hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
脳梗塞後の神経回路再構成における分子メカニズムの解明

脳梗塞後の機能回復には神経ネットワークの再構成により障害を受けなかった脳領域が障害をうけた脳領域の機能を代償することが重要であると考えられているが、そのメカニズムはよく分かっていない。本研究ではラット一次運動野前肢領域の脳梗塞後にリハビリテーションを行うと機能の回復と同時に二次運動野前肢領域の拡大がおこることを明らかにした。また、二次運動野前肢領域から脊髄へと投射する軸索の伸展はリハビリテーションを行ったラットで促進される傾向が見られており、このことが運動野が変化する原因の一因となっている可能性が考えられた。本研究は脳梗塞後における神経回路再構成の分子メカニズムの解明を目的として実施している。初年度はPhotothrombosis, ReachtestおよびIntracortical Microstimulationの技術を確立し、神経回路の再構成がどのように起こっているかを調べるシステムを確立したが、今年度はそのシステムを用い、2つの実験を行った。1.梗塞後のリハビリテーションが運動機能および運動野マップに与える影響脳梗塞により運動野のCaudal forelimb area(CFA)を破壊すると、reach testでの機能は著しく低下した。この機能低下はリハビリテーションを行わない場合では最初の2週間にわずかに回復するものの、その後再び悪化し、最終的にはほとんど改善しない。しかし、リハビリテーションを行うことにより、障害前の80%程度の回復が得られた。さらに、リハビリテーション群ではRostral forelimb Area(RFA)が、非リハビリテーション群に比べ有意に拡大しており、RFAのサイズと前肢機能には有意な相関が認められた。2.梗塞後の運動野マップの経時的変化とリハビリテーションの影響梗塞後、RFAは梗塞から離れていたにも関わらず、有意に縮小した。このRFAの縮小はリハビリテーションを行わないと梗塞2週間後まで回復せず、梗塞4週間後でもわずかに回復するのみであったが、リハビリテーションを行うと、2週間後から有意な回復が見られ、4週間後には梗塞前を超える大きさとなった。これらの結果は、神経回路再構成の起こる時期がリハビリテーションなどの要因によって変化することをしめしており、今後、分子メカニズムを調べるにあたり重要な知見が得られた。当初は脳梗塞周囲組織から細胞を採取し、すぐにプロテオミクス解析を行う予定であったが、先に梗塞後「いつ」「どこで」神経回路の再構成が行われているかを確認するべきであると考え、初年度は脳梗塞後の神経回路が再構成されていることをin vivoで実際に確認するシステムの確立を行った。1大脳皮質微小刺激法(Intracortical microstimulation:ICMS)の確立...大脳皮質の神経回路再構成を調べる部位として大脳皮質運動野を選択し、その神経回路の変化を評価する方法としてICMSのシステム構築を行った。naive ratを用いて行った予備試験では、過去の論文と同様の運動野地図を作成することができており、個体差・麻酔状態による差なども最低限に抑えることができることを確認できた。2前肢運動機能試験(Skilled Forelimb Reaching Task:Reach test)の確立...高い感度で前肢機能を評価するため、脳梗塞後の神経機能の評価方法としてReach testを選択し、trainingの方法・期間・給餌量などの最適化を行った。試験の成績は個体ごとの差が大きくみられるが、脳梗塞前後での成績の相対的変化は一定となることを確認でき、今後の実験に使用できるプロトコールが作成できた。3梗塞作成方法の確立および条件設定...脳梗塞の作成方法として当初は中大脳動脈閉塞モデルを予定していたが、特定の領域のみに高い精度で梗塞を作成するため、ローズベンガルを用いた光塞栓法(Photothrombosis)を採用することとし、照射位置・照射時間・ローズベンガル投与量・頭蓋骨の掘削方法などの検討を行った。ICMSの予備実験で得られた大脳皮質運動野前肢背側領域(Caudal forelimb area)のみを破壊できる条件が設定できた。本研究では脳梗塞後のリハビリテーションにより神経回路の再編成がどのような分子機序で起こるのかを解明することを目的として実験・解析を行っている。初年度は主に実験システムの構築を行い、脳梗塞の作成方法・運動野マップの解析方法・運動機能評価方法を確立した。2年目はこれらの実験方法を用い運動野マップの変化が脳梗塞によってどのように変化するかを調べた。この実験により運動野マップの運動野尾側前肢領域(CFA)を脳梗塞により破壊すると運動野頭側領域(RFA)が有意に縮小するが、RFAの大きさは時間とともに回復し、リハビリテーションによりこの回復が改善されることが分かった。3年目である本年度は、このリハビリテーションによる運動野の変化がどのような機序で起こるのかを逆行性トレーサーであるフルオロゴールドと順行性トレーサーであるBDAを用いて調べた。その結果リハビリテーションはRFA領域に対する他領域からの投射には影響を与えないが、RFA領域から頸髄へ投射する神経線維の進展を促進することがわかった。

これらの結果は、リハビリテーションが脊髄レベルでの構造変化を引き起こすことを示しており、現在まで分かっていなかったリハビリテーションの機能回復メカニズムを解明することにつながる結果であると考えられる。リハビリテーション科学・福祉工学研究の目標である、神経回路再構成の分子メカニズムの解明のためには「いつ」、「どこで」神経回路再構成が行われているかを確認することが非常に重要である、今年度、我々は昨年度に確立した実験システムにより、「CFA領域を破壊するとRFA領域に変化が起こる」という事象を明らかにした。また、経時的な実験の結果、「RFA領域の変化はリハビリテーションを行った場合では梗塞1週間後から始まるが、リハビリテーションを行わなかった場合には梗塞2週間後以降に始まる」ということを明らかにした。これらの結果は、今後分子的な解析を行うための重要な基礎データであり、研究の目的の達成に向け確実に前進したと考えられる。しかし、初年度にシステムの構築に長い時間がかかってしまったため、分子的な解析へ移行する時期はやや遅れていると考えられる。研究の最終目標は当初の通り、脳梗塞後にどのような分子機構によって神経回路再構成が行われるかを調べることであるが、神経回路の再構成が「いつ」「どこで」行われているかを正確に調べるため、ICMSを用いた電気生理学的な実験により運動野のリマッピングを調べることとした。運動野のリマッピングは脳梗塞後に起こる神経回路再構成の一形態と考えられており、さらにリハビリテーションによりその変化は大きく影響を受けることが分かっている。この実験は当初予定いていたBDAによる神経軸索のラベリングと比較して、より神経学的な機能に直結した評価方法であると考えることができる。この実験計画の修正のため、実際にプロテオミクス解析を行う実験自体は行えておらず研究の達成度自体は計画より遅れることとなった。しかし、初年度でICMS・Reachtest・Photothrombosisの実験手法はほぼ確立することができ、当初予定していた実験手法より緻密で精度の高い解析が可能となった。このことにより最終的な実験結果の信頼性が高まることが期待できる。また、プロテオミクスのためのサンプリング時期・部位を電気生理学的手法により吟味することにより、実際の解析はスムーズに進むことが考えられ、コストも節約することができると思われる。神経回路再構成の分子メカニズムを調べるため、当初の計画ではプロテオミクスを用いる予定であったが、神経回路の再構成およびそれに伴う機能回復を安定して観察するための条件検討に長い時間を割いてしまい、現時点から細胞の分離法などを確立しプロテオミクス解析を実際に行い期間内に終了させることは困難である。そこで、代替案として過去の論文から神経回路再構成の分子メカニズムに関わっていると考えられる分子の役割を調べることとした。
生物生成システムの数理モデルに関する研究

生物の生長過程をモデル化し、生成システムとしてその数理特に形式的体系を明らかにすることは、現代応用数学の立場から非常に興味あることである。また、これは生物生成システムの基礎理論として重要な意味を持つものである。この様な主旨に基づいて本研究の研究成果として、次の様な知見・結果を得た。1.細胞分裂のグラフ文法的展開細胞分裂がwallの性質によって分裂をおこすと考え、その形式的体系をすでに本研究者達は与えている。このような考えの延長として、その画像システムの応用を試みた。すなわちpath controlled graph grammarsの提案である。また、coordinated grammarsとの関係もそれである。これらは、2次元パターン生成システムとして有用な基礎理論である。2.細胞分裂システムへのファジィ概念の導入生物生成システムは"あいまいさ"を持って生長をとげると考えることは極めて自然である。この見地からfuzzy概念の解析を試みその生成システムの適用可能性を調べた。fuzzy関係等有効な概念が利用されうることはわかったが、本格的なファジィ生成システムの展開にまではいたらなかった。3.グラフ理論に関する結果前記したように、本研究は、graph grammarと密接な関係があり、グラフに関する性質を調べることは有益である。特にmap生成についての結果として後記研究発表のような成果を得た。生物の成長過程をモデル化し,生成システムとしてその数理特に形式的体系を明らかにする事は,現代応用数学の立場から非常に興味ある事である.また,これは生物生成システムの基礎理論として重要な意味を持つものである.この様な主旨に基づいて本年度の本研究の実績として,つぎの様な知見を得た.1.細胞分裂のグラフ文法的展開細胞分裂がwallの性質によって分裂をおこすと考え,その形式的体系を文法の立場から与えた.そしていくつかの決定問題の可解性・非解性をしらべた.またこの様な考えの延長として,その画像生成システムへの応用も試みた.すなわちpath controlled graph grammarsの提案である.2.細胞分裂システムへのファジィ概念の導入生物生成システムは"あいまいさ"を持って成長をとげると考える事は極めて自然である.この見地から, fuzzy概念の解析を試みた.本研究は次年度も継続されるが,ファジィL-システムの展開を次年度試みる計画である.3.グラフ理論に関する結果前記して述べた様に本研究はgraph gramnorと密接な関係があり,グラフに関する性質をしらべる事は有益である.この部分に対する実績として後記研究発表の様な結果を得た.生物の生長過程をモデル化し、生成システムとしてその数理特に形式的体系を明らかにすることは、現代応用数学の立場から非常に興味あることである。このような、主旨に基づいて本研究の昭和63年度の研究成果として、次のような知見・結果を得た。すなわち、一般のグラフ文法とcoordinated grammarsとの関係である。fuzzy関係等有効な概念が利用されうることはわかったが、本格的なファジイ生成システムの展開にまではいたらなかった。特にmap生成についての結果としてmap genecatingに関する成果を得た。
沈み込み帯地震発生機構を探るための断層温度計の開発研究

地震時の断層せん断強度は,地震発生機構を理解する上で重要である.断層摩擦発熱量の推定は,その断層せん断強度を推定する鍵である.本研究から断層温度計が確立されれば,石炭を含む多くの地質断層から地震時の摩擦発熱温度やせん断強度などの地震発生を規定するパラメータの抽出が可能となる.そこで本研究では,熱履歴を保持する石炭(ビトリナイト)を用いて摩擦実験をおこない,断層運動時の変形効果と短時間の発熱で進行した石炭成熟度から,摩擦発熱温度が推定可能な断層温度計を確立することを目的としている.平成27年度は,実験時の含水条件下における試料内温度を計算から求め,ビトリナイト成熟度と最高被熱温度との相関を決めた.その結果,含水条件下でのビトリナイト反射率と最高被熱温度との相関関係は,乾燥(室潤)条件下でのそれらの相関関係とよく一致することがわかった.つまり断層帯の含水・乾燥条件にかかわらず,本研究から求めた相関関係を用いることでビトリナイト反射率から最高被熱温度を見積もることが可能となった.また地震発生機構の理解に向けては,断層の他に断層周辺地質体の特性を調べる必要がある.岩石の力学特性,特に破壊強度及び弾性特性は地震歪エネルギーの蓄積・開放に寄与する.地震時の解放エネルギーが大きくなると,顕著に断層が発熱すると考えられる.そのため本年度は南海トラフ沖のプレート境界断層上盤から採取された付加体堆積物の物理特性をインデンテーション試験・三軸圧縮実験・弾性波速度測定から調べた.その結果,南海トラフの付加体堆積物の破壊強度及び弾性係数は,プレート境界断層に近づくにつれて大きくなることが明らかになった.27年度が最終年度であるため、記入しない。27年度が最終年度であるため、記入しない。地震時の断層せん断強度は,地震発生機構を理解する上で重要である.断層摩擦発熱量の推定は,その断層せん断強度を推定する鍵である.本研究から断層温度計が確立されれば,石炭を含む多くの地質断層から地震時の摩擦発熱温度やせん断強度などの地震発生を規定するパラメータの抽出が可能となる.そこで本研究では,熱履歴を保持する石炭(ビトリナイト)を用いて摩擦実験をおこない,断層運動時の変形効果と短時間の発熱で進行した石炭成熟度から,摩擦発熱温度が推定可能な断層温度計を確立することを目的としている.平成26年度は,含水条件下における摩擦実験後の試料について,ビトリナイト成熟度測定をおこなった.その結果,(1)含水条件下では室潤条件下に比べて,ビトリナイトの成熟に与えるせん断の影響が小さいこと,(2)実験時の発熱温度が極めて低いこと,(3)含水条件下と室潤条件下におけるビトリナイト成熟度と温度の相関の傾向は類似していることが明らかとなった.H27年度は,実験時の含水条件下における試料内温度を計算から求め,ビトリナイト成熟度との相関を決めたい.地震時の断層せん断強度は,地震発生機構を理解する上で重要である.断層摩擦発熱量の推定は,その断層せん断強度を推定する鍵である.本研究から断層温度計が確立されれば,石炭を含む多くの地質断層から地震時の摩擦発熱温度やせん断強度などの地震発生を規定するパラメータの抽出が可能となる.そこで本研究では,熱履歴を保持する石炭(ビトリナイト)を用いて摩擦実験をおこない,断層運動時の変形効果と短時間の発熱で進行した石炭成熟度から,摩擦発熱温度が推定可能な断層温度計を確立することを目的としている.平成27年度は,実験時の含水条件下における試料内温度を計算から求め,ビトリナイト成熟度と最高被熱温度との相関を決めた.その結果,含水条件下でのビトリナイト反射率と最高被熱温度との相関関係は,乾燥(室潤)条件下でのそれらの相関関係とよく一致することがわかった.つまり断層帯の含水・乾燥条件にかかわらず,本研究から求めた相関関係を用いることでビトリナイト反射率から最高被熱温度を見積もることが可能となった.また地震発生機構の理解に向けては,断層の他に断層周辺地質体の特性を調べる必要がある.岩石の力学特性,特に破壊強度及び弾性特性は地震歪エネルギーの蓄積・開放に寄与する.地震時の解放エネルギーが大きくなると,顕著に断層が発熱すると考えられる.そのため本年度は南海トラフ沖のプレート境界断層上盤から採取された付加体堆積物の物理特性をインデンテーション試験・三軸圧縮実験・弾性波速度測定から調べた.その結果,南海トラフの付加体堆積物の破壊強度及び弾性係数は,プレート境界断層に近づくにつれて大きくなることが明らかになった.現在までに,当初予定していた実験・測定は概ね終了し,上述した実験内試料温度の計算をおこなうことで,断層温度計としてのビトリナイト成熟度と摩擦発熱温度の相関関係をきめることができる.成果は国内学会・国際学会にて発表し,現在は国際誌掲載に向けて論文を執筆中である.27年度が最終年度であるため、記入しない。今後は以下の2点に取り組みたい.(1)温度計算をおこない,全ての結果をまとめて論文投稿をおこなう.(2)摩擦発熱量に関連する断層近傍の非弾性特性から歪蓄積過程を調べる.歪蓄積量は地震時の解放エネルギーに関与し,それが摩擦発熱量を決めるため,双方を調べることが,地震時発生機構の包括的な理解につながると考えている.27年度が最終年度であるため、記入しない。
Caspaseファミリープロテアーゼ遺伝子群のノックアウトマウスの作製と解析

Caspaseはアポトーシスおよびサイトカインの分泌に関与するシステインプロテアーゼファミリーである。このCaspaseファミリーの生理的機能、特にアポトーシスにおける役割を解析するために、私たちのグループはICE(Caspase-1)およびCPP32(Caspase-3)のジーンターゲティングを作製した。ICEノックアウトマウスにおいては、アポトーシスに顕著な異常を認めることはできなかったが、CPPノックアウトマウスでは中枢神経系の発生における神経細胞死が抑制されていた。CPP32分子が神経細胞死において中心的な役割を果たしていることが示唆された。Caspaseファミリーの神経細胞死における役割をさらに解析するために、他のCaspaseファミリー遺伝子のノックアウトマウスを作製し、これら遺伝子の神経細胞死における機能を解明することを目標に研究を進めている。現在、Caspase-7およびCaspase-9のノックアウトマウスを解析している。Caspase-7は、機能的にCPP32によく似たプロテアーゼである。Caspase-7ノックアウトマウスは胎生7.5日までに死亡する。Caspase-7を発現しないように両染色体の遺伝子座に変異を導入したES細胞を用いた解析では、staurosporin、UVなどのアポトーシスを起こす刺激に対し抵抗性を示す。また、Caspase-7はMAPキナーゼ系酵素MEKK-1の活性化に関与する可能性が示されていた。しかし、このES細胞を利用した実験結果では、その活性化にCaspase-7は必須ではないことが明らかになった。アポトーシス研究の原点となっている線虫Caenorhabditis Elegansでは、Caspase系酵素CED-3の他にCED-4と呼ばれる分子がアポトーシスの誘導に必須であることが分かっている。最近、CED-4のホモログApaf-1がクローニングされた。この分子は、CPP32を活性化するのにサイトクロームC、dATPおよびCaspase-9を必要とする。Caspase-9ノックアウトマウスの大部分は周産期に死亡するが、生存するマウスにおいては外見上異常は認めていない。現在、このApaf-1、Caspase-9のアポトーシスにおける重要性に関してこのノックアウトマウスを用いて検討している。
小学生バドミントン選手の傷害予防プログラムの開発

スポーツ領域において、継続的にスポーツを続けるという観点から、特に成長期である小学生の時期からの予防が重要である。本研究は、小学生バドミントン選手を対象とし、傷害の実態と姿勢、関節の動く範囲、筋力、バランス能力などの関連性を明らかにし、特徴を調べる。そして、この結果から、怪我を予防するプログラムを立案し介入効果を明らかにする。
ドイツにおける反教育運動の理論・実践・関係に関する基礎的研究

本課題の最終的な目的は、1980年代のドイツにおける反教育運動の意義を歴史的に総括し、近代教育理論形成史に位置づけるための視点を明確にすることであった。そのために、1)反教育運動のうち、最も包括的な影響力を有していると思われる「子どもたちとの友好促進協会」(1978年創立。Freundschaft mit Kindern-Forderkreis.e.V)に焦点をあて、その実践を調査すること、2)分析枠組みを得るために、N.ル-マンを中心とする社会システム理論を参考にすること、の二つを主な研究方法として作業を進めてきた。1)については、理論的には明確に教育を否定する思想として教育学に多大なインパクトを与え、80年代の教育学を象徴する出来事の一つであることが確認できた。しかし、実践面ではドイツ統一という社会状況の急変を経て、近年は80年代半ば頃までのような影響力はないようであり、その実態についてはなお不明な点が多く残った。近日中に直接ミュンスターの本部を訪問してさらに調査を重ねる予定である。2)については、多くの知見を得ることができた。まず、社会システム理論が提起する自己準拠という概念は、運動体の発展過程を理論を含めて解明する上で有効な概念であることが確認できた。さらに、社会システム理論を基盤とする新しい教育理論が80年代半ば以降教育学の理論的な組み替えを進めていることがわかった。社会システム理論は反教育運動と共に80年代に教育学に対し理論的再検討の契機を与え、ドイツ統一後の今日も影響力を増しているようである。今後さらに80年代のドイツ教育学について研究を重ね、近代教育学の理論的総点検に着手したいと考えている。なお、本課題の成果としては、現在複数の論文を投稿準備中である。
教員勤務実態調査手法を応用したコミュニティ・スクール制度導入の阻害要因の析出

(1)教職員の労働時間に関する既存データ分析から、日本の教員労働の特徴を明らかにした。デスクワークは国際的にも歴史的にも長時間であるが、指導業務も長時間行われていることがわかった。(2)公立小中学校に勤務する教職員の労働時間の測定方法を開発した。3年間にわたって、複数の調査を実施した結果、教員については土日を含む連続する7日間の調査が妥当であること、事務職員については土日を除く連続する7日間の調査が妥当であることが明らかとなった。【内容】日本国内の地方公共団体の調査を行った。具体的には学校運営協議会を設置する学校4校(2つの地方公共団体について、各2校)および学校運営協議会を設置していないが、平成26年度設置予定の学校1校を対象とした調査である。学校運営協議会を設置する学校のうち2校については、学校運営協議会を開催する週および開催しない週それぞれを調査した。調査は教員勤務実態調査の手法を適用したものであり、原則として各校1週間連続した業務記録を教職員全員につけていただいた。学校運営協議会に関する業務を別個に調査できるように調査票を再設計したほか、学校事務職員も本格的に調査対象とした。【意義・重要性】本研究は当該分野で初めて学校運営協議会設置に焦点を当てた教員勤務実態調査を行ったことである。学校運営協議会を設置するに当たっての議論では、当該学校の、特に担当教職員の業務が増大することが危惧される。本調査はこの論点について実証的な根拠を与えることが可能となる。より具体的には、学校運営協議会に関する業務を他の業務と区別して調査できるように調査票を再設計したことで、両者を区分してデータを集めることができた。さらに、従来調査対象とされてこなかった学校事務職員を調査対象とした。特筆すべき点としては、学校運営協議会を設置する前の学校のデータを収集することができた点である。次年度同時期に当該学校を調査することで、設置前後の状況を比較することが可能となる。これは希有な研究上の情報となりうることが期待されるものである。【内容】平成26年度は以下のような5つの研究課題に取り組んだ。1.平成26年度に学校運営協議会を開始させた学校(平成25年度時点のデータも調査済み)を対象として、教員勤務実態調査を実施した。2.学校事務職員の勤務実態調査(平成25年度に調査実施)の分析を行った。3.OECD国際教員指導環境調査(TALIS)の公開データの分析を行った。4.学校運営協議会を設置するとともに、小中一貫教育を行う学校についての情報収集を行った。5.平成18年度文部科学省委託調査「教員勤務実態調査」に関する再分析を行った。【意義】研究内容に対応する意義は以下の通りである。1.学校運営協議会設置前後の教員勤務実態の比較分析を可能とする調査が行えた。2.学校事務職員の勤務実態調査のノウハウを蓄積した。3.教員勤務実態の国際比較に関する知見を得た。4.最終年度(平成27年度)における調査対象校の選定の基盤情報を得た。5.時間の社会科学への発展を見据えた学術的知見を得た。(1)学校運営協議会を全域で導入している自治体を対象とした教員勤務実態調査を行った。全小中学校に対する悉皆調査を行い、各校7名程度の学校管理職、教員から回答を得た。学校運営協議会に関する業務を他の業務と峻別する調査方法を開発したことで、特定業務の負荷を詳細に分析できるような調査が実現した。(2)学校事務の共同実施を全県的に導入している2県を対象とした学校事務職員勤務実態調査を行った。一つの県は悉皆調査を行い、もう一つの県は抽出調査を行った。前年度に行った学校事務職員調査の分析をふまえた本格的な調査を行うことができた。特に、共同実施組織を分析の単位とする集計・分析を可能とする調査設計を開発することで、(3)(2)の調査結果については、その速報版を作成し、2016年2月に東京都内で学術セミナーを開催した。このアウトリーチ活動の対象は、研究者、学校事務職員、マスコミ、関係団体、教育行政職員である。本セミナーは国内で初めて当該テーマに関する実証的調査研究の成果を報告するものであり、今後の当該テーマの発展に向けた関係者の理解を深めることができた。・研究計画に沿って調査を実施することがおおむねできた。ただし、調査対象校の全ての教員の回答を得ることができなかった。年度末に調査を行ったため、昨年度との比較分析を次年度に行うこととした。・学校事務職員を対象とした勤務実態調査の分析を行いノウハウを蓄積することができた。・当初の予測以上に当該テーマの重要性が高まり、国際調査のデータ分析も新たに行うこととした。・小中一貫教育を制度化した義務教育学校の閣議決定を見据えつつ、小中一貫教育実施校における学校運営協議会の設置状況を新たに分析する必要が生じ、その対応策を講じた。

・平成18年度調査の再分析手法の開発に難航したが、学術的に妥当性のある手法を開発できた。教育行政学・平成2526年度に回収した調査データを集計・分析する。・教員勤務実態調査の手法を改善するとともに学校事務職員の調査方法の改善とデータ分析手法の開発を行う。・時点間比較の分析方法を開発する。・調査候補となる地方公共団体および学校とのネットワークづくりを継続する。・アウトリーチ活動を行う。・調査を実施することができた。・調査対象として想定した地域や種別についておおむね調査を実施することができた。・調査対象となった学校の一部で教職員全員の回答を得ることができなかった。・当初の予測と異なり、年度末に調査を行うことを希望する学校が多かったため、調査データの収集に多くの労力を割くことになった。・当初の予測以上に調査対象となりうる地方公共団体および学校とのネットワークを構築することができた。・質問紙調査を依頼した学校数が当初の予定よりも少なかった。・質問紙調査実施に協力いただいた学校の回答数が当初の予定(悉皆)よりも少なかった。・平成25年度に回収した調査データを集計・分析する。・学校事務職員の調査データの分析方法を開発する。・平成25年度の調査をふまえて、調査票の改訂を行う。・質問紙調査の対象となる学校数・教職員数の確保に努めるとともに、分析方法の開発とそれに必要な情報収集を行う。・アウトリーチ活動をさらに積極的に行う。・平成27年度請求額とあわせ、以上の研究計画を遂行するための経費に充てる。調査対象として想定した学校のうち一部の学校が調査対象とならなかった。調査対象となった学校のうち一部の学校について、調査回数や調査対象となる教職員の範囲が当初の想定よりも少なくなったり、狭まったりした。今年度構築した地方公共団体や学校とのネットワークを活用し、調査対象校の確保に努める。調査票の改訂を行い、調査対象者の負担を軽減し、調査に協力いただけるよう一層の努力を行う。次年度使用額は、平成26年度請求額とあわせ、平成26年度の研究遂行に使用する予定である。
2型糖尿病治療を目的としたDPP-IV阻害作用剤の分子設計と合成

本課題では、新型の2型糖尿病治療薬として有効な新規DPP-IV阻害作用剤の分子設計、合成を行うことを第一の目的とした研究を図った。また、高い不斉制御を示す反応を体系的に確立することも視野に入れ、化学反応メソドロジーを展開した。特に、インジウム試薬を用いた汎用性のある新規反応の構築を行った。Dipeptidyl peptidase IV(DPP-IV, CD26,EC3.4,14.5)は、糖尿病治療の有効なmolecular targetとして近年注目されている。DPP-IV阻害作用剤は血中グルコース依存的にインスリンを間接制御するため、インスリン治療にみられるような低血糖症の誘発の危険性はきわめて低い。インスリン分泌機構、それぞれの分子基盤のさらなる解明に基づいた2型糖尿病の早期治療の実現が望まれる。そこで、新型の2型糖尿病治療薬として有効な新規DPP-IV阻害作用剤の分子設計、合成を行うことを第一の目的とし、本課題に着手した。P_1部位におけるプロリン由来の複素5員環について、thiazolidine>pyrrolidine>oxazolidineの順に活性が高いとの知見を受け、第一段階としてP_1部位にthiazolidineを採択し、リンカー部位にカルボニル基を持つものと持たないものを分子設計し合成を遂行した。この時、保護基を適切に利用した。研究代表者はindiumを利用したマイルドな脱保護反応を複数開発し報告しているが(Tetrahedron Lett.,2002,43,7975-7978;Synlett,2002,883-886;Tetrahedron Lett.,2001,42,7153-7154)、今回新たに、indium(III) chlorideを利用したマイルドなメチルエステル化反応の開発に成功した(Chem.Pharm.Bull.,2006,54,918-919)。また、P_1部位にthiazolidineを持たないものも分子設計し、現状では収率50%であるものの、合成に成功した。これらと、building blockとして各種別に準備した親油性の体積のある置換基とを、アミド結合もしくはスルホンアミド結合にてライブラリー様手法で高効率に完成させ、阻害作用の評価を図る。Dipeptidyl peptidase IV(DPP-IV,CD26,EC3.4.14.5)は、糖尿病治療の有効なmolecular targetとして近年注目されている。本課題の継続は、有効な新規DPP-IV阻害作用剤候補として設計した分子構造に基づき、主に合成ルートの確立と有効な化学反応メソドロジーの開発に主眼を置いて行った。エチレンジアミンまたはピペラジンをリンカーとし、thiazolidine部位と種々のカルボン酸との縮合を試みた。研究代表者が既に報告しているマイルドな脱保護反応やメチルエステル化反応(Tetrahedron Lett.,2002,43,7975-7978;Synlett,2002,883-886;Tetrahedron Lett.,2001,42,7153-7154;Chem.Pharm.Bull.,2006,54,918-919)に加え、今回新たに、indiumを利用したカルボン酸の脱保護反応(Tetrahedron Lett.,2002,48,5027-5030)を開発し、発表した。リンカーであるエチレンジアミンやピペラジンのアミノ基と、building blockとして準備した親油性で体積のあるカルボン酸とを、ライブラリー様手法で高効率に縮合し、得られた化合物の生物活性の評価を図る。Dipeptidyl peptidase IV(DPP-IV,CD26,EC3414.5)は、糖尿病治療の有効なmolecular targetとして近年注目されている。DPP-IV阻害作用剤は、β細胞の病態生理や知見に基づいた新型の2型糖尿病治療薬として期待されており、DPP-IV酵素活性のメカニズム、機能の解明が進行するにつれて、DPP-IV阻害作用を基盤とした2型糖尿病克服のための研究が勢力的に展開されている。新規リード化合物の同定、またその最適化を容易にするためにも、合成プロトコールの確立は必須である。加えて、一般的に経口投与は投与法の中ではより優れているとされているため、各化合物の電子的特性や脂溶性と併せて、溶解度を考慮に入れなければならない。

化学的官能基や結合様式、また大きさ、形、鎖状部の形態なども決定的な因子である。本課題は、親型の2型糖尿病治療薬として有効な新規DPP-IV阻害作用剤の分子設計、合成を行うことを第一の日的とした研究を図った。また、高い不斉制御を示す反応を体系的に確立することも視野に入れ、化学反応メソドロジーを展開した。特に、インジウム試薬を用いた汎用性のある新規反応の構築を行った。
アイナメ科魚類にみる交雑の生態学

アイナメ科魚類には、寒帯性種(スジアイナメ)と温帯性種(アイナメ、クジメ)が主に生息し、3種が同所分布する海域では雑種が知られている。本研究では、交雑が起こる生態的要因と交雑の組み合わせ、頻度を明らかにし、沿岸環境保全、水産資源管理などの方策の提案を最終目的として実施している。3種で産卵基質の違いは明瞭であったが、消波ブロックのような人工物が急峻な斜面を形成する場所では、各種が選好する産卵基質を近づけ異種との遭遇確率を上昇させ、交雑を起こしやすい要因を創出していることが分かった。mtDNAでの母種判定方法を確立し、交雑頻度および方向性を野外に設定した調査地間で比較した。その結果、アイナメのなわばりでは40%(67/155)を超える高頻度でスジアイナメ雌による産卵が見られた。一方スジアイナメのなわばりでは、わずか4例(1.9%)のみクジメによる産卵が見られたが、残る98.1%は同種のスジアイナメによる産卵であった。クジメやスジアイナメのなわばり内では、アイナメによる産卵は全ての調査区で一例も観察されなかった。このように交雑には明瞭な方向性が認められ、スジアイナメmtDNAの他の2種への浸透が進行していた。AFLP法での種特異バンドの検出結果から、雑種個体の親種の判別とバッククロス個体の検出が可能になり、mtDNAによる母種判別マーカーと合わせて、アイナメ属魚類の遺伝マーカーを整備できた。これらをもとに雑種の組み合わせ間の出現頻度と地域間での遺伝子浸透の比較解析を現在進めている。これまで80個体あまりの雑種個体を調査海域で採集したが、全て雌個体であった。この原因を明らかにするため、FISH法での雌性発生の可能性、人工授精で各種の組み合わせで交配させた卵のふ化実験を行った。その結果、有性生殖で両親からのゲノムを1組づつもち、受精率とふ化率から雑種でもふ化段階では雄もいる可能性が示唆された。アイナメ科魚類には、寒帯性種(スジアイナメなど)と温帯性種(アイナメ、クジメ)がいる。これらが同所的に分布する北海道など温寒帯域では、上記の3種の組み合わせで交雑が起こることが知られている。本研究では、この交雑が起こる生態的要因と交雑の組み合わせとその頻度を遺伝マーカーで明らかにし、沿岸環境保全、水産資源管理などの方策を提案することを最終目的として行った。初年度は、南北海道臼尻沿岸を調査地に、繁殖期、繁殖場所の分布、基質選択性など3種の生態比較を中心に調査した。その結果、以下のことが明らかになった。産卵基質には種間で違いが見られ、クジメはマクサなどの小型紅藻類、スジアイナメはスガモ、アイナメはアミコケムシの仲間のほか、堤防根固め用の裂石を入れた網袋など人工物を主として利用していた。小型紅藻類やスガモは浅場の岩礁域に、アミコケムシ類は深場の魚礁帯などに分布しており、そのためクジメやスジアイナメとアイナメのなわばりの分布は重複しなかった。

しかし、漁港外縁にある消波ブロック帯では、テトラポット上部には藻類が繁茂し、下部には裂石の網袋が敷設されており、クジメやスジアイナメが選好する基質とアイナメの選好する基質が混在する環境となっていた。これらの結果から、3種で産卵基質の違いは明瞭であるが、消波ブロックのような人工物が急峻な斜面を形成する場所では、各種が選好する産卵基質を近づけ異種との遭遇確率を上昇させ、交雑を起こしやすい要因を創出していると推察された。アイナメ科魚類には、寒帯性種(スジアイナメ)と温帯性種(アイナメ、クジメ)がいる。これらが同所的に分布する温寒帯域では、交雑が起こることが知られている。本研究では、交雑が起こる生態的要因と交雑の組み合わせ、頻度を遺伝マーカーで明らかにし、沿岸環境保全、水産資源管理などの方策を提案することを最終目的として行う。2年目にあたる本年度は、mtDNAでの母種判定方法の確立と、交雑頻度および方向性を野外に設定した調査地間で比較した。その結果、以下のことが明らかになった。mtDNA2遺伝子座の塩基配列は、明瞭な3つのクラスターを形成し、クラスターの構成はアイナメ1個体を除きほぼ外部形態の種判別結果と一致した。またRFLP法は種内変異の影響を受け、塩基配列による種判別結果との整合性が低かったが、APLP法では100%の確率で塩基配列による種判別結果を反映することが明らかになった。mtDNAによる母種判別の結果、アイナメのなわばりでは40%(67/155)を超える高頻度でスジアイナメ雌による産卵が見られた。また、天然岩礁域と波消ブロック帯のクジメのなわばりでも、高い割合(約20%)でスジアイナメによる産卵が見られた。一方スジアイナメのなわばりでは、わずか4例(1.9%)のみクジメによる産卵が見られたが、残る98.1%は同種のスジアイナメによる産卵であった。クジメやスジアイナメのなわばり内では、アイナメによる産卵は全ての調査区で一例も観察されなかった。このように本調査海域における交雑は明瞭な方向性が認められ、スジアイナメmtDNAの他の2種への浸透が進行することが示唆された。3種が近接してなわばりを形成する消波ブロック帯では、スジアイナメの雌は高頻度で交雑し、この種の雌の同種雄の認知が不完全であることが示された。このことは、3種の雄が選好する環境を作り出している人工構造物によって、スジアイナメの配偶者選択を介して、アイナメ属3種の隔離機構が撹乱されることを示唆する。最終年にあたる本年度は、これまでのmtDNAでの母種判定方法の確立に加えてAFLP法でのバッククロスの検出、また雑種胚の温度耐性実験、さらに雑種が全て雌個体である要因について発生生物学的に調べた。AFLP法での種特異バンドの検出結果から、雑種個体の親種の判別とバッククロス個体の検出が可能になり、前年度までのmtDNAによる母種判別マーカーと合わせて、アイナメ属魚類の遺伝マーカーを整備できた。これらをもとに雑種の組み合わせ間の出現頻度と地域間での遺伝子浸透の比較解析を現在進めている。寒帯性種と温帯性種で胚の低温耐性が異なり、また寒帯性種のスジアイナメを母種とする雑種胚は、寒帯性種の温度耐性であることが分かった。この実験結果を2007年3月に愛媛県で開催された日本生態学会で「交雑は分布の拡大に一役買っている!?アイナメ属3種とその雑種の卵発生における水温耐性の比較」と題してポスター発表したところ、最優秀ポスター賞を受賞した。
信号の周期性を用いたブラインド等化に関する研究

本年度は,信号の周期性を用いた多入力多出力(ダイナミック)システムのブラインド等化法についての基礎的研究およびアルゴリズムの開発を行った.研究成果を以下にまとめる。・1入力多出力システムのブラインド等化のための,巡回格子アルゴリズムを用いた逐次アルゴリズムを開発した。このアルゴリズムは,従来法より計算量が少なく,ハードウェアへの実装が容易である。また,コンピュータシミュレーションによりアルゴリズムの性能を評価し,従来法とほぼ同じ性能を持つことを確認した。現在,開発した手法を,多入力多出力システムのブラインド等化へ拡張中である。・あるクラスの多入力多出力システムに対し,信号の周期性を用いた二次統計量によるブラインド等化を適用すると,入力信号にユニタリ行列をかけたものが出力される。このユニタリ行列(多入力多出力スカラーシステム)に対する等化を行うため,遺伝アルゴリズムを用いた等化法を開発した。コンピュータシミュレーションにより,提案アルゴリズムは,従来の勾配法を用いた手法より,誤差が少なくかつ高速に収束することを確かめた。遺伝アルゴリズムは,大域探索に優れているが,局所探索には必ずしも適していない。そこで,遺伝アルゴリズムと局所探索に優れた勾配法を併用したアルゴリズムの開発を行っている。
熱帯熱マラリア原虫の抗原遺伝子多型解析と培養系における適応制御因子に関する研究

(1)SERA抗原遺伝子多型と地理的分布インドネシア(35株)とミャンマー(12株)から得られた47野生分離株についてSERA抗原遺伝子の多型解析を行い、この内インドネシアの20株は全てFCR-3型、ミャンマーの9株も全てK-1型と判り、従来の地理的分布結果と一致していた。また、18アレルに分類されていた前半部オクタマーリピート(OR)部位は、47株の内43株はI-V型で占められていたが、両国から各々2つの新しいアレルが見いだされ、OR部位は合計22型に分類された。(2)CS抗原遺伝子のC末端非反復配列領域の変異ミャンマーから得られた21株を用いて、CS抗原遺伝子のTh2RとTh3Rの2つのT cellエピトープを含むC末端非反復配列領域の多型解析を行った結果、2株から新型のアレル2型が見いだされた。また、1株はベトナムから見いだされた新型アレルと同じであったが、残りはすべて既存型(I型、III型、V型)と判明し、ベトナム分離株における多型性がクローズアップされた。(3)熱帯熱マラリア原虫の野生分離株の人工培養への適応と生殖母体形成ミャンマーから分離した野生分離株の人工培養適応株を用いて検討した結果、寄生率が5%を越えた時に、ヘマトクリット値を高めて培養することで生殖母体の形成誘導に成功した。野生分離株により生殖母体転換率に差が認められたが、M-228株は多数の生殖母体(stageIV-V)を形成することが判明した。寄生率は10%程度を維持しながら生殖母体は約70-90%に達し、大半の原虫が培養中に有性世代に転換したことを示す。また、別の株(A-2)では長期間に渡り培養した結果、生殖母体形成能が消失する現象も確認された。
後鰓類の多様性研究:餌の特殊化と種分化

本研究で大きな成果を挙げることができた後鰓類は、海藻を食べることに特化した嚢舌目に関するものであった。調査は、沖縄と相模湾を中心に行った。ともに嚢舌類の多様性の高い海域であり、とくに、この類の主たる餌である緑藻の多様性の高い沖縄では、嚢舌類の多様性も餌利用の多様性も極めて高いことがわかった。本研究の成果の主要なものは、1)約20種の日本未記録の嚢舌類を発見した。この中には未記載種が少なからず含まれており、現在、記載作業を進めている。2)普通種については餌海藻の詳細な調査を行うことができた。その結果、ハネモ、ミル類を食べる「ミドリアマモウミウシ」の隠蔽種2種を発見した。2種はそれぞれ、ハネモ、ミルのいずれかに餌が特化していることもわかった。3)この他にも、アリモウミウシ属に隠蔽種群と思われるものが見つかり、現在、それらについて種の検討を行っている。4)一方、これまで歯舌形態の差異に基づいて別種と考えられていた2種が同種である可能性が高いことをつきとめ、歯舌形態が餌などによって変異する場合があることを示した。5)これまで餌海藻が不明であった嚢舌類のいくつかについて餌を明らかにできた。6)また、多数個体を採集できた種については、野外での海藻利用状況を調査するとともに餌海藻選択実験等を行って、餌利用の詳細を明らかにすることができた。その結果、これまで考えられていたよりも幅広い分類群の海藻を食べるものがいる一方で、一部の分類群には特殊化がより進んでいると思われる例が見出された。7)さらに、これまでの日本産嚢舌類に関する研究論文を通覧することによって、嚢舌類の多様性研究の問題点を整理することもできた。このように、本研究によって得られた成果は多岐に渡り、嚢舌類のみならず、後鯉類全体の多様性研究にいくつかの新しい方向を示すことができた。今年度は本研究課題の初年度であったが、企画した野外調査のすべてについて、一定以上の成果を挙げて無事に終了することができた。沖縄本島において実施した嚢舌類を中心に行った調査では、とくに大きな進展があった。沖縄では環境条件の異なる4ケ所の海岸を選定し、餌対象として可能性のある海藻類をできる限り種レベルまで正確に同定し、嚢舌類の食生態を詳細に調べた。(1)ハンドソーティングによって嚢舌類を採集し、ついていた海藻の特定を行い、(2)実体顕微鏡下で、それらの海藻を実際に食べるか否かを判定し、さらに(3)多数個体が得られた種については、異なる海藻種を用いた選択実験によって餌選好性を調べることを基本計画とし、秋と初春の2回、調査を行った。2回の調査結果を比較すると、嚢舌類の種組成には明瞭な時空間的違いがあることがわかった。たとえば、有殻嚢舌類の多様性とそれぞれの種の個体群サイズには空間的な違いよりもむしろ季節的な変動が大きいことが明らかになった。この現象の主たる原因となっているのは、イワヅタ類の増減と化学成分の時間的変化などであると考えられる。同様の傾向は他の緑藻グループを利用する嚢舌類でも観察され、全体として非常に高い多様性が生み出されていることがわかった。また、上記のような研究過程で、本邦初の新記録種が数種発見された。

このほかに、三浦半島西岸を中心とした相模湾に於ける調査では、彼の地における極めて高い生物多様性の実態を明らかにすることに加え、嚢舌類については、とくにミル類を食べる種群において食生態の詳細を調査することができた。また、ミノウミウシ類において、いくつかの隠蔽種群の可能性のあるものが見い出された。後鰓類の多様性を創出し維持する機構として、餌の特殊化が種分化に果たす役割を解明する目的で本研究をおこなっているが、本年度の研究計画のうち、悪天候、自然災害等が重なり、予定していた調査地の一部について計画を実施することができなかった。しかし、瀬戸内海や沖縄に関しては予定どおり行うことができた。とくに今年度は、沖縄の嚢舌類を中心に、餌海藻との関連についていくつかを明らかにすることができた。なかでも注目されるのは、今まで何を食べるかわかっていなかったPlakobranchus ocellatus, Elysia yaeyamanaなどの餌海藻を明らかにできたことである。また、ミル類、ハネモ類などの上にしばしば大量に出現するPlacida sp.(sensu Baba, 1986)に非常によく似た種が、ハネモ類上でPlacida sp.(sensu Baba, 1986)と同所的に出現することを発見した。本邦各地からハネモ類を採集し調べたところ、この種は、沖縄、瀬戸内海、相模湾、北海道南部と、本邦各地に分布することもわかった。現在、この種について記載作業を進めているが、歯舌を含む形態の詳細な観察から、1993年ホンコンから記載されたPlacida daguilarensisの可能性が高いと思われる。そうなると、本発見はこの種の原記載後初めての発見となる。さらに、バロニアやマガタマモなどの海藻の細胞内に入り込んで摂餌を行うErcolaniaの2種を発見した。このような摂餌を行う種として知られているのは、Ercolania endophytophagaのみであるが、本研究で得られた2種は歯舌の形態などがその種とは明瞭に異なり、未記載種であると思われる。この種についても記載作業を進めている。また、これら2種間には食性に差異が見られ、この点についても今後、さらに詳細な野外調査、実験を行っていく予定である。後鰓類の多様性を創出し維持する機構として、餌の特殊化が種分化に果たす役割を解明する目的で本研究をおこなっている。本年度、著しく研究を進捗させることができたのは、メソハービボアの代表とも言える嚢舌目の一群においてである。詳細な野外調査と標本観察をさらに継続した結果、(1)Elysia属の近縁な2独立種と考えられていたものにおいて、その弁別形質として有効であると考えられていた歯舌の形態が、実は食べる餌海藻や体サイズなどに関係して変化し、同一個体の歯舌の中に個体発生の過程で一方のタイプから他方のタイプに変化する例があることを明瞭に示すことができた。(2)和名、ミドリアマモウミウシPlacida sp.(sensu Baba,1986)(ハネモ類とミル類の両方を食べることができる)について詳細な比較解剖学的研究を行った結果、ハネモ類海藻だけを利用するP.daguilarensis Jensen,1990(基準産地、ホンコン)が隠蔽種として存在していることが判明したので、本邦初記録種として再記載を行った。さらに、これら2種のどちらとも異なる、もう1種、ミル類だけを食べる第3の隠蔽種を発見することができたので、この記載を開始した。さらに、ミル類の一部の種を利用するものには歯舌の形態が異なるものが見られ、Placida species complexはさらに複雑なものである可能性が示された。
繁殖様式の違いが遺伝構造に与える影響を分子植物地理学的に解明する

繁殖様式の異なる複数の植物近縁種間の遺伝構造を明らかにするために,ウワバミソウ(雌雄異株)およびヤマトキホコリ(雌雄同株)の葉緑体DNAハプロタイプ多型解析,ベニシダ類(有性生殖型および無配生殖型)のアロザイム多型解析を行った。その結果,雌雄異株・有性生殖型が雌雄同株・無配生殖型に比べて集団間の遺伝的分化が大きいということはなかった。これらの結果は,異なる繁殖様式間で分散効率が異なるわけではないことを示唆した。今年度は,瀬尾明弘による野外調査を行った。1回目は6月1日から4日にかけて岡山県真庭市・新見市,広島県庄原市・神石高原町に調査に行き,対象とする複数の植物種の材料採集を行った。2回目は7月6日から9日にかけて石川県加賀市,羽咋郡志賀町,富山県氷見市,富山市において,対象とする複数の植物種の試料収集を行った。3回目は8月3日から7日にかけて京都府福知山市・美山町・舞鶴市,滋賀県伊香郡木之本町・余呉町において複数の植物種の試料収集を行った。今回,収集できた試料は現地においてシリカルをいてさせて,京都市にある総合地球環境額研究の実験室に持ち帰った。また,DNA抽出に用いる部分以外の植物体は雌雄性の確認のために証拠標本を作成した。持ち帰った試料はCTAB法を用いて全DNAを抽出した。その後,サーマルサイクラーを用いて葉緑体DNAの1領域(予備解析で多型があることが分かっている領域)をPCR増幅した。増幅を行った領域の塩基配列を決定し,比較を行った。解析を行ったデータは地理情報システムで解析を行うために,データベースを構築した。その結果,植物種の中には明瞭な地理的な遺伝構造を示さなかったものもあった。予備的解析で多型のあることが分かっていた1領域をそれぞれの植物種で解析をしたので,分子情報量が十分でなかった可能性が高い。さらに,解析の可能な情報量を増やすために,予備解析で用いた領域以外にも増幅させ,塩基配列を決定し比較をしているところである。平成22年度は,ウワバミソウならびにヤマトキホコリの葉緑体DNA塩基配列多型解析を行った。本州の青森県から広島県にかけた地域において収集した9カ所のサンプルを使用した。予備的解析で多型があることがわかっている葉緑体DNAの領域を用いて解析を行った。ウワバミソウについてはpsbC-trnS(UGA)遺伝子間領域を,ヤマトキホコリについてはrp116遺伝子間領域をユニバーサルプライマーを用いてPCRで増幅し,3100ジェネテックアナライザーで,それぞれの葉緑体DNA塩基配列を決定した。その後,Phred/Phrap/Consedならびにseaview4を用いて決定した塩基配列を比較して,塩基配列の多型を検出した。その結果,ウワバミソウにおいては8タイプの葉緑体DNA塩基配列多型を検出した。塩基配列を決定できた279塩基対のうち,5箇所の塩基置換ならびに2カ所の長さ違いによる多型である。検出された葉緑体DNAハプロタイプのうち一つは広く本州に分布していた。その他は青森県,石川県および兵庫県のサンプルにはそれぞれの地点でユニークなハプロタイプが検出できた。また,近畿地方の地点からのみ検出された葉緑体DNAハプロタイプがあった。一方,ヤマトキホコリはサンプルが少なく京都府産のサンプルを解析することしかできなかった。さらに,今回解析を行ったヤマトキホコリについては葉緑体DNA塩基配列多型を検出することができなかった。ヤマトキホコリを採集した地点のウワバミソウでは葉緑体DNAハプロタイプの多型があった。
岩盤の幾何構造のモデル化と力学的長期挙動に関する研究

本研究は一般に健全と見なされる岩盤の長期的挙動の安全性を巨視的、微視的両方の立場から明らかにする研究の足がかりとして、岩盤の代表要素を抽出する手法を提案することを目的とした。実際の岩盤から表面および内部の幾何構造を読み出すためのデータを収集し、その内部状態を推定することを試みた。平成10年度の実績矩形岩塊(稲田花崗岩)表面の写真をもとにして画像データを作成し、対象岩盤の2次元的な代表要素(REV:Representative Elementary Volume)を抜き出した。はじめに、全体表面の画像データから切り抜く枠(供試体の断面)の大きさを様々に変えて、各鉱物(石英、長石、黒雲母)の体積含有率を計算し、統計的にREVの大きさを求めた。つづいて、同様の手順のもとに、弾性係数を計算し、寸法効果の影響がなくなる要素の大きさをREVとして算出した。さらに、均質化法を適用して全体構造の弾性係数を推定し、どの程度の要素を岩塊から切り出したらREVとして適当であるかを考察した。平成11年度の実績矩形岩盤の一つの面を対象に2次元的な代表要素を決める手法を3次元に拡張した。対象とする矩形岩塊において互いに直交しそうな3平面について画像データを作成した。このデータを用いて画像処理ソフトを通して各鉱物の含有率(占有面積)および楕円に近似した代表形状を計算し、3次元的な代表要素を適度なブロックの大きさから決定することを試みた。岩盤の長期力学挙動と岩盤内部の幾何構造の関連性については、今回の研究範疇では明らかにすることはできなかった。これは硬岩である花崗岩は構成鉱物そのものが堅固であり、粒界を除き力学特性の時間依存性が顕著でないためである。そこで構成鉱物に時間依存性の見られる岩石に対する検討が必要である。本研究は一般に健全と見なされる岩盤の長期的挙動の安全性を巨視的、微視的両方の立場から明らかする。そこで均質化法を用いて、実験でカバーできない微視的領域(鉱物粒子レベル)の安全性を数値解析的に推測する。この手法は、巨視的構造(岩盤)が微視的周期構造を持つと仮定できると、その微視的構造の構造特性を反映した巨視的材料定数を与えると供に、微視的構造中の応力・浸透圧流等を把握が可能とする。現地盤に均質化法などの平均化手法を応用するには、微視的構造単位の決定が必要不可欠である。その必要性から、代表的な微視的構造およびその大きさを決定するプロセスを確立する。実際に岩盤から表面および内部の幾何構造を読み出すためのデータを収集し、その内部状態を把握する。平成10年度の実績岩塊(稲田花崗岩)表面の写真をもとに代表要素(REV)を抜き出すことを試みた。花崗岩は、一般的に石英、長石、黒雲母を造岩鉱物とするが、はじめに切り抜く枠(供試体)の大きさを変化させて、各鉱物の体積含有率を計算し、統計的にREVの大きさを求めた。つづいて、同様の手順のもとに、弾性係数を計算し、寸法効果の影響がなくなる要素の大きさをREVとして算出して考察した。さらに、均質化法を適用して全体構造の弾性係数を推定し、どの程度の要素を岩塊から切り出したら適当であるかを推定した。また、自動的にこの一連の作業を行うユーティリティの作成を行っている。