hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
環境ストレスに対するSUMO-1特異的プロテアーゼの機能解析

SUMO特異的プロテアーゼSMT3IP1の細胞内機能を解析する目的で、これと相互作用するタンパク質としてB23を同定した。SMT3IP1のB23との結合に必須な領域を同定したところ細胞内でSMT3IP1の核小体への局在に必須な領域とほぼ一致した。またこの領域内にはCdc2/サイクリンBによってリン酸化を受けると推定されるセリン/スレオニン残基が数カ所存在し、実際にSMT3IP1はin vitroでリン酸化され、B23との結合は両者ともにCdc2/サイクリンBによってリン酸化を受けると解離した。この結果からSMT3IP1はM期においてB23より解離しているものと考えられた。さらにSMT3IP1と相互作用するタンパク質としてMdm2を同定した。Mdm2はSUMO化され、PIASタンパク質がSUMO化を亢進することを明らかにした。またPIASはandrogen receptorのSUMO化も亢進することを明らかにした。DNAデータ解析により新規のSUMO特異的プロテアーゼSMT3IP3をクローニングした。組み換えタンパク質を作製し、性質を調べたところ、SUMO-2/3特異的なC-terminal hydrolase活性とisopeptidase活性を示し、SUMO-1には全く作用しなかった。またSMT3IP1もSUMO-2/3化タンパク質に作用しやすい性質を示した。さらにGFP-SMT3IP3融合タンパク質はSMT3IP1同様に核小体に局在を示した。タンパク質の構造に損傷を与えるストレス条件に細胞をさらすとSUMO-1ではなくSUMO-2/3の結合したタンパク質が蓄積する報告があることから、これらのストレスがSMT3IP1,SMT31P2与える影響を調べたところ局在は変化しなかった。現在、その他の影響について解析中である。哺乳類細胞における脱SUMO化酵素は細胞増殖に重要な機能を担っていることが考えられる。そこで脱SUMO化による細胞内機能調節機構を解析する手掛かりとして、新規SUMO-1特異的プロテアーゼのクローニングを目的とした。SUMO-1特異的プロテアーゼはそのC末端領域に存在する活性中心ドメインがお互いに相同性が高い。この保存された活性ドメインを使ったDNAデータベースサーチから、SUMO-1特異的プロテアーゼは哺乳類では既に報告のあるものも含めて少なくとも7種存在すると推定された。そこで保存された活性ドメインに対するdegenerate primerを用いたPCRとライブラリースクリーニングにより新規のSUMO-1/Smt3特異的プロテアーゼマウスSMT3IP2をクローニングし、その性質と細胞内機能について解析した。アミノ酸配列データからSMT3IP2はAxin結合タンパク質ラットAxamのマウスホモローグと考えられ、Axam同様、ヒト大腸癌細胞SW480における大量発現によりβ-カテニンの分解を促進した。この効果への酵素活性の必要性を検討するため、活性中心を構成するCysをAlaへ置換することにより活性を失った変異型(C500A)をSW480において大量発現させたところ、野生型同様にβ-カテニンの分解促進が認められた。以上の結果からSMT3IP2のβ-カテニン分解促進にはSUMO-1/Smt3特異的プロテアーゼ活性より、Axin結合活性が重要であることが示唆された。以上の結果はJ. Biol. Chem. 276:39060-39066.(2001)において発表した。
数学科における教員養成及び現職教員研修のための総合的カリキュラムの開発

1.これまでの実績のもと,今年度も8月に弘前市教育委員会共催の「現職教員を対象とした算数数学指導力養成・向上講座」を2日間にわたり開催をした。この講座は「数学的な考え方の育成を目指す授業作り」を目的に,第1日目は,算数数学の授業の構成の仕方及び数学の演習を行い,第2日目には弘前大学教育学部附属中学校及び小学校の協力を得て,指導案検討の後,実践授業を行った。今年度はさらに,研修会での協議会等の記録を分析しその成果と課題について考察を行った。その結果,児童生徒の反応を数学的な考え方という視点から評価する教師の姿が認められた反面,予想しなかった児童・生徒の反応や,正解に至らない反応について肯定的のとらえることができない教師の実態が明らかになった。このような成果と課題については,日本数学教育学会論文発表会等で発表をした。2.教員養成については,2年次の「数学科授業論」の授業を,3年次に,附属中学校で行われる恒常的実習(隔週火曜日の選択授業を実習の対象としている)に向けたものとして授業改善を行い,実際の実習との関連を考察した。改善のポイントを教材の数学的な理解,そこで生徒に学ばれる数学的な見方考え方の理解をはかるように,立体の模型作りを取り入れたことにある。その結果,授業での内容と,実際の実習との間が遊離し,授業内容を実習に生かすことが学生にとっては容易ではないという実態が明らかになった。また,数学科の学生に提示する教材として三角形の二等分線を考え,その数学的な背景について考察をして日本教材学会で発表をした。1.今年度は、現職教員研修プログラムの開発のための調査を行った。長野で行われた日本数学教育学会の研究大会、山梨で行われた日本数学教育学会論文発表会では主に現職の教員の研究発表を聴き、現職教員の研修ニーズを探った。また、東京都世田谷区の教育委員会と共催で算数についての現職教員研修を企画運営している東京学芸大学附属世田谷小学校への視察も行い研修会のあり方について調査を行った。その結果、児童生徒の知識や技能面の向上を目指すこととはもちろんのこと、数学的な考え方を育てる授業のあり方及び授業力の向上に現職教員のニーズが高いことがわかった。また、研修のスタイルも講義形式のものよりも、授業実践を実際に取り入れたものが求められていることがわかった。2.青森県教育委員会及び弘前市教育委員会とよりよい現職教員研修のあり方について何度か話し合い、11月には弘前市教育委員会共催の「現職教員を対象とした算数数学指導力養成・向上講座」を2日間にわたり開催をした。この講座は「数学的な考え方の育成を目指す授業作り」を目的に、第1日目は、算数数学の授業の構成の仕方及び数学の演習を行い、第2日目には弘前大学教育学部附属中学校及び小学校の協力を得て、指導案検討の後、模擬授業並びに実践授業を行うことを取り入れた。3.教員養成については、算数科の教師用指導書と高等学校の数学科教師用指導書を購入し、学生に育てるべき数学的な能力の調査を行うようにした。1.今年度も,昨年度に引き続き,現職教員研修プログラムの開発のための調査を行った。東京で行われた日本数学教育学会の研究大会,広島で行われた日本数学教育学会論文発表会では主に現職の教員の研究発表を聴き,現職教員の研修ニーズを探った。また,東京都世田谷区の教育委員会と共催で算数についての現職教員研修を企画運営している東京学芸大学附属世田谷小学校の研修会に助言者として関わりながら研修会のあり方について調査を行った。さらに,東京都教育委員会との連携を深めている東京学芸大学の教師とも話し合いを重ね,教師に求められる能力について意見交換を行った。その結果,数学的な考え方を育てる授業のあり方及び授業力の向上のためには教員自身が数学的な考え方を身をもって実体験していくことが何よりも大切であることがわかった。2.昨年度の実績のもと,今年度も8月に弘前市教育委員会共催の「現職教員を対象とした算数数学指導力養成・向上講座」を2日間にわたり開催をした。その結果,児童生徒の反応を数学的な考え方という視点から評価する教師の姿が認められた反面,参加した小学校教員より数学の演習が難しいという声も聞かれ,一層の改善が求められた。なお,昨年度の実績が認められ,今年度から青森県教委より,10年次研修の代替研修として認められた。3.教員養成については,2年次の「数学科授業論」の授業を,3年次に,附属中学校で行われる恒常的実習(隔週火曜日の選択授業を実習の対象としている)に向けたものとして授業改善を行い,実際の実習との関連を考察した。改善のポイントを教材の数学的な理解,そこで生徒に学ばれる数学的な見方考え方の理解をはかるように,立体の模型作りを取り人れたことにある。

この講座は「数学的な考え方の育成を目指す授業作り」を目的に,第1日目は,算数数学の授業の構成の仕方及び数学の演習を行い,第2日目には弘前大学教育学部附属中学校及び小学校の協力を得て,指導案検討の後,実践授業を行った。今年度はさらに,研修会での協議会等の記録を分析しその成果と課題について考察を行った。その結果,児童生徒の反応を数学的な考え方という視点から評価する教師の姿が認められた反面,予想しなかった児童・生徒の反応や,正解に至らない反応について肯定的のとらえることができない教師の実態が明らかになった。このような成果と課題については,日本数学教育学会論文発表会等で発表をした。2.教員養成については,2年次の「数学科授業論」の授業を,3年次に,附属中学校で行われる恒常的実習(隔週火曜日の選択授業を実習の対象としている)に向けたものとして授業改善を行い,実際の実習との関連を考察した。改善のポイントを教材の数学的な理解,そこで生徒に学ばれる数学的な見方考え方の理解をはかるように,立体の模型作りを取り入れたことにある。その結果,授業での内容と,実際の実習との間が遊離し,授業内容を実習に生かすことが学生にとっては容易ではないという実態が明らかになった。また,数学科の学生に提示する教材として三角形の二等分線を考え,その数学的な背景について考察をして日本教材学会で発表をした。
脳機能解明に向けたソングバードの分子遺伝学的技術の改良

ソングバードをはじめ鳥類は、脳の発達と機能を研究するための魅力的なモデルである。従来、鳥類での遺伝子導入法としては、電気穿孔法やレトロウイルス(レンチウイルスを含む)が広く使われてきた。しかしながら、鳥類では神経細胞へ効率よくかつ選択的に遺伝子を発現させることは、いまだ困難である。本研究では、ソングバード胚での遺伝子操作の改良、新規ウイルスベクターの開発を行った。ヒトの言語発達と良く似たプロセスにより音声コミュニケーションの能力を後天的に獲得する鳥類(songbird:鳴禽)は、脳研究の新たなモデル動物として注目されている。研究代表者は、songbirdの発生工学的手法の開発に独自に取り組み、トランスジェニック個体の作出・育成に成功した。しかしながら、遺伝子組換えsongbirdを神経科学領域の研究に適用するには、さらに技術的制約を克服する必要がある。脳は、極めて多様な神経細胞から構成され、生後の発達の過程でダイナミックに変化する。したがって、その機能を明らかにするためには、組換え遺伝子の発現制御を正確に行うことが重要である。本研究では、組換え遺伝子発現の時間的・空間的制御の精度を改善すべく、songbirdの遺伝子組換え技術にさらに改良を加えることを目的とする。本研究で発展させるsongbirdの遺伝子組換え技術により、コミュニケーションや社会性に関する発達障害の病態を分子から個体レベルで検証するための精度の高い実験モデルが構築できる。これらの疾患の治療・療育法の開発が効率よく推進可能となり、医学のみならず社会への多大な貢献が期待できる。本年度は、遺伝子導入効率の改善を目的として、受精卵へのベクター導入の条件検討を行った。その結果、7系統の異なるトランスジーンコンストラクトを導入したトランスジェニックラインを確立することができた。またsongbirdは、生後発達の過程で音声を獲得するため、生後の音声学習の解析法の検討を行った。脳は極めて多様な神経細胞から構成される。したがって、その機能を明らかにするためには、特定の神経回路選択的に遺伝子の発現制御を正確に行うことが重要である。本研究では、遺伝子発現の時間的・空間的制御の精度を改善すべく、songbirdの遺伝子導入技術にさらに改良を加えることを目的とする。本年度は、遺伝子導入効率の改善を目的として、新規アデノ随伴ウイルスベクターの効果を検討した。Rous sarcoma virus由来のユビキタスなプロモーター下にマーカー遺伝子を発現するコンストラクトを作成し、ソングバードの胚細胞への遺伝子導入およびニワトリおよびゼブラフィンチの中枢神経系培養細胞を使って、レンチウイルスとの遺伝子発現効率の比較を行った。その結果、ソングバードの胚細胞への明確な遺伝子導入効果は観察されなかったが、同じウイルス粒子数あたりの感染効率について、ニワトリおよびゼブラフィンチのいずれの細胞に対しても、新規アデノ随伴ウイルスベクターが高効率に感染することが明らかとなった。以上の結果は、新規アデノ随伴ウイルスベクターとトランスジェニック技術を組み合わせることで、ソングバードでの経路選択的な遺伝子操作が期待できる。
ＸＭＬによる初期刊本の本文記述の方法論の確立と印刷史研究への応用

初期刊本の画像データを用いた活字の識別の正確かつ効率的な手法を開発した。この手法により、一般のOCRソフトでは処理できない典型的な初期刊本についても、大規模なテキストデータ化が可能になると期待される。次に、西洋最初の印刷本であるグーテンベルク聖書の画像を対象に本活字識別手法を応用した。識別結果に基づき、活字を客観的な基準で分析するため、活字画像のクラスタリングを行い、活字の鋳造方法についての先行研究を検証した。また、識別結果に基づきトランスクリプションデータを作成し、XMLによる本文記述を行った。本研究の目的は、第一に、書誌学的な研究に有用であるようなXMLによる初期刊本の本文の記述(トランスクリプション)の方法論を確立することである。第二の目的は、その方法論に基づき、西洋最初の活版印刷本であるグーテンベルク聖書を対象としてXMLによるトランスクリプションを作成し、データベースの構築・公開を行い、それを用いてグーテンベルク聖書の印刷工程の解明に向けた研究を進めることである。本研究の第一の目的は、書誌学的な研究に有用であるようなXMLによる初期刊本の本文の記述(トランスクリプション)の方法論を確立することである。特定の作品の校訂版の作成ではなく、書物の印刷工程の解明に役立つような記述を行うための方法論を確立することを目指している。そのために(1)書誌学的な研究に有益な初期刊本のXMLによる本文記述の方法論の確立、(2)グーテンベルク聖書の本文記述、(3)その本文記述を用いたグーテンベルク聖書の印刷工程の解明に向けた研究、という三つの具体的な課題を設定した。初年度である本年度前半には、課題(1)に焦点を当てた調査を開始し、初期刊本を対象とした場合の記述に必要となるタグの整理と検討を二つの方向から行うこととした。一つは書誌学研究で着目されてきた項目をもとに必要なタグを整理するという方向であり、グーテンベルク聖書についての先行研究を調査し、異字体や様々な短縮語、印刷上の誤りや修正などによる現存諸本間の違いを効果的に記述するためのタグの整理検討を進めている。同時に、もう一つの方向としてXMLについてのTEI(Text Encoding Initiative)のガイドラインを基本的な枠組みとしたうえで、先行事例を参考に、どのようなタグをどのように付与すべきかについて具体的な検討を開始した。研究再開後には、タグの検討を進め、試験的にグーテンベルク聖書の部分的な本文記述にとりかかることができる見込みである。本研究の目的は、第一に、書誌学的な研究において有用なXMLによる初期刊本の本文の記述(トランスクリプション)の方法論を確立することである。次に、その方法論に基づき、西洋最初の活版印刷本であるグーテンベルク聖書を対象としてXMLによる本文の記述を作成し、それを用いてグーテンベルク聖書の印刷工程の解明に向けた研究を進めることである。本年度は、XMLによる初期刊本の記述の方法論および具体的な作業手順の確立に向けた研究を行った。初期刊本は、使われている書体の特徴から機械的な自動認識が難しく、また多数の異字体・短縮語・縮約語や、印刷中の修正作業による現存本間の異同が存在するため、単純なテキストデータでは印刷史研究にとって有用な研究材料とはならない。そこで、初期刊本の本文のトランスクリプションに必要とされるタグ付け方法を検討するために、文献調査により、従来の初期刊本研究において着目されてきた項日を整理した。補足として、グーテンベルク聖書の原資料調査を行い、特に考慮すべき項目を追加した。グーテンベルク聖書には、およそ300種類の活字が使われている。そこで、正確なデータ入力を可能にするために、練習用データを用いてトランスクリプション・データの入力者の訓練を行った。入力に際しては予め異字体等のリストを作成し、それぞれに入力規則を定めた。入力者からのフィードバックを受けてさらに詳細な入力規則を作成し、正確で効率的な入力ができるように工夫した。入力者の訓練後に、グーテンベルク聖書の一部のページを対象としてトランスクリプション・データを作成した。そのデータを基に、トランスクリプションにおいて表現すべき記述項目やその程度について、アメリカの先進的な初期刊本研究者との意見交換を行った。さらに、その結果に基づきデータ入力方法を改善し、次年度からの本格的なデータ入力の準備を整えた。本研究の目的は、第一に、書誌学的な研究に有用であるような、XMLによる初期刊本の本文の記述(トランスクリプション)の方法論を確立することである。そうすることにより、印刷史において重要である初期刊本の研究のさらなる進展が期待できる。第二には、西洋最初の活版印刷本であるグーテンベルク聖書のXMLによる本文の記述を作成し、それを用いてグーテンベルク聖書の印刷工程の解明に向けた研究を進めることである。

この目的を遂行するために、本研究では、1:書誌学的な研究に有益な初期刊本のXMLによる本文記述の方法論の確立、2:グーテンベルク聖書の本文記述、3:用いたグーテンベルク聖書の印刷工程の解明に向けた研究、という三つの具体的な課題を設定している。本年度は課題2に中心的に取り組み、グーテンベルク聖書の本文を機械可読型データに翻字するトランスクリプションの作業を進めた。グーテンベルク聖書の本文には15世紀のラテン語に特有の略字や記号が多く用いられ、使われている文字の種類は300近くあるため、異字体や短縮語の区別、印刷上の誤りや修正などの手がかりを効果的に記述するためには厳密な入力の規則が必要になる。そこで、詳細な入力の規則を作成し、アルバイトの入力補助者を訓練することによって、効率的に、かつ正確に、本文のトランスクリプションを作成できるような環壌を整えた。そのうえで、高解像度のデジタル画像を用いてトランスクリプションの作成を進めた。また、平行して課題1にも引き続き取り組んだ。初期刊本に関する書誌学上の研究成果や、15世紀に印刷された聖書の原資料の調査、さらに電子的な環境における編集のあり方についての議論を参考にしながら、トランスクリプション・データに付与すべきタグの検討・洗練を進めた。本研究の目的は、第一に、書誌学的な研究に有用であるようなXMLによる初期刊本の本文の記述(トランスクリプション)の方法論を確立することである。そうすることにより、印刷史において重要である初期刊本の研究のさらなる進展が期待できる。第二には、西洋最初の活版印刷本であるグーテンベルク聖書のXMLによる本文の記述を作成し、それを用いてグーテンベルク聖書の印刷工程の解明に向けた研究を進めることである。この目的を遂行するために、本研究では、1:書誌学的な研究に有益な初期刊本のXMLによる本文記述の方法論の確立、2:グーテンベルク聖書の本文の機械可読型データとしての記述、3:そのデータを用いたグーテンベルク聖書の印刷工程の解明に向けた研究、という三つの具体的な課題を設定している。今年度は、課題1については、初期刊本だけではなく他分野における史料・資料のタグ付けの動向を参照しながら、本研究のトランスクリプション・データに付与すべきタグの検討を進めた。また、課題2としては、高解像度の画像を用いたトランスクリプション・データの作成および修正を進めた。同時に、データ入力方法について検討し、活字の字体の違いを示すなどの詳細さと、データ作成時の誤りの混入や効率性とのバランスをとるように入力規則を改善することができた。課題3に関しては、印刷中に行われた修正について分析した。本研究の目的は、第一に書誌学的な研究に有用な形でXMLによる初期刊本の本文を記述するための方法論の確立を目指すこと、第二にその方法論に基づき、西洋最初の活版印刷本であるグーテンベルク聖書を対象として本文記述(トランスクリプション)を行い、印刷工程の解明に向けた研究を進めることである。本年度は、グーテンベルク聖書の本文のトランスクリプション・データの入力をさらに進めた。
トポロジカル欠陥の引き起こす相転移の大規模並列シミュレーションによる解明

第1に,三角格子上のハイゼンベルクモデルにおいてZ2渦のかい離を伴う2次転移がおこることをモンテカルロシミュレーションによって見出した.この転移は鏡像対称性の破れと同時に起こり2次元イジング普遍性クラスに属している.第2に,SU(N) JQモデルについて,渦のかい離転移を調べ,臨界現象を系統的に調べた.従来2次転移とされていたが,臨界指数の評価値がシステムサイズとともに系統的に変化する様子が観測された.第3に,量子的な渦かい離転移現象を大規模計算で解明するための新しいアルゴリズムとして,並列化ワームアルゴリズムの開発を行った.格子ひずみによって1つの鏡像面しか持たないような3角格子上の古典ハイゼンベルクモデルにおいて,Z2渦の乖離を伴う2次転移がおこることをモンテカルロシミュレーションによって見出した.[Tamura, Kawashima, et al, JPSJ 77, 103002]この転移は鏡像対象性の破れと同時に起こる.臨界現象は2次元イジング普遍性クラスに属することが確認された.Z2渦の乖離を伴う相転移現象として,確認されたものとしては,はじめてのものである.また,われわれは,量子SU(N)ハイゼンベルクモデルに量子ゆらぎをコントロールする相互作用項を付加したSU(N) JQモデルに関して,その量子臨界現象をモンテカルロシミュレーションによって調べた.このモデルでは,VBS秩序変数を擬スピンとみなすと,4回対称性をもった古典クロックモデルに対応させることができるが,この転移を擬スピンのつくる渦の凝縮転移であるとする理論ではこの転移は2次転移となるが,一方で,対称性の一般的な考察から,これは1次転移であるとする考え方もある.われわれは,臨界指数評価の系統的なサイズ依存性を調べ,従来2次転移を仮定して評価されていた臨界指数の値は,サイズとともに,大きく変化し,信頼のできる評価には,さらに大きなサイズが必要であるとが分かった.[Harada, Kawashima, et al, PRB 88, 220408(R)]さらに,われわれは,トポロジカルな励起を伴う臨界現象をより効率的に研究するための手段として,標準的なものでありながら,並列計算にむかないとされてきたワームアルゴリズムを並列化する手法を開発し,10,000×10,000×16のボーズはバードモデルについて立証計算を行った.[Masaki-Kato, Kawashima, et al, PRL 112, 140603]第1に,2次元三角格子古典ハイゼンベルクモデルから本質的な部分を抽出した有効モデルであるRP3モデルを主なターゲットとし,モンテカルロシミュレーションを大規模並列計算機上で行うための計算プログラムを開発した.これは,シングルスピンフリップ状態更新と,Wolff型クラスタ更新とを交互に行うハイブリッド型のシミュレーション手法に基づいており,並列化計算プログラムの高度化を図ったものである.これにより,空間分割による並列計算の計算効率が向上した.もっとも技術的に困難なクラスタ更新部分の並列化については,「クラスタ認識」の部分の並列化を,われわれのグループで従来から行ってきているプログラム開発のノウハウを生かして開発した.これを利用して,前年度に引き続き,RP3モデルのモンテカルロシミュレーションを行った.第2に,2013年度開発した新手法によって,大規模格子ボーズ系の計算を行うためのプログラムを開発した.これは,ヘリウム原子系,光格子系,磁場中の磁性体など,さまざまな系に対する標準的計算手法でありながら,従来は並列計算には適しないとされてきたワームアルゴリズムを並列計算用に改良した方法であり,昨年度末に開発に成功し,2014年度にその成果をMasaki-Kato, Kawashima, et al, PRL 112, 140603として,公表したものである.この論文において,新手法によって,10,000 x 10,000 x 16のボーズハバードモデルの実証計算を行った.2014年度はこの方法をベースとして従来計算が不可能であった4点以上の多点相関関数の計算ができるように方法論を拡張した.極低温原子系の実験に即応した大規模数値計算を行った.とくに,ボーズ凝縮系の量子モンテカルロシミュレーションを行った.ボーズ系における渦生成の様態の詳細を明らかにするための計算を実施した.とくに,実験家グループとも協力し,グラファイト上に吸着されたヘリウム系の物性を明らかにするため,連続時間量子モンテカルロ法のプログラムを開発した.実験との直接比較可能な比熱や超流動密度の計算を可能にした.さらに,結晶状態の遅い緩和の問題に対処するために,拡張アンサンブル法の一種であるレプリカ交換法を取り入れ,モンテカルロシミュレーションの平衡状態への収束を加速することに成功した.これを利用して,低温低密度状態における相転移温度を近似的に求め,相図を描くことに成功した.また,前年に引き続き,Z2渦転移の存在/不在の問題を解決するために,RP3モデルの大規模シミュレーションを行った.前年の計算よりもさらに大規模な計算によって,可能な相転移温度の範囲をさらに絞り込むことができた.さらに,光格子などで近い将来実現される可能性のある様々な物理系に対して,テンソルネットワーク法による新しい計算プログラムを開発し,これを利用して,カゴメ格子上の反強磁性モデルやキタエフ関連モデルについて,基底状態を調べることに成功した.

この結果,既存のスピン軌道相互作用磁性体と,キタエフスピン液体状態との関連を明らかにすることができた.RP3モデルの計算については,従来利用していた物性研究所の計算機だけでなく,京コンピュータも使用して,目標であった計算規模を超える規模の計算に成功し,相転移の可能な範囲を絞り込むことに成功した.格子ボーズ系の大規模計算については,多点相関関数の計算手法を実際にプログラムに実装することができ,それを利用して,ランダムボーズ系の計算に着手することができた.また,連続空間モンテカルロ法のプログラムを利用して,グラファイト表面に吸着されたヘリウム4原子系の希薄低温領域の相図を高い信頼度をもって描くことができた.ボーズ凝縮系の量子モンテカルロシミュレーションを継続して実施した.本プロジェクトでは,実験家や解析計算のグループとも協力し,ボーズ系における渦生成の様態の詳細やグラファイト上に吸着されたヘリウム系の物性を明らかにすることを目指しており,H28年度は,前年度までに開発した連続空間量子モンテカルロ法,および離散空間量子モンテカルロ法に基づく計算プログラムを利用して,比熱など,実験と直接比較可能な量を計算を行った.H27年度の段階では,転移点近傍において,十分な収束が困難であったが,これを克服するために,連続空間量子モンテカルロ法から離散空間モデルを導く手法を開発し,H28年度は,これをさら高度化するとともに,その利用によって相転移の様態の解明を行った.実験では困難な各相の特徴を明確化することをねらいとしたが,とくに,希薄低温領域で,超流動相,固体相,常流動相の3相が接する3重点近傍に集中して計算を行った.この結果,超流動ー固体相転移は1次,固体ー常流動転移は3重点近傍では1次,超流動ー常流動転移は3重点近傍でも2次であることを示唆する結果を得た.また,離散空間量子モンテカルロ法の並列化は大規模計算をするためには必須であり,我々は以前の研究においてその処方箋を確率しているが,この方法を用いた場合の転移点近傍の解析方法が確立されていなかった.我々は,いくつかの典型的な相転移について,並列化ワームアルゴリズムを用いた場合の臨界現象解析手法を開発した.第1に,三角格子上のハイゼンベルクモデルにおいてZ2渦のかい離を伴う2次転移がおこることをモンテカルロシミュレーションによって見出した.この転移は鏡像対称性の破れと同時に起こり2次元イジング普遍性クラスに属している.第2に,SU(N) JQモデルについて,渦のかい離転移を調べ,臨界現象を系統的に調べた.従来2次転移とされていたが,臨界指数の評価値がシステムサイズとともに系統的に変化する様子が観測された.第3に,量子的な渦かい離転移現象を大規模計算で解明するための新しいアルゴリズムとして,並列化ワームアルゴリズムの開発を行った.RP3モデルを主なターゲットとした,モンテカルロシミュレーションに関しては,新しいプログラムによって,従来計算不可能であったシステムサイズL=8192までの計算を実行することに成功し,このため,以前と比較してより低温領域まで相関長の温度依存性を調べることが可能になった.これは,最終的な目標であるZ2渦転移の存在を確認することへに重要なステップである.大規模格子ボーズ系の計算を行うための方法論とプログラムの開発に関しては,多点関数の計算に成功したことが顕著であった.
転倒が後期高齢者の生活の質に及ぼす影響

研究目的:本研究は、初回調査で過去1年間に転倒のなかった者を選択し、その対象を1年間追跡することにより、転倒発生がその後の転倒恐怖感、心身の健康度及び日常生活の及ぼす影響の程度を明らかにすることを目的としている。対象と方法:調査の対象は、北海道O町に住む65歳以上の871人である。調査は2回行なわれた。初回調査(1998年)への回答者は754人であった。追跡調査(1999年)は、初回調査において、転倒「なし」と回答した599人を対象とした。このうち、518人から回答が得られた。調査は、各戸訪問による面接聴き取りによった。調査項目は、性、年齢、過去1年の転倒の有無と転倒時の状況、転倒恐怖感、自己効力感、既往歴、健康度自己評価、生活満足度、手段的動作能力、社会的役割、ソーシャルネットワーク、日常の生活習慣などである。結果:初回調査における過去1年間の転倒発生率は、男性では19.3%、女性では21.6%と女性に高い傾向にあった。歩行補助具の利用者及び高血圧、白内障、骨粗しょう症の既往歴を有するものに転倒の発生が多かった。追跡調査に応じた518人のうち、転倒者は68人、非転倒者は452人であった。これらの転倒群および非転倒率群を対象として、転倒が生活の質に与える影響を評価した。転倒群は、非転倒群に比べて転倒への恐怖感が増加した。主観的健康感や生活満足度は、転倒群で低下し、非転倒群では逆に増加した。兄弟や近隣との交流人数、社会的役割得点、および社会参加特典は、転倒群より非転倒群において顕著な低下を示した。これらから、高齢者の転倒は再転倒への不安を増すだけでなく、主観的QOLを低下させ、さらには社会的役割や人々との交流を制限するように働くことが示唆された。しかし、転倒が生活の質に与える影響は後期高齢者において、より強くなるとの仮説は必ずしも支持されなかった。研究目的:転倒は高齢者において日常的な出来事であり、そのことが生活の質の低下にどのように影響するかの検討は重要である。本研究は、初回調査で過去1年間に転倒のなかった者を選択し、その対象を1年間追跡することにより、転倒経験がその後の心身の健康及び日常の生活行動に及ぼす影響の程度を明らかにすることを目的としている。対象と方法:調査の対象は、北海道勇払郡O町に住む65歳以上の住民のうち介護を必要としない871名である。このうち転倒の有無に関する質問に回答した759名が初年度調査の分析対象である。調査は、平成10年9月7日9月30日に各戸訪問による面接聴き取りにより行われた。調査項目は、過去1年間の転倒の有無および転倒時の状況、転倒恐怖感、既往歴、健康度自己評価、生活満足度、ADL、IADL、知的能動性、社会的役割、ソーシャルネットワーク、保健行動などである。結果:有効回答者759名の内訳は、男性347名(45.7%)、女性412名(54.3%)であり、80歳以上の後期高齢者は男性の10.7%、女性の15.6%であった。

過去1年間の転倒経験「あり」は156名(20.5%)、「なし」は603名(79.5%)であった。男女別にみた転倒割合は、男性19.3%、女性21.6%と女性に僅かに多い傾向であった。また、転倒経験「あり」の者は、「なし」の者に比べて主観的健康度は「低い」、転倒することへの恐怖感は「強い」、外出を控えることが「多い」などが示され、さらに主観的幸福感も低い傾向にあった。しかし、これらの結果は横断調査であるため因果関係については、次年度の追跡調査データを待たなければならない。次年度の計画:平成10年度の調査で転倒経験「なし」の603名を対象に、その後1年間の新たな転倒経験が高齢者の健康や生活の質の低下にどの程度影響するか縦断的に明らかにする。研究目的:転倒が、高齢者の生活の質の低下にどのように影響するかの検討は急務である。本研究は、昨年の初回調査で過去1年間に転倒のなかった者を選択し、その対象を1年間追跡することにより、転倒発生がその後の転倒恐怖感、心身の健康度および日常生活に及ぼす影響の程度を明らかにすることを目的として行った。対象と方法:調査の対象は、北海道勇払群O町に住む65歳以上の住民のうち初年度(1998年)に行った調査で転倒「なし」と報告した599人である。調査は、平成11年8月2日30日に各戸訪問による面接聴き取りにより行われた。調査項目は、過去1年間の転倒の有無および転倒時の状況、転倒恐怖感、動作に対する自己効力感、既往歴、健康度自己評価、生活満足度、手段的動作能力、知的能動性、社会的役割、ソーシャルネットワーク、日常の生活習慣などである。結果:調査対象とした599人のうち、518人(86.5%)から回答が得られた。追跡期間における転倒者は68人(13.1%)、非転倒者は452人(86.9%)であった。これらの転倒群および非転倒群を対象として、転倒が生活の質に与える影響を評価した。(1)転倒群は、非転倒群に比べて転倒への恐怖感が増し、転ぶことが怖くて普段の行動を制限する傾向にあった。主観的健康度や生活満足度は、転倒群では初回から追跡にかけて低下したが、非転倒群ではむしろ増加傾向にあった。(2)転倒群は非転倒群に比して、「兄弟や近隣との交流」、「社会的役割」得点、および「社会的な生活習慣」得点において顕著な低下を示した。これらから、高齢者の転倒はその後の再転倒への不安を増すだけでなく、健康感や満足度などの主観的QOLを低下させ、さらには社会的役割や人々との交流を制限するように働くことが示唆された。しかし、後期高齢者において、転倒が生活の質に与える影響はより強くなるとの仮説は必ずしも支持されなかった。
歯の萌出力と、血圧およびコロイド浸透圧との関係

1.非観血的血圧装置を用いて非麻酔時のラットの尾動脈圧を測定した(収縮期/平均/拡張期;156±9/124±7/109±6mmHg)。ウレタン麻酔下では、投与2時間後から血圧測定困難となり、血圧が著しく低下しこの装置は用いられないことが判明した。ウレタン投与後24時間の切歯萌出率は投与前の83%に低下した。2.切歯歯髄内液のコロイド浸透圧は5.014.3mmHgであり、血清(17mmHg)より低い値であった。高張デキストラン溶液(2030%)の静脈内投与は萌出率に影響を与えなかった。3.ウレタンあるいはハロセン麻酔下にて、当研究室で開発した連続的測定法による下顎切歯萌出率の測定、及び正中尾動脈の観血的血圧測定を行った。測定開始後の切歯萌出量はウレタン麻酔下で550±127mum/24h、ハロセン麻酔下で548±137mum/24hであった。尾動脈圧の平均値はそれぞれ77±16、78±12mmHgであり、この値は非麻酔下での非観血的血圧測定装置による測定値よりも低かった。萌出率と尾動脈圧の間には有意な相関関係が認められた。4.アドレナリン作動性薬物を足背静脈より投与し、尾動脈圧と萌出率及び萌出力を測定した。アドレナリン及びノルアドレナリンの投与直後に一過性の尾動脈圧の上昇と、一過性の萌出率及び萌出力の増大がほぼ同期的に認められた。また、アドレナリン及びイソプロテレノール投与により尾動脈圧の下降が生じ、萌出率及び萌出力は大きく低下した。この萌出率及び萌出力の低下とその回復過程は血圧変動と必ずしも同期的ではなかった。5.全身血圧と萌出力及び萌出率の変動は、量的あるいは時間的には必ずしも一致しなかったが、密接な関係があることが示唆された。現在、無根歯の萌出力を生ずる原因の一つとして、組織圧が有力視されている。また、組織圧は血圧や組織液のコロイド浸透圧と密接な関係があることが知られている。そこで本年度はラット切歯萌出率と血圧或いは歯髄内液のコロイド浸透圧との間に関連性があるかどうかを調べるために、3種類の実験を行った。1.非観血的血圧測定装置を用い、正常ラットの収縮期血圧/平均血圧/拡張期血圧の測定を行った。得られた値はそれぞれ、156±9/124±7/109±6mmHg(12匹の平均±標準偏差)であった。次にウレタン(1.8g/kg)を皮下注射し、萌出率と血圧の変動を調べた。ウレタン投与後1日間の萌出率(190±108μm/day)は、投与前の値(1138±74μm/day)と比べ83%低下した。非観血的血圧測定はウレタン投与2時間後から困難となり、12匹中2匹から値が得られたにすぎなかった(115/79/60mmHg)。ウレタン投与1日後の値は117/92/79mmHg(3匹の平均)であり、投与前の値と比べ2545%低下した。2.別のラット3匹の非咬合下顎切歯より歯髄内液を採取し、そのコロイド浸透圧を測定した。

得られた値は5.014.3mmHgであり、血清(17mmHg)と比べ低い値を示した。3.別のラットを用い、非咬合下顎切歯の萌出率に及ぼす高張デキストラン溶液(2030%)の静脈内投与の影響を調べた。投与後6時間までの萌出率は生理食塩液を投与した場合と比べやや低い傾向を示したが、それ以降、殆ど違いは認められなかった。今回の実験では、切歯萌出率と血圧或いは歯髄内液コロイド浸透圧との関連性について明確な結論は得られなかった。また、非観血的血圧測定法は、血圧が著しく低下する場合には用いられないことが判明した。切歯萌出率の測定は写真法によっており、測定間隔が時間単位であるため短い時間内の変動を捉えることが難しい。そこで現在、非接触型変位計を用い麻酔下における切歯萌出率の連続的測定法を開発中である。ラット切歯などの無根歯の萌出力を生ずる原因の一つとして、組織圧による力の発生が有力視されている。また組織圧は、血圧や組織液のコロイド浸透圧と密接な関係があることが古くから知られている。そこで本年度は、ラット下顎切歯萌出率及び萌出力と血圧変動との間に関連性が認められるかどうかを確認するために実験を行った。1.ウレタンあるいはハロセン麻酔下で、ラット下顎切歯の萌出率と血圧の測定を同時に行い、両者の関連性を調べた。前年度までに行った実験結果より、麻酔下で血圧が低下している場合には、非観血的血圧測定装置による血圧測定は困難であることが判明しているので、正中尾動脈にカニュ-レを挿入し、観血的に血圧を測定した。切歯萌出率の測定には当研究室で開発した連続的測定法を用いた。測定開始後20時間の下顎切歯萌出量はウレタン麻酔、ハロセン麻酔下でそれぞれ、458±106、457±114μmであり、また同じ時間内での正中尾動脈正の平均値はそれぞれ、77±16、78±12mmHgであった(それぞれラット10匹の平均値±標準偏差)。麻酔下における、萌出率と血圧との間には有意な相関関係が認められた(ウレタン及びハロセン麻酔、それぞれ、p<0.001、p<0.01)。観血的に測定した血圧の平均値は、非麻酔下での非観血的血圧測定装置を用いて測定した血圧値(収縮期血圧/平均血圧/拡張期血圧=154±12/120±10/103±11mmHg、20匹の平均値±標準偏差)よりも低い値を示した。2.血圧に影響を与える薬物(例えばアドレナリン作動性薬など)を足背静脈より投与し萌出率及び萌出力の変動を調べたところ、両者ともに薬物投与による血圧の変化に伴って変動することが認められた。薬物に対するこの反応は非常に短時間に生じるものである。したがって、コンピュ-タを用いてのデ-タの採取およびその解析方法を現在開発中である。本年度は、血圧に影響を与えるアドレナリン作動性薬物(アドレナリン、ノルアドレナリン、イソプロテレノール)の投与による萌出力及び萌出率の変動を調べた。これらの薬物に対する尾動脈圧、萌出力及び萌出率の変動に関しては、コンピュータを用いてデータの採集及び解析を行った。1.ラット下顎切歯断端にロードセルを接触させ、萌出を阻止するために要する力を測定し萌出力とした。アドレナリン作動性薬物(8.2×10^<-9>モル/kg)を足背静脈より投与し、尾動脈圧と萌出力の変動の間に関連性があるかどうかを調べた。アドレナリン及びノルアドレナリンの投与直後に一過性の尾動脈圧の上昇(最大上昇量はそれぞれ37±7、35±5mmHg)と、一過性の萌出力の増大(最大増加量はそれぞれ39±28、41±28mmHg)が認められた。この変化はほぼ同期的に生じた。また、アドレナリン及びイソプロテレノール投与により尾動脈圧の下降(最大下降量はそれぞれ11±7、18±5mmHg)が生じ、萌出力は大きく低下した(最大低下量はそれぞれ444±95、466±95mg)。この萌出力の低下とその回復過程は血圧変動と必ずしも同期的ではなかった。
極限条件下での表面活性吸着種の選択的反応

これまでに、遷移金属上でのCOの脱離、反応に注目し、反応種を限定してその反応性を検討してきた。特に、脱離反応では均一な表面場での反応記述に加え、気相から飛来してくる分子と吸着分子との相互作用による局所的な吸着種間相互作用が反応を支配していることを明かにしてきた。またPt(111)上でのCOの酸化反応では、吸着酸素原子が吸着安定サイトから拡散障壁を越えて動き出すことをきっかけにCO_2への酸化反応が効率よく進行することを明かにしてきた。平成9年度はこれまでの総括を行なうと同時に、遷移金属を対象に、表面吸着系の電子状態に関する検討を行なった。Pd(110)表面を対象に、物理吸着系のXe,CH_4と化学吸着系のCO,N_2,ベンゼンなどの吸着電子状態を光電子分光法で検討した。吸着分子と金属との相互作用により生じる状態をよりはっきりと観測するため、Pd金属による吸収が極小となるク-パ-ミニマムにあたる波長(130eV)の光源を用いた。その結果、化学吸着したCOとPd表面とで新たな配位結合が形成され、CO分子の2π軌道の占有準位が明確に観測された。
認識的二次元主義の擁護

本年度は、認識的二次元主義の基盤となる、言葉の意味は心的状態によって決定されるという意味論的内在主義を、言語哲学的・言語学的観点から研究した。意味論的内在主義によれば、第一に、意味論とは言葉と世界の関係を明らかにする研究ではなく、言葉と言葉の関係、例えば意味の合成性や文と文の間の含意関係などを研究する分野であり、第二に、意味は心/脳の働きによって説明可能である。本年度は特に、言語哲学の分野だけでなく、ノーム・チョムスキーら言語学者による意味論的内在主義の研究に着目しつつ、言葉と対象の間の関係である指示の概念や、意味の社会性の検討を行った。研究発表「クリプキ以降の指示の概念の比較検討」では、チョムスキーら言語学者による意味論的内在主義の議論と、直接指示への強力な反証を提示したポール・サントリオの議論を手掛かりに、言葉の意味はその指示対象に尽きるという立場の代表的理論である直接指示の理論を批判的に検討し、指示を語用論に位置づけ直すことを提案した。研究発表「意味の所在:意味論的内在主義と外在主義の論争」では、指示の概念の検討に加えて、意味は個人の頭の中にはなく、社会的に決定されているとする社会的外在主義に対する応答を試みた。社会的外在主義によれば、意味は専門家集団によって決定されており、個々の話者の意味理解は意味論の研究対象ではない。社会的外在主義に対して本研究発表では、言語の習得はほとんどの場合非専門家集団の間でなされ、それに基づいて意味理解が形成されるという点を社会的外在主義は捉えられていないと指摘し、個々の話者が理解する意味を意味論は捨象すべきでないと論じた。これまでの研究を踏まえ、研究発表「意味論的内在主義と外在主義的直観の調停」では、意味論的内在主義の立場から、指示を語用論に位置け、意味の社会性を社会的外在主義とは異なる仕方で説明できることを示す。29年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は言語哲学とそれに関連する文献研究を重点的に行いつつ、二次元意味論及び二次元意味論が基盤としている哲学的立場についての研究を行った。第一に、大阪大学大学院哲学講座の機関誌『メタフュシカ』に、二次元主義者の一人と目されるフランク・ジャクソンの主著『形而上学から倫理学へ概念分析の擁護』の文献紹介を投稿した。物理的真理に他のすべての真理が付随するというスーパーヴィーニエンスの概念を用いた物理主義の紹介を中心にしつつ、二次元意味論の先駆的考察である彼の概念分析の手法を紹介した。第二に、日本科学哲学会において「認識的二次元主義の哲学的コミットメントの明示化」という題目で研究発表を行った。そこでは、デイヴィッド・チャーマーズの認識的二次元主義を構成する内包的枠組み・真理条件的/表象主義的な側面を明らかにし、他の意味論的な議論における位置づけを明確にした。第三に、大阪大学大学院哲学哲学史専門分野が主催する第14回哲学ワークショップにて、「ローティのプラグマティズムと現代英米圏の哲学の論点ー表象主義・自然主義の観点から」という題目で共同研究発表を行った。そこでは、現代英米圏の哲学の主流の立場ー表象主義・自然主義ーと、ローティとローティ以降のプラグマティストの反表象主義の立場との比較考察を行った。また、チャーマーズやジャクソンも擁護する、言語は事物や世界がどのようであるかを表すために用いられるという表象主義の立場の分析哲学史的背景を明らかにした。第四に、大阪大学大学院の哲学講座が主催する『メタフュシカ』研究例会にて上記の文献紹介についての発表を行い、ジャクソンの物理主義の立場と二次元意味論の関係を議論する機会となった。本年度は認識的二次元主義の研究の成果発表を行いつつ、分析哲学特に言語哲学に関する表象主義の研究及びその成果発表を行うことができ、また計画通り、二次元意味論の擁護者であるフランク・ジャクソンのFrom Metaphysics to Ethicsの文献紹介が大阪大学哲学講座の機関誌『メタフュシカ』に掲載されたため。研究計画に基づき、意味論的内在主義の検討を行った。応用哲学会での研究発表では、カプランが「モンスター」と呼んだ、文脈を変動させるオペレータがカプラン的意味論にとってどれほどの脅威になるのかを考察した。カプラン的な枠組みの反例と代替理論を提示したサントリオの議論を検討した。サントリオの議論はカプラン的意味論にとって決定的な反証をしていないにしても、「指標詞は直接指示的である」というカプランが最も擁護したかったテーゼを放棄しなければならないと論じた。チュラロンコン大学での研究発表では、意味論的内在主義と意味論的外在主義の論争を検討しつつ、意味論的内在主義および意味を個人の理解に結び付ける個人主義の可能性を追求した。具体的には、ヒラリー・パトナムに端を発する意味論的外在主義は個人の言語理解と意味の乖離を生み出すことを指摘し、言語哲学において支配的な外在主義ではなく、その代替理論でありまた言語学の分野で擁護者の多い意味論的内在主義が擁護可能であることを示した。チュラロンコン大学での研究発表を基にした論文「意味論的内在主義の擁護に向けてー指示の概念の検討ー」が『メタフュシカ』に掲載された。当論文では、意味論的内在主義の基本的な枠組みを確認しつつ、意味論的外在主義を支える指示の概念の理論的位置づけを検討した。

意味論的内在主義の直観的正当化として、普段の言語使用においては語の指示対象の存在を必ずしも前提しないことを挙げ、また理論的正当化として、サントリオが提示した直接指示に対する困難とサントリオ自身の代替理論を紹介した。指示の概念を意味論ではなく意味論の後に問題となる概念とみなすことによって指示に関わる私たちの直観がうまく説明できると論じた。認識的二次元主義と意味論的内在主義の関連を十分には検討できなかったが、認識的二次元主義の基盤となる意味論的内在主義自体の検討を行うことができ、また指示の概念の理論的位置づけも明確化できたため。本年度は、認識的二次元主義の基盤となる、言葉の意味は心的状態によって決定されるという意味論的内在主義を、言語哲学的・言語学的観点から研究した。意味論的内在主義によれば、第一に、意味論とは言葉と世界の関係を明らかにする研究ではなく、言葉と言葉の関係、例えば意味の合成性や文と文の間の含意関係などを研究する分野であり、第二に、意味は心/脳の働きによって説明可能である。本年度は特に、言語哲学の分野だけでなく、ノーム・チョムスキーら言語学者による意味論的内在主義の研究に着目しつつ、言葉と対象の間の関係である指示の概念や、意味の社会性の検討を行った。研究発表「クリプキ以降の指示の概念の比較検討」では、チョムスキーら言語学者による意味論的内在主義の議論と、直接指示への強力な反証を提示したポール・サントリオの議論を手掛かりに、言葉の意味はその指示対象に尽きるという立場の代表的理論である直接指示の理論を批判的に検討し、指示を語用論に位置づけ直すことを提案した。研究発表「意味の所在:意味論的内在主義と外在主義の論争」では、指示の概念の検討に加えて、意味は個人の頭の中にはなく、社会的に決定されているとする社会的外在主義に対する応答を試みた。社会的外在主義によれば、意味は専門家集団によって決定されており、個々の話者の意味理解は意味論の研究対象ではない。社会的外在主義に対して本研究発表では、言語の習得はほとんどの場合非専門家集団の間でなされ、それに基づいて意味理解が形成されるという点を社会的外在主義は捉えられていないと指摘し、個々の話者が理解する意味を意味論は捨象すべきでないと論じた。これまでの研究を踏まえ、研究発表「意味論的内在主義と外在主義的直観の調停」では、意味論的内在主義の立場から、指示を語用論に位置け、意味の社会性を社会的外在主義とは異なる仕方で説明できることを示す。本年度も引き続き言語哲学・二次元意味論関連の文献研究を行いつつ、研究計画の通り意味論的内在主義/外在主義の研究を行う。また、二次元意味論の研究が盛んであるオーストラリアに滞在し、現地で二次元意味論の研究者との情報交換を行う。今後は、本年度検討した意味論的内在主義を基盤に認識的二次元主義を定式化しつつ、指標詞や名詞などより具体的な言語的現象に適用する。29年度が最終年度であるため、記入しない。
地球規模環境変動に対する氷河生態系の応答予測と影響評価

氷河生態系の微生物生態、特にその活動が氷河表面のアルベド(反射率)を低下させ氷河融解を促進する課程を理解し、地球規模環境変動による氷河生態系の応答を予測するために、世界各地の様々なタイプの氷河で、氷河の生物相、表面構造、アルベド、気象条件に関する調査を行い、その結果を比較した。その結果、微生物による氷河アルベド改変過程や氷河微生物相の決定要因を理解するのに必要な、微生物相とアルベド、環境条件の関係などが明らかになった。主な一次生産者が赤い色素をもつ単細胞緑藻類であり、夏期には表面がピンク色に染まる「ピンクの氷河」における、氷河上の微生物活動によるアルベド改変プロセスを理解することを目的に、アラスカ太平洋沿岸にあるバイロン氷河とハーディング氷原、および内陸部のアラスカ山脈にあるグルカナ氷河で、氷河生態系に関する調査を行った(幸島、竹内、本郷)。最も氷河表面の融解が盛んな7-8月に氷河上の汚れ物質量、微生物相、微生物量、とクリオコナイトホールなどの表面構造およびアルベドとの関係を分析するための測定と試料収集を行った。同時に、この地域の氷河に生息する耐低温性動物であるコオリミミズの試料を採取し、コオリミミズの腸内や体表に生息する微生物相を遺伝子解析によって分析した(幸島、本郷)。分析の結果、好冷菌や耐冷菌として知られている細菌や、それに近縁な細菌が数多く確認された。また、微生物活動によるアルベド低下が大きい「黒い氷河」であり、氷河表面のアルベドと微生物相のモニタリングを継続している中国・天山山脈のNo.1氷河でも、現地調査と試料採取を行った(竹内)。さらに、微生物活動によるアルベド低下が最も低い「白い氷河」である、パタゴニア北氷原(チリ共和国)にあるサンラファエル氷河でも、南半球の融解期である2011年の3月に、現地調査と微生物試料採取を行った(幸島)。現在、これまでに採取した微生物試料から、アルベド改変に関わっていると考えられる雪氷藻類やバクテリア、菌類などの遺伝子解析(牛田、本郷)や分離・培養(吉村)を進めるとともに、クリオコナイトホールなどの氷河表面構造の形成モデル構築(藤田)やリモートセンシングによる氷河微生物分布分析法の開発(竹内)を進めている。本年度は、主にパタゴニアの白い氷河およびアフリカの黒い氷河において現地調査を行い、氷河生態系、特に微生物活動と氷河の表面構造やアルベドの関係に関する観測と試料採取を行なった。白い氷河の調査は、2012年3月にチリ共和国パタゴニア南氷原の南端にあるチンダル氷河において行った。チンダル氷河では氷河生態系に関する観測を行うとともに、12年前に同氷河で行った氷河微生物に関する調査と同地点でサンプリングを行い、近年の大きな氷河後退に伴う氷河微生物相の変化を明らかにするための試料採取を行った。また同時に、氷河に生息する昆虫(無翅カワゲラ類)など、耐低温性動物の採取も行い、その腸内細菌相など、低温環境適応に関する研究を行うための試料も採取することができた。黒い氷河の調査は、2012年2月にアフリカのウガンダ共和国・ルーエンゾリ山群にあるエレナ氷河で行った。幸い天候にも恵まれ、これまでほとんど情報の無かった本山域の氷河生態系に関する貴重な情報と試料を得る事ができた。まだ予備的分析の段階だが、本氷河では、これまでに報告の無い雪氷藻類などの微生物が増殖している可能性が高い事がわかってきた。また、本氷河は現在ほぼ全面が消耗域となっており、近い将来消滅する可能性が高い事が、表面の微生物分布からも示唆された。また、2011年8月には、昨年度に引き続き、アラスカのピンクの氷河であるハーディング氷原と中国の黒い氷河である天山山脈のNo.1氷河においても、それぞれ補足的な観測と試料採取を行った。現在、以上の調査地で採取した氷河生物サンプル、およびこれまでの調査で採取したサンプルの微生物相解析や遺伝子解析を行っている。同時に、観測データや衛星画像を解析することによって、微生物活動によるアルベド改変モデルの構築、リモートセンシングによる氷河上の汚れや微生物分布解析法の開発を進めている。本年度は、主にチリ中部火山群の白い氷河,ブータン・ヒマラヤおよび南米コロンビアの黒い氷河において現地調査を行い、氷河生態系、特に微生物活動と氷河の表面構造やアルベドの関係に関する観測と試料採取を行なった。白い氷河の調査は、2013年4月にチリ共和国中部にあるモチョ火山氷河において微生物相の高度変化分析用サンプル採取など、氷河生態系に関する観測を行なった。この氷河はバルディビアにあるチリ科学研究センターによって継続的に質量収支などの観測が行われており、近年急速に後退している。涵養域に赤雪が観察され、トビムシなどの氷河昆虫が生息することが明らかになった。黒い氷河の調査は、2013年10月にブータン・ヒマラヤのカンジャラ氷河および、2014年3月にコロンビア共和国・サンタイザベル山群にあるコメヘラス氷河で行った。