hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
酸素分子スピン・立体制御による表面酸化反応制御

単一スピン・回転状態選別酸素分子ビームは、スピン配向と分子軸方位を良く定義した表面酸化反応を可能にする。本ビームを用いた反応計測装置を前プロジェクトで開発したが、本計画では、吸着スピン効果、散乱および触媒酸化反応における分子配向効果を観測するための計測系を開発した。(1)吸着確率がNiの磁化に対するO2分子スピン配向に依存する点、(2)HOPG, LiF表面でのO2散乱角度分布がO2分子配向に依存し、配向により表面凹凸の感じやすさが異なる点を基に理解できる点、(3)Pt(111)表面上でのCO酸化反応は、0.2eV以下の低エネルギー条件では表面平行分子によってのみ引き起こされる点を見いだした。表面への酸素分子吸着は、貴金属表面上の触媒反応、ゲート酸化膜作製、腐食等の第一ステップとして重要であり、今なお表面科学の中心課題の一つであり続けている。酸素分子はスピンを持つ2原子分子であるため、表面への分子吸着速度や表面反応生成物は、表面に対する分子方位やスピン状態の影響を受けると予想される。しかし、これを実験観測できる手段がこれまでになかった。我々は前プロジェクトにおいて、分子軸とスピン方位を指定した酸素分子ビームを開発し、表面反応確率が分子軸方位に大きく依存することを示した。本計画ではこれを発展させ、分子軸方位やスピン状態が表面反応生成物に与える影響を調べることを主目的にしている。従って、ビーム照射後の表面状態変化や表面触媒反応生成分子の計測が本計画の最重要課題である。(1)状態選別ビーム生成チャンバーにおいて2本のビーム源[酸素ビーム源、準安定ヘリウム(He*)ビーム源]を切替えられる機構を作製し、酸素ビーム照射点でHe*による試料キャラクタリゼーションが行えるようにすること、(2)散乱・生成分子検出装置を開発すること、の2点が本計画前半の課題である。本年度は、これに必要となる多連ビーム源、飛行時間測定に用いる機械式チョッパー部の設計を行い、納期のかかる部品の調達を行った。また、前プロジェクトで得られた成果(アルミニウム初期酸化動的過程の解明、シリコン酸化の完全アラインメント実験)に関する誌上発表、新聞発表を行った。表面への酸素分子吸着は、不均一触媒反応、腐食、絶縁膜生成の初期過程として重要であるが、酸素分子の向きや電子スピンがこれらの過程に与える影響については、これまでこれらの量を良く定義した実験が不可能であったため、良く理解されていなかった。一方、申請者は、磁場選別法により分子配列とスピンを良く定義できる酸素分子ビームを独自に開発し、初期吸着確率が分子配列に大きく依存することを示してきた。本計画はこれらの研究を発展させ、分子配列やスピンが反応後の表面状態、触媒反応生成物に与える影響を明らかにすることを目的としている。計画の前半において以下の技術開発を行った。(1)多連ビーム源開発:超音速酸素分子ビーム源と準安定He原子源を回転機構により切り替えられるビーム源を開発した。これにより同一六極磁子装置を用いて状態選別酸素ビームとスピン偏極準安定ヘリウムビームを生成し、これらを切り替えて使用できるようにした。そして状態選別酸素ビーム照射点において(スピン偏極)準安定脱励起分光、仕事関数測定が可能になった。(2)散乱分子計測部設置:差動排気した質量分析計を設置し、散乱O2分子、ヘリウム原子線散乱を可能にした。(3)変調用チョッパーの導入:回転数5000-10000rpmの真空モーターを用いたチョッパーを設置し、ロックイン法、飛行時間法による分子線計測を行えるようにした。また、磁性体表面への酸素吸着確率が酸素分子のスピン配向に依存することを見いだし、結果の誌上発表、新聞発表も行った。表面に対する酸素分子の向きは、表面への吸着確率のみならず、散乱分子角度分布や触媒反応収率、表面反応生成物にも影響することが予測され、本計画ではこれらを計測するための装置開発および実験計測を目的とした。本年度、散乱分子および触媒反応の計測を行い、以下の成果を得た。(1)散乱分子計測:差動排気した質量分析計と機械式チョッパーを用いた変調分子線法により高い信号対雑音比で状態選別酸素分子ビーム散乱実験を行える装置を整備した。表面凹凸が小さいAg(100)表面では散乱スペクトルに入射分子配列依存性はみられないが、金属表面より凹凸の大きいHOPG表面では分子配列依存性が明瞭に観測された。良く定義された凹凸をもつLiF(100)表面ではレインボー散乱が観測され、その挙動は入射O2分子の向きと入射方向により大きく異なることがわかった。入射条件により表面凹凸の感じ方が異なる点を基に本結果は理解できることを見いだした。(2)触媒反応計測:Pt(111)表面へのO2吸着およびCO酸化反応における立体効果計測を行った。本実験ではビーム照射時のO2吸着確率とCO2生成速度を同時計測する必要があるが、まず最初に、本測定に必要となる質量分析計および磁気シールドをセットアップし、高感度で反応立体効果を計測できるシステムを整えた。次にPt(111)表面へのO2吸着立体効果を調べ、0.1-0.2eVの低エネルギー条件では、表面平行分子の反応確率が垂直分子に比べ桁違いに高いことを見いだした。さらにCO吸着Pt(111)表面に状態制御したO2ビームを照射する実験を行い、O2吸着確率が高い立体配置においてCO2生成速度が大きいことを確認した。

本計画で目標とした散乱分子、触媒反応立体効果計測の基本的な部分は本年度までに実現できた。レインボー散乱の分子軸方位依存性を観測した事例は過去になく、今回が初めての観測例である。また白金表面での酸化反応は触媒分野において重要であり長年研究されてきたが、O2分子の向きが触媒反応速度に与える影響はこれまで不明であった。従って今回観測した顕著な立体効果は白金上のCO酸化機構を議論する上で重要な基礎データとなると予想される。高エネルギー条件でO2吸着確率が飽和する事実は白金/酸素系における謎の一つであり解明が望まれているが、我々は0.2eV以上で立体効果が減衰する挙動も見いだし、この挙動が問題解決の糸口になると考えている。これらの重要な実験データを得た点では予想以上の成果が得られている。一方、データ取得に時間を要し、今年度予定していた熱電対を試料とともに搬送するシステムの開発は未完の状態である。1. O2ビーム照射後の表面に対して準安定脱励起分光実験を行うために、O2ノズルと準安定He*ビーム源ノズルを切り替えて使用可能な多連ビーム源を昨年度までに作製したが、手動回転機構を用いたため、両ノズルの位置再現性が出ない問題があった。本年度は、回転導入機構をステッピングモーター化し、位置再現性の問題はほぼ解決出来た。2. Pt表面でのCO酸化反応立体効果研究触媒酸化収率に入射O2分子立体配置が与える影響を示す予備データを昨年得たが、本年度その系統的実験をO2並進エネルギー0.1eVの条件で実施した。COが吸着したPd(100)表面ではcartwheel型回転状態の分子の方がhelicopter型よりもO2分子が吸着しやすいことを提案する先行研究がある。helicopter型状態の分子吸着には広い清浄表面の領域が必要であるため、CO分子存在下ではcartwheel型O2が吸着しやすいという提案がなされていた。これを検証するため、CO被覆度を変化させ、O2吸着およびCO2生成速度のO2分子配置依存性をPt(111)表面を用い測定した。しかし、被覆度によらず、helicopter型分子の反応確率が高いことが分かった。本結果は、Pt(111)表面ではCO吸着条件下でもO2吸着立体効果は清浄表面と同様であることを意味する。一方、CO被覆度の増大とともにO2吸着確率は急激に低下した。また、一定量CO吸着させた表面に配向O2分子を照射し、CO2生成量の時間変化を調べる実験をhelicopter型、cartwheel型に対して行った。前者ではCO2生成量は急激に増加して急速に減衰、後者では緩やかに増加し、緩やかに減少する挙動を示し、生成CO2量の積分値は両配置で同一であった。本エネルギー条件では表面平行分子のみ反応に寄与する点、各配置における平行分子の割合が異なる点を基に本結果は説明できる。単一スピン・回転状態選別酸素分子ビームは、スピン配向と分子軸方位を良く定義した表面酸化反応を可能にする。本ビームを用いた反応計測装置を前プロジェクトで開発したが、本計画では、吸着スピン効果、散乱および触媒酸化反応における分子配向効果を観測するための計測系を開発した。(1)吸着確率がNiの磁化に対するO2分子スピン配向に依存する点、(2)HOPG, LiF表面でのO2
会話重心性理論の構築：テクノロジー介在会話における参与者の言葉と身体

平成29年度はこれまでに収集してきた遠隔地間における相互行為のデータを整備・分析し,その結果にもとづいた重心性の理論構築をすすめることができた.具体的には,第1年度に進めた言語・非言語類型化課題,第2年度に実施したデータ収集活動により得られた遠隔地間の相互行為データの分析を継続しつつ,理論構築を目指した学会発表や執筆活動を積極的に行った.学会発表は論文執筆などの研究活動に加え,フランス,香港などとの研究者をまじえた,遠隔地間データセッション,映像専門家によるレクチャーなどを積極的に行い,実践場面への応用を目指した理論構築の土台構築を試みた.特に,会話の重心移動が発話の内容の変化のみならず,空間の参与構造の調整,時間のずれ,機材の不具合など,会話が生じる環境における多様な構成要素の調整が変化することと密接な関係にあることがわかった.また,そうした会話環境調整のやり方には,参与者の年齢・年代差,メディアの経験値などの違いによって差があることもわかった.これらの研究分析結果の報告時には,内外研究者からの有益なコメントを得ることができたため,それらを反映させ,現在論文を執筆中である.また,遠隔地間相互行為は日本語に限らず,グローバル社会に共通するコミュニケーション形態であるため,論文執筆をあえて英語中心で行った.参与構造の調整手続きに,どのような社会的差異が関連するのかについての研究発表は6月に行われる国際学会に受理されている.また,執筆中の論文は,いずれも本研究で得られた知見をこれからの高等教育の実践の場でも応用できるよう,概説書としてまとめる予定である.これらの出版物を通して,遠隔地間コミュニケーションにおける,新しい理論的・技術的・方法論的可能性を提案することを目指している.29年度が最終年度であるため、記入しない。29年度が最終年度であるため、記入しない。採用第1年度目は主として理論構築に根ざしたデータの整備・分析をすすめることができた.所属研究室内外におけるミーティング,データセッションや論文輪読会などに積極的に参加し,会話の重心性理論構築には,データの種類の見直しとデータの分析方法の見直しが必要と考えた.重心性の存在を仮定し,その仮定を検証するためには,遠隔場面のみならず,対面場面での言語行為も考慮にいれる必要がある.遠隔・対面の両場面における言語・非言語資源使用の実態を把握するために,遠隔場面における重心性の検証のみならず,対面場面における重心性の検証を行った.多様性を考慮するために,申請者は以前のフィールドワークを通じて収集したスカイプ家族会話のデータに加え,指揮者の訓練の相互行為に関するデータを,民族誌的観点からではなく,理論構築の観点から整備しなおす作業を進めることができた.アノテーションや動画形式変換などのデータ整備を,言語理論構築の観点から整備しなおすことは,今後の分析過程を迅速に進めるためにも重要なステップであった.このデータ整備をもとに,まずは言語・非言語資源の類型化課題の一貫として,論文執筆をすすめることができた.遠隔場面や指揮者訓練場面の相互行為を分析しあきらかになったのは相互行為上のなんらかの制約がある場面で参与構造を維持するためには,視線や身体調整を通じた共同注意(joint attention)の維持が必要であることである.遠隔場面では,視野に限度があり,物理的空間が切り離されていることが相互行為を継続する上での一種の制約となる.指揮者訓練場面では,活動のゴールは演奏であり,いいかえると,演奏場面では音声言語を使用できないという制約があると考えられる.こうした制約下の相互行為では,共同注意維持は保証されず,参与者は言語・非言語資源を類型的に利用して意識的に共同注意を保持する.当初の予定どおり,言語理論確立のための,データ整備を予想以上に進め,論文執筆や学会発表にてその成果を発表することができた.とくに国内外の研究者と積極的に議論をすすめるためにワークショップやデータセッションへ積極的に参加した.新たなデータ収集を始める予定であったが,データをこれ以上収集しなくとも十分な分析・議論がすすめられたことからおおむね順調に進展しているといえる.さらにこの間,第二子の妊娠・出産・育児を経験しており,これらの研究業績がその上でのものであるという点を明記しておく.2年目は1年度に引き続き,データを整備・分析を行うとともに新たなデータ収集,フィールドワークを実施し,執筆活動,学会発表を中心とした研究活動を行うことが出来た.第1年度に進めた言語・非言語類型化課題を進めつつ,遠隔地間定例会議における自然発生的相互行為のデータ収録を行った.遠隔地間会議の自然発話をデータとして収録するためには,a.収録をどこから始めるのか,b.どの場所にカメラを何台設置するのか,c.遠隔地間のビデオ同期の方法などを詳細に決める必要があった.異空間の間に繰り広げられる参与構造を言語学,言語人類学的に効率よくデータ収集する方法論はいまだ確立しておらず,データ収集方法の側面からも貴重なデータ収集を実施することが出来た.初年度より継続しているデータに加え,新たに収集したデータを整備・分析しながら,後述の研究活動を実施した.

これらの活動では,会話における重心の存在を仮定,検証するために,多様な場面におけるコミュニケーションデータを使用した.遠隔場面は,対面場面とくらべて別の空間にいる会話参与者の言動をとらえることが時に困難である.国際学会における発表では,参与者がこの困難を回避する手続きを解明し,その手続きが社会的に指標する意味合いについて議論した.技術的,物理的な限界から生じるコミュニケーション上の困難を回避する手続きと,その手続きによって達成される相互行為の相関関係を考察することは,会話重心性を理論的に構築するために重要な要素である.またジェスチャー国際会議の発表では,指揮者訓練場面における会話を中心にこの点について分析し,参与者が言語的に表現不可能な身体的動作が教示,学習されるのかを議論した.なおこの分析を論文にまとめ掲載予定である.また,初年度より執筆を進めていた会話の重心性理論の構築を参与枠組みの概念から議論した論文が出版された.昨年度末に出産し,新生児を抱えての研究生活であったが,上述の通り,遠隔地間定例会議における自然発生的相互行為のデータ収録を継続的に行うことができた.この遠隔地間会議は,年度を通じ毎月,ヨーロッパと日本をまたいで行われたが,会議参加者には時折ろう者と手話通訳者を含み,当初想定していた参与構造より複雑な空間配備を参与者同士が行っていた点が特徴的である.また,データ収集後は,分析と整備をすでに開始し,理論応用化にむけての準備を進めている.平成29年度はこれまでに収集してきた遠隔地間における相互行為のデータを整備・分析し,その結果にもとづいた重心性の理論構築をすすめることができた.具体的には,第1年度に進めた言語・非言語類型化課題,第2年度に実施したデータ収集活動により得られた遠隔地間の相互行為データの分析を継続しつつ,理論構築を目指した学会発表や執筆活動を積極的に行った.学会発表は論文執筆などの研究活動に加え,フランス,香港などとの研究者をまじえた,遠隔地間データセッション,映像専門家によるレクチャーなどを積極的に行い,実践場面への応用を目指した理論構築の土台構築を試みた.特に,会話の重心移動が発話の内容の変化のみならず,空間の参与構造の調整,時間のずれ,機材の不具合など,会話が生じる環境における多様な構成要素の調整が変化することと密接な関係にあることがわかった.また,そうした会話環境調整のやり方には,参与者の年齢・年代差,メディアの経験値などの違いによって差があることもわかった.これらの研究分析結果の報告時には,内外研究者からの有益なコメントを得ることができたため,それらを反映させ,現在論文を執筆中である.また,遠隔地間相互行為は日本語に限らず,グローバル社会に共通するコミュニケーション形態であるため,論文執筆をあえて英語中心で行った.参与構造の調整手続きに,どのような社会的差異が関連するのかについての研究発表は6月に行われる国際学会に受理されている.また,執筆中の論文は,いずれも本研究で得られた知見をこれからの高等教育の実践の場でも応用できるよう,概説書としてまとめる予定である.これらの出版物を通して,遠隔地間コミュニケーションにおける,新しい理論的・技術的・方法論的可能性を提案することを目指している.採用第2年度目には,第1年度目に進めた分析単位の見直しと言語・非言語類型化課題をすすめるとともに,新たなデータ収集を行う.当初の計画では視覚的知識的な勾配を均等化するために,参与者がどのような資源を利用しているかを調査する予定であった.
臨床治験を基盤とする糖尿病網膜症の発生機序の解明

核内転写因子PPARαのリガンドであるフェノフィブラートが大規模臨床治験により糖尿病網膜症進行・発症予防効果があることが明らかとなった。この作用機序を明らかにするため、PPARαを選択的に刺激した血管内皮細胞の遺伝子変化を網羅的に解析した。炎症抑制、血栓抑制の方向に遺伝子調節が起こることが明らかとなり、トロンボモジュリンという遺伝子が仲介していることが見出された。本研究よりトロンボモジュリンを介した網膜症発症の予防や治療応用が有望であることが示唆された。本研究ではFIELD(The Fenofibrate Intervention and Event Lowering in Diabetes Trial)試験により明らかにされたフェノフィブレートの網膜症治療効果のメカニズムを明らかにすることにより、新規の網膜症発症機序を明らかにし、治療法を探索することを目的とする。フェノフィブラートがもともと核内転写因子PPARαのリガンドであることより、PPARα関連の網膜血管障害機序を明らかにすべく、ヒト網膜血管内皮細胞(HREC)とヒト臍帯静脈内皮細胞(HUVEC)の培養を行い、PPARaリガンドによる刺激後、細胞融解し、細胞タンパク質、核タンパク質、mRNA,を分離精製した。PPARaリガンドの影響を確認することを目的としてPPARaの標的遺伝子のmRNAをRT-QPCRにて定量し、リガンド刺激によってPPARaが活性化されていることを確認した。リガンド刺激によりPPARaが活性化した細胞からRNAを抽出し、DNAマイクロアレイを行いゲノムワイドに解析を行った。その結果、PPARaを刺激することで炎症系の遺伝子が減少し、抗炎症作用のある遺伝子が上昇していることを確認した。今後はPPARaのモノクローナル抗体を用いてクロマチン免疫沈降を行い、抽出したDNAを次世代シーケンサーによって解析することで、これらの遺伝子がPPARaによって直接転写制御が行われているか確認を行う。本研究ではFIELDやACCORD-EYE studyにより明らかにされたフェノフィブラートの網膜症治療効果のメカニズムを明らかにすることにより、新規の網膜症発症機序、治療法を探索することを目的とした。フェノフィブラートは、核内転写因子PPARαのリガンドとしての作用を持つが、眼局所投与にても効果があることが実験的に示され、血中脂質是正効果以外に網膜血管細胞のPPARαを介した直接的な制御機構が注目されている。我々はフェノフィブラートよりもPPARα活性が強い合成リガンドを用いてヒト臍帯静脈内皮細胞(HUVEC)のDNAマイクロアレイによるトランスクリプトーム解析を行い、包括的な炎症関連遺伝子の発現レベル低下を見出し、血管細胞における抗炎症作用との相関が確認された。特に強力な抗炎症・抗血栓作用を有するトロンボモジュリンが遺伝子/蛋白レベルで誘導されることが明らかとなった。さらに、PPARαを介する転写調節やエピゲノミック調節を明らかにするためクロマチン免疫沈降後に次世代シーケンサ-でゲノム上の局在を解析するChIP-seq解析を行った。その結果、トロンボモジュリン遺伝子にPPARαによる結合部位とダイレクトな転写調節機構があることが新規に見出された。さらに、トロンボモジュリン遺伝子をsiRNA法によりノックダウンしたHUVEC細胞においてPPARα活性を検討したところ、ICAM,selectin,MCP1などの炎症関連分子の誘導抑制は全て解除された。網膜血管内皮細胞においても同様の結果が得られた。フェノフィブラートなどによるPPARα活性は多くの部分トロンボモジュリンの誘導を介していることが示唆された。網膜症動物モデルにおけるトロンボモジュリンの役割の解析とともに、今回使用した内服可能PPARα活性合成リガンドの臨床応用を視野に入れた検討を行っていくところである。本研究の内容は第118回日本眼科学会シンポジウム「糖尿病網膜症の分子病態」にて発表した。フェノフィブラートがもともと核内転写因子PPARαのリガンドであることより、PPARα関連の網膜血管障害機序を明らかにすべく、ヒト網膜血管内皮細胞(HREC)とヒト臍帯静脈内皮細胞(HUVEC)の培養を行い、フェノフィブラートによる刺激後、細胞融解し、細胞タンパク質、核タンパク質、mRNA,を分離精製した。フェノフィブラートの影響を確認することを目的としてPPARα認識oligopeptideによるgel mobility shift assayを行い、PPARα・DNA結合体のgel shiftを確認した。また、血管内皮細胞への細胞生存効果を検討するため、培養細胞に過酸化水素による酸化ストレスを負荷し、アポトーシスを誘導した。フェノフィブラートによる刺激により、アポトーシス細胞数が有意に減少し抗アポトーシス作用を有することを同定した。次にPPARαへの結合遺伝子を包括的に解析することを目的として、モノクローナル抗体による免疫沈降後、PPARα結合遺伝子を選択的に抽出した。

現在、結合遺伝子を包括的に解析している。本研究ではPPARαdependentなメカニズムをゲノムワイドに解析するために、DNAマイクロアレイとChIPシークエンスによる解析を予定していた。現在DNAマイクロアレイによる解析によって、PPARaの抗炎症作用が示された。ChIPシークエンス用のDNAの抽出は完了しており、今後は次世代シークエンサ-による解析を行う予定であることから、概ね研究は予定に沿って推移している本研究ではPPARαへの結合遺伝子を包括的に解析することを目的として、モノクローナル抗体による免疫沈降後、PPARα結合遺伝子を選択的に抽出する。フェノフィブラートによりPPARαにより細胞内のシグナル伝達の活性化、抗アポトーシス作用の確認が取れた。さらに遺伝子の抽出まで研究が進行している。今後遺伝子のモノクローナル抗体の特異性が重要となるが、概ね研究は予定に沿って推移している。次年度においてはゲノムワイドな解析によって同定された遺伝子やPPARaのノックダウン細胞を作製し、PPARa活性化によって生じる抗炎症作用のメカニズムや、発現型の検討をRT-QPCRや単球細胞との共培養のassayで行う。さらにinvivoの実験系を用いて、眼内におけるPPARa活性化による抗炎症作用をRT-QPCRやウエスタンブロットを用いて評価を行う予定である。次年度においてはフェノフィブラート刺激によるPPARαへの結合遺伝子を包括的に解析することを目的として、抽出遺伝子の塩基配列決定により有力遺伝子の同定をさらにすすめる。血管細胞生存因子やアポトーシス関連遺伝子、血管新生因子において遺伝子定量解析を行い有力な因子を明らかにする。同時にin vivo網膜血管新生モデルとして確立している高酸素付加マウスにおける網膜血管新生および無血管野の形成へのフェノフィブラートの影響を検討する。同時にVEGFやNP1、Ang2など網膜血管新生因子への影響、血管細胞生存因子やアポトーシス関連遺伝子への発現制御への影響について、in vivoモデルにおける制御機構を解明する。次年度に高酸素付加マウス飼育に伴い高額機器の購入が見込まれるため今年度の消耗品費を抑え、次年度に合わせて使用する予定である。酸素、動物の購入、飼育料にも費用を要する。遺伝子包括的解析に次世代シークエンサ-を用いるが、そのランニングコストを要する。同定した遺伝子の制御について定量解析を行うがRT-QPCRとウエスタンブロット、ELISA法により同定するため、その消耗品、試薬費用を要する。次年度ではマウス網膜血管新生モデルの解析を行うため、マウスへの安定的な高酸素負荷を行うために、酸素負荷動物飼育装置を購入する。遺伝子包括的解析には自動遺伝子塩基
診断用X線画像に及ぼす散乱X線の影響

散乱X線がX線画像の鮮鋭度に及ぼす影響の検討,散乱X線除去方法のちがいによる除去効果の比較,被曝線量測定のための測定器の性能評価を行った.1散乱X線が広い範囲で画像に影響するとき,散乱X線のレスポンス関数は一次X線含有率に等しくなると言われている.しかし,われわれの知る限りこれを追試したという報告はない.今回,矩形波チャートを用いた実験で追試した結果,この関係を確認した.2散乱X線を除去する方法として,散乱体と画像記録系との間を離す方法(エア・ギャップ法)と散乱X線除去用グリッドを用いる方法が一般によく使われている.しかし,どちらの方法を用いるのが有効であるかという基準は明確ではない.散乱体の厚さ,照射野の大きさ,エア・ギャップ,グリッドの種類などを変えて散乱X線含有率,写真コントラスト,表面入射線量を測定した.その結果,照射野が小さいときはエア・ギャップ法が有効であることがわかった.ただし,実際には診断に必要な照射野の大きさを優先して考えなければならない.3 Interventional radiology(IVR)の普及に伴ってX線透視による被曝線量の増加が問題になっている.そのため,散乱X線を含む透視による被曝線量を直接測定できる装置が開発されている.そのような測定器の一つであるスキンダーズモニタの基本的な性能を評価した.その結果,全体の透視時間が同じであっても,短時間の照射を繰り返す場合は1回の照射による線量が正しく測定されず,全体として線量が少なく評価されることがわかった.また,検出部に対してX線が斜めに入射する場合,入射角度が大きいと正しく測定できないことがわかった.透視による被曝線量を直接測定できる有用な手段であるので,今後の改良が望まれる.今年度はエア・ギャップ法とグリッド法による散乱X線除去効果の比較、被曝線量測定に用いる測定器の性能評価を行った。1診断用X線写真を撮影する際に患者の体内で発生する散乱X線を除去する方法として、散乱体と画像記録系との間を離す方法(エア・ギャップ法)と散乱X線除去用グリッドを用いる方法がよく用いられている。しかし、どちらを用いるのが有効であるかという基準は明確ではない。散乱体の厚さ、エア・ギャップの大きさ、グリッドの種類などを変えて散乱X線含有率、写真コントラスト、表面入射線量を測定した。その結果、小児の心臓カテーテル検査のように患者が小さく散乱X線含有率が小さい場合には、エア・ギャップ法が有効であることがわかった。実際には診断に必要とする照射野の大きさも考慮する必要がある。2 Interventional radiology(IVR)の普及に伴ってX線透視による被曝線量の増加が問題になっている。そのため、透視による被曝線量を直接測定できる装置が開発されている。そのような測定器の一つであるスキンドーズモニタの基本的な性能を評価した。その結果、全体の透視時間が同じであっても、短時間の照射を繰り返す場合は1回の照射による線量が正しく測定されず、全体として線量が少なく評価されることがわかった。また、検出部に対してX線が斜めに入射する場合、入射角度が大きくなるとやはり正しい測定ができないこともわかった。透視による被曝線量を直接測定する有効な手段であるだけに、今後の改良が望まれる。散乱X線がX線画像の鮮鋭度に及ぼす影響の検討,散乱X線除去方法のちがいによる除去効果の比較,被曝線量測定のための測定器の性能評価を行った.1散乱X線が広い範囲で画像に影響するとき,散乱X線のレスポンス関数は一次X線含有率に等しくなると言われている.しかし,われわれの知る限りこれを追試したという報告はない.今回,矩形波チャートを用いた実験で追試した結果,この関係を確認した.2散乱X線を除去する方法として,散乱体と画像記録系との間を離す方法(エア・ギャップ法)と散乱X線除去用グリッドを用いる方法が一般によく使われている.しかし,どちらの方法を用いるのが有効であるかという基準は明確ではない.散乱体の厚さ,照射野の大きさ,エア・ギャップ,グリッドの種類などを変えて散乱X線含有率,写真コントラスト,表面入射線量を測定した.その結果,照射野が小さいときはエア・ギャップ法が有効であることがわかった.ただし,実際には診断に必要な照射野の大きさを優先して考えなければならない.3 Interventional radiology(IVR)の普及に伴ってX線透視による被曝線量の増加が問題になっている.そのため,散乱X線を含む透視による被曝線量を直接測定できる装置が開発されている.そのような測定器の一つであるスキンダーズモニタの基本的な性能を評価した.その結果,全体の透視時間が同じであっても,短時間の照射を繰り返す場合は1回の照射による線量が正しく測定されず,全体として線量が少なく評価されることがわかった.また,検出部に対してX線が斜めに入射する場合,入射角度が大きいと正しく測定できないことがわかった.透視による被曝線量を直接測定できる有用な手段であるので,今後の改良が望まれる.散乱X線がX線画像の鮮鋭度に及ぼす影響の検討,散乱X線除去方法のちがいによる除去効果の比較,被曝線量測定のための測定器の性能評価を行った.

1散乱X線が広い範囲で画像に影響するとき,散乱X線のレスポンス関数は一次X線含有率に等しくなると言われている.しかし,われわれの知る限りこれを追試したという報告はない.今回,矩形波チャートを用いた実験で追試した結果,この関係を確認した.2散乱X線を除去する方法として,散乱体と画像記録系との間を離す方法(エア・ギャップ法)と散乱X線除去用グリッドを用いる方法が一般によく使われている.しかし,どちらの方法を用いるのが有効であるかという基準は明確ではない.散乱体の厚さ,照射野の大きさ,エア・ギャップ,グリッドの種類などを変えて散乱X線含有率,写真コントラスト,表面入射線量を測定した.その結果,照射野が小さいときはエア・ギャップ法が有効であることがわかった.ただし,実際には診断に必要な照射野の大きさを優先して考えなければならない.3 Interventional radiology (IVR)の普及に伴ってX線透視による被曝線量の増加が問題になっている.そのため,散乱X線を含む透視による被曝線量を直接測定できる装置が開発されている.そのような測定器の一つであるスキンダーズモニタの基本的な性能を評価した.その結果,全体の透視時間が同じであっても,短時間の照射を繰り返す場合は1回の照射による線量が正しく測定されず,全体として線量が少なく評価されることがわかった.また,検出部に対してX線が斜めに入射する場合,入射角度が大きいと正しく測定できないことがわかった.透視による被曝線量を直接測定できる有用な手段であるので,今後の改良が望まれる.
RO2ラジカルのエアロゾル取り込み速度測定に基づく大気HOxサイクル機構の再検討

レーザーポンプ・レーザー誘起蛍光検出(LPーLIF)法を用い,RO2のエアロゾルへの取り込み係数を世界に先駆け測定する.そして得られる取り込み係数を基にボックスモデル計算を行いエアロゾル取り込み過程がHOXサイクルの回転効率に与える影響を計算し,そのオキシダント・二次エアロゾル生成における潜在的インパクトを評価することを目的とする.レーザーポンプ・レーザー誘起蛍光検出(LPーLIF)法を用い,RO2のエアロゾルへの取り込み係数を世界に先駆け測定する.そして得られる取り込み係数を基にボックスモデル計算を行いエアロゾル取り込み過程がHOXサイクルの回転効率に与える影響を計算し,そのオキシダント・二次エアロゾル生成における潜在的インパクトを評価することを目的とする.
体内埋設インストゥルメントの経年劣化を探索評価するための広帯域超音波装置の開発

対象臓器や病変部位の描画性能の指標となる解像度を上げるために、発信上限を8MHzとする超音波発信器の製作を行った。これにより広帯域周波数(28MHz)で掃引可能な超音波装置を製作した。この超音波装置は種々の対象物により、超音波の伝達速度や反射強度が異なることの特性に対応したものである。また、前年度作成した広帯域特性と断層観測に優れたマルチ超音波素子プローブの製作を行っていた。これらを組み合わせて、製作した超音波装置とプローブから得られる周波数毎の超音波反射特性を高速画像処理コンピュータでFFT処理後に軟組織と硬組織の画像化することを試みた。これまでに製作した装置の実用化に向けた改良と追加を行う予定であったが、この段階で試行を繰り返していた超音波素子プローブに関して、単一の周波数では問題がないものの、周波数掃引(スイープ)を行うと複数の超音波素子の配列から相互干渉が起きるための補正処理に時間を要した。この干渉を除去するために、コンピュータプログラム内に各超音波素子プローブの固有特性(干渉)を除去するデジタルフィルターを考案し内蔵した。しかし、感度低下の現象による深部観測に問題が生じたため広帯域超音波装置の超音波出力の増加と受信感度の増強を行い、観測対象深度を深くするための出力と入力の増強を行った。これにより通常の超音波による深部観測は可能になったものの、目的とする高調波での信号受信観測にデジタルフィルターの帯域制限の問題が生じた。これは、超音波プローブの相互干渉、感度向上の発信機と受信機の出力対策、高調波受信への影響が相互に関わる問題となった。この問題を克服するため単一超音波素子によるアコースティックレンズによる共焦点化により、深部探査へと改良を加えた。平面断層像による描画へは影響が出たが深部観察は可能になったため、物理的な位置スキャンにより断層像化を行う予定である。本研究は,体内に埋設された金属などの硬体部位の状態内部を非観血的に体外から超音波にて評価観察するものである.この目的から体内埋設対象物である硬体としてチタン合金の超音波による金属内部探傷検査を行っている.体内に埋設されたチタン合金として脊髄ロッドが挙げられる。脊椎ロッドは屈曲した脊椎を伸ばした状態で脊椎に埋め込まれた固定ネジで架橋される。この時に脊椎ロッドは体幹の屈曲に対する曲げの圧力を頻繁に受ける。上記した状況を精査するために破断した脊髄ロッドの破断面の評価を光学顕微鏡ならびに電子顕微鏡にて行うことを計画した。光学顕微鏡にての観察評価は、破断した脊椎ロッドを直接検鏡できるが、電子顕微鏡で観察を行うには脊椎ロッドを試料ベースに固定できる小サイズに切断加工する必要がある。この切断加工時の物理的影響も検証しなければならない。この物理的影響は圧力と裁断時の摩擦熱による影響である。これらを検証するための各種試料サンプルをチタン合金のロッドから小サイズのペレット状に加工した。光学顕微鏡による検鏡は、直接観察で評価を行ったが、電子顕微鏡観察では試料サンプルの確認行っているところである。超音波装置の製作は、大きく超音波発信機、超音波受信機および超音波振動子(センサー)からなる。このセンサーは、直接脊椎ロッドに超音波を与えて内部からの反射信号を受信することになるため、超音波伝達のロスを減らすための加工を行った。この加工はロッドのサイズ系を考慮し、円柱状の曲面に沿うように音響レンズの働きを担う樹脂をセンサーに取り付け、脊椎ロッドとの超音波伝道の効率化を試みたものである。脊椎ロッドとセンサーと超音波的な間隙の除去はグリセリンにて行ったが、人体への適応に関しては、無害性の検証を行う予定である。計測するための対象物の条件設定を明確にするために、多くの条件を考慮して試料サンプルを作成した。この試料サンプルに対して金属疲労の状態を検証するための破断試験装置の製作に時間を要しているために計画がやや遅れている。破断試験装置は工業的な試験装置として存在しているが、脊椎の動きに近似した動きを再現するモデルケースに即した状態を作るためである。超音波装置に関しては、数MHzから数十MHzまでを発信並びに受信できる装置を用意した。この装置に脊椎ロッドに対して超音波を発信ならびに受診するセンサーとの整合性の検証や調整に計画した予定より、やや時間を要している。上記した状況を精査するために破断した脊髄ロッドの破断面の評価を光学顕微鏡ならびに電子顕微鏡にて行うことを計画し、その観察を行った。小サイズのサンプル作成時における、切断加工の物理的影響の検証も必要であった。

このセンサーは、直接脊椎ロッドに超音波を与えて内部からの反射信号を受信することになるため、超音波伝達のロスを減らすための加工を行った。この加工はロッドのサイズ系を考慮し、円柱状の曲面に沿うように音響レンズの働きを担う樹脂をセンサーに取り付け、脊椎ロッドとの超音波伝道の効率化を試みたものである。脊椎ロッドとセンサーと超音波的な間隙には、エコー検査用グリセリンで行ったが、人体への適応時には、さらに検証が必要である。チタンロッドの電子顕微鏡観察で、金属疲労の起点部にノッチ状のくぼみがあることが判明していたことから、このノッチのくぼみの原因とチタンロッド(合金を含む)の硬度との関係をコンピュータシュミレーションにて解析を行っている。計測するための対象物の条件設定を明確にするために、多くの条件を考慮して試料サンプルを作成した。この試料サンプルに対して金属疲労の状態を検証するための破断試験装置の製作に時間を要しているために計画がやや遅れている。破断試験装置は工業的な試験装置として存在しているが、脊椎の動きに近似した動きを再現するモデルケースに即した状態を作るためである。実モデルを多数製作することが困難であるため、この検証再現のためにコンピュータによるシュミレーションも採用した。超音波装置に関しては、数MHzから数十MHzまでを発信並びに受信できる装置を用意した。この装置に脊椎ロッドに対して超音波を発信ならびに受診するセンサーとの整合性の検証や調整に計画した予定より、やや時間を要している。特に金属ロッドの形状に即した、音響レンズの製作には、物理的な加工と音響特性との両者が、大きく関係するために精密な作成に予定以上の時間が必要であった。対象臓器や病変部位の描画性能の指標となる解像度を上げるために、発信上限を8MHzとする超音波発信器の製作を行った。これにより広帯域周波数(28MHz)で掃引可能な超音波装置を製作した。この超音波装置は種々の対象物により、超音波の伝達速度や反射強度が異なることの特性に対応したものである。また、前年度作成した広帯域特性と断層観測に優れたマルチ超音波素子プローブの製作を行っていた。これらを組み合わせて、製作した超音波装置とプローブから得られる周波数毎の超音波反射特性を高速画像処理コンピュータでFFT処理後に軟組織と硬組織の画像化することを試みた。これまでに製作した装置の実用化に向けた改良と追加を行う予定であったが、この段階で試行を繰り返していた超音波素子プローブに関して、単一の周波数では問題がないものの、周波数掃引(スイープ)を行うと複数の超音波素子の配列から相互干渉が起きるための補正処理に時間を要した。この干渉を除去するために、コンピュータプログラム内に各超音波素子プローブの固有特性(干渉)を除去するデジタルフィルターを考案し内蔵した。しかし、感度低下の現象による深部観測に問題が生じたため広帯域超音波装置の超音波出力の増加と受信感度の増強を行い、観測対象深度を深くするための出力と入力の増強を行った。これにより通常の超音波による深部観測は可能になったものの、目的とする高調波での信号受信観測にデジタルフィルターの帯域制限の問題が生じた。
NF-E2結合配列を介した転写調節機構とその血液細胞分化における役割

血球細胞特異的な転写因子NF-E2の関連因子として、Bach1,Bach2,Nrf3を単離した。その発現様式と構造的相似性から、これら因子も造血細胞発生過程において機能することが示唆される。現在までに以下の知見を得た。2 BTBドメインは、クロマチン構造の制御や蛋白質間相互作用そして転写抑制に関わることが知られている。そこで、Bach2のBTBドメインと結合する因子を酵母two hybrid systemにより検索したところ、新たなBTB転写因子FOB(Friend of Bach)を単離することができた。その発現は胸腺、胎児肝、骨髄で著しいが、特にBach2と同様に幼弱なpro-B、pre-B細胞で高く発現していた。このことは、IgH鎖遺伝子の発現抑制において、Bach2とFOBが協調的に機能している可能性を示した。今後の方針としては、現在進行中のNrf3、FOB、Bach2ノックアウトマウスの解析を完了する。またBach1については予備的解析を行ったところ、造血細胞分化調節に関与することが示唆された。
PET(ポリエステル)分解菌の発見に基づくプラスチックの新規生分解手法の開拓

本研究年度内に得られた研究成果を以下に示す。2.Arthrobacter sp.No.97-2株の生産するPET分解酵素の精製:Arthrobacter sp.No.97-2株の培養液から、PET繊維への吸着能を指標に35-kDaタンパク質の精製を行った。このタンパク質のアミノ末端アミノ酸配列の17残基は、鞭毛タンパク質のflagellinと63%の同一性、75%の相同性が認められた。しかし、その比活性は非常に低く、酵素化学的な諸性質を検討するには至らなかった。3.PET分解活性測定法の開発:PET繊維の「電子顕微鏡観察」と「引っ張り強度」の測定には数日を要し、また、精度も悪い。そこで、これら方法に加え、簡便で、かつ、再現性の良い測定法の開発に着手した。「粘度測定」と「GPC測定」は分子量の差違を、また、「NMRによる分解残渣の解析」と「PET類似化合物の分解挙動」は構造変化を調べることで酵素活性の評価を行うものである。Arthrobacter sp.No.97-2株を用いて、これら4種の測定法について検討し、PET分解活性の測定に有用であることを明らかにした。以上、計画した研究の大半は、未着手のままとなった。その理由は、本研究の過程で、Arthrobacter sp.No.97-2株のPET分解活性が著しく減少したことである。この原因については、1.菌株の管理保存が非常に困難で、研究の過程でPET分解活性が大幅に低下したこと、2.PET分解活性を高精度で、短時間に評価できる方法がないこと、があげられる。PET分解能を有する微生物の取得を目的として一連の実験を行い、以下の成果を得た。1)PET分解能を有する菌株を6株分取した。2)これら菌株のうち、4株は酵母であり、2株は細菌であった。3)これらいずれの菌株も単独でPET繊維の分解が可能であった。4)電子顕微鏡観察により、酵母様菌株と細菌様菌株では、PET分解様式が異なることが推察された。5)いくつかの菌株は、PET繊維分解のみならず、ポリエステル布を減量させた。また、ポリエステル布の風合いを高めた。6)No.97-2株によるPET分解は、pH、および温度依存的であり、酵素反応であると推察された。7)PET繊維とのインキュベーション実験から、粗酵素液中の35kDa蛋白がPET繊維と疎水相互作用を示すことが観察された。9)この精製35kDa蛋白は、PET分解活性を有したがその比活性は低かった。10)35kDa蛋白のN末端17アミノ酸配列は、鞭毛蛋白のflagellinと62.5%の同一性、75%の相同性が認められた。今後は、35kDa蛋白以外のどの蛋白(因子)がPET繊維分解に関与しているか、35kDa蛋白との相乗的なPET分解作用が認められるのか、PETの分解メカニズム、分解産物など、PET分解に関与している分子、分解機構を一つ一つ明らかにしていく必要がある。1.PET分解菌の分離と同定:より強力なPET分解菌の取得を目的に、常温微生物と高温微生物を対象に検索を行い、常温細菌No.77-2株を分取することができた。本菌株は、Sphigomonas paucimobilisと同定された。2.Arthrobacter sp.No.97-2株の生産するPET分解酵素の精製:PET分解菌の検索に使用したPET繊維の「電子顕微鏡観察」と「引っ張り強度」の測定では、多くの日数を要すると同時に、精度も悪く、酵素精製のアッセイ系としては、使用できない。そこで、PET分解酵素の精製に当たり、PET分解酵素の推定を行なった。即ち、酵素がPETを分解するには、その第一段階として、疎水性の高いPET表面に結合する必要があると考え、PETオリゴマー(8量体)によるアフィニティークロマトグラフィーを行なった。

3種類のタンパク質がその候補として挙がった。それらのうち、35-kDaタンパク質について精製を行い、電気泳動的に単一な標品として単離することに成功した。アミノ末端アミノ酸配列分析より、本タンパク質は鞭毛タンパク質flagellinと63%の同一性、75%の相同性が認められた。本タンパク質は、PETより界面活性剤を使用して溶離したため活性が無く、酵素化学的な諸性質の検討には至らなかった。3.PET分解活性測定法の開発:通常の酵素の場合、簡便で且つ、精度の高い酵素活性測定法が既に確立されているが、これまでに研究例のないPET分解酵素の場合、我々自身でこのアッセイ系の開発も行なう必要があった。検討したのは「粘度測定」、「GPC測定」、「PET類似基質の開発」と[NMRによる分解残渣の解析」である。前者2つは、分子量の差異を、また「PET類似基質の分解」は、発色団を有するPET類似低分子基質を開発するものである。また、最後のものは、NMRで構造変化を調べることにより、分解機構を探るものである。現在、これらの方法の有用性について鋭意検討を加えているところである。
日常生活にひらかれた心理劇の基礎的・応用的研究-多種多様な展開の共通性,独自性-

平成5年度にひき続き,日常生活にかかわる諸領域での,多種多様な心理劇の開発を進め,サイコドラマチストの養成プログラムの検討を行うとともに,これまでの心理劇の実践資料(1990年からの約5年分)の一部を整理・分析して,パソコンによるカード化を行い,心理劇の類型化,体系化の作業を進めてきた。それと同時に,心理劇の基礎は共通にしながら,分野,課題内容,対象・参加者の違いを考慮した心理劇の多種多様な活用のしかたの可能性を探り,それらをまとめて,次の諸学会の平成6年の大会で研究発表を行った。各テーマに,この研究の新たな知見の成果が現れるようにしたので以下に列挙する。「親子関係の心理劇(第3報)-もう1つの役割体験-」(日本家政学会大会)「大学教育における心理劇(4)-演習における多種多様な活用-」(日本応用心理学会大会),「日常生活における健康問題と心理劇(6)-生活のバランス-,同(7)-日常をこえる生活体験-」(日本健康心理学会大会)「家族をめぐる人間関係のネットワーク(3)-日常生活につながる心理劇技法-」(日本人間関係学会大会),「Psychodramatic Approach to Family Interaction」(国際家族心理学会議,イタリア)。また,平成7年度12月に設立予定である日本心理劇学会の前身の日本心理劇連合会の第10回大会(沖縄,12月)で,「日常生活と心理劇(2)-生活場面におけるさまざまな生活体験-」というテーマで研究発表を行い,「日常生活につながる心理劇」という初心者コースのワークショップを主宰して,本研究の成果の一部を,実際にサイコドラマチストの養成にいかすことができた。現在,平成56年度にまとめて学会発表した研究を,順序,各学会の機関誌に投稿するための作業を進めているところである。今後,分野別,課題内容別の心理劇の活用のしかたについて,さらに実践研究を進め,他の方法との組みあわせ方の探究も行う予定である。平成5年度は内外の文献検索や国際フォーラム・ワークショップなどへの参加を通して,心理劇界の動向を把握するとともに,「日常生活にひらかれた心理劇」としての本研究の独自性を明確にしながら,さまざまな生活場面で心理劇を展開し(ビデオ,カメラ,テープコーダーによる録音・録画),これまでの心理劇の資料(1980年からの約10年分)とあわせて,パソコンを活用した整理・分析を行ってきた。その結果,領域や課題に応じた多種多様な心理劇の応用のしかたが明らかになり,カード化による心理劇の類型化・体系化の素案をつくることができた。また心理劇の方法論的な特色・問題点が,監督,補助自我,演者,観客,舞台それぞれの視点から多角的に明らかになり,サイコドラマチストの養成プログラムを作成するための知見を得ることができた。そこで,これらの成果の一部を,平成5年度の内外の学会で発表し,新たな研究の視座を提起してきた。日本家政学会大会:「親子関係の心理劇(第2報)-発達的変化-」,日本応用心理学会大会:「大学教育における心理劇-心理劇の導入のしかた-」,国際健康心理学会議:「Creation of psychodramas for healthy life」,日本健康心理学会大会:「日常生活における健康問題と心理劇(4)-“かたい"人間関係の変容-,(5)-役割行為の可能性をひろげること-」,日本人間関係学会大会:「家族をめぐる人間関係のネットワーク(2)-実践・研究における心理劇の活用-」,国際集団精神療法学会環太平洋地域会議(→『関係学研究』,雑誌論文参照)。今後,平成6年度には、上記の学会発表論文を再構成して各学会の機関誌に投稿していく予定である。また異なる心理劇あるいは他の方法と組み合わせた心理劇のセッションを行うなどして,いつでも,どこでも展開可能なひらかれた心理劇について,さらにきめこまかな分析・考察を進めていく予定である。

現在,平成56年度にまとめて学会発表した研究を,順序,各学会の機関誌に投稿するための作業を進めているところである。今後,分野別,課題内容別の心理劇の活用のしかたについて,さらに実践研究を進め,他の方法との組みあわせ方の探究も行う予定である。
観測史上初2016年赤道成層圏循環の崩壊を予測できるか

昨年度、中間圏・下部熱圏を含む水平解像度60km、鉛直解像度300mという高解像度の大気大循環モデルJAGUARを用いて、2016年に観測された成層圏QBO崩壊現象の再現実験を行い、高度40hPaでQBO西風位相の中に東風が形成されるという、QBO崩壊の再現に世界で初めて成功した。しかしながらそれより上空でのQBO西風位相が時間とともに上昇する特徴の再現はできないという問題点もあった。QBO崩壊現象には2015年のエルニーニョが関係しているという報告もある為、今年度は、エルニーニョの海面水温を与えた従来の実験に加えて、気候値の海面水温を与えた実験を行った。気候値実験では中緯度ロスビー波が赤道域へ伝播するのに好都合な背景場にならず、QBO崩壊現象を起こす条件になりにくいことが分かった。このことから、エルニーニョ海面水温分布が要因の1つであることが示唆された。さらに初期値を11月までさかのぼった追加実験を行った。25アンサンブル実験のうち、17ケースでQBO崩壊現象の再現に成功した。またモデルのチューニング次第で、20hPa付近の西風位相の上昇が再現できるケースがあることも判明した。更なる実験を継続し、QBO崩壊現象の包括的な理解を進めている。3年間の研究計画の中で、既に2本の論文が出版され、更なる追加実験も順調に行われており、当初の計画以上に進展しているといえる。交付申請書に沿って、引き続き気候モデルを用いた実験、再解析・各種観測データの解析を進め、成果を積極的に発表し、論文化していく。中間圏・下部熱圏を含む中解像度及び高解像度の大気大循環モデルJAGUARを用いて、2016年に観測された成層圏QBO崩壊現象の再現実験を行った。中解像度では再現されなかったが、高解像度モデルではQBO崩壊の再現に世界で初めて成功した。2016年1月4日から2月1日まで1週間おきに計5回、1実験あたり連続40日間分の再現実験を実施し、QBO崩壊イベントの生じる過程を調べた。QBO崩壊イベントが生じた30-60 hPaの範囲では、それらどれもが観測値とよく一致した。本結果は、世界中の気象機関等がイベントを予見できなかったことと対照的で、より精緻なモデルを用いていれば、少なくとも1か月以上遡って予見できた可能性があることを示唆する。再現実験結果を統計的に分析した結果、崩壊の直接の原因の特定に成功した。すなわち、北半球亜熱帯成層圏の東西風の構造によって屈折しながら伝わったロスビー波が、赤道成層圏の厚さ数km程度の狭い高度範囲に集中して作用していた。成果は論文として発表した(Watanabe et al. 2018)。次に数十年に亘る再解析データを用いてQBO、エルニーニョ南方振動、海氷の関連性を調べたところ、2016年はQBO西風位相、エルニーニョ、海氷減少が同時に起こっている特徴的な年であることが分かった。MIROC気候モデルを用いたアンサンブル実験から、エルニーニョと海氷減少がQBO崩壊を引き起こすロスビー波の生成と赤道方向への伝播に重要であることが明らかになった。成果は論文として発表した(Hirota et al. 2018)。研究初年度であるが、気候モデルを用いた実験がスムーズに行われ、再解析データの解析も進んだ。観測史上初のQBO崩壊現象が気候モデルで再現できるかどうか挑戦する課題であるが、初年度に再現に成功し、モデルデータ解析及び再解析データを組み合わせて、そのメカニズムも明らかにすることができた。成果が2本の論文として発表され、当初の計画以上に進展していると言える。更なる数値実験を行い、QBO崩壊現象がどの程度前から予測可能なのかを調べる。また地球温暖化にともない海氷が減少するため、将来気候のエルニーニョ時に同様なQBO崩壊現象が起こる可能性がある。世界の他機関のモデル解析を含めて、調査を継続する。

交付申請書に沿って、引き続き気候モデルを用いた実験、再解析・各種観測データの解析を進め、成果を積極的に発表し、論文化していく。今年度は気候モデル実験を行い、モデルデータ、各種観測データ解析に取り掛かり、成果を出すことができた。計画的に使用したが、大容量ディスク装置を当初予定より少額で合算で購入することで物品費が抑えられた。また論文は出版されたが、それに伴う研究発表とその他経費は、今年度分としては抑えられた。来年度は本科研費を推進する為の海外研究協力者の招聘旅費・謝金、来年度の実験に必要なディスク装置、及びこれまでの成果の宣伝及び今後得られる成果発表の為の海外旅費に充てる。今年度は更なる気候モデル実験を行い、モデルデータ、各種観測データ解析に取り掛かり、成果を出すことができた。昨年度の繰越金を含めて計画的に使用し、残高約1.5万と、予定した金額をほぼ使用した。来年度は本科研費を推進する為の海外研究協力者の招聘旅費・謝金及び成果の宣伝、論文出版費用に充てる。
トランスクリプトーム解析に基づく植物受精卵の極性化機構の解明

植物の主要な体軸である頂端ー基部軸は受精卵の不等分裂によって確立される。しかしながら、遺伝子の冗長性などが原因でその制御因子はほとんど同定されていない。本研究では、不等分裂の未知の制御因子を同定するべく、受精卵を単離してトランスクリプトーム解析を行う。これまでの研究から、不等分裂の制御には受精後の転写活性化が必要であることが示されているため、野生型と転写活性化因子の欠損株の受精卵で遺伝子発現を比較することにより、不等分裂の実働因子を網羅的に探索する。また、独自に確立したライブイメージングによって、候補因子の機能を詳細に解析する。これらを達成することで、植物の体軸形成の根本原理の解明につながる。