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更新世および現生造礁サンゴ群集の遷移

平成12年7月から8月にかけて,沖縄県石垣島,同伊良部島鹿児島県喜界島で原生サンゴ礁と完新世および更新世の化石サンゴ礁の調査を行った.石垣島では白保付近のサンゴ礁の12地点で1×,1mの方形区を用いて、現生サンゴ礁群集を写真撮影し,スケッチした.また,平野沖のサンゴ礁でダイビングによって水深20m付近の造礁サンゴのリストを作成した.伊良部島では島東部の牧山採石場と西部の採石場で更新統琉球層群に含まれる造礁サンゴ化石のスケッチを行った.スケッチの大きさは最大で6×6mであり,合わせて3つの層準で行った.喜界島では上嘉鉄の完新統の隆起サンゴ礁と志戸桶の更新統琉球層群をスケッチした.平成13年度にはこれらのスケッチをもとに研究室において各造礁サンゴ個体の被覆率を計算し,現生サンゴ群集と更新世化石群集の種構成,含まれる割合,上方への変化を解析した.その結果,石垣島白保の現生サンゴ礁では5つの群集が分布することが明らかになった.また,完新世で最も海面の高かった約6000年前の造礁サンゴ群集の変化が判明した.また,志戸桶小学校裏の露頭を調査した結果,更新世後期(約5万年前)の海水準変化に伴う群集変化が明らかになった.これらの研究成果の一部は,平成12年10月にインドネシア共和国のバリ島で開かれた第9回国際サンゴ礁学会で発表した.また,伊良部島の更新世造礁サンゴ群集に関する調査結果は海外の学会誌に掲載された(Sagawa et al.,2001).平成12年7月から8月にかけて,沖縄県石垣島,同伊良部島鹿児島県喜界島で原生サンゴ礁と完新世および更新世の化石サンゴ礁の調査を行った.石垣島では白保付近のサンゴ礁の12地点で1×,1mの方形区を用いて、現生サンゴ礁群集を写真撮影し,スケッチした.また,平野沖のサンゴ礁でダイビングによって水深20m付近の造礁サンゴのリストを作成した.伊良部島では島東部の牧山採石場と西部の採石場で更新統琉球層群に含まれる造礁サンゴ化石のスケッチを行った.スケッチの大きさは最大で6×6mであり,合わせて3つの層準で行った.喜界島では上嘉鉄の完新統の隆起サンゴ礁と志戸桶の更新統琉球層群をスケッチした.平成13年度にはこれらのスケッチをもとに研究室において各造礁サンゴ個体の被覆率を計算し,現生サンゴ群集と更新世化石群集の種構成,含まれる割合,上方への変化を解析した.その結果,石垣島白保の現生サンゴ礁では5つの群集が分布することが明らかになった.また,完新世で最も海面の高かった約6000年前の造礁サンゴ群集の変化が判明した.また,志戸桶小学校裏の露頭を調査した結果,更新世後期(約5万年前)の海水準変化に伴う群集変化が明らかになった.これらの研究成果の一部は,平成12年10月にインドネシア共和国のバリ島で開かれた第9回国際サンゴ礁学会で発表した.また,伊良部島の更新世造礁サンゴ群集に関する調査結果は海外の学会誌に掲載された(Sagawa et al.,2001).平成12年7月から8月にかけて、沖縄県石垣島、同伊良部島、鹿児島県喜界島で現生サンゴ礁と完新世および更新世の化石サンゴ礁の調査を行った。石垣島では白保付近のサンゴ礁の12地点で1x1mの方形区を用いて、現生サンゴ礁群集を写真撮影し、スケッチした。これらの画像データはパソコンを用いてデジタル化され、造礁サンゴ各種の被覆率が求められた。また、平野沖のサンゴ礁でダイビングによって水深20m付近の造礁サンゴのリストを作成した。伊良部島では島東部の牧山採石場と西部の採石場で更新統琉球層群に含まれる造礁サンゴ化石のスケッチを行った。スケッチの大きさは最大で6x6mであり、3つの層準で行った。その結果、この島の琉球層群の下部から中部にかけての群集変化が明らかになった。これらのデータは研究室において各造礁サンゴ種の被覆率に直す予定である。喜界島では上嘉鉄の完新統の隆起サンゴ礁と志戸桶の更新統琉球層群をスケッチした。その結果、完新世で最も海面の高かった6000年前の造礁サンゴ群集の変化が判明した。また、志戸桶小学校裏の露頭を調査した結果、更新世後期(約5万年前)の海水準変化に伴う群集変化が明らかになった。これらのスケッチをもとに研究室において各造礁サンゴ個体の被覆率を計算する予定である。これらの研究成果の一部は、平成12年10月にインドネシア共和国のバリ島で開かれた第9回国際サンゴ礁学会で発表した。また、伊良部島の更新世造礁サンゴ群集に関する調査結果は海外の学会誌に印刷中である(Sagawa et al.,in press)。

平成12年7月から8月にかけて,沖縄県石垣島,同伊良部島,鹿児島県喜界島で現生サンゴ礁と完新世および更新世の化石サンゴ礁の調査を行った.石垣島では白保付近のサンゴ礁の12地点で1x1mの方形区を用いて,現生サンゴ礁群集を写真撮影し,スケッチした.また,平野沖のサンゴ礁でダイビングによって水深20m付近の造礁サンゴのリストを作成した.伊良部島では島東部の牧山採石場と西部の採石場で更新統琉球層群に含まれる造礁サンゴ化石のスケッチを行った.スケッチの大きさは最大で6x6mであり,合わせて3つの層準で行った.喜界島では上嘉鉄の完新統の隆起サンゴ礁と志戸桶の更新統琉球層群をスケッチした.平成13年度にはこれらのスケッチをもとに研究室において各造礁サンゴ個体の被覆率を計算し,現生サンゴ群集と更新世化石群集の種構成,含まれる割合,上方への変化を解析した.その結果,石垣島白保の現生サンゴ礁では5つの群集が分布することが明らかになった.また,完新世で最も海面の高かった約6000年前の造礁サンゴ群集の変化が判明した.また,志戸桶小学校裏の露頭を調査した結果,更新世後期(約5万年前)の海水準変化に伴う群集変化が明らかになった.これらの研究成果の一部は,平成12年10月にインドネシア共和国のバリ島で開かれた第9回国際サンゴ礁学会で発表した.また,伊良部島の更新世造礁サンゴ群集に関する調査結果は海外の学会誌に掲載された(Sagawa etal.,2001).
樹木の流体力学的特性

前年度に引き続き,樹木の抗力測定を行った.その結果,同一種かつほぼ同寸法の樹木においても,抗力係数が,個体によって異なることがわかった.その理由の一つとしては,幹のしなり具合が個体によって異なるためと考え,幹のしなり具合を,樹木が風を受けている際の正味の投影面積から求めた「しなり度」として定量的に評価することを試みた.その結果,幹のしなり具合と抗力の変化には,反比例の関係があることを明らかにした.さらに,いまひとつ抗力に影響を及ぼす因子として,枝葉の透過性に注目した.樹木の外形を変えずに剪定を施し,枝葉の密度を変えた樹木の抗力測定を行い,その影響を明らかにした.樹木の後流構造については,乱れ強さ最大位置で同時測定された速度変動に対して相互相関解析を行った結果,樹木の後流にも円柱の後流と同様なカルマン渦列が存在すること,また,その無次元放出周波数(ストローハル数)は,円柱のそれとほぼ同一であることを確かめた.また、防風林を想定し樹木を複数本並べた際の抗力と後流特性については,流れが前列の樹木間を通過する際に増速されることにより,後列の樹木が受ける抗力がより増加することがある可能性を示した.このことに関連して,自然林においても,直接風を受ける外側の樹木よりも,内側の樹木が倒れているという報告があることがわかった.また本年度は,台風の上陸が多かった故,全国各地から倒木による災害・二次被害の報告があった.とくに勢力の大きかった台風18号による北海道の被害では,多くの倒木が発生した.北海道大学のポプラ並木の倒壊を例にとり,本研究で得られた抗力データベースにより,倒壊時に樹木にかかった抗力の概算を試みたところ,9000kgfもの荷重がかかっていた可能性があることがわかった.本年度では、樹木の流体力学的特性として、後流の速度分布と抗力係数の測定を行った。まず後流の速度分布測定において、主流速度を自然風と同程度の10m/sに設定し、樹木の最大枝張幅の数倍下流で平均速度分布と乱れ強さ分布を測定した。その結果、樹木後流においても、一般的な二次元物体の後流と同様、放物型の平均速度分布が得られた。乱れ強さの分布については、2つの乱れ強さの極大値(ダブルピーク)が観察された。このダブルピークを与える流れの構造を確かめるため、速度変動の時系列データにFFT解析を行ったところ、約20Hzの卓越周波数が確認された。このことから、樹木の後流において、円柱・角柱の後流と同じ、大規模渦の周期的な放出が行われている可能性があることがわかった。また、渦の巻き上がり位置は、円柱の場合よりも下流であることがわかった。抗力係数の測定に関しては、6軸センサーを用いて、主流速度515m/sの範囲での抗力の直接測定を行った。その結果、主流速度が増加するにつれて、抗力係数が減少するという傾向が明らかになった。その程度は、主流速度12m/sでは、抗力係数が0.80.9であり、円柱の抗力係数よりも小さいという結果が得られた。抗力が減少した要因として、樹木の幹のしなりと枝葉の透過性が考えられる。このうち、枝葉による透過性が抗力減少に及ぼす影響を評価するため、枝葉を適当に剪定し、抗力係数の定義上の投影面積を一定にしたまま、透過率を大きくした測定試験を行った。画像処理により剪定後の正味の投影面積を算出し、もとの投影面積に対する減少割合を求めたところ、抗力の減少割合に一致した結果が得られた。このことから、四季の変化や種類の違いにより枝葉の密度が異なる場合においても、画像処理によって正味の投影面積を求めることにより、樹木の抗力係数を推定できる可能性を示した。前年度に引き続き,樹木の抗力測定を行った.その結果,同一種かつほぼ同寸法の樹木においても,抗力係数が,個体によって異なることがわかった.その理由の一つとしては,幹のしなり具合が個体によって異なるためと考え,幹のしなり具合を,樹木が風を受けている際の正味の投影面積から求めた「しなり度」として定量的に評価することを試みた.その結果,幹のしなり具合と抗力の変化には,反比例の関係があることを明らかにした.さらに,いまひとつ抗力に影響を及ぼす因子として,枝葉の透過性に注目した.樹木の外形を変えずに剪定を施し,枝葉の密度を変えた樹木の抗力測定を行い,その影響を明らかにした.樹木の後流構造については,乱れ強さ最大位置で同時測定された速度変動に対して相互相関解析を行った結果,樹木の後流にも円柱の後流と同様なカルマン渦列が存在すること,また,その無次元放出周波数(ストローハル数)は,円柱のそれとほぼ同一であることを確かめた.また、防風林を想定し樹木を複数本並べた際の抗力と後流特性については,流れが前列の樹木間を通過する際に増速されることにより,後列の樹木が受ける抗力がより増加することがある可能性を示した.このことに関連して,自然林においても,直接風を受ける外側の樹木よりも,内側の樹木が倒れているという報告があることがわかった.また本年度は,台風の上陸が多かった故,全国各地から倒木による災害・二次被害の報告があった.

とくに勢力の大きかった台風18号による北海道の被害では,多くの倒木が発生した.北海道大学のポプラ並木の倒壊を例にとり,本研究で得られた抗力データベースにより,倒壊時に樹木にかかった抗力の概算を試みたところ,9000kgfもの荷重がかかっていた可能性があることがわかった.
DNA複製と共役して働くSMC蛋白質複合体の研究

真核生物では、DNA複製開始点での複製装置形成・活性化によって、複製フォークの進行が始まる。倍加したDNAは、分裂期にはいると染色体を形成し、核膜崩壊を伴って、娘細胞へ均等分配される。この一連の過程には、SMC(Structural Maintenance of Chromosomes)と総称される数種の蛋白質が深く係わっている。SMC蛋白質は約500Aの長さのコイルドコイルアームと、そのNとC末端領域で構成されるATP加水分解反応を担うドメインを有している。原核生物の細胞においてもSMC蛋白質と2種類の制御サブユニットが存在する。それらは原核生物の核様体と呼ばれるDNA高次構造の構築に関わっており、真核細胞における染色体形成と共通する分子基盤があると考えられる。本年度は枯草菌のSMC蛋白質のホモダイマー形成に関わるヒンジドメインのX線結晶構造解析を行った。ヒンジ領域の構造は、二見、二つの相互作用面を有する二量体リング状であるが、完全な2回対称ではなく、二つのダイマー形成面の一方が開いてツイストした非対称構造であった。隣接するコイルドコイル領域がないヒンジドメインの組換え体の立体構造も、このような非対称性を有していたため、この構造が何らかの生体内の機能を担うものであると示唆された。コイルドコイル領域が隣接するヒンジドメイン構造の内部には、保存された疎水性のアミノ酸が存在する。このアミノ酸を支点にして、ヒンジ領域とコイルドコイル領域の相対的位置は、二つのモノマー構造間で大きく異なっていた。二量体間の相互作用面の開閉には、これら二つの領域を介した構造的連係があると考察された。その進行にはじまる一連の過程は、その後の染色体の形成とダイナミズムに深く連動している。それにはSMC (Structural Maintenance of Chromosomes)と総称される蛋白質が係わっている。SMC蛋白質は約500Åの長さのコイルドコイルアームと、そのNとC末端領域で構成されるATP加水分解反応を担うドメイン(HEADドメイン)を有している。原核生物の細胞においてもSMC蛋白質と2種類の制御サブユニット(ScpA、ScpB)が存在する。本年度は枯草菌コンデンシンのサブユニット間領域の相互作用を原子レベルで解明するため、結晶構造解析を行った。HEADドメイン単独、HEADドメインとScpA C末端領域の複合体、そしてそのATP結合型複合体の構造解析を2Å程度の分解能で解析することができた。HEADドメインの立体構造は典型的なATP加水分解反応を担う蛋白質のフォールディングをしており、他のSMC蛋白質の構造とほぼ変わらなかった。HEADドメインに付属するコイルドコイル領域の構造はコヒーシンと比べやや内側を向いており、コンデンシンの全体構造はより直線状であることが示唆された。またATP結合型結晶では、ATPの結合部位に隣接するループ構造が現れており、ATPのプリン環を結合させる足場として働いていると考えられた。
人と環境にやさしい衣生活管理法の確立のために-衣類の白度を中心として-

環境負荷の小さい漂白法を確立するために,過酸化水素による綿布の漂白に尿素を添加し,その効果を検討した結果,中性付近のpHで高い漂白効果が得られることを明らかにした.また,タマネギ外皮抽出液を用いた羊毛の染色について,外皮中の主色素であるケルセチンを用いた結果と比較した結果,ケルセチン染色布は黄みが強いが,外皮抽出液染色布は赤みを帯びることが分かった.環境負荷の小さい漂白法を確立するために,過酸化水素による綿布の漂白に尿素を添加し,その効果を検討した結果,中性付近のpHで高い漂白効果が得られることを明らかにした.また,タマネギ外皮抽出液を用いた羊毛の染色について,外皮中の主色素であるケルセチンを用いた結果と比較した結果,ケルセチン染色布は黄みが強いが,外皮抽出液染色布は赤みを帯びることが分かった.衣服の洗濯・漂白など被服管理作業からの排水・エネルギー消費による環境負荷を小さくし、人と環境にやさしい衣生活管理法を確立するために、19年度は、(1)衣服の洗浄において衣服から脱離した汚れが再び衣服に再汚染するのを防止するために界面活性剤とともに用いる再汚染防止剤に関して検討した。すなわち、再汚染防止効果が期待されるムクロジ果皮について、その中の再汚染防止効果を発揮する有効成分を解明するために、高速液体クロマトクラフィーを用いて、成分の分離と分光分析法による同定を試みた。現有の機器では特定固定波長における吸光度しか検出できないので、種々の波長においてムクロジ果皮水溶液とムクロジサポニン水溶液について測定を行った。その結果、両者に明確な同一吸収ピークは認められなかった。また、(2)繊維の過酸化水素漂白における尿素の活性化剤としての働きについても、酸化還元電位と白度を測定して検討した。その結果、尿素の添加により過酸化水素水溶液の酸化還元電位および白度が大きくなることはないが、酸化還元電位が安定することが分かった。また、尿素以外の代表的な活性化剤すなわちテトラアセチルエチレンジアミン(TAED)および安定剤としてケイ酸ナトリウムを添加して酸化還元電位と白度を測定した。その結果、過酸化水素酸化還元電位はTAEDの添加により幾分高く、ケイ酸ナトリウムの添加により幾分低くなり、白度の変化はその逆の傾向が見られた。以上の結果から、過酸化水素漂白において、漂白浴の酸化還元電位ではなく、漂白浴のアルカリ度が繊維の白度に影響を与えることがわかった。平成20年度は、天然色素を含有する素材を用いた繊維の染色法に関する研究を行い、過酸化水素を用いた漂白における尿素の働きについても昨年度に引き続いて検討を行った。天然素材としては、タマネギ外皮、柿渋タンニン、サトウキビの葉を用いた。タマネギ外皮は古くから染色に用いられてきた。近年は薬理作用に関する研究は進んでいるが、染色への利用は多くはないため、その染色性に関する研究例は少ない。本研究では、その主色素である試薬ケルセチンを用いてタマネギ外皮中のケルセチンの染色挙動について知見を得ることができた。現在、論文の準備中である。柿渋タンニン染めは近年ブームになっているがやはり染色科学の立場からの研究は少ない。本研究では、奈良県農業総合センターから提供された柿渋タンニンによる染色条件について検討した。サトウキビの葉に含有される色素を用いた染色品は沖縄では地域振興を図って販売されている。本研究では色素の抽出条件、染色条件について検討して知見を得た。綿布の漂白は、アルカリ条件での過酸化水素漂白で十分な白度が得られるが、環境負荷を考慮すると中性条件に値ける漂白方法を確立することが期待されている。過酸化水素による綿布の漂白の添加剤として市販の漂白助剤に含まれる尿素の影響を検討した。その結果,アルカリ漂白と同程度の白度が中性条件でも得られ、尿素の添加により漂白綿布の白度は大幅に上昇した.また、漂白布の白度は温度の上昇とともに上昇したが、それに伴う引張強度の変化はほとんどなく,漂白前と比較しても低下しないということが明らかとなった.人と環境にやさしい衣生活管理法を確立することを目的として,環境負荷の小さい衣類の白度保持法の研究を中心に,身近な天然資源を活用した染色についても検討した.すなわち,綿布の過酸化水素漂白において活性化剤として尿素を用いたときの漂白効果とそのメカニズムについて検討した。まず,過酸化水素漂白に尿素を応用した際の漂白綿布の白色度の向上と強伸度の変化について測定した結果,この系において,ほぼ中性付近のpHで,引張り強度の低下を伴わずに顕著な漂白効果が得られることが明らかとなった.さらに,このメカニズムについて検討するため,酸化還元電位(ORP)の測定ならびに電子スピン共鳴装置(ESR)を用いたフリーラジカルの測定を行った.酸化還元電位の測定結果では,過酸化水素のみでは幾分不安定だったORPが尿素を添加すると安定化し,やや低下する傾向が見られたが,その変化はpHによるORPの変化と比べて小さなものであった.また,電子スピン共鳴装置を用いたフリーラジカルの測定から,過酸化水素への尿素添加によってラジカルの発生が促進されることが確認され,これが漂白効果の向上に寄与していることを明らかにした.また,身近な天然資源を染色に活用するための研究として,古くから用いられてきたタマネギ外皮を用いて羊毛の染色を行い,外皮中の主要色素であるケルセチンの染色性と比較して検討し,黄金色から茶褐色の濃色に染めるためにタマネギ外皮中の他の成分の効果が無視できないことを明らかにした.
腹側線条体に睡眠促進機構を探す。

オレキシンは視床下部中部に限局して存在する細胞群によって作られる、多様な生理活性を示すペプチドである。特に、摂食の促進、覚醒の維持と促進、筋緊張の維持において重要であると考えられている。つまり、このペプチドの生産や、その受容体に異常がある動物においては、覚醒時間を維持できず、頻回に睡眠状態に移行する他、無動状態に突然に陥ることが観察されている。さらに、この様な睡眠・覚醒障害を主症状とするナルコレプシーの患者においては、脳セキヅイ液中のオレキシン量が低下しており、死後脳においては、オレキシン神経細胞数が明らかに減少している。オレキシン神経細胞の活動は、糖や脂質代謝に関わる因子によって影響を受けることが明らかになっているが、細胞の活動に睡眠・覚醒と対応した日内変動があることから、睡眠・覚醒に関わる神経機構もまた、その活動の調節に関わることが予想されてきた。しかしながら、その方面からの検討は十分にはおこなわれていない。本研究は、睡眠・覚醒において重要と考えられている吻側前脳基底部の腹側線条体の活動と、オレキシン細胞の活動との関係を検討しており、実際には、吻側前脳基底部の薬理学的操作(ムシモール投与による局部的な神経活動の抑制)が、視床下部中部にある覚醒に関わるオレキシン細胞に発現するFos蛋白の量にどのような影響を与えるかを調べている。吻側前脳基底部の腹内側部の抑制は動物に覚醒効果を起こすとともに、オレキシン細胞でのFos蛋白の発現を増加させた、さらにこの増加は、投与側に優位であった。この事実から、吻側前脳基底部の腹内側部からオレキシン細胞にいたる抑制性の投射があることが示唆された。この研究内容はEuropean Journal of Neuroscienceに2003年2月付けで受理されている。従来の研究結果をもとに、睡眠促進領域が存在すると想定している脳部位に、前行性トレーサーであるDHAを投与して、その直接の投射領域を組織化学的手技を用いて検討した。その結果、覚醒の維持に関ると考えられているオレキシン神経細胞が主に分布するperifornical areaや、ヒスタミン神経細胞が核をつくるtuberomammillary nucleusなどの覚醒関連領域、さらに、睡眠促進に関わる神経細胞が分布すると考えられているventrolateral preoptic areaなどの睡眠関連領域は主要な直接の投射領域ではないという結論に至った。現在、主要投射領域が睡眠覚醒に及ぼす役割という観点から検討を進めている。
アスペルギルス・バイオフィルムに対する宿主免疫応答メカニズムの解明

慢性肺アスペルギルス症は難治性疾患であるが、その原因としてバイオフィルム(BF)形成が挙げられる。本研究ではBFの構造解析と、宿主細胞との免疫応答に関する解析を行った。In vitroにおけるアスペルギルスBFモデルを作成し観察した所、BF形成時の菌体表面にはαーグルカンが強く発現していた。そこでαーグルカン溶解酵素を発育段階の菌に添加した所、BFの初期段階である菌同士の接着が強く阻害できた。また、同酵素と共培養した分生子は宿主細胞からのサイトカイン産生をより強く誘導した。以上のことから、αーグルカンはBF形成において重要な役割を果たしており、その溶解酵素はBF抑制に有用であると考えられる。Aspergillus fumigatus(AF)の細胞壁はβ-1,3-glucan,α-1,3-glucan,chitin,ガラクトマンナンなどで構成されており,バイオフィルム(BF)ではα-1,3-glucanが重要な要素の一つである.本年度はα-glucanase(AG)がAFの成長およびBF形成に与える影響、およびAFと宿主細胞の免疫応答に対する影響について解析した。AF分生子を液体培地で振盪培養したところ,AG添加群で培養3時間後の分生子凝集及び24時間後の菌塊形成が抑制された.次に分生子を液体培地にて静置培養したところ,鏡検ではAG添加の有無で24時間後の菌糸成長に明らかな差はないものの,共焦点レーザー顕微鏡ではBFの厚さに差異を生じていた.またAG添加群では,気道上皮細胞H292への分生子接着が抑制されていた.AFのBFに対する抗真菌薬の薬剤感受性を,XTTを用いて測定したところ,AF B-5233株ではアムホテリシンB,ボリコナゾール,ミカファンギンにおいて,BF形成に伴う薬剤耐性化が確認された.AG単剤でMICへの影響はなく,また他の抗真菌薬との併用効果も認めなかった.次に、ヒト単球THP-1細胞をAFで刺激したしたところ,IL-8,TNF-α等の炎症性サイトカインが誘導されていた。また、このサイトカイン産生は、AFが分生子から成長する過程で、菌糸が伸長する時期に最も多く産生されていることが分かった。さらに、AG添加によりこのサイトカイン誘導能が増強されていた.以上の結果より、AGのAFに対する直接的な抗真菌活性は認めないものの,分生子の凝集および気道上皮細胞への接着が減弱しており,初期のBF形成を抑制する可能性が示唆された.またAG添加によりサイトカイン誘導能が増強されており,AGが宿主細胞のAF認識能を高めている可能性が示唆された.アスペルギルスに対する宿主免疫の反応の解析:ヒト末梢血単核球細胞THP-1およびヒト肺胞上皮細胞H292を用いて、アスペルギルスと共培養を行った。アスペルギルスは培養開始後、休止分生子→膨化分生子→菌糸の伸長→バイオフィルムの形成、と段階的に成長していく。膨化分生子までは、宿主細胞との共培養でも炎症性サイトカインの産生は見られなかったが、菌糸伸長の段階では、THP-1からIL-8, TNF-αなどの炎症性サイトカイン産生が惹起された。成熟したバイオフィルムでは、菌糸伸長段階よりサイトカイン誘導能が低下していた。H292においても炎症性サイトカインが産生された。αーグルカナーゼがアスペルギルスバイオフィルムの形成に与える影響についての検討:αー1,3-グルカンは、アスペルギルスバイオフィルムの主たる構成成分と考えられている。その溶解酵素α-グルカナーゼを用い、浮遊菌からバイオフィルム形成に到るまでの影響を検討した。αーグルカナーゼ添加群では、アスペルギルス分生子の凝集が抑制された。また、気道上皮細胞H292 cell layer上への分生子接着は、α-グルカナーゼの添加により抑制された。α-グルカナーゼによる炎症性サイトカイン産生変化:菌糸伸長段階のアスペルギルスとTHP-1の共培養では、α-グルカナーゼを添加することでIL-8、TNF-αといった炎症性サイトカインの産生が増加した。ヒストプラズマではα-グルカンがβ-グルカンを覆うことで宿主免疫から逃れているという報告、またA. fumigatusでもα-グルカンそのものが宿主の免疫プロファイルに影響を与えるという報告がある。本実験では、α-グルカンの添加により、真菌表面のα-グルカン量が低下し、表面に曝露されるβ-グルカンが増えるためサイトカイン産生量に影響があったと推察される。

肺に感染症を引き起こす真菌の中でアスペルギルスは最も重要な病原体の一つであり、急性感染症としての侵襲性肺アスペルギルス症と慢性感染症としての肺アスペルギローマや慢性壊死性肺アスペルギルス症などが知られている。慢性感染に対して現在用いられている抗真菌薬による治療では有効率は3割から6割程度と低く、慢性肺アスペルギルス感染症に有効な治療法の確立が急務となっている。このように抗真菌薬治療の効果が低い原因として、真菌のバイオフィルム形成能の影響が報告されているが、アスペルギルス・バイオフィルムに対して宿主免疫がどのように応答するのか、逆にバイオフィルムは宿主免疫に対してどのように反応するのか、どのような因子がバイオフィルムを抑制するのかといった点ついては全く不明のままである。本研究はこれらのアスペルギルス・バイオフィルムと宿主免疫との相互反応を解析することを目的としている。平成23年度の研究成果としては、ヒト気道上皮細胞上で、アスペルギルスがバイオフィルムを形成しうることが確認できた。アスペルギルス・バイオフィルムの形成において、宿主免疫のひとつの因子である血清を加えると、バイオフィルムのバイオマスが増加することが確認できた。一方で浮遊菌に関しては、血清の付加はプラスチック壁への接着能を阻害していた。さらに、細胞壁成分で重要なα-1,3グルカンの発現が低下している所見も認められた。以上のことより、血清の存在下で、アスペルギルスの気道上皮細胞への接着は阻害され、その機序として接着時に糊の役割を果たすと考えられるα-1,3グルカンの発現低下が推測された。しかし、一旦バイオフィルムを形成すると、血清はバイオフィルムの増加に寄与することも明らかとなった。また、気道上皮細胞上のアスペルギルス・バイオフィルムモデルが利用できることが確認でき、今後の研究進展に応用できると思われる。当初の予定通り、アスペルギルスバイオフィルムと宿主免疫との相互反応について、昨年度よりも更に解析がすすんでいる。当初の予定通り、アスペルギルスバイオフィルムと宿主免疫との相互反応について、解析がすすんでいる。今後は、当初の予定通りアスペルギルス・バイオフィルム阻害因子の検索や、慢性肺アスペルギルス感染動物モデルにおける治療効果について検討を行う予定である。臨床分離株毎に宿主免疫の反応が異なるか、バイオフィルム形成能が異なるか等について解析する。またα-1,3グルカナーゼ等の酵素を用いてバイオフィルムの形成阻害や宿主免疫反応の変化が生じないかも検討する。当初の予定通り、試薬、実験消耗品、実験動物の購入費等や、関連学会への参加費に研究費を使用する予定である。当初の予定通り、アスペルギルスのタンパク・多糖類発現の評価に必要な共焦点レーザー顕微鏡、RT-PCR法の試薬代等、宿主免疫反応の解析に必要なELISAキット代等、研究成果を国内外の学会で発表するための旅費にあてる。
グローバル観光産業が地域に与える影響：クルーズ観光の分析

1.文献調査:日本語、英語、ドイツ語の文献・資料を収集し、クルーズ観光とマス・ツーリズムに関連する最新の論点を比較した(フンク)。また、ウォーターフロント開発と観光やレジャーの関連に注目し、都市空間の商品化、観光化の過程に注目した研究の最新展開をまとめた(フンク、ハイン)。クルーズ寄港による影響を計る基準や指標の枠組みを確認した。2.日本とドイツにおけるクルーズ観光の現状と各港の影響圏についての調査を続けた。文献、報道資料、行政資料、旅行会社の情報などから日本とドイツにおけるクルーズ観光の発展と現状をまとめた。3.事例地域についての現地調査(2回):クルーズ寄港とその影響圏に関連するステークホルダーとその利害関係を分析するため、日本では調査をさらに地方圏に広げた。鹿児島県(2018年12月18日),大分県,別府市と北九州市(2019年1月8-9日、フンクと院生1名)と宮崎県,日南市(2019年2月12-13日,フンク)で聞き取り調査を行なった。ドイツではヴァルネミュンデとロストック市(フンク,2018年9月4-5日))ハムブルク市(フンク・ハイン,2019年3月20-22日)で調査を行った。調査内容は都市計画、港管理、観光推進関連の行政機関であった。調査ではクルーズ観光による影響、他観光形態との調整、クルーズ観光に対応した港、都市景観の整備について伺い,資料を収集した。4.広島港において,クルーズ観光客を対象にアンケート調査を行った(3月,2回)全体的に予定通りに進んでいるが,GISの分析ができる人材を確保することに苦労している。1.クルーズ観光は成長が激しい分野なので,先行研究での論点も早く展開されている。そのため引き続き先行研究等に準拠したクルーズ観光とその影響についての論点の検討を行う。2.事例地域についての現地調査:同じ内容で調査を続ける上、ステークホルダーのネットワークをさらに分析する。調査場所:ハムブルク市(ハイン、フンク)、ヴァルネミュンデまたはキール(フンク)、広島市(フンク)、境港(行政以外の聞き取り調査)(9月1泊2日),奄美大島(9月)(フンク),那覇(フンク)(9月)他。発生する旅費:国内(境港市1泊2日,奄美大島2泊3日,フンクとインタビュー・資料収集を補佐する大学院生1名)、国際(ドイツ1度2週間,フンク)現地調査の結果に基づき、ステークホルダーの立地分布を分析するとともにネットワーク内の権力関係を視野に入れたアクター・ネットワーク分析を行う。また,クルーズ観光のガバナス方式を比較する。3.理論的まとめ:クルーズ観光の目的地への影響とクルーズ観光の持続性を計るための枠組みに、聞き取り調査で得た情報を当てはめる。4.研究発表:国内:観光研究学会,(12月,沖縄県),日本地理学会(9月,新潟県),日本地理科学学会,広島県6月2日。発生する旅費:沖縄3泊4日(聞き取り調査と合わせて実施),新潟2泊3日1.文献調査:日本語、英語、ドイツ語の文献・資料を収集し、クルーズ観光とマス・ツーリズムに関連する論点を整理した(フンク)。また、ウォーターフロント開発と観光やレジャーの関連に注目し、都市空間の商品化、観光化の過程に注目した研究をまとめた(フンク、ハイン)。文献から、クルーズ寄港による影響を計る基準や指標を検討した。2.事例地域の選定:すでにクルーズ観光の重要性が高い事例地域をまず日本で設定した。日本では申請者が2年間クルーズ観光の分析を重ねてきた広島市、そして申請者も海外研究協力者も以前都市の発展と震災の影響について研究を行った神戸市,地方港としては境港を設定した。3.日本とドイツにおけるクルーズ観光の現状と各港の影響圏についての調査:文献、報道資料、行政資料、旅行会社の情報などから日本とドイツにおけるクルーズ観光の発展と現状をまとめた。4.事例地域についての現地調査(2回):クルーズ寄港とその影響圏に関連するステークホルダーとその利害関係を分析するため、境港(2017年9月21-22日、フンクと院生2名)と神戸市(2017年11月28-29日,フンク,ハイン,院生1名)で聞き取り調査を行なった。その対象は都市計画、港管理、観光推進関連の行政機関であった。5.クルーズの国際研究の枠組みについての研究会:代表者フンクが2017年9月にデルフト工科大学を訪れ,ハイン他の研究者と院生でクルーズに関する研究会を開催した。全体的に予定通りに進んでいるが,GISの分析ができる人材を確保することに苦労している。

3.事例地域についての現地調査(2回):クルーズ寄港とその影響圏に関連するステークホルダーとその利害関係を分析するため、日本では調査をさらに地方圏に広げた。鹿児島県(2018年12月18日),大分県,別府市と北九州市(2019年1月8-9日、フンクと院生1名)と宮崎県,日南市(2019年2月12-13日,フンク)で聞き取り調査を行なった。ドイツではヴァルネミュンデとロストック市(フンク,2018年9月4-5日))ハムブルク市(フンク・ハイン,2019年3月20-22日)で調査を行った。調査内容は都市計画、港管理、観光推進関連の行政機関であった。調査ではクルーズ観光による影響、他観光形態との調整、クルーズ観光に対応した港、都市景観の整備について伺い,資料を収集した。4.広島港において,クルーズ観光客を対象にアンケート調査を行った(3月,2回)全体的に予定通りに進んでいるが,GISの分析ができる人材を確保することに苦労している。1.先行研究等に準拠したクルーズ観光とその影響についての論点の検討2.事例地域についての現地調査:同じ内容で調査を続ける上、ステークホルダーのネットワークも検討する。調査場所:ハムブルク市(ハイン、フンク)、ヴァルネミュンデ(フンク)、広島市(フンク)、境港(行政以外の聞き取り調査)(9月1泊2日),鹿児島市,奄美大島(9月)(フンク)。発生する旅費:国内(境港市1泊2日,鹿児島市他3泊4日,フンクとインタビュー・資料収集を補佐する大学院生1名)、国際(ドイツ1度2週間,フンク)現地調査の結果に基づき、ステークホルダーのネットワーク内の権力関係を視野に入れたアクター・ネットワーク分析を行う。3.理論的まとめ:クルーズ観光の目的地への影響を計るための枠組みを設定し、クルーズ観光の持続性を計るための適切な指標を検討する。4.研究発表:国際地理学会IGUカナダ大会(ケベック8月5-10日);国内:観光研究学会,1首都圏;日本地理科学学会,広島県6月2日。発生する旅費:カナダ(ケベック)6泊7日,東京1泊2日1.クルーズ観光は成長が激しい分野なので,先行研究での論点も早く展開されている。そのため引き続き先行研究等に準拠したクルーズ観光とその影響についての論点の検討を行う。2.事例地域についての現地調査:同じ内容で調査を続ける上、ステークホルダーのネットワークをさらに分析する。調査場所:ハムブルク市(ハイン、フンク)、ヴァルネミュンデまたはキール(フンク)、広島市(フンク)、境港(行政以外の聞き取り調査)(9月1泊2日),奄美大島(9月)(フンク),那覇(フンク)(9月)他。発生する旅費:国内(境港市1泊2日,奄美大島2泊3日,フンクとインタビュー・資料収集を補佐する大学院生1名)、国際(ドイツ1度2週間,フンク)現地調査の結果に基づき、ステークホルダーの立地分布を分析するとともにネットワーク内の権力関係を視野に入れたアクター・ネットワーク分析を行う。また,クルーズ観光のガバナス方式を比較する。3.理論的まとめ:クルーズ観光の目的地への影響とクルーズ観光の持続性を計るための枠組みに、聞き取り調査で得た情報を当てはめる。4.研究発表:国内:観光研究学会,(12月,沖縄県),日本地理学会(9月,新潟県),日本地理科学学会,広島県6月2日。発生する
相互作用する植物・昆虫・菌類のゲノム解析による照葉樹林の変遷過程の解明

現在の生物の地理的分布は,現在の環境条件だけでなく,過去の環境や地史の影響(歴史的要因)も強く受けている。本研究の目的では,日本列島周辺の照葉樹林帯を構成する優占樹種とそれに密接にかかわって生活している昆虫等について,遺伝子解析を行い,それらの種群間で遺伝構造や遺伝的多様性を比較・統合することによって,照葉樹林生態系の歴史的成立過程を解明する計画である。今年度は,日本の照葉樹林に優占するシイ類(スダジイ,コジイ,オキナワジイ)を対象に,葉緑体DNAシーケンス30領域と葉緑体SSRマーカー24対について多型を探索した。その結果,比較的多くの変異が検出された葉緑体の4領域,約3500塩基対において,遺伝的変異の地理的パターンを解析することで,シイ類の日本台湾における遺伝構造を検出することに成功した。この解析結果を,これまでに解析済みの核DNAのEST-SSRによる遺伝構造と比較することによって,東西集団の遺伝的流動様式や,詳細な日本のシイ類の分布変遷を明らかにした。また,シイ類などを食する植食性昆虫の多様性について解析中である。ノミゾウムシ類は潜葉性昆虫であり,シイ類の新葉に種特異的に潜葉するヒラセノミゾウムシについては種内多型の地理的分布パターンを解析済みであるが,周辺属には葉柄や葉脈,落葉などを利用するものもみられる。これらの系統解析をすることによって,ノミゾウムシの潜葉性がどのようにして起源したのかを調べる。現在,ミトコンドリアDNA(CO1)と核28Sの配列を解析中である。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。本研究の目的は,日本列島周辺の照葉樹林の中でも比較的低地部の温暖な地域に生育するシイ林を構成する優占樹種とそれに密接にかかわって生活している昆虫等について遺伝子解析を行い,それらの種群間で遺伝構造や遺伝的多様性を比較・統合することによって,シイ林生態系の歴史的成立過程を解明する計画である。今年度は,日本に分布するシイ類(スダジイ,コジイ,オキナワジイ)に加えて台湾に分布するタカサゴジイも解析に加えた。まず,シイの葉緑体DNAの塩基配列多型を30領域についてスクリーニングし,比較的多くの変異が検出された4領域(約3500bp)について解析を行った。その結果,沖縄・八重山地域と台湾について九州以北地域との間に分化がみられたが,九州以北地域内ではほとんど多型が検出されなかった。そこで,さらに葉緑体のSSRマーカー24対について多型を探索し,比較的多くの多型が得られた6対について,遺伝的変異の地理的パターンを解析した。その結果,九州以北地域内で東集団(近畿・四国関東)と西集団(近畿・中国九州)間での遺伝的分化がみられた。これは,これまでに核DNAのESTに由来するSSRマーカーを用いて解析した結果とほぼ一致する結果である。シイ類の葉緑体DNAおよび核DNAにおいて,東西間に遺伝的分化が共通してみられたことから,ある程度長期にわたって東西の集団間の遺伝子交流がさまたげられていたことが示唆される。サンプル採集・整理状況は概ね順調であり,遺伝子解析も順調に進んでいる。引き続き,シイ類とその植食性昆虫について遺伝子解析をすすめる。
神経発達障害説から見た精神分裂病における神経栄養因子の役割

精神分裂病は脳の発達上の何らかの異常によって発病するという考え方(神経発達異常仮説)が提唱されている。最近、神経栄養因子が中枢神経の発生に重要な役割を演じていることが分かってきた。したがって、神経発達異常仮説に基づけば、精神分裂病における神経栄養因子の機能異常を仮定することが可能である。予備的な実験として、まずmethamphetamine処置そのものが、神経栄養因子であるBDNFのmRNA発現にどのような影響を与えるかを検討した。Methamphetamineを1ないし5mg/kg腹腔内投与し、その後1,3,7時間後にと殺して脳を取り出した。海馬、大脳皮質、線条体でのBDNF mRNAの発現をnorthern hybridizationで調べたところ、methamphetamine投与後3時間の時点で、わずかではあるが海馬と大脳皮質でBDNF mRNAが増加していた。一方、生後5週齢と1週齢のラットにそれぞれ、methamphetamine(5mg/kg,ip)を2週間慢性投与して、両者の成熟期(7週齢)になってからの少量のmethamphetamine(1mg/kg,ip)に対する行動上のsensitizationの程度の相違も検討した。生後1週のラットを対象とすると、成熟期に少量のmethamphetamineの投与では、常同行動は発現しなかったが、5週齢のラットでは著明な行動上のsensitizationが観察された。以上の実験はBDNFなどの神経成長因子と、methamphetamineによる行動ないし生化学的なsensitizationとに何らかの関連のあることを示唆している。
メカニカルストレス刺激時における歯根膜細胞から骨芽細胞への分化メカニズム

メカニカルストレスの内、伸展は歯根膜細胞を骨芽細胞に分化させ、骨が形成される。伸展にはシリコンチャンバーを用いた実験を考えたため、最初にこの系が成立するか調べた。マウス骨芽細胞様細胞(MC3T3-E1)を伸展し、その指標かつ骨形成に関わるシクロオキシゲナーゼ2(COX2)の発現を調べたところ、対照群よりも伸展させた細胞にてCOX2は上昇し、実験系は成立した。COX2はメチオニンアデノシル転移酵素(MATII)により抑制される事が線維芽細胞にて報告されている。MC3T3-E1を用いて同じ検証を行った所、同様の結果だった。これらより、伸展刺激はMATIIとCOX2を介して骨形成する事が示された。歯科矯正治療において、これまで矯正力および筋機能力を利用して歯の移動および顎骨のコントロールが行われてきた。歯はエナメル質、象牙質、セメント質の3種類の硬組織と、結合組織である歯髄から構成されており、コラーゲン線維に富む歯根膜組織を介して歯槽骨内に結合している。歯根膜および骨組織を含む歯周組織は、咀嚼に伴う咬合力や矯正力などの外力に応答し、骨組織がリモデリングすることで維持される。このリモデリングには、歯根膜に加わるメカニカルストレスが重要な要因である。歯根膜に矯正力による伸展刺激が作用する時、圧迫される「圧迫側」と、引っ張られる側である「牽引側」が生じる。この内、牽引側において歯根膜細胞は骨芽細胞に分化することが知られているが、歯根膜細胞が骨芽細胞に分化する分子的なメカニズムについては不明な点が多い。伸展刺激を受けた歯根膜細胞が、骨芽細胞に分化する機構が解明されれば、円滑な歯の移動を可能にすることが考えられる。矯正治療において速やかな歯の移動は、経済的・身体的にも患者の生活の質を向上させる。そのため、効果的な歯の移動方法の開発は、患者および術者から切望されている。メカニカルストレスの内、伸展刺激により歯根膜細胞は骨芽細胞に分化し、骨芽細胞は骨形成を行う。伸展刺激にはシリコン製のストレッチチャンバーを用いた実験を計画しているが、まずはこの実験系がうまく行えるかどうか検証した。株化した骨芽細胞にストレッチチャンバーを用いて伸展刺激を加え、この細胞からmRNAを回収し、伸展の指標となる遺伝子の発現をmRNAレベルで検証した。この実験系のポジティブコントロールとなる遺伝子として、COX2(シクロオキシゲナーゼ2)遺伝子の発現量をみた。すると、コントロールと比べて発現量は上昇しており、実験系は成り立つことが示唆された。歯科矯正治療において、これまで歯および顎骨のコントロールが行われてきた。歯は歯根膜組織を介して歯槽骨内に結合している。歯根膜および骨組織を含む歯周組織は、矯正力などのメカニカルストレスに応答し、骨組織がリモデリングすることで維持される。歯根膜に矯正力が作用する時、圧迫される圧迫側と、引っ張られる側である牽引側が生じる。この内、牽引側において歯根膜細胞は骨芽細胞に分化することが知られているが、その分子的なメカニズムについては不明な点が多い。伸展刺激を受けた歯根膜細胞が骨芽細胞に分化する機構が解明されれば、円滑な歯の移動を可能にすることが考えられる。伸展刺激にシリコン製のストレッチチャンバーを用いた実験を計画しており、初年度の25年度には、この実験系が成立するかどうかを検証した。株化したマウス骨芽細胞用細胞(MC3T3-E1細胞)に伸展刺激を加え、この細胞からmRNAを回収し、伸展の指標となるシクロオキシゲナーゼ2(COX2)遺伝子の発現を検証した。すると、コントロールと比較して伸展刺激を加えた細胞においてCOX2の発現量は上昇しており、実験系は成立することが示唆された。COX2はメチオニンアデノシル転移酵素(MATII)により抑制されていることが報告されている(Kera Y. et al. JBC. 2013)ことから、平成26年度には、MC3T3-E1細胞においてもMATIIがCOX2を抑制しているかを検証した。すると、上述の報告と同様に、MATIIを減弱させるとCOX2の発現が上昇することが定量PCRにより示された。COX2は骨形成に関わることが知られていることから、伸展刺激はMATIIおよびCOX2を介して骨形成に関わることが期間全体の研究成果より示唆された。

歯科矯正学今後予定している実験系は、シリコンチャンバーを用いて伸展刺激を加えた細胞を用いる。このことから、細胞への伸展刺激の実験系は今回の研究の基盤となる実験であり、この系が確立したことにより、研究はやや遅れているが今後の実験の見通しが明るくなったと考えられる。伸展刺激により骨芽細胞は骨形成を促進する。その刺激を加えたときに、骨芽細胞マーカーである転写因子Runx2やOsterixの発現量がどのように変化するか、検証する。発現が上昇しているようであれば、細胞からクロマチン分画を抽出し、それらの遺伝子上のヒストン修飾状態をクロマチン免疫沈降実験により検証する予定である。
水酸基メーザー天体に対する広域探査と高精度位置計測手法の確立

天の川銀河の立体構造及びマゼラン銀河の軌道を描き出す上で重要な測量用光源として、水酸基メーザー源に注目して研究を進めた。その結果、水酸基メーザーを伴う星々の分布が無バイアスな掃天観測によって初めて明らかにされ、その総数が期待以上の数に達することが推察された。また、水酸基メーザー源に対する高精度三角測量にも、新しいデータ校正法を通して初めて成功した。これらの成果により、天の川--マゼラン銀河系の構造とその歴史を解明を目指す近未来の研究において利用されるべく、強力な手法を新たに確立する方向へと着実に進むことができたと思われる。電波干渉計撮像シミュレーションARIS(Astronomical Radio Interferometer Simulator)を利用して、将来行われるSquare Kilometre Array(SKA)と既存望遠鏡群組み合わせた超長基線電波干渉法(VLBI)観測に基づく電波源の高精度位置計測のシミュレーションを実施した。その結果のうち水酸基(OH)メーザー源については、期待通りの位置決定精度(100マイクロ秒角)が得られる見通しが得られた。これをもとに、電離層の影響や位置計測に参加する電波望遠鏡群の配置によってこのような精度が得られる条件を絞り込むことができると期待される。また、信号記録帯域幅を増やすことによって、天の川銀河周辺(局所銀河群中)の銀河中にあるVLBI電波源の検出とその固有運動の検出可能性についてまで検討を進めることができた。ただし、水蒸気メーザー源によるものであるが、メーザー源の輝度分布構造の時間変化が年周視差計測に大きな影響を与えることを明らかにしている。高い角分解能が得辛いOHメーザー源の場合は、このような影響をより悲観的に考慮しなければならない。一方実際のOHメーザー源位置計測については、本研究で計画していたOHメーザー源と位置参照電波源を同一望遠鏡視野に入れた計測の提案が米国VLBAと南半球LBAに採択され、3つのOHメーザー源についてVLBAを用いたVLBI観測を開始することができた。OHメーザー源の広域探査がParkes 64m電波望遠鏡によって一部進み、感度がまだ比較的低い観測でも掃天域4°×10°の中に約100個のメーザー源を検出した。この感度で検出されるOHメーザー源の数は銀河面付近で約3000個程度だと推定され、天の川銀河の立体構造を把握するための位置指標の数としては将来充分大きなものが期待される。本研究課題は、波長1.6GHz水酸基(OH)メーザーを指標として天の川銀河の構造把握をすべく、OHメーザー源の広域深探査を行い、同時に、低周波数電波バンドにおける年周視差計測手法の確立を目指すものである。本年度では、Parkes口径64m電波望遠鏡を用いた天の川銀河面OH放射源掃天探査が、当初予定していた視野の探査を終えた。現在そのデータの処理・分析中であるが、その1/3の天域についてOHメーザー源の分布が明きからになってきった。その結果、銀河面垂直方向の分布スケール高が400 pc程度(厚い銀河円盤よりもやや薄い)あることが分かった。これは、OHメーザー源が銀河円盤中央面から比較的近いが星形成領域よりは広い範囲に分布すると期待される、比較的重い進化末期星に付随していることと矛盾しない。また、このようなOHメーザー源が天の川銀河の中には約5000個程度あることが推測される。一方、米国VLBAを使った星周OHメーザー源の試験的測量に取りかかり、初期結果の段階で200マイクロ秒角の年周視差計測に成功した。小離角における高精度位置計測の条件が整えばOHメーザー源の年周視差計測が可能であることを示しただけでなく、データ校正上の未解決問題も明らかになり、さらなる精度向上の見通しを得た。このように、将来天の川銀河の立体構造・力学構造を把握する上で新たな位置の指標として充分な数のOHメーザー源があり、またこれらkpcスケールの遠方まで分布するメーザー源の距離を年周視差法で直接測定できることが期待される。本研究課題は、波長18cm水酸基(OH)メーザーを指標として天の川銀河の構造把握をすべく、OHメーザー源の広域深探査を行い、同時に、低周波数電波バンドにおける年周視差計測手法の確立を目指すものである。本年度では、Parkes口径64m電波望遠鏡を用いた天の川銀河面OH放射源掃天探査の全掃天域データの処理を進めた。その結果、銀河面垂直方向の分布の厚み(140490 pc)を求めるに留まらず、星形成領域及び進化末期星に付随するサンプルの間で殆ど分布が同じであることを見いだした。これは、OHメーザー源が比較的重い星々に付随しているという強い示唆を与える。一方米国VLBAを用いた星周OHメーザー源の年周視差計測を進め、200マイクロ秒角の年周視差計測の検出に留まらず、計測精度を向上させる観測・データ処理手法を確立した。このように、将来天の川銀河の立体構造・力学構造をkpcスケールで把握する上で、従来の水やメタノールのメーザー源に加えてOHメーザー源が重要な測量対象になり得ることを確認した。

また、水酸基メーザー源に対する高精度三角測量にも、新しいデータ校正法を通して初めて成功した。これらの成果により、天の川--マゼラン銀河系の構造とその歴史を解明を目指す近未来の研究において利用されるべく、強力な手法を新たに確立する方向へと着実に進むことができたと思われる。当初の予想よりも進行した部分(OHメーザー源に対する200マイクロ秒角の年周視差の検出)、遅れてしまった部分(OHメーザー源高精度位置計測についてのシミュレーションが、担当して大学院生の退学により止まってしまった)、ほぼ予定通りの進んだ部分(OHメーザー源掃天観測データの分析によるメーザー源分布の性質の把握)を総合して「おおむね順調に進展している」とした。ASKAP(Australian SKA Pathfinder)を用いた高感度・広域OHメーザー源探査(Galactic ASKAP Spectral Line Survey=GASKAP)の開始は2015年度後半が見込まれる。恒星・星間物理学Parkes望遠鏡で得られたデータの分析を完了し、査読論文としてまとめる。また、OHメーザー源に対する年周視差計測についても2ー3天体分の計測結果について査読論文にまとめる。これを元にGASKAPの掃天観測計画の実施案をまとめる。年周視差の精度とサンプルOHメーザー源の数を増やすために、VLBAやEVN、LBAに追加観測を提案する。一方天体位置計測シミュレーションについては、担当できる学生の養成まで後退せざるを得ないが、その代わりに上記2つの課題の推進に集中する。OHメーザー源に対する高精度位置計測に向けた準備、位置計測精度に関するシミュレーションについては、当初の想定通り進展したと考えられる。OHメーザー源掃天探査については、国際共同研究への参加という形をとったため、当初の想定よりも進展したと考えられる。しかし一方で、ASKAP(Australia SKA Pathfinder)を使ったOHメーザー源の掃天探査については遅れていると考える。ASKAPはようやく6アンテナを使った広視野電波干渉計撮像にまで到達した段階である。我々が進めるGASKAP(Galactic ASKAP Spectral Line Survey)については、次年度の終わりに広視野撮像が開始できる見通しになっている。想定していた論文掲載料の支出がなかった。当初予定していた以外の重要な国際会議に出席した。OHメーザー源に対する高精度位置計測については、VLBAやLBAを使って予定通りに進め、精度検証や年周視差計測の可否について判断できるレベルまでデータ分析を進める。科学的成果としてまとめるためにはより大きなOHメーザー源の位置計測サンプルが必要で、そのために欧州VLBI観測網(EVN)を使って観測できるように研究計画をまとめる。位置計測精度に関するシミュレーションについては、様々なケースに対してシミュレーションを実行することを通して、SKAで達成できる科学目標の見通しを提案し文書化するところまでまとめる。Parkes望遠鏡を使ったOHメーザー源掃天探査については、より広域をカバーしたデータの解析に着手し、OHメーザー源の統計的性質の導出を目指す。これにより、OHメーザー源が付随する星々の進化段階やこれらの星々の天の川銀河の中での分布や運動の性質を明らかにする。