hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
OSTNが仲介する骨膜依存的な海綿骨形成機構の解明

計画1の骨膜骨芽細胞をラベルする方法として大きな変更が必要である。先日、カテプシンK (Ctsk)プロモーターでラベルされる骨膜細胞が、骨膜の幹細胞の一つとされ、成長期の皮質骨形成や骨折治癒に寄与していることが報告された[Nature, 562, 133-139 (2018) ]。我々はこのマウスをすでに入手し、Ctsk-Cre依存性にOsterixを欠損させたマウスを作成し、海綿骨の形成について詳細に解析する必要があると考えている。さらに、我々はCNPの標的であるNPR3を発現細胞が骨膜の幹細胞である可能性を指摘している。したがって、NPR3発現細胞とCtsk-Creでラベルされる骨膜幹細胞との関係性を詳しく解析する予定である。計画4の骨血管の解剖学的詳細を明らかにするについても皮質骨血管を詳細にイメージングした報告があり、動脈では80%、静脈では59%の血液が皮質骨を通過していることが明らかになっている[Nature Metabolism,1, 236-250 (2019) ]。しかし骨膜の血管については、未だ明らかでは無い。そこで骨膜イメージング法を立ち上げ、OSTN発現細胞と骨膜血管との関係性を具体的に明らかにする予定である。本年度は研究所の移転などにより、使用予定であったマウスの搬入が延期となったため、次年度に繰越すこととした。
p53機能喪失がん細胞特異的なアポトーシス誘導経路の解明

がん監視の要であるp53依存性アポトーシス誘導能を喪失したがん細胞において、本課題で同定したアポトーシス誘導経路は、第2の監視機構としてがん浸潤を抑制する安全装置として機能しうることが示唆された。一方、がん浸潤を正に制御する転写因子snailは直接的に上皮間葉転換を介して浸潤能を付与するのみならず、本課題で同定したp53非依存的アポトーシス誘導経路を間接的に抑制することにより、本来排除されるべき'危険な'がん細胞をその監視機構から逸脱させていることが示唆された。がん治療のストラテジーとしてp53依存的な経路がエフェクターとして作動する場合を想定すると、p53を喪失しているがん細胞は標的となりえず、むしろ正常細胞が標的となってしまうことが危惧される。申請者は、がん細胞が癌化ストレス応答の要でもあるp53が無いにもかかわらず、アポトーシスが誘導されることに着目し、p53欠損細胞を用いて、がん特異的なp53非依存的アポトーシス誘導の分子機構を検索した。以下に本年度の成果を挙げる。1 p53変異口腔がん細胞株は上皮間葉移行に伴い浸潤能が亢進することを確証した。2これはp53非依存的な転写因子Snailによってp53ファミリー遺伝子p63が転写抑制を受けることに相関がある事を見出した。3口腔がん細胞株はp63をノックダウンすると浸潤能を獲得する集団と、FoxO-Bim経路が活性化しアポトーシスが誘導されする集団が共在することを見出した。4 Bimをノックダウンするとp63ノックダウンによるアポトーシスが阻害されることから、上皮間葉移行に平行して活性化する、がん特異的なp53非依存的アポトーシス誘導の分子機構が同定できた。p53依存性アポトーシスは、がん化ストレスに対する抵抗策の要である。申請者は、p53機能を喪失したがん細胞も、依然として様々なストレス応答性のアポトーシスを実行できることに着目しp53欠損がん細胞株を用いてp53非依存的アポトーシス誘導の分子機構を検索した。昨年度は、p53欠損口腔がん細胞株においてp63をノックダウンすると、FoxO-Bim経路が活性化しアポトーシスが誘導されることを見出した。昨年度の成果を発展させることで得られた本年度の成果を以下に挙げる。1 p53機能欠損口腔がん細胞株においてp63ノックダウンはp53非依存的アポトーシスを誘導したが、それを回避して浸潤能を獲得していた集団を見出した。2高浸潤能獲得にかかわる遺伝子群はp53非依存的アポトーシスに抵抗性/感受性を付与する可能性があるため、発現解析を行い、複数分子を候補として同定した。3 2で同定した分泌タンパクcyr61をp53機能欠損口腔がん細胞株に導入したところ、p63ノックダウンに伴うアポトーシスが回避されるのみならず、浸潤能亢進が認められた。これら成果より、p53機能喪失がん細胞に特異的なアポトーシス誘導経路はcyr61等の外的因子により抑制が可能であり、がん浸潤能の制御にも関与することが示唆された。
授業音声における発話速度の自動測定

教育学部4年生学生2名による模擬授業の音声を収録し、書き起こしテキストと、オープンソース汎用大語彙連続音声認識エンジンであるJuliusによる音素の強制割付から、モーラ持続長変化を求めた。さらに10モーラ程度の長さで移動平均を求め、発話速度の変化傾向を表現した。発話速度が大きく変化していると聴取される複数のサンプルについて、本研究の発話速度変化傾向表現は、おおむね良好な結果を得た。音素境界推定精度の向上が課題である。研究初年度の平成19年度は、主に機材の整備と資料音声の録音、および関係学会の動向調査を行った。教育学部4年生学生2名による模擬授業(フリースクールでの授業のリハーサル)の音声を収録した。ヘッドセット型マイクロホンとラベリア型マイクロホンの両方を装着し、収録音声の品質。話者の装着感、および生徒役で参加した学生から見た装着の違和感などの違いを検討している。収録した模擬授業は生徒役の発言が比較的少なく、静かな環境のもとで教師役が話すものだったため、現在のところラベリア型マイクロホンが、音質面でも装着感の面でも優位である。収録した音声を5秒程度ずつの部分に切り分け、オープンソース汎用大語彙連続音声認識エンジンであるJuliusによる音素認識を試みている。2名の話者のうち、平穏に話すスタイルの1名の話者について、おおむね良好な認識結果が得られる見通しである。しかしながら比較的表情豊かに話すスタイルのもう1名の話者では、声の大きさの大きな変化や、発話速度の大きな変化により、認識に困難が予想される。この作業は次年度も引き続き行う。関係諸学会に参加し、研究動向を調査した。平成19年度は教育方法学会、日本教育工学会、情報処理学会コンピュータと教育研究会、情報システム教育学会に参加した。教育系の学会で音声分析を取り入れている例は比較的少なく、新たな話題・視点として発表することも可能であるとの感触を得ている。平成19年度は、音声の収録に学生の協力を得たが、既に予定されていたリハーサルに参加して収録したため、すべてボランティアでの協力であった。このため平成19年度は謝金を必要としなかった。しかし次年度は、評価のための込み入った聴取実験も予定しているので、被験者への謝金が必要となる予定である。話者の装着感、および生徒役で参加した学生から見た装着の違和感などの違いを検討した。収録した音声を1秒から12秒程度の部分に切り分け、オープンソース汎用大語彙連続音声認識エンジンであるJuliusによる音素認識を試みたが、学習を行わない簡便な方法で行ったことなどから、結果は思わしくなかった。そこで聴取により書き起こしテキストを作成し、音素列既知の条件の下でJulius (Julian)に音素の強制割付を行わせ、音素境界を推定させた。求めた推定音素境界からモーラ持続長を求め、これより発話速度変化を半自動的に記述した。1モーラごとの持続長変化は細かく変化すること、また、個々のモーラ境界は推定により求められたものなので必ずしも正確ではないことから、10モーラ程度の長さで移動平均を求め、発話速度の変化傾向を表現した。課題としては、本研究ではポーズを特に区別せずに扱ったため、長めのポーズを頻繁に挿入する方法での「ゆっくり感」の演出と、実際に発話部分の速度が低下しているものを区別できない。さらに、音素境界の推定を大幅に誤る例も散見された。主な原因としては、切り出し単位内の長いポーズや、生徒役の発声の重畳、雑音などを処理しきれず、特定部分に割付が集中することなどが考えられる。
長門鋳銭司の実態解明による古代官営工房運営システムの研究

本研究では、長門国に置かれた古代日本の官営銭貨鋳造組織である鋳銭司を主たる研究対象とし、その実態や他の生産組織との比較を文献史学と考古学の双方の視点から研究することにより、古代日本における官営工房の運営システムの解明を目指した。その結果、長門鋳銭司では他の古代官営工房(飛鳥池工房、長登銅山)と同様の工人管理システムが採用されており、このシステムが古代日本の官営工房で一般的であったことが明らかになった。本研究は、古代日本の官営銭貨鋳造組織である鋳銭司で行われた銭貨鋳造の実態を分析し、古代日本における官営工房の運営システムを明らかにするものである。本年度は第2年度となるが、主たる調査対象として計画していた長門鋳銭司跡出土木簡は、保存状態の改善を目指して調査機関の下関市教育委員会および関係機関により科学的処理中であり、本年度中には木簡釈読調査を実施することができなかった。そこで本年度は、長門鋳銭司跡出土木簡の分析にあたって比較検討対象となる以下の資料についての調査を主として実施した。1.長登銅山跡出土木簡の調査:本研究開始に先立つ予備的調査の結果、本研究において主たる調査分析対象としている長門鋳銭司跡出土木簡は、奈良時代の官営銅山遺跡であり長門鋳銭司にも官銭鋳造の原料銅を供出したと考えられている長登銅山跡から出土した木簡と内容・様式面で深い関連性を有していることが分かっている。そこで本年度も、初年度に続いて長登銅山跡出土木簡の所蔵機関である美祢市長登銅山文化交流館に出張を行い、木簡の実物観察および釈文の検討を行い、長門鋳銭司跡出土木簡との比較にあたって留意されるいくつかの特徴について検討し、今後の調査へ向けての基礎的情報を得た。2.古代出土文字資料の調査研究:本研究では長門鋳銭司跡を主たる分析対象としつつ、最終的には古代官営工房全般を通じた運営システムの解明を目指しており、古代における様々な造営組織についての実態的検討を行うこととしている。本年度は、古代長門国での産銅・銭鋳事業において、主に物資輸送システムを解明するための重要な鍵となるであろう「秦益人刻書石錘」の実物調査を山口市小郡文化資料館に出張して実施した。また、明治大学古代学研究所・名古屋市立博物館等で実施された学術シンポジウム等に参加し、聴講・討論を通じて古代出土文字資料に関する全般的な理解を深めた。初年度となる本年度は、長門鋳銭司跡出土木簡の調査機関である下関市教育委員会に出張を行い、調査担当者との協議により木簡釈読調査へ向けた協力体制の構築を目指した。協議の結果、現在同委員会では調査指導委員の選定を含む調査体制の構築を行っている過程であり、拙速な調査への着手は必ずしも望ましい結果をもたらさないと判断された。そこで本年度は、長登銅山跡出土木簡の所蔵機関である美祢市長登銅山文化交流館に出張を行い、木簡の実物観察および釈文の検討を行い、長門鋳銭司跡出土木簡との比較にあたって留意されるいくつかの特徴について検討し、次年度以降の調査へ向けての基礎的情報を得た。2.「五十戸」文字瓦の調査:本研究では長門鋳銭司跡を主たる分析対象としつつ、最終的には古代官営工房全般を通じた運営システムの解明を目指しており、古代における様々な造営組織についての実態的検討を行うこととしている。本年度は官衙・寺院等の建造物造営にあたって地方行政組織がいかに関与していたかを追究するため、栃木県立なす風土記の丘資料館・明治大学古代学研究所に赴いて、七世紀後半のサト表記「五十戸」を銘記した瓦を現物調査し、その書体や資料の年代観についての知見を得た。本年度は第3年度となるが、主たる調査対象として計画していた長門鋳銭司跡出土木簡は、保存状態の改善を目指して調査機関の下関市教育委員会および関係機関により引き続き科学的処理中であり、本年度中には木簡釈読調査を実施することができなかった。そこで本年度は、長門鋳銭司跡出土木簡の分析にあたって比較検討対象となる以下の調査を主として実施した。1.豊前国における古代産銅の調査:古代の長門国における産銅との比較検討のため、やはり古代の主要産銅地であった豊前国における古代官衙・寺院・集落の分布状況を調査した。具体的には、豊前国域に相当する福岡県行橋市・みやこ町、大分県中津市・宇佐市一帯に所在する古代遺跡の実地踏査を行った。

その結果、この地域には特に古代寺院が稠密に分布していることが把握でき、初期の産銅を担った主要な集団と考えられる渡来系氏族の居住実態についての知見が得られた。2.古代造営組織の調査研究:本研究では長門鋳銭司跡出土木簡を主たる分析対象として鋳銭司の官司・工房運営を復元することを目指すが、同時に古代官営工房全般を通じた運営システムの解明も主要課題として位置づけている。そのため、古代における様々な造営組織についての実態的検討を進めている。本年度は、7世紀後半の国家的複合工房である飛鳥池遺跡(南地区)に関わる造営事業について、同遺跡出土木簡の分析に基づいて検討を行った。その結果、天武天皇十年前後に離宮・ミコ宮・キサキ宮といった国家的造営事業が集中して行われ、飛鳥池遺跡の工房がそのための資材を大量に供給していた実態を明らかにした。この研究成果は、「石川宮考」と題する口頭報告および論文(投稿済、2015年度刊行確定)として公表した。長門鋳銭司跡出土木簡の保存処理を実施している奈良文化財研究所で処理前に撮影した木簡のカラー画像および赤外画像を閲覧することができ、水漬け状態の最終段階での木簡釈読が実現した。その結果、本研究開始直前に予備調査として下関市で実見した際の木簡の状態と、今回の処理直前の状態にさほど変化がなく、予備調査段階での仮釈読案を大きく改める必要のないことが分かった。長門鋳銭司跡出土木簡については、埋蔵地点の土中に多量の銅滓が含まれていることから、銅イオンの木材への浸透により予備調査時点では墨書がよく見えていなかったのではないかという懸念があったが、約5年が経過しても墨書の見え方に大きな変化はなく、予備調査時点で十分に銅イオンの排出が進んでいたことが判明した。また、画像上で見る限りにおいては、処理直前の段階でも墨書の状態は顕著に劣化してはおらず、約5年前の状態をほぼ保っていることがうかがえた。処理前の釈読案と処理後の釈読案を比較することは期間内にはできなかったが、少なくとも処理前釈読案については現状で最良のものが得られたと考える。下関市立考古博物館への出張調査を行い、保存処理対象以外の木簡、および伴出遺物の全般的な調査を行った。木簡の肉眼での釈読にはほぼ支障がない状態だったが、顕著に文字が読み取れるものはほとんど無く、わずかな残画が確認できるのみであった。調査には考古学と保存科学の研究者が同行し、遺物の現況や、将来的に進めるべき理化学分析の方向性について情報交換を行った。さらに、平成26年度試掘調査で覚苑寺境内から出土した瓦を実見し、鋳銭司の庁舎立地についての有力な手がかりを得た。研究成果として、単著『日本古代の寺院と社会』を刊行した。本書では、中央の寺院造営における三綱の役割、地方の寺院造営における知識の役割を解明し、本研究で進めてきた古代造営組織の比較に関する研究成果の一端を示した。本研究では、長門国に置かれた古代日本の官営銭貨鋳造組織である鋳銭司を主たる研究対象とし、その実態や他の生産組織との比較を文献史学と考古学の双方の視点から研究することにより、古代日本における官営工房の運営システムの解明を目指した。その結果、長門鋳銭司では他の古代官営工房(飛鳥池工房、長登銅山)と同様の工人管理システムが採用されており、このシステムが古代日本の官営工房で一般的であったことが明らかになった。第3年度目となる本年度は、長門鋳銭司跡出土木簡の調査所蔵機関である下関市教育委員会の協力の下、木質遺物の総点検・光学機器を用いた墨書の有無の確認・木簡に特有な加工痕の有無の確認といった基礎的整理作業を実施する予定であった。
霊長類レトロウィルスの起源と分子進化-アフリカのHIV/HTLVの遺伝子解析

AlDS:(後天性免疫不全症候群)の原因ウイルスであるヒト免疫不全ウイルス(HlV)はサル免疫不全ウイルス(SIV)と共に霊長類レンチウイルスの一亜群を形成している。霊長類レンチウイルスの進化系統を明らかにすることはHIVの起源のみならずその病原性の理解の一助となる。本年度では、HIV-1の起源地と考えられている中央アフリカのカメルーンに生息するマンドリル由来のSIVの解析を行った。ヤウンテ大学病院を基点に、カメル-ン南部のエボロワ周辺の村落でペットとして飼育されていた33頭のマンドリルの疫学調査をしたところ、うち4頭がSIV抗体陽性であった。これらの4頭のマンドリルがもつSlVmnd(マンドリル免疫不全ウイルス)は、そのpol遺伝子integrase領域(288bp)の分子系統解析により、既報のどの霊長類レンチウイルスとも全く異なる独自のグループを形成した。そのうち2例からウイルス分離に成功し、その1株(SlVmnd98CM16)の全ゲノム解析を行った。このウイルス株は全長9514bpであり、遺伝子構造は修飾遺伝子としてHIV-2が持つvpx遺伝子を持っていた。分子系統解析の結果、この株のgagからvpr遺伝子領域は、異なる2つの領域から成り立っており、1つはHIV-1/SIVcpz(チンパンジー由来のSlV)に近縁なSIVrcm(アカエリマンガベイ由来のSIV)とグループを形成する領域であり、もう1つの領域は今迄に報告のない独自の群を形成する領域であった。またenvからnef遺伝子領域では、既報のガボンのマンドリル由来のSIVmmdGS1株と同じグループを形成した。このことから、このウイルス株は一つの祖先ウイルスから進化してきたのではなく、複数のSIV間の組換え体であると考えられた。このことは過去の中央アフリカにおける霊長類間の種間感染を示唆するものであり、ウイルスの組換えが霊長類レンチウイルスの進化に大きく関わっていると考えられた。本年度は、HIV-1(ヒト免疫不全ウイルス1型)の起源ウイルスとされる、中央アフリカに生息するドリルから分離されたSlVdrl(ドリル免疫不全ウイルス)を対象として、ウイルスの中でも特異な多様性をもつ霊長類レンチウイルスの起源と進化にアプローチすることを目的とした。特に中央アフリカのカメルーン共和国より同定した2つのSlVdrlのウイルス分離を試み、遺伝子配列を決定したうえで、中央アフリカに拡がるHIV-1と比較した。ヤウンデ大学附属病院を基点に、カメルーン南部のエボロワ周辺の村落でペットとして飼育されている62頭のサルから採血した。うち、ドリル31頭から2頭のHIV陽性検体を得て、リンパ球分離を試みた。アカゲザルのリンパ球と共培養したものよりウイルスが分離され(SlVdrl)、pol遺伝子インテグラーゼ領域の遺伝子を分子系統解析した。これまで解析されているHIV-1はチンパンジーから分離されたSlVcpzと共に分子系統樹でHIV-1/SlVcpz群を形成し、HIV-1のチンパンジー起源説を示唆する。SlVdrlはカメルーンに流行するいかなるHIV-1とも異なり、また近縁種のマンドリルから分離されたSlVmndとも一致しなかった。分子系統樹でSlVdrlはHIV-1/SlVcp群の外側に位置しており、かなり速い時期の分岐が示された。以上の結果は、ヒトの持っHIV-1がチンパンジーも含めて、過去にドリルとの接触により種間感染したことを示唆している。

このことからチンパンジーやドリルの生息域と重なる中央アフリカにおける種間感染と霊長類AIDS関連ウイルスの進化と病原性獲得のメカニズムを解明する必要性がある。AIDS(後天性免疫不全症候群)の原因ウイルスであるヒト免疫不全ウイルス(HIV)はサル免疫不全ウイルス(SIV)と共に霊長類レンチウイルスの一亜群を形成している。霊長類レンチウイルスの進化系統を明らかにすることはHIVの起源のみならずその病原性の理解の一助となる。本年度では、HIV-1の起源地と考えられている中央アフリカのカメルーンに生息するマンドリル由来のSIVの解析を行った。ヤウンデ大学病院を基点に、カメルーン南部のエボロワ周辺の村落でペットとして飼育されていた33頭のマンドリルの疫学調査をしたところ、うち4頭がSIV抗体陽性であった。これらの4頭のマンドリルがもつSIVmnd(マンドリル免疫不全ウイルス)は、そのpol遺伝子integrase領域(288bp)の分子系統解析により、既報のどの霊長類レンチウイルスとも全く異なる独自のグループを形成した。そのうち2例からウイルス分離に成功し、その1株(SIVmnd98CM16)の全ゲノム解析を行った。このウイルス株は全長9514bpであり、遺伝子構造は修飾遺伝子としてHIV-2が持つvpx遺伝子を持っていた。分子系統解析の結果、この株のgagからvpr遺伝子領域は、異なる2つの領域から成り立っており、1つはHIV-1/SlVcpz(チンパンジー由来のSlV)に近縁なSIVrcm(アカエリマンガベイ由来のSIV)とグループを形成する領域であり、もう1つの領域は今迄に報告のない独自の群を形成する領域であった。またenvからnef遺伝子領域では、既報のガボンのマンドリル由来のSIVmmdGB1株と同じグループを形成した。このことから、このウイルス株は一つの祖先ウイルスから進化してきたのではなく、複数のSIV間の組換え体であると考えられた。このことは過去の中央アフリカにおける霊長類間の種間感染を示唆するものであり、ウイルスの組換えが霊長類レンチウイルスの進化に大きく関わっていると考えられた。
画像理解・ニューラルネットワークのための細粒度超並列オブジェクトシステムの研究

1.超並列アーキテクチャに関する検討本研究ではまず,オブジェクトシステムの考えが,様々なオブジェクト間の関係記述を利用して画像理解のプロセスを記述しえるだけでなく,メッセージ通信をベースとした並列処理の枠組みを提供し得るという点に着目し,オブジェクトシステムをベースにした並列処理記述の枠組みを明らかにすることを試みた.それと共に,画像理解,ニューラルネットワークといった並列オブジェクトシステムの高速に処理するためのデータフロー型超並列アーキテクチャAMPに関する研究を進めた.特に,細粒度システムの実行効率を向上させるため,オブジェクト間のメッセージ通信を高速に実現するためのメカニズムを明らかにすると共に,PEの実行効率をさらに向上させるための方式についても検討を進めた.2.ニューラルネットワークの記述法に関する研究関数型言語Validにオブジェクト指向を導入し,ニューロンを構成する機能関数のカプセル化,ネットワークを構成するニューロン・オブジェクトと機能関数のカプセル化,ニューロン・クラス階層などの知識ライブラリの構築を行ない,複雑なニューラルネットを記述するためのシステムを提案した.3.ニューラルネットをベースとした画像理解モデルの検討多階層の相互結合型ニューラルネットワークを用いた超並列画像理解システムICE(ImageCEntered)Systemの提案・予備実験を行なった.ICEでは,画像理解を「入力画像を複数の属性に分けられた記号的概念に対応付けて,理解の結果を各属性の中で最も強く活性化した記号概念の組で表現すること」ととらえている.1.超並列アーキテクチャに関する検討本研究ではまず,オブジェクトシステムの考えが,様々なオブジェクト間の関係記述を利用して画像理解のプロセスを記述しえるだけでなく,メッセージ通信をベースとした並列処理の枠組みを提供し得るという点に着目し,オブジェクトシステムをベースにした並列処理記述の枠組みを明らかにすることを試みた.それと共に,画像理解,ニューラルネットワークといった並列オブジェクトシステムの高速に処理するためのデータフロー型超並列アーキテクチャAMPに関する研究を進めた.特に,細粒度システムの実行効率を向上させるため,オブジェクト間のメッセージ通信を高速に実現するためのメカニズムを明らかにすると共に,PEの実行効率をさらに向上させるための方式についても検討を進めた.2.ニューラルネットワークの記述法に関する研究関数型言語Validにオブジェクト指向を導入し,ニューロンを構成する機能関数のカプセル化,ネットワークを構成するニューロン・オブジェクトと機能関数のカプセル化,ニューロン・クラス階層などの知識ライブラリの構築を行ない,複雑なニューラルネットを記述するためのシステムを提案した.3.ニューラルネットをベースとした画像理解モデルの検討多階層の相互結合型ニューラルネットワークを用いた超並列画像理解システムICE(ImageCEntered)Systemの提案・予備実験を行なった.ICEでは,画像理解を「入力画像を複数の属性に分けられた記号的概念に対応付けて,理解の結果を各属性の中で最も強く活性化した記号概念の組で表現すること」ととらえている.1.画像処理・ニュ-ラルネットのための細粒度オブジェクトシステム用超並列プロセッサの構成法本研究では,オブジェクト指向モデルをベ-スに画像理解の記述という問題を解決しようとするが,画像理解やニュ-ラルネットでは細粒度のオブジェクト指向システムを構築することが不可避である.したがって,平成3年度は細粒度のオブジェクトシステムを効率的に実現するプロセッサ構成法の研究を進め,デ-タフロ-プロセッサ上にストリ-ムバッファと呼ばれる高能率のメッセ-ジ通信機構を実現する方式を開発した.2.画像理解・ニュ-ラルネット用オブジェクトシステムの記述法画像処理やニュ-ラルネットワ-クでは,1つの画素やニュ-ロンが1つのオブジェクトと捉えられ,多数の類似したオブジェクトとそれらの間の結合関係を記述する必要がある.平成3年度は多数のオブジェクトを簡潔に表現する方式について重点的に研究を進め,その成果の一部を情報処理学会全国大会等で発表した.3.ニュ-ラルネットによる画像の特徴抽出に関する研究ニュ-ラルネットを用いた画像処理法の研究を行ない,複数の特徴抽出結果を統合する方式について研究を進めた.現在のところ線情報を抽出するレベルの問題に限っいるため,他の特徴抽出(奥行きや動きの情報)についての研究を進めて行く予定である.本研究は、大規模、複雑な画像理解やニューラルネットワークのシステムを効率的に記述し、実行するための処理系に関する研究であり、本年度の研究実績の概要は以下のとおりである。(1)ニューラルネットワークの記述法に関する研究基本的には関数型の枠組みを利用したが、純関数型だけでは記述の簡潔性という点で問題が生じる。そのためここでは関数型言語Validにオブジェクト指向を導入し、ニューロンを構成する機能関数のカプセル化、ネットワークを構成するニューロン・オブジェクトと機能関数のカプセル化、ニューロン・クラス階層などの知識ライブラリの構築を行ない、複雑なニューラルネットを記述するためのシステムを提案した。(2)超並列アーキテクチャに関する検討本研究で対象とする超並列プロセッサは、研究代表者らが開発を進めているAMPである。AMPのPEは、構造の単純さを重視したため純粋な静的データフローモデルに従っていた。しかし、さらに実行効率を向上させるため、“by-value"アクセスメカニズムにより生ずる、データコピーのオーバーヘッドとメモリマッチングのオーバーヘッドを削減するためのアーキテクチャDatarol-IIをベースにしたPEの構成法を検討した。(3)ニューラルネットをベースとした画像理解モデルの検討多階層の相互結合型ニューラルネットワークを用いた超並列画像理解システムICE(Image CEntered)Systemの提案・予備実験を行なった。ICEでは、画像理解を「入力画像を複数の属性に分けられた記号的概念に対応付けて、理解の結果を各属性の中で最も強く活性化した記号概念の組で表現すること」ととらえている。
“情動が時間知覚に与える影響”の発達過程とその個人差に関する神経生物学的研究

本研究では、発達心理学的手法・非侵襲的脳機能計測・生物学的因子解析を併用した学際的アプローチにより、小児思春期児童を対象に“情動が時間知覚に与える影響"の発達過程とその個人差の神経生物学的基盤を明らかにする。
in planta内生糖濃度操作系を用いたSAMの分裂制御機構の解明

シロイヌナズナの発芽時における糖応答の解析シロイヌナズナの芽生えにおいて、本葉の展開を停止する休眠現象が観察されることがある。すなわち、シロイヌナズナの芽生えには、環境に応じて茎頂分裂組織(SAM)の分裂活性を制御する機構の存在が想定される。植物細胞の分裂には、植物ホルモンの一種であるアブシジン酸(ABA)と糖が拮抗的に作用することが知られている。本研究では、シロイヌナズナにおいて糖の内生量低下がABAの生合成上昇を促進すると共に、SAMの分裂活性の低下を誘導すること明らかにし、発芽時の子葉の展開に続く形態形成過程において、糖とABAがSAMの分裂活性制御に拮抗的に作用することを示した。糖シグナリング機構を明らかにするためシロイヌナズナの糖高感受性変異体ghs1(glucose hyper-sensitive 1)の遺伝学的・生理学的解析を行った。野生株コロンビアは7%のグルコースを含んだ培地上において本葉展開の阻害やアントシアニンの蓄積、クロロフィル合成の抑制などの糖応答を示すがghs1変異体では5%以上のグルコースを含んだ培地上でこれらの応答が観察された。原因遺伝子単離の結果、GHS1遺伝子はプラスチド30Sリボソームタンパク質S21をコードした遺伝子にT-DNAが挿入されることで生じた劣性変異体であることが明らかになった。この変異体において、1)RBCLとRBCSのタンパク量の減少、2)光合成活性の減少、3)発芽初期におけるクロロプラストの発達障害が観察された。これらの結果から、GHS1遺伝子はプラスチドのタンパク合成や光合成に機能することが示され、クロロプラストの機能と糖シグナリング機構の関係が示唆された。シロイヌナズナの芽生えにおいて、本葉の展開が起こるとき、自らの内生糖レベルを認識する機構が想定される。すなわち、糖濃度が十分な場合は、そのまま形態形成が進行するのに対し、糖濃度が不足している場合は、茎頂分裂組織(SAM)の分裂活性を低下させ休眠へと導くチェックポイントの存在である。本研究は、糖飢餓が誘導する一時的な細胞分裂停止(休眠)のメカニズムを分子レベルで解明すると共に、植物の糖飢餓認識機構の解明を目的とする。既に、糖非感受性の変異体や糖高感受性の変異体など、複数の糖応答性が変化した変異体の単離に成功している。これらのうち、糖高感受性の変異体の生理学的解析と原因遺伝子の単離は、植物の糖飢餓認識機構を解明する上で最も有効な解析手段であると考えられる。本年度は、糖高感受性変異体の解析を中心に研究を行った。この糖高感受性変異体は、糖応答以外にも、花成誘導の遅延、花茎伸長の抑制など様々の特徴的な形質を示した。近年、糖を含む栄養素シグナルが、花成を制御する生理的シグナルとして注目されつつある。この研究分野の様々な知見を統合すると、茎葉部における糖のレベルが花成誘導に重要であると考えられている。従って、現在解析を行っている糖高感受性変異体は、SAMの分裂活性を制御する糖飢餓認識機構のみならず、花成における糖の役割を検討する上でも重要な材料である。今後は、この糖高感受性変異体を含め糖応答変異体原因遺伝子の単離を早急に進める方針である。
ヒト心筋分化誘導因子の同定‐誘導メカニズムの解明‐

心筋細胞への分化誘導は細胞の分化状態、発現遺伝子、細胞外環境に大きく影響することが本事業より明らかとなった。本知見は今後の心筋細胞誘導の足がかりとして重要な役割を担い、新たな研究の礎になりえる。本年度の研究目的である「心機能改善効果の高い移植に適した細胞の探索」は間葉系幹細胞を中心に探索、評価したところ、いくつかの候補になりえる細胞を絞り込むことに成功した。この候補細胞としては、骨髄、臍帯血、子宮内膜(手術検体)、月経血や胎盤のような組織を由来とする細胞であった。子宮内膜以外の組織は非侵襲性の高いため、患者への負担も少ない上に、組織そのものが大きく複雑な構造を持つため、様々な種類の細胞を大量に樹立することが可能である。これらの理由から、私たちが選択した組織は理想的な細胞ソースとして期待できる。今回、私たちはこれらの組織から初代培養細胞を特定条件下における効率的な培養に成功した。また特性解析として、マイクロアレイを用いた遺伝子発現解析、各遺伝子のプロモータ領域のメチル化解析、FISH解析、さらにはCGH法による細胞のクロマチン状態について解析し、樹立した細胞の安全性も評価した。次に心筋分化誘導能について共培養法を用いて検討したところ、分化誘導効率に大きな差があることが明らかとなった。この心筋細胞への分化誘導効率の差は各細胞の遺伝子発現やクロマチン状態と相関がある可能性が示唆されるため、併せて解析することで有用な間葉系幹細胞の特定、並びに心筋分化メカニズムの一端を解明できる可能性がある。今後はこれらの細胞の特性を解析しつつ、さらなる有用な細胞ソースの探索、並びに評価も引き続き行っていく。心筋分化に関連する因子の特定は以前より試みられているものの、骨格筋細胞におけるMyoDのような遺伝子の存在は未だ報告されていない。これは心臓の発生が多種多様な因子が複雑に絡み合っているからと考えられている。このため、これらの因子の特定とその評価は心筋細胞の発生や病態の解明に繋がる重要な課題である。そこで本研究では心筋分化誘導能を持つ因子(中でも液性因子や遺伝子)を様々な手法で特定し、評価することを目的としている。当該年度は、体の種々の組織から得られた細胞のうち心筋分化誘導能を有する細胞に対して網羅的遺伝子発現解析を試みた。その結果、心筋分化に関与すると考えられる複数の遺伝子を見いだした。そこでこれらの遺伝子が実際に心筋分化に関与するかどうかを確認するため、心筋分化するとGFP陽性となるマウス線維芽細胞にこれらの遺伝子を単独もしくは複数を組み合わせて導入した。いくつかの場合においてGFP陽性細胞が観察された。また心筋分化誘導に関与する液性因子も特定しており、これらの液性因子を組合せた分化誘導方法も検討している。今後は心筋分化に関与するとして得られた遺伝子に関して、詳細な解析を進めることで新規の心筋分化誘導関連因子の特定と評価を試みる。さらに特定の遺伝子を効率的に細胞に導入する手法の開発が必須となるため、効率的な遺伝子導入法の開発も試みる。当該年度は心筋分化誘導能を有する細胞を選択し、心筋分化誘導を試みた。これらの細胞のうち、心筋分化誘導が可能である細胞の網羅的遺伝子発現解析を試みた。この結果、いくつかの共通する遺伝子が絞り込むことができた。またこれらの遺伝子を、心筋分化するとGFP陽性となるマウス線維芽細胞に遺伝子導入したところ、GFP陽性細胞が観察された。また心筋分化誘導に関与する液性因子も特定しており、これらの液性因子を組合せた分化誘導方法も検討している最中である。今後はこれらの結果とこのシステムを基に更なる新規の心筋分化誘導関連因子の特定と評価、更にはまとめと結果の報告を試みる。特定の遺伝子を効率的に細胞に導入する手法の開発が必須となるため、効率的な遺伝子導入法の開発も成功したため、これらの発表もしていく。遺伝子導入と液性因子による心筋分化誘導を試みたところ、心筋関連遺伝子の発現、並びに目的遺伝子の効率的な導入法がそれぞれ確立できたことから、おおむね順調に進展していると考える。24年度が最終年度であるため、記入しない。効率的な導入法は確立できたものの、安定した非ウィルス系による発現系は確立できていない。そこでエピゾーマルベクターやミニサークルといった新たなプラスミドを用いた新しいプラスミドの利用を考えている。
複数の分散した計算機上に一台の仮想的な高性能計算機を構築するシステムの設計と実装

本研究では、クラスタ上に単一システムイメージ(Single System Image: SSI)を構築し、クラスタの利便性を向上させることを目指した。SSIの実現方法としては様々な既存研究(例えばSCore)が存在するが、本研究では特に、仮想マシンモニタ(Virtual Machine Monitor: VMM)を利用するというアプローチをとった。これは、既存研究と比較して本研究に独自の点である。我々は、より具体的には、「ネットワークで結合された複数のマシン上に、共有メモリ型マルチプロセッサマシンを仮想的に構築するVMM」を設計・実装した。このVMMは、例えばN台のシングルプロセッサマシン上に、Nプロセッサからなる仮想マルチプロセッサマシンを構築することができる。クラスタを利用する際には、この仮想マシン上にLinuxといったマルチプロセッサ対応のOSをインストールし、さらに、そのOS上で並列アプリケーションを記述・実行する。我々は、8台の物理マシン上に仮想的に8-wayのマルチプロセッサマシンを構築した。その上でフィボナッチ数を計算するプロセスを8個並列に走らせたところ、仮想・物理シングルプロセッサマシン上で実行させた場合と比較して、最大約6.6倍の性能向上となった。この実験の結果から、VMMの頻繁な介入を必要としない(例えばI/Oデバイスに頻繁にアクセスしない)プログラムの場合、良い性能を達成できることが分かった。こうした性質を持つアプリケーションには、Parameter sweepや並列makeなど多くの有用な並列プログラムが含まれるため、我々のシステムが現実的に役立つものと考える。また、本システムをwebサーバ上に公開した。その結果、本システムが雑誌やwebニュース等(日経バイト11月号270号、IT Pro2005年10月31日)において紹介された。
超解像顕微鏡のための多波長周期照明技術の開発

本研究ではSTED超解像顕微鏡と構造化照明顕微鏡を融合する基盤技術を開発する。まず、2波長同軸レーザー(λ=405nm&488nm)を構築し、透過型回折格子とフーリエ光学系を用いて周期Λ=126.0μmの干渉パターンを形成した。さらに波長分散を利用した2波長干渉パターンの相対位置制御に成功した。次に、顕微鏡下干渉パターンの迷光を排除するために2段構成のFourier光学系を構成した。その上で顕微鏡下の干渉パターン測定、蛍光微粒子の観測を行った。本研究の目的は、超解像度顕微鏡および構造化照明顕微鏡の両方の特徴を有した新しい顕微鏡技術を開発する事である。STED・RESOLFT顕微鏡で用いる励起レーザー及び脱励起レーザーについて、これまでに開発した干渉パターン制御技術を活用し、これら2波長の干渉パターンを半周期ずらして重ね合わせた「2波長構造化照明」を開発する。これを用いる事で、干渉パターンと直交する方向が超解像を達成した画像を測定する。さらに2波長構造化照明の方向を変えて複数の画像を取得し、構造化照明顕微鏡と同じ画像演算処理で合成画像を得る。従来の超解像顕微鏡と構造化照明顕微鏡の高速イメージングを両立する、革新的な顕微鏡を開発する。本年度の実績は以下である。1励起光と脱励起光に干渉パターンを用いる方法について計算をおこなった。DOEとフーリエ光学系を用いた干渉パターン生成装置では2波長干渉パターンの周期と位置が一致する。そこで、平行平板を用いた干渉パターンのシフトについてシミュレーションを行い、2波長の干渉パターンが半周期ずれる平行平板の厚さと入射角の条件を明らかにした。2上記の実験装置を構築した。2波長同軸2ビームを生成するためにダイクロイックミラーを用い、厳密に同軸にするためにポインティングモニターを構成した。同軸2ビームに透過型回折格子とフーリエ光学系を用いることで干渉パターンを生成した。3上記の装置を用いた2ビーム干渉パターン生成・制御実験をおこなった。干渉パターンはCMOSカメラで直接観察した。また、平行平板を挿入し角度調整することで両者の位置を半周期ずらすことに成功し、さらに1のシミュレーション結果と一致することを確認した。当初の計画である2波長同軸レーザー発生装置の開発、及び2波長同時干渉パターン生成装置を開発した。さらに2波長干渉パターンを半周期ずらす条件の探索と実験に成功し、平成29年度に予定していた研究内容の一部を達成した。励起光と脱励起光の干渉パターンの相対位置をシフトする方法について、計算及び顕微鏡外でDOE及びフーリエ光学系を用いた実証実験をおこなった。2波長同軸ビームを用いた場合、干渉パターンの周期と位置が一致する。そこで、平行平板の屈折率分散を用いた干渉パターン相対位置のシフトについてシミュレーションを行い、さら実証実験をおこなった。これにより、波長の干渉パターンが半周期ずれる条件を明らかにした。対物レンズを使ったフーリエ光学系を構成し、観察位置で干渉パターンを形成したところ、不要な回折光の重複による乱れが発生し、さらに2次以上の回折光が入る不具合が生じた。そこで装置設計を見直し、像転送光学系の2段目を増設することで、中間部分で1次回折光同士の距離が1.6mm確保され、明確な分離が可能となった。また、観察位置での十分なビームサイズと均一性を確保するため、2波長ビームそれぞれに10倍の拡大光学系を設置した。アライメント用にコリメーションチェッカーを導入した。顕微鏡下における2波長干渉パターン照明装置を構成する。次に、単一波長の干渉パターンを用いて蛍光ビーズの構造化照明顕微測定をおこなうことで、回折限界以下の分解能の達成を目指す。その後、2波長干渉パターン照明を用いたSTED・RESOLFT超解像測定を行う。まず、被測定試料に励起光と脱励起光を照射し、両者の照射強度と蛍光強度の関係を実測する。次に構造化照明STED・RESOLFTを行いながら蛍光パターンを撮像する。蛍光パターン位置のシフトと回転で複数の画像を撮像し、構造化照明顕微鏡の原理を利用して画像を再構築する。レーザー工学
グロ－バル化する介護労働と福祉国家における女性の役割：国際比較調査からの考察

介護労働は「女性向きの仕事」であるという「ジェンダー規範」があるため、従来から女性により安上がりに担われてきた。さらに近年では、介護労働者が国際的に移動するという「グローバル化」という問題も生じている。これら今日の介護問題を国際比較するために、介護労働の異なるパターンを持つ、米・デンマーク・韓国・中国の介護労働の実態を調査した。その結果、日本の介護労働の特徴として、他の類型よりも「性役割に依存する類型」であることが明らかとなった。「ジェンダー規範」に基づく日本の介護労働は、きわめて女性への依存が高いこと、その解決が緊急な課題であることが明らかとなった。高齢社会に突入し、超高齢社会への道を進みつつある我が国にとっては、介護問題は緊急かつ深刻な課題である。介護労働は「女性向きの仕事」であるという「ジェンダー規範」があるため、従来から女性により安上がりに担われてきたが、近年では、介護労働者が国際的に移動するという「グローバル化」という問題も生じている。このような「古くて新しい課題」を抱える日本の介護労働の特徴を明らかにするために、介護労働の異なるパターンを持つ、米・デンマーク・韓国・中国の介護労働の実態を調査し、福祉国家における介護労働の類型化を試みる。今までの研究結果から私たちの研究グループは、介護労働に関わる以下のような類型化を仮説として導き出した。性役割に依存する類型(日本)、移民やマイノリティーに依存する類型(アメリカ・韓国)、農村からの出稼ぎに依存する類型(中国)、職業としての保障を高めることにより女性の仕事として定着させる類型(北欧)、がそれである。この仮説を立証するために、対象とする各国で3-4カ所の介護労働を提供する機関・施設において介護労働の実態調査を行う。各国における政策担当者への聞き取り調査も実施する。初年度である平成24年度には、各国における資料を収集し、アメリカ、韓国、中国においては予備調査を行った。本調査を行う中間年(平成25年度)へ向けての準備を整えたのである。日本においては従来から、介護労働は「女性向きの仕事」であるという「ジェンダー規範」があるが、近年では、介護労働者が国際的に移動するという「グローバル化」という問題も生じている。日本においてもこのような「グローバル化」は無縁ではない。このような「古くて新しい課題」を抱える日本の介護労働の特徴を明らかにするために、介護労働の異なるパターンを持つ、米・デンマーク・韓国・中国の介護労働の実態を調査し、福祉国家における介護労働の類型化を試みた。今までの研究結果から私たちの研究グループは、介護労働に関わる以下のような類型化を導き出した。性役割に依存する類型(日本)、移民やマイノリティに依存する類型(アメリカ・韓国)、農村からの出稼ぎに依存する類型(中国)、職業としての保障を高めることにより女性の仕事として定着させる類型(デンマーク)、が導き出した類型である。これを実証するために私たちの研究グループは、過去2年間にわたって、対象とする各国で介護労働を提供する機関・施設3ー4カ所において、それぞれ介護労働者に関する実態調査を行った。また各国における社会福祉政策担当者への聞き取り調査も実施した。最終年である平成26年度には、これらの各国における調査結果を分析・比較検討して、結論をまとめる作業を予定している。介護労働は「女性向きのに仕事」であるという「ジェンダー規範」があるため、従来から女性により安上がりに担われてきたが、近年では介護労働者が国際的に移動するという「グローバル化」という問題も生じている。本研究では、このような「古くて新しい課題」を抱える日本の介護労働の実態を調査し、福祉国家における介護労働の類型化を試みる。今までの研究結果から本研究グループは、介護労働に関わる以下のような類型化を仮説として導き出した。1)性役割に依存する類型(日本)、2)移民やマイノリティーに依存する類型(アメリカ・韓国)、3)農村からの出稼ぎに依存する類型(中国)、4)職業としての保障を高めることにより女性の仕事として定着させる類型(北欧)、がそれである。この仮説を立証するために、対象とする各国で3ー4箇所の介護労働を提供する機関・施設において実態調査を行った。最終年である平成27年においては、補足調査を行い、調査のまとめを行う予定である。高齢社会に突入し、超高齢社会への道を進みつつある我が国にとって、介護問題は緊急かつ深刻な課題である。介護労働は「女性向きの仕事」であるという「ジェンダー規範」があるため、従来から女性により安上がりに担われてきたが、近年では介護労働者が国際的に移動するという「グローバル化」という問題も生じている。このような「古くて新しい課題」を抱える日本の介護労働の特徴を明らかにするために、介護労働の異なるパターンを持つ、アメリカ・デンマーク・韓国・中国の介護労働の実態を調査し、福祉国家における介護労働の類型化を試みた。今までの研究結果から私たちの研究グループは、性役割に依存する類型(日本)、移民やマイノリティに依存する類型(アメリカ・韓国)、農村からの出稼ぎに依存する類型(中国)、職業としての保障を高めることにより女性の仕事として定着させる類型(デンマーク)の4類型を導き出した。最終年度である今年度は、日本をまねて介護保険を導入した韓国の実態について補足調査を行った。

さらに近年では、介護労働者が国際的に移動するという「グローバル化」という問題も生じている。これら今日の介護問題を国際比較するために、介護労働の異なるパターンを持つ、米・デンマーク・韓国・中国の介護労働の実態を調査した。その結果、日本の介護労働の特徴として、他の類型よりも「性役割に依存する類型」であることが明らかとなった。「ジェンダー規範」に基づく日本の介護労働は、きわめて女性への依存が高いこと、その解決が緊急な課題であることが明らかとなった。平成26年に行う予定であった韓国調査が諸般の事情で行うことができなかった。そのため研究期間を1年延期し、平成27年度に韓国委調査を行い、研究のまとめとする予定である。27年度が最終年度であるため、記入しない。社会福祉学日本と同様な介護保険を実施している韓国は、日本と比較する重要な対象国である。平成27年度にさらに補足調査としての韓国調査を行い、調査全体のまとめを行う予定である。各国において本調査を行う中間年(平成25年度)へ向けての準備は整った。平成25年度においては、デンマーク、アメリカ、韓国、中国それぞれにおいて、各国2-3箇所の施設を選択して現地調査を実施する。各国における調査は予定通りに進行している。各国の政策担当者への聞き取りも予定通りに進行している。初年度から2年度までの計画は順調に進行した。残る最終年度である平成26年には、調査結果の比較検討をする予定である。研究代表者の体調不良により、計画していた韓国調査が実施できなかった。そのため、その予算を次年度に繰り越し、調査を実施することにした。平成25年度においては、各国における本調査を実施する。各国2-3箇所の施設を選択して調査を実施する。調査終了後は、比較検討して分析を行う。必要とあれば、最終年にも補足調査を実施することも予定している。平成26年度には、アメリカ、デンマークにおいて補足調査を行う予定である。その上で各国における調査結果を比較検討し、まとめの報告を作成する予定である。韓国調査を実施する。介護保険による施設と、介護保険外の施設における介護労働者の実態を調査する。繰り越した予算の大部分は、その調査に使用する予定である。
実現可能な田畑土壌の除染　－　セシウムをもってセシウムを制す　－

本研究は、原発事故由来の放射性セシウムにより汚染された田の土壌の除染を目的としており、その方法は、土壌にあえて安定同位体のセシウムを添加し、同位体交換により土壌中の放射性セシウムを遊離させ、イネの可食部以外に吸収させて除去しようとするものである。平成29年度には、福島市内の二つの地区の田で採取した土壌を用いてイネのポット栽培を行い、イネの生育状況を調べるとともに、収穫したイネの可食部(玄米)とそれ以外の部分に取り込まれた放射能を測定したところ、いずれの地区の土壌についても、安定同位体のセシウムを添加した場合には、原発事故由来の放射性セシウムがイネの可食部以外に多く取り込まれ、セシウム担体の添加が有効であることが示されていた。しかし、その一方で、高濃度のセシウムを添加した場合には著しい成長障害が認められた。そこで平成30年度においては、前年度に収穫したイネの玄米、葉、茎について、原子炉熱中性子照射による放射化分析を行って、それぞれに含まれる微量元素濃度とイネの生育との関係について調べるとともに、イネ収穫後のポット内の土壌をそのまま用い、新たにセシウムを添加することなくイネの栽培を行い、いったん高濃度のセシウムが添加された田では、もはやイネの栽培は困難であるかどうかを調べることとした。その結果、高濃度のセシウムを添加したイネでは、安定同位体セシウムの添加による同族元素のカリウムの吸収量が低下するという傾向は認められなかったが、葉および茎中のマンガン濃度の低下が顕著であり、光合成への影響が示唆された。また、高濃度のセシウムが添加されたポットで、さらにセシウムを添加することなく再度のイネ栽培を行った場合には、成長障害やマンガン濃度の低下も認められず、イネの成育への影響は一時的なものであった一方で、放射性セシウムの取り込み量はセシウム無添加群よりも増加していた。(1)当初に計画していた実験について、ほぼ予定の通りに進行している。(2)安定同位体のセシウムを添加することにより原発由来の放射性セシウムを土壌から除去しようとする方法は、添加するセシウム担体の量によっては、農作物の成育に悪影響を及ぼす可能性があることは否定できないが、セシウムを添加して同位体交換を行わせるという方法自体は有効であること、もし農作物への悪影響があったとしても、添加したセシウムの安定同位体が土壌に固着するまでの一時的なものであって長期にわたって悪影響を及ぼすことはないであろうという有益な知見が得られた。(3)カリウムと同じアルカリ金属元素であるセシウムやルビジウムが植物の生育に与える影響について、それら元素の土壌への吸着や土壌からの溶出を考慮する必要が無い水栽培が可能なカイワレダイコンを用いて、植物内におけるそれらのアルカリ金属濃度およびアルカリ金属以外の必須元素濃度の変化を関連づけながら検討する栽培実験にも着手している。(1)平成29年度に静岡市内の田から採取した土壌にCs-137を添加して作成した模擬汚染土壌を用いたイネのポット栽培試験を行い、放射性セシウムにより汚染されてから長期間を経過した土壌からのイネへの放射性セシウムの吸収および除染について検討する。(2)平成30年度に着手したカイワレダイコンを用いた実験、すなわち、植物の吸収におけるアルカリ金属間の拮抗関係並びにそれぞれのアルカリ金属を吸収することが他の必須元素の吸収に与える影響および植物の生育に与える影響について調べ、土壌が関係しない条件におけるセシウムの影響について検討する。(1)静岡市内の休耕田から土壌を採取し、Cs-137を添加することにより模擬汚染土壌を作成した。これを5群に分け、潅水前、分げつ後の中干し前に安定同位体Cs(担体)またはRb(担体)を添加した群や無添加の群とした。さらに、時期を変えて用水にCs-134を添加し、イネの栽培を行った。その結果、Cs担体を添加したイネではCs-137の吸収が著しく増加し、Cs担体の使用が土壌除染に有望であることが確認された。他方、Rbを添加した群でも無添加群と比較して有意に多くの放射性Csを吸収したが、その吸収量はCs担体の場合よりはるかに低く、さらに、カリウムの吸収抑制が認められたことから除染剤としては不適当であることが示された。また、用水中に加えたCs-134の挙動から、土壌よりも用水から吸収される放射性Csが多いことや、あらかじめ土壌中にCs担体が添加されていると用水中の放射性Csの土壌への吸着が著しく阻害されることが判明した。(2)福島市内のY地区およびO地区の田(休耕田)で採取した土壌を用い、それぞれ3群に分けてイネのポット栽培を行った。各ポットの土壌を2.7kgとし、中干し後の潅水時に、第1群にはCsCl水溶液としてCs担体を0.002 mol、第2群には0.006 mol加えた。第3群は無添加群とした。その結果、Cs担体の添加は実際の原発事故によって汚染された土壌の除染にも有効であることが確認された。その一方で、ポット内の水の元素分析の結果をあわせ考えると、高濃度のCs添加はイネによるカリウム吸収を抑制し、成長障害を引き起こす可能性が高いことも判明した。