大きく減少し下側では増加した。引き続き、抗IAA抗体によるIAA分子の組織内分布の可視化に継続的に取り組み、本年度はアルカリフォスファターゼ結合2次抗体を用いて進めた結果、GC-MSでの測定値と極めて相関の高い分布を示すことが明らかになった。この方法により、NPA処理後先端に蓄積するIAAの分布を詳細に解析し、幼葉鞘先端0.5-1.5mmに最も多く分布することが観察された。同時に、蛍光標識抗体を用いた観察も進めており、細胞内レベルでのIAA分布についても新しい知見を得つつある。
川崎病疾患に於ける血管炎発生機序と好中球機能亢進

好中球活性酸素生成系、すなわち、NADPH oxidase systemの構成因子として、細胞膜に存在するcytochrome b558のalphaおよびbetaサブユニット、Krev 1、さらに、サイトゾルに存在する、p47、p67およびrac p21の関与が報告されている。通常、このsystemは不活性型であり、細胞を刺激すると、これらサイトゾル因子が細胞膜へ移行して活性化され、NADPHから電子を受け取り、O^-_2を生成する。しかし、この集合した電子伝達系の入口であるNADPH結合タンパク質に関しては、まだ決着がついていない。さらに、p47、p67の機能も殆ど解明されていない。NADPH結合部位に関して、サイトゾル側に存在するとするサイトゾル説が唱えられてきが、我々は、この説を否定した。最近、逆に、細胞膜に存在する分子量91Kのb558、betaサブユニット(gp91)が分子内にNADPHおよびFAD両結合部位を持つとするフラボシトクロム説が唱えられている。しかし、アミノ酸配列から推定されたものであり直接の証明はなされていない。そこで、我々は、NADPHアナログ、[^<32>P]2′,3′-dialdehyde NADPH(oNADPH)を合成し、膜画分をアフィニティーラベルしたところ91kではなく84kの位置に強いNADPH結合バンドを得た。この84Kタンパク質はgp91欠損型慢性肉芽腫症(CGD)患者から得た膜画分にも存在していた。以上の結果は、b558はNADPH結合タンパク質ではなく、細胞膜には、b558以外にも酸化還元因子が存在することを示している。次に、p47、p67の機能を探るため、サイトゾルをGTPアナログ、[^<32>P]oGTPでアフィニティーラベルした後、これらサイトゾル因子に対する特異抗体で免疫沈降を行なった。抗p47抗体と異なり、抗p67抗体は、新奇p40タンパク質を免疫沈降させた。さらに、p40タンパク質は、各種カラムワークに於てp67と挙動が一致した。次に、CGD患者のサイトゾルを用いて同様の実験を行なったところ、p47欠損型では、正常と同じくp40は検出されたが、p67欠損型では確認されなかった。p40はサイトゾル中のプロテアーゼによるp67の分解産物ではなくp67と1:1に結合しており、freeな状態では存在していなかった。
神経-筋-身体動力学モデルに基づく線虫の運動生成メカニズム解析

本研究では,線虫の這行運動の生成メカニズムとその放射線影響の解明を目的として,神経-筋-身体動力学モデルに基づく線虫シミュレータの研究開発を進め,H30年度までに以下の各項目(項目番号と英小文字記号は研究計画書に対応する)を明らかにした.1.刺激受容から運動生成までの数理モデル化:(a)神経・筋モデルの構築(担当:辻,曽),2.数理モデルの最適化:(a)線虫の運動撮影と画像解析による運動データの定量化(担当:鈴木)と(b)線虫の運動データに基づくモデルパラメータの調整法の提案(担当:辻,曽),3.運動生成メカニズムの解析:(b)原因未解明の運動異常がある線虫の運動データの定量化(担当:鈴木).H30年度は筋活動を蛍光標識した線虫を用いて,重イオンビームの局所照射が筋に与える影響の評価を試みた.重イオンビームを神経環が位置する線虫の頭部に照射した後,顕微鏡を介して線虫の運動を撮影した.そして,動画像解析により線虫身体形状を抽出するとともに筋の蛍光強度を計測し,線虫身体の局所的な屈曲角度と筋活動の関係を解析した.その結果,照射個体群と非照射個体群の間に有意な差は見出されなかった.また,背側と腹側の筋が同時に活動する共収縮が現れることを発見した.また,これまでに構築した刺激受容から運動生成までシミュレート可能な化学走性モデルに基づいて,感覚ニューロンに入力される頭部先端の濃度変化から濃度勾配を求めるための変換式を導出し,介在ニューロンの情報処理メカニズムに計算論的な解釈を与えた.本研究成果は,化学走性モデルとともに学術論文に掲載された.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では,線虫の這行運動の生成メカニズムとその放射線影響の解明を目的として,神経-筋-身体動力学モデルに基づく線虫シミュレータの研究開発を進める.具体的には,以下の4項目を期間内の達成目標とする.1.刺激受容から運動生成までの数理モデル化,2.数理モデルの最適化,3.運動生成メカニズムの解析,4.推定結果の見える化達成目標1&2:本年度は,放射線影響を解析するための準備段階として,化学走性に着目し刺激受容から運動生成までの数理モデルのプロトタイプを構築し,そのパラメータ最適化アルゴリズムを開発するとともに,モデルに基づいた化学走性メカニズムの解析を行った.提案モデルは,化学濃度の分布を近似した環境モデル,実神経構造を考慮した神経回路モデル,および,神経回路の出力を運動に変換する身体モデルの3つの要素で構成されており,神経回路モデルに含まれるパラメータは工学的分野で開発された通時誤差逆伝搬法を発展させたアルゴリズムを提案し,学習的に調整した.提案モデルを用いて,化学走性シミュレーションを行った結果,化学走性を行うための大まかな運動様式が再現されることを確認した(学会発表:Soh etal., 2015; Sakamoto et al., 2015).達成目標3:線虫の運動生成メカニズムを解析するため,ビデオカメラを用いて這行運動を撮影した.撮影対象は,野生型の線虫,ガンマ線(1000Gy,1500Gy)を照射した野生型の線虫とした.また,動画像解析により線虫の尾部移動距離や身体の伸び率など這行運動を説明し得る指標を複数抽出した.野生型の線虫とガンマ線を照射した線虫の運動を比較した結果,有意な差が確認されたことから提案指標の有効性を確認した.さらに,各動画と抽出した指標をデータベース化し,数理モデルによる運動解析を行うための準備を整えた.当初の28年度までの目標としていた刺激受容から運動生成までの数理モデルの構築にとどまらず,モデルを用いた化学走性の再現を行い,さらに情報処理アルゴリズムの解析を行ったため(学会発表:Soh et al., 2015; Sakamoto et al., 2015).当初の計画では化学走性の解析は研究計画に含まれていなかったが,刺激受容から運動出力までの一連を解析するための良いモデルケースであった.本年度の解析結果に基づいて,今後は化学走性の放射線影響についても議論できる可能性があり,当初予想していなかった新たな展開が期待できる.また,当初H27年度は野生型の個体の這行運動を撮影する予定であったが,放射線を照射した個体についても動画撮影を行った.これに加えて,動画解析を行い,放射線照射個体と野生型個体の運動の違いを表す指標の抽出にも成功した.以上に述べた通り,当初の予定を超えて期待以上の成果が得られたため.本研究では,線虫の這行運動の生成メカニズムとその放射線影響の解明を目的として,神経-筋-身体動力学モデルに基づく線虫シミュレータの研究開発を進める.具体的には,以下の4項目を期間内の達成目標とする.1.刺激受容から運動生成までの数理モデル化,2.数理モデルの最適化,3.運動生成メカニズムの解析,4.推定結果の見える化達成目標

1及び2:前年度は,刺激受容から運動生成までの数理モデルを構築して化学走性シミュレーションを行い,大まかな運動様式が再現されることを確認した.H28年度は,本モデルを用いた解析を行い,線虫頭部の1点でセンシングされた化学物質濃度から化学走性を行うために神経回路の内部で表現する必要がある化学物質濃度の時間勾配と空間勾配に変換するための計算ルールを導出した.これを用いることで,放射線照射後に一時的低下する線虫這行運動(移動)に関して,運動制御に関する神経回路の動態を簡便に評価可能な指標を提案できる可能性がある.さらに,実神経構造に基づいた運動ニューロン-筋モデルを構築し,前年度に開発した通時誤差逆伝搬法を拡張したパラメータ調整アルゴリズムを用いて,這行運動が生成できるか検証した.シミュレーションの結果,運動ニューロン群に制御信号を送るコマンドニューロンの指令に基づいて前進と後退が逐一生成できることを確認した.これは,世界初の成果であり,線虫の運動に対する放射線影響を解析するために有用である.達成目標3:線虫の運動生成メカニズムを解析するため,野生型の線虫の正常な這行運動に加え,運動に異常がある突然変異体やガンマ線を照射した直後の野生型の線虫の運動を撮影し,動画像解析により移動距離や屈曲角度(姿勢)等,種々の運動データを取得した.運動ニューロン-筋モデルを用いて,線虫の運動データを解析することで,線虫の運動に対する放射線の影響を明らかできる可能性がある.当初の計画では,H28年度までには以下の各項目(項目番号と英小文字記号は研究計画書に対応する)を明らかにする予定であった.1.刺激受容から運動生成までの数理モデル化:(a)神経-筋モデルの構築(担当:辻,曽),2.数理モデルの最適化:(a)線虫の運動撮影と画像解析による運動データの定量化(担当:鈴木)と(b)線虫の運動データに基づくモデルパラメータの調整法の提案(担当:辻,曽),3.運動生成メカニズムの解析:(b)原因未解明の運動異常がある線虫の運動データの定量化(担当:鈴木)研究実績の概要で述べたようにH28年度までに以上の項目は達成済である.さらに,当初の計画には含まれていない神経-筋モデルモデルを用いた化学走性の再現を行い,情報処理アルゴリズムの解析を行った.また,H29年度の達成目標である1.刺激受容から運動生成までの数理モデル化:(b)神経-筋モデルの構築も進めており,実構造に基づいた運動ニューロンがコマンドニューロンの指令に基づいて前進運動と後退運動を生成できることを世界で初めて示した.本研究では,線虫の這行運動の生成メカニズムとその放射線影響の解明を目的として,神経-筋-身体動力学モデルに基づく線虫シミュレータの研究開発を進める.H28年度までには以下の各項目(項目番号と英小文字記号は研究計画書に対応する)を明らかにした.1.刺激受容から運動生成までの数理モデル化:(a)神経・筋モデルの構築(担当:辻,曽),2.数理モデルの最適化:(a)線虫の運動撮影と画像解析による運動データの定量化(担当:鈴木)と(b)線虫の運動データに基づくモデルパラメータの調整法の提案(担当:辻,曽),3.運動生成メカニズムの解析:(b)原因未解明の運動異常がある線虫の運動データの定量化(担当:鈴木)H29年度は,筋活動を蛍光標識した線虫を用いて,放射線が筋に与える影響の評価を試みた.線虫全身にγ線を照射したのち,動画像解析により線虫の運動と筋の蛍光強度を計測し,蛍光強度からγ線照射前後の筋活動を比較して放射線影響を評価した.また,抽出した身体の形状から局所的な屈曲角度を求め,運動と筋活動の関係を解析した.その結果,筋細胞がその膜電位に応じて収縮・弛緩する機能は完全には破壊されないが,筋活動の伝搬様式に強く影響が現れることを明らかにした.また,線虫の運動は剛性の影響が支配的であることを示し,粘性と剛性を考慮して構築した身体モデルを簡略化できる可能性を見出した.
和漢生薬の性機能および精巣機能に及ぼす影響に関する研究とくに蛇床子について

現在、勃起不全や造精機能障害に対し、臨床的に明らかな有効性をもつ薬剤はほとんどないのが現状であり、われわれはこれまで、和漢生薬のうちでこれらに有効なものを新しい技術を用いて開発することを試みてきた。今回(平成67年度)のわれわれの研究の対象となった「蛇床子」は、古来インポテンスに有効とされてきた生薬のひとつであるが、この蛇床子の薬理効果につき基礎的実験を行い以下の結果を得た。すなわち、正常および実験的両側停留精巣マウスに蛇床子を経口投与すると、1.mount回数の増加およびmount潜時の短縮が認められ、性行動は全体として亢進を示す。2.血中テストステロンレベルは上昇傾向を示す。3.マウスにおけるアンドロゲン標的臓器のひとつである、顎下腺のトリプシン様プロテアーゼ活性値は上昇し、その電気泳動法的解析においても、蛇床子投与によるそのザイモグラムの変化は、テストステロン投与による場合と全く同様である。4.顎下腺における表皮成長因子epidermalgrowthfactor (EGF)のmRNAの発現量は、テストステロン投与による場合と同様、増大する。一方、去勢マウスに蛇床子を投与しても以上の変化は全く認められず、さらにすべての群のマウスにおいて血中LH、FSHの変動は認められない。以上より、蛇床子にはマウスの性行動を亢進させる作用および血中のテストステロン値に対する上昇作用のあることが判明し、後者が前者の発現メカニズムのひとつである可能性が示された。また、LH、FSHに変動が認められなかったことから、そのテストステロンに対する効果は蛇床子が精巣に直接作用して発揮される可能性が高いことが示唆された。以上の研究はすべてin vivoのものであるが、今後はin vitroでの培養Leydig細胞を用いて蛇床子の薬理作用、すなわち蛇床子の精巣におけるテストステロン合成への関与についてさらに基礎的実験を展開する予定である。男性性機能障害に有効と記載のある蛇床子の薬理効果につき、マウス性行動の変化および内分泌学的観点よりの検討を行い、以下の結果を得た。1.実験的両側停留精巣マウスにおいては、同週齢の正常マウスと比較して、mount回数の減少およびmount潜時の延長が有意に認められ、また、血中テストステロンの低下傾向も認められた。すなわち、従来より造精機能障害モデルとして用いられてきた両側停留精巣マウスが、性機能障害モデルとしても用いることができることが明らかとなった。2.蛇床子の投与により、停留精巣および正常マウスにおいては、mount回数の増加およびmount潜時の短縮が認められた。しかし去勢マウスではこのmount行動への蛇床子の影響は認められず、この生薬の性行動に対する作用が、テストステロン分泌の増加など精巣を介しての作用によることが判明した。3.停留精巣および正常マウスでの血中テストステロンは、蛇床子の投与により上昇した。しかし血中LH、FSHの変動は認められなかった。4.マウスにおけるアンドロゲン標的臓器のひとつである、顎下腺のトリプシン様プロテアーゼ活性値は、停留精巣および正常マウスにおいて、蛇床子の投与により上昇した。5.停留精巣および正常マウスにおける、顎下腺プロテアーゼ活性の電気泳動法的解析においては、蛇床子の投与によるそのザイモグラムの変化は、テストステロン投与による場合と全く同様であった。

以上より、蛇床子にはマウスの性行動を亢進させる作用および血中のテストステロン値に対する上昇作用があることが判明し、後者が前者の発現メカニズムのひとつである可能性が示された。また、LH、FSHに変動が認められなかったことから、そのテストステロンに対する効果は、蛇床子が精巣に直接作用して発揮される可能性が高いものと思われた。現在、勃起不全や造精機能障害に対し、臨床的に明らかな有効性をもつ薬剤はほとんどないのが現状であり、われわれはこれまで、和漢生薬のうちでこれらに有効なものを新しい技術を用いて開発することを試みてきた。今回(平成67年度)のわれわれの研究の対象となった「蛇床子」は、古来インポテンスに有効とされてきた生薬のひとつであるが、この蛇床子の薬理効果につき基礎的実験を行い以下の結果を得た。すなわち、正常および実験的両側停留精巣マウスに蛇床子を経口投与すると、1.mount回数の増加およびmount潜時の短縮が認められ、性行動は全体として亢進を示す。2.血中テストステロンレベルは上昇傾向を示す。3.マウスにおけるアンドロゲン標的臓器のひとつである、顎下腺のトリプシン様プロテアーゼ活性値は上昇し、その電気泳動法的解析においても、蛇床子投与によるそのザイモグラムの変化は、テストステロン投与による場合と全く同様である。4.顎下腺における表皮成長因子epidermalgrowthfactor(EGF)のmRNAの発現量は、テストステロン投与による場合と同様、増大する。一方、去勢マウスに蛇床子を投与しても以上の変化は全く認められず、さらにすべての群のマウスにおいて血中LH、FSHの変動は認められない。以上より、蛇床子にはマウスの性行動を亢進させる作用および血中のテストステロン値に対する上昇作用のあることが判明し、後者が前者の発現メカニズムのひとつである可能性が示された。また、LH、FSHに変動が認められなかったことから、そのテストステロンに対する効果は蛇床子が精巣に直接作用して発揮される可能性が高いことが示唆された。以上の研究はすべてin vivoのものであるが、今後はin vitroでの培養Leydig細胞を用いて蛇床子の薬理作用、すなわち蛇床子の精巣におけるテストステロン合成への関与についてさらに基礎的実験を展開する予定である。
ポスト社会主義のモンゴル国における牧畜経営と国際開発援助

つぎのことが明らかになった。市場経済化と気候変化が生み出したモンゴルの牧畜をめぐるあたらしい状況に国際開発援助プロジェクトは対処しようとしているが、プロジェクト側と現場の牧畜民との間の理解のずれが認識されないまま実施されているだけでなく、「牧民グループ」が組織されることによって資源利用の調整がかえって困難になっている。初年度である本年度は、1990年代以降のモンゴル国における牧畜部門に対する国際援助プログラムの実施状況を把握するため関連資料を収集するとともに、それら国際援助プログラムに影響をあたえうる、モンゴルおよび欧米のモンゴルの牧畜に関する研究論文を収集分析した。それによる成果は、研究協力者としてアメリカ、モンゴル国の研究者と共同でおこなった、科研費事業(基盤研究(A))「モンゴル国の土地法制に関する法社会学的研究環境保全と紛争防止の観点から」(研究代表:名古屋大学加藤久和)による、「モンゴル国土地法」の実施状況および牧地に対する権利意識についての現地アンケート調査の結果にもとづき共同執筆された論文にふくめられている。また、年度末にモンゴル国に出張をおこない、モンゴル国の研究者と意見交換をおこなうとともに、UNDPプロジェクトの責任者などに面会してインタビューをおこなった。在モンゴル国連代表駐在事務所には、1990年代はじめからの国際援助プログラムやモンゴルの牧畜についての調査報告などを網羅的に収集したライブラリーが存在するので、この出張中それらの資料の閲覧を求めたが受け入れられなかった。本年度の研究調査により、開発援助プロジェクトが実施者側と現場の牧畜民との間の理解のずれをふくみながら実施されている様相があきらかになってきた。例えば、スイス開発協力庁やUNDPが実施したあるいは実施中のプロジェクトでは、あらたな「コミュニティ」としての「牧畜民グループ」を結成し、それを法的主体として牧地を「保有」させることをプロジェクトの目標のおおきな柱としているが、プロジェクト側では「保有」を「排他的使用権」と理解するのに対して、現場の牧畜民はそれをかならずしも「排他的」とは理解していない。このように、本研究により、開発援助プロジェクトの問題の指摘やその一般化が可能となると考えられる。この1年の研究によって、モンゴル国における牧畜の現状と牧畜民の意識、国際援助プログラムのよってたつ"community"イメージ、それらの相互作用とそれが起こりそれに作用する政治社会的な構造が、かなり明らかになった。本年度は、開発援助プログラムが実施されている2つのサイトで調査を実施した。ひとつは、西部地方のサイトである。ここでは、数年降水量のすくない年がつづき牧地の悪化が起こっている。それに対する牧畜民の対応は、降水量がおおく市場にちかい中部地方への移住と、すこしでも草の生え具合のよい場所の囲い込みであった。これには、2002年土地法と白然環境保護法を根拠とする国際援助プログラムの後押しが見られる。二つ目は、中央地方に位置するサイトである。ここには、乾燥状態のつづく南隣りの県の牧畜民が多数流入し、牧地をめぐって地元の牧畜民と衝突が起こっている。これに対して、地元の牧畜民には、行政が動かないため、やはり国際開発プロジェクトを利用し、牧地の囲い込みをおこなおうとする動きが見られる。どちらも、気候変化が社会状況の変化をもたらし、それに行政など現在のしくみでは対処できないことから、国際開発援助に期待するのである。一方、国際開発プロジェクトが想定し、牧地法で規定しようとしている、牧地管理の主体の"community"である「牧民グループ」には、つぎのような問題点がある。ひとつは、法律で一律に小規模なグループを組織しようとしている点である。これは、Ostrom (1990)によるコモンズ持続的存立のための条件を根拠としているが、牧地という自然資源の性質や地域的な差異を無視している。二つ目が、「牧民グループ」を"firm"に見立てている点である。これらは、市場経済化の一環をなす、経済活動への政治関与の排除、経済活動の自立というグローバルスタンダードのあらわれといえる。モンゴル国中部トゥブ県で開発援助プロジェクトによって組織された「牧民グループ」の活動を調査し、また以前からの調査地である西部ホブド県から最近中部地方に移住してきた世帯に調査をおこなった。トゥブ県での調査では、同県ウンドゥルシレート郡でおこなわれているスイス開発協力庁による"Green Gold"プロジェクトのコーディネーターと牧民グループのリーダー(複数)などからインタビューをおこなった。それによって、牧地がバグ(郡の下部単位)を分割して牧民グループに割り当てられたために、よりせまいなわばり意識がうまれ、牧民グループをこえた牧地の融通がむずかしくなったことがわかった。このことは、合意形成コストなど"transaction cost"をおさえるため、なるべく空間的社会的に小規模のグループが組織される傾向があるが、それは牧地利用調整という牧民グループの最大の目的からすると効果的でないということを裏づけている。西部からセレング県へ移住してきた世帯では、移動の経路や経費、移住の理由など聞き取り調査した。移住の理由は、第1に移住元の牧地の悪化、第2に移動先の、市場へのアクセス、畜産品価格での有利さ、第3に自然条件が移住元にくらべきびしくないこと、第4に首都に住む子供との関係が密になることがあげられた。

カシミアについていえば、移住元にくらべ、おなじ時期でも買い取り価格が高いうえ、気象条件がずっと温和なので、価格がたかい春のはやい時期に売ることができる。移住元では春になっても急な冷え込みになることがおおく、カシミアをはやくすいてしまったヤギは死んでしまう可能性がたかい。以上のことから、まず「牧民グループ」のかかえる牧地の囲い込みから生ずる根本的な矛盾を指摘することができる、また移住してきた牧畜民の例からは今後の牧畜民の全国規模での移動の予測と対策に役立てることができるとかんがえられる。
わが国抵触法体系における絶対的強行法規の機能的・動態的分析

絶対的強行法規の要件,消費者・労働契約の特別規定との異動,および公序則との関係等について,抵触法の視点から分析を行い,絶対的強行法規概念の明確化を図った。また,絶対的強行法規の適用メカニズムが,国際的適用意思の問題と地理的適用範囲の問題という2つの部分から構成される問題であると位置付けたうえで,前者が実質法的視点に拠るのに対して,後者が実質法と抵触法の協働という視点に拠るべきことを明らかにした。第一に、ドイツの判例・学説を渉猟した結果、絶対的強行法規の要件は、(1)私法的効果を生ぜしめること、(2)(1)の私法的効果の実効性を確保するため行政上の制裁等の公的関与が存在すること、の2点に集約されることが判明した。従来わが国では利息制限法の絶対的強行法規性を巡り議論があったが、こうした2つのメルクマールに関する検証を踏まえ、同法の絶対的強行法規性を肯定する研究成果を公表した。第二に、ドイツでは、伝統的には、絶対的強行法規を抵触法上の通常連結の例外をなすもの(=特別連結)として位置付け、その適用には抑制的な姿勢を採る見解が主流となっている。特に上記(2)に関して、絶対的強行法規は「公益目的」を有すると考えられているが、その範囲は国家・経済政策上の目的に限定され、社会政策上の目的を含まないとするのがドイツの通説的見解であり、消費者保護規制等の絶対的強行法規性を認めることには否定的であることが判明した。第三に、国際契約法の領域では、わが国のみならず、海外の動向に見られるように、主観的法選択が広範に妥当するに至っているが、絶対的強行法規は公序則と並び、その有効な制約要因として機能していることが明らかになった。ドイツでは、特に消費者契約・労働契約の領域において、消費者・労働者保護規制を絶対的強行法規として位置付ける有力説が提唱されているが、これは通説的見解とは異なり、「公益目的」概念を拡張し、これら契約類型における主観的法選択を制約すべく、絶対的強行法規の機能強化を図る動きとして捉えることができる。第四に、絶対的強行法規と公序則の異動について、両者を同一視する見解もあるが、前者は抵触法レベルの問題であるのに対して、後者は実質法レベルの問題であるほか、絶対的強行法規は公序則が保護する法秩序の核心的原則を必ずしも保護するものではないとして、両者の相違を強調する見解の方が説得的であると考える。第一に,国際不法行為の領域における絶対的強行法規の抽出を行うことにより,絶対的強行法規が単に当事者自治原則に対する制約要素に止まらず,広く通常連結を制約する要素として位置付け得ることを明確に示した。具体的には,我が国およびドイツにおける判例および学説の展開を整理した上で,不正競争防止法における各規定の絶対的強行法規性の検討を行った。その結果,我が国の不正競争防止法は市場法として重要な位置付けにある法律の一つであるが,数度の法改正を経て,各規定の絶対的強行法規性が強化され,通常連結によるべき局面が次第に制限される傾向にあることが看取された。第二に,絶対的強行法規は,抵触法上「特別連結」として,「通常連結」とは別の連結ルールにより規律されているが,特別連結概念が指し示す具体的内容を精査することなく,同概念が使用されてきた経緯があるように思われる。平成23年度においては,こうした経緯を踏まえて,抵触法上の連結の意義にも言及しつつ,「特別連結」と「通常連結」の関係を如何に整理すべきかについて考察を加えた。また,絶対的強行法規の適用が単に抵触法上の問題に止まらず,実質法上の問題をも併せて孕むことを踏まえて,実質法・抵触法双方の視点から,絶対的強行法規の適用を分析し,試論を提示した。第三に,絶対的強行法規と公序則との関係について理論的な整理を行った。特にドイツでは両者を同一視する見解も主張されているが,国際的な法の適用局面における両者の機能的役割に着目して検討を行うことで,両者の本質的な相違点について試論を提示した。なお,第四に,絶対的強行法規の適用問題に付随して,通常連結および国際裁判管轄等その他周辺領域の研究についても,適宜判例評釈の形で実施した。本年度は,絶対的強行法規(=介入規範)概念について,主として欧州大陸法における判例法理や学説を参照しつつ,その要件等の整理と現代的意義・機能の分析を行い,3年間にわたる本研究の総括を行った。第一に,絶対的強行法規の要件が,1私法的効力を有すること,2国際的適用意思を有することの2点に集約されることを確認した。第二に,絶対的強行法規の適用に当たっては,1国際的適用意思の問題と,2空間的適用範囲の画定の問題を峻別して論じる必要があるが,前者の問題がその実質法制定国の意思の問題であるのに対して,後者の問題は実質法と抵触法の協働に拠るべきとの視点を提示した。

つまり,後者の問題においては,法廷地が抵触法的観点から実質法制定国の適用意思をどの程度斟酌するかを判断しなければならず,その限りで,抵触法上の関与が要求されるべきとの結論を得るに至った。第三に,絶対的強行法規が,主として国際契約法の領域で,主観的連結(=当事者自治)の制約要因として機能していることは広く了知されているが,ドイツの従前の裁判例を精査した結果,それに止まることなく,国際家族法や国際不法行為法など客観的連結に拠るべき領域においても,絶対的強行法規の適用が広範に行われていることが判明した。特に欧州における抵触法統一の流れの中で,欧州諸規則中に絶対的強行法規が明示的に規定されるなど,同法規の適用が「通常連結」に対峙する形で「特別連結」として位置付けられ,その存在が特定の法領域に偏らないという意味で,より一般的・普遍的なものとして認識されていることを明らかにした。第四に,公序則との異動についても,公序則が実質法的正義に立脚し,準拠外国法の適用結果の修正を行う一方で,絶対的強行法規は抵触法的正義に立脚し,準拠外国法の適用結果を斟酌することなく適用を求めるとして,議論の整理を行った。本研究の目的は,絶対的強行法規概念について,欧州の立法例やドイツ等の学説・判例を参照しつつ,我が国抵触法体系に即して同概念の現代的意義と機能的役割を検討することにある。現在までに,欧州の立法例やドイツの判例・学説を踏まえて,(1)絶対的強行法規概念の射程および要件を明確化したこと,(2)当事者自治概念に対する制約としての同概念の機能を検証したこと,(3)消費者・労働者保護にかかる抵触規定との異動関係について整理を行ったこと,(4)公序則との異動関係についても考察を加えたこと等,順調に作業を終えている。そのため,絶対的強行法規概念の動態的・機能的把握に向けた具体的な検討はかなりの程度進展しているものと評価する。また,近時注目されている国際不正競争の領域を題材として,通常連結に基づく準拠法の如何にかかわらず,特別連結により,我が国の不正競争防止法中の条項が絶対的強行法規として適用されることにつき検証するなど,研究の過程でその実践的有用性にも配意していると評価する。24年度が最終年度であるため、記入しない。上記11.で示したとおり,個別論点についての具体的な検討は着実に進展し,個々大凡の結論は得られていることから,今後は,これら個別論点の成果を踏まえて,本研究課題の最終的な取りまとめを行うことに注力する。特に,抵触法体系における通常連結と特別連結の位置付けについては,性質決定論における両者の交錯や国際的な法の適用局面における実質法と抵触法の相互作用等に留意しつつ,抽象的なレベルでの検証に研究の重点を移しているところである。この点に関しては,昨年5月の国際私法学会の報告内容に対して他の研究者から提示された問題意識や疑問点を足掛かりにして,自身の見解を再度検証し,抽象的なレベルでの考察の深化を図る所存である。
放線菌ストレプトミセス・グリセウスのA‐ファクター制御カスケードの網羅的解明

放線菌Streptomycesgriseusの二次代謝、形態分化は、低分子科学調節物質A-ファクターによりスイッチ・オンされる。ゲノム情報に基づき、これまで明らかにしてきたA-ファクター制御カスケードの精密化を行い、以下の結果を挙げた。(1)S.griseusの全ゲノム配列決定がほぼ終了し、現在塩基配列に基づいた遺伝子のアノテーションを進行中である。ギャップがあと数ヶ所あるが、あと数ヶ月のうちに完全な塩基配列およびアノテーションを完了できる見通しである。この成果に基づき、DNAマイクロアレイ法を駆使して、A-ファクター制御カスケード内の各種転写因子の標的を同定していく予定である。(2)A-ファクター制御カスケード内の重要な転写因子であるAdpAのDNA結合様式、二量体化ドメインの構造、結合コンセンサス配列を決定し、AdpAがAraC/Xy1Sファミリーのサブファミリーを構成することを提唱した。(3)S.griseus、S.coelicolor A3(2)のゲノム情報に基づいて、タイプIII型ポリケタイド合成酵素をコードすると考えられる遺伝子をクローニングし、タンパク質を大腸菌に発現させることによって、新規な反応を行うGesAを発見した。本酵素は、マロニル-CoAから胞子の出芽阻害剤ジャーミシジンを生成した。(4)放線菌酵素を「人工生合成遺伝子クラスター」の一員として用いることにより、天然型の(2S)-フラバノンの大腸菌における発酵生産に成功した。また、マロニル-CoAのプール量を上げるため、コリネ菌のアセチル-CoAカルボキシラーゼ遺伝子を強制発現したところ、60mg/literのフラバノンを生産した。
手指の運動分離と回復度提示による回復期以降の片麻痺患者の在宅リハビリ支援デバイス

本研究は.回復期以降の片麻痺患者の在宅での継続したリハビリテーションを,患者自身が,自宅等で療法士等のサポートを必要とせずに自ら実施するための自動化装置の実現を目指すものである.具体的には,(1)手指を対象としたリハビリ機能を自動化する装置の開発と,(2)装置を用いた手指の動作のセンシングから,患者の回復度・あるいは麻痺の程度を自動診断し患者に提示する方法を明らかにすること,の2点からなる.2018年度は安全性に関する新しい設計法と,新たに信頼性を向上した回復度評価方法について,以下の成果を得た.(1)機構設計においては,従来考慮されることのなかった麻痺患者の伸張反射による指の硬化の危険性を明らかにした.具体的には,麻痺患者において過剰に働く伸張反射が,手指アシストの駆動速度が速い場合に筋の過度な緊張を生じさせ,リハビリ効果を阻害するだけでなく,固くなった手指を無理やり持ち上げることによる関節へのダメージの危険性が考えられることが分かった.そのため手指持ち上げの速度を制限する簡単な機構を考案し明らかにした.(2)手指リハビリ装置による自動診断においては,従来示指の随意持ち上げ指示の際の他の指の不随意運動の程度を測定して健常者と比較する方法を用いていたが,今期は示指随意持ち上げでは測定できない巧緻性の回復程度を測ることを考案できた.このためにリハビリ装置で測定できる巧緻動作としてpinch/grasp動作という新しい手指動作を考案し,健常者との相違度比較による回復度の導出手法を明らかにした.さらに,従来の手指の押し下げ力を測るだけのセンシングでは知り得ない,屈筋伸筋の動作程度の計測による麻痺度の推定に着目し,これを家庭でも容易に測るための手段として筋音図を非接触で測定する変位MMGを,開発した手指リハビリ機器に導入する方法を見出した.本研究課題は(1)研究者らが開発している手指リハビリ支援装置のリハビリ効果の検証,(2)患者に自動提示する麻痺回復度のより詳細な導出モデルの開発,(3)麻痺の強い患者など多くのケースに適用できるような機構の開発,を当初目標として進めている.今期は(2)に関して,当初の機能である示指の随意持ち上げ運動による他指の不随意運動の程度の計測を統合して,回復度を自動診断する仕組みについて,統合の方法を検討し従来よりも精度の高い結果を得ることができたという成果を有している.加えて当初の含まれなかった新しい知見として,示指の随意持ち上げではなく手指巧緻性を装置で測定するという新しいアプローチを見出し,実験により正当性を明らかにすることができた.さらに新しい知見として,示指持ち上げに伴う筋活動,とくに麻痺患者において顕著にみられる屈筋伸筋の同時緊張の程度を知ることで,回復度の新しい尺度としうる発想を得て,これを家庭用機器で実現するための,容易に装着可能な変位MMGセンサを考案し試作に至っている.また(3)に関して,麻痺の強い患者における伸張反射が安全性に問題を生じえることを見出し,これに対応する機構の新設計を見出すことができた.以上のように,各課題への取り組みの成果が上がっており,研究は順調に進んでいるものと判断している.(1) 2018年度は回復度評価の新しい方法と,リハビリハードウエアの新設計を明らかにできたが,まだ実験装置の段階であり,家庭で利用できる形態には完成していない.2019年度以降はこれらを家庭向き手指リハビリ支援装置として実装することを主眼として取り組む.(2)一方,実際に患者への実験を繰り返す中で,高齢ユーザへの回復度評価の提示や,示指上げ等のリハビリ手順をわかりやすい形で伝えることが難しいことが明らかになってきた.次年度からは高齢ユーザへのユーザインタフェースとして適切な方法という観点でインタフェースの研究を進めてゆく.(3)これらにめどがついた段階で,装置の継続利用によるリハビリ効果の調査分析を行い,有効性を明らかにしてゆく.本研究は.回復期以降の片麻痺患者の在宅での継続したリハビリテーションを,患者自身が,自宅等で療法士等のサポートを必要とせずに自ら実施するための自動化装置の実現を目指すものである.具体的には,(1)手指を対象としたリハビリ機能を自動化する装置の開発と,(2)装置を用いた手指の動作のセンシングから,患者の回復度・あるいは麻痺の程度を自動診断し患者に提示する方法を明らかにすること,の2点からなる.2018年度は安全性に関する新しい設計法と,新たに信頼性を向上した回復度評価方法について,以下の成果を得た.(1)機構設計においては,従来考慮されることのなかった麻痺患者の伸張反射による指の硬化の危険性を明らかにした.具体的には,麻痺患者において過剰に働く伸張反射が,手指アシストの駆動速度が速い場合に筋の過度な緊張を生じさせ,リハビリ効果を阻害するだけでなく,固くなった手指を無理やり持ち上げることによる関節へのダメージの危険性が考えられることが分かった.そのため手指持ち上げの速度を制限する簡単な機構を考案し明らかにした.(2)手指リハビリ装置による自動診断においては,従来示指の随意持ち上げ指示の際の他の指の不随意運動の程度を測定して健常者と比較する方法を用いていたが,今期は示指随意持ち上げでは測定できない巧緻性の回復程度を測ることを考案できた.このためにリハビリ装置で測定できる巧緻動作としてpinch/grasp動作という新しい手指動作を考案し,健常者との相違度比較による回復度の導出手法を明らかにした.

さらに,従来の手指の押し下げ力を測るだけのセンシングでは知り得ない,屈筋伸筋の動作程度の計測による麻痺度の推定に着目し,これを家庭でも容易に測るための手段として筋音図を非接触で測定する変位MMGを,開発した手指リハビリ機器に導入する方法を見出した.本研究課題は(1)研究者らが開発している手指リハビリ支援装置のリハビリ効果の検証,(2)患者に自動提示する麻痺回復度のより詳細な導出モデルの開発,(3)麻痺の強い患者など多くのケースに適用できるような機構の開発,を当初目標として進めている.今期は(2)に関して,当初の機能である示指の随意持ち上げ運動による他指の不随意運動の程度の計測を統合して,回復度を自動診断する仕組みについて,統合の方法を検討し従来よりも精度の高い結果を得ることができたという成果を有している.加えて当初の含まれなかった新しい知見として,示指の随意持ち上げではなく手指巧緻性を装置で測定するという新しいアプローチを見出し,実験により正当性を明らかにすることができた.さらに新しい知見として,示指持ち上げに伴う筋活動,とくに麻痺患者において顕著にみられる屈筋伸筋の同時緊張の程度を知ることで,回復度の新しい尺度としうる発想を得て,これを家庭用機器で実現するための,容易に装着可能な変位MMGセンサを考案し試作に至っている.また(3)に関して,麻痺の強い患者における伸張反射が安全性に問題を生じえることを見出し,これに対応する機構の新設計を見出すことができた.以上のように,各課題への取り組みの成果が上がっており,研究は順調に進んでいるものと判断している.(1) 2018年度は回復度評価の新しい方法と,リハビリハードウエアの新設計を明らかにできたが,まだ実験装置の段階であり,家庭で利用できる形態には完成していない.2019年度以降はこれらを家庭向き手指リハビリ支援装置として実装することを主眼として取り組む.(2)一方,実際に患者への実験を繰り返す中で,高齢ユーザへの回復度評価の提示や,示指上げ等のリハビリ手順をわかりやすい形で伝えることが難しいことが明らかになってきた.次年度からは高齢ユーザへのユーザインタフェースとして適切な方法という観点でインタフェースの研究を進めてゆく.(3)これらにめどがついた段階で,装置の継続利用によるリハビリ効果の調査分析を行い,有効性を明らかにしてゆく.装置の作成について一部を次年度以降の研究で行うこととしたため,装置作成のための材料費の一部を繰り越すこととした.
VCP ATPase阻害剤による虚血性眼疾患に対する新規神経保護治療の開発

本研究は、虚血性眼疾患に対するVCP ATPase阻害剤の神経保護効果の検討および神経保護メカニズムの検証を目標とした。虚血再灌流ラットにおけるVCP ATPase阻害剤の腹腔内投与による神経保護効果の検討したところ、薬剤投与群では、虚血誘導後の網膜内層菲薄化および網膜神経節細胞減少が有意に抑制され、網膜電図での評価では網膜内層機能を反映するb波振幅の減衰が抑制されていた。また、神経保護効果メカニズムの検討では、VCP ATPase阻害剤は小胞体ストレスを緩和することで、細胞死を抑制していることが明らかとなった。本研究は、虚血性眼疾患モデルの作成および虚血性眼疾患モデルのライブイメージング評価系の確立を行い、虚血性眼疾患に対するVCP ATPase阻害剤の神経保護効果の検討および神経保護メカニズムの検証を目標としている。本年度の実施目的は、1虚血性眼疾患の動物モデルとしてthy1-GFP Tgラットを用い、高眼圧虚血再灌流ラット・レーザー光凝固誘発虚血性視神経症ラットの作成、2虚血再灌流ラットにおけるVCP ATPase阻害剤の腹腔内投与による神経保護効果の検討、3VCP ATPase阻害剤の眼内局所投与の有効性の検討であった。現在までに、1高眼圧虚血再灌流ラット・レーザー光凝固誘発虚血性視神経症ラットの作成に成功した。このモデルラットでは、光干渉断層計・眼底蛍光のin vivoイメージングによる形態的評価、網膜電図による機能的評価により、網膜障害の継時的な変化を詳細に検討することが可能であった。2虚血再灌流ラットにおけるVCP ATPase阻害剤の腹腔内投与(50 mg/kg/日、虚血誘導3日前から誘導後7日後まで投与)による神経保護効果の検討したところ、薬剤投与群では、虚血誘導4週間後の網膜内層菲薄化および網膜神経節細胞減少が有意に抑制されていた。また、2週間後の網膜電図での評価では、薬剤投与群では網膜内層機能を反映するb波振幅の減衰が抑制されていた。3VCP ATPase阻害剤の眼内局所投与の有効性の検討については、VCP ATPase阻害剤の硝子体内投与(25μg/眼、虚血誘導2時間前)により、虚血後の網膜内層菲薄化および網膜神経節細胞減少が軽減されることがわかった。今後は、レーザー光凝固誘発虚血性視神経症ラットにおけるVCP ATPase阻害剤の眼局所投与による神経保護効果の検討を行い、更にVCP ATPase阻害剤の神経保護効果メカニズムの検討を予定通り進めていく。当初の予定通り、1虚血性眼疾患の動物モデルとしてthy1-GFP Tgラットを用い、高眼圧虚血再灌流ラット・レーザー光凝固誘発虚血性視神経症ラットの作成、2虚血再灌流ラットにおけるVCP ATPase阻害剤の腹腔内投与による神経保護効果の検討、3VCP ATPase阻害剤の眼内局所投与の有効性の検討、すべてを実施することが可能であった。本研究は、虚血性眼疾患モデルの作成および虚血性眼疾患モデルのライブイメージング評価系の確立を行い、虚血性眼疾患に対するVCP ATPase阻害剤の神経保護効果の検討および神経保護メカニズムの検証を目標とし、以下の点を明らかにした。1高眼圧虚血再灌流ラット・レーザー光凝固誘発虚血性視神経症ラットの作成に成功した。このモデルラットでは、光干渉断層計・眼底蛍光などのin vivoイメージングによる形態的評価、更に網膜電図による機能的評価により、網膜障害の継時的な変化を詳細に検討することが可能であった。4レーザー光凝固誘発虚血性視神経症ラットにおけるVCP ATPase阻害剤の硝子体内投与による神経保護効果の検討は行った。VCP ATPase阻害剤の投与により、虚血性視神経症における網膜内層菲薄化および網膜神経節細胞減少が軽減されることがわかった。5VCP ATPase阻害剤の神経保護効果メカニズムの検討では、VCP ATPase阻害剤は小胞体ストレスを緩和することで、細胞死を抑制していることが明らかとなった。

今後は、レーザー光凝固誘発虚血性視神経症ラットにおけるVCP ATPase阻害剤の眼局所投与による神経保護効果の検討を行い、更にVCP ATPase阻害剤の神経保護効果メカニズムの検討を予定通り進めていく。難治性網膜視神経疾患の病態解明および治療法開発実験施設の整備費用のため実験施設の整備費用。
次世代スパコンと３次元可視化技術による現実的低粘性領域での地球ダイナモ機構解明

我々が考案した球殻ジオメトリ用の重合格子「イン=ヤン格子」を応用した高解像度地球ダイナモシミュレーションを行い、磁場増幅過程を磁力線描像に基づいて明らかにした。イン=ヤン格子は球の中心を解くことができないため、球の中心部分に第三の要素格子(ゾン格子)を導入した球ジオメトリ用の新しい重合格子「イン=ヤン=ゾン格子」を開発し、原点も含めた球全体のMHD計算を可能にした。これらの計算格子に基づくMHDシミュレーションデータを解析するため、没入型バーチャルリアリティ(VR)技術を応用した3次元可視化手法と共に、計算と同時に可視化を行いつつ対話性をもつ新しいin-situ可視化手法を開発した。今年度は以下の3点について研究を行った。1.直方体ジオメトリでのMHDシミュレーション:地磁気は液体金属の対流運動によって生じているので、回転(自転)と磁場の影響下での液体金属の対流運動についての理解が不可欠である。今年度、直方体容器の中でのMHD流体の熱対流運動を解くシミュレーションコードおよび専用の可視化ツールを完成させ、水平一様磁場の印加された条件のもとでの対流運動、および、鉛直方向を回転軸とした速い回転の下での対流運動について詳細に調べた。水平磁場の下では、磁場方向に対流ロールが揃う現象(これは実験で観察されている)を確認しただけでなく、そのロール中の流線が螺旋型となっていること(これは実験では未確認であった)を見いだした。また、高速回転下での対流運動は対流の水平方向の空間スケールが小さくなることを確認した。2.3次元データ可視化フレームワークの開発:神戸大学に導入された没入型バーチャルリアリティ装置「π-CAVE」を使い、3次元シミュレーションデータを効率的に可視化・解析するためのフレームワークMultiverseを開発した。これにより、複数の可視化アプリケーションをπ-CAVEのバーチャルリアリティ空間に居ながら自由に切り替えることが可能となった。3.流れ場に凍り付いた磁力線の可視化手法の開発:磁気レイノルズ数が無限大の極限では磁力線が流れに凍り付く。この性質を利用して、流れ場の3次元構造を可視化するだけでなく、その流れによって磁力線がいかに引き延ばされ、捻られるかを可視化する新しい3次元可視化手法を開発し、実装した。インヤン格子を用いたMHD球殻ダイナモシミュレーションを行い、対流層の底の部分に強い速度シア層が自発的に形成される興味深い現象を見いだした。この速度シア層は太陽のタコクラインを想起させる構造をもっている。計算結果を解析したところ、対流安定な層に閉じ込められた軸対称磁場成分がこの速度シア層の形成に重要な役割を果たしていることがわかった。この軸対称磁場は、MHDダイナモ機構によって対流層内部に形成された磁場の一部が底部の対流安定な層に運び込まれることで維持されている。対流層の速度場をみると、太陽で見られるような赤道加速の分布を持つ作動回転が形成され、また磁場については強い双極子成分を持つ大規模な構造が形成された。興味深いことにこの双極子磁場成分の逆転現象も観察された。以上の成果はAstrophysical Journal誌で出版された。また、大規模な計算機シミュレーションによって出力される大量の数値データを可視化解析するために新しい可視化手法の研究も進めた。それは計算を行いながら可視化も進める「その場(in situ)可視化」と呼ばれる手法を発展させた新しい手法である。「その場可視化」は大規模シミュレーションの可視化手法として近年急速に注目を集め始めている可視化手法である。しかしこの手法には、あらかじめ設定したカメラ位置と可視化手法で撮影された可視化映像しか得られないという欠点がある。この問題を解決するために我々は、大量の可視化カメラをシミュレーション領域に散布し、それぞれのカメラから複数の可視化手法で可視化を行い、膨大な数の動画ファイルを出力させるという新たな可視化手法を考案した。その膨大な数の動画ファイルを独自に開発した動画ブラウザを用いることで対話的に解析することがこの手法の鍵である。準備研究と実証実験を行い、その結果はComputer Phys. Comm.に掲載された。本年度の成果は以下の3点である:(1)大規模シミュレーション向け実時間可視化手法の開発(2)内核を組み込んだ新たなダイナモシミュレーションコードの開発(3)安定層の存在がダイナモに与える影響の研究。以下それぞれの概要をまとめる。(1)京コンピュータクラスのスーパーコンピュータを用いた大規模な計算機シミュレーションでは出力データが膨大になり、ポストプロセスとしての可視化は非現実的になる。そこで最近、実時間可視化手法が注目を集めている。実時間可視化とは、計算しながら可視化処理を行い、シミュレーション結果を画像として出力する方法である。実時間可視化は将来の大規模シミュレーション向け可視化手法の基盤として期待が持たれているが、対話的な解析ができないという大きな欠点がある。この問題を解決するために我々は膨大な量のIn-Situ可視化を同時に行い、その出力動画ファイル群を対話的に表示させることで対話的な解析を可能にする新たな可視化手法を提案し、比較的小規模な並列シミュレーションに対して実装してその有効性を確認した。(2)従来の地球ダイナモや太陽ダイナモでは、対流層の内部にある非対流領域を全く解かないか、あるいは近似的にしか解いていない。

我々は非対流領域にカーテシアン格子を張り、対流層領域に張ったインヤン格子と相互補間法(キメラ手法)で接続する新しいダイナモコードを開発し、その並列化を行った。(3)対流層の下部に安定層が存在する場合のダイナモについては不明な部分が多い。我々は対流層の下部で熱伝導率の高く、対流安定な層を設定して、この層が対流層の流れ場と磁場に与える影響について調べた。その結果、対流層で形成された磁場の東西成分が、安定層に閉じ込められるだけでなく、その東西成分が時間的に反転する現象を確認した。これまで用いてきたイン=ヤン格子を拡張し、「イン=ヤン=ゾン格子」という新たな計算格子を開発した。イン=ヤン格子は、球の中心部分を解くことができないという問題があり、このためにこれまでの計算ではイン=ヤン格子の内側(地球ダイナモの場合は内核、太陽ダイナモの場合には放射層に対応する)領域は「穴」があいていた。イン=ヤン=ゾン格子はこの穴の部分をカーテシアン座標に基づくブロック状の計算格子で覆うものである。中心部分の格子をゾン格子と呼ぶ。イン=ヤン格子とゾン格子は重合格子手法に基づき相互補間によって接続する。イン=ヤン=ゾン格子の有効性と精度を確認するために(原点も含めた)球全体のスカラー場の拡散問題に適用した。この問題は解析解が求まっている。解析解とイン=ヤン=ゾン格子で得られた数値解を比較したところ高い精度で一致することを確認した。また、球内部の中性流体の回転運動や、MHD流体の自由(磁場と流れ場を持つ)緩和計算にも適用した。後者の問題は、初期条件として球内部に静止したMHD流体を設定し、そこにランダムに与えた磁場かける。したがって磁場はローレンツ(JxB)力の分布を持つ。この初期条件から緩和させると、流れと磁場が共に存在する状態に緩和し、準定常状態に落ち着くことが観察される。どちらの計算も問題なくイン=ヤン=ゾン格子で計算することができた。これらの結果を論文にまとめ投稿した。また、前年度に引き続き、対流層の下に安定層がある系でのダイナモ計算を行い、磁場の存在が作動回転分布に与える影響を解析した。可視化についても研究を進め、前年度までに提案した可視化手法をさらに発展させ「4次元ストリートビュー」という新しい可視化スタイルの確立を目指して各種のツールと手法の開発を行った。前年度までに開発した「イン=ヤン=ゾン格子」を応用し、次に述べる二種類のMHDシミュレーションを行った:(1)薄い対流層をもつ球殻MHDダイナモ:この計算では、対流層の厚さが球の半径の10%という極端に薄い対流層をもつ系のMHDダイナモを調べた。対流層の下部には磁場の拡散層が存在する。まずは系の回転がなくレイリー数も低い状態で計算を行ったところ、ロール状対流を基本構造とする特徴的な流れの定常解が得られた。古典的な平行平板熱対流系においてもロール対流が基本構造であることはよく知られているが、本研究のような球殻対流系では、単一のロールパターンで球殻全体を覆うことは(幾何学的に)不可能である。その結果、低レイリー数であってもdislocationが存在する。