hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
がん患者家族が体験する急性ストレス反応に関する臨床心理学的研究

この調査をみやぎ県南中核病院とその他のいくつかの医療機関で実施することにより、これまで基礎データが不足していたがん患者家族のストレス反応についての実態把握が可能となる。これらを基にしてエビデンスに基づいたがん患者家族へのケアの拡充が可能となると考える。一方、今年度は量的研究に加えて、質的研究についても研究を開始している。これはがん患者家族と直接関わることの多い医療ソーシャルワーカーから見た、がん患者家族が体験しているストレス反応とその支援に関するインタビュー調査である。この調査は今後も調査対象者を拡大する予定であるが、現在のところの研究成果では、がん患者特有のストレス反応があるということ、一方がん患者家族を支援する支援者にも特有のストレスが生じることなどが示唆されている。また医療ソーシャルワーカーとして家族支援は社会資源などの制度説明などの専門分野での限定的な関わりであり、家族全体を支援するという視点や、家族の危機をサポートするという視点に課題があることも示された。医療ソーシャルワーカーと臨床心理士等がそれぞれの専門性を発揮しながら相互補完的に家族を支援していくことの有用性が示唆されている。東日本大震災の影響によりがん患者家族の急性ストレス反応の正確な測定に支障が生じてきてしまったため,研究の目的は維持しつつも方法の変更を行うことによってその達成を試みてきた。すなわち,がん患者家族への大規模な量的な調査ではなくインタヴュー調査等を中心とした少数事例の質的研究,がん患者の支援者への各種調査を中心とした研究へと変更を加えてきた。このような研究計画の調整に加え,東日本大震災の影響により調査フィールドの変更を余儀なくされたことから,研究の遂行に遅れが生じてしまっており,研究期間の延長を申請した。そのため評価としては遅れているとした。これまでの達成度としては,がん患者とがん患者に関わる全ての人々への包括的な支援としての新たな支援モデルーブリーフ緩和ケアーの開発がなされており,現在はそのモデルの精緻化に取り組んでいるところである。当初は初年度に量的研究を遂行する予定であったが、実施は遅れている。その理由は、東日本大震災の影響により、初年度についてはがん患者家族のストレス反応を正確に測定することが困難と判断されたためである。これは調査協力機関と協議のうえ実施の延期を判断したものである。すなわち家族ががんに罹患したことなどに伴うストレス反応なのか、震災によるストレス反応なのか峻別ができず、がん患者家族のストレスではなく震災による影響を擬陽性として査定してしまう可能性があるからである。震災の影響によるストレスが落ち着いてきたころに実施をするとともに、被験者各人が震災の影響がどの程度であったのかなどのチェック項目を加えることによって、より精度の高い分析を目指していく予定である。今後は,亜急性型疾患であるがん患者とがん患者に関わる全ての人のストレス反応の検討を通して提案された「ブリーフ緩和ケア」のモデルの精緻化を目指すというアプローチによって,亜急性型疾患としての側面を持つがん患者への包括的支援のあり方を検討していく計画である。
抗微生物薬の交互投与による薬剤耐性菌の進化ダイナミクスの解明

本年度では実質の活動期間が3ヶ月という短期間ではあったが、(1)以前行ったMorbidostatを用いた、複数の抗生物質を同時投与する環境での薬剤耐性進化実験のデータ解析、(2)薬剤耐性進化のモデリングのための確率モデルの検討、(3)将来の共同研究に向けた海外研究者との連携、を主に行った。(1)に関しては以前に得られた、複数の抗生物質を交互に投与するAntibiotic Cycling(AC)と呼ばれる環境下での進化実験との比較のため、以前と同様の抗生物質を用い、同時に投与する環境下で大腸菌がどのような進化パターンを見せるか解析したところ、ACでの進化同様、ある薬剤に対する耐性が全く進化しないという特異なパターンが見られたが、同じ抗生物質ペアでもACとは逆の耐性進化パターンを見せることがわかった。(2)では確率的な進化現象を薬剤耐性の進化パターンからモデル化するため、株式市場などのモデルに用いられているARIMAや状態空間モデルなどの確率モデルを用いてモデル化することを検討した。(3)また、実験室内での進化させた微生物だけでなく、自然環境における薬剤耐性菌の理解と解明のため、アジア工科大学(AIT)のThammarat Koottatep教授、Chongrak Polprasert教授らの研究室を訪問し、浄化槽における薬剤耐性菌のサンプリングと同定に関する共同研究を進めるための準備を行った。また、この研究はAITの2教授、グラスゴー大学のWilliam Sloan教授、Stephanie Connelly講師らとの共同研究として今後進めていくことを企画している。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
自閉症における胎盤・胎児脳脂肪酸トランスポーター「ダブルヒット」仮説の可能性追究

脂肪酸輸送における母体血から胎児の脳までの血液関門には、FATP3, 4が重要と考えられている。両遺伝子ともヒトiPS細胞から分化させた神経幹細胞塊およびさらに分化させた神経細胞で発現していた。また両遺伝子とも、胎児脳における毛細血管内皮のモデルにおいて発現していた。FATP3遺伝子のリシークエンス解析では47個の変異、FATP4遺伝子においては30個の変異を検出した。これらの変異のうち、p.Gly209Serは遺伝解析においても自閉症と関連が見られた。機能解析では、FATP4のp.Gly209Ser多型は脂肪酸の取り込み能に影響を与えていた。脂肪酸輸送における母体血から胎児の脳までの血液関門は、少なくとも(1)胎盤におけるmicrovillous membrane、(2)胎盤における胎児側の毛細血管内皮、(3)胎児脳における毛細血管内皮、(4)胎児脳の神経細胞膜、がある。(1)で発現されている脂肪酸トランスポーター(FATP: Fatty Acid Transport Protein)には、FATP1, 2, 3, 4, 6があり、(2)ではFATP1, 3, 4, 5があり、(3)ではFATP3, 4があり、(4)では、FATP3, 4があることを文献調査から確かめた。(1)から(4)で共通する分子はFATP3, 4であるので、この2つの分子に焦点を当てて研究を進めることにした。胎児の神経細胞を模倣すべく、ヒトiPS細胞を樹立し、それを分化して神経幹細胞塊(NS: neurosphere)、神経細胞へと分化したものを用意した。FATP3, 4の両遺伝子ともNSおよび分化させた神経細胞で発現していた。また、胎児脳における毛細血管内皮のモデルとして、マウス胎生期E18.5脳を用い血管内皮細胞マーカーとしてCD31を選択した。免疫組織化学的解析により、FATP3, 4ともCD31と共局在していた。FATP3遺伝子のリシークエンス解析では、47個の変異(これらのうち44個が新規でアミノ酸置換を伴うものは29個あった)を検出し、FATP4遺伝においては30個の変異(これらのうち17個が新規でアミノ酸置換を伴うものは14個あった)を検出した。これらの結果は、両遺伝子は稀な変異を多種類持つことを示す。上記の変異のうち、p.Gly209Ser (c.625G>A)は、minor allele frequencyが21.9%と最も高く、遺伝解析においても自閉症と関連が見られた(男性:p = 0.0054;女性:p = 0.0030)。当初の予定通り、FATP分子に関して、(1)発現解析、(2)リシークエンス解析、(3)遺伝学的関連解析、を行い、FATP4遺伝子のp.Gly209Ser (c.625G>A)多型に今後の症テインを絞ることができた。昨年度の研究で、脂肪酸トランスポーター(FATP: Fatty Acid Transport Protein)遺伝子のうち、FATP3, 4が血管内皮細胞および神経幹細胞塊で共通に発現しており、申請者の作業仮説に合致するものであることが判明した。また、FATP3, 4遺伝子のリシークエンス解析により、両遺伝子は稀な変異を多種類持つことが判明したが、自閉症(ASD)サンプルを用いた遺伝解析から、FATP4のp.Gly209Serはminor allele frequencyが21.9%と最も高く、自閉症と関連がみられた(男性ASDはGly209を多く持つ傾向、女性ASDではSer209を有意に多く持っていた)。そこで本年度は、FATP4のp.Gly209Serにつき、in vitro機能解析、in silico構造解析を行った。FATP4 c.625G (Gly209), c.625G>A (Ser209),およびcontrol発現ベクターを用意した。それらをbEnd3細胞にトランスフェクションした。bEnd3細胞は、マウス脳内毛細血管内皮細胞由来であり、脂肪酸の取り込みに内在性のFatp4を使っている。脂肪酸の取り込みは、蛍光長鎖脂肪酸アナローグであるC1-BODIPY-C12を用いた。Controlベクターに比較して、FATP4 Gly209コンストラクトは15倍、Ser209コンストラクトは20倍、それぞれBODIPYの取り込みが増加した。このことから、FATP4のp.Gly209Ser多型は機能変化を伴うものであることが判明した。FATP4のp.Gly209Ser多型はタンパク表面に位置することが判明し、多型は他のタンパクとの相互作用に影響を与えている可能性が示唆された。精神医学、精神科遺伝学、分子生物学次年度に購入したい消耗品があった為。
山岳信仰の考古学的研究

奈良県吉野山中には、承保3(1076)年に白河天皇の発願によって建立された石蔵寺宝塔院跡と推定される上岩倉遺跡や、寛弘4(1007)年に藤原道長が御嶽詣の帰途に立ち寄った金照坊跡説がある「金照坊」地区に大規模な平場遺構群が存在する。それらの測量調査を実施し、その規模を初めて明らかにした。また、国内外の山岳信仰遺跡等の踏査、山岳信仰遺跡リストおよび関連文献一覧表の作成、成果報告書の出版等を行った。a.吉野山南部遺跡群の基礎調査:白河院宝塔跡伝承地である上岩倉遺跡の測量調査およびその周辺の再踏査を実施。上岩倉遺跡事前踏査で南面する同一尾根斜面上に4つの平坦面を確認していたが、今年度周辺部悉皆踏査によって、谷を隔てた東側の2ヶ所に大規模な平坦面が存在することを新たに確認。既知の平坦面群をA地区、今回確認した平坦両群を西から順にB・C地区と呼称。今年度は、A・B地区の地形測量を実施。対象面積は11,240m^2、比高35mを測る。A地区は5つの平坦面によって構成される。このうち最も広い平坦面1に基壇上の高まりがあり、それが宝塔基壇と目される。A・B地区間の谷部にも平坦面がある。B地区は広い平坦面1とその東側を画する尾根上に存在する2つの小規模な平坦面によって構成される。C地区はB地区とほぼ同じ構成であるが、東側尾根上に存在する平坦面は1ヶ所のみである。C地区については、来年度追加測量調査を実施する予定。なお、この測量中にA地区東斜面、B地区南西斜面に大量の遺物が散布していることを確認。それらの中には、黒色土器A類・「て」字状口縁土師器皿・二段ナデロ縁土師器皿・瓦器椀などの破片が含まれており、平坦面が1012世紀代に利用されていたことが判明し、文献や伝承と齟齬をきたさないことが確認できた。また、A地区平坦面4から須恵器甕胴部破片が採取されたので、上限は8世紀末から9世紀前半に遡る可能性が高い。なお、来年度の測量の準備として金勝坊跡に基準点を打設した(業者委託)。b.国内外における山岳信仰遺跡の踏査:大和山上ヶ岳(大峰山寺戸開式)、安房鋸山、信濃戸隠、土佐横倉山、淡路諭鶴羽山・先山、出雲大船山(予備踏査)等の踏査を実施した。桐原健氏から戸隠総合詞査の際の貴重な記録を御提供頂いた。諭鶴羽山山頂で古代から中世にかけての大規模な遺物包含層を確認した。c.山岳信仰遺跡出土遺物の集成と検討:各地の山岳信仰遺跡出土遺物の集成とデータベース作成に着手した。a.吉野山南部遺跡群の基礎調査:前年度に引き続き白河院宝塔跡伝承地である上岩倉遺跡の測量調査(C地区の測量とA・B地区の補測)を実施し、AC地区の地形測量を完了する。最終的な測量面積は、A・B地区が16,900m^2、比高50m、C地区が5,300m^2高21mであった。引き続き藤原道長が御岳詣の際に立ち寄った金勝坊跡の測量と周辺の悉皆踏査に着手した。金勝坊跡は、高城山から西へ連なる尾根の北斜面に形成された平場群。標高554m616m、比高62mの斜面に9箇所の主要な平場が雛壇状に存在し、それに小規模な平場が付属する。測量対象面積は約20,000m^2で、今年度はその内の約12,000m^2量調査を実施した。また、金勝坊跡周辺の悉皆踏査で水分神社周辺や城(丈)の橋北東側斜面等に多数の平場が存在することを新たに確認するとともに遺物採取を実施した。上岩倉遺跡・金勝坊跡・新たに確認した平場群から採取された遺物の中には古代から中世初頭にかけてのものが多数存在し、金峯神社から水分神社にかけての一帯が、推定通り古くから開発されていたことがほぼ確実となった。b.国内外における山岳信仰遺跡の踏査:国内では、大和山上ヶ岳(金峯山寺防災工事に伴う発掘調査見学)・金剛山・葛城山、近江伊吹山・己高山、日向霧島連山、伊予岩屋寺等の踏査を実施した。葛城山山頂付近では、サヌカイトの剥片が採取された。出雲大船山の踏査は、次年度以降に延期となった。国外では中国五岳のうちの河南省嵩山・山東省泰山に登り、西岳廟・中岳廟・岱廟を見学し、合わせてそれら周辺の遺跡や博物館・研究機関に展示されている関連遺物の調査見学等を実施した。

特に嵩山南麓に存在する啓母石は、日本の磐座信仰を考察する上で大いに参考となった。c.山岳信仰遺跡出土遺物の集成と検討:前年度から引き続き、各地の山岳信仰遺跡出土遺物の集成とデータベースの作成を実施した。a.吉野山南部遺跡群の基礎調査:前年度に引き続き、藤原道長が御岳詣の際に立ち寄った伝金勝坊跡の測量と周辺の悉皆踏査を実施した。伝金勝坊跡は、高城山から西へ連なる尾根の北斜面に形成された平場群。標高554m616m、比高62mの斜面に9箇所の主要な平場が雛壇状に存在し、それに小規模な平場が付属する。測量対象面積は約20,000m^2で、今年度はその内の釣8,000m^2の測量調査を実施し、補測作業を残してほぼ完了した。b.国内外における山岳信仰遺跡の踏査:国内では、大和山上ヶ岳(史跡大峰奥駈道整備に伴う現状変更立会調査等)、日光男体山山頂遺跡、出雲楯縫郡神名樋山(大船山)、安芸宮島弥山、伊予大三島大山祇神社神名樋山(鷲ヶ頭山・安〓山)等の踏査を実施した。国外では韓国慶州南山および新羅王城周辺の山岳寺院址(断石山神仙寺上人巌、西岳仙桃山、北岳金剛山、骨窟石窟等)の踏査を実施し、合わせてそれら周辺の遺跡や博物館等に展示されている関連遺物の調査見学等を実施した。とくに、断石山神仙寺上人巌には高さ10m近い巨岩の岩列に磨崖物が刻まれており、明らかに巨岩信仰と考えられる。日本における磐座信仰との共通性が指摘できよう。d.その他:2007年5月27日、明治大学で開催された日本考古学協会第73回総会において、「吉野山南部遺跡群の基礎調査」と題して、本研究の中間報告を行なった。平成20年度は、a.吉野山南部遺跡群の補足測量・踏査、b.国内における未踏査の山岳信仰遺跡等の踏査、c.山岳信仰遺跡出土遺物の集成と検討、d.成果報告書の編集という4本の柱を立て研究を推進した。a.吉野山南部遺跡群の補足測量・踏査:「金照坊」地区(伝金勝坊跡を改称)の補測を実施し、測量図を完成させた。また、鎌倉千軒・鎌倉千軒上方地区とその周辺の再踏査を実施し、新たな平場遺構群を確認した。b.国内における未踏査の山岳信仰遺跡等の踏査:山形県出羽三山・奈良県釈迦ヶ岳・同県大日岳等の踏査を実施した。特に釈迦ヶ岳山頂で経塚埋納遺物と考えられるものを多数表採し、釈迦ヶ岳山頂にかつて経塚が存在した可能性が高いことを明らかにすると言う成果を得た。c.山岳信仰遺跡出土遺物の集成と検討:各博物館・研究機関・個人等が所有する山岳信仰遺跡出土遺物の集成作業は、今回の研究期間では完了できなかった。今後も作業を継続する予定である。この作業と平行して実施した、国内の信仰の山リストおよび山岳信仰に関連する文献リストは、ほぼ完成したため、下記の成果報告書にそれを掲載した。d.成果報告書の編集:4年間の研究成果をまとめた『山岳信仰の考古学的研究-吉野山南部遺跡群の測量・踏査報告等-』を編集し、刊行した。
動作法によるコミュニケーションの形成に関する研究-快適な心身の共有体験過程の生理心理学的検討-

本研究では、次の2つの研究を行った。研究1は、自閉症児とその養育者を対象に行った研究である。この研究では、動作法の「とけあう体験の援助」による子どもと養育者の心身の体験過程を皮膚温や脳波などの生理心理学的指標に基づいて検討した。また、快適な心身の体験による両者のコミュニケーションの形成過程について検討した。その結果、動作法の体験によって両者に心身の安定が得られ、良好なアタッチメントが形成された。それにともない、子どものコミュニケーション行動に発達的変化が認められた。これらの結果から、動作法は、次の効果をもたらすと考えられる。(1)子どもの不安・緊張を軽減し、アタッチメントの基盤となる安定した情緒の発達をもたらす。(2)養育者の育児不安や育児ストレスを軽減し、子どもへの愛着形成を促進する。(3)快適な心身の体験を共有することによって親子のコミュニケーションが促進される。研究2では、出産への不安や育児不安、わが子に対する虐待への不安をもつ妊婦に対する動作法の援助過程について検討した。その結果、動作法の援助による快適な心身の体験を通して、そうした態度や不安が解消し、胎児に対する愛着形成が促進された。研究に参加した3名の妊婦はいずれも元気な子どもを産み、産後の経過も順調だった。フォローアップにおいても、良好な母子関係が報告された。これらの結果から、動作法の援助は次のような効果をもつと考えられる。(1)母親になることに対する肯定的な感情をもたらす。(2)育児不安や育児疲れ、授乳不安などのマタニティ・ブルーを軽減する。(3)虐待の世代間伝達の連鎖を断ち切る。平成13年度は、次の2つの研究を行った。この研究では、動作法の「とけあう体験の援助」による子どもと養育者の心身の体験過程を生理心理学的指標に基づいて検討した。これらの結果から、動作法は、次の効果をもたらす考えられる。(1)子どもの不安・緊張を軽減し、アタッチメントの基盤となる安定した情緒の発達をもたらす、(2)養育者の育児不安や育児ストレスを軽減し、子どもへの愛着形成を促進する、(3)快適な心身の体験を共有することによらて親子のコミュニケーションが促進される。研究に参加した3名の妊婦はいずれも元気な赤ちゃんを産み、産後の経過も順調だった。(1)母親になることに対する肯定的な感情をもたらす、(2)育児不安や育児疲れ、授乳不安などのマタニティ・ブルーを軽減する、(3)虐待の世代間伝達の連鎖を断ち切る。

これらの結果から、動作法は、次の効果をもたらすと考えられる。(1)子どもの不安・緊張を軽減し、アタッチメントの基盤となる安定した情緒の発達をもたらす。(2)養育者の育児不安や育児ストレスを軽減し、子どもへの愛着形成を促進する。(3)快適な心身の体験を共有することによって親子のコミュニケーションが促進される。研究2では、出産への不安や育児不安、わが子に対する虐待への不安をもつ妊婦に対する動作法の援助過程について検討した。その結果、動作法の援助による快適な心身の体験を通して、そうした態度や不安が解消し、胎児に対する愛着形成が促進された。研究に参加した3名の妊婦はいずれも元気な子どもを産み、産後の経過も順調だった。フォローアップにおいても、良好な母子関係が報告された。これらの結果から、動作法の援助は次のような効果をもつと考えられる。(1)母親になることに対する肯定的な感情をもたらす。(2)育児不安や育児疲れ、授乳不安などのマタニティ・ブルーを軽減する。(3)虐待の世代間伝達の連鎖を断ち切る。
看護師に求められているエンプロイアビリティの実証的研究

チーム医療の中で看護師に要求されているエンプロイアビリティ(雇用可能能力)の明確化を目的とした。これまでの研究でおこなった大卒看護師の職業的コンピテンシーの実態・特色等の再検討結果を踏まえ、海外とコンピテンシーに関する分析・比較を行った。また、チーム医療の中で看護師へ求められているコンピテンシーを抽出するため医師、看護師(管理者、実践者)に面接調査を実施した。結果、看護師には、日常生活の中で自己洞察力と人間関係性を築きながら自己成長できる能力を育むことであった。本研究は、チーム医療の中での看護師に要求されているエンプロイアビリティなど、まだ解明されてない基礎的問題を明確化することを目的とした。研究の遂行にあたり倫理審査委員会の承諾を得るとともに(必要時対象施設の承認も得た)、以下のことを実施した。(1)エンプロイアビリティの教育モデルを構築するために看護職にどのように関わるのか用語の定義を検討した。(2)以前からの研究課題である総合病院へのアンケート結果、新採用者へのインタビュー結果の再分析および大卒看護師の有する職業的コンピテンシーの実態・特色を再検討した。その結果を踏まえて、海外における看護教育制度やコンピテンシーに関する分析・比較を行い学会で発表をし、インタビュー調査の内容を明らかにした。(3)チーム医療の中での看護師へ求められているコンピテンシーに対する現状把握のため、インタビュー調査を実施した。(4)対象施設を抽出し、各施設管理者に対象者の抽出を依頼した。実施時期は、2009年9月12月である。(1)6施設の看護管理者(看護部長あるいは副部長、教育担当看護師長)7名および2施設の病棟の中間管理者8名、(2)1施設の2年目研修医(10名)に対し半構造化インタビュー調査を行った。(5)インタビュー調査の結果は、現在分析途中である。また、看護系学会で発表予定である。来年度は、このデータの詳細な分析を行い、看護師が各自の能力を形成し発揮するために必要なチーム医療のありかたについて考察を深めていく予定にしている。研究の遂行にあたり倫理審査委員会の承諾を得るとともに(必要時対象施設の承認も得た)、昨年より引き続き以下のことを実施した。(3)チーム医療の中での看護師へ求められているコンピテンシーに対するインタビュー調査結果より現状の検討を行った。(1)2施設の看護管理者(看護部長あるいは副部長、教育担当看護師長)5名に対し半構造化インタビュー調査を行った。大卒看護師のコンピテンシーの獲得能力およびチーム医療の中で必要とされているエンプロイアビリティ(雇用可能能力)について、看護系大学卒業生を受け入れる臨床現場の現状および問題点を明らかにすることを目的とした。最終年度ということでこれまで収集したデータを分析した。(3)チーム医療の中で看護師へ求められているコンピテンシーを抽出するため医師、看護師(管理者、実践者)に面接調査結果を分析し、現状の検討を行った。インタビュー調査の結果をまとめ以下の知見が得られた。1.臨床で採用時に重要と考える新人看護師の能力は、看護基礎教育で教育する看護に関する知識・技術だけでなく、日常の生活活動の中で身につけておく態度や能力が多く含まれていた。2.看護基礎教育の場では、看護を実践する力を支える生活力、《日常生活の行動力》を育てる指導・教育から始めることが必要とされてきていた。3.【自己学習能力】は、自分の能力認識に基づき、自分の目標や目指すモデルを持つことにより問題を解決していく【行動力】につながっていく。

4.つまずきを乗り越える姿勢や体験が持てるように、学生の臨地実習時に臨床指導者や実習担当教員は学生を支援する。5.新人看護師への指導・教育は、個々の目標設定に対して段階的に個別の状況に合わせて、自己評価と他者評価により目標到達を確認しながら進められている。
重金属(Au,Ag,Hg,Sr)を高濃度に含んだ温泉バイオマットの海外学術調査

平成14・15年度はロシア・カムチャツカの地熱地帯や温泉のバイオマットの野外調査を行い、いずれの水圏にも、多様な重金属イオンを細胞内外に積極的に取り込んでいる土着のバクテリアを発見した。平成16年度は台湾の北投温泉と日本の玉川温泉のバイオマットの野外調査を行った。両温泉はともに放射能をもつ北投石(Barite重晶石)を形成することで有名な温泉である。本調査により、北投石およびバイオマットのガンマー線スペクトルがRa-226(42.2Bq/g),Ra-228(1.35Bq/g)となり、ウラン系列のRa-226が圧倒的に多いことが明らかになった。平成17年度には、タンザニア北西部ビクトリア湖の南岸Geitaにおいて、ダル・エッサラーム大学のProf.Sospeter Muhongo教授グループと共同で調査を行った。10箇所の小規模金鉱床から、水、堆積物、土壌、バイオマット、周辺のダストを採取し鉱物の同定、化学組成、光学・電子顕微鏡による微生物の観察を行い,微生物の細胞周辺と粘土鉱物に濃集した水銀の分布図を得た。以上、重金属を高濃度に含んだ地熱地帯、温泉地、鉱山のバイオマットにおける現地調査と室内実験結果は、大気-水-土壌-微生物の相互作用による生態系と生体鉱物化作用を明らかにした。また、重金属鉱物の形成における微生物の重要な役割とそのメカニズムをnmオーダーで電子顕微鏡を駆使して明らかにし、重金属の汚染地における環境修復法に有効なデータを提供した。本研究において,ロシア,カムチャツカ南部にある4つの地熱地帯(ビィリュチンスキVilyuchinskie、ムトゥノフスキMutnovskie,ナチキンスキNachikinskie,マルキンスキMalkinskie)を調査した結果,高濃度の鉄,ヒ素,マンガンを含むバイオマットが多数認められた。この地熱・熱水系は,オイル,天然ガス,石炭,銅,ニッケル,コバルト,チタン,水銀鉛,亜鉛,ダイヤモンド,白金,金,銀などのロシアの金属および非金属の鉱物資源の一因となっている。私たちはバイオマット中で起こっている微生物が関与する生体-地球科学的な反応を光学顕微鏡,走査型・透過型電子顕微鏡を用いて観察・分析を行った。光学および走査型電子顕微鏡観察は,これらの温泉地帯で繁殖しているバイオマットのほとんどが鉱物とつながりをもつ多種のバクテリア(球菌、桿菌、糸状菌),シアノバクテリアおよび藻類で構成されていることが明らかになった。また,これらの温泉地帯のバクテリアの蛍光測定法にこよれば,バクテリアの総量は比較的少ないが,酵素活性を示すバクテリアの割合は2791%の範囲で高い値を示した。一方、ガンマー線の測定ではほとんどのところで320380keVの範囲を示し,特に,ビィリュチンスキの温泉でみられた緑と黒のバイオマットは特に高く,放射性物質を含むことを示唆している。以上の結果は,金沢大学理学部研究報告に48ページの論文(英文)として公表した他,COE国際シンポジウムで論文を発表した。現在,採取した菌を培養し,生体鉱物の生成条件をさぐっている。さらに,ウラン,ストロンチウムといった放射性元素に耐性のある微生物を発見したので,野外と実験室の両方から研究を進めている。Oksinskie、Apapelskie、Vilyuchinskieのバイオマットはラミナ状の構造を示し、柔軟部はシアノバクテリアと緑藻で構成されることがわかった。Nalychevskieの温泉沈殿物・バイオマット中には高濃度の砒素(43.88wt%)が、またParatunskieの温泉沈殿物には高濃度のカドミウム(9.56wt%)が見られた。Apapelskie温泉では微量の水銀(0.57wt%)が検出された。光学顕微鏡の観察によりこれらの温泉沈殿物中での微生物の生息が確認され、それらと鉱物粒子との関連を地球化学的な観点から議論した。

これらの研究成果は金沢大学のScience reports(Vol.48,2004)に公表したほか第8回国際電子顕微鏡学会(2004年6月)にて発表する予定である。本研究はロシア科学アカデミー極東部のV.Okrugin教授との共同研究として行われた。平成14,15年度はロシア・カムチャッカの地熱地帯や温泉バイオマットの野外調査を行った.院生・PD・スタッフのべ9名が調査に参加し,Ag,Hg,Srを多量に含むバイオマット試料を採取し,XRD,XRF,SEM,TEMで分析を行った.いずれの水圏においても土着のバクテリアがこれらの重金属イオンを積極的に細胞に取り込んでいる事実が明らかになった.その成果は,国際電子顕微鏡学会,世界地質学会議で発表し,論文として公表した.平成16年度は,台湾の北投温泉に,院生4名とともに調査に入り,Ba,Pbを含むホクトライトを研究した.陽明山温泉のバイオマットにもCaを含む生体鉱物が認められた.これらの成果は中国で行われた世界バイオミネラリゼーション会議で発表し,プロシーディングに論文が受理された.なお,平成16年度は特に放射性元素に注目し,日本のラジウム・ラドンで有名な三朝温泉を2回調査しMnを大量に含む黒色バイオマットからβ・γ線が多量に発生している事実を明らかにした.また,玉川温泉一帯の放射能を調査したところ,岩盤・大気・温泉水でβ・γ線が高いのみならず,赤褐色のバイオマット中に数十数百倍高いことが判明した.玉川温泉については2004年に論文として公表した.平成14・15年度はロシア・カムチャツカの地熱地帯や温泉のバイオマットの野外調査を行い、いずれの水圏にも、多様な重金属イオンを細胞内外に積極的に取り込んでいる土着のバクテリアを発見した。平成16年度は台湾の北投温泉と日本の玉川温泉のバイオマットの野外調査を行った。両温泉はともに放射能をもつ北投石(Barite重晶石)を形成することで有名な温泉である。本調査により、北投石およびバイオマットのガンマー線スペクトルがRa-226(42.2Bq/g),Ra-228(1.35Bq/g)となり、ウラン系列のRa-226が圧倒的に多いことが明らかになった。平成17年度には、タンザニア北西部ビクトリア湖の南岸Geitaにおいて、ダル・エッサラーム大学のProf.Sospeter Muhongo教授グループと共同で調査を行った。10箇所の小規模金鉱床から、水、堆積物、土壌、バイオマット、周辺のダストを採取し鉱物の同定、化学組成、光学・電子顕微鏡による微生物の観察を行い、微生物の細胞周辺と粘土鉱物に濃集した水銀の分布図を得た。以上、重金属を高濃度に含んだ地熱地帯、温泉地、鉱山のバイオマットにおける現地調査と室内実験結果は、大気-水-土壌-微生物の相互作用による生態系と生体鉱物化作用を明らかにした。また、重金属鉱物の形成における微生物の重要な役割とそのメカニズムをnmオーダーで電子顕微鏡を駆使して明らかにし、重金属の汚染地における環境修復法に有効なデータを提供した。
次世代オプトエレクトロニクス基板の原子スケール平坦化技術の開発

本研究では,触媒を用いた化学エッチングを応用した微粒子・薬液フリー平坦化法を開発し,既存の技術では実現することが困難であったダメージレス超平坦GaN表面を高能率かつ安定的に創生することを目的とした研究開発を実施した.その結果、2インチ基板の全面にわたって既存の技術では到達が困難である原子レベルの平坦な表面が得られた。また、加工時間を数十時間から60分程度までに短縮することができた。本加工法によって得られたGaN表面は優れた結晶性や発光特性、電気特性を有することが明らかとなった。次世代発光素子、パワーデバイス用材料として注目されている窒化ガリウムに対し、触媒作用を援用した新しい研磨技術を開発し、微粒子および薬液フリー平坦化加工を確立することを目的とし、平成25年度では主として「3.加工後表面の結晶性・発光特性・化学状態の評価」、「4.加工速度に関わる支配要因の抽出とその最適化」および「5.加工後表面のデバイス試作と電気特性評価」を実施した。下記に各研究開発項目に対する主要な研究実績を示す。3.加工後表面の結晶性・発光特性・化学状態の評価:開発した触媒援用研磨技術によって、平坦化加工を施した窒化ガリウムの表面を、フォトルミネッセンスによって評価した。研磨前の表面には多数の欠陥が存在していたが、開発技術によって研磨した表面は欠陥が除去されたため、バンド端発光強度が約18倍に増強されることが確認された。また、反射高速電子回折による結晶性の評価を行った結果、加工によって窒化ガリウム表面の結晶性が改善し、最表面まで単結晶を維持した表面を達成した。さらに、加工後表面は自然酸化膜やコンタミのないクリーンな表面であることが明らかとなった。4.加工速度に関わる支配要因の抽出とその最適化:本加工技術による窒化ガリウム表面の加工速度には表面の酸化速度が律速していることが明らかとなった。そこで、表面の酸化速度の向上を目的とし、研磨加工中に窒化ガリウム表面に紫外線照射および電圧印加を行うことを提案した。これによって、平坦な表面を得るための研磨時間をおよそ1/30に低減することに成功した。5.加工後表面のデバイス試作と電気特性評価:加工後表面に簡単なショットキー構造を作製し、その性能評価を行った。開発した加工技術により従来加工技術よりも高い電流ー電圧特性を示すことが明らかとなった。窒化ガリウム(GaN)の微粒子・薬液フリー平坦化加工技術の開発として,平成24年度では,「(1)加工要素の開発ならびに加工条件の最適化による加工の大面積化」と「(2)加工後表面の原子スケール形状評価」に取り組んだ.(1)加工要素の開発ならびに加工条件の最適化による加工の大面積化:2インチGaN基板をウェハスケールで均一に平滑化を目指し加工条件を最適化した.加工圧力の基板面内分布および加工速度の面内分布等を評価し,それが均一となるよう加工条件および加工装置の基板保持機構の最適化を行った.加工後GaN基板表面の結果,2インチGaN基板の全面にわたって表面粗さを0.2 nm RMS程度まで平坦化することに成功した.計画では3インチや4インチ基板の加工も予定していたが,これらの大型基板が市販されるに至っておらず入手が困難であるため,現状では2インチ基板での評価を実施している.(2)加工後表面の原子スケール形状評価:本技術において平坦化加工を施したGaN表面を原子スケールにおける形状の評価を行った.その結果,加工後表面は0.1 nm RMS程度の原子レベルで平滑な表面であり,かつ原子ステップ・テラス構造で構成される結晶性の極めて高い表面であることがわかった.また,このステップ・テラス構造は2インチ基板の全面にわたって観察された.さらに,テラスの幅が広いテラスと狭いテラスが交互に配列されている特異構造が観察された.広幅テラスと狭幅テラスの幅比率を詳細に分析した結果,テラス幅がステップ間相互作用に依存することを明らかにした.本研究では,触媒を用いた化学エッチングを応用した微粒子・薬液フリー平坦化法を開発し,既存の技術では実現することが困難であったダメージレス超平坦GaN表面を高能率かつ安定的に創生することを目的とした.具体的には(1)加工の大面積化/高速化,(2)表面性能評価,(3)デバイス試作/評価の3点の項目を軸に研究を実施した.以下に各研究開発項目で得られた成果を示す.(1)2インチGaN基板をウェハスケールで均一に平滑化することを目的とした研究を行った.加工条件や基板保持機構を最適化した結果,原子間力顕微鏡(AFM)による測定により,2インチウェハ全面にわたって表面粗さ0.1 nm RMSが得られ,当初の目標を達成した.一方,ウェハのさらなる大口径化も予定していたが,ウェハの入手が困難であったため,2インチウェハでの評価に留まった.

加工速度の向上においては,紫外光照射(J. Murata, et. al., Electrochimica Acta, in press)や電圧印加を併用することで加工速度が向上し,加工時間の大幅な短縮に成功した(S. Sadakuni et. al., Jpn. J. Appl. Phys., 53 (2014) 036504).(2)オプトエレクトロニクスデバイスへの応用を考慮した際に,GaN表面の物性として特に重要となる発光特性を中心に評価を行った.開発した加工により表面のダメージ層が除去される(J. Murata et. al., J. Cryst. Growth, 349 (2012) 83)ことから,フォトルミネッセンス発光強度が向上することが確認された(A. N. Hattori et. al.,Jpn. J. Appl. Phys., 53 (2014) 021001).(3)加工を行ったGaN表面に単純構造のショットキーバリア接合を形成しその電気特性を評価した.その結果,加工前の表面と比較して逆方向のリーク電流の低減などが確認され,電気特性が改善されることを明らかとした.精密加工学各研究開発項目に対する達成度の評価を以下に示す。3.加工後表面の結晶性・発光特性・化学状態の評価:本研究開発項目においては、フォトルミネッセンスや反射高速電子回折、全反射蛍光X線分析などによって表面状態を評価し、本技術によって従来技術よりも高い結晶性や発光特性が得られることが明らかとなっている。また、触媒由来の金属汚染に関しても王水洗浄によって除去できることを明らかとしており、当初計画通りに研究が進捗したと評価できる。4.加工速度に関わる支配要因の抽出とその最適化:本研究開発項目においては、加工中の窒化ガリウム表面への紫外線照射ならびに電圧印加によって大幅な加工時間の低減を達成し、当初計画通りに研究が進捗したと評価できる。5.加工後表面上のデバイス性能評価:本研究開発項目においては、簡単なショットキーデバイスを作成して、表面電気特性の評価を行い、従来技術よりも優れた電気特性が得られることが明らかとなった。一方で、当初予定では、外部評価機関との連携によりMOS構造やLED等の試作・評価を行う予定であったが、加工面の均一性などの課題がクリアできておらず、評価に至っていない。研究項目(1)「加工要素の開発ならびに加工条件の最適化による加工の大面積化」においては,当初研究計画で目標に掲げていた2インチGaN基板をウェハスケールにおいて表面粗さ0.1 nm RMS(原子間力顕微鏡(AFM)により測定)に平坦化を達成した.一方,当初計画では3インチまたは4インチ基板の加工も予定していたが,業界における結晶基板の開発の遅れもあり,これらの大型基板が市販されるに至っておらず入手が困難であった.そのため,現状では2インチ基板での評価としており,大型基板の入手が可能になり次第評価を実施する予定である.研究項目(2)「加工後表面の原子スケール形状評価」においては,AFMを利用した加工後GaN表面の形状評価を実施し,ステップ・テラス構造に関する詳細な分析を行った.
リグノフェノールを用いたリグニン本来の生理調節機能の探索

リグノフェノール(LP)は、食物繊維であるリグニンから得られる新素材であり、フェノール性水酸基が付加したポリフェノールでもある。本研究では、食物繊維としての作用と抗酸化能を有するLPは、高血圧や糖尿病などの生活習慣病を予防・改善するかを高血圧や糖尿病モデル動物を用いて検討した。その結果、LPは血圧上昇を抑制し、高血糖状態で生じる酸化ストレスや炎症細胞の浸潤を抑制する機能を有する可能性が示されたリグノフェノール(LP)は、食物繊維であるリグニンから得られる新素材であり、フェノール性水酸基が付加したポリフェノールでもある。その結果、LPは血圧上昇を抑制し、高血糖状態で生じる酸化ストレスや炎症細胞の浸潤を抑制する機能を有する可能性が示された高血圧の予防・改善策の一つとして食物繊維の十分な摂取が有効であると考えられている。食物繊維であるリグニンは、木材や植物の茎に多く含まれる成分である。本研究で用いたリグノフェノール(LP)はリグニンから「相分離変換システム」により得られた新規素材であり、フェノール性水酸基が付加した広義のポリフェノールである。これまで、LPの研究開発は主に塗料、接着剤、包装・貼合用フィルムなど工業的な方面で進んでいるが、生体内における生理調節機能に関する知見はほとんどない。そこで、LPの食物繊維機能を評価するために、脳卒中易発症高血圧自然発症ラット(SHRSP)を用いてLPの血圧上昇抑制効果を検討した。1%食塩水を負荷したSHRSPに異なる濃度のLP添加食を長期間投与した。血圧を測定し、24時間採尿及び採糞して血漿、尿及び糞中のナトリウム(Na)及びカリウム(K)濃度をICP-MSで測定した。その結果、投与最終週のLP高用量群の収縮期血圧は、対照群に比べて有意に低かった。血漿中のNa及びK濃度は対照群とLP各群には著しい差はみられなかった。一方、対照群とLP高用量群の尿中Na濃度を比較するとLP群で高値であった。糞1g当たりのNa濃度はいずれの群でも有意な差はみられなかったが、1日当たりの糞中Na濃度は対照群と比べて、LP高用量群で高い傾向がみられた。一方、糞1g当たりのK濃度はLP高用量群で有意に低く、1日当たりの糞中K濃度も低くなる傾向がみられた。以上から、LPは血圧上昇抑制作用を有し、Na排泄を促し、K損失を抑制することが考えられた。この機序については、さらなる研究が必要ではあるが、LPは少なくとも、NaやK代謝に関与し、血圧上昇を抑制する可能性が示唆された。背景:高血圧や糖尿病等の生活習慣病では、酸化ストレスが増大する。例えば、糖尿病では高血糖状態により終末糖化産物(AGE)により活性酸素、特に、スーパーオキシド(O2-)が過剰に産生される。また、高血圧状態ではNAD(P)Hオキシダーゼが活性化し、02-が過剰に産生され、血管内皮の機能障害が生じる。リグノフェノール(Lignophenol、以下LP)は、植物体を構成するリグニンから「相分離変換システム」により得られる新規素材であり、天然のリグニンと化学構造が同じでフェノール性水酸基が付加したポリフェノールである。しかし、LPの糖尿病や高血圧等の生活習慣病における生理調節機能や予防・改善効果に関する知見はほとんどなかった。そこで、今年度は、低分子化したLPを用いて、実験(1):糖尿病モデル動物の腎臓に及ぼすLPの影響、実験(2):高血圧自然発症ラット(SHR)の血圧上昇に及ぼす影響を調べた。方法:実験(1):ストレプトゾトシン(STZ)誘発糖尿病ラットに、異なる濃度のLP含有飼料を5週間投与した。対照群(非糖尿病ラット)には標準動物飼料のみを投与した。屠殺後、血漿中血糖値(Glc)量を測定した。腎臓を採取し、皮質と髄質部位にわけ、そのホモジネイトを用いて化学発光法によりO2-量を測定した。実験(2):SHR及び正常血圧のWistar Kyoto Rat(WKY)に0%あるいは1.0%のLP含有飼料を6週問投与し、尾部カフ法により血圧測定した。結果:実験(1):LPO%群のGlc値は、対照群に比べて有意に上昇したが、LP投与群間では差は認められなかった。LPO%群の腎臓の皮質や髄質部位のO2-量は、対照群に比べて増加した。これに対してLP投与群のO2-量は、0%群に比べて有意に減少した。この結果は、LPは糖尿病の腎臓の酸化ストレスを抑制することを示していた。実験(2):SHR+1.0%群の収縮期血圧はSHR+0%群に比べて低下した。この結果から、LPは血圧上昇を抑制する可能性が示唆された。
変異原性核酸認識モチーフの開発と遺伝子の網羅的解析への応用

様々な要因によりDNA配列中に蓄積されていく突然変異は、癌や生物個体の加齢の原因となることが報告されている。そのため、突然変異発生のメカニズムの解明、及び抑制方法に関する研究は極めて重要な課題である。そこで我々は、「DNA突然変異の要因である変異原性核酸の特異的認識モチーフの開発及びその応用」を本課題の目的として研究を行った。そこで我々は、「DNA突然変異の要因である変異原性核酸の特異的認識モチーフの開発及びその応用」を本課題の目的とするして研究を行った。平成22年度は、変異原性核酸の中で最も出現頻度の高い8-オキソグアニン(8oxoG)を標的核酸として研究を行った。8oxoGは8位に酸素原子をもつため、donor-acceptor-donor型の水素結合様式と、syn型のグリコシド結合を持つ。その結果、8oxoGはグアニンの誘導体であるにもかかわらずチミンと同等の水素結合能を持つ。そこで、二重鎖中に生成した8oxoG-C塩基対はT-Cミスマッチ塩基対と同等の性質を示すと仮説を立て、T-Cミスマッチ塩基対に結合するリガンドを基本骨格に持つ有機小分子の合成とスクリーニングを行い、8oxoG-C塩基対の特異的認識モチーフの構築を目指した。ジアミノナフチリジンが、シトシンとチミンと擬似塩基対を形成できることをすでに報告しているため、ジアミノナフチリジン誘導体をスクリーニングの手がかりの分子として合成を始めた。また、ジアミノナフチリジン誘導体と8oxoGとの結合能を評価するために、8oxoGバルジ構造をもつDNA二重鎖とジアミノナフチリジンとの結合を評価した。その結果、7-(アミノエチル)ジアミノ-1,8-ナフチリジンと8oxoGバルジ構造をもつDNA二重鎖との結合定数は非常に小さいことが明らかとなった。本研究機関では、変異原性核酸の中で最も出現頻度の高い8-オキソグアニン(8oxoG)を標的核酸として、二種類の実験を行った。最初の実験では、8oxoGを認識する有機小分子を網羅的に探索するために、8oxoGを鎖中に含むDNA二重鎖を金膜上に固定化したSPRセンサーチップを数種類作成した。8oxoGを一塩基バルジ構造中に含むDNA二重鎖を固定化したSPRセンサーチップを用いて、スクリーニングを行った結果、2,6-ジアミノピリジン誘導体がグアニン塩基と8-オキソグアニン塩基を効率よく識別することを見出した。二番目の実験では、酵素が8-オキソデオキシグアノシンを認識する際の認識モチーフを調べることを目標として実験を行った。この研究は、カリフォルニア大学デービス校のDavid教授のグループ、スタンフォード大学のKool教授のグループと我々のグループの共同研究により行われた。様々な8-オキソデオキシグアノシンミミックを用いて、酵素の認識に必要な部位の同定を行ったところ、人のもつ8-オキソデオキシグアノシン切断酵素と、大腸菌のもつ8-オキソデオキシグアノシン切断酵素では、ことなったモチーフで8-オキソデオキシグアノシンを認識していることを明らかとした。また、8oxoGの正確な認識には、水素結合部位を認識するだけでなく、塩基を上下から挟み込むように認識することも重要であることが明らかとなった。
年縞堆積物に挟在される重力流の流動・堆積モデルと規制要因の研究

岡山県の蒜山原に認められる更新世(500万年前)の湖の年縞堆積物(年に一枚ずつ形成される層)に挟在されるイベント堆積物(重力流堆積物)の頻度や分布,堆積様式と珪藻化石群集を検討した.その結果,重力流堆積物(洪水流起源と崩壊起源)の堆積学的特徴とこれらが数10年数100年の規模で発生したこと,このような堆積物の逆解析をするための基礎,特定の2種が卓越する異常な珪藻化石群集と,卓越種の殻の大きさに周期的な変化が認められることを明らかにした.岡山県の蒜山原に認められる更新世(500万年前)の湖の年縞堆積物(年に一枚ずつ形成される層)に挟在されるイベント堆積物(重力流堆積物)の頻度や分布,堆積様式と珪藻化石群集を検討した.その結果,重力流堆積物(洪水流起源と崩壊起源)の堆積学的特徴とこれらが数10年数100年の規模で発生したこと,このような堆積物の逆解析をするための基礎,特定の2種が卓越する異常な珪藻化石群集と,卓越種の殻の大きさに周期的な変化が認められることを明らかにした.本研究は,縞状珪藻土層に挟在される重力流堆積物を対象として,その3次元分布や堆積過程の解明,そして縞状珪藻土の年縞および珪藻化石から推定される湖の環境変化との関係を明らかにすることを目的としている.平成21年度は,主として(1)縞状珪藻土の分布する採掘場内全体の概要の把握,(2)珪藻化石試料の採取を目的とした調査・研究を行った.(1)では,野外観察とはぎ取り試料を基に,重力流堆積物を認定し,堆積構造,含有物等から重力流堆積物の分類を行った.その結果,認定した重力流堆積物は,以下のように大きく2分されることが分かった.(i)タイプB:破損した珪藻のブロックを含む灰色の堆積物で,層厚は相対的に厚い.側方への連続性はあまりよくなく,尖滅することもある.(ii)タイプC:黒色のシルト質な堆積物で,層厚は比較的薄い.側方へよく連続し,侵食作用のない塊状構造を示す場合が多い.タイプCは,河川性の珪藻種Tabellaria fenestrataを含む.タイプBとCはそれぞれ,河川性の珪藻種,内部侵食面の有無に基づいて,湖底の斜面崩壊からの堆積物と周囲の河川から排出されるハイパーピクナルフローからの堆積物と解釈できる.一般のタービダイトサクセッションでは,このように容易に重力流堆積物を分類することは出来ず,これらの側方変化や層相変化の情報は非常に重要である.(2)では,層序学的に連続して珪藻化石を観察するために,1インチ四方の帯磁率測定用のポリカーボネイト製キューブで珪藻土を採取した.旧採掘場にて1セクション170試料,現採掘場にて1セクション318試料を採取した.これまでに,それぞれ顕微鏡観察用のスライドと走査型電子顕微鏡用のフィルターを作製した.1試料に数枚から十数枚のラミナを含んでいるので,数年から十数年を代表する珪藻群集組成が明らかになる予定である.今後は上記の作業結果を統合し,解析してゆく予定である.本研究は,縞状珪藻土層に挟在される重力流堆積物を対象として,その分布や堆積過程の解明,そして縞状珪藻土の年縞および珪藻化石から推定される湖の環境変化との関係を明らかにすることを目的としている.今年度では,(1)全重力流堆積物の確認,(2)重力流堆積物の詳細な堆積相区分とその側方変化の把握,(3)粒度分布の把握,(4)珪藻化石の種同定,(5)重力流のモデル化と逆解析を行った.(1)では,蒜山原層下部のほぼ全層準の柱状図の作成を完了した.その結果,下位から土壌堆積物,火砕流堆積物を経て,湖へと変化していったことが明らかになった.重力流堆積物の挟在間隔は,崩壊起源が70年前後,洪水起源が150300年前後であり,これらのイベントがこのような間隔で発生していたことが明らかになった.(2)では,崩落起源重力流堆積物(5層)と洪水流起源重力流堆積物(4層)についてそれぞれ最大で300m追跡し,その連続性と側方変化について明らかにした.これらのうち,洪水流起源重力流堆積物について,(3)粒度分析・薄片観察を行い,粒度および詳細な堆積構造の側方変化を明らかにした.(4)の珪藻化石種の同定に関しては,連続的に採取した珪藻土試料を用いた.これは前年度調査で採取した層準より下位の層厚約10mの層準に相当する.これらについて珪藻化石群集組成をおおまかに把握した.今年度採取した試料には,、Puncticulata属が圧倒的に優占していることが明らかになった.(5)では,粒度分析で得られた情報を用い,混濁流の流速・流厚・濃度を境界条件として,1次元定常混濁流モデルを用いて,各地点での観測データが再現されるような境界条件を探索した.しかしながら,現状では最適解は得られていない.

その原因としては,モデルで使用した巻上げ係数の影響があり,今後,文献調査や水槽実験により,湖での混濁流の堆積・侵食現象に適応した経験式を取り入れる必要が明らかになった.本年度は,(1)湖成重力流堆積物の層厚特性,(2)重力流堆積物と基底侵食構造,(3)珪藻化石の群集組成解析,(4)重力流堆積物の逆解析手法の基礎研究を行った.(1)では,洪水流と崩壊起源の堆積物の層厚頻度分布が,前者がべき乗則分布に後者が対数正規分布に近似できることを明らかにした.イベント堆積物の規模を考察する上での基礎的な情報となる.(2)では,重力流堆積物の基底侵食構造が形成した流れの種類によって異なることを明らかにした.(3)では,連続試料の珪藻化石群集組成が4つに分けられることを明らかにした.下位より,(1)Puncticulata属が優占,(2)Stephanodiscus属のみが優占,(3)一部Discostella属が多く底生珪藻が多産,(4)Stephanodiscus属とCyclostephanos属が共存する層準である.全層準で認められるStephanodiscus属の殻サイズは他の珪藻種が多産する時に大きくなり,単独で優占するときに小さくなる傾向が明らかになった.このような珪藻群集組成や殻サイズの変化には洪水起源の重力流堆積物が影響している可能性が示唆される.つまり,古蒜山原湖における珪藻群集の遷移には洪水の影響が重要であったことが指摘される.(4)では,湖成タービダイトから古水理条件を読み取るため,数値計算に基づくタービダイト逆解析の基礎研究を行った.湖底の状況を踏まえ,常流の混濁流に関する逆解析を検討した結果,射流の場合に比べて数値発散を抑えることが逆解析の大きな課題であることが明らかになった.同様に細粒堆積物を取り扱う際には,堆積物連行関数の精度も問題となる.これらの課題の解決策として,数値発散を防ぐためにリチャードソン数を固定するように計算初期値を選択するグリッドを開発した.また,泥質堆積物の連行関数について文献調査を行い,従来のものよりも適切な関数をモデルに組み込んだ.