hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
遠隔操作ロボットを用いた感性評価構造モデルの構築

このことは,所謂,人の意識的な評価は常に無意識的な評価とは一致しないことを示すと共に,無意識的な心の働きが感性評価として存在していることを示している.本研究は,感性評価を鑑賞という,所謂,受身の立場で捉えてきたが,感性評価の構造化を行うためには,今後の課題として,人の創造プロセスからの感性の働きを解明する必要がある.つまり人が創造するプロセス,能動的なプロセスから感性評価を捉えることが必要である.人の感性評価の構造をモデル化することを目的として,人が最も感性的な評価を下す状況下である美術鑑賞を選び,遠隔操作ロボットを操作して鑑賞するログを分析することによって研究を進めた結果,以下の点が明らかになった.1)仮想美術館における鑑賞軌跡ログデータをリアルタイムに取得できるソフトウェアを開発することによって,仮想空間内における特異な行動を定量的に扱った.このことによって,仮想空間で人が鑑賞する行動のうち,本人も気づかない潜在的行動が存在していることが実証できた.この行動の違いは空間を捉える潜在的なメンタル・プロセスでの働きがもたらすもので,脳で最も現実に近い鑑賞の仕方に置き換えて移動し,認識していることを明らかにした.2)遠隔操作ロボットによって送られてくる鑑賞ログデータをGlobalColor, LocalColor, Texture, Structureの4つのパラメータによって自動分類できるシステムを用い鑑賞画像を時間軸に沿って分類した.これに先立ちMPIパーソナルテスト行った結果との比較を行い,人のパーソナリティによる操作プロセスと鑑賞行動の傾向には相関があることが明らかになった.3)遠隔操作ロボットを用いた鑑賞時における鑑賞者の作品に対する関心度の移り変わりを意識的と無意識的な両面からリアルタイムに取得できる実験を同時に行った結果,人が意識した評価と脳波を用いた無意識の評価には多くは整合性が確認できた.しかし,ある部分では逆もあった.このことは,所謂,人の意識的な評価は常に無意識的な評価とは一致しないことを示すと共に,無意識的な心の働きが感性評価として存在していることを示している.本研究は,感性評価を鑑賞という,所謂,受身の立場で捉えてきたが,感性評価の構造化を行うためには,今後の課題として,人の創造プロセスからの感性の働きを解明する必要がある.つまり人が創造するプロセス,能動的なプロセスから感性評価を捉えることが必要である.
腸管内自然炎症を制御するメタボリック症候群新規診断法開発の探索的基盤研究

本研究では、肥満や糖尿病などのメタボリック症候群様症状を示す生活習慣病において、近年重要視されている慢性的な軽度の炎症レベルを評価できる起炎性分子の探索・同定・機能解析を行った。特に、腸内細菌叢と生体との相互作用がメタボリック症候群の表現型を決定する大きな因子であることが明らかになりつつあるので、糞便中に含まれる化合物の分析を行い、既存のバイオマーカーよりも早期に且つ正確に、また非侵襲的に評価できる新規診断法開発を目的とした。各モデルマウス糞便試料分析より、疾患群糞便で変動する化合物としてヘム関連化合物を複数同定し、生活習慣病の表現型に影響を及ぼす可能性が示唆された。本研究では、肥満や糖尿病などのメタボリック症候群様症状を示す生活習慣病において近年重要視されている慢性的な軽度の炎症レベルを評価できる起炎性分子の探索・同定・機能解析を行う。特に、腸内細菌叢と生体との相互作用がメタボリック症候群の表現型を決定する大きな因子であることが明らかになりつつあるので、腸管内容物、粘膜組織、糞便中に含まれる化合物の分析を行い、血中の炎症性サイトカイン等のバイオマーカーよりも早期に且つ正確に、また非侵襲的に評価できるメタボリック症候群の新規診断法の開発を目的とした起炎性分子の探索的基盤研究を行う。本年度はまず先行研究で採取したC57BL/6Jマウス糞便を用い、質量分析を行うためのサンプル調製法の検討を行った。糞試料をBligh & Dyer法により有機層および水層に分画し、減圧乾固し再溶解させたものをUPLC-TOF-MSに供した。分析の結果、十分な化合物の分離、検出感度が確認できたので本分析条件を用いて以下の動物実験より得た糞試料の分析を行った。動物実験は生活習慣病モデルとして汎用されているob/obマウスとその対照(C57BL/6J)、さらに食生活の欧米化や、それに伴う炎症と強い関連がある大腸発がんを引き起こす化合物の探索を目的として大腸発がんリスクの一つである飲酒の影響に注目し、20%エタノール飲酒マウス(C57BL/6J)およびその対照(水道水を与えたC57BL/6J)の飼育を行った。経時的に体重、摂餌量測定、採血、採糞を行い、24-26週間飼育後の解剖時に各種臓器を摘出した。まず採取した糞試料を上述の確立した条件で調製・分析し、得られたMSデータの多変量解析より、週齢依存的あるいは疾患モデル群特異的なMSイオンピークの抽出を行った。その結果、疾患モデル群で有意に変動するいくつかのMSイオンピークが検出された。今後、各種分析機器を用いたこれらイオンピークの同定を行っていく。さらに本年度はNF-kBレポーター遺伝子プラスミドを導入した培養細胞株を構築したので、疾患モデル群で有意な変動の認められた化合物の生物活性の検討を行う。昨年度までに、先行研究で採取したC57BL/6Jマウス糞便を用い、サンプル調製法の検討およびUPLC-TOF-MSによる分析条件の検討を行った。さらに生活習慣病モデルとして汎用されているob/obマウスとその対照マウス(C57BL/6J)を飼育、経時的に採糞し、UPLC-TOF-MS分析を行い、疾患群特異的ピークの抽出を試みた。本年度は、まず分析精度・感度の向上を目的として、サンプル調製法および分析条を改良し、試料の再分析・解析を行った。また、同分析条件でUPLCにより分離したサンプルを分取し、マウスマクロファージ由来RAW264細胞へ曝露させ、定量的RT-PCR法によるTNF-α、IL-1β、IL-6の発現量を指標に起炎症誘導活性を評価した。その結果、ob/obマウス群糞便の水溶性画分、特に極性の高い分子が含まれる画分で、顕著な起炎症誘導活性が認められた。現在、顕著な活性が認められた画分の詳細な分析・解析を行い活性分子の同定を試みている。本研究では、肥満や糖尿病などのメタボリック症候群様症状を示す生活習慣病において近年重要視されている慢性的な軽度の炎症レベルを評価できる起炎症性分子の探索・同定・機能解析を行う。特に、腸内細菌叢と生体との相互作用がメタボリック症候群の表現系を決定する大きな因子であることが明らかになりつつあるので、腸管内容物、粘膜組織、糞便中に含まれる化合物の分析を行い、血中の炎症性サイトカイン等のバイオマーカーよりも早期に且つ正確に、また非侵襲的に評価できるメタボリック症候群の新規診断法の開発を目的とした起炎症性分子の探索的基盤研究を行う。昨年度までに、ob/obマウスおよび対照のC57BL/6Jマウスの糞便抽出物の起炎症性試験(NF-kBレポーターアッセイ)で、ob/obマウスの糞便水溶性画分が顕著な活性を示すことを見出した。

そこで本年度はまず、ob/obマウス糞便水溶性画分をHPLCにて分画したフラクションの起炎症活性試験を行ったところ、保持時間8-11分の画分に強い活性が認められた。さらに8-11分の画分に含まれる化合物のうち、対象サンプル(C57BL/6Jマウス糞便水溶性画分)に比べて有意に強いMSイオン強度を示すピークを抽出した。MSMS解析および標準品との比較より、このMSイオンピークをヘム代謝産物であると同定した。このヘム代謝産物の標準品を用いたNF-kBレポーターアッセイより、濃度および時間依存的な活性を示すことを確認した。本研究では、肥満や糖尿病などのメタボリック症候群様症状を示す生活習慣病において近年重要視されている慢性的な軽度の炎症レベルを評価できる起炎症性分子の探索・同定・機能解析を行う。特に、腸内細菌叢と生体との相互作用がメタボリック症候群の表現系を決定する大きな因子であることが明らかになりつつあるので、腸管内容物、粘膜組織、糞便中に含まれる化合物の分析を行い、血中の炎症性サイトカイン等のバイオマーカーよりも早期に且つ正確に、また非侵襲的に評価できるメタボリック症候群の新規診断法の開発を目的とした起炎症性分子の探索的基盤研究を行う。昨年度までに、ob/obマウスおよび対照のC57BL/6Jマウスの糞便抽出物の起炎症性試験(NF-kBレポーターアッセイ)で、ob/obマウスの糞便水溶性画分が顕著な活性を示すことを見出し、その原因分子の一つとしてヘム代謝産物を同定した。本年度は、通常食あるいは高脂肪食を摂取させたKK-AyマウスあるいはC57BL/6Jマウス(計4群)の糞便に含まれる可溶性の有機化合物のLC-MS分析を行った。その結果、昨年度までに行ったob/obマウスおよび対照のC57BL/6Jマウスの糞便抽出物の分析と同様に、ヘム代謝物が各群を特徴付ける化合物の一つとして同定された。同定した化合物を、C57BL/6Jマウスへ8週間飲水投与したところ、糖質代謝異常および脂質代謝異常を示す可能性が示唆された。現在その詳細なメカニズムを解析している。本研究では、肥満や糖尿病などのメタボリック症候群様症状を示す生活習慣病において、近年重要視されている慢性的な軽度の炎症レベルを評価できる起炎性分子の探索・同定・機能解析を行った。特に、腸内細菌叢と生体との相互作用がメタボリック症候群の表現型を決定する大きな因子であることが明らかになりつつあるので、糞便中に含まれる化合物の分析を行い、既存のバイオマーカーよりも早期に且つ正確に、また非侵襲的に評価できる新規診断法開発を目的とした。各モデルマウス糞便試料分析より、疾患群糞便で変動する化合物としてヘム関連化合物を複数同定し、生活習慣病の表現型に影響を及ぼす可能性が示唆された。当初の計画通り、疾患モデル群試料に活性分子が含まれることを確認し、その原因分子の同定に成功した。さらに別の疾患モデル動物の飼育・試料採取も完了している。27年度が最終年度であるため、記入しない。食品機能学本年度の研究に引き続き、活性分子の定量解析および、炎症分子メカニズム解析を行う。さらに別の疾患モデル動物から採取した糞便試料分析にも取り掛かる。当初の計画通り、複数の疾患モデル動物の飼育を完了し、採取した試料の分析より、本研究の目的としている疾患バイオマーカー候補となり得る複数の分子の抽出に成功している。当初の計画通り、疾患モデル群試料に活性分子が含まれることを確認し、その候補分子の絞り込みに成功している。
異なる温度で生合成される二種類の光受容分子間一次構造差の解析

無脊髄動物では同一個体が複数の発色団を持つ例は我が国の研究者によってザリガニにおいて初めて見いだされた。本研究では環境温度の変化によって導かれる光受容分子の合成誘導機序と、これら異なるタンパク質の吸収帯に及ぼす影響及びその生態学的意義を明らかにすることにある。本年度の研究成果。1)細胞内記録によって、retinalのみを含む網膜からは(夏型の個体)600nmをλmaxとする作用スペクトルが得られ、retinalと3-dehydroretinalの両者を発色団として持つ網膜からは(冬型の個体)前出と同型の600nmをλmaxとする細胞のほかに、560nm:幅が広い600nm、および640nmをλmaxとする光受容細胞が見いだされ、4種のロドプシンが別々の細胞に含まれていることが明らかにされた。2)網膜蛋白に対するモノクローナル抗体のうち4種類以上がwestern blotting法によりロドプシンの分子量である約3500daltonに結合し、更に組織学的には光受容膜の存在するラブドームに結合した。3)これらの抗体のうち、冬型網膜に存在する全細胞受容膜に結合するもの、λmax420nmの細胞以外の全細胞に結合するもの及び、42〇nm以外の細胞を染め別けるものがあり、温度変化によって異なる光受容蛋白が合成される事が確認された。4)冷蔵庫内で完全暗黒下で飼育すればレチナールと3-デヒドロレチナールをほぼ等量網膜内に持つ個体(冬季型)が安定に得られる。冬季型の個体を25°C、LD12:12で飼育するとほぼ1週間でレチナールのみを持つ夏期型となり、光受容分子の代謝速度は非常に早いことが予測される。また冬季型のロドプシン含量は夏期型のほぼ2倍あり興味ある問題を投げかけた。次年度は冬型の網膜から二種類のmRNAを得、二種類の発色団の含有率と、二種類のオプシンのmRNAの含有率との関係を明確にする。mRNAの定量と、それから異なる蛋白の一次構造の推定を中心に研究を行なう予定である。本年度の研究成果。
時空間入力信号の動的処理が可能な神経回路網モデルの構築

脳科学と関連して,カオスニューロン素子から成る神経回路網モデルの動力学的構造の研究を行なった.初年度の当該研究により,確率的にスパイク間隔が決定されその統計的性質が異なるようなスパイク入力に対して,単一カオスニューロン素子の動的応答特性に有意な違いが生じ得ることを明らかにした.本年度は初年度の結果を基に,個々の素子の応答特性の違いが神経回路網モデルのダイナミックスにどのように反映されるかについて研究した.その際,モデルの動的応答特性を評価するために,各時刻毎でのニューロンの応答の同期性に着目して,モデルの動的応答特性を評価した.具体的には,各時刻毎で同じ内部状態を有しているニューロングループを求め,グループ数の時間平均を調べた.その結果,入力の違いによってグループ数の時間平均が有意に異なることが明らかになった.つまり,入力の統計的な違いが神経回路網モデル内のニューロンの応答に関する同期性の違いとして現れることが分った.更に,2つの同じ構造をもったカオスニューロン素子から成る神経回路網モデルを互いに結合してやると,各々のモデルが同じ入力を受ける場合は同程度の同期性を示し,互いに異なる場合には同期の違いが結合がない場合より拡大されることが分った.このことは,モデル間の相互作用が,同じような入力の場合は互いに引き込みあい,異なる入力の場合は互いの違いを強調する効果を有することを意味する.今回得られた結果は,近年脳内の情報表現として注目されている「ダイナミカルコーディング」や「時空間コーディング」と関連した一種の情報表現を与えている考えられる.今後はこのような情報表現を如何にして動的にネットワークに学習されるのかについて更に詳しく研究を進める予定である.脳科学と関連して,動的信号処理素子としての単一カオスニューロン素子の有する機能を,動的応答特性という点から数値シミュレーションを用い研究している.用いる入力信号として,平均スパイク間隔は一定であるがその間隔分布に構造があるような6種類の異なる確率的入力を用いる.これまでに得られた結果は以下の通りである.1.出力値の長時間観測から,非周期入力に対しては複雑な応答特性を示す.但し,ダイナミックスの複雑さの指標の一つであるリヤプノフ指数は負であり,カオスダイナミックスとは異なる複雑な応答特性である.2.リヤプノフ指数の値は,異なるマルコフ入力に対して有意に異なる.3.相対不応性の働きにより,単一カオスニューロン素子は動的サンプリングを行なうことができる.4.出力のスパイク間隔の平均値には入力スパイク間隔の時間構造の違いが反映されない.5.出力値の時間遅れを考慮した2次元空間での特徴抽出により(リターンプロット),入力によって点の位置とその密度が有意義に異なる.このことは,入力スパイク間隔の時間構造の違いが,出力のスパイク間隔や出力値に反映されていることを意味する.6.リターンプロットによって引き出された違いは,ノイズに対する頑健さそして入力の違いに対する敏感性を有する.以上より,単一カオスニューロンの動的信号処理素子としての能力は,(i)動的サンプリングによる特徴抽出,(ii)入力スパイクの時間構造の違いに対する敏感性,及び,(iii)ノイズに対する頑健さである.脳科学と関連して,カオスニューロン素子から成る神経回路網モデルの動力学的構造の研究を行なった.初年度の当該研究により,確率的にスパイク間隔が決定されその統計的性質が異なるようなスパイク入力に対して,単一カオスニューロン素子の動的応答特性に有意な違いが生じ得ることを明らかにした.本年度は初年度の結果を基に,個々の素子の応答特性の違いが神経回路網モデルのダイナミックスにどのように反映されるかについて研究した.その際,モデルの動的応答特性を評価するために,各時刻毎でのニューロンの応答の同期性に着目して,モデルの動的応答特性を評価した.具体的には,各時刻毎で同じ内部状態を有しているニューロングループを求め,グループ数の時間平均を調べた.その結果,入力の違いによってグループ数の時間平均が有意に異なることが明らかになった.つまり,入力の統計的な違いが神経回路網モデル内のニューロンの応答に関する同期性の違いとして現れることが分った.更に,2つの同じ構造をもったカオスニューロン素子から成る神経回路網モデルを互いに結合してやると,各々のモデルが同じ入力を受ける場合は同程度の同期性を示し,互いに異なる場合には同期の違いが結合がない場合より拡大されることが分った.このことは,モデル間の相互作用が,同じような入力の場合は互いに引き込みあい,異なる入力の場合は互いの違いを強調する効果を有することを意味する.今回得られた結果は,近年脳内の情報表現として注目されている「ダイナミカルコーディング」や「時空間コーディング」と関連した一種の情報表現を与えている考えられる.今後はこのような情報表現を如何にして動的にネットワークに学習されるのかについて更に詳しく研究を進める予定である.
転写と染色体領域の視点から見たゲノムDNA損傷位置情報の解析

新たに開発したDNA断片の免疫沈降法により、酸化ストレスによるゲノムDNA傷害部位がランダムではないことを、ラット鉄ニトリロ三酢酸誘発腎癌モデルを使用して初めて明らかにした。その片寄りを決定する要素は、当該ゲノム部位が遺伝子か否か、その発現量、核内位置(染色体領域)、反応化学種などが想定された。gpt delta transgenic mouseを使用して、酸化ストレス発がんにおける変異スペクトラムを評価した。点突然変異はG:Cを標的とするもの(特にG:C to C:G)が多いことが判明し、1kb以上の欠損を比較的高頻度に認めた。この傾向は放射線や紫外線と異なり、正常の大腸粘膜に類似していた。鉄ニトリロ三酢酸誘発腎癌においてCGH解析を行い、動物モデルとしては初めて、共通した領域で高頻度のアレル損失や、染色体領域の増幅を認めた。ほとんどアレル増減のないEkerラット腎癌や他の発癌モデルと対照を呈した。この結果は染色体レベルの異常が高頻度に見られるヒトの発がんにおいても酸化ストレスが関与していることを示唆する。ヒトの染色体座標ヘデータを変換し種々のヒト癌のデータと比較検討も試みた。更に、アレイCGHと発現マイクロアレイのデータから、本発癌モデルにおいて増幅する癌遺伝子を同定した。染色体全領域の中で、ラット染色体4番短腕(ヒト染色体7番)で高頻度の遺伝子増幅を認め、その部位に存在するptprzlに着目した。これまで、phosphataseは癌抑制遺伝子とみなされる場合が多かったが、今回は転写因子であるβカテニンが分解されないよう核への移行を促進する癌遺伝子としての新たなメカニズムを解明した。制限酵素で断片化したゲノムDNAの中から,特定の修飾塩基を含む断片のみを免疫沈降で濃縮する方法の開発を行った。修飾塩基として,比較的生成量の多い8-hydroxy-2ユ-deoxyguanosine(8-OHdG)とacrolein-modified 2ユ-deoxyadenosine(Acr-Ade)を選出し,開発した単クローナル抗体を使用した。基礎実験によりシステムの特異性と定量性を確認した。マウスに腎発癌剤である鉄ニドリロ三酢酸(Fe-NTA)を投与し以下の実験を行った。Fe-NTAにより腎臓特異的に酸化ストレスを与えると,免疫沈降されるDNA断片量は両修飾塩基について有意に増加した。回収DNA断片をライブラリーとした。プラスミドにクローニング後,各群約300クローンの塩基配列決定を行い,染色体上にマッピングした。染色体分布に関して検討を行うと存在比で有意に高低を示す染色体が見られた。特に,8-OHdG/controlで多い16番染色体とAcr-dA/Fe-NTAで多い15番染色体に注目した。15番と16番の染色体に関して,ペインティング・プローブを使用してFISH解析を行った。すると,15番は核膜の近傍に,16番は核中心部に存在する確率の高いことが判明し,染色体領域の関与が示唆された。免疫沈降したDNA断片を増幅し,注目するゲノム領城でPCR解析できる手技も開発した。今回の実験条件で8-OHdGはAcr-dAに較べ発現の高い遺伝子に高頻度に存在し,2種のDNA修飾塩基のゲノム内分布はランダムではなかった。GptΔtransgenic mouseを使用してFe-NTAの腎変異スペクトラムを検討した。点突然変異はG : Cに多く,特にG : C toC : G変異を認めた。また,短い相同配列を跨いだ1kb以上の欠損を23%のSpi-選択プラークに認めた。ラットCGHアレイ(185k)を使用し,Fe-NTA誘発ラット腎癌8サンプルの解析を行った。ほとんどの染色体において,腫瘍に共通してアレル数の増減がある領域を認めた。これは動物発癌では初めての観察であり,ヒト発がんにおいても酸化ストレスの関与を示唆するものであった。

これまで、phosphataseは癌抑制遺伝子とみなされる場合が多かったが、今回は転写因子であるβカテニンが分解されないよう核への移行を促進する癌遺伝子としての新たなメカニズムを解明した。
メタボローム・ゲノム解析を中心としたナルコレプシーの病態解明と個別化医療への応用

これまでの研究で、ナルコレプシー及び真性過眠症の病態に脂肪酸やエネルギーの代謝経路の異常が関わることを明らかにしてきた。これはこれまで予想されていないものであった。本研究ではナルコレプシー及び真性過眠症の直接的な原因となる物質の同定を目指し、メタボローム解析を実施する。睡眠に関わる疾患であることから、サンプルとして脳脊髄液を用いて解析を実施することで、信頼性の高い結果を得る。さらにゲノム情報等を用いて、メタボローム解析の結果と統合的に解析することで、ナルコレプシー及び真性過眠症の個別化医療の実現を目指す。
遺伝子置換による標的座位への遺伝子導入技術の開発

標的組換えタバコ系統へ遺伝子置換ベクターを感染導入し、標的遺伝子(gus)と置換遺伝子(hpt)の置換効率を調べた。220個のHygRカルス中90個はGUS活性のない白色組織を含み、PCR分析により遺伝子置換の事象を確認した。HygR選抜とGUS染色の組合せによる置換個体の効率的な選抜の可能性が示された。T-DNAベクターのコピー数を増加させるため、DNA複製の開始を制御しているtrfA領域の二箇所のアミノ酸に変異を導入した3.2Kbの最小骨格ベクターを構築した。組換え酵素による脱離を促進するため、lox認識配列34bpとRs認識配列103bpを組み合わせたベクターを構築した。本研究では、遺伝子置換により素性の明らかな標的座位に繰り返し遺伝子を導入し、厳密な遺伝子発現の評価と制御を可能とする技術を開発する。1標的座位への多重連結遺伝子の導入と発現解析:多重に連結した遺伝子の数と標的座位の位置の遺伝子発現への影響を解明するため、13個のluc遺伝子を多重に連結した置換ベクターを構築した。異なる標的座位を有する組換えタバコ系統へ遺伝子導入を行った。カルスのPCR分析により、標的座位の遺伝子の消失と目的遺伝子の組込みを確認した。2遺伝子置換に適したTiプラスミドの開発:染色体へのランダムな組み込みと遺伝子置換による標的座位への組み込みへのT-DNA構造の影響を解明するため、T-DNA領域の形状とサイズの改変を行った。I-PCRによりpBI121ベクターのT-DNA領域を取り除き、OriV、KanR、trfAのみを有する3.2Kbの最小骨格ベクターを構築し、二重のLB配列を挿入した。3組換え酵素の認識部位の改変による置換効率の向上:組換え酵素による遺伝子の置換効率と染色体消失個体の出現による置換個体の選抜効率への影響を解明するため、R/Rsの認識部位のスペーサー領域に変異を導入した。ポジ・ネガ選抜による選抜効率向上のため、Hyg選抜を抑えるanti-Hyg遺伝子を構築した。1標的座位への多重連結遺伝子の導入と発現解析:多重に連結した遺伝子の数と標的座位の位置の遺伝子発現への影響を解明するため、標的遺伝子(gus)の発現の異なる組換えタバコ2系統(NPT4, 14)を選定し、ヘテロとホモの無菌苗系統を作成した。NPT4ヘテロの無菌苗葉片にアグロバクテリウムを用いて置換ベクターを感染導入した。105個のハイグロマイシン耐性カルスを単離し、PCR分析を行った。1個のカルスにおいて、標的座位の遺伝子の消失と目的遺伝子の組み込みを確認した。2遺伝子置換に適したTiプラスミドの開発:遺伝子置換による標的座位への組み込みへのT-DNA構造の影響を解明するため、オーバードライブ配列とRB配列、二重のLB配列を有するT-DNA領域を組み込んだ3.2Kbの最小骨格ベクターを構築した。アグロバクテリウム内でのTiプラスミドのコピー数を増加させるため、OriVからのDNA複製の開始を制御しているtrfA領域に変異の導入を行った。文献上、コピー数の増加が期待される二箇所のアミノ酸に変異を有するTiプラスミドを構築した。3部位特異的組換え系の改変による置換効率の向上:組換え酵素による遺伝子置換個体と染色体消失個体の出現効率への影響を解明するため、二種類の部位特異的組換え系(R/Rs, Cre/lox)のTiプラスミドへの組込みと作動確認を行った。RB配列とLB配列の内側に最小のlox認識配列34bpと5重複の右側繰り返し配列を有するRs認識配列103bpを同方向に各々二個有するT-DNAベクターを構築した。組換え酵素遺伝子(R, Cre)にKOR1イントロンを導入しベクターに組込み認識部位に挟まれたDNA領域の脱離を確認した。1標的座位への多重連結遺伝子の導入と発現解析:標的遺伝子(gus)の発現の異なる組換えタバコ2系統(NPT4, 14)の選定と増殖(種子、無菌苗)も順調に進み、置換ベクターの感染実験を予定通り行った。カルス形成効率が低く、組織培養条件の検討とアグロバクテリウムの感染実験を繰り返し行っている。2遺伝子置換に適したTiプラスミドの開発:広域宿主ベクターのOriVからのDNA複製の開始を制御しているtrfA領域への変異導入によるコピー数の増加が報告されている。I-PCRにより、3.2Kbの最小骨格ベクターのtrfA領域の二箇所のアミノ酸に変異を導入することに成功した。3部位特異的組換え系の改変による置換効率の向上:KOR1イントロンを挿入した組換え酵素遺伝子(R, Cre)と、lox認識配列34bpとRs認識配列103bpを有するベクターを構築しDNA領域の脱離を確認した。多重に連結した遺伝子の数と標的座位の位置の遺伝子発現への影響を解明するため、13個のluc遺伝子を多重に連結した遺伝子置換ベクターを構築した。

HygR選抜とGUS染色の組合せによる置換個体の効率的な選抜の可能性が示された。染色体へのランダムな組み込みと遺伝子置換による標的座位への組み込みへのT-DNA構造の影響を解明するため、T-DNA領域の形状とサイズの改変を行った。オーバードライブ配列とRB配列、二重のLB配列を有するT-DNA領域を組み込んだ3.2Kbの最小骨格ベクターを構築した。アグロバクテリウム内でのTiプラスミドのコピー数を増加させるため、OriVからのDNA複製の開始を制御しているtrfA領域に変異の導入を行った。組換え酵素による遺伝子の置換効率と染色体消失個体の出現による置換個体の選抜効率への影響を解明するため、二種類の部位特異的組換え系(R/Rs, Cre/lox)のTiプラスミドへの組込みと作動確認を行った。RB配列とLB配列の内側に最小のlox認識配列34bpと5重複の右側繰り返し配列を有するRs認識配列103bpを同方向に各々二個有するT-DNAベクターを構築した。組換え酵素遺伝子(R, Cre)にKOR1イントロンを導入しベクターに組込み認識部位に挟まれたDNA領域の脱離を確認した。標的組換えタバコ系統へ遺伝子置換ベクターを感染導入し、標的遺伝子(gus)と置換遺伝子(hpt)の置換効率を調べた。220個のHygRカルス中90個はGUS活性のない白色組織を含み、PCR分析により遺伝子置換の事象を確認した。T-DNAベクターのコピー数を増加させるため、DNA複製の開始を制御しているtrfA領域の二箇所のアミノ酸に変異を導入した3.2Kbの最小骨格ベクターを構築した。組換え酵素による脱離を促進するため、lox認識配列34bpとRs認識配列103bpを組み合わせたベクターを構築した。日本製紙(株)との材料譲渡契約の締結も順調に終了し、研究開発本部時代に作成した研究材料(SDIベクター:14プラスミド、タバコ標的組換え系統:20系統)を入手することができた。入手した遺伝子を用い、予定通り、「2遺伝子置換に適したTiプラスミドの開発」と、「3組換え酵素の認識部位の改変による置換効率の向上」に必要な最小骨格ベクターとヘテロ変異型認識部を構築した。遺伝子置換の実験用に恒温室と系統維持室の培養設備の改善も完了し、タバコ標的組換え植物の無菌苗を増殖することができた。予定通り、「1標的座位への多重連結遺伝子の導入と発現解析」に必要な遺伝子置換個体の作成実験を開始した。1標的座位への多重連結遺伝子の導入と発現解析:多重に連結したluc遺伝子を染色体上の異なる標的座位に遺伝子導入し、遺伝子座位の発現量の制御への影響を解析する。標的座位のgus遺伝子の発現の異なる2系統の組換え体に、再度、luc遺伝子を多重に連結した置換ベクターを導入しカルスを多数誘導する。PCR分析により、標的座位の遺伝子の消失と目的遺伝子の組込みを確認したカルスを継代培養し組換え体の芽の分化を誘導する。
ポリスチレン誘導体の精密立体構造制御による新規機能性材料の創製

1)種々のかさ高いアキラルなアミノ基をオルト位に有する新規スチレン誘導体を合成し、そのラジカル重合及びアニオン重合反応性について検討を行った。その結果、ラジカル重合・アニオン重合ともに、置換基のかさ高さが増すにつれて重合反応性は低下した。また、光学活性な配位子としてスパルテインを用いたアニオン重合において、側鎖にカルバゾール基を有するスチレン誘導体から得られたポリマーは全く旋光度を示さなかったのに対して、2-ジフェニルアミノメチルスチレン誘導体から得られたポリマーは、+17°から+48°の比旋光度を有することが明らかとなった。これらのポリマーの旋光性は分子量に依存しないものであり、またその立体規則性は他の重合条件から得られたものとは異なることも示された。これらのことから、得られたポリマーは、主鎖の規則的な構造に基づくと考えられる、何らかの不斉な高次構造を有していることが明らかとなった。2)これまでに市販の大孔径シリカゲルを出発物質として原子移動ラジカル重合用ゲル開始剤を調整しポリスチレン鎖をシリカゲル上に固定化することにより表面構造を制御する手法の確立に成功している。今回は種々の極性官能基を有するビニルモノマーを、同様に調整したシリカゲル開始剤を用いて重合させた。その結果、スチレンの場合と同様に極性モノマーの場合でも、シリカゲルの表面構造の制御が可能であるばかりでなく、ビニルポリマーの種類によって固定化される量が異なることも見いだした。
絶対重力計および超伝導重力計の連携による経年的重力変化の精密観測

本研究の目的は、絶対重力計と超伝導重力計による高精度な重力測定を連携して行うことにより、現在計画されているGRACEなどの衛星重力ミッションとのデータ比較にも耐えうる高精度な重力の時間変動データセットを構築することにある。このため、本研究では、京都、松代、江刺、インドネシアのバンドンで超伝導重力観測を継続実施するとともに、平成11年度から12年度にかけて、超伝導重力計観測への環境変動として重要な地下水変動の影響を探るため、京都ならびにインドネシア・バンドンでの地下水位変動観測を開始した。これらの結果として、特にバンドンでは、地下水と超伝導重力データ間に明瞭な関係のあることが明らかになった。絶対重力計と超伝導重力計との平行観測としては、平成12年度には松代において2回、江刺において1回、平成13年度には、松代、江刺それぞれ1回の測定を実施した。この結果、それぞれの測定点での平行観測期間は1月以上におよび、さらに、データ処理においても新しい手法を開発し、極めて高精度なキャリブレーションを得ると同時に、今後の経年的重力変化の研究の基礎となる重力地を得ることが出来た。また、高精度な絶対重力測定を実施するためには、重力計そのものの調整ならびに検定にも細心の注意を払う必要がある。このため、国土地理院の協力を得、京都大学ならびに東京大学地震研究所所有の重力計との比較観測を実施し、その結果、絶対重力測定に関しても多くのノウハウを蓄積するに至っている。さらに、衛星重力ミッションデータのシミュレーション等により、地上データによる衛星データの検証手法、あるいは、衛星データを用いた精密重力測定データの補正方法に関する予察的研究も実施し今後の本格的なデータ利用のための基礎的技術が確立された。本研究は、絶対重力計と超伝導重力計による高精度な重力測定を連携して行うことにより、現在計画されているGRACEなどの衛星重力ミッションとのデータ比較にも耐えうる高精度な重力の時間変動データセットを構築することにある。このため、平成11年度は、京都において絶対重力測定と超伝導重力測定を並行して実施し、環境ノイズの影響や計器そのものに関連した計測上の問題点等について検討を行った。このうち、環境影響のひとつとして重要な地下水変動を調べるために、新たに水位計2台を購入し、12年度早々の観測開始に向けて準備中である。この他、阿蘇火山においても絶対重力測定を実施し、同地で実施されている超伝導重力観測と連携させることにより、今後の火山活動に伴う重力の時間的変動を捕らえるための基準となる基礎データを取得した。また、我が国で、現在、超伝導重力測定を実施している、松代、水沢の観測点においても、12年度の早い時期に絶対重力計との並行観測を実施すべく、研究分担者と調整の上、必要な準備作業を行った。一方、重力変化データの利用方法についての研究の一環として、衛星重力ミッションで得られるデータを想定したシュミレーション研究にも着手し、大気や海水、陸水などの変動にともなう重力変動の見積もりを行なった。その結果、大気、海洋の影響については、衛星軌道、地上のいずれにおいても現在の観測精度で検出可能な重力変化が予想され、適当なモデルを介することで、両者の影響を共通に表現できそうであることが判明した。このため、平成12年度においては、主として次の観測を行った。1)重力測定に及ぼす地下水位変動の影響を調べるため京都において水位観測を開始した。2)超伝導重力計のキャリブレーションと重力経年変化の検出を目的として、京都において随時絶対重力測定を実施するとともに、松代において4月と12月の2回、11月に江刺でそれぞれ絶対重力観測を実施した。3)国土地理院で、絶対重力計の調整、比較測定を実施した。4)インドネシア・バンドンでの超伝導重力計観測を実施した。

以上の観測と並行し、既存の超伝導重力計観測データの整理を進めるとともに、絶対重力測定との比較から京都、松代、江刺のそれぞれの超伝導重力計のキャリブレーション係数を決定した。特に、松代では長期間の良質なデータが得られたことから0.1%より良い精度で係数が得られた。さらに、12月には、データ処理方法、衛星重力データの利用方法、今後の研究方針について、研究分担者間での意見交換ならびに研究打ち合わせを行なった。また、これまでに得られた成果については、カナダのバンフで開かれた重力ジオイドシンポジウムやフランスのニースで開かれたEGS総会、その他、国内で開催された学会、シンポジウム等で随時発表を行った。本研究の目的は、絶対重力計と超伝導重力計による高精度な重力測定を連携して行うことにより、現在計画されているGRACEなどの衛星重力ミッションとのデータ比較にも耐えうる高精度な重力の時間変動データセットを構築することにある。このため、平成13年度においては、主として次の観測を行った。1)重力測定に及ぼす地下水位変動の影響を調べるため、京都において水位観測を継続実施した。2)超伝導重力計のキャリブレーションと重力経年変化の検出を目的として、京都において随時絶対重力測定を実施するとともに、2001年6月から8月にかけて江刺において、また11月から12月にかえて松代において、それぞれ、超伝導重力観測と並行して絶対重力観測を実施した。3)絶対重力計の精度維持のために、2001年9月ならびに2002年の2月の2回、国土地理院において調整ならびに比較測定を実施した。4)インドネシア・バンドンで超伝導重力計観測ならびに水位観測を実施した。以上の観測と並行し、既存の超伝導重力計観測データの整理を進めるとともに、絶対重力測定との比較から京都、松代、江刺のそれぞれの超伝導重力計の精密なキャリブレーション係数を決定した。昨年度の松代につづき、本年度の観測では江刺においても長期間の良質なデータが得られ、この結果は、江刺における地球潮汐データの再解析にも大いに寄与するものである。また、データ解析や処理方法等についての打ち合せを適宜実施したほか、研究成果については、日本測地学会講演会、AGU Fall Meetingやその他シンポジウム等で随時発表を行い、その結果等をまとめ、報告書を作成した。
豊かな環境による認知症抑制機序の解明～ヒト・マウスのアストロサイトに着目した検討

平成28年度の糖尿病モデルマウスでの検討は終了した。糖尿病モデルマウスを、豊かな環境下での飼育によって糖尿病による学習記憶障害が抑制されること、またその機序として内在性骨髄由来間葉系幹細胞から分泌されるエクソソームが関与することが明らかとなった。さらに、エクソソームにはmicro RNA 146aが含まれることが分かり、この因子が脳のアストロサイトの炎症を改善したことが明らかとなった(Kubota, et al. Plos One, 2018)。平成29年度に予定していたアルツハイマー病モデルマウスでの検討も進んでいる。アルツハイマー病モデルマウスにおいても、豊かな環境で飼育すると学習記憶機能が保たれることを見出し、またアストロサイトの炎症反応が改善していることが明らかとなった。またアストロサイトの改善にmicroRNA 146が関与していることが明らかとなり、現在論文投稿中である。平成30年度に予定していたヒト献体脳での検討も終了した。献体された方の脳を調べたところ、アルツハイマー病の原因物質であるアミロイドβやリン酸化タウが蓄積しても、生前認知症が見られなかった症例が比較的多いことが分かった。このような症例では、アストロサイトの機能が維持されていること、またニューロンの数が保たれていることが明らかとなり、論文で発表した(Kobayashi, et al. Sci Rep, 2018)。これまで、アルツハイマー病の治療薬は、コリンエステラーゼ阻害剤など、直接ニューロンを標的とした薬剤が中心あるが、その効果は限定的であることが知られている。本研究にて、アストロサイトが認知機能と相関することが明らかとなったため、今後アストロサイトを標的とした治療薬の開発およびその有効性が期待できると考えられる。平成28年度の糖尿病モデルマウスでの検討はほぼ終了し、平成29年度および平成30年度の計画を一部前倒しして行っている。糖尿病モデルマウスでの検討では、豊かな環境下での飼育によって糖尿病による学習記憶障害が抑制されること、またその機序として内在性骨髄由来間葉系幹細胞から分泌されるエクソソームが関与することが明らかとなった(論文投稿中)。さらに、エクソソームにはmicro RNA 146aが含まれることが分かり、この因子が脳のアストロサイトの炎症を改善したと考えられた。平成29年度に予定していたアルツハイマー病モデルマウスでの検討も一部進んでいる。平成30年度に予定していたヒト献体脳での検討も一部進んでいる。このような症例では、アストロサイトの機能が維持されていること、またニューロンの数が保たれていることが明らかとなった。以上から、認知機能とアストロサイトの機能が相関する可能性、また生活環境・社会的活動が認知機能に影響を与える可能性が示唆された。さらにこれらの研究を進めることで、認知症のよりよい予防法や治療法に結びつけることができると思われる。平成28年度の計画はほぼ終了し、平成29年度および平成30年度の計画を一部開始している。具体的には、糖尿病モデルマウスを豊かな環境で飼育すると学習記憶障害が抑制され、骨髄由来間葉系幹細胞から分泌されるエクソソームがその作用機序に関与することが明らかとなった。またアルツハイマー病モデルマウスも豊かな環境で飼育すると学習記憶機能が保たれることが分かり、ヒト献体脳の形態学的解析も進んでいる。糖尿病モデルマウスでの検討では、豊かな環境下での飼育によって糖尿病による学習記憶障害が抑制されること、またその機序として内在性骨髄由来間葉系幹細胞から分泌されるエクソソームが関与することが明らかとなった。さらに、エクソソームにはmicro RNA 146aが含まれることが分かり、この因子が脳のアストロサイトの炎症を改善したことが明らかとなった(論文投稿中)。またアストロサイトの改善にmicro RNA 369が関与している可能性が考えられ、現在検討中である。平成30年度に予定していたヒト献体脳での検討も進んでいる。さらにmicro RNAなどのアストロサイトへの関与について検討を進めることで、認知症のよりよい予防法や治療法に結びつけることができると思われる。

平成28年度の糖尿病モデルマウスでの検討はほぼ終了し、平成29年度および平成30年度の計画を開始している。糖尿病モデルマウスでの検討では、豊かな環境下での飼育によって糖尿病による学習記憶障害が抑制されること、またその機序として内在性骨髄由来間葉系幹細胞から分泌されるエクソソームmicro RNA 146aが関与することが明らかとなり論文投稿中である。平成29年度以降の実験計画であるアルツハイマー病モデルマウスでの検討やヒト献体脳での検討も進んでいる。ヒト献体脳の研究に関しては、アルツハイマー病理が陽性かつ生前認知症が見られなかった症例では、アストロサイトの機能が維持されていることが明らかとなり、論文で発表した(Kobayashi, et al. Sci Rep, 2018)。平成28年度の糖尿病モデルマウスでの検討は終了した。糖尿病モデルマウスを、豊かな環境下での飼育によって糖尿病による学習記憶障害が抑制されること、またその機序として内在性骨髄由来間葉系幹細胞から分泌されるエクソソームが関与することが明らかとなった。さらに、エクソソームにはmicro RNA 146aが含まれることが分かり、この因子が脳のアストロサイトの炎症を改善したことが明らかとなった(Kubota, et al. Plos One, 2018)。平成29年度に予定していたアルツハイマー病モデルマウスでの検討も進んでいる。アルツハイマー病モデルマウスにおいても、豊かな環境で飼育すると学習記憶機能が保たれることを見出し、またアストロサイトの炎症反応が改善していることが明らかとなった。またアストロサイトの改善にmicroRNA 146が関与していることが明らかとなり、現在論文投稿中である。平成30年度に予定していたヒト献体脳での検討も終了した。献体された方の脳を調べたところ、アルツハイマー病の原因物質であるアミロイドβやリン酸化タウが蓄積しても、生前認知症が見られなかった症例が比較的多いことが分かった。このような症例では、アストロサイトの機能が維持されていること、またニューロンの数が保たれていることが明らかとなり、論文で発表した(Kobayashi, et al. Sci Rep, 2018)。これまで、アルツハイマー病の治療薬は、コリンエステラーゼ阻害剤など、直接ニューロンを標的とした薬剤が中心あるが、その効果は限定的であることが知られている。本研究にて、アストロサイトが認知機能と相関することが明らかとなったため、今後アストロサイトを標的とした治療薬の開発およびその有効性が期待できると考えられる。アルツハイマー病モデルマウスの検討では、豊かな環境が骨髄間葉系幹細胞に及ぼす影響、さらに骨髄間葉系幹細胞から分泌されるエクソソームが学習記憶機能に及ぼす影響を解析する。ヒト献体脳についての検討では、引き続き、1脳組織解析(アルツハイマー病理の有無の検索、ニューロン・アストロサイトの免疫組織学的検討)と、2献体者の生前の生活背景・認知機能の調査を行う。
寄生原虫における組織侵入機構の遺伝子制御の解明

寄生原虫の感染およびその病原性発現の過程における虫体の組織または、細胞への侵入機構の解明が本研究の最終日的であるが、当該研究年度では、侵入機構に関与しているとされるシスティンプロテナ-ゼの遺伝子配列をトリパノソ-マ類で、病原性発現に関与する因子についてを赤痢アメ-バによって検討した。細胞侵入性の異なるとされるクル-ズトリパノソ-マとランゲルトリパノソ-マとの酵素活性部位の遺伝子配列の比較を行った。侵入能力を持つクル-ズトリパノソ-マで酵素活性部位のコ-ドされている遺伝子の塩基配列は明かとなっている。そこで、この塩基配列の特微的な部分がコ-ドされたプロ-ブを合成した。このプロ-ブをプライマ-としてランゲルテリパノソ-マの遺伝子よりPCR法によって酵素活性部位と相同の塩基配列を持つ遺伝子断片を増幅した。増幅された遺伝子断片のうち活性部位をコ-ドしていると考えられる断片は490bpの大きさと考えられた。この断片を分離し塩基配列を決定した。クル-ズトリパノソ-マとランゲルトリパノソ-マとで比較すると、この断片の塩基配列は非常に類似点が多かった。両者の差が侵入機構へどのように関与するかは今後に残された問題である。一方、症状の異なる患者から分離された赤痢アメ-バの株間でのrRNAの電気泳動パタ-ンの比較が行われた。現在までのところ株間で明らかにrRNAの泳動パタ-ンに違いが認められた。すなわち、世界的に強毒株とされるHMー1株とHKー9株ではアガロ-ス電気泳動のパタ-ンで3.76,1.84と1.44Kbの3バンドが認めらるが、当教室で無症侯のキャリャ-から分離された株では1.65,1.07,0.79,0.48Kbにバンドが認められた。このように異なった塩基配列をもつと思われるRNA断片がコ-ドしている物質が、病原性発現しと関連性があると考えられる結果が得られた。
北太平洋中高緯度大気海洋系の長周期変動に関する研究

北太平洋におけるDICE(Decadal/Interdecadal Climate Events;10年規模変動)に伴う海面水温(SST)偏差の詳細な解析を,過去40年間の船舶観測データに基づいて行なった.その結果,DICEに伴う変動は,エル・ニーニョに伴う数年規模変動とは異なり,熱帯では赤道に沿ってあまり強いないこと,中緯度では平均的にSST勾配の強い亜帯・亜熱帯両海洋前線や沿岸域に集中する傾向が初めて確認された.この中緯度の傾向は,DICEにおける海洋大循環のより能動的な役割を示唆するものである.更に,DICEに伴う熱帯のSST変動が亜熱帯前線における変動とは強い同時逆相関を示すものの亜寒帯前線における変動とは同時相関を持たないことが初めて示された.前者のSST変動は海上の亜寒帯高気圧の変動と北東太平洋上空の南北振動を伴うが,後者のSST変動は海上のアリューシャン低気圧の変動と上空のPNA(Pacific/North American)テレコネクション・パターンを伴う.我々が東西非一様流中を伝播する定常ロスビー波に対して初めて定式化した活動度フラックスを適用したところ,PNAパターンに伴ってはフラックスが亜寒帯前線上空で強く発散しており,大気のテレコネクションを通じた熱帯からの遠隔影響でその下のSST偏差が生ずるとした従来の解釈では説明できないことが分かった.寧ろ,北太平洋中高緯度には,そこの大規模な大気海洋相互作用によって独自の10年規模の気候変動が生じていることが初めて観測データから示唆されたのである.観測されたこれらの大気偏差は,海上の風速や気温を弱いながらも持続的に変化させ,乱流熱フラックスや長波放射,海洋混合層の攪拌,エクマン流,大規模風応力の変化を通じて,既存のSST偏差を維持・強化するよう働くことが確認された.また,東シナ海には冬の極東モンスーンの10年規模変調を反映して,独特なSSTの10年規模変動が存在することも初めて明らかになった.本研究では,過去40年にわたって北太平洋で観測された海面水温(SST)データに見られる周期7年以上の長周期変動の再検証を試みた.その結果,冬季に現われるSST長周期変動が亜寒帯・亜熱帯の2つの海洋フロント域に集中する新事実を発見した.次に,北太平洋の変動に限って経験直交関数(EOF)解析を施した結果,これら両フロント域の変動相互間の同時相関が極めて弱いこと,更に熱帯の変動と同時相関が強いのは亜熱帯循環系の変動に限られ,亜寒帯循環系の変動は熱帯の変動と同時相関が殆ど見られないという興味深い新事実が得られた.しかも,1970年代中期には,熱帯太平洋で低温傾向から高温傾向に遷移した23年前に,既に北太平洋亜寒帯フロント域の寒冷化が始まっていた事実が確認された.これらの結果を総合すると,熱帯太平洋のSST変動に因って励起された大気循環偏差の影響で,北太平洋のほぼ全域で一斉にSSTが変化するという従来の解釈は正しくないことがわかる.亜寒帯循環系の長期変動が,その海域独自の大気海洋相互作用を通じて,熱帯とは無関係に駆動されるという新しい仮説が得られた.亜寒帯フロント域のSST偏差は,海上のアリューシャン低気圧の強弱に関係し,それは北太平洋の広い範囲に偏西風強度の変化をもたらす.この変動は上空にPNAパターンを伴う.亜熱帯フロント域のSST偏差は,海上の亜熱帯高気圧の動と関係し,強い偏差は東太平洋上に限られ,上空には双極子状の循環偏差を伴う.これら上空の循環偏差に,研究代表者らが新たに定式化した3次元流中の定常ロスピー波束の活動度フラックスを適用した.亜熱帯フロント上空では低緯から伝播して来る波束が強められ,更にアラスカ上空へと伝播するのに対し,亜寒帯フロント上空では,そこで生じた波束が北東・南東両方向へ発散しており,中緯度での大気海洋相互作用を通じた偏差の励起が強く示唆される.北太平洋におけるDICE(Decadal/Interdecadal Climate Events;10年規模変動)に伴う海面水温(SST)偏差の詳細な解析を,過去40年間の船舶観測データに基づいて行なった.その結果,DICEに伴う変動は,エル・ニーニョに伴う数年規模変動とは異なり,熱帯では赤道に沿ってあまり強いないこと,中緯度では平均的にSST勾配の強い亜帯・亜熱帯両海洋前線や沿岸域に集中する傾向が初めて確認された.この中緯度の傾向は,DICEにおける海洋大循環のより能動的な役割を示唆するものである.更に,DICEに伴う熱帯のSST変動が亜熱帯前線における変動とは強い同時逆相関を示すものの亜寒帯前線における変動とは同時相関を持たないことが初めて示された.前者のSST変動は海上の亜寒帯高気圧の変動と北東太平洋上空の南北振動を伴うが,後者のSST変動は海上のアリューシャン低気圧の変動と上空のPNA(Pacific/North American)テレコネクション・パターンを伴う.我々が東西非一様流中を伝播する定常ロスビー波に対して初めて定式化した活動度フラックスを適用したところ,PNAパターンに伴ってはフラックスが亜寒帯前線上空で強く発散しており,大気のテレコネクションを通じた熱帯からの遠隔影響でその下のSST偏差が生ずるとした従来の解釈では説明できないことが分かった.

寧ろ,北太平洋中高緯度には,そこの大規模な大気海洋相互作用によって独自の10年規模の気候変動が生じていることが初めて観測データから示唆されたのである.観測されたこれらの大気偏差は,海上の風速や気温を弱いながらも持続的に変化させ,乱流熱フラックスや長波放射,海洋混合層の攪拌,エクマン流,大規模風応力の変化を通じて,既存のSST偏差を維持・強化するよう働くことが確認された.また,東シナ海には冬の極東モンスーンの10年規模変調を反映して,独特なSSTの10年規模変動が存在することも初めて明らかになった.