hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
社会福祉および教育保障の視点からみた過疎地における交通権保障の研究

過疎地域の交通保障としてみられる方策として、民間バス路線の他、文部科学省所管の車両購入費補助金を背景とする学童生徒輸送のためのスクールバス・厚生労働省所管の車両購入費を背景とする患者輸送(通院)バス・福祉バス・企業病院学校等の送迎バスがある。これらの多くは、所管部局や監督庁を異にしながらも同一自治体当局の経費負担で運行されており、また輪送ニーズの性格上、朝夕などのほぼ同時刻に運行されている。このようなバスの効率的維持のため、各地域事情のもと多様な取り組みがなされている。今後の交通保障のありかたとして典型となる可能性のあるものは、概略以下の通り。[ア]シビルミニマムの設定による責任分担方式(例:1日一定便数の運行を自治体責任として補助し、これ以上の運行は事業者による営業として企業努力あるいは減便する)[イ]基木料金の設定による住民負担方式(地区全世帯が毎月X円を回数券購入して負担。高校生はバス通学を前提として定期券を購入。これでも生ずる赤字を自治体が助成。)[ウ]自治会による自主運行方式(1世帯あたりX円の住民負担により自治会が貸切バスにより運行し、運賃収人は自治体が収受する)[エ]機能統合による効率化方式(スクールバスを廃止して代替バスの定期代負担とし、車両人件費等自治体経費を節減の上、事業者の運賃収入として運行の維持をはかる)[オ]路線バスの間合活用による福祉バス運行方式(既存路線バスの運行間合を活用して高齢者通院福祉バスの運行を路線事業者に委託し、実質的な経費補助と交通保障をする)[カ]各種バスを同一事業者へ21条委託する方式(運転業務の一元化をし効率化する)[キ]企業の送迎バスを吸収する方式(企業の従業員送迎バスを廃止して路線バス利用とし、通勤定期運賃を送迎バスの運行経費相当額とする。これにより企業の負担を変えずに従業員・住民双方の利便が碓保できる)過疎地域の交通保障としてみられる方策として、民間バス路線の他、文部科学省所管の車両購入費補助金を背景とする学童生徒輸送のためのスクールバス・厚生労働省所管の車両購入費を背景とする患者輸送(通院)バス・福祉バス・企業病院学校等の送迎バスがある。これにより企業の負担を変えずに従業員・住民双方の利便が碓保できる)過疎地域の公共交通機関の中心である路線バスとタクシーは、ともに存続の危機にある。前者は生活路線補助政策の転換により、民間バス事業者が経営に耐えられず路線を廃止・撤退する事例が急速に増え、地元自治体による市町村代替バスが急増している。その数は、1994年度において443市町村、2652系統におよび、これは市町村数にして1980年度の3.16倍、運行系統数にして同じく8.42倍にあたる急増ぶりである。また、乗合バス事業の需給調整による路線免許規制が2001年度に廃止される方針が打ち出されているが、これに伴って過疎地域の赤字バス路線の廃止がさらに進行することは当然の帰結として予想されるところである。よって、過疎地域においては移動に制約を受ける住民が大量に産み出され、地域の崩壊と一層の過疎化が進行することになる。移動に制約を受ける住民は、その移動需要との関連で見れば、生活必需品の購入、通院などの手段として生存権、通学手段としては学習権、通勤手段として勤労権を奪われることになり、社会生活ものものが不可能になることを意味する。このような点からは、住民の移動手段の保障、すなわち交通権の保障の視点が重要である。特に少子高齢社会における福祉的対応として、バス交通が中核に位置づけられなければならない。公共交通の捉え方に関しては、日本と欧米との間に著しい相違が存在している。都市あるいは地域内の交通手段の維持が、公的なサービスとして地方自治体や国の責務とされ、費用の半分以上を公的な補填によっている。

すなわち、公的サービスの提供が地域住民全体の利益になるという認識である。交通権の保障も、こうした公共サービスの認識によっている。過疎地域の交通保障としてみられる方策として、民間バス路線の他、文部科学省所管の車両購入費補助金を背景とする学童生徒輸送のためのスクールバス・厚生労働省所管の車両購入費を背景とする患者輸送(通院)バス・福祉バス・企業病院学校等の送迎バスがある。これらの多くは、所管部局や監督庁を異にしながらも同一自治体当局の経費負担で運行されており、また輸送ニーズの性格上、朝夕などのほぼ同時刻に運行されている。このようなバスの効率的維持のため、各地域事情のもと多様な取り組みがなされている。今後の交通保障のありかたとして典型となる可能性のあるものは、概略以下の通り。[ア]シビルミニマムの設定による責任分担方式(例:1日一定便数の運行を自治体責任として補助し、これ以上の運行は事業者による営業として企業努力あるいは減便する)[イ]基本料金の設定による住民負担方式(地区全世帯が毎月X円を回数券購入して負担。高校生はバス通学を前提として定期券を購入。これでも生ずる赤字を自治体が助成。)[ウ]自治会による自主運行方式(1世帯あたりX円の住民負担により自治会が貸切バスにより運行し、運賃収入は自治体が収受する)[エ]機能統合による効率化方式(スクールバスを廃止して代替バスの定期代負担とし、車両人件費等自治体経費を節減の上、事業者の運賃収入として運行の維持をはかる)[オ]路線バスの間合活用による福祉バス運行方式(既存路線バスの運行間合を活用して高齢者通院福祉バスの運行を路線事業者に委託し、実質的な経費補助と交通保障をする)[カ]各種バスを同一事業者へ21条委託する方式(運転業務の一元化をし効率化する)[キ]企業の送迎バスを吸収する方式(企業の従業員送迎バスを廃止して路線バス利用とし、通勤定期運賃を送迎バスの運行経費相当額とする。これにより企業の負担を変えずに従業員・住民双方の利便が確保できる)
ストレンジB中間子の稀崩壊の実験的探索法の開発

本研究の目的は、次世代の衝突型加速器を想定したモンテカルロシミュレーションを行い、ストレンジB中間子及びB中間子の稀崩壊の測定に最適な測定器のデザインを解明し、その効果を研究することである。特に、電子陽電子衝突について、衝突点検出器の位置分解能を向上させることがどの程度可能か、又、それにより、どのような物理を開拓出来るかを問題にした。まず、現在KEKのBファクトリー実験で実際に使用している測定器の位置分解能を明らかにし、その結果を国際会議にて発表した。続いて、改良計画として、半径1cmのビームパイプ、2層のシリコンピクセル及び4層のストリップ検出器を配置するような構成を考えた。この構成を用いれば、現在と比べて分解能を約1/3に改善出来ることがわかった。又、現在検討されているスーパーBファクトリーのシリコンストリップ検出器でバックグラウンドの量や放射線損傷を考慮して、許容できると思われる構成であることも確かめた。この構成を用いて、様々な測定量について、どの程度の改良が見込めるかをシミュレーションにより見積もった。ストレンジBの稀崩壊については、以上の変更を加え、かつルミノシティを10倍程度に増強しても、ハドロンコライダーを用いた実験と比べて、稀崩壊の探索という観点では、電子陽電子衝突での大きなメリットは見出せなかった。一方、Bの稀崩壊については、いわゆるcombinatoric backgroundを格段に減らせることがわかった。又、この研究から派生して、荷電B中間子の二つのファイ中間子とK中間子への稀崩壊を用いて小林・益川位相では説明出来ない新しいCP非保存位相を探索する新しい方法を見出し、日本物理学会(平成13年秋)にて発表した。この方法はストレンジB中間子やラムダBバリオンへの応用も考えられるため、今後の組織的な研究が必要である。本研究の目的は、次世代の衝突型加速器を想定したモンテカルロシミュレーションを行い、ストレンジB中間子の稀崩壊の測定に最適な測定器のデザインを解明することにあるが、研究初年度である平成12年度は、当初の予定通りモンテカルロシミュレーションの準備をパーソナルコンピュータ上で進めた。電子陽電子衝突について、半径1cmのビームパイプおよび5層の半導体検出器を配置するような構成をGEANTを用いて実現した。これは、現在準備が進められているBファクトリーのシリコンストリップ検出器の改良に関して実現可能と期待されている測定器の構成と一致する。これについて、もっとも基本的なパラメータである衝突係数の分解能を見積もったところ、現在稼動しているBファクトリー実験のシリコンストリップ検出器と比べて、分解能をほぼ半分に減らせることがわかった。これは、非対称エネルギーをもつ電子陽電子衝突型加速器において、B生成の背景事象となる軽いクオーク対生成を除去する際に非常に有効である。何故なら、クオーク対は同じ崩壊点から発生するのに比べ、B中間子対は平均200-300ミクロン程離れているからである。更に分解能を向上させるためには、ビームパイプの厚みを減らすことも、半導体検出器の改良と同様に重要であることもわかった。なお、人工単結晶ダイヤモンドピクセル検出器の読み出し電極に関する追試験については、全体の予算およびこの技術の進展を考慮して平成13年度に行うこととした。本研究の目的は、次世代の衝突型加速器を想定したモンテカルロシミュレーションを行い、ストレンジB中間子の稀崩壊の測定に最適な測定器のデザインを解明することにある。特に、電子陽電子衝突について、衝突点検出器の位置分解能を向上させることが、どの程度可能か、又、それにより、どのような物理を開拓出来るかを問題にした。半径1cmのビームパイプと5層のシリコンピクセル及びストリップ検出器を配置するような構成をGEANTを用いて実現した。これは、現在検討されているスーパーBファクトリーのシリコンストリップ検出器でバックグラウンドの量や放射線損傷を考慮して、許容できると思われる構成であることを確かめた。

又、この構成を用いれば、現存するBファクトリ実験のシリコンストリップ検出器と比べて、分解能をほぼ半分に減らせることがわかった。この構成を用いて、いくつかのBの稀崩壊について、いわゆるcombinatoric backgroundを格段に減らせることがわかった。一方、Bsの稀崩壊については、以上の変更を加え、かつルミノシティを10倍程度に増強しても、ハドロンコライダーを用いた実験と比べて、稀崩壊の探索という観点では、大きなメリットは見出せなかった。
構成的手法による身体バブリングから社会性獲得にいたる発達過程の理解と構築

ロボットプラットフォームの開発:前年度設計,試作した広い関節可動域を有する筋骨格赤ちゃんロボット身体の改良に努めた,また,幼児型アンドロイドAffettoの開発では,一部設計改良の余地がみつかり,改良に努めた.ミラーニューロンシステム(MNS)の創発における視覚発達スケジュールの役割:前年度モデルでパラメータの範囲を広げて,モデルの頑強性を確認した.計算理論基盤構築:リカレントネットワークの一種であるエコステーとネットワークを用いて,身体バブリングに関する実ロボット実験を行い,その成果を国際学会に投稿し,受諾され,学会発表を行った.親子間相互作用:移動エントロピーを用いた乳幼児養育者インタラクションの定量的解析を実施し,赤ちゃん学会でポスター発表し,最優秀ポスター発表賞を受賞した.物体との相互作用運動:ボールスローイングタスクにおいて物体操作の探索を段階的に発見していく手法を探索し,人工知能の研究会において人工知能学会賞を受賞した.本研究課題の目標は,構成的手法を用いて,自己/他者認知の発達過程を理解することであるが,初年度の22年度は,その研究推進のための各種プラットフォームの開発と,予備的実験を実施し,来年度以降の実験に備えた(番号は学会発表リスト順).1.愛着形成を通じた発達研究のための写実的な子供型表情表出ロボットAffettoの頭部を設計し,表情表出の予備実験を行った.YouTubeに動画を掲載したところ,数日で10数万以上のヒットを得,多くのコメントは意図通りのものであったので,養育者側の情動を引き出せる段階に達したものと判断した(1)2.環境との物理的な相互作用は,乳幼児にとって外界を知覚し働きかける上で重要な過程であり,そのためのプラットフォームとして,ヒト型の皮膚および筋骨格系を備えた赤ちゃんロボットの開発を行なった(2)また,触覚センサを有するヒト型のハンドによる触認知実験を行い,プラットフォームとしての有用性を検証した(3)3.幼児が自己認知する上で,動きの随伴性か顔自身への親近感かが好まれるかを検証するのに必要な,実時間の顔画像スワッパーを開発し,心理実験に耐えることを確認した(4)4.親子間相互作用時の行動解析として,画像信号に依存した視線の動きと,タスクのゴールを意識した視線の動きをロボットの視覚注視機能を用いて再現し,それぞれに応じた人間の親様動作教示法を解析した(5, 6)5.本研究課題の中心テーマである自他認知に関して,未発達の視覚により,混同された視覚情報の状態から,自己と非自己に分離し,さらに非自己が自己の運動と連合した記憶を持つことで,ミラーニューロンシステムの原型をモデル化し,実験を通じて検証した(7).また,顔認識(個人同定と表情認識)に関して,階層的表現により,段階的に分離(認識)していく過程を再現するモデルを構築し,ヒトとサルの顔に適用し,有効性を検証したロボットプラットフォームの開発:マッキベン型空気圧人工筋とスチールワイヤを利用した筋腱構造の見直しによって,広い関節可動域を有する筋骨格赤ちゃんロボット身体を設計,試作した.また,幼児型アンドロイドAffettoの開発では,動作実験を終え,対人相互作用実験の計画検討に入った.ミラーニューロンシステム(MNS)の創発における視覚発達スケジュールの役割:発達初期の視覚の未熟さがトリガーとなる前年度モデルで,視覚発達の時間スケジュールの役割を調べ,視覚の自己組織化状態に応じた適応的な発達の進展が,非適応的な(定型の)スケジュールに比べ,より高速かつ頑健に自他の対応関係を獲得できることを示した.計算理論基盤構築:リカレントネットワークの一種であるエコステーとネットワークを用いて,カオスの淵における情報処理の構造を明らかにし,身体と環境の相互作用における計算論的基盤として位置づけた.また,階層ネットワークによるITモデルの構築,Slow Feature Analysisによる強化学習のための身体表象獲得実験も実施した.共同注意関連:相手の内部状態の変化に対処する共同注意発達の計算モデルを構築し,シミュレーションにより検証した.また,音声模倣と語彙獲得の共発達のための主観的整合機構を提案し,二つの能力の発達を,聴覚,視覚,調音運動の3つの表象間マッピングとそれぞれの表象内カテゴリ化の同時学習過程としてモデル化した.コンピュータシミュレーションによる検証をほぼ終えた.以上はに加え,未発表ではあるが,移動エントロピーを用いた乳幼児-養育者インタラクションの定量的解析,環境への効果を利用した階層的な動作シンボルの獲得,乳幼児のリズム運動の観察と解析などの研究を実施した.ロボットプラットフォームの開発:前年度設計,試作した広い関節可動域を有する筋骨格赤ちゃんロボット身体の改良に努めた,また,幼児型アンドロイドAffettoの開発では,一部設計改良の余地がみつかり,改良に努めた.ミラーニューロンシステム(MNS)の創発における視覚発達スケジュールの役割:前年度モデルでパラメータの範囲を広げて,モデルの頑強性を確認した.計算理論基盤構築:リカレントネットワークの一種であるエコステーとネットワークを用いて,身体バブリングに関する実ロボット実験を行い,その成果を国際学会に投稿し,受諾され,学会発表を行った.親子間相互作用:移動エントロピーを用いた乳幼児養育者インタラクションの定量的解析を実施し,赤ちゃん学会でポスター発表し,最優秀ポスター発表賞を受賞した.

物体との相互作用運動:ボールスローイングタスクにおいて物体操作の探索を段階的に発見していく手法を探索し,人工知能の研究会において人工知能学会賞を受賞した.本研究では,身体バブリングから社会性獲得にいたる発達過程をロボットの設計・作動や赤ちゃんの行動計測を通じた構成的手法である認知発達ロボティクス(申請者らが提唱・推進)を用いて明らかにすることを目的とし,昨年度は,環境との相互作用による自身に身体運動創発,初期ミラーニューロンシステム発達モデル,リザバーコンピューティングによる理論的基盤構築,Affettoなどのロボットプラットフォームの開発などが順調に進んだため.[1]神経振動子ネットワークと身体構造の結合による環境との相互作用の結果として,多様な行動生成可能なネットワークの構造を推定し,シミュレーションや実ロボットへの実装を通じて,ネットワークの環境との同調構造(生態学的自己)を明らかにする.[2]ミラーニューロンシステムの初期発達モデルの不備を補足すべく,ゴール指向行動を想定したモデルへの拡張を試みる.多種感覚運動などへの拡張を目指して,基盤となる計算モデルを見直し,ロボットを使った実験を通じて,対人的自己の構造を明らかにする.[3]実際の親子間相互作用において,互いに与える影響の因果関係の数理的解析を通じた相互作用発達モデルを構築し,別データへの適用や検証のためのロボット実験を通じて,モデルを精緻化する.ロボットの表出可能な表情を制御することによる情動的なコミュニケーションを再現し,養育者側の行動を解析する.この過程の解析により,生態学的自己と対人的自己の関係,さらには発達の構造などが明らかになると期待される.[4]上記に過程に内在する計算モデルとして,再帰型ニューラルネットワークを想定し,カオティックな挙動近辺における各種パフォーマンスを計測し,理論的なモデル基盤を構築する.[5]写実型赤ちゃんロボットして開発してきたAffettoを上記の実験に利用可能なプラットフォームとして改良する.特に,センサー系,アクチュエータ系を頑強にし,種々の実験に耐えうるように設計・製作する.また,皮膚の柔軟性を駆使した表情表出手法も改良し,各種情動実験に利用する.
ニワトリ肝初代培養細胞の肝特異的機能発現

ラットなどの哺乳動物の感細胞の初代培養は5%炭酸ガスインキュベーター中でpH7.4で行われるが、我々はニワトリ肝細胞は炭酸ガスなしの開放型のインキュベーターを用い、pH8近くの弱アルカリ性の無血清培地中で長期間培養できることを見い出し、報告した。この培養期間中、肝特異的機能の1つ、アルブミン分布は数日以内に一旦低下した後、9日目より再び高濃度の発現を見せ、この高い分泌は長期間維持された。このときのアルブミンm=RNAの発現もアルブミンタンパク量とパラレルな挙動を示した。このような現象はラット肝細胞では全く見られず、ニワトリの肝細胞が哺乳動物とかなり異なる代謝面での特徴を持つことの一例と考えられる。次に、現在問題となっている環境汚染物質が鳥類の肝臓代謝に及ぼす実験モデル系としての利用を考えた。そこで、ニワトリ肝細胞に対する環境汚染物質、ダイオキシンの効果を検討した。ダイオキシンは10^<-1>Mで肝特異的機能の1つであるアルブミン発現を抑制し始めるが、ハウスキーピング遺伝子の抑制は高濃度投与してもそれほど低下しなかった。それに対し、解毒系のグルタチオン-S-トランスフェラーゼ(GST)のm-RNAの発現がダイオキシン10^<-1>Mより高濃度で大幅に昂進することが認められ、ダイオキシンが肝特異的機能発現の抑制と細胞毒性を与えており、肝細胞の解毒系酵素が強く発現誘導されていることが認められた。さらに他の農薬等の影響も検討している(投稿準備中)このようにニワトリ肝細胞は鳥類の環境汚染物質の影響を検討する有用なモデルであることが示された。ニワトリは代謝面において哺乳動物と異なる特徴を持っている。そこで代謝の中心臓器である肝臓の実質細胞の肝特異的機能の発現制御を明らかにするために、ニワトリ肝細胞の初代培養法を用いて発現制御の検討を行っている。まず肝初代培養報(単層培養法)について検討した。ラットなどの哺乳動物肝細胞の初代培養は5%炭酸ガス環境下でpH7.4の培地で行われるのに対し、ニワトリ肝細胞は開放型のインキュベータ-(炭酸ガスなし)中でpH8近くの弱アルカリ性無血清培地を用いて20日間の長期間培養できることを見いだした。その培養期間中、肝特異的機能発現の1つであるアルブミン分泌は培養開始後数日以内に一旦著しく低下した後、培養9日目より再び高濃度のアルブミン分泌を培養期間中示すという興味ある現象を見いだした。トランスフェリン分泌については培養開始後は低い分泌量であったが、培養8日あたりより著しく高濃度の分泌量を示した。ニワトリ肝細胞の培養中後期に見られるこれらの特徴は、ラット肝細胞の培養では見られない極めて興味ある現象である(藤井等、日本家禽学会誌、33、15-22(1996);Fujii et al.,Int.J.Biochem.CellBiol.,28,1381-1391,(1996)。これらの知見は、ニワトリ肝細胞が培養法と肝特異的機能の発現制御において、ラット肝細胞とかなりの差異があることを示しており、ニワトリ肝細胞に特有の遺伝子発現制御機構を示唆するものと考えられる。そこで経時的にニワトリ培養肝細胞よりmRNAを調製し、アルブミン遺伝子発現を制御している転写調節遺伝子、C/EBP,HNF1,HSF-1,-2,-3などがニワトリ肝細胞において機能している機構を検討し、ニワトリ肝細胞での遺伝子発現制御機構を明らかにする予定である。ラットなどの哺乳動物肝細胞の初代培養は5%

炭酸ガス環境下でpH7.4で行われるのに対し、ニワトリ肝細胞は炭酸ガスなしの開放型のインキュベーター中でpH8近くの弱アルカリ性無血清培地を用いて20日間の長期間培養できることを見いだした。その培養期間中、肝特異的機能の1つであるアルブミン分泌は培養開始数日以内に一旦低下した後、培養9日より再び高濃度のアルブミン分泌を行うことを見いだした。これはアルブミン遺伝子発現レベルで検討しても同様のパターンを示し、ラットでは見られない興味ある現象である。トランスフェリンについても培養開始時は低い分泌量であったが、培養8日より高濃度の分泌を示すようになった。これらのことより、ニワトリ肝細胞は培養条件と肝特異的機能発現制御において、ラット肝細胞とかなりの違いがあることを示された(藤井、他日本家禽学会誌、33,15-22(1996);Fujii et al.,Inti.J.Biochem.Ce11 Biol.,28,1381-1391(1996).このことは鳥類の肝細胞は哺乳動物と異なった代謝機能を持つと考えられる。そこで現在問題となっている環境汚染物質が鳥類の代謝に及ぼす実験モデルとして、ニワトリ肝細胞に対する環境汚染物質、ダイオキシンの効果を検討した.ダイオキシンは10^<-1>nMの低濃度でアルブミン発現を抑制した。さらに10^<-2>nMで解毒系のP450CYP1A4の発現を大幅に亢進することが認められ、ダイオキシンの肝特異的機能低下能および毒性発現が認められた(投稿準備中)このようにニワトリ肝細胞は鳥類の環境物質の影響を検討する有用な実験モデルであることを示した。ラットなどの哺乳動物の感細胞の初代培養は5%炭酸ガスインキュベーター中でpH7.4で行われるが、我々はニワトリ肝細胞は炭酸ガスなしの解放型のインキュベーターを用い、pH8近くの弱アルカリ性の無血清培地中で長期間培養できることを見い出し、報告した。この培養期間中、肝特異的機能の1つ、アルブミン分布は数日以内に一旦低下した後、9日目より再び高濃度の発現を見せ、この高い分泌能は長期間維持された。このときのアルブミンm=RNAの発現もアルブミンタンパク量とパラレルな挙動を示した。このような現象はラット肝臓細胞では全く見られず、ニワトリの肝細胞が哺乳動物とかなり異なる代謝面での特徴を持つことの一例と考えられる。次に、現在問題となっている環境汚染物質が鳥類の肝臓代謝に及ぼす実験モデルとして、ニワトリ肝細胞に対する環境汚染物質、ダイオキシンの効果を検討した。ダイオキシンは10^<-1>Mでアルブミン発現を抑制し、10^<-2>Mで解毒系のP450CYP1A4のm-RNAの発現が大幅に昂進することが認められ、ダイオキシンが感特異的機能発現の抑制と細胞毒性を発現していることが認められた。さらに他の農薬等の影響も検討している(投稿準備中)。このようにニワトリ肝細胞は鳥類の環境汚染物質の影響を検討する有用なモデルであることが示された。
FRET法を利用した新規不安定プラーク特異的動脈硬化診断法の開発

本研究では、より鋭敏に不安定プラークを検出する方法の開発を目指した。不安定プラークに細胞外マトリックス分解酵素が発現していることを利用することを考えた。基質となるタンパクに蛍光で標識し、リポソームへ内包化を計画していた。リコンビナント蛋白の作成に時間を要し、想定よりも時間を要した。また、作成したリコンビナント蛋白への蛍光の標識も上手くいかず、研究計画に遅れを生じた。研究期間は終了したが、引き続き、研究を継続していく予定である。社会の高齢化、生活習慣の欧米化に伴い、動脈硬化性疾患は増加しており、発症前もしくは発症早期に診断・適切な治療を行うことが求められている。プラークが破綻すると心血管疾患や脳血管障害が起こり危険であるため、動脈硬化では、プラークの存在より性状が問題とされる。性状により、安定プラークと不安定プラークに分けられ、不安定プラークは炎症細胞・脂質に富み、被膜が薄いという特徴を持つ。プラークに浸潤した炎症細胞から細胞外マトリックス分解酵素(MMP)が分泌され、被膜の主な構成成分であるコラーゲンの分解が進むと、プラークが破綻し、血栓閉塞を起こす。平成25年度は、細胞外マトリックス分解酵素(MMP)により分解される基質となるタンパクを合成、FRET法を利用したシグナルの表出を目標として、研究を行った。本研究では、不安定プラークの特徴であるMMPをターゲットとした新しい動脈硬化診断技術の開発を目指す。最近の蛍光蛋白技術の進歩は目覚しく、FRET(Fluorescence Response Energy Transfer:蛍光エネルギー共鳴移動)法も臨床検査に応用されてきている。この方法を利用し、MMPをターゲットとした動脈硬化標的化リポソームを作成し、プラーク内に到達させ、in vivo imagingを用いて検出することを目標としている。平成25年度に続き、リポソーム内に入れるリコンビナント蛋白の作成を行っていたが、一部の計画がうまくいかず代替案を検討することとなり、研究計画に遅れを生じた。平成26年度は代替案により、再度リコンビナント蛋白を行ったが想定よりも時間を要した。当初、平成26年度に予定していた、作成した組み換え蛋白を使用しての検討を実施することができなかった。本研究では、不安定プラークを特異的に検出できるリポソームを用い、危険な動脈硬化巣を体外から検出する診断法の開発を目的としていた。不安定プラークでは、細胞外マトリックス分解酵素が発現していることを利用し、基質となるタンパクを内包化したリポソームを用い、より鋭敏に不安定プラークを検出することができるのではないかと考えた。細胞外マトリックス分解酵素の基質となる蛋白を作成し、その組み換えタンパクに、SH基を利用して、蛍光基と消光基を標識することを考えた。作成時には、蛍光基と消光基のFRETにより蛍光が消光し、細胞外マトリックス分解酵素により基質が分解されることにより、蛍光基と消光基の位置が変化し、FRETがなくなるため、蛍光基の蛍光を検出できるようになると考えた。また、その蛋白を動脈硬化巣へ高く集積するリポソームへ内包化することにより、より精度高く動脈硬化巣へ到達させ、より細胞外マトリックス分解酵素を多く発現している場所の検出を可能にできると考えた。細胞外マトリックス分解酵素の基質となるリコンビナント蛋白の作成が上手くいかず、想定よりも時間を要した。また、作成したリコンビナント蛋白への蛍光基と消光基の修飾に難渋し、かなりの時間を要した。また、FRETによる消光を認めることができなかった。代替案として、蛍光修飾されたコラーゲンを使用することを当初は検討していたが、動脈硬化巣へ多くの蛍光が取り込まれるため、細胞外マトリックス分解酵素による蛍光の減少を確認することは困難であった。現状では、より良い代替案の提示は出来ず、研究期間も終了したが、引き続き、不安定プラークを特異的に検出できる方法の研究を行いたいと考えている。

動脈硬化プラーク内に到達し、不安定なプラーク特異的にシグナルをだせるリコンビナント蛋白の作成する必要がある。平成26年度では一部代替案により研究を進める必要が生じた。平成27年度も引き続き、代替案により作成したリコンビナント蛋白を利用して、動脈硬化モデルマウスを使用し、生体内での評価を行う予定である。これまでにリコンビナントタンパクの作成についての経験もあったが、やはりタンパクによっては、その発現効率が十分ではなく、時間を要している。リコンビナント蛋白のセク性を行っていたが、一部の計画が上手くいかず、代替案を検討することなり、実験計画に遅れを生じた。想定していたよりも時間を要したため、当初予定していたリコンビナント蛋白をしようした動物実験を実施することが出来ず、未使用額が生じた。リコンビナントタンパクの作成、蛍光基の標識などに時間がかかるようであれば、代替策として検討していた方法への転換も検討する。平成27年度は代替案により作成したリコンビナント蛋白を利用して、動脈硬化モデルマウスを使用し、生体内での評価を行う予定である。引き続き、実験に使用するリコンビナント蛋白の作成費用として使用することに加え、動脈硬化モデルマウスの飼育費用、動物実験施設使用のための費用に充てることとしたい。予定していた研究において、一部、うまく進行しない個所があり、そのために全体の計画が遅延したため。前年度の研究計画において、うまくいかなかったか所については、代替案を検討している。代替案を用いた場合は、比較的容易に研究の進行ができると考えるものの、費用としては当初の計画よりかかる可能性がある。しかし、研究全体の進行において必須の部分と考えるため、十分な検討を行いながらも、研究を遂行したいと考えている。
慢性腎臓病患者におけるテロメア消耗と環境因子の国際比較

我々は、CKD患者におけるMIA症候群について幅広く報告しているスウェーデンのカロリンスカ研究所臨床科学腎臓病学教室と海外共同研究を続けており、MIA研究にならって、前向きコホート研究NISE研究を開始している。今まで、CKD患者特有の慢性炎症の惹起の解明と遺伝子発現の制御に着目し解析してきた。MIA研究とNISE研究、両研究の特徴は、遺伝子解析(SNPs解析)、遺伝子発現制御因子(DNA methylation)について解析を行った点にあり、遺伝情報(genotype)、環境因子、表現型(Phenotype)を詳細に比較検討している。今回の検討では、腎不全の病態が早期老化現象に酷似していることから細胞老化の制御を担うテロメアを比較検討していく計画となっている。新規透析導入患者を対象に、透析導入時と一年後のテロメア長を測定し比較を行った。テロメア長は平均8.6%消耗したが、27%の患者で伸張が認められた。ベースラインのテロメア長は、IL-6高値の患者で短く、MIA研究の患者の結果を追随するものであった。テロメア消耗に関与している因子を検討したところ、べースラインのテロメア長が長い患者ほど多く消耗する結果であった。また、白血球数が上昇している患者が消耗しにくいという結果であった。テロメラーゼ濃度測定等行っていないため、この現象の直接的なメカニズムは解明できなかったものの、過去の文献等から、すでにテロメアが消耗している患者のほうがテロメラーゼの活性がいい可能性や、白血球数が上昇がみとめられる患者については、増殖の亢進によりより分裂のすくないNaiveな白血球数が末梢血中に放出されている可能性が考えられた。26年度が最終年度であるため、記入しない。
高濃度気体溶存水を用いた安全かつ安価な病原菌等の制御・殺菌法の開発

これまで、日本では飲料水の微生物学的安全性を確保するため、病原菌に対する卓越した殺菌効果、効果の持続性の長さ、安価で取り扱いも比較的容易である塩素殺菌が行われてきた。しかしながら、発癌性を有するトリハロメタンの生成や塩素特有の臭気、残留塩素による生態系への悪影響などが問題となってきている。そのため、代替塩素殺菌技術として膜分離や凝集剤、オゾンを用いた技術開発等が行われている。しかしながら、装置の維持管理の困難さ・導入によるコストの上昇など課題の多さ等から未だ普及しているとは言い難い。そこで、本研究ではこれらの問題を解決するために高濃度気体溶存水を用いた病原菌等の制御・殺菌法を開発することを目的とした。高濃度気体溶存水を用いることで従来の殺菌手法とは異なり、薬品を用いず低コストでの殺菌が可能となることが期待される。本研究により、水道水圧程度(0.20.3MPa)のきわめて低い圧力で、空気を溶存気体とした場合に殺菌対象水内の病原性菌群(本研究では大腸菌群数を指標とした)の殺菌効果が確認された。この殺菌効果について、4種の制御因子(装置内圧と大気圧の差、水温、pH、殺菌対象の微生物濃度)を変化させ、その影響について感度解析を行った。その結果、装置内圧と大気圧の差、pHの2つが殺菌効果に大きく影響することが明らかとなった。一般に、殺菌処理工程においてpHを変化させるには薬品が用いられるが、この研究の目的の1つである「薬品を用いない殺菌法」の開発に反する。したがって、pHを変化させるのではなく、装置内圧と大気圧の差を制御すること、実際には大気圧は制御することはきわめて困難であるため装置内圧を制御することにより、殺菌効果をコントロールすべきであることが明らかとなった。これまで、日本では飲料水の微生物的安全性を確保するため、病原性に対する卓越した殺菌効果、効果の持続性の長さ、安価で取り扱いも比較的容易である塩素殺菌が行われてきたが、発癌性を有するトリハロメタンの生成や塩素特有の臭気、残留塩素による生態系への悪影響などが問題となってきている。しかしながら、装置の維持管理の困難さ・導入によるコストの上昇など課題の多さ等から未だ実用化には至っていない。そこで、本研究ではこれらの問題を解決するために高濃度気体溶存水を用いた病原菌等の制御・殺菌法を開発することが目的とした。殺菌に高濃度気体溶存水を用いることで従来の手法とは異なり、薬品を用いず低コストでの殺菌が可能となり、塩素殺菌による効果が乏しかった原虫類(クリプトスポリディウム原虫等)等にも効果を発揮できると期待される。ラボスケールの実験装置を製作し、高濃度酸素溶存水を用いることで期待される2つの効果(水への殺菌機能付与、菌体の膨化による殺菌効果)について実験的検討を行った。さらに殺菌効果に影響を与える因子について検討を行った。今年度の研究結果をまとめると以下の通りである。(1)高濃度気体溶存水を用いることで、殺菌を行うことができ、水への殺菌機能付与、菌体の膨化による殺菌効果に関して確認できた。(2)高濃度気体溶存装置の内圧と外圧の圧力勾配を高くすることで微生物の膨化効果を促進させることができ、殺菌技術として非常に有効であることが確認できた。
分子性強誘電体のイノベーション：柔粘性結晶を利用した高性能焦電・圧電材料の開発

我々は最近,柔粘性結晶で強誘電性を示す化合物群を開発し,それらの結晶が電場印加により分極方向を三次元的にほぼ自由に変更できることを明らかにした.この新しいタイプの強誘電結晶は,結晶化時の配向制御は不要で,多結晶材料でも活用できる.本研究はこの柔粘性/強誘電性結晶の開発を大きく発展させる.特に,強誘電体の示す重要な機能である焦電性・圧電性に関して,極めて高い性能を示し,多結晶体でも機能する分子結晶の開発を行う.研究代表者は、高温時でcubicになるような等方性の分子柔粘性結晶を利用して、強誘電体の実用化の問題点である「基板上に配向制御した結晶成長が必要になること」「有毒な重金属や希少金属を含むこと」を解決した。さらに、強誘電体の重要な機能である焦電性・圧電性などを分子設計により見出し、含鉛ペロブスカイト強誘電体を代替できる高性能材料の実現を目指す。分子性の柔粘性結晶を利用して焦電・圧電材料を作る提案である。すでに有機系の強誘電体物質の多結晶体で強誘電性を示す材料を見つけており、この方針に従えば、確実に成果が得られるであろう。実用化だけではなく、機能性物質開発における学理の探求から派生しているものであり、学術としても十分に意味がある。我々は最近,柔粘性結晶で強誘電性を示す化合物群を開発し,それらの結晶が電場印加により分極方向を三次元的にほぼ自由に変更できることを明らかにした.この新しいタイプの強誘電結晶は,結晶化時の配向制御は不要で,多結晶材料でも活用できる.本研究はこの柔粘性/強誘電性結晶の開発を大きく発展させる.特に,強誘電体の示す重要な機能である焦電性・圧電性に関して,極めて高い性能を示し,多結晶体でも機能する分子結晶の開発を行う.
ナノ粒子化した神経栄養因子を用いた顔面神経再生の研究

末梢性顔面神経麻痺に対する新しい治療法の検討を行うために、モルモットを用いて顔面神経麻痺モデルの作成を行った。この麻痺モデルを用いて無治療群および神経栄養因子(:GDNF)の投与群とナノ粒子化した神経栄養因子の投与群に分けて治癒過程の評価を行うこととした。無治療群に比べて神経栄養因子投与群方が軸索および髄鞘の再生が良好な傾向が認められている。今後はナノ粒子化した栄養因子での治療群との比較を行ってゆく。当研究の目的は顔面神経の再生を促進する方法を確立することである。このために均一な麻痺モデルを作成する必要がある。モルモットを用いて顔面神経の局所解剖の確認おいび麻痺作成方法に関して手術手技を確立した。また研究において最も重要であることは、強力な神経栄養因子を選択し、これをナノ粒子化し神経内に高効率に導入することである。最近の他の多くの研究でGDNFは非常に強力な神経栄養因子とされているためこれを使用することとした。神経栄養因子を従来の方法で損傷した神経へ投与する手術を実施した。神経栄養因子を投与した群としていないコントロール群での基礎実験を行い、神経組織を採取し組織学的評価を行った。神経栄養因子のナノ粒子化にはコマーシャルベースの物質を利用する方法と、新しい物質により我々の必要としている性質を持つナノ粒子を作成する方法がある。コマーシャルベースのものは入手は容易であるかもしれないがその粒子のサイズや安定性が当研究に適しているとは限らない。そこで本研究には京都大学工学部で作成しているナノジェルを使用することとした。麻痺モデルへの薬剤の投与の機会は麻痺モデルの作成時の一回しかない。ナノジェルの利用により非常に高価な栄養因子をモルモットの体内で不活化することなく、再生に必要と思われる十分な期間徐放することが可能である。粒子のサイズの調整も可能であり、導入効率を上げることが可能である。これにより一度の治療手技で十分な治療効果が得られるのではないかと考える。モルモットを用いて、顔面神経の局所解剖の確認及び麻痺モデルの作成方法について手術手技を確立した。また、研究において最も重要なことは強力な神経栄養因子を選択しこれをナノ粒子化し神経内に高効率に導入することである。最近の研究でGDNFは非常に強力な神経栄養因子とされているためこれを使用することとした。これまでには顔面神経麻痺モデルに対して無治療群と神経栄養因子投与群とに分け、手術を行った後、顔面神経の麻痺症状に関する評価を行った。術後3週と6週目に組織採取を行い組織学的評価を行った。神経栄養因子のナノ粒子化にはコマーシャルベースの物質を利用する方法と、新しい物質により我々が必要としている性質を持つナノ粒子を作成する方法がある。コマーシャルベースのものは入手は比較的容易であるかもしれないがその粒子のサイズや安定性が当研究に適しているとは限らない。麻痺モデルへの治療薬投与の機会は麻痺作成の手術時のみしかない。ナノジェルの利用により非常に高価な神経栄養因子をモルモットの体内で不活化することなく再生に必要と思われる十分な期間徐放することが可能である。粒子のサイズの調整も可能であり導入効率を上げることも可能であると思われる。この方法としてはモルモットを使用することとした。モルモットの顔面神経は側頭骨内において全長にわたって露出することが容易であり、均一な麻痺モデルを作成するために適している。手術手技に必要な環境を整備するために実体顕微鏡の確保と手術器具を一式購入した。最近の他の多くの研究でGDNFは非常に強力な神経栄養因子とされているためこれを使用することとし購入した。手術手技の習熟に時間を要した。

安定した麻痺モデルを作成することが本研究では絶対条件であり術者の手技への習熟は不可欠と思われる。神経栄養因子のナノ粒子化の方法を決定するのに時間を要した。我々の必要としている性質を持つナノ粒子を作成してくれる施設を探し出し、ここに作成を依頼することは予想以上に困難であった。麻痺モデルの自然経過の検討と、従来の手術手技に準じて神経栄養因子を導入した治療群の経過の検討を行った。これらの組織学的評価に免疫染色を行うことで形態学的のみでなく蛋白レベルでの神経再生が行われたことを証明する。またGDNFナノ粒子化を行う。ナノ粒子化した神経栄養因子での治療効果の検討とナノ化することで高効率で長期間の徐放効果があることを蛍光物質などを用いて証明する。麻痺モデルの自然経過の検討と、従来の手術手技に準じて神経栄養因子を導入した治療群の経過の検討を行う。これとともに神経栄養因子のナノ粒子化を行う。これら2群と比較することで治療後の経過の差異を明らかとし、ナノ粒子化した神経栄養因子での治療効果を検討する。動物購入とその飼育費、神経栄養因子をナノ粒子化するための費用とナノ粒子化した試薬の性質に関する解析(半減期や物質のサイズその導入効率など)に費用を要する。研究結果を学会報告するためその参加費や旅費を要する。
北海道における春先の異常出水のメカニズム

北海道における春先の異常出水はその性質から二つのタイプに大別されることがわかった.その一つは北海道中央部などの多雪地帯の異常出水で,春先の急激な暖気による融雪とこれと同時に生起する降雨によって引き起こされるものであり,他の一つは北海道東部などの小積雪地帯のもので,流域の表層土が凍結して,いわばアスファルト道路のように不浸透流域を形成している場合であり,この上に降雨がある場合には高い流出率を示す.前者の融雪出水において流出斜面全体がいまだ雪で覆われている場合には積雪深の減少とともに毎日の出水のピーク時刻はしだいに早くなってくるが,斜面の所々に地表が露出しはじめると出水のピーク時刻は34時間程度遅くなってくる.これに関しては地表と積雪最下底の間に氷層が存在しており,それが河道まで連続して形成されているか否かにより,融雪水が地中を経ずして河道に達するか,あるいは一度地中を経由した後,河道に達するかがきまり,これにより出水のピーク時刻の遅早が決定されているようである.少雪寒冷地帯の流域における春先の流出率は概ね夏期・秋期の流出率の1.5倍の程度になっている.融雪最盛期における流出量といくつかの気象要素の関係では気温との相関関係は相関関係で0.580.78程度をとり最も相関が高く,日商時間の影響はさほど大きくない.北海道東部においては,融雪最盛期の昼間の潜熱交換量は蒸発・凝結どちらの現象も現れ,風速は融雪を増大させる場合と現象させる場合の両方があることなどが明らかになった.次に,フミン質を流出機構を探るトレーサーとして使うことを初めて試みた.その結果,土中水のフミン質濃度(E260値)は地表からexponential的に減少しており,かつ降雨期間中比較的一定の値を示していた.このことからフミン質のトレーサーとしての有用性を確認する事ができる.つぎにフミン質の土中での濃度分布を用いて流出成分の分離を行っているが,この結果特定の流域についてではあるが,大降雨時の流出の大部分は地表数10cm(30cm程度)以下のものが大部分であり,ピーク流量時に地表下520cm程度の所を流れる成分が上乗せられていることがわかった.北海道における春先の異常出水はその性質から二つのタイプに大別されることがわかった.その一つは北海道中央部などの多雪地帯の異常出水で,春先の急激な暖気による融雪とこれと同時に生起する降雨によって引き起こされるものであり,他の一つは北海道東部などの小積雪地帯のもので,流域の表層土が凍結して,いわばアスファルト道路のように不浸透流域を形成している場合であり,この上に降雨がある場合には高い流出率を示す.前者の融雪出水において流出斜面全体がいまだ雪で覆われている場合には積雪深の減少とともに毎日の出水のピーク時刻はしだいに早くなってくるが,斜面の所々に地表が露出しはじめると出水のピーク時刻は34時間程度遅くなってくる.これに関しては地表と積雪最下底の間に氷層が存在しており,それが河道まで連続して形成されているか否かにより,融雪水が地中を経ずして河道に達するか,あるいは一度地中を経由した後,河道に達するかがきまり,これにより出水のピーク時刻の遅早が決定されているようである.少雪寒冷地帯の流域における春先の流出率は概ね夏期・秋期の流出率の1.5倍の程度になっている.融雪最盛期における流出量といくつかの気象要素の関係では気温との相関関係は相関関係で0.580.78程度をとり最も相関が高く,日商時間の影響はさほど大きくない.北海道東部においては,融雪最盛期の昼間の潜熱交換量は蒸発・凝結どちらの現象も現れ,風速は融雪を増大させる場合と現象させる場合の両方があることなどが明らかになった.次に,フミン質を流出機構を探るトレーサーとして使うことを初めて試みた.その結果,土中水のフミン質濃度(E260値)は地表からexponential的に減少しており,かつ降雨期間中比較的一定の値を示していた.このことからフミン質のトレーサーとしての有用性を確認する事ができる.つぎにフミン質の土中での濃度分布を用いて流出成分の分離を行っているが,この結果特定の流域についてではあるが,大降雨時の流出の大部分は地表数10cm(30cm程度)以下のものが大部分であり,ピーク流量時に地表下520cm程度の所を流れる成分が上乗せられていることがわかった.
メゾスコピック構造形成過程におけるフリーラジカルのネットワーク化と構造緩和

真空蒸発で作成したSiフリーラジカルを7x7超格子構造を示すSiウエハーの(111)表面上に凝集させながら,その構造形成過程及び表面の構造形成を観測するための超高真空装置を整備した。そのために,高速反射電子回折(RHEED)強度を高感度ビデオカメラで撮影し,1/30秒のオーダの時間分解できるビデオディスクレコーダに記録し,その後に成長表面を超高真空走査型トンネル顕微鏡(STM)で観察できるようにした。成長初期にはエピタキシャル成長するが,成長とともに構造が不均質化してアモルファス構造に変化する条件(基板温度300°C以下)でSi薄膜を成長させ,RHEED強度の観測及びSTM像を観察して,次の結果を得た。ア.(0,0)スポットのRHEED振動が成長とともに減衰し,構造が不均質化することが確認できた。イ.(1/2,0)スポットのRHEED振動は,1バイレイヤー(厚さ0.31nm)の厚さに相当する薄膜が成長した後に観測され,局所的に2_x2構造形成を示すSTM像が得られた。また,50nmの厚さのSi薄膜を成長させた後に900°Cでアニールし,アニール前後の各表面のSTM像を観察した結果,24バイレイヤーの高さをもつアモルファス構造が13バイレイヤーの高さのステップ構造とテラス上は7x7構造が表面に形成されていることを確かめた。以上の結果より,次年度以降,成長の各段階でのRHEED図形の変化とSTM像の観察から,成長中及び後の構造形成過程の詳細を原子レベルで検討すことが可能になった。
海中林の形成と維持に関する生理生態学的研究

高水温・貧栄養な海況が継続する現在、世界的規模で海中林が衰退・消滅している。私たちは海中林の形成と維持における栄養塩環境の重要性を検証するために、海中林構成種の培養実験と現場における栄養塩添加実験を行った。培養実験においては、海中林を構成するヒバマタ目褐藻エゾノネジモクとフシスジモクの成長速度と死亡率に対する水温と栄養塩濃度の複合的な影響を調べた。2種ともいずれの季節にも530°Cでは栄養塩欠乏条件であっても成長したが、35°Cでは死亡した。コンブ目褐藻カジメの幼体は富栄養条件では水温28°Cでも生育するが、栄養塩欠乏条件では28°C以上の水温では12日以内に全個体が死亡することが報告されている。したがって、フシスジモクとエゾノネジモクはコンブ目褐藻カジメと比較して高水温にも、貧栄養にも耐えると考えられる。現場における実験では、北海道沿岸の磯焼け域に栄養塩を添加する実験区と添加しない対照区を設置し、11月にマコンブ種苗を巻き付けた養殖ロープを垂下した。実験区では、養殖ロープには1月から移植マコンブが着生し、2月から海底にもホソメコンブが生育したが、対照区では移植マコンブが死亡し、ホソメコンブも観察されなかった。したがって、コンブ目褐藻海中林を形成させるためには栄養塩添加が必須の要素技術になる。今後は、コンブ目褐藻とヒバマタ目褐藻の栄養要求量を生育過程に対応させて明らかにし、効率的な栄養塩添加技術を開発する必要がある。褐藻マコンブの分布南限域である松島湾における20052007年のマコンブの生活年周期データを整理し、海中林の維持機構を推定した。2005年には3月の発芽期、48月の成長期、9月の肥厚充実期、10月の成熟期に、2006年には4月の発芽期、56月の成長期、79月の肥厚充実期に分けられ、成熟期が認められなかった。既往の知見と比較すると、発芽期は34ヵ月遅く、生育期間は56ヵ月も短かった。また、成熟期が極めて短い、あるいは認められない年もあるため、繁殖に成功していない。マコンブは、地球温暖化によって松島湾における生育に不適な海況条件が長期に持続していると考えられ、今後分布南限が北退する可能性が高い。主に日本海に分布する褐藻フシスジモクの年間の成長と成熟に及ぼす水温と栄養塩の影響を各月12日間の生長点培養によって明らかにした。フシスジモクは、530°Cでは栄養塩欠乏条件であっても死亡することなく成長したが、35°Cでは死亡した。どの季節においても水温15°Cがもっとも良く成長した。成長速度は15月で高く、11月がもっとも低かった。光合成速度は、成長速度の季節変化と等しく推移した。5月には、富栄養条件では10°Cで60%、1530°Cで80100%の成長点に生殖器床が形成された。栄養塩欠乏条件では生殖器床を形成する生長点は富栄養条件よりやや少なかった。天然個体では7月に生殖器床の形成が認められるので、培養による生殖器床の形成は2ヵ月早い。以上の結果、フシスジモクはコンブ目褐藻と比較して高水温にも、貧栄養にも耐えることが明らかになった。今後多くのヒバマタ目褐藻とコンブ目褐藻の水温と栄養塩濃度に対する生理生態学的特性を把握することにより、海中林形成条件を種ごとに明らかにする必要がある。

高水温・貧栄養な海況が20年以上も継続する現在、磯焼け、すなわち潮下帯で海中林の形成が阻害される現象は、無節サンゴモ群落中に増加するウニの摂食圧だけでなく、窒素・リンの供給不足によると考えた。そこで、過去60年以上も磯焼けが持続する北海道日本海泊村沿岸の約0.5haの磯焼け域2ヵ所でホソメコンブ群落の形成を目的に、10月から12月にウニを除去し、北海道南茅部産マコンブ種苗を部分的に巻き付けた養殖ロープを11月に垂下した。以後翌年5月まで、対照区ではそのまま、実験区では無機態窒素濃度1mg/L、リン濃度0.3mg/Lを目標に、硫安の液肥を連続的に供給した。調査期間の水温は平年より13°Cも高く推移した。栄養塩濃度は、対照区では最高でも窒素0.1mg、リン0.01mgで外海と等しかったが、実験区では窒素0.52.4mg、リン0.030.1mgと高かった。実験区では、養殖ロープには1月から移植マコンブとともに天然ホソメコンブが濃密に着生し、2月から海底にも紅藻ダルス、褐藻カヤモノリなどとともにホソメコンブが生育した。しかし、対照区ではホソメコンブは養殖ロープ、海底ともまったく観察できず、移植マコンブも死亡した。5月の実験区の養殖ロープ着生ホソメコンブは全長197cm、葉幅12cm、湿重量193gと移植マコンブと有意差がなかった。海底に生育したホソメコンブは全長58cm、葉幅10.7cm、重量33gと養殖ロープ上より劣ったが、実験区近傍から採集した天然ホソメコンブよりいずれも有意に大きかった。以上の結果、地球温暖化が進行し、高水温・貧栄養の海況が継続する現在、植食動物の摂食圧を排除するだけでは海中林は造成できないことが明らかになった。無機の栄養塩を供給し、コンブの生育を促進することが必須の要素記述となる。主に日本海沿岸および東北地方太平洋沿岸に分布する褐藻エゾノネジモクの年間の成長と成熟に及ぼす水温と栄養塩の影響を各月12日間の生長点培養によって明らかにした。エゾノネジモクは、530°Cでは栄養塩欠乏条件であっても死亡することなく成長したが、35°Cでは死亡した。どの季節においても水温1520°Cがもっとも良く成長した。平成20年度に報告した褐藻フシスジモクの成長速度は1月5月に高く、11月にもっとも低くなったのに対して、エゾノネジモクの成長速度は季節によってほとんど変化しなかった。光合成速度も季節によってほとんど変化しなかった。7月には、富栄養条件では6080%の成長点に生殖器床が形成された。栄養塩欠乏条件では生殖器床を形成する生長点は3060%と富栄養条件よりやや少なかった。以上の結果、エゾノネジモクは、フシスジモクと同様にコンブ目褐藻と比較して高水温にも、貧栄養にも耐えることが明らかになった。また、エゾノネジモクではフシスジモクとは異なり、成長速度と光合成速度に明瞭な季節変化が認められなかった。光合成速度は一般的に光合成色素であるクロロフィルa量あるいは窒素含有量によって大きく変化するため、このことは栄養塩の吸収量あるいは蓄積量の季節変化が種間で大きく異なることを示唆する。平成21年度に報告したように、高水温・貧栄養な海況が継続する現在、海中林の形成が阻害される磯焼けは、植食動物の摂食圧だけでなく、窒素・リンの供給不足によって持続しているため、無機栄養塩の供給が海中林形成のための必須の要素技術となる。今後は、この2種を含む多くのヒバマタ目褐藻とコンブ目褐藻の栄養要求量など種固有の生理生態学的特性を生育過程に対応させて明らかにし、海中林の構成種に対応した効率的な栄養塩添加技術を開発する必要がある。