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近江国坂田郡箕浦村井戸村氏とその家伝文書に関する基礎的研究

本研究の成果の第一としては、井戸村氏関係史料として知られる現存の原文書六〇点の殆ど、及び『歴代古書年譜』と題される家譜に収録された三三三点の総てが翻刻され、活字によって解読可能になった点である。残り約一〇点の解読により、井戸村氏関係史料全体の刊行が実現可能な段階に至っている。また関連する『嶋記録』『妙意物語』などの記録類の翻刻にも着手しており、井戸村氏関係史料に関する基礎研究はさらに進展することが期待できる。科研費申請以前から行っていた、「井戸村文書」(「中村林一氏所蔵文書」)及び「歴代古書年譜」の中世及び近世初期の文書に関する分析を行う研究会、東洋大学で定期的に継続した。昨年度は5月7月、6月4日、7月23日、10月1日、11月5日、12月10日、3月10日に実施。そのほか業務委託により翻刻原稿140点余の構成を行った。九月に長浜市に出張し,(1)長浜城博物館で所蔵する井戸村氏関係文書の写真撮影を行い、(2)井戸村氏故地である箕浦村(米原市箕浦町)及びその関係地域(旧近江町地域)の公図のコピー、及び当該地域の圃上整備事業以前の地籍図のコピーを購入し、当該地域の土地台帳を閲覧し、(3)井戸村氏故地の旧箕浦村、旧岩脇村へ行って現地の景観観察を行い、井戸村氏屋敷跡などを調査した。(1)については、「井戸村文書」(「中村林一氏所蔵文書」)60点、「歴代古書年譜」(全三冊、文書数334点)、宮川弘久氏所蔵文書2点を撮影した。写真を入手したために定期的に行っている研究会で、購入したコンピュータを用いて投影した文書写真の画像を使用できるようになり、分析能率は飛躍的にアップした。また入手した地籍図や、公図のコピーは小字名に関する考察・分析に役立つと考えられる。また(1)の写真を用いて研究支援者への業務委託により「歴代古書年譜」仁に収録されている文書82点について業務委託により翻刻のために電子ファイルの原稿を作成した。これらの原稿は今後の研究会で写真による校正を経て翻刻される予定である。本年度は昨年度に引き続き読解のための研究会を、4月28日、5月26日、6月30日、7月28日、10月27日、11月17日、12月8日、1月26日に行った(3月16日にも予定したが東日本大震災の影響で中止)。その結果井戸村文書(中村林一氏所蔵文書)と『歴代古書年譜』(智)についての一応の解読作業を終え、『歴代古書年譜』(仁)についても、20点に関して、一応の解読作業を完了したところである。また9月5日7日にかけて、出張調査を行った。第一に研究会での解読の結果を踏まえて、写真のみで判読できない裏書や、端裏書について原文書で確認するために長浜城歴史博物館で、前年度に撮影した史料を再度閲覧した。第二に滋賀大学附属史料館で、同じ北近江地域の在地史料として、柏原共有文書、福永家文書、栗見新田共有文書、川崎家文書、金堂共有文書を撮影し、地域と時代を同じくする在地文書に関するデータを参照する環境を整えた。このうち、福永家文書の一部については、すでに翻刻作業を行い、解読の便宜としている。本年度も昨年に引き続き、読解のための研究会を4月28日、5月25日、6月22日、7月13日、10月26日、11月30日、12月21日、1月25日、3月14日に行った。これは昨年度に研究協力者に分担依頼して作成した翻刻下原稿を、改めて研究代表者、研究分担者、連携研究者、及び研究協力者ら全員で、写真と突き合わせながら、読みの妥当性を検討するものである。本年度9回の研究会の結果、『歴代古書年譜』(仁)の読解作業を進め、9点を残して、翻刻原稿の検討を終了した。これらは従来刊行されたことのない史料であるため、新史料を刊行するという本研究の目標にかなり近づいたといえよう。また本年度には、井戸村氏と関連の深い記録である『嶋記録』のうち、かつて小和田哲男氏が翻刻した内閣文庫所蔵のものではない、百々保氏所蔵の二本の写本の翻刻にとりかかった。そして二本とも、研究協力者への業務依頼によって、翻刻原稿が完成した。今後詳細な検討と、またすでに翻刻本のある内閣文庫蔵の写本とを突き合わせて再検討するという作業が残っているものの、これも井戸村氏関係史料の研究として順調な成果であると考えられる。また同様に井戸村氏と関連の深い、『妙意物語』の東大史料編纂所謄写本と、彦根市個人蔵の写本とを翻刻を研究協力者への業務依頼により行った。

前者については翻刻下原稿が完成しており、後者は予算の関係で未完成ではあるが、3分の2以上が終わっており、これも井戸村氏関係史料の研究成果として一定の進展をみたものといえよう。従って『歴代古書年譜』(勇)の翻刻が残っている点を除けば、ほぼ所期の成果達成に近づいているといえる。井戸村文書中の『歴代古書年譜』の最終巻(勇)の解読を行った。そのために東洋大学にて4月25日、5月23日、6月27日、7月25日、10月24日の五回にわたり研究会を行い、さらにそれら研究会のみでは解読作業が完了しないことは明白であるため、9月10日12日までの3日間、「かんぽの宿福井」(福井市)にて合宿を行い、集中的な解読作業を行った。その結果『歴代古書年譜』勇巻の文書116点総てを解読することができ、平成21年度から行ってきた『歴代古書年譜』智巻、仁巻双方の文書215点の解読作業と合わせて、『歴代古書年譜』所収の文書総ての解読を終えることができた。これにより現存する「井戸村文書」のうち6点を除き、長浜城歴史博物館に所蔵される井戸村家関係史料が総て解読されたことになる。以上の解読結果を暫定的に記録すべく、『歴代古書年譜』三巻の翻刻プリントを作成した。まず智、仁、勇それぞれの翻刻結果に基づき、長浜城歴史博物館で既に作成されていた目録の文書名の検討を行い、その結果修正された文書名に従って目録を作成した。次にその目録に基づいて、再度智・仁・勇それぞれの翻刻の再検討を経て、目次10頁、翻刻131頁に及ぶプリントを作成し、研究分担者、連携研究者、及び解読作業に加わった研究協力者それぞれで保持すると共に、これまで同史料を用いて研究業績を発表している研究者に私的に配布し、さらなる改善を期している。現在のところ『歴代古書年譜』(勇)の翻刻下原稿の検討が残っている。これは近世の書状など116点であり、相当な分量が今後の課題として残っているのは確かである。しかし一方これらは従来の翻刻はなく、また『歴代古書年譜』(仁)が検討中に、きわめて難解なものであることが判明したにもかかわらず、終了に近づいていること、また当該期間に関連史料の翻刻下原稿を作成したことを考えれば、作業は十分進展しているといえる。さらに今後最終年度に計画している、研究会(合宿)による集中的な検討が実現すれば、『歴代古書年譜』(勇)の翻刻下原稿検討が完成する可能性は十分にあると思われる。24年度が最終年度であるため、記入しない。先にも述べたように『歴代古書年譜』(勇)の翻刻下原稿の検討のために、2泊3日程度の研究会を予定している。
細胞複製を制御する細胞内シグナル伝達系と遺伝子発現の制御機構

低分子量GTP結合蛋白質Rasが、種々の細胞増殖因子の細胞内情報伝達系の構成因子としてc-fosなどの遺伝子の発現の制御に重要な役割を果していることが明らかになりつつある。RasにはGTP結合型の活性型とGDP結合型の不活性型があり、GTP結合型がその標的蛋白質に作用すると考えられている。また、種々の細胞増殖因子がRasのGDP結合型からGTP結合型への変換を促進することも報告されている。一方、私共は活性型Rasがc-fos遺伝子の発現を促進することを明らかにしている。しかし、高等生物におけるRasの標的蛋白質は永らく同定されなかった。他方、種々の細胞増殖因子がMAPキナーゼ・キナーゼを介してMAPキナーゼ/ERKを活性化することが明らかにされている。また、RasがMAPキナーゼの活性化に関与していることも報告されている。さらに、MAPキナーゼがTCFなどのc-fosの転写因子をリン酸化することも明らかにされている。私共は、Rasの標的蛋白質を同定する目的で、Rasが無細胞系でMAPキナーゼ・キナーゼを活性化する系を開発し、Ras依存性にMAPキナーゼ・キナーゼを活性化する蛋白質因子(Ras-dependent ERK kinase stimulator:REKS)を見出している。本年度の研究で、私共はREKSを高度に精製して、REKSがRasと複合体を形成する標的蛋白質であること、Ras依存性に活性化されてMAPキナーゼ・キナーゼをリン酸化して活性化するプロテインキナーゼであることを明らかにした。最近、RafキナーゼやStellキナーゼがMAPキナーゼ・キナーゼ・キナーゼとして働くことが報告されているが、REKSがこれらのキナーゼと異なることも明らかにした。以上の実験結果から、Rasは種々の細胞外シグナルに反応してGTP結合型に変換され、REKS、MAPキナーゼ・キナーゼ、MAPキナーゼのキナーゼカスケードを活性化して、TCFなどの転写因子を介してc-fosの遺伝子発現を制御していると考えられる。本年度の私共の研究成果から、Rasの標的蛋白質について着実な成果を挙げることができ、本年度の研究計画をほぼ達成できたと考えている。
近世中期における江戸の緑地学的研究-享保期の緑地に関する体系的解釈の試み-

本研究は、近代都市計画以前の都市空間を、今日の緑地学的視点に照らし合わせて、体系的解釈を試みる研究成果の一部である。造園学のうち、近代以前についての史的研究の中心課題は庭園に関するものであるが、今日の緑地の概念に照らし合わせると、並木や公に開放された園地、広場など、造園学の対象とする空間は庭園以外にも存在している。本研究においては、近代都市計画以前の都市、特に享保期の江戸に存在していた空間のうち、今日の緑地に匹敵する空間について、社会的背景の検討を通じて文化的、制度的な観点より研究を行った。本研究の中心的な成果は、享保期の江戸における公園的空間の成立に関するものである。享保期においては今日的な意味での都市公園制度は成立していないが、この時期に一般市民に開放された公園的空間としては、護持院が原のような火除地広場や、隅田堤、御殿山、飛鳥山、中野桃園、小金井堤のような公共の園地などが整備された。本研究においては、これらが享保改革の個別政策と密接な関連があることが明らかにされた。特に、公共の園地の整備については、享保改革の柱となる地域政策である江戸周辺の御鷹場制度の再興、および武蔵野新田開発との直接的関連を示し、(1)園地の整備過程が享保改革の三つの時期区分の各時期の政策において明確に位置づけられること、(2)園地の整備が政策的に注目されている地域に政策に則したかたちでなされていること、などから、享保期の江戸における公園的空間ならびに公園的制度は、地域政策の流れの中から成立していくものとした。今日の緑地に対応する当時の概念については管見の限りで明らかではないが、近代都市計画以前の日本における緑地の史的研究において、享保期は造園に関する技術や制度が大衆化したひとつの画期をなしていると考えられる。
CaO-MgO-Al_2O_3-Cr_2O_3-SiO_2系の高温高圧下における相関係

この研究において得られた成果の主なものは次の3点である。(1)岩石学的モデル系として重要なMgSiO_4-CaAl_2Si_2O_8-CaMgSi_2O_6-SiO_2系の1気圧下における相平衡におよぼすクロムの影響を検討した。その結果微量のクロム(Cr_2O_3=0.24wt%)の添加によって相関係が著しく変化することが判明した。クロムを含まない場合には出現しないカンラン石+斜方輝石+単斜輝石+スピネルの組合せが得られた。この組合せはスピネル・レールゾライトに相当する。このことは、少量のクロムの存在が斜長石レールゾライトからスピネル・レールゾライトへの転移圧力を低下させることを意味している。この転移圧力は一般に8kbとされているが、今回の結果は微量のクロムの存在がこの転移圧力に大きな影響を与えることを示唆している。(2)玄武岩の単純モデルとして重要な系の1つであるMgSiO_3ーCaAl_2O_8は従来の結果に種々の問題点があった。このためクロムの影響を検討する予備段階としてこの系の精密な再検討を行った。晶出する斜方輝石の組成はこの系の端成分では表言できず、また相の組合せからこの系は従来言われたような3成分系ではなく、4成分系に属することが判明した。(3)クロムの圧力下における影響を検討するため、CaMgSi_2O_6ーMgSiO_4ーCaAl_2Si_2O┣D28系に0.16wt%のCr┣D22┫D2O┣D23┫D2を加え10kbにおける実験を行った。その結果は単斜輝石の領域が著しく拡大し、スピネルの領域が縮少することを予想させるものである。この関係はクロムを含まない系の場合と基本的に同じであるが、クロムを含む場合にはその変化がより著しい。このことは共生鉱物と液相間の微量元素の分配の圧力依存性の問題に基するものであり、今後更に精密な実験による検討が必要である。62年度においては,課題とした系に属するもののうち岩石学的モデル系として最も重要な系であるMg_2SiO_4(フォルステライト)ーCaAl_2Si_2O_8(灰長石)ーCaMgSi_2O_6(透輝石系)ーSiO_2系の常圧下における相関係におよぼすCr_2O_3の影響を検討した. Cr_2O_3を0.24wt%加えた場合の相関係は,クロムを含まない場合に比べて次のような相違がある.スピネルの初相域が拡大し,灰長石の初相域は減少する.この結果リキダスにおいてはフォルステライトと灰長石は共存しなくなる.また次の2つの不変点が確認された.(1)フォルステライト+プロトエンスタタイト+透輝石+スピネル+液,(2)灰長石+プチトエンスタタイト+透輝石+トリディマイト+液である.(1)の組合せはスピネル・レールゾライトに相当するが,この組合せはクロムを含まない系では常圧では不安定である.常圧でこれに相当する不変点の組合せは斜長石レールゾライトである.

従来このクロムを含まない系の不変点の位置は不正確であったが,今回の研究においてはこの位置も精密に決定した.一般に,斜長石レールゾライトからスピネル・レールゾライトへの転移はクロムを含まない系においては8kbarとされている.今回得られた結果はマグマ中に少量のクロムが存在すれば,この転移圧力はかなり低くなると考えられ,今後はこの問題について検討する予定である.今回得られた結果のもう一つの重要な局面は,クロムの量によって不変点の位置が移動することである.このことは,マントル(スピネル・レールゾライト)の部分熔融によって発生する液(マグマ)の組成がクロムの量に左右されることを示唆しており,岩石学的に重要な問題を提起している.玄武岩を構成する重要な造岩鉱物である輝石と斜長石を代表する系はマグマ生成のモデルの考察にとって不可欠である。単斜輝石と斜長石を代表するCaMgSi_2O_6-CaAl_2Si_2O_8系におけるCrの影響についてはすでに代表者によって研究された。今年度においてはもう一つの系MgSiO_3-CaAl_2Si_2O_8に対するCrの影響を検討するため、その予備段階として、この系の相関係について詳細な再検討を行った。実験は常圧空気中において急冷法によった。その結果、フォルステライト+液=プロトエンスタタイト+灰長石の反応に温度巾(12701245°C)があり、またサブソリダスでは斜方輝石-灰長石-トリディマイトの組合せが見られるが、MgSiO_3に著しく富む領域では斜方輝石-トリディマイトの組合せとなる。これらの事実は従来は三成分に属するとされていたこの系が、実は四成分系の部分系としてとらえなければならないことを示している。今年度における第二の実験は高圧下における相関係に対するクロムの影響の検討のためのものである。CaMgSi_2O_6-CaAl_2Si_2O_8-Mg_2Si_2O_4系に0.2%のMgCr_2O_4を加えた組成に対し、10kbarの圧力下で実験を行った。この結果高圧下では透輝石の初晶域が著しく拡大し、スピネルの初結晶域が縮小することが判明した。このため常圧の場合とは相関係が異なるものになる。その関係はクロムを含まない系の場合と基本的には同じであるが微量のクロムを含む場合には透輝石領域の拡大とスピネル領域の縮小がより著しい。このことは共生鉱物と液相間の元素分配の圧力依存方の問題に基するものであり、今後さらに精密な実験が必要である。
南九州西岸地域の副振動発生予測に向けた海洋長波監視システムとハザードマップの構築

副振動は湾や港湾で起こる周期数分数十分の海水面の振動現象で、南九州西岸地域では冬春先にかけて頻繁に発生し、大きな振幅を持つ副振動は家屋浸水や船舶転覆、養殖生簀の破損など、さまざまな被害をもたらしている。本研究は甚大な被害を起こす危険度の高い副振動の発生予測に向けた海洋長波監視システムと副振動被害軽減に資するハザードマップの構築を目的としている。東シナ海上では大気の振動(気圧波)が海洋に長波を発生させる。気圧波と海洋長波の東方伝搬速度がおよそ一致すると、共鳴的カップリング作用で海洋長波の振幅が増大し、これに湾内での浅水増幅や湾水との共鳴作用が加わり、巨大な副振動が湾や港湾で発生する。そこで、本研究の目的を達成するため、以下の内容を実施する。1大きな副振動を発生させる危険度の高い海洋長波を効率的に捕らえられる地点を選定し、南九州西岸地域に到達する海洋長波の監視網を構築する。2監視網で自動観測された水位データを観測局装置からリアルタイムで中央監視局データ処理装置に通信し、統合・一元化したデータから検出された海洋長波が副振動を発生させる危険度の高いものか否かを判断する、副振動・海洋長波監視システムのプロトタイプ・モデルを開発する。3さまざまな副振動の波高・流速分布から想定される船舶や養殖生簀の避難場所、高潮や越波、道路・家屋浸水の区域や避難の情報を掲載したハザードマップを構築する。上記の内容1と3に関連し2018年度については、海洋長波監視網を構築するために2019年2月4月に副振動発生地点の上甑島、枕崎、天草、長崎、海洋長波監視候補地点の福江島,女島,宇治島,中之島の8地点で同時水位観測を実施した。また、上甑町副振動ハザードマップの構築のために、FVCOMを用いて副振動のモード特性(振動の腹や節の位置、波高・流速分布)を明らかにするためのプロトタイプ数値計算を行った。海洋長波監視網の構築については、上甑島、枕崎、天草、女島、宇治島の5地点に水位計を設置し、2019年2月3月の2ヶ月間、水位の現地観測を実施した。女島、宇治島、天草の水位計は2019年4月に回収を済ませており、今後は枕崎と上甑島の水位計を回収予定である。福江島と長崎の水位データは気象庁、中之島は海上保安庁から入手する計画である。したがって、現時点では8地点中の6地点で同時観測データを順調に収集できている。2019年3月21日20時頃に九州西岸全域の湾や港湾で大きな副振動が発生し、長崎では市中心部で冠水被害、枕崎では船舶の岸壁への衝突被害が起きている。研究代表者は10年間に渡って副振動の現地観測を実施しているが、海洋災害を引き起こすような大きな海洋長波と副振動を複数点で同時観測できた例は一度もなく、極めて貴重なデータを本研究で収集することができた。上甑町副振動ハザードマップの構築については、上甑島浦内湾(上甑町)で発生する副振動をFVCOMを用いた数値実験で再現できるかを検討した。第10管区海上保安部の観測結果を加えて浦内湾の海底地形データを充実し、格子幅1050mでチューニングするプロトタイプ計算を行った。浦内湾は湾中央部で2つに分岐し、桑之浦側と小島側の2つの湾奥を持つ形状をしているので、周期24.5分、12.5分、10.8分の3つの副振動が同時に存在し、周期24.5分は桑之浦側と小島側両方の湾奥部で腹、湾口部で節を持つ振動モード、周期12.5分は小島側湾奥部と湾口部で腹、湾分岐部で節を持つ振動モード、周期10.8分は桑之浦側と小島側両方の湾奥部で腹を持ち、シーソーのように振動するモードであることが観測で明らかにされている。プロトタイプ数値実験では、これら3つの振動モードの特性が良く再現されており、FVCOMは上甑島の副振動数値実験に有効であることが確認された。海洋長波監視網及び海洋長波監視システム、上甑町副振動ハザードマップの構築に向けて、2018年度は予定通りの研究が実施できたので、2019年度は当初の計画通りに、下記の研究内容を実施する。海洋長波監視網の構築に関しては、2019年23月に、副振動発生地点の長崎、天草、上甑島、枕崎、海洋長波監視候補地点の福江島、女島、宇治島、中之島の8地点で収集した水位データを相関分析することによって、大きな副振動を発生させる危険度の高い海洋長波を効率的に捕らえる地点を絞り込み、海洋長波監視網の完成を目指す。また、監視網の妥当性を評価するために、2020年13月に副振動発生地点と海洋長波監視地点で水位の再観測を実施し、海洋長波と副振動に関連する水位情報を収集する。副振動・海洋長波監視システムの構築については、気象海象観測システムインテグレータと協力体制を組んで、2018年度から水位と海面気圧をリアルタイムで計測し、中央監視局へ自動通信する副振動・海洋長波監視システムの設計を行っている。本年度もこれを継続して行い、監視システムのプロトタイプ・モデルを製作する。さらに、鹿児島県の自治体、漁協の協力の基に、2020年13月に上甑島でプロトタイプ・モデルの現地実験を行う計画である。

上甑町副振動ハザードマップ構築については、船舶の転覆は副振動の腹(最大波高地点)から避難することで転覆の危険度は減少し、養殖生簀の破損は副振動の節(最大流速地点)から移動することで破損の危険度は減少する。2018年度は副振動のプロトタイプ計算を実施し、FVCOMが副振動の数値実験に有効であることを確認したので、本年度は本計算を実施し、浦内湾の副振動と同じ周期の海洋長波が様々な波向を持って湾内へ進入した場合に起こり得る副振動の最大波高、最大流速分布を算定し、船舶の避難場所や養殖生簀の安全な設置場所を明らかにする。副振動は湾や港湾で起こる周期数分数十分の海水面の振動現象で、南九州西岸地域では冬春先にかけて頻繁に発生し、大きな振幅を持つ副振動は家屋浸水や船舶転覆、養殖生簀の破損など、さまざまな被害をもたらしている。本研究は甚大な被害を起こす危険度の高い副振動の発生予測に向けた海洋長波監視システムと副振動被害軽減に資するハザードマップの構築を目的としている。東シナ海上では大気の振動(気圧波)が海洋に長波を発生させる。気圧波と海洋長波の東方伝搬速度がおよそ一致すると、共鳴的カップリング作用で海洋長波の振幅が増大し、これに湾内での浅水増幅や湾水との共鳴作用が加わり、巨大な副振動が湾や港湾で発生する。そこで、本研究の目的を達成するため、以下の内容を実施する。1大きな副振動を発生させる危険度の高い海洋長波を効率的に捕らえられる地点を選定し、南九州西岸地域に到達する海洋長波の監視網を構築する。2監視網で自動観測された水位データを観測局装置からリアルタイムで中央監視局データ処理装置に通信し、統合・一元化したデータから検出された海洋長波が副振動を発生させる危険度の高いものか否かを判断する、副振動・海洋長波監視システムのプロトタイプ・モデルを開発する。3さまざまな副振動の波高・流速分布から想定される船舶や養殖生簀の避難場所、高潮や越波、道路・家屋浸水の区域や避難の情報を掲載したハザードマップを構築する。上記の内容1と3に関連し2018年度については、海洋長波監視網を構築するために2019年2月4月に副振動発生地点の上甑島、枕崎、天草、長崎、海洋長波監視候補地点の福江島,女島,宇治島,中之島の8地点で同時水位観測を実施した。また、上甑町副振動ハザードマップの構築のために、FVCOMを用いて副振動のモード特性(振動の腹や節の位置、波高・流速分布)を明らかにするためのプロトタイプ数値計算を行った。海洋長波監視網の構築については、上甑島、枕崎、天草、女島、宇治島の5地点に水位計を設置し、2019年2月3月の2ヶ月間、水位の現地観測を実施した。女島、宇治島、天草の水位計は2019年4月に回収を済ませており、今後は枕崎と上甑島の水位計を回収予定である。福江島と長崎の水位データは気象庁、中之島は海上保安庁から入手する計画である。したがって、現時点では8地点中の6地点で同時観測データを順調に収集できている。2019年3月21日20時頃に九州西岸全域の湾や港湾で大きな副振動が発生し、長崎では市中心部で冠水被害、枕崎では船舶の岸壁への衝突被害が起きている。研究代表者は10年間に渡って副振動の現地観測を実施しているが、海洋災害を引き起こすような大きな海洋長波と副振動を複数点で同時観測できた例は一度もなく、極めて貴重なデータを本研究で収集することができた。上甑町副振動ハザードマップの構築については、上甑島浦内湾(上甑町)で発生する副振動をFVCOMを用いた数値実験で再現できるかを検討した。第10管区海上保安部の観測結果を加えて浦内湾の海底地形データを充実し、格子幅1050mでチューニングするプロトタイプ計算を行った。
脊髄損傷後の自己修復メカニズムに関わる因子の同定と新規治療法の確立

中枢神経系は再性能に乏しく、一度損傷を受けると修復も再生もなされないと考えられて来たが、実際の臨床では不全麻痺の脊髄損傷であればかなりの運動機能回復が認められる。しかし、この機能回復メカニズムはほとんど明らかになっていない。本研究に於いては、マウス不全麻痺せき損モデルに於いて機能回復が認められる時期に脊髄に発現している全遺伝子の網羅的な解析を行い、自己修復メカニズムに関わる因子の同定を試みた。その結果、転写因子であるIRF8(Interferon Regulatory Factor8)が運動機能回復時期に顕著に発現していることを見出し、さらにこのIRF8欠損マウスに於いては損傷後の組織修復並びに運動機能回復が著しく阻害されていることが明らかとなった。このマウスに於いては、浸潤したマクロファージの収束化が欠落しており、さらに反応性アストロサイトの移動能にも影響を与えていることが明らかとなった。浸潤マクロファージの移動は補体C5aへの走化性がメインであることを確認し、さらにIRF8下流のメカニズムについてはプリン受容体の関与が必須であることを確認した。また、IRF8のリガンドであるインターフェロンγとLPSの投与により、早期からIRF8を活性化可能であり、結果として移動能の促進が早期からの損傷修復機構の発動につながり、有意に良好な運動機能の回復が得られた。これらの知見は中枢神経外傷にとって新たな治療コンセプトを提唱し、新規治療法開発へ繋がるものと期待された。尚、本成果はScience Advancesへ掲載された。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究に於いては、マウス不全麻痺せき損モデルに於いて機能回復が認められる時期に脊髄に発現している全遺伝子の網羅的な解析を行い、自己修復メカニズムに関わる因子の同定を試みている。これまでに、転写因子であるIRF8(Interferon Regulatory Factor8)が運動機能回復時期に顕著に発現していることを見出し、さらにこのIRF8欠損マウスに於いては損傷後の組織修復並びに運動機能回復が著しく阻害されていることが明らかとなった。また、IRF8のリガンドであるインターフェロンγとLPSの投与により、早期からIRF8を活性化可能であることを確認した。今後はIRF8がマクロファージの移動能に与える影響を解析するとともに、IRF8の活性化がせき損の病態に与える影響について解析する。転写因子であるIRF8が脊髄損傷後の自己修復に関与していることを見出した。また、レーザーマイクロダイセクションやセルソーターを用いることにより、浸潤したマクロファージや反応性アストロサイトを選択的に採取し、発現遺伝子解析を行う系の確立に成功した。特に、これまでは組織学的な形態のみで区別されていた反応性アストロサイトと瘢痕アストロサイトの発現遺伝子による違いを明確にすることに成功した。レーザーマイクロダイセクションやセルソーターを用いることにより、浸潤したマクロファージや反応性アストロサイトを選択的に採取し、発現遺伝子解析を行う系の確立に成功した。マクロファージにおけるIRF8が、補体C5aを介した経路により収束化することを明らかにし、さらに反応性アストロサイトがI型コラーゲンとの相互作用により瘢痕形成アストロサイトへの変化することを解明した。また、β1インテグリン抗体を用いることによりグリア瘢痕形成が可逆的であることを見出し、報告した。

その結果、転写因子であるIRF8(Interferon Regulatory Factor8)が運動機能回復時期に顕著に発現していることを見出し、さらにこのIRF8欠損マウスに於いては損傷後の組織修復並びに運動機能回復が著しく阻害されていることが明らかとなった。このマウスに於いては、浸潤したマクロファージの収束化が欠落しており、さらに反応性アストロサイトの移動能にも影響を与えていることが明らかとなった。浸潤マクロファージの移動は補体C5aへの走化性がメインであることを確認し、さらにIRF8下流のメカニズムについてはプリン受容体の関与が必須であることを確認した。また、IRF8のリガンドであるインターフェロンγとLPSの投与により、早期からIRF8を活性化可能であり、結果として移動能の促進が早期からの損傷修復機構の発動につながり、有意に良好な運動機能の回復が得られた。これらの知見は中枢神経外傷にとって新たな治療コンセプトを提唱し、新規治療法開発へ繋がるものと期待された。尚、本成果はScience Advancesへ掲載された。マクロファージの移動能にIRF8が関与している結果が示唆されたため、その分子的メカニズムの解明を試みる。特に、せき損後に発現する補体はマクロファージの走化性に関与すると言われているため、補体に対する遊走能をIRF8のloss of function/gain of function実験を行う。また、IRF8リガンドを投与した際の運動機能回復、組織修復程度を評価し、治療に繋がる可能性があるかを検討する。また、IRF8欠損マウスに於ける反応性アストロサイトに於いて、野生型アストロサイトと比較してどのような影響を受けているのかを解明する。マクロファージの移動能にIRF8ならびに補体経路が関与してことが明らかとなったため、C5aの下流であるプリン受容体抗体を用いてマクロファージの収束実験を行う。マクロファージの移動能を変化させた際の、反応生アストロサイトの移動能や組織修復に与える影響を解明する。さらに、マクロファージや反応生アストロサイトの運動能を制御することが、脊髄損傷後の機能回復や組織修復に&#32363;がる可能性があるかを検討する。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
P. endodontalisにおけるジペプチジルペプチダーゼの病原性解析

小児のう蝕は成人のそれと比較すると,急速かつ深部へ進行する穿通性であるのが特徴である.乳歯や幼若永久歯において,炎症がエナメル象牙境を通過し,歯髄や根尖部周囲組織へ波及した際,口腔内では歯肉膿瘍として臨床上観察されることがある.このような根尖病巣部や強い臨床症状を伴う歯の感染根管内から分離される菌が,Porphyromonas endodontalisである.我々は,同菌及び同属のP. gingivalisが如何にしてエネルギー源を獲得しているか探索し,細胞外ペプチドを分解してジペプチドを産生するジペプチジルペプチダーゼ活性を持つことに着目し,生化学的手法を用いて同酵素の解析を行った.本研究は,我々が発見した歯周病原性細菌Porphyromonas endodontalisジペプチジルペプチダーゼ(DPP)を中心として,同菌の病原性に関与するジペプチド分解系の全容解明およびその阻害経路確立を目指すものである。同属で慢性歯周炎の病原菌であるP. gingivalisとそのDPP遺伝子破壊株を各々比較しつつ検討し,両菌種生育のDPP依存性の評価やDPP酵素群の病原性解析について成果を得ることを目的としている。P. gingivalis ATCC33277株およびP. endodontalisATCC35406株については、まず1μg/mLメナジオン添加ABCM培地,嫌気条件下で培養を行い,ゲノムDNAを精製後,PCRで各対象DPP遺伝子CDSを増幅し末端処理後,DNA断片をpQE60ベクターの該当制限酵素部位にライゲーションした。Escherichia coli XL1-Blue株に導入し増殖後,1mM IPTGで誘導しリコンビナント分子を発現、C末Hisタグリコンビナント体をTalon樹脂を用いたアフィニティークロマトグラフィーで精製した。ペプチダーゼ活性は,各種合成ジペプチジルMCA蛍光基質を用いて測定した。続いて、アンピシリン等の耐性遺伝子を含む各DPP遺伝子の相同組換えDNA断片を作製する。これをP. gingivalisに導入し,該当薬剤添加培地上での培養でスクリーニングを行い,遺伝子破壊株を得た。また、P. endodontalisについても同様のエレクトロポレーション法にて遺伝子破壊株を作成中である。P. endodontalisの研究はほとんどなされておらず、遺伝子破壊株については報告もないことから、当研究はその先端を切るものである。今年度は,研究実績の概要にも記載した通りP. gingivalisおよびP. endodontalis DPP4, 5, 7, 11の発現・ペプチダーゼ活性測定については既に終了している。また、P. gingivalisについてはDPP多重遺伝子破壊株が得られている。しかしながら、今年度に予定していたP. endodontalisのDPP多重遺伝子破壊株については、未だ得られていない。ただし当該事項は、研究計画立案当初から困難が予測されていたものであり、種々の条件を試みて遺伝子破壊株獲得法を探索している。小児のう蝕は成人のそれと比較すると,急速かつ深部へ進行する穿通性う蝕であるのが特徴である.また,乳歯のエナメル質や象牙質の厚みが永久歯の半分程度であったり,乳歯や幼若永久歯の石灰化度が,成熟した永久歯より低かったりする形態的特徴が要因で,炎症は歯髄や根尖部周囲組織へ波及する.この際,口腔内では歯肉の腫脹として臨床上観察されることが多い.炎症が波及する際,強い臨床症状を伴う感染根管内や根尖病巣部より分離されるのが, Porphyromonas endodontalisである.我々は,糖非発酵性であり同属のPorphyromonas gingivalisのようなジンジパイン活性も持たないP. endodontalisが,如何にしてエネルギー源を獲得しているか探索し,細胞外ペプチドを分解してジペプチドを産生するジペプチジルペプチダーゼ(DPP)活性を持つことに着目した.そこでPeDPP5とPeDPP7を新規に同定すると共に、同菌の病原性にはこの我々が発見したPeDPPsが寄与している可能性を見出した.P. gingivalis及びP. endodontalisにおいては,細胞内局在予測プログラムPSORTb ver 3.0.2による解析で,基質特異性の異なる4種類のDPPsの局在は特定されなかったが,本研究期間中にP. gingivalisにおいてはDPP4, 5, 7, 11がペリプラズム画分に存在していることを見出した.P. endodontalisにおいてもオリゴペプチドがペリプラズム画分に移行した後,同画分においてエキソペプチダーゼ群によってジペプチドに分解され,菌体内に取り込まれる可能性が示唆された.本研究の今後の発展により,同菌の病原性に関与すると推測されるジペクチド分解系の全容解明及びその阻害経路確立が期待される.小児のう蝕は成人のそれと比較すると,急速かつ深部へ進行する穿通性であるのが特徴である.乳歯や幼若永久歯において,炎症がエナメル象牙境を通過し,歯髄や根尖部周囲組織へ波及した際,口腔内では歯肉膿瘍として臨床上観察されることがある.このような根尖病巣部や強い臨床症状を伴う歯の感染根管内から分離される菌が,Porphyromonas endodontalisである.

我々は,同菌及び同属のP. gingivalisが如何にしてエネルギー源を獲得しているか探索し,細胞外ペプチドを分解してジペプチドを産生するジペプチジルペプチダーゼ活性を持つことに着目し,生化学的手法を用いて同酵素の解析を行った.歯周病原性細菌P. gingivalisおよびP. endodontalisは糖非発酵性で、細胞外のタンパク質をエネルギー源として生育している。ヒトの口腔内においてこれらの菌は、細胞外タンパク質であるヒトの歯周組織を侵襲してエネルギー源とし、各々慢性歯周炎と根尖性歯周炎を引き起こすと考えらえている。このPorphyromonas属の両菌種は、オリゴペプチドをジペプチジルペプチダーゼ(DPP)がジペプチドに、一部はトリペプチジルペプチダーゼがトリペプチドに分解した後,菌体内に取り込む代謝構造を持つ。つまり、この代謝機序のうち、DPP活性を効果的に阻害できれば歯周病の予防が可能であると考えている。次年度においては、現在までの進捗状況にも記載したように、P. endodontalisのDPP遺伝子破壊株作成を継続するとともに、当初計画していたDPP遺伝子破壊株を用いた,両菌種生育のDPP依存性の評価を行う予定である。28年度が最終年度であるため、記入しない。矯正・小児系歯学28年度が最終年度であるため、記入しない。
下水汚泥から直接水素を生成する方法の開発とその反応メカニズムの解明

下水汚泥に触媒とガス化剤を混合して、それを水蒸気雰囲気下で加熱することにより水素を製造する方法において、1)触媒の選択と混合量の低減、2)均一混合を可能にする混合方法の選択、3)水分の添加量ならびに加熱温度の影響、4)試薬を用いた水素変換反応メカニズムの検討の4項目に関して検討を行った。1)に関しては、銅、鉄、アルミニウム、マグネシウムなども下水汚泥からの水素生成の触媒として添加したが、ニッケルほどの効果は見られず、実験を行った中では、ニッケルを使用した場合、最も水素生成量が多くなった。そのニッケルの混合量を下水汚泥中の炭素に対して、1、0.1、0モルと変化させたところ、ニッケルを1とした場合に比べ、0.1では水素の生成量が約半分であり、0の場合では、約10分の1まで水素の生成量が減少することが分かった。2)に関しては、下水汚泥を模したセルロースと触媒を模したガラスビーズの高速剪断式のシミュレーションを行った。高速剪断式では、セルロースが団子状になり、それにガラスビーズがコーティングされる状態となり、均一混合するためには、さらに別の機械式撹拌翼をつける必要があることが分かった。容器回転式では、単に団子状になるだけであり、混合は進んでいかなかった。3)に関しては、反応場へ水分を添加をすると、しない場合に比べ、水素の生成量は格段に増加する。水分の添加量を増加させると、ある水分量までは水素生成量が増加するがそれ以降は一定の値になった。また、加熱温度に関しては、300°Cではほとんど水素は生成することはなく、それ以上では加熱温度が高くなるにつれて、水素生成量も増加することが分かった。4)に関しては、水分を添加すると水素の生成量が増加することから、水分が反応に関係していると考えられ、現在の段階では、下水汚泥が一度炭化し、炭化したものと水分が反応し、水素が生成しているものと推定される。平成30年度の計画においては、下水汚泥からの水素の生成に関して、1)触媒の選択と混合量の低減、2)均一混合を可能する混合方法の選択、3)水分の添加量ならびに加熱温度の影響、4)試薬を用いた水素変換反応メカニズムの検討、の検討を行った。1)に関しては、使用した試薬の中ではニッケルを使用した場合に最も水素生成量が多くなった。ニッケルが水素生成コストの約6割を占めるため、ニッケルの量を極力減らし、水素の生成を最大にする量を見いだすことが必要であることが分かった。2)に関しては、下水汚泥を模したセルロースと触媒を模したガラスビーズで、高速剪断式のシミュレーションを行った。3)に関しては、水の添加量を調整して水素生成量を最大にし、加熱温度はできるだけ低下させ、投入するエネルギーを低減させることが必要であることが分かった。以上のことから、おおむね順調に進展していると判断される。1)シミュレーションによって選択した混合方法による下水汚泥との混合とその評価:2年度目で選択した混合方式による混合装置を購入し、実際に下水汚泥を用いてガス化剤と触媒との混合を行う。その評価としては蛍光X線分析(多元研共通機器)によって行う。混合した試料を水素の生成に用い、混合度合いと水素生成量の関係を明確にする。均一混合が進めば、水素の生成量が多くなるものと推察されるので、より均一になる混合条件を見いだす。均一混合が進まない場合には、再度粉体混合シミュレーションを行い、均一混合を可能にするパラメータを見いだし、それを制御してより均一な混合を図る。2)固体残渣からの触媒の回収あるいは固体残渣のガス化剤ならびに触媒としての再利用:ニッケル以外の触媒を探索したが、ニッケル以上に水素を生成する触媒が見つからなかったため、ニッケルの回収ならびに再利用の可能性を検討する。固体残渣中では金属ニッケルになっていると考えられるので、磁力選別を適用し、金属ニッケルの回収を検討する。固体残渣に含まれるニッケルは、再度、触媒として機能する可能性があるので、固体残渣を触媒として再利用することを検討する。さらには、再利用と回収を組み合わせ、さらなる投入原料の削減を図り、水素製造コストの削減を図る。3)重水を用いた反応メカニズムの検討:本提案では、下水汚泥にガス化剤と触媒を混合した後に、水蒸気雰囲気下で加熱するという極めて簡単なプロセスで水素を製造できるが、水蒸気雰囲気下にすると水素の生成量が2倍程度になることが予備的試験から明確になっている。下水汚泥にも混合するガス化剤や触媒の組成にも水素源が含まれているものの、水素ガスの起源が明確になっていない。そこで、重水素を滴下して重水蒸気雰囲気にし、どれほどの水素ガスが滴下した重水素から生成されたものかを明確にし、反応メカニズムの解明につなげる。

下水汚泥を原料として,それにガス化剤と触媒を混合し,水蒸気雰囲気下で加熱することにより水素を製造するプロセスの構築を試みた.本年度は,(1)触媒の探索,(2)ガス化剤の探索,(3)粘着性粉体の混合のモデリング,(4)下水汚泥のガス化・炭化挙動の把握を行った.下水汚泥は約80%の水分を含んでおり,水分が偏在していることが懸念されることから,110°Cで2日間乾燥させ,それを原料とした.(1)触媒の探索として,酸化アルミニウム,水酸化アルミニウム,水酸化マグネシウム,酸化鉄,水酸化銅,水酸化ニッケルを使用して水素生成実験を行った.水酸化ニッケルを使用した場合と同等あるいはそれ以上に水素生成する触媒は見つからなかったので,継続して調査することとした.(2)ガス化剤の探索として,蛎殻,ホタテの貝殻と水酸化カルシウムを使用して,水素生成実験を行った.蛎殻やホタテの貝殻を使用しても,水酸化カルシウムと同程度の水素が生成することがわかった.(3)混合のシミュレーションモデルとして,下水汚泥の粘着性を表現するために粒子間に付着力をいれたモデルを構築し,下水汚泥と乾燥汚泥を模した試料の混合実験と比較したところ,定性的な一致が見られた.(4)反応メカニズムを解明するために,下水汚泥のみの場合,下水汚泥に水酸化ニッケルのみを混合した場合,下水汚泥に水酸化カルシウムのみを混合した場合,水酸化ニッケルと水酸化カルシウムの両方を混合した場合の4つのケースにおいて,加熱し,水素生成を試みた.下水汚泥のみの場合では,水素はほとんど生成せず,水酸化ニッケルあるいは水酸化カルシウムを入れると水素生成量が増加し,両方入れるとさらに水素生成量が増大することが分かった.平成29年度の計画においては,以下の4項目を行った.1)触媒の探索として,酸化アルミニウム,水酸化アルミニウム,水酸化マグネシウム,酸化鉄,水酸化銅,水酸化ニッケルを使用して水素生成実験を行った.水酸化ニッケルを使用した場合と同等あるいはそれ以上に水素生成する触媒は見つからなかったので,継続して調査することとした.2)ガス化剤の探索として,蛎殻,ホタテの貝殻と水酸化カルシウムを使用して,水素生成実験を行った.蛎殻やホタテの貝殻を使用しても,水酸化カルシウムと同程度の水素が生成することがわかった.3)混合のシミュレーションモデルとして,下水汚泥の粘着性を表現するために粒子間に付着力をいれたモデルを構築し,下水汚泥と乾燥汚泥を模した試料の混合実験と比較したところ,定性的な一致が見られた.4)反応メカニズムを解明するために,下水汚泥のみの場合,下水汚泥に水酸化ニッケルのみを混合した場合,下水汚泥に水酸化カルシウムのみを混合した場合,水酸化ニッケルと水酸化カルシウムの両方を混合した場合の4つのケースにおいて,加熱し,水素生成を試みた.下水汚泥のみの場合では,水素はほとんど生成せず,水酸化ニッケルあるいは水酸化カルシウムを入れると水素生成量が増加し,両方入れるとさらに水素生成量が増大することが分かった.以上のことから,おおむね順調に進展していると判断される.下水汚泥に触媒とガス化剤を混合して、それを水蒸気雰囲気下で加熱することにより水素を製造する方法において、1)触媒の選択と混合量の低減、2)均一混合を可能にする混合方法の選択、3)水分の添加量ならびに加熱温度の影響、4)試薬を用いた水素変換反応メカニズムの検討の4項目に関して検討を行った。
ウイルスによる宿主細胞周期異常の発現機構に関する分裂酵母を用いた研究

エイズの原因となる1型ヒト免疫不全ウイルス(HIV-1)のアクセサリー蛋白Vprは宿主の細胞周期をG2期で停止させ、これはHIV-1の複製や病原性機構にとって重要であることが示唆されている。しかし、Vprによる細胞周期の停止機序は今まで不明であった。一方、ヒトなどの高等真核生物と同様の細胞周期制御機構を持つ分裂酵母でも、VprがG2期停止を起こすことが近年報告された。本研究では、Vprを分裂酵母の種々の変異株で発現させその影響を比較解析した。その結果、Vprによる細胞周期停止にはWee1、Ppa2、Rad24等の宿主因子が必要であることが明らかになった。Wee1は、G2期からM期への移行に必要な酵素Cdc2を抑制する蛋白である。Ppa2は蛋白脱リン酸化酵素2A(PP2A)の活性部位サブユニットであり、ユビキチン経路を介するWee1の分解にPP2Aが拮抗的に働く可能性が報告されている。従ってVprはPP2Aの活性化によりWee1の分解を抑え、蓄積したWee1がCdc2を抑制することにより細胞周期が停止する可能性が示唆された。この可能性については現在さらに検討中である。放射線や化学物質などで染色体DNAに損傷を生じた際、それが修復されるまで細胞周期を停止させる機構(いわゆるDNA damage checkpoint;DDC)を細胞は具備している。Rad24はこのDDCに必要な蛋白である。しかしVprによる細胞周期停止は、rad1変異株などDDCの働かない分裂酵母にも認められた。従ってVprによる細胞周期停止にDDCが直接関与している可能性は否定された。分子遺伝学的解析が容易で、ヒトの細胞とも機能的共通性のある分裂酵母は、ウイルスによる宿主細胞周期異常の研究にも有用であることが示された。分裂酵母を用いたウイルス学研究は今後新たな研究分野として発展する可能性が期待される。
部分的硝化脱窒法を取り入れた省エネ型膜分離活性汚泥法の開発

硝化脱窒の反応経路をNO3-経由からNO2-経由とすることで、浸漬型膜分離活性汚泥リアクターの運転に必要な曝気量を28%削減することに成功した。本結果は、硝化反応をNO2-でとめる部分的硝化の導入が、膜分離活性汚泥法の省エネルギー運転に有効であることを実証するものであった。また同成果に付随して,部分的硝化の制御因子, NO2-経由の硝化脱窒に関わる微生物群集,膜ファウリングの制御等に関する知見を得たので,併せて報告する。生物学的窒素除去法の1つである硝化脱窒法において、排水中のアンモニアは以下の硝酸イオンを経由する経路で窒素ガスに変換される(NH_3→NO_2^-→<NO_3^-→NO_<2^->^->_-→NO→N_2O→N_2)。この経路は、硝化を亜硝酸イオンで止める操作(部分的硝化)により、下線部を省略した亜硝酸イオン経由の経路に短縮される。本研究の最終目標は、膜分離活性汚泥法と部分的硝化脱窒法(亜硝酸イオン経由の硝化脱窒)を組み合わせた生物学的窒素除去法の開発である。本年度は、酢酸塩を主要な炭素源とする硝化脱窒リアクターを実験室で運転し、亜硝酸イオン経由の硝化脱窒を安定的に行うための運転条件について調べた。また同リアクター内の硝化細菌(アンモニア酸化細菌および亜硝酸酸化細菌)の遺伝子量をreal-time PCR法により測定し、硝化脱窒の経路との関連について調べた。1リアクターの運転条件について亜硝酸イオン経由の硝化脱窒を安定的に行うためには、リアクター内の溶存酸素濃度とリアクターに添加する排水のアンモニア濃度を調整することが重要であった。それら因子を制御することにより、温度25°Cのもと約100日間の亜硝酸イオン経由の硝化脱窒を行うことに成功した。また同因子の制御値を変更することで、亜硝酸イオン経由の硝化脱窒を硝酸イオン経由とすること、また再び亜硝酸イオン経由に戻すことにも成功した。2硝化細菌の遺伝子と硝化脱窒の経路との関連についてアンモニア酸化細菌の遺伝子量(A)と亜硝酸酸化細菌の遺伝子量(B)の比(A/B)は、硝化脱窒が亜硝酸イオン経由に移行する過程において増加し、硝酸イオン経由に移行する過程において減少した。これは遺伝子量の比の変化が、硝化脱窒の経路の変化と関連があることを示唆する結果であった。来年度は亜硝酸イオン経由の硝化脱窒膜分離活性汚泥リアクターにおけるファウリングについて研究を行う予定である。生物学的窒素除去法の1つである硝化脱窒法において、排水中のアンモニアは以下の硝酸イオンを経由する経路で窒素ガスに変換される(NH_3→NO_2^-→NO_3^-→NO_2^-→NO→N_2O→N_2)。この経路は、硝化をNO_2^-で止める操作(部分的硝化)により、下線部を省略した必要曝気量の少ないNO_2^-経由の経路に短縮される。本研究の最終目標は、膜分離活性汚泥法と部分的硝化脱窒法(NO_2^-経由の硝化脱窒)を組み合わせた省エネ型の生物学的窒素除去法の開発である。本年度は硝化脱窒膜分離活性汚泥リアクターを実験室で運転し、NO_2^-経由の硝化脱窒を安定的に行うための運転条件について調べた。そして同リアクター内の硝化細菌(アンモニア酸化細菌および亜硝酸酸化細菌)の活性や遺伝子量を測定し、硝化脱窒の経路との関連について調べた。またNO_2^-以降の還元反応(脱窒反応)についても、別途回分式脱窒リアクターを運転し、その脱窒活性や脱窒を担う細菌群集について調べた。1膜分離活性汚泥リアクターの運転条件NO_2^-経由の硝化脱窒を行うためには、リアクター内のアンモニア濃度の調整が重要であることを確認した。同濃度の調整により、膜分離活性汚泥リアクターにおいて約50日間の亜硝酸イオン経由の硝化脱窒を行うことに成功した。2硝化細菌の活性や遺伝子量と硝化脱窒の経路との関連硝化脱窒の経路の変化は硝化細菌の活性の変化と対応した。一方経路の変化と硝化細菌の遺伝子量の変化にはほとんど対応がなかった。本研究のリアクターでは、硝化細菌の活性の変化が硝化脱窒の経路の変わる指標であった。3回分式脱窒リアクターの解析脱窒の電子受容体をNO_3^-からNO_2^-に切り替えると、脱窒活性が一時的に低下することがわかった。これは電子受容体がNO_3^-とNO_2^-のときでは、脱窒を担う細菌群集が異なることが一因となっているようであった。

生物学的窒素除去法の一つである硝化脱窒法において、排水中のNH_3はNO_3^-を経由する以下の経路で窒素ガスに変換される(NH_3→NO_2^-→NO_3^-→NO_2^-→NO→N_2O→N_2)。この経路は、硝化をNO_2^-で止める操作(部分的硝化)により、下線部を省略した必要曝気量の少ないNO_2^-経由の経路に短縮される。本研究の最終目標は、膜分離活性汚泥法と部分的硝化脱窒法(NO_2^-経由の硝化脱窒)を組み合わせた省エネ型の生物学的窒素除去法の開発である。最終年度である本年度は、昨年度までに知見を得た部分的硝化を達成する条件の下、浸漬型の膜分離活性汚泥装置でNO_2^-経由の硝化脱窒を行い、運転に必要な曝気量を実測した。また昨年度の研究実績報告書に記したとおり、硝化細菌の活性の変化は、硝化脱窒がNO_3^-経由からNO_2^-経由に移行する指標であった。そこで膜分離活性汚泥装置内の硝化細菌の活性の変化を迅速に把握する目的で、イオン電極により活性汚泥中のNH_4^+,NO_3^-,NO_2^-濃度の変化を測定した。1 NO_2^-経由の硝化脱窒による曝気量の削減効果部分的硝化により硝化脱窒をNO_3^-経由からNO_2^-経由とすることで、浸漬型膜分離活性汚泥装置の運転に必要な曝気量を28%削減することに成功した。本結果は、部分的硝化脱窒法を取り入れた膜分離活性汚泥法が、省エネ型生物学的窒素除去法であることを実証するものであった。2イオン電極による活性汚泥中のNH_4^+,NO_3^-,NO_2^-濃度の測定イオン電極により簡易に測定した活性汚泥中のNH_4^+,NO_3^-,NO_2^-の濃度は、公定法により測定したそれらの濃度とは異なった。しかし経時的な濃度変化の測定においては、その増減傾向が一致した。本結果は、硝化細菌の活性をイオン電極で簡易かつ迅速に追跡できる可能性を示すものであった。
先進国における文化的・社会的変容の比較研究：北欧と日本に注目して

北欧諸国と日本は、異なる経緯で資本主義経済や民主主義体制を発達させてきたが、今日では高齢化社会を支える社会福祉の維持という共通課題を持つ。福祉国家の成功モデルと目される北欧でも、近年では移民や世代間格差の問題が懸念されている。日本では人口減少と高齢化の同時進行が、福祉制度の存続に影を落としている。両者がどのような社会的基盤から発展・変容してきたか、社会福祉を始めとする課題にどう対応しようとしているか、人々の考え方・価値観に関するWorld Values Survey、Asian Barometer、Nordics surveys、CSES等の時系列的・国際的大規模データから読み解いていく。