hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高指向性超音波放射圧を利用した非接触受粉システムの開発

ハチによる受粉の代替技術として超音波放射圧を利用した人工受粉装置の開発に関する基礎的な研究を実施した。具体的な成果としては,イチゴの花の三次元座標を画像処理によって抽出し,ピンポイントで超音波を放射するシステムを開発した.スキャン方式に比較して,意図したとおりの作業時間短縮が可能であることを確認した。耐久性に関しては,冷却ファンを装着することで現場を想定した隔日程度の連続運転ができること,また人工光型植物工場施設とグリーンハウスでの受粉作業を行ない、実用性を確認した。本システムを用いた受粉試験をトマトとイチゴを対象にすでに実施している.トマトについては植物工場でトマト栽培を行なっている愛媛大学農学部植物工場研究センターで受粉実験を実施し,100%着果することを確認している.また,イチゴに関してはエスペックミック社が大阪府立大学植物工場研究センターの完全人工光型植物工場で試験栽培しているイチゴを用いて受粉試験を行ない,89%という製品化率を得ている.特にイチゴの場合,イチゴ表面のツブツブすべてが雌蕊に相当する部分であり,これらがすべてが受粉しないと円錐形のきれいなイチゴにならない.たとえば,片側だけ受粉して反対側が受粉できていないと,受粉していない側は果実が成長しないので,奇形果となり生食用としての価値はなくなってしまう.つまり,超音波受粉では,花全体が振動することによって花粉が万遍なく飛散するので,すべての雌蕊が受粉しきれいな円錐形のイチゴができるわけである.植物環境工学上述のように開発したシステムの基本的機能としては,非接触受粉の要件を満たしていることが確認されているが,実用性という面ではまだ課題が残る.それは,フェーズドアレイで得られる焦点のサイズである.現状のシステムでは花を振動させるのに十分な力を発揮できる焦点サイズは1cmくらいしかなく,図6に示すように焦点を上下にスキャンさせながら装置を搬送装置に設置して移動しながら受粉させるには,搬送装置の移動速度がものすごく遅くなってしまい,実用化は難しい.そこで,画像処理技術を用いてイチゴやトマトの花の三次元座標を計測し,花のある場所にのみピンポイントで超音波を放射する技術を新たに開発することとする。285個の超音波素子を実装した試作機を製作した。また,この試作機を駆動するためのソフトウェアも4種類作成し,285個の超音波素子から放射される超音波を一つの焦点に集め,焦点位置で任意の周波数で変調をかけることができ,放射強度も256段階で調整可能なプログラムをベースとして,焦点を3次元空間にライン状に連続して繰り返しスキャンできるプログラムや,100mm×100mmの空間をランダムに焦点を合わせて放射するもの(もちろんこのプログラムについても放射強度や変調周波数は任意に変更できる),さらにこの100mm×100mmを1ブロックとして,これを上下方向に3つ作成するプログラムを作成した。これらのプログラムを用いて,イチゴを対象として接触振動型授粉装置(ぶんぶん太助,TS-550,タキイ種苗)との比較試験を行った。その結果,受粉前のつぼみと開花数においては対照区と超音波区の差は観察されず,両グループアkンの供試品種の差はないと考えられる。受粉後,受粉方法による着果数と収穫数(商品化率)の差が観察された。
人間の認知特性を活かした情報呈示インタフェース・デザインの実証的提案

本研究は,テレビ画面を利用した速報等の情報表示が視聴者の番組鑑賞に与える影響に着目し,視線計測を組み合わせた評価実験を行いました.主な成果として,テレビ画面上に情報が表示され続けると,番組視聴者の視線はテレビの主映像から頻繁に引き離され情報表示領域に引き付けられること,主映像に対して本来停留時間が長くなるはずの注視の頻度が減ることなど,視聴者の番組の見方そのものが変わることがわかりました.このような影響を考慮してテレビ画面における情報表示のレイアウトを考えることが大切で,そのための方向性について考察を行いました.本研究は,テレビ等の映像視聴者に対して特定の情報を伝達するために効果的な情報提示方法を考察することをねらいとしている.今回はその予備的検討として,情報を提示する画面上の位置の影響について実験的に検討した.学生13名(男性3名,女性10名)が,モニタ画面上にその中心から等距離な上下左右いずれかに提示される2種類のターゲット記号の識別課題を行う実験に参加し,その選択反応時間が計測された.視線を固定せず画面中央に再生される短編アニメーションを自由に視聴しながら課題を行う条件(自由視聴条件)と,アニメーション映像が流れずに灰色画面の中央(注視点)に視線を固定して課題を行う条件(非視聴条件)が,参加者内計画として実施された.反応時間の平均値を求めて条件(自由視聴,非視聴)×提示位置(上下左右)の2要因分散分析を行った結果,交互作用が有意となった.非視聴条件でターゲット提示位置による反応時間の有意差は見られなかったが,自由視聴条件では提示位置の単純主効果が有意となり,画面の上部・左部にターゲット記号が提示されると下部・右部に提示されるよりも反応が有意に速かった.以上から,テレビ等の映像視聴者に対して迅速に伝えたい何らかの情報を提示する場合は,その提示位置を十分に考慮する必要があると考えられる.【産前産後休暇又は育児休業による中断:平成25年8月5日平成26年3月31日】テレビ映像におけるL字型画面は,テレビ番組の映像を縮小することで形成されるL字型の空き領域に比較的長時間にわたり文字テロップを一括表示する字幕呈示方法である。本研究は,L字型画面が視聴者の視線停留に与える影響を予備的に検討することを目的として,テレビ映像の途中でL字型画面に切り替わる条件(L字条件)と,画面切り替えがない条件(統制条件)で,それぞれ映像クリップを観察する時の実験参加者の眼球運動を測定した。視線計測にはTobii社の非接触型アイトラッカー(TX300)を使用した。映像クリップを5秒刻みのブロックに分け,各ブロックでヒートマップ表示による注視領域の視覚化と,注視回数および合計注視時間の分析を行った。その結果,注視領域のヒートマップにおいて,L字条件では画面切り替え直後にL字領域に視線が大きく引き付けられ,その後,映像領域とL字領域の両方に視線を移動させながら,時間経過とともに徐々に映像領域へと視線を戻す様子が確認された。また,L字領域と画面上の位置が対応する興味領域を設定し,興味領域における注視回数および合計注視時間を分析した結果,映像クリップ再生途中でL字型画面に切り替わると,L字型画面に切り替わらない映像と比べて,20秒程度の間,興味領域への注視回数が多く,また,25秒程度の間,合計注視時間が長くなる傾向が示された。このことから,L字型画面への切り替わりから20秒25秒程度の間,映像観察中の実験参加者の視線はL字領域にも向けられ,映像領域とL字領域の両方に視線を移動させながら映像を見ることがわかった。これらの結果は,仙台高等専門学校名取キャンパス研究紀要において報告された。本研究は,テレビ等の映像視聴者に対して特定の情報を伝達するために効果的な情報提示方法を考察することをねらいとしている.本年度は主に,昨年度取得した視線データの再分析と,新しく制作した映像刺激を用いた評価実験(主観評価および視線計測)を計画して実行した.昨年度の実験データ再分析では,映像再生の途中でL字型画面(テレビ映像の空き領域を利用してテレビ視聴者に向けた情報表示を行う放送形式)に切り替わり,交通情報などの情報が表示される刺激における観察者の映像コンテンツ注視傾向について検討を加えた.分析の結果,L字型画面へ切り替わった後,約20秒間の主映像コンテンツに対する視線停留時間が低下する可能性が示唆された.そこで次に,L字型画面で観察する条件と通常の画面で観察する条件を設け,20秒間の映像刺激を多数制作し,映像コンテンツに対する観察者の主観評価(映像内容に対する理解度)と視線停留について分析した.その結果,映像内容に対する理解度について条件間の有意差は認められなかったが,視線において一停留時間の分布に差異がある可能性が示唆された.これらの成果の一部は国内の研究会および学会で発表された.

今後,映像内容に対する理解度以外の主観評価などを併せて実施することで,L字型画面によってもたらされる一停留時間の分布の差異が映像の見方や映像から受け取る印象度などに及ぼす主観的な影響を検討する必要がある.本年度は,昨年度取得したデータの再分析結果を踏まえ,新規の実験計画で研究を遂行することができた.取得データのとりまとめと論文化を次年度に行う予定であることから,今年度ははおおむね順調に研究が進展したと考えられる.本研究は,テレビ等の映像視聴者に対して特定の情報を伝達するために効果的な情報呈示方法を考察することをねらいとした.本年度は,L字型画面(主映像を縮小することでできる空き領域に速報等の情報を表示するテレビ放送の形式)を取り上げ,映像へ視線を留める頻度や時間にL字型画面がどのような影響を及ぼすか実験的に検討した.また,鑑賞者が映像内容をどの程度理解できたと感じ(理解感),実際にどの程度思い出して記述できたか(再生度)等,理解に関わる主観的な評価についてもL字型画面の影響が見られるか併せて検討し分析を重ねた.分析の結果,L字型画面は映像に対する観察者の一停留時間の分布を変え,通常の画面で映像を観察するよりも長い停留時間の注視頻度が減少することで映像観察の総停留時間が短縮することが示された.すなわち,鑑賞者の映像の見方がL字型画面によって変容している可能性が示された.一方,映像理解感など主観評価に条件間の差異は見られず,これらの評価にはL字型画面の影響を確認できなかった.本研究の成果から,映像に重ね合わせることなく情報呈示が可能なL字型画面であっても,少なくとも鑑賞者の映像の見方そのものを変容させる恐れが指摘され,映像鑑賞者の視点に立った情報表示画面の重要性が論じられた.これらの研究成果の一部は国内外の学会で発表されるとともに,全ての成果は取りまとめられ,論文「L字型画面が映像鑑賞に及ぼす影響-視聴者に配慮したテレビ双方表示画面デザインへ向けた検討-」として日本感性工学会論文誌に掲載された.本研究は,テレビ画面を利用した速報等の情報表示が視聴者の番組鑑賞に与える影響に着目し,視線計測を組み合わせた評価実験を行いました.主な成果として,テレビ画面上に情報が表示され続けると,番組視聴者の視線はテレビの主映像から頻繁に引き離され情報表示領域に引き付けられること,主映像に対して本来停留時間が長くなるはずの注視の頻度が減ることなど,視聴者の番組の見方そのものが変わることがわかりました.このような影響を考慮してテレビ画面における情報表示のレイアウトを考えることが大切で,そのための方向性について考察を行いました.不測の実験室工事・引越しが年度の途中に入ったため,一定期間,当初計画した実験を実施することができなかった。そのため,実験計画の一部の順序を変更し,H27年度に実施予定であったテレビ映像視聴中の被験者の視線計測をH26年度に繰り上げて実施することとなり,替わりにH26年度に実施予定の知覚実験が一部遅滞した。これまで得られた研究成果を総括し,研究内容の取りまとめをはかる.成果は学会で発表するほか,論文化して投稿する準備を行う.感性心理学今後の主な課題は,前年度に引き続きテレビ映像中のテロップ呈示が映像内容の読み取りに与える影響を,視線計測実験と心理評価実験を併せて検討することである。同時に,H26年度に一部遅滞した知覚実験を速やかに遂行する。今年度は,高専機構から配置される研究支援員に刺激作成や実験者としての作業を一部担当してもらい,研究をスムーズに進めていきたい。産前産後休暇および育児休業取得による研究中断のため遅れている。研究目標をより精緻に達成するための追加実験(結果の信頼性を確保するための被験者人数追加,新たな視点での分析追加)を実施中であり,これら成果を学会及び研究会で発表した上で論文化してまとめて投稿することを予定しているため.産前産後の休暇又は育児休業の取得に伴って補助事業期間延長をしたため。
赤痢アメーバ原虫特異的なシステイン合成酵素を阻害する微生物代謝産物の探索

赤痢アメーバ原虫が大腸に寄生して起こる赤痢アメーバ症は、全世界に約4,000万人以上の感染者が存在し、途上国では多数の死者が出ている深刻な感染症である。長年治療に用いられている薬に対する耐性原虫の出現が危惧されているため、新たな治療薬の開発を目的とし、赤痢アメーバに特異的な酵素であるシステイン合成酵素を標的として、選択的な阻害化合物を微生物培養液から探索した。18,000を超える微生物培養液の中から活性を示すものを選択し、システイン合成酵素を阻害することで赤痢アメーバを死滅させると推定される化合物ペンコライドを見出した。初年度は、標的酵素である3種類のセリン-アセチル転移酵素(SAT1-3)および2種類のシステイン合成酵素(CS1とCS3)を阻害する微生物培養液を網羅的にスクリーニングした。土壌または植物由来の放線菌、糸状菌の培養液約6,000サンプルをスクリーニングし、酵素阻害活性を示すサンプル約300サンプルを見出すことができた。この中から、CS1とCS3の両方を阻害するPF1057B(またはその位置異性体PF1057D)とpencolideをそれぞれ異なる糸状菌培養液から単離した。また上述の酵素阻害活性評価系に加え、赤痢アメーバ原虫に対する活性評価系を新たに構築した。赤痢アメーバの生育にはシステインが必須であるため、システイン欠乏培地中でシステイン生合成経路が阻害されると赤痢アメーバは生育できない。これを利用し、システイン欠乏培地と高濃度添加培地での生育を比較することにより、生育培地へ添加した化合物や微生物培養液がシステイン生合成経路を阻害することで抗赤痢アメーバ活性を発現するのかを調べる系である。保有する天然化合物ライブラリーから抗赤痢アメーバ原虫活性を示す化合物を探索したところ、既知の抗原虫活性化合物に加え、新たに複数の化合物に抗赤痢アメーバ原虫活性を見出すことができた。そのうち数化合物は培地中のシステインの有無による差が見られた。これらについてはシステイン生合成経路阻害活性を調べ、阻害機構を解析してゆく予定である。また微生物培養液から得られた酵素阻害活性化合物からは、pencolideにシステイン生合成阻害依存的な抗赤痢アメーバ活性が認められた。二年目にあたる平成27年度は、赤痢アメーバの2種類のシステイン合成酵素(CS1, CS3)を阻害する微生物培養液をスクリーニングした。土壌あるいは植物から単離した放線菌、糸状菌の培養液約2,700サンプルをスクリーニングし、各酵素を阻害するサンプルをそれぞれ約40-50サンプル、両酵素を阻害するサンプルを約30サンプル見出した。酵素阻害活性を示した一糸状菌を選択し、活性物質を単離したところ、Aspergillus属糸状菌が生産するpolyketide化合物xanthomegninに弱い酵素阻害活性を見出した。CS1およびCS3に対する50%阻害濃度は400-500 microMであった。微生物培養液に加え、所属機関保有の天然化合物ライブラリーに新たに追加された160化合物のシステイン合成酵素阻害活性を調べ、新たに8化合物に酵素阻害活性を見出した。初年度に構築した抗赤痢アメーバ原虫活性評価系を用いて、システイン生合成経路を阻害することにより抗赤痢アメーバ活性を示す物質と、システイン生合成経路阻害とは関係なく抗赤痢アメーバ活性を示す物質をそれぞれ微生物培養液より探索した。放線菌および糸状菌培養液約6,900サンプルをスクリーニングした結果、システイン生合成経路を阻害することで抗赤痢アメーバ活性を示すものを11サンプル見出した。これら活性を示した微生物培養液中からは、初年度に見出した活性物質pencolideが検出された。システイン生合成とは無関係に抗赤痢アメーバ活性を示す微生物培養液は31サンプル選択でき、活性物質として、ovalicinを単離した。酵素阻害活性物質に加え、より直接的に抗赤痢アメーバ活性を示す物質を、赤痢アメーバ原虫を用いたアッセイ系により見出すことができた。平成27年度は酵素阻害活性を指標としたスクリーニングに供した微生物培養液サンプル数が少なかったが、それを補うスクリーニングを赤痢アメーバ原虫を用いた系で行うことができた。その結果見出した化合物の活性を動物試験で検証する予定となっている。赤痢アメーバ特異的なシステイン合成酵素のうち、未だ特異的阻害化合物を見いだせていないcysteine synthase 3に対し、選択的な阻害活性を示す微生物培養液9,642サンプルをスクリーニングした。その結果、放線菌培養液4,405サンプルから75サンプル、糸状菌培養液5,237サンプルから126サンプルにそれぞれCS3選択的な阻害活性を見出した。並行して、過去に行ったスクリーニングで見出したcysteine synthase 1を阻害する微生物培養液から阻害化合物を精製した。糸状菌Penicillium sp. FKI-6747株の培養液から、monochlorosulochrinをCS阻害化合物として単離した。MonochlorosulochrinはIC50値100microgram/mlでCS1とCS3の両アイソザイムを阻害した。同株の培養液から、monochlorosulochrinと構造類似のasterric acidも単離したが、こちらには阻害活性は認められなかった。これまでに見出した阻害化合物をインドのジャワハルラールネルー大学のGourinath博士に提供し、共同研究として、cysteine synthaseと阻害化合物との共結晶構造解析を開始した。

赤痢アメーバ原虫が大腸に寄生して起こる赤痢アメーバ症は、全世界に約4,000万人以上の感染者が存在し、途上国では多数の死者が出ている深刻な感染症である。長年治療に用いられている薬に対する耐性原虫の出現が危惧されているため、新たな治療薬の開発を目的とし、赤痢アメーバに特異的な酵素であるシステイン合成酵素を標的として、選択的な阻害化合物を微生物培養液から探索した。18,000を超える微生物培養液の中から活性を示すものを選択し、システイン合成酵素を阻害することで赤痢アメーバを死滅させると推定される化合物ペンコライドを見出した。微生物培養液のスクリーニングは、供給されたサンプルの数が少なかったために、予定(10,000サンプル)よりも少ないサンプル数(6,000サンプル)しか行うことができなかった。また、微生物培養液から単離できたシステイン合成酵素阻害化合物の数も少なかった。しかし、赤痢アメーバ原虫を用いるアッセイ系を構築したことにより、直接的に赤痢アメーバに活性を示す化合物を探索できるようになった。酵素アッセイと組み合わせることにより、微生物培養液から単離したpencolideに、システイン合成酵素阻害活性に依存した抗赤痢アメーバ原虫活性を見出すことができた。さらには原虫を用いるアッセイ系で、微生物培養液のスクリーニングも新たに開始することができた。3種類存在する赤痢アメーバのシステイン合成酵素(CS1、CS2、CS3)のうち、CS1特異的な阻害活性を示したexophillic acidについて、共結晶構造解析のための大量精製を行うことができた。赤痢アメーバのシステイン生合成経路を担うもう一つの酵素であるセリンーアセチル転移酵素の酵素阻害活性を評価する新たな系の構築を行い、スクリーニングを開始する。平成27年度開始できなかった阻害物質と酵素の共結晶構造解析を行う。単離した抗赤痢アメーバ物質について、共同研究先である国立感染症研究所でin vivo試験を行う。結果により、標的タンパク質の同定を行う。抗赤痢アメーバ活性物質のスクリーニングを継続し、新たな化合物を単離する。天然物有機化学当初の予定通り、酵素阻害活性を指標としたスクリーニングを継続する。継続にあたり、セリンーアセチル転移酵素(SAT)の阻害活性評価法の見直しを行う予定である。現在、SAT阻害活性の評価は、SAT反応生成物であるO-アセチルセリンをシステイン合成酵素(CS)でシステインに変換し検出しているため、SATとCS共に阻害する化合物と、CSのみを阻害する化合物を区別することができない。そのため、SAT反応生成物であるO-アセチルセリンを直接的に検出する方法を構築してスクリーニングを行いたいと考えている。初年度に構築した赤痢アメーバ原虫を用いるアッセイ系でも、微生物培養液から抗赤痢アメーバ活性を示すサンプルをスクリーニングする。この系で、赤痢アメーバ原虫の生育を強力に阻害する化合物を単離してゆく。微生物培養液から見出したCS阻害活性化合物の酵素との共結晶解析をインドのGourinath先生のグループと共同で進めてゆく。
新規な根端メリステム形成遺伝子の探索と機能解析

根端メリステムは胚において形成され、発芽後には始原細胞の秩序だった分裂と分化により維持されているが、その分子機構に関しては不明な点が多い。本研究課題では新規な転写因子とmiRNAを介した制御機構を明らかにした。1. urp変異体の解析:独自のアクティベーションタギングスクリーニングで得られたurp4-Dとurp5-D変異体は、根の細胞分裂が異常に亢進する優性変異体である。これらの原因遺伝子は、植物特有の推定転写因子をコードするRKD2とRKD1であった。相同遺伝子の1つであるRKD4の変異体では、胚発生の初期から広範な細胞分裂異常がみられ、多くの個体で主根が欠失していた。オーキシン応答マーカーや、PIN1タンパク質の局在解析から、RKD4が、胚発生においてオーキシンよりも上流で機能する新規なパターン形成遺伝子であることが明らかとなった。一方、根冠細胞の分裂が抑制される優性変異体として単離されたrup7-Dの原因遺伝子は、NAC転写因子、SOMBRERO(SMB)であった。過剰発現体と変異体の解析から、SMBが根冠分化の正の制御因子であることが明らかとなった。2. microRNAの細胞非自律的な機能:根の放射パターン形成においては、SHR転写因子の細胞間移行を介した「内側から外側へ」の細胞間シグナル伝達が報告されている。本研究では、SHR依存的に発現するSCRが、内皮においてMicroRNA165の転写を活性化し、これが内側の内鞘細胞においてPHBの発現を抑制することを明らかにした。これらの結果から、根の放射パターン形成においては「外側から内側へ」の細胞間シグナルも重要であることが明らかとなった。
ヨーロッパにおけるボトムアップ型農村開発の領域性とガバナンスに関する地理学的研究

本研究は、ヨーロッパのボトムアップ型農村開発を、そのガバナンスと領域性に着目して分析し、その意義を考察しようとするものである。事例として、周辺農山村として多様な政策の対象となってきたアルプス地域を取り上げる。アルプスでは、EU、国、州、県、市町村、さらにはアルプス地域等の多層的な領域において政策が遂行されており、加えて、EUのボトムアップ型農村開発であるLEADER事業も積極的に実施されているからである。研究初年度である2018年度は、次年度以降の具体的な調査地域を検討し決定するための期間として位置づけ、関連する資料の収集と分析および、予備的な現地調査を実施した。まず、主にEUおよび国・州の農村開発政策やLEADER事業に関する基礎的資料の収集、関係する理論や諸政策の整理を進めた。さらに2018年夏にオーストリアとイタリアのアルプス地域、特に北チロル、東チロル、南チロル地域を調査候補地として巡検を行い、現地の実態と全体像を把握するように努めた。いくつかの市町村では、現地の関係機関へのヒアリング調査や、農村開発事業の視察を実施した。また、現地研究者との議論、大学図書館等での資料収集も行った。こうした作業によって、次年度以降に実施する本調査地域と事業を絞り込むことができた。このことによって、さらなる具体的な調査実施計画の検討と策定が可能となる。さらに今回の予備的調査によって、現地の行政や関係機関とコンタクトを取ることができ、調査への協力と理解を得ることができたことは、今後研究を遂行する上で極めて有益で大きな成果である。研究初年度である2018年度は、次年度以降の具体的な調査地域を決定するための準備として、資料の収集と分析、予備的な現地調査を実施した。まず、主にEUおよび国・州の農村開発政策やLEADER事業に関する基礎的資料の収集、関係する理論や諸政策の整理を、研究代表者と研究分担者がそれぞれ分担して進めた。その内容は、研究会を開催して共有し、意見交換を行った。飯嶋と山本は、2018年8月にオーストリアとイタリアのアルプス地域、特に北チロル、東チロル、南チロル地域で調査候補地の現地調査を実施し、LEADER事業やその他のボトムアップ型農村開発事業を視察した。LEADER事業を管轄する地域マネジメント局を訪問してインタビューを行い、事業の実施状況、管理運営体制を把握した。併せて、LEADER事業における実施主体であるローカル・アクション・グループLAGの活動を視察し、活動主体に対してインタビューを行い、事業実施の経緯を把握した。また、現地研究者との議論や、大学図書館等での資料収集も行った。梶田は,日程の都合で現地調査に参加することができなかったため,主として各種資料・文献の収集を進め,梶田(2012)のレビュー論文以降のLEADER事業の動きを検討した.こうした作業を踏まえて、次年度以降の現地調査の候補地となる地域を絞り込むことができた。とりわけ、今後の現地調査に必要な、現地の行政や関係機関の協力と理解を得ることができたことは大きな成果である。今後はまず、2018年度に決定した調査地域で実施されているボトムアップ型農村開発について具体的な事業を取り挙げ、LEADER事務局や、ローカル・アクション・グループ(LAG)を中心に、事業に関わる多様なアクターへのヒアリング調査を実施する。このことによって、ボトムアップ型農村開発のガバナンスの実態の解明を目指す。また、実証分析と理論的考察を並行して進め、2018年度に引き続き、EUおよび国・州の農村開発政策やLEADER事業に関する基礎的資料の収集、関係する理論や諸政策の整理を進める。

その内容は、研究会を開催して共有し、意見交換を行った。飯嶋と山本は、2018年8月にオーストリアとイタリアのアルプス地域、特に北チロル、東チロル、南チロル地域で調査候補地の現地調査を実施し、LEADER事業やその他のボトムアップ型農村開発事業を視察した。LEADER事業を管轄する地域マネジメント局を訪問してインタビューを行い、事業の実施状況、管理運営体制を把握した。併せて、LEADER事業における実施主体であるローカル・アクション・グループLAGの活動を視察し、活動主体に対してインタビューを行い、事業実施の経緯を把握した。また、現地研究者との議論や、大学図書館等での資料収集も行った。梶田は,日程の都合で現地調査に参加することができなかったため,主として各種資料・文献の収集を進め,梶田(2012)のレビュー論文以降のLEADER事業の動きを検討した.こうした作業を踏まえて、次年度以降の現地調査の候補地となる地域を絞り込むことができた。とりわけ、今後の現地調査に必要な、現地の行政や関係機関の協力と理解を得ることができたことは大きな成果である。今後はまず、2018年度に決定した調査地域で実施されているボトムアップ型農村開発について具体的な事業を取り挙げ、LEADER事務局や、ローカル・アクション・グループ(LAG)を中心に、事業に関わる多様なアクターへのヒアリング調査を実施する。このことによって、ボトムアップ型農村開発のガバナンスの実態の解明を目指す。また、実証分析と理論的考察を並行して進め、2018年度に引き続き、EUおよび国・州の農村開発政策やLEADER事業に関する基礎的資料の収集、関係する理論や諸政策の整理を進める。本年度は、当初予定していた現地調査に関し、飯嶋が日程上の関係から本研究の前後に他の調査研究が入ったため、ヨーロッパへの渡航費を本研究から支出する必要がなくなったこと、梶田が同じく日程上の制約から現地調査に参加できず国内での文献調査に従事したことから、次年度使用額が生じた。2019年度には研究代表者、研究分担者ともに全員が現地調査に従事し、往復の航空券代を含めた旅費や日当が発生する。また、2018年度に検討した調査地域の地理的位置関係から、現地での移動においてレンタカー代が多く必要となることが見込まれている。これらのために今回の当該金額を使用する計画である。
古細菌ゲノムに散在する可動性イントロンの集団内伝播と進化のダイナミクス

古細菌rRNA遺伝子には多数の可動性イントロンが散在し,その各々の内部ORFにはLAGLIDADG型ホーミングエンドヌクレアーゼ(HEase)がコードされている.HEaseはこれらのイントロンの部位特異的転移を司る鍵酵素であり,ゲノム塩基配列の中からイントロンの転移標的を検索・切断しホーミング(homing)過程を開始させる役割を担う.本年度は,可動性イントロンがいかにして転移標的を選択するのかという問題を検討するために,HEaseのDNA塩基配列認識機構と立体構造に焦点を絞って研究を進めた.超好熱古細菌由来のHEaseであるI-ApeIIをモデルとして解析した.野生型I-ApeIIは5'-CTGACTCTC^TTAA^*GGTAGCCAA(^*および^はそれぞれtop strand, bottom strandの切断部位を示す)の偽回文配列をもつ22bpの二本鎖DNAを特異的に認識する.I-ApeII遺伝子にerror-prone PCRによりランダム変異を導入後,DNAシャッフリング法により変異体ライブラリーを多様化した.22bpの認識配列の両端の5bpずつを欠失したDNA配列(12bp)を含む基質RS14を用いて約750変異体からスクリーニングした結果,6個の変異体において二本鎖DNA切断活性をもつことを見い出した.変異体のDNA切断部位は,野生型のそれと同一であった.その中でRS14に対する最大の比活性を示した変異体PL02-07Dは,Val 1からGly 101までの領域にアミノ酸残基置換はなかったものの,Phe 102以降の66アミノ酸残基(すなわちC末端部分の約1/3)が欠失していた.PL02-07Dのアミノ酸配列から立体構造モデルを構築したところ,LAGLIDADG型HEaseに共通するコア構造αββαββαを含むと予測された.PL02-07Dにおける欠失部位は,DNA結合面であるβサドルの裏打ち構造となる3本のαヘリックスの領域に相当する.上記の変異によりβサドルの辺縁部の構造柔軟性が高まり,標的DNA配列の認識機能に差異が生じたものと考えられた.古細菌rRNA遺伝子には多数の可動性イントロンが散在し,その各々の内部ORFにはLAGLIDADG型ホーミングエンドヌクレアーゼ(HEase)がコードされている.HEaseはこれらのイントロンの部位特異的転移を司る鍵酵素であり,ゲノム塩基配列の中からイントロンの転移標的を検索・切断しホーミング(homing)過程を開始させる役割を担う.本年度は,可動性イントロンがいかにして転移標的を選択するのかという問題を検討するために,HEaseのDNA塩基配列認識機構と立体構造に焦点を絞って研究を進めた.超好熱古細菌由来のHEaseであるI-ApeIIをモデルとして解析した.野生型I-ApeIIは5'-CTGACTCTC^TTAA^*GGTAGCCAA(^*および^はそれぞれtop strand, bottom strandの切断部位を示す)の偽回文配列をもつ22bpの二本鎖DNAを特異的に認識する.I-ApeII遺伝子にerror-prone PCRによりランダム変異を導入後,DNAシャッフリング法により変異体ライブラリーを多様化した.22bpの認識配列の両端の5bpずつを欠失したDNA配列(12bp)を含む基質RS14を用いて約750変異体からスクリーニングした結果,6個の変異体において二本鎖DNA切断活性をもつことを見い出した.変異体のDNA切断部位は,野生型のそれと同一であった.その中でRS14に対する最大の比活性を示した変異体PL02-07Dは,Val 1からGly 101までの領域にアミノ酸残基置換はなかったものの,Phe 102以降の66アミノ酸残基(すなわちC末端部分の約1/3)が欠失していた.PL02-07Dのアミノ酸配列から立体構造モデルを構築したところ,LAGLIDADG型HEaseに共通するコア構造αββαββαを含むと予測された.PL02-07Dにおける欠失部位は,DNA結合面であるβサドルの裏打ち構造となる3本のαヘリックスの領域に相当する.上記の変異によりβサドルの辺縁部の構造柔軟性が高まり,標的DNA配列の認識機能に差異が生じたものと考えられた.
大脳皮質運動野における力のコーディングと内部座標系

本研究は,内部座標系において力の方向をコードするニューロンの発火特性が,腕の配位の変化に応じてどのように変化するかを理論的に考察したものである.第一次運動野のニューロンが示す力の方向に対する選択性は,コサイン関数的なチューニング関数で近似的に記述されることが多い.その場合,チューニング関数が最大となる方向は,そのニューロンの最適方向(preferred direction)であると解釈される.個々のニューロンの発火頻度は,力の方向とそのニューロンの最適方向の差の関数であるから,腕の配位が変化するということは,結局このチューニング関数の位相が変化するということと同じである.ここでチューニング関数の位相は,上述の腕の内部座標系を用いて表現されている.したがって,腕の配位がどれだけ変化したときに,個々のニューロンの発火頻度がどれだけ変化するかが求められるようになった.ところで,関節中心座標系は関節毎にポピュレーションを定義するもので,複雑な筋肉の配位を考慮していない.したがって,このポピュレーションは複数の筋肉を関節毎にまとめたものであり,一部重複していると考えなければ現実的でない.最近,Scott et al.(1997)は異なる腕の配位で,第一次運動野・運動前野・5野のニューロンの発火頻度が変化することを報告している.彼らの実験データからは内部座標系を特定することはできていないが,関節中心座標系を仮定した場合はどのようなデータが得られるかということをシミュレーションによって示し,比較検討することは意味がある.その結果,(いくつかの簡単化のための仮定の上であるが)彼らの実験結果とよく似た結果が得られている.このシミュレーション・モデルには,個々のニューロンの発火特性の統計的ばらつきが考慮されており,実験データに非常に近いシミュレーション・データが得られる.本研究は,内部座標系において力の方向をコードするニューロンの発火特性が,腕の配位の変化に応じてどのように変化するかを理論的に考察したものである.第一次運動野のニューロンが示す力の方向に対する選択性は,コサイン関数的なチューニング関数で近似的に記述されることが多い.その場合,チューニング関数が最大となる方向は,そのニューロンの最適方向(preferred direction)であると解釈される.個々のニューロンの発火頻度は,力の方向とそのニューロンの最適方向の差の関数であるから,腕の配位が変化するということは,結局このチューニング関数の位相が変化するということと同じである.ここでチューニング関数の位相は,上述の腕の内部座標系を用いて表現されている.したがって,腕の配位がどれだけ変化したときに,個々のニューロンの発火頻度がどれだけ変化するかが求められるようになった.ところで,関節中心座標系は関節毎にポピュレーションを定義するもので,複雑な筋肉の配位を考慮していない.したがって,このポピュレーションは複数の筋肉を関節毎にまとめたものであり,一部重複していると考えなければ現実的でない.最近,Scott et al.(1997)は異なる腕の配位で,第一次運動野・運動前野・5野のニューロンの発火頻度が変化することを報告している.彼らの実験データからは内部座標系を特定することはできていないが,関節中心座標系を仮定した場合はどのようなデータが得られるかということをシミュレーションによって示し,比較検討することは意味がある.その結果,(いくつかの簡単化のための仮定の上であるが)彼らの実験結果とよく似た結果が得られている.このシミュレーション・モデルには,個々のニューロンの発火特性の統計的ばらつきが考慮されており,実験データに非常に近いシミュレーション・データが得られる.
在宅のパッシブクーリングに関する総合的研究

気候や地域の問題も含めた幅広い視野から、季間蒸暑地域における住宅のパッシブクーリングの考え方とその設計および評価の在り方を明らかにした。最終的に得られた研究成果を以下に列記する。1.風土と住宅、住宅の開放性と閉鎖性、冷房と涼房の違い、住宅の自然冷熱源、夏冬と昼夜の建物外皮可変、などの観点からパッシブクーリングの基本的考え方をまとめ、既存のパッシブクーリング住宅の事例を収集した。2.夏季の蒸し暑さを視覚的に大づかみにするため、AMeDASデータを用いて、気候要素、不快指数、エンタルピー、季間冷房負荷、室内標準新有効温度SET^*によるマップを作成した。さらに、SDPテープを用いて、日本全国49地点の蒸暑期に通風が利用できる可能性を通風有効率として方位別・時間帯別に明らかにした。3.地被材料、土地利用形態、建物配置など土地被覆の観点から、パッシブクーリングを意図する住宅周辺の熱環境が如何に形成されるか、住宅の敷地より大きな規模でどのようなパッシブクーリングが可能かを調べ、水面・緑地のオアシス効果や建物の容積率を地域環境的に見直す必要性を強調した。4.日射遮蔽・通風・排熱・排湿による基本手法と地中冷熱・床下冷気・夜間冷気・放射冷却・蒸発冷却利用による手法のパッシブクーリング効果について、実測調査、数値シミュレーション、屋外実験、風洞実験などにより、それらの個別効果や複合効果を検討するとともに、各手法の原理、地域的有効性、基本システム、応用例を示した。5.基準ユニットスペースから成る住宅モデルに種々のパッシブ手法を採用した場合の各室のSET^*をデータベースとして利用する設計支援システムを提案した。また、CADシステムとの連動を目指した性能予測システムの基本式と全体フローを明らかにした。本研究は,季間蒸暑地域における住宅の快適な熱環境形成を図るため,気候特性や地域熱環境を考慮したパッシブクーリング手法を系統的に整理し,それらを応用したパッシブクーリング住宅の論理的な設計評価法を提案するとともに,その具体的プロセスに関する設計計画パンフレットを作成することを目的としている.以下に,本年度に得られた成果を列記する.1.住宅の開放性と閉鎖性,冷房と涼房の違い,日射遮蔽と通風促進による防暑型住宅から積極的な自然冷熱源利用によるパッシクーリング住宅への転換,夏冬と昼夜における外被熱性能の可変など,パッシブクーリングの基本的考え方をまとめ,既存のパッシブクーリング住宅の事例を収集した.2.気温,日射量,湿度などのマップを作成するための入力データを, AMeDASおよびSDPを用いて整理した.また,蒸暑マップを作成するための蒸暑地域指標の考え方をまとめ.指標作成のための基礎的考察を行った.3.夏季の都市熱環境に対する水面のオアシス効果を,池および河川周辺の気温などの分布の実測により調べた結果,日射量および海風時の風速が大きいほど,水面が周辺市街の暑熱緩和に及ぼす効果の大きいことがわかった.4.中層集合住宅の住棟配置と通風の駆動力となる壁面風圧との関係に関する実測結果を基にその風洞再現実験を行い良好な一致を得た.さらに,容積率を系統的に変化させた風洞模型実験により通風計画上重要な知見を得た.5.閉鎖型住宅の一つであるエアサイクル住宅のパッシブクーリング手法に関して,棟換気あるいは妻換気のある通気壁棟と在来断熱棟を実測し,壁体構成や屋根形態の違いによる夏季の排熱効果を比較検討した.6.基準ユニットスペースから成る住宅モデルを設定し,数値ソミュレーションによる種々のパッシブ手法を適用した場合の標準新有効温度SET^*を求め,各手法の温熱効果を比較した.気候や地域の問題も含めた幅広い視野から、季間蒸暑地域における住宅のパッシブクーリングの考え方とその設計および評価の在り方を明らかにした。

本年度に得られた成果は以下の通りである。1.夏季の蒸し暑さを視覚的に大づかみにするため、AMeDASデータを用いて、気候要素、不快指数、エンタルピー、季間冷房負荷、室内標準新有効温度SET^*によるマップを作成した。2.日本全国の49地点について、SDPテープより風の地域性を検討し、各地の蒸暑期に通風が利用できる可能性を通風有効率として方位別・時間帯別に明らかにした。3.夏季の都市熱環境に及ぼす河川と緑地の冷却効果を実測し、河川の冷却効果は内陸に行くほど小さくなること、公園の内外や大きさに関係なく、緑被率の増大とともに気温は低くなるという結果を得た。4.2階建戸建住戸模型を用いた風洞実験により、配列パターン、容積率、風向の変化に対して壁面風圧係数を検討し、容積率が大きくなると配列パターンに関係なく風圧係数差は小さくなるという結果を得た。また、室温変動シミュレーションにより、札幌・東京・鹿児島の通風による室内温熱環境改善効果と省エネルギー効果を明らかにした。5.パッシブクーリング住宅の性能を温熱環境の面から評価するための手法を検討した。SET^*を用い、パッシブクーリングを施さない部屋(比較参照室)とのSET^*の差をスコアとして評価した。6.沖縄や熊本におけるパッシブクーリング住宅の夏季温熱環境調査を行い、外壁仕上げ材や断熱材による遮熱効果、小屋裏換気による排熱効果など各種パッシブクーリング手法の個別・複合効果を明らかにした。7.CADシステムとの連動を目指したパッシブクーリング住宅性能予測評価システムの基本式と全体フローを明らかにした。
「環境電流生態系」なる新規バイオマス生産システムの証明と解明

本研究提案では、遠隔的酸化還元反応によって環境中に発生する電流を積極的に利用する「環境電流生態系」が存在するという作業仮説を立て、その存在量とメカニズムを解明することを目的とした。本課題において、我々は熱水噴出孔で電流が発生することを、鉱物の電気特性、鉱物の触媒特性、熱水と海水の酸化還元電位、現場発電試験などを通して照明した。さらに、微生物がこの環境電流環境下で鉱物表面に付着することも明らかにした。現場での長期微生物培養試験は天候不良の影響により実現できなかったが、疑似環境下における電流利用微生物の集積培養については今後の進展に期待が持てる。本研究提案では、遠隔的酸化還元反応によって環境中に発生する電流を積極的に利用する『環境電流生態系』(Environmental Electric Ecosystem: E3)が存在するという作業仮説を立て、E3の存在量とメカニズムを解明することを目的としている。E3の理想的なモデルとなる深海熱水孔環境について、現場環境および実験室内に構築した疑似環境について分析を行ない、環境電流と微生物代謝の相互関係を解明し、地球上のバイオマス生産の未知メカニズムの解明に役立てる。このための解析方法として、疑似熱水系や実際の熱水系における発電の解析、微生物相の解析、バイオマス生産の解析を挙げている。当該年度においては、実験室において疑似的な熱水-海水発電システムを作り硫化鉱物の電極および導電体としての能力を検証した。さらにこれらの結果を踏まえて深海熱水系に熱水-海水発電システムを構築し、熱水系が実際に発電能力を有することを確認し、その潜在的発電力を数値として示した。また、深海熱水系における現場電気化学解析で得られた結果を実験室における電気培養の培養条件に反映させることで、熱水系を模した電気培養を行った。同条件において微生物が硫化鉱物に対して電気的吸着を引き起こすことも明らかになった。ただし、実際に熱水系から電気栄養性独立栄養性微生物の単離にはいたっていない。熱水系電流のバイオマス生産に与える影響を調べるために、炭酸固定反応を仲介する電子運搬タンパク質の電極間との相互作用の解析も行った。今後より多様な化学反応の電流および電極との作用を観察することで、生態系および化学進化ににおける環境電流の重要性が明らかになると期待できる。当該年度においては、実験室において疑似的な熱水-海水発電システムを作り硫化鉱物を介した電子の運搬やエネルギー源化合物の生産の能力を解析した。さらにこれらの結果を踏まえて深海熱水系に設置する環境電流電気培養システムを作成した。本システムを使用して熱水系の環境電流のモニタリングを2時間に渡って行うことができた。しかしながら、海況不良の影響によって長期設置による微生物の培養を行うことはできなかった。これまでの深海熱水系における現場電気化学解析で得られた結果を実験室における電気培養の培養条件に反映させることで、熱水系を模した電気培養を行った。熱水系電流のバイオマス生産代謝に与える影響を調べるために、アミノ基取り込み経路の化学反応における電流の影響の解析も行った。既知の微生物生育は原則として細胞内外の化学物質の酸化還元反応を利用している。一方、近年、細胞外の電子移動による遠隔的酸化還元反応によって生育する微生物が報告されている。本研究提案では、この遠隔的酸化還元反応によって環境中に発生する電流を積極的に利用する『環境電流生態系』(Environmental Electric Ecosystem: E3)が存在するという作業仮説を立て、E3の存在量とメカニズムを解明することを目的とする。・深海熱水環境からの試料・測定データの採取:深海熱水環境からの試料・測定データの採取を目的として沖縄トラフにおける潜航調査航海に参加し、深海底熱水環境試料(熱水、海水、堆積物、鉱物、生物等の試料)の採取を行なった。また電気化学センサーを深海に持ち込んで硫化水素に代表される無機硫黄化合物の動態と酸化還元電位(ORP)の測定を行ない、さらに他のセンサーで温度や溶存酸素濃度の測定も行なった。・深海熱水試料の解析:取得した深海底熱水環境試料のうち特に熱水噴出孔近傍で析出沈殿した硫化物鉱物に関して、鉱物組成を明らかにし、さらに電気特性を測定した。・疑似熱水系の構築:実験室に電気培養槽を構築した。

アノード電極を熱水噴出孔(還元的)、カソード電極を海水(酸化的)に見立てた疑似熱水系を培養槽の中に構築した。この培養槽に深海底から採取した試料を添加し微生物の生育をモニタリングした。現在、微生物相の解析を進行中である。これらの解析の結果は、環境電流と微生物代謝の相互関係の解明につながり、地球上のバイオマス生産の未知メカニズムの解明に役立つと考えられる。深海熱水系の電気化学的解析は順調に行え、期待される結果を得ることができた。またその結果を実験室でもモデル実験に反映できてもいる。次年度にはさらに展開された研究計画が実行される見込みである。一方で、実験室レベルで生態系と環境電流の影響を調査する実験では、当初計画されていたほどの結果は得られていない。深海熱水系の環境を実験室で再現することが困難であることに加え、電気栄養性独立栄養性微生物の単離という難題にいきなり挑み過ぎたことが原因であると考えている。もう少し生育条件をゆるくし、広くいろいろな自然環境に生物源を求めることで環境電流生態系に関わる微生物が得られ、研究が進展するものと考えている。また、上述したように次年度にはより進展した深海熱水系の現場電気化学解析を行う予定であるが、この計画の中には生態系の解析も含まれているため、ここからの進展もおおいに期待できる。以下の2点の理由から計画が少し妨げられたが、おおむね計画の通りに進行している。理由1:台風の影響で予定していた潜航調査航海の日程が大幅に縮小されたことで深海底熱水環境試料の取得量が予想より大分少なかった。理由2:東日本大震災の影響で電子部品の生産・流通が大幅に滞った結果、購入を予定していたポテンショスタットの納入が遅くなった。深海熱水系おける環境電流のモニタリング、および関連する微生物相の解析は、本研究提案の根幹部分であるために精力的に進める予定である。具体的には自律駆動式の電気化学測定装置および発電システムを深海に設置し、長期的な環境電流のモニタリングや現場解析を行うと共に、発電システムに付着した鉱物や微生物相の解析をすることで、環境電流-鉱物-微生物の相互作用を明らかにすることを目指す。また、微生物学的、生化学的な知見を深めるために、引き続き、モデル実験において電流下における微生物や酵素の反応の動態を観察・解析を行う。熱水系における発電解析:熱水系での発電能力を評価する。すなわち、実験室に構築した疑似熱水環境において多様な条件を設定し発電効果を解析する。また実際の熱水環境を擬で実際に発電が起こるかを測定する。熱水系による炭酸固定解析:フェレドキシンのような電子運搬タンパク質の再還元を電気的に行うことに挑戦する。さらにそれに連続する炭酸固定反応を電気的に進行させられるかを、電気化学と酵素動力学を組み合わせて観察する。電気培養と微生物解析:電気培養槽で生育する微生物相の解析を行なう。また優占種の集積培養も試みる。
パラジウム系触媒を用いる過酸化水素の新規合成法

本研究では、パラジウム系触媒と水素、酸素を用いて、一段階で高純度の過酸化水素を得ることを目的として、気相及び液相の二種の反応系について検討し,以下に述べる成果を得た。1.水素、酸素同時通気法による過酸化水素の一段合成気相法では、シリカゲル上にパラジウムを担持した触媒を用いて、条件を種々変化させて詳細に検討した。しかし、生成する過酸化水素を触媒相から搬送させることが因難であり、気相法は不適であると結論した。従来知られている液相一段合成法では、過酸化水素の分解を防ぐために安定剤を添加する必要があり、高純度の溶液が得られなかった。本研究において、担体であるシリカゲルの表面をトリメチリシリル化して疎水性にすることにより、過酸化水素の生成速度及び溶液濃度が著しく増加し、高純度の過酸化水素水溶液が得られることを見い出した。しかし平衡濃度は製品として利用できるほど高くなく、濃縮工程が必要である。このため、本法を過酸化水素のin situ発生法として用い、生成する過酸化水素を有機基質と反応させて酸化生成物を得る方法について検討した。2.過酸化水素を利用する芳香族化合物の酸化反応ベンゼンを溶媒として、パラジウム触媒分散下で水素、酸素の混合気体を通気すると、選択的にフェノ-ルが得られることを見い出した。実験条件を詳細に検討してフェノ-ル生成の最適条件を決定すると共に、水酸化反応は触媒上で生成する過酸化水素を経由することを明らかにした。また、安息香酸やナフタレンのような固体の基質については、酢酸を溶媒に用いることにより、同様に水酸化反応を効率よく行えることを見い出した。更に気相反応によるベンゼン酸化についても検討した。パラジウム触媒ではフェノ-ルは殆ど生成しなかったが、銅を共担持させると著しく触媒活性が向上した。
オキシトシン・コルチゾールの母子関係形成と子どもの精神発達に与える影響

オキシトシンは養育行動や社会性行動などに関わるが、母子関係においてどのように作用するかは不明である。この問題を明らかにするために、エコチル質問票と血中オキシトシン濃度の間で関連性を調べた。子宮内膜症または不安障害の既往歴を持つ女性は、持たない女性と比べ妊娠中後期・出産後の血中オキシトシン濃度が低かった。有意ではなかったが、オキシトシン濃度が高いほど育児に対しての不安感が低減される傾向が見られた。よって、既往歴がオキシトシンに影響すること、オキシトシンが養育行動の変容を引き起こしている可能性が示唆された。本研究では、オキシトシン・コルチゾールが母子関係形成と子どもの精神発達に与える影響の評価を行う。環境省エコチル調査残余血液および質問票データを用いて鳥取地区の独自の調査として実施した。妊婦の産前産後における血中オキシトシン・コルチゾール濃度の計測を行った。妊婦の産前産後の追加アンケート調査を実施し回答を回収した。現在、エコチル調査で得ている追跡調査アンケートの内容から妊婦の背景及び母親のストレス、不安感、気分の落ち込みと言った情動変化およびうつ病や不安障がいなどの精神疾患と子どもの精神発達および学習障がいなどの発達障がいとの関連を解明するため、必要項目を精査している。予算内の分析を完了し、質問票の項目との関係を解析評価する状況である。もともと、子供の自閉症などのアウトカムの情報については、現時点で得られるものを活用して解析を行う。本研究では、オキシトシン・コルチゾールが母子関係形成と子どもの精神発達に与える影響の評価を行っている。環境省エコチル調査残余血液解析およびエコチルの質問票データ、独自の追加アンケート調査を行い、鳥取地区の独自の調査として実施した。鳥取地区のエコチル参加者3099名のうち、840名で同意が得られた。そのうち、161名の残余血液を用いて、妊婦の産前産後における血中オキシトシン・コルチゾール濃度の計測を行った。今年度はエコチル質問票データのうち、質問回投票(妊娠初期、妊娠後期、産後1ヶ月後)、問診票転記データを用い、オキシトシン濃度に影響を及ぼす因子およびオキシトシン濃度による行動変容との関連性を検討した。解析の結果、次のような結果が得られた。(1)既往歴に不安障害および子宮内膜症を持つ妊婦では健常な妊婦と比較して産前・産後でのオキシトシン濃度が有意に低いこと(2)オキシトシン濃度が低い群では子どもに対して特別な感情を抱かない傾向にある1に関しては、結果をまとめ鳥取県公衆衛生学会および国際疫学会で発表予定である。2に関してはまだサンプル数が少ないため、予算の許す限り残りの血液データを解析し、サンプル数を増やして解析していく予定である。さらに、オキシトシンはうつ病との関連も報告されているので、オキシトシン濃度差が産後うつに与える影響を調べるために、血液データ解析を行う予定である。既往歴との比較を行った結果、不安障害の既往歴を持つ患者と、子宮内膜症の既往歴を持つ患者で、産前・産後のオキシトシン濃度が低いことが示された。また、産後うつ指標であるEDPSとオキシトシン濃度を比較すると、オキシトシン濃度が低いと産後うつのリスクが増加することが示唆された。これまでの研究では、動物実験ではオキシトシンが母子関係形成に重要であることが示唆されているが、ヒトではオキシトシンが母子関係形成および子どもの精神発達にどのような影響を与えるかは明らかとなっていない。この問題を明らかとするために、環境省エコチル調査の追加調査として、エコチル調査で得られた残余血液よりオキシトシン濃度を解析した。さらに、エコチル調査での質問票データとオキシトシン濃度を比較し、両者の関連性について調べた。平成27年度よりリクルートし、鳥取地区のエコチル参加者3099名のうち、840名で同意が得られた。平成28年度はオキシトシン濃度を測定した結果、既往歴に不安障害および子宮内膜症を持つ妊婦では健常な妊婦と比較して産前・産後でのオキシトシン濃度が有意に低いことが明らかとなった。さらに、オキシトシン濃度が低い群では子どもに対して特別な感情を抱かない傾向にあることが示唆された。平成29年度は前年度の結果をまとめ、学会発表および論文作製を行った。学会発表は鳥取県公衆衛生学会にて口頭発表、国際疫学会にてポスター発表を行った。論文はArchives of Women's Mental Healthに投稿し、現在査読中である。エコチル全体調査の質問票の回答内容とオキシトシンコルチゾールの関係を解析し、濃度の違いによる母親の行動変容を見出す。子どもの自閉症。

発達障害などの疾患情報が得られ次第、その解析を実施する。母子関係形成異常を示すようなスコアを持つ患者の血液データを解析し、より詳細に産前・産後のオキシトシン濃度がどのように母子関係形成に影響を及ぼすか解析する。また、自閉症や発達障害などの疾患情報を得られ次第、その解析を実施する。公衆衛生今年度は、産前産後及び父親の検体が揃った参加者のみの分析を実施した。血液を解析する際に、残余血液量が足りず、解析できないサンプルが生じたため。引き続き分析を実施する次回のオキシトシン血液データ解析に用いる予定である。