hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
超好熱性アーキアから発見された新規エンドヌクレアーゼによるDNA修復経路の解明

5'末端の切断ではなく、3`末端のエキソヌクレアーぜ活性が検出されたが、エンドヌクレアーゼ様の産物も検出されるので、さらなる解析が必要である。EndoMSと相互作用するタンパク質の探索は、候補となる組換えタンパク質の作製途中である。嫌気性超好熱性アーキアT. kodakarensisの遺伝子操作実験が順調に進行し、二重変異を含む多数の遺伝子破壊株を作製することができたので、遺伝学的解析に向けて、予定以上の種類の破壊株を用いることができるように準備ができた。しかし実験に不可欠な嫌気チャンバーの不具合(故障し、新規更新)のため、様々なDNA損傷を与える薬剤を使用したプレートによる実験ができなかった。その代わりにRT-PCRで遺伝子の発現量解析を実施し、13種類の遺伝子破壊株について、それぞれ10種の遺伝子の発現量解析をおこなった。この実験が順調に進み大量のデータが取得できた。EndoVとEndoQそれぞれが、脱アミノ化塩基損傷を含むDNAに対して切断した後、PolBが伸長合成して修復を完了させるモデルにもとづいて、in vitroにおける再構成実験を開始しており、三種の組換えタンパク質の調製が終わり、順調に予備実験へと進められた。またT. kodakarensis由来Mre11、Rad50、HerA、NurAの組換えタンパク質の作製は、タンパク質精製のステップで、不溶化沈殿等のトラブルがあったが、これにも対応できるようになり、高純度な精製標品を得るための方法を確立することができた。多数作製した遺伝子破壊株について、種々の温度における増殖解析を行う予定である。至適温度の85度では差異が見られない株も、90度以上の高温では感受性を示すものがあると期待される。DNA損傷に用いる薬剤を検討し、表現型を観察できるよう条件検討を行う予定である。また細胞の変異率の測定を6メチルプリン耐性を利用し定量する実験系を確立させることが当初の計画であるが、次世代シークエンサの利用を視野に入れて、細胞の変異を定量するだけでなく変異スペクトルの解析までできるようにしたい。継代した細胞の変異の蓄積を直接ゲノムシークエンスをすることにより、解析可能であると考えられるので、計画的に継代とゲノム調製をおこない遂行する。EndoMSの修復経路のin vitroにおける探索は、精製した組換えタンパク質との相互作用解析、切断反応の詳細な解析を引き続きおこなう。相互作用因子の候補で、まだ精製タンパク質を調製できていないものがあるのでそれを進めるとともに、ゲノム上のEndoMSにHisタグを付加して、細胞抽出液から天然の複合体を調製することも検討したい。主たる研究機器である嫌気チャンバーの故障のため、実験計画を変更して嫌気チャンバーで使用する予定の培地、ガス、プラスチック消耗品類、試薬類の購入をしなかった。
睡眠時ブラキシズムの客観的評価法の開発

携帯型生体アンプおよび収録用データレコードを用いて、携帯型筋電図測定解析システムを開発し、さらに筋電図解析システムを構築した。このシステムによって、被験者自身が日常生活の場で簡便にブラキシズムを連続夜測定することが可能となった。さらに、本システムではイベント数や筋活動時間や活動量など、多くの情報を得ることができ、より詳しくブラキシズムを解析することが可能となった。開発したシステムを用い、正常者21名と顎機能異常者の中でブラキシズムの認められるブラキサ-18名の筋電図記録による、咀嚼筋筋活動を指標とした睡眠時ブラキシズムの客観的評価法を確立した。閾値は正常者とブラキサ-の測定データより、10%MVCを越える筋活動をブラキシズム発生とし、ブラキシズムの発生時間および筋活動量によってブラキサ-の客観的評価が可能となった。また、臨床診査結果から、咬筋浅部と側頭筋前部の圧痛が認められる場合はブラキサ-である可能性が高いことが示唆された。さらに正常者5名とブラキサ-4名についてブラキシズムの日間変動を観察することで、睡眠時ブラキシズムの客観的評価法の再現性について検討した。また、正常者とブラキサ-各10名について、14夜連続測定を行い、スプリントがブラキシズムに及ぼす影響を検討した。その結果、スプリントがブラキシズム減弱に有効な場合と無効な場合があり、有効な場合は、筋活動時間に有効な場合と活動量と筋活動時間双方に有効な場合があることを明らかにした。問診により、正常被験者候補118名、顎機能異常被験者候補者38名を選び、研究計画に基づいた検査を行い、被験対象として正常者35名、顎機能異常者22名を被験者として登録した。携帯型生体アンプおよび収録用データレコーダを用いて携帯用筋電図測定システムを構築し、予定通り、正常者15名、顎機能異常者10名の、スプリント装着および未装着での筋電図計測を各々3日間連続して行った。以上については、研究計画以上に遂行できた。筋電図解析システムについては、プログラムの開発に問題があり、計測結果をモニターする機能を開発するにとどまっていたが、基本ソフトを外注することで解決され、改良されたシステムによって筋電図の解析が可能となった。そこで、改良された筋電図解析システムによって計測結果の解析を行ったところ、筋電図測定時の周波数およびサンプリングレートに測定上の問題が生じていることが分かった。そこで、十分な解析ができるように携帯用筋電図測定システムを改造した。また、ブラキシズムの客観的評価の基準を明確にするために、携帯用筋電図測定システムにブラキシズム音と心拍数をモニターできるようにさらに改良を加えた。改良された携帯用筋電図測定システムによって、正常者5名と、顎機能異常者5名の、スプリント装着および未装着での筋電図計測を各々3日間連続して行った。現在、得られた計測データの解析を行うと同時に、正常者と顎機能異常者の筋電図を計測中である。構築した携帯用筋電図測定システムによって、正常者21名と、顎機能異常者のなかでブラキシズムの認められる者18名の、スプリント装着および未装着での筋電図を各々3日間連続して行った。ブラキシズムの客観的評価の基準を明確にするために、携帯用筋電図測定システムにブラキシズム音と心拍数をモニターできるように改良を加えたものの,筋電図との同時解析プログラム開発には,外注した基本ソフトからの改良が必要であり、ブラキシズム音および心拍数をモニターする機能を開発するにとどまった。携帯用筋電図測定システムによって得られた測定データを,構築した筋電図解析システムにより解析した.

左右咬筋の睡眠時の筋活動は,最大噛みしめ時の筋活動量(100%MVC)を基準にパーセンテージ(%MVC)で表した.闘値は,自由に設定可能であるが,正常者と顎機能異常者の測定データより,闘値10%MVCを越える筋活動をブラキシズム発生と設定した.闘値を越えた筋活動は,発生件数,持続時間,総持続時間,時間あたりの筋活動量として算出した.正常者と顎機能異常者のなかでブラキシズムの認められる者との比較では顎機能異常者のブラキシズムの発生件数,持続時間,総持続時間,筋活動量すべてにおいて差が認められた.これより,本システムによってブラキシズムの定量的評価の可能性が示唆された.スプリント装着前後の比較は,現在詳細に検討中であり,この結果によってスプリントの影響について定量的評価が可能となる.
分子線エピタキシー法による金属多層膜・磁性材料の設計と作製

Cu/NiではSapphire基板、Cu burrer層、Cu/Ni多層膜の間にSapphire(0001)11Cu(111)、Ni(111)、Sapphire〔2^^-110〕11Cu〔2^^-11〕、Ni〔2^^-11〕のエビタキシー関係が見られた。中角度領域のX線回析パターンでは、すべての多層膜で明瞭なサテライトピークが認められた。四軸X線回析による(22^^-0)スキャンを行った結果、低周期ではCu(22^^-0)とCu(22^^-0)とN(22^^-0)の平均の位置の2つのピークだけであったが、Λが49〓以上になると、Ni(22^^-0)ピークが見られるようになる。これは、この周期付近で界面での整合一非整合移転が起こっているものと考えられる。この周期では電気伝導度の周期依存性にも変化が見られた。V1Co多層膜では周期21〓の場合にはX線回析ピークが全く見られずRHEEDパターンもV1CO両者とも観察されず、完全にアモルファス化していると考えられる。その他の多層膜では、膜面に平行にV(110)、Co(0001)面が配向している。V1Coは膜面垂直、水平両方向とも結晶粒が細かいteure構造と結論された。比抵抗と周期の逆数の関係から、周期が大きい所では1/Λに対して比抵抗Pが直線的に増加している。TCRは△=21〓のものだけ負となり、これはこの膜がオモルファス化したためであろう。電気伝導度の結果から予想されるように熱伝導率は周期が短かくなるにつれて小さくなってゆく傾向が見られる。しかし周期に対する依存性は、熱伝導率の方が小さかった。Niの分子線エビタキシー法による成長をモンテカルロ法によりシミュシートした。その結果、1原子層成長中に表面原子が400回以上の最近接サイトへのジャンプ(拡散)が可能ならばRHEED強度の振動が観測されること、RHEED強度振動の観測条件が必ずしも単層成長に最適な条件ではないことが明らかとなった。分子線エピタキシー法によれば金属多層膜を、その積層周期を原子レベルで正確に制御して作製することができる。磁性体としての金属多層膜は二次元性を示すばかりでなく、磁化が界面効果により上昇することが実験的に見いだされている。本研究では分子線エピタキシー法により様々な金属の組合せで金属多層膜を作製し、その構造と磁気特性の関係を明らかにすることにより新磁性材料開発への指針を与えることを目的としている。本年度は、磁性金属多層膜作製の前段階として、積層周期や結晶の配向性などを正確に制御して金属多層膜を作製するため、蒸着速度、基板、基板温度などの作製条件として金属多層膜の構造との関係について研究した。磁性体においては極微量の不純物によりその磁気特性が大きく変化する。そのため、現有の分子線エピタキシー装置に四重極質量分折計を導入し、多層膜作製中の真空槽内の残留ガスを分折した。その結果、蒸着中【10^(-9)】Torr台の真空度において残留ガスの主成分は【H_2】でありその他【H_2】O,【N_2】,CO,C【O_2】が認められたが、電子ビーム加熱による蒸着であるためその他の有害元素の存在は検出されなかった。次に各種の金属を正確に制御して蒸着することが可能かどうかテストするために、高融点金属でbccのMoと融点の低いfccのCuを例として、金属多層膜を作製した。繰り返し反射光干渉式膜厚計により校正した水晶振動子式膜厚計により蒸着速度をモニターし、それによって蒸発源とシャッターをコントロールすることにより、積層周期を設定どうりに制御して多層膜を作製することができた。また、基板や基板温度をかえてMo/Cu多層膜を作製し、X線回折によりその構造を解折したところ、サファイアa面上に基板温度40°Cで作製した場合に、もっとも積層周期のゆらぎが少なく、結晶の配向性が良い多層膜がえられた。以上の様に磁性多層膜作製の準備は、ほぼ完了した。分子線エピタキシー法によれば異種の金属を周期的に積層させた周期的金属多層膜の他にもフィボナッチ配列(ABAABAPA...)により積層させた準周期性をもつ多層膜も作製することが可能である.今年度は結晶構造は同じfccであるが磁気特性の異なるCuとNiの組み合わせによりこの周期性および準周期性をもつ金属多層膜を作製し人工的に導入した準周期性が磁気特性に与える影響を検討した.Cu/Ni多層膜の最適な成長条件を決定するためにSi(100),サファイアC^1面,サファイアA面の3種類の基板を用い基板温度を様々に変えて作製を行なった.反射高速電子線回折による成長中の表面観察およびX線回折の結果から,基板としてサファイアC^1面配向単結晶を硫酸エッチングしたものを使用し, Cu2000この最適条件で作製した周期,準周期Cu/Ni多層膜の磁化ー磁場特性を振動試料型磁力計により測定した. Cu/Ni多層膜の容易磁化軸は膜面に平行な方向にあり,周期多層膜では,積層周期が短かくなるとNi層の単位体積当りの飽和化は減少した.

これはNi層とCu層の界面で2原子層の非磁性の層が存在すると仮定するとこの飽和磁化のNi層厚依存性をよく説明できた.準周期的な積層であるフィボナッチ多層膜では, Ni22Cu/NiではSapphire基板、Cu burrer層、Cu/Ni多層膜の間にSapphire(0001)11Cu(111)、Ni(111)、Sapphire〔2^^-110〕11Cu〔2^^-11〕、Ni〔2^^-11〕のエビタキシー関係が見られた。中角度領域のX線回析パターンでは、すべての多層膜で明瞭なサテライトピークが認められた。四軸X線回析による(22^^-0)スキャンを行った結果、低周期ではCu(22^^-0)とCu(22^^-0)とN(22^^-0)の平均の位置の2つのピークだけであったが、Λが49〓以上になると、Ni(22^^-0)ピークが見られるようになる。これは、この周期付近で界面での整合一非整合移転が起こっているものと考えられる。この周期では電気伝導度の周期依存性にも変化が見られた。V1Co多層膜では周期21〓の場合にはX線回析ピークが全く見られずRHEEDパターンもV1CO両者とも観察されず、完全にアモルファス化していると考えられる。その他の多層膜では、膜面に平行にV(110)、Co(0001)面が配向している。V1Coは膜面垂直、水平両方向とも結晶粒が細かいteure構造と結論された。比抵抗と周期の逆数の関係から、周期が大きい所では1/Λに対して比抵抗Pが直線的に増加している。TCRは△=21〓のものだけ負となり、これはこの膜がオモルファス化したためであろう。電気伝導度の結果から予想されるように熱伝導率は周期が短かくなるにつれて小さくなってゆく傾向が見られる。しかし周期に対する依存性は、熱伝導率の方が小さかった。Niの分子線エビタキシー法による成長をモンテカルロ法によりシミュシートした。その結果、1原子層成長中に表面原子が400回以上の最近接サイトへのジャンプ(拡散)が可能ならばRHEED強度の振動が観測されること、RHEED強度振動の観測条件が必ずしも単層成長に最適な条件ではないことが明らかとなった。
新しい誘電体構造における光の状態

光の波長程度のスケールをもつ周期的または乱雑な誘電体構造中の光の振る舞いに関して,本研究において主に以下の三つの成果を得た.1.光劣化および試料の不完全性などによる光散乱が軽減された,欠陥層を含む一次元フォトニッククリスタルを新たに作製した.その非線形光学効果の増強度を調べるため,縮退四光波混合波の発生を試みた結果,裸の非線形フィルムに比べて数10倍の発生効率の増大が確認された.理論的考察では1000倍程度の発生効率の増大が期待され,現在試料の作製法の改善および種々のパラメータの最適化に努力を続けている.2.多孔質ガラスなどの乱雑媒質中の光の輸送現象について,広いサイズパラメータの領域にわたり,輸送平均自由行程や拡散係数,輸送速度などを詳しく測定した.現在このような乱雑媒質における光の輸送現象は主に,粒子描像的な独立散乱体近似を用いて論じられているが,その取り扱いの問題点を明らかにするとともに,波動描像を第一原理的に取り入れた乱雑媒質中の光の輸送現象理論を構築し,系全体のエネルギー保存に対応するワード・高橋恒等式が満たされる条件の下で,実験とほぼ一致する結果を得た.3.光の伝搬特性をより高い時間分解能で観測するため,異なったスペクトル応答特性をもつ三種の光検出器を同時に用いることによって,白色光マイケルソン干渉計で有効に使い得るスペクトル領域を広げた.このことによって光波の時間波形を可視光のモノサイクルに対応する時間分解能で観測することに成功した.光の波長程度のスケールをもつ周期的または乱雑な誘電体構造中の光の振る舞いに関して,本研究において主に以下の三つの成果を得た.1.光劣化および試料の不完全性などによる光散乱が軽減された,欠陥層を含む一次元フォトニッククリスタルを新たに作製した.その非線形光学効果の増強度を調べるため,縮退四光波混合波の発生を試みた結果,裸の非線形フィルムに比べて数10倍の発生効率の増大が確認された.理論的考察では1000倍程度の発生効率の増大が期待され,現在試料の作製法の改善および種々のパラメータの最適化に努力を続けている.2.多孔質ガラスなどの乱雑媒質中の光の輸送現象について,広いサイズパラメータの領域にわたり,輸送平均自由行程や拡散係数,輸送速度などを詳しく測定した.現在このような乱雑媒質における光の輸送現象は主に,粒子描像的な独立散乱体近似を用いて論じられているが,その取り扱いの問題点を明らかにするとともに,波動描像を第一原理的に取り入れた乱雑媒質中の光の輸送現象理論を構築し,系全体のエネルギー保存に対応するワード・高橋恒等式が満たされる条件の下で,実験とほぼ一致する結果を得た.3.光の伝搬特性をより高い時間分解能で観測するため,異なったスペクトル応答特性をもつ三種の光検出器を同時に用いることによって,白色光マイケルソン干渉計で有効に使い得るスペクトル領域を広げた.このことによって光波の時間波形を可視光のモノサイクルに対応する時間分解能で観測することに成功した.
動力学的相互作用を付加したスピンクロスオーバ錯体で創製される新規液晶

[Fe(3cn-L)_2(NCS)_2](3Cn-Lはアニリン誘導体とピリジン-2-カルボキシアルデヒドから合成さるシッフ塩基)を合成した。一連の錯体は脂肪酸のメチル鎖の長さを変えた錯体である。合成した錯体の同定および、磁化率、DTA,MOssbauerスペクトル,Polarized optical microscopy,化学構造の計算を行った。n=4からn=8の錯体は液晶性を示す。n=1-9までの錯体はスピンクロスーバの性質と光駆動スピンクロスオーバも示す。そのため、n=4からn=8までの錯体は多機能を示す物質が開発されたことになる。[Co(C5C12C10-terpy)_2](BF_4)_2が合成された。C5C12C10-terpyは288K以上で液晶であるが、液晶になるとともに、スピン転移を起こす。液晶転移とスピン転移が同時に起こる系となった。1.Terpyrideineの4'位に長鎖アルキル鎖を導入した[Co(C_n-terpy)_2](BF_4)_2(n=022)を設計した。[Fe(C_n-terpy)_2](BF_4)_2は長鎖を有し低スピン錯体である。,そこで、コバルト錯体での合成を諌みた。長鎖はあるが液晶性は示さなかった。しかし、固体でのパッキング構造は長鎖間に弱い結合が生じるので、そり揺らぎにより構造的には液体状態に近くなると推定される。中心金属をコバルトに変えた[Co(C_n-terpy)_2](BF_4)_2(n=1,9,1116)は過去に報告例のない逆箔ピン転移現象を示した。つまり、高温側では低スピン状態を、低温側では高スピン状態を示す。転移温度は鎖の長さにより異なる。この原因を究明するために[Co(C_n-terpy)_2](BF_4)_2と[Fe(C_n-terpy)_2](BF_4)_2との混晶をつくり、磁気的性質を調べた。その結果はFeの含有率によって異なるが、構造転移は共同的に起こってはいるが、スピン転移はコバルト錯体部分のみで起こっているこどなどを明らかにした。2.[Fe(q-5Br-sal)_2]NO_3におけるLIESST現象を追求した。これと類似の錯体はLIESST現象を示すことが、以前の研究で判明しているので、類似の錯体を合成し、LIESST現象を熱力学的に追及して、動力学的パラメータを算出した。その結果、高温部では熱力学的に、低温部ではトンネル的にスピン転移が起こっていることを解明した。[Fe(3Cn-L)_2(NCS)_2](3Cn-Lはアニリン誘導体とピリジン-2-カルボキシアルデヒドから合成されるシッフ塩基)を合成した。合成した錯体の同定および、磁化率、DTA、Mossbauerスペクトル、Polarized optical microscopy、化学構造の計算を行った。n=1-9までの錯体はスピンクロスオーバの性質と光駆動スピンクロスオーバも示す。
長大重量構造物における免震構造に関する研究

地震等の非定常な外力に対して、土木構造物の振動を最適に制御するためのアルゴリズムを構築し、線形構造物、非線形造物を対象として、地盤の影響をも考慮した地盤ー構造物系の解析を行い、提案した制御則の適用性について検討を行った。制御則の評価関数中に含まれる重みに関する考察を行い、重みの制御効果に及ぼす影響を調べた。また、実用的な観点から問題となる、制御力が系に作用するまでの時間遅れに関する考察を行った。まず、構造物に入力されるエネルギー量を考慮した評価関数を提案することにより、現時刻までの応答と地動加速度の両者を用いて制御力が求められる閉開ループ制御のアルゴリズムを開発し、系の特性が変化する非線形構造物に対しても制御が可能な制御則を定式化した。提案した制御則を各種構造物に対して適用して結果、十分な制御効果が得られた。次に、評価関数中に含まれる重みと制御力、並びに、状態量との関係を調べることによりその特性を明らかにした。その結果、最大変位と最大制御力の大きさは、重みQとRの比によって決まること、また、閉開ループ制御において制御力に地動加速度を加味する割合は、αとRの比によって決まり、この比を適当に選ぶことにより閉開ループの特性を規定できることが分かった。さらに、地盤ー構造物系の復元力特性と地下逸散減衰特性を表現するために複素剛性を振動数の関数として求め、地盤との相互作用を考慮した系に対して最適制御則を適用した結果、地盤バネの特性をどの程度見積るかによって、制御効果に大きな影響のでることを明らかにした。最後に、実際に構造物の制御を行うときに生じる制御力の作用時間遅れ効果の検討を行った結果、提案した制御則では簡単な四則演算のみで制御力を求めることができ、時間遅れがある場合でも最適な制御が行えることを明らかにした。本研究では,免震構造物の応答を推定するための方法論を開発するために,既に開発済みの滑動や剥離現象を考慮できる動的数値解析法を用いて,免震材料の特性や入力地震動の周波数特性が免震構造物の応答特性に及ぼす影響を詳細に検討した.さらに,建物の復元力を調整して免震構造化を図る工法や入力される地震エネルギーを構造物内に設けられるエネルギー吸収装置で消費する工法などとの比較を行い,構造物の動特性が地震動の特性によって変化するような自動制御機能を有する構造物の可能性についての研究を行った.得られた結果を列挙すると以下のようになる.1)既に開発済みの構造非線形を有する系の地震応答解析のための汎用解析プログラムを修正・改良して,免震構造を有する長大重量構造系の3次元の地震応答解析を行った.2)免震材料の特性に関してパラメトリックな検討を重ねて,動的破壊モードと入力強度との関係を見いだした.3)人力地震動の振幅特性のみならず位相特性が,免震構造を有している構造系の応答に及ぼす影響を詳細に検討する.特に,支持地盤との間の相対変位についてその大きさを推定するための方法論を展開した.4)免震構造に要求される事項の中で,地震時の構造部材に発生する応力の減少,地震後における構造物の中立位置への復帰は重要な項目であるので,この点に対する免震材料特性と入力地震動特性の及ぼす影響を詳細に解析し,定量的な推定が可能な方法論を展開した.5)免震構造を有する構造系の動的破壊規範として何を用いるべきかについて検討を加える.このために,最大靱性率変位応答,累積損傷度,累積塑性変形または累積履歴消費エネルギーなどを用い,これらの間の相互関係を明らかにした.

免震構造物の応答を推定するための方法論を開発するために、既に開発済みの滑動や剥離現象を考慮できる動的数値解析法を用いて、免震材料の特性や入力地震動の周波数特性が免震構造物の応答特性に及ぼす影響を詳細に検討した。さらに、建物の復元力を調整して免震講造化を図る工法や入力される地震エネルギーを構造物内に設けられるエネルギー吸収装置で消費する工法などとの比較を行い、構造物の動特性が地震動の特性によって変化するような自動制御機能を有する構造物の可能性についての研究を行った。得られた結果を列挙すると以下のようになる。(1)免震構造物を対象として振動制御の可能性について検討を加えた。免震構造物の特性を生かしながら、地盤と基礎との相対変位をある範囲内に抑えることを目的として制御則を適用した結果、剛体挙動を示す免震構造物の特性を失わずに基礎と地盤との相対変位を制御することができた。(2)地盤-構造物系の復元力特性と地下逸散減衰特性を表現するために複素剛性を振動数の関数として求め、地盤との相互作用を考慮した系に対して最適制御則を適用した結果、地盤バネの特性をどの程度見積るかによって、制御効果に大きな影響のでることがわかった。(3)実際の構造物への適用を考えた場合、時々刻々計測される応答と地動加速度から制御力を計算するのに要する時間だけ、系に作用する制御力の時間遅れが生起する。時間遅れが効果を線形構造物と非線形構造物に対して検討を行った結果、提案した閉開ループ制御では、簡単な四則演算だけで制御力が求められ、計算時間に起因する制御力の作用時間遅れが生じた場合でも、十分最適な振動制御が行えることが確認できた。
積分不可能平面場上の流れと葉層構造

1.積分不可能平面場では通常のエントロピーは全て消滅する(Zung2011).本研究では微分可能性を考慮した新定義を提案した.2.積分不可能平面場に初期値に関する鋭敏依存性(SDIC)の概念を導入し,SDICを持つ点を許容する積分不可能平面場の候補を構成した.3.接触多様体において,接触構造を変えず接触形式のみを変えて,Reeb流内に不変トーラスTを実現し,更にT上に様々な流れを実現した.前年度に続き,積分不可能平面場に対するエントロピーの定義について検討を行なった.この方向の研究としては,最初にA.Bis(2005)が出版され,最近N.T.Zung(2011)が出版された.エントロピーをBowen流に定義するには,まず多様体上の2点がそれぞれ平面場に接しながら動いていくときの両者のseparationについての定義が必要となる.上記2論文ではそれを単にt秒後の2点間の距離で測っているため,bracket generatingな平面場に対しては,Chowの定理により,常にエントロピーは消滅してしまうことになる.本研究では,t秒後の2点の距離に加えて,その時刻における2点の動きの速度ベクトル同士の角度も考慮した距離を使ってseparationを定めることにより,容易にはエントロピーの消滅が示せない定義とした.この定義の下で非自明エントロピーを持つbracket generating平面場の例を発見すべく研究を続けているが,見つかっていない状況である.Separationの定義は,エントロピーの定義に必要であるのみならず,それ自体としても,力学系的観点から有用な概念である.そこで,一旦エントロピーから離れて,2点のseparationの問題を独立に考えることも行なってみた.すなわち,ある多様体上にbracket generatingな平面場が与えられたとき,正定数Cを固定し,Cーseparatingな2点は存在するか?或いは,対照的な問いとして,正定数Cが存在して,多様体上の任意の2点がCーseparatingであるようなbracket generatingな平面場は存在するか?等の問題を研究対象として設定した.これらについても今年度中には解決に至ることはできなかった.しかし新しい問題設定も行なったので,次年度の研究に繋がるものと考えている.本研究では積分不可能平面場を従来の観点とは異なる微分位相力学系理論的観点から考察し,大域的な現象に関する新知見を得ることを目標とした.3年の研究期間中に幾つかの新定義と新結果を得たが,未だ発展の余地を残したところで期間満了となったため,成果のうちの大部分を論文出版の形で完結させることができなかったのは残念である.以下に実績を列挙する.1.Bis(2005)やZung(2011)が積分不可能平面場に対して行なったエントロピー定義の試みはすべてが自明という結論に終わった.本研究では微分可能性を定義中に組み込んだ新定義を提案した(23, 24年度).この新定義の非自明性は未解決である.或る条件下での自明性は証明した.2.与えられた2点を水平曲線に沿って動かすときの挙動を見ることで力学系理論における初期条件に関する鋭敏依存性(SDIC)の概念を積分不可能平面場に対して導入した(24, 25年度).どんな接触構造のどんな点もSDICを持たないことはわかる,一方,bracket生成的な平面場でSDICを持つ点を許容するものが存在するとの強い感触を得ている.3.5次元以上の接触多様体において,接触構造を変えず局所的に接触形式のみを変えることにより,そのReeb流が不変トーラスを持つようにできること,しかもそのトーラス上の流れの様子をある程度自由に変化させることができることを示した(25年度).これはRottgen(2014)等の構成の一般化である.4.法方向に縮小するリー群作用の非存在についての結果を得た(23年度).1.積分不可能平面場では通常のエントロピーは全て消滅する(Zung2011).本研究では微分可能性を考慮した新定義を提案した.2.積分不可能平面場に初期値に関する鋭敏依存性(SDIC)の概念を導入し,SDICを持つ点を許容する積分不可能平面場の候補を構成した.3.接触多様体において,接触構造を変えず接触形式のみを変えて,Reeb流内に不変トーラスTを実現し,更にT上に様々な流れを実現した.まず,積分不可能平面場に対するエントロピーの定義について考察した.力学系や葉層構造において既に与えられている定義を逐語的に積分不可能平面場に援用すると意味のないものになってしまうことを最初に確認した.そこでまず2つの水平曲線間の距離を微分係数の違いを込めた形で定め,分離可能な水平曲線の本数の増大度を用いて新しいエントロピーを定義した.そしてこの新定義が有効であることを示すことを目標とした.今年度は非自明例を挙げることはできなかったが,いくつかの平面場に対して消滅定理を証明することができた.第1の結果として全ての接触平面場に対してそのエントロピーは消滅することを示した.第2の結果として接触平面場の延長として得られるエンゲル平面場に対しても消滅することを示した.更に一般に,Dがブラケット生成的平面場であって,Dに横断的なDー保存ベクトル場を沢山許容するならば,Dのエントロピーは消滅することを示した.これらの消滅定理の証明にはDー保存ベクトル場の存在が不可欠である.

次に,Dー保存ベクトル場の存在に頼らない消滅定理を得るために,水平曲線間の距離を定義する際,曲線の曲率の違いも考慮に入れた第2のエントロピーも導入した.このエントロピーについては次のDー保存ベクトル場の存在に頼らない消滅定理を得た.平面場Dが性質Nと性質Aを満たすならばこのエントロピーは消滅する.ここに性質Nとは水平曲線の到達可能集合が終点の近傍をなすことであり,性質Aとは到達可能集合の点へ至る摂動曲線が元の曲線と近い距離にとれることである.以上の結果は今年度秋に東京大学玉原国際セミナーハウスで開催された研究集会において発表した.また,これらの研究の過程での副産物として,法方向に縮小するリー群作用の非存在に関する結果を得て,論文として出版した.積分不可能平面場に対するエントロピーの定義についてはかなり考察が進んだが,その定義のもとで,エントロピーが非自明になる例をまだ見つけることができていないため,まだ論文としてまとめる内容に到達していない.当初の研究計画に照らすと進行がやや遅い状態である.研究目標として掲げた3つの課題のうち,エントロピーに関する課題について進展が得られたため.論文として完成させるために,非自明エントロピーの例を見つけることに全力を注ぐ予定である.また,それが研究期間内に達成できなかった場合のことも考えて,本研究で定義したseparationの概念に関する力学系的問題についても新知見を得るべく研究する.まず,非自明エントロピーの例を見つけたい.更に,研究目標として掲げた残りの2つの課題についても考察を進めたい.該当なし研究の推進にあたっては,関連する研究をおこなっている研究者たちとの研究連絡や研究集会での情報収集が不可欠であり,このために,旅費を使う計画である.また,研究の幅を広げるために種々の専門書の購入も行う.
胎児・新生児の周産期適応に関する研究 特にアポトーシスと成長因子の関与について

胎児,新生児は分娩を境に急激な生理学的,代謝学的変化を示し,外界に適応する.この周産期における適応現象につき検討した.EGFは胎仔体重は有意に増加させ,この機序としてEGFのアミノ酸移送が関与していることを示した.また,胎盤の初代培養を用いた実験ではEGFだけでなく,IGF-I,レチノール,インスリンも関与していることを示した.EGFは新生児ラットの小腸の機能的,器質的発育も促進し,逆にポリアミン合成阻害によりこれらは損なわれた.小腸で,ポリアミン阻害とアポトーシスの関与についても検討したがアポトーシスの関与は証明できなかった.ポリアミンは胎児発育とも密接に関係し,その合成阻害により子宮内胎仔発育遅延が発生した.この場合のメカニズムとして胎盤での特異的なポリアミン合成阻害が関与していることが判明した.この胎盤にはヘム代謝酵素が存在しており,妊娠末期には胎盤で合成,分解の両方が活発に行われており,これらの酵素はいずれも胎盤絨毛に局在していた.また,低酸素刺激によりこれらの酵素は調整されていることも判明した.ストレプトゾトシンにより糖尿病合併妊娠モデルの作成でき,このモデルでは,胎児発育遅延,高血圧,高脂血症,血液濃縮,蛋白尿など妊娠中毒症症状を呈し,糖尿病合併妊娠の病態生理,multi-factor syndromeとの関連を研究する上で,有用な実験動物モデルになるものと考える.今回の検討にこれまでの我々の検討を合わせて考えると,胎児自身,分娩を境に急変する環境の変化に適応するため,すなわち母乳保育が確立するまでの出生直後のエネルギー補給が十分でない時期を乗り切るために種々の代謝学的変化をおこして適応していることが明らかになった.これらの変化にはEGF,IGF-I,インスリン,レチノイド,ポリアミンなど種々の物質,ホルモン,成長因子が関与し重要な働きをしていることが判明した.胎児,新生児は分娩を境に急激な生理学的,代謝学的変化を示し,外界に適応する.この周産期における適応現象につき検討した.EGFは胎仔体重は有意に増加させ,この機序としてEGFのアミノ酸移送が関与していることを示した.また,胎盤の初代培養を用いた実験ではEGFだけでなく,IGF-I,レチノール,インスリンも関与していることを示した.EGFは新生児ラットの小腸の機能的,器質的発育も促進し,逆にポリアミン合成阻害によりこれらは損なわれた.小腸で,ポリアミン阻害とアポトーシスの関与についても検討したがアポトーシスの関与は証明できなかった.ポリアミンは胎児発育とも密接に関係し,その合成阻害により子宮内胎仔発育遅延が発生した.この場合のメカニズムとして胎盤での特異的なポリアミン合成阻害が関与していることが判明した.この胎盤にはヘム代謝酵素が存在しており,妊娠末期には胎盤で合成,分解の両方が活発に行われており,これらの酵素はいずれも胎盤絨毛に局在していた.また,低酸素刺激によりこれらの酵素は調整されていることも判明した.ストレプトゾトシンにより糖尿病合併妊娠モデルの作成でき,このモデルでは,胎児発育遅延,高血圧,高脂血症,血液濃縮,蛋白尿など妊娠中毒症症状を呈し,糖尿病合併妊娠の病態生理,multi-factor syndromeとの関連を研究する上で,有用な実験動物モデルになるものと考える.今回の検討にこれまでの我々の検討を合わせて考えると,胎児自身,分娩を境に急変する環境の変化に適応するため,すなわち母乳保育が確立するまでの出生直後のエネルギー補給が十分でない時期を乗り切るために種々の代謝学的変化をおこして適応していることが明らかになった.これらの変化にはEGF,IGF-I,インスリン,レチノイド,ポリアミンなど種々の物質,ホルモン,成長因子が関与し重要な働きをしていることが判明した.胎児は分娩を境に体外生活に移りその環境は一瞬の内に非常に大きく変化する.このため,出生前より胎児はこの変化に適応するため,合目的的調整を行っている.これまでの研究により,以下のことが判明した.1)胎児の主たるエネルギー源は糖代謝であるが,出生前には胎児は肝臓に多くのグリコーゲンを蓄積し,分娩から母乳栄養が確立するまでのエネルギー源として使用している.2)母乳中には児の成長,発育に有益な多くの物質が含まれるが,その中で上皮成長因子(EGF)は母乳,特に初乳中に多く含まれている.EGFは膵臓に作用しインスリン分泌を促進し,インスリン/グルカゴンのモル比を上昇させ,糖代謝をanabolismの方向に偏移させることにより,出生直後の母乳栄養が確立するまでの児の発育を助けている.4)ポリアミンは細胞増殖に必須の物質であるが,出生直前に胎児肝に蓄積し,出生後急減する.また,胎内発育遅延児ではその値は減少している.ポリアミン合成阻害剤であるDFMOを母体に投与すると,流産あるいは発育遅延を起こす.DFMOは妊娠母体には影響を与えないが,胎盤を通過することが証明されたため,胎児に直接影響を及ぼすものと考えられた.5)胎児期に大きな変化を及ぼすヘム代謝の研究では,胎盤がヘム代謝に関与していることが示された.すなわち,ヘム分解系の律速酵素ヘムオキシゲナーゼ(HO)mRNAは胎盤において特異的な高値を示し,妊娠16-17日をピークとし,出産にむけ減少し,出生後は生後3日に軽度再上昇した.胎児は分娩を境に体外生活に移りその環境は一瞬の内に非常に大きく変化する.このため,出生前より胎児はこの変化に適応するため,種々の合目的的調整を行っている.

今回,この時期の胎児・新生児の適応現象における成長因子の役割を中心に検討を進めている.これまでの研究により,以下のことが判明した.1)出生後,母獣からの乳汁分泌が十分となり,哺乳が確立するまでの間,母乳中,特に初乳に大量に含まれる上皮成長因子(EGF)が重要な役割を果している.EGFは膵臓に作用しインスリン分泌を促進し,インスリン/グルカゴンのモル比を上昇させ,糖代謝をanabolismの方向に偏移させることにより,出生直後の母乳栄養が確立するまでの児の発育を助けている.また,EGFは新生児消化管のalkaline phosphatase,treharase,γ-GTPなどの酵素を誘導し新生児発育に有意義な働きをしている.2)ポリアミンは細胞増殖に必須の物質であり,その律速酵素であるオルニチン脱炭素酵素(ODC)は細胞増殖の初発過程で必ず上昇する.このODCの特異的阻害物質であるDFMOを母体に投与すると,流産あるいは発育遅延を起こす.DFMOは胎盤を通過し直接胎児にも作用するが,DFMO投与によりODC活性は他臓器に比し胎盤で著明に減少するため,胎盤障害により胎児発育障害が引き起こされている可能性が最も高い.また,DFMOによる胎盤障害の機序の1つとしてApoptosisが関与している可能性があり,現在データ集積中である.また,出生後ラット新生仔にDFMO投与すると,発育障害,消化管酵素活性低下を引き起こす.3)胎児期に大きな変化を及ぼすヘム代謝の研究では,胎盤がヘム代謝に関与していることが示された.すなわち,ヘム分解系の律速酵素ヘムオキシゲナーゼ(HO)mRNAは胎盤において特異的な高値を示し,妊娠16-17日をピークとし,出産にむけ減少し,出生後は生後3日に軽度再上昇した.胎仔・新生仔の周産期適応に関する研究をおこなった.分娩を境に胎仔は肺呼吸,経口摂取を開始し,新生仔の諸臓器は機能的に変化することにより適応している.これまでの研究により胎仔は出生直後に母乳栄養が確立するまでの間,エネルギー不足になるためこれを補う目的で妊娠末期には,胎仔肝グリコーゲンは非常に蓄積され,出生直後のこの時期をのりきる準備を行っていることが明らかとなった.また,母乳,特に出生直後分泌される初乳の中に含まれる上皮成長因子(EGF)は膵内分泌系を刺激し,糖代謝をanabolicな方向へ偏移させ,新生仔消化管酵素を活性化し出生直後の新生仔の外界適応に重要な役割を担っていることが判明した.さらに胎仔発育と密接に関係しているポリアミン代謝につき検討した.ポリアミン代謝阻害剤であるα-difluoromethyl omithine hydrochloride monohydrate(DFMO)を母体投与すると,胎児発育遅延がおこるが,その機序としては胎盤でのポリアミン代謝障害がもっとも強く関与していることを証明した.
真性粘菌変形体を用いた生物計算とその知能情報学的展開

真性粘菌Physarum polycephalumの変形体は,単細胞多核の巨大アメーバである.変形体は単細胞生物でありながら,計算,記憶,学習能力を持つことが近年明らかにされつつあり,生物学的見地からのみならず,脳科学,人工知能等の研究分野からも注目を集めている.本研究課題では,変形体の持つ能力のメカニズムを明らかにすることを目標としつつ,変形体の計算,記憶,学習能力についての研究を行い,必ずしも神経系の存在に依存しない知能一般の理解を構築することを目的とする一連の実験が遂行された.実験により,以下のような結果が得られた.1.変形体の細胞運動に関する実験において,2つのアロメトリーが発見された.即ち,2次元形状の変形体が平面上において被覆する面積は変形体の重量の3/4乗に比例し,変形体の運動速度は体長に比例することが明らかとなった.ただし,これらは1100mgの変形体において確認された事実であり,より幅広いスケールで同様のアロメトリーが成立するかどうかについては今後の研究において調査する予定である.2.変形体は,20°Cから30°C程度の温度範囲においては高温に向かう走性を持つが,低温条件(20°C)にのみ豊富な栄養源を準備することにより,変形体に低温の場にのみ栄養源が存在するという条件での連合学習を行わせ,走温性を逆転させることに成功した.即ち変形体に学習を行わせることにより,変形体が従来有している走性を変更することに成功した,以上の結果は2編の査読付国際会議論文及び7件の学会発表によって公表された.なお,繰越予算を用いて導入された恒温装置を用いることにより,上記の結果はより厳密な条件の元で追試された.真性粘菌Physarum polycephalumの変形体は,単細胞多核の巨大アメーバである.変形体は単細胞生物でありながら,計算,記憶,学習能力を持つことが近年明らかにされつつあり,生物学的見地からのみならず,脳科学,人工知能等の研究分野からも注目を集めている.本研究課題では,変形体の持つ能力のメカニズムを明らかにすることを目標としつつ,変形体の計算,記憶,学習能力についての研究を行い,必ずしも神経系の存在に依存しない知能一般の理解を構築することを目的とする一連の実験が遂行された.実験により,以下のような結果が得られた.1.変形体の細胞運動に関する実験において,2つのアロメトリーが発見された.即ち,2次元形状の変形体が平面上において被覆する面積は変形体の重量の3/4乗に比例し,変形体の運動速度は体長に比例することが明らかとなった.ただし,これらは1100mgの変形体において確認された事実であり,より幅広いスケールで同様のアロメトリーが成立するかどうかについては今後の研究において調査する予定である.2.変形体は,20°Cから30°C程度の温度範囲においては高温に向かう走性を持つが,低温条件(20°C)にのみ豊富な栄養源を準備することにより,変形体に低温の場にのみ栄養源が存在するという条件での連合学習を行わせ,走温性を逆転させることに成功した.即ち変形体に学習を行わせることにより,変形体が従来有している走性を変更することに成功した,以上の結果は2編の査読付国際会議論文及び7件の学会発表によって公表された.なお,繰越予算を用いて導入された恒温装置を用いることにより,上記の結果はより厳密な条件の元で追試された.
健康重視型エンターテインメントインターフェースの設計及び評価

健康重視型エンターテインメントインターフェースを通じて、身体の動きを促すいくつかのプロトタイプのシステムが開発された。研究の対象となった四つのシステムの内、身体活動が最も大規模であった二つが一番成功をおさめた。また、研究結果は、さらなる研究のための戦略上役に立つ問いかけを指し示す。当初の計画に基づいて、身体活動を伴うさまざまな種類のエンターテイメント・インタフェースの調査からこのプロジェクトを開始した。この段階では既に実施した二つの研究1.手と表情の動きによって芸術的表現を可能にする身振りエンターテイメント・インタフェースと、2.ユーザーをよりいっそう身体活動に参加させるためのグラフィカル・エージェントについての分析と拡張を行った。そこで得られた知見は身体活動を伴うエンターテイメント技術に関する国際会議において発表した。続いて、新たに二つのエクサゲーム・インタフェースの開発に着手した。西スイス応用科学大学のOlivier Liechti教授と大学院生と共に、携帯電話上で動作するロールプレイングゲームを支援するシステムを設計し、動作させた。さらに、それとは別に、マルチメディアの出力を持つように拡張したブランコ型のインタフェース・システムの研究を、オランダのアイントホーフェン工科大学のChristoph Bartneck助教授と協同で実施した。これはエクサゲームにおいてプレイヤーが双方向的な視聴覚コンテンツを楽しむことを可能にするものであった。このシステムのプロトタイプは既に設計され、予備的なテストを実施している。その結果、基礎的な問題をいくつか発見することができた。それらは1、センサの種類、2、マッピング、3.マルチモダリティ、4.社交的作用の四つに整理することができる。これらは次の段階において検討していく課題である。この段階では既に実施した四つの研究(a)西スイス応用科学大学のOlivier LIECHTI先生と共同で、モバイルエクサゲームの設計と開発、ユーザテストを完了し、成果を国際学会で発表した。私たちはそのゲームのシステムを十分な一般性を確保して設計し、汎用的に用いることができるツールセットも用意した。これは将来、ゲームデザイナーたちが彼ら自身の設計による多様かつ大規模なシステムを設計することを可能にするものである。このツールの設計において鍵となったテーマは、都市の環境下でユーザーに身体的な活動をさせ、移動させるように仕向けるためのたくさんのデザインパターンを持たせることだった。加えて、他のプレイヤーとの社会的な相互作用を促進させるようにいくつかのパターンが加えられた。さらに、実際のモバイル利用と他のリアルなプレイヤーとの社会的な相互作用が生じているのかどうかをチェックするデザインパターンもそのシステムに用意した。(b)オランダのアイントホーフェン工科大学のChristoph BARTNECK先生と共同でブランコ型のインタフェースを設計と開発、ユーザテストを完了して、成果を国際学会で発表した。私たちが開発したそのシステムはブランコにモーションセンサーを追加し、人間の身体的な活動を検知すると同時に促進するように設計されている。利用者にとって魅力的な視覚的および聴覚的なコンテンツからのフィードバックは、ユーザーたちにアーティスティックな創造と表現を創り出そうとさせることで、よりいっそう彼らの身体運動に対するモチベーションになる。(c)ブリティッシュコロンビア大学のSidney FELS先生と共同で、理論的に一般的な視聴覚芸術表現システムを研究して、その成果をSIGGRAPHに発表して、ACMがその内容を掲載した。(d)アイントホーフェン工科大学のBARTNECK先生と、理論的に、感情的な側面から、インタラクティブ技術を研究して、その成果をヒューマンインターフェースについての本に掲載した。本研究の当初の目的は、基礎的・実用的観点から、身体的に活動するエンターテインメント・インターフェースを調査することであった。研究のこれまでの段階において、我々は様々なタイプの身体型のエンターテインメント・インターフェースを実行してきた。それは以下のようなものである。まず第1に、手と顔の動作を用いることで、芸術的な表現を可能にする身振りのインターフェースを作成した。第2に、改良された「ハイパー・ブランコ」(Hyper-trapeze)で身体全体を使用し、それにおいては、大きな動作がリアルタイムの音声出力や動画のグラフィック・ディスプレイに影響を与えた。また第3に、身体の活動とともに動きを、都市という地理的スケールにおいて研究した。その際、モバイルのシステム上のロールプレイングゲームが、参加者の大規模で長時間にわたる身体活動を促した。最後に第4に、この予備的研究の最終段階において、我々は、作業の結果を総合的な理論的観点から検証した。その狙いは、一般的なデザインの原則に加え、さらなる進歩の前に克服されなければならない根本的問題を見つけることであった。その結果、身体的に活動するエンターテインメント・インターフェースのデザインの改良のためには、「写像問題」(マッピング問題)がさらなる研究を必要とする、カギとなる研究領域であることが浮き彫りとなった。大まかに言えば、「写像(マッピング)」というのは、入力のジェスチャーと視聴覚出力といったシステムとの結合をいう。本研究の分析部分は、ブリティッシュコロンビア大学のS.Fels教授と共同で行われ、二つの国際的科学会議(NIME・SIGGRAPH)にて公にされた。この問題をより限定された枠組みにおいて研究するため、我々は、平行移動、回転、ゆがみといった基本的な身体的活動の要素を、視聴覚出力とリンクするモデルシステムを開発し、現に運用し始めた。

並行して、何人かの同僚と共同して、我々は、人間の感情と表現に関する総合的な研究を続け、顔の表情についての重大な研究を書き上げ、それは主要な国際的学術雑誌(Emotion『感情』)に掲載された。
サケは精子を節約するのか？‐行動・分子生物学的手法による精子節約の適応意義解明‐

本研究では繁殖後に死亡するシロザケにおいて雄が雌に提供する精子量を調節する現象を実証し、その生態学的な適応意義を解明することを目的とした。放精時の体側筋の収縮により生じる振動を装着した小型加速度計で記録し、放精量の指標として2つの実験を行った。1)振動時間と放精量の相関の検証、2)雌の大きさが放精量に与える影響について、2011-2012年に標津川河口で捕獲されたシロザケを用いて実験を行った。放精の振動時間と量には正の相関性がみられた。また、振動時間は雄に対する雌の体長の割合と正の相関性がみられた。つまりシロザケの雄は大きな雌に対してより多く放精していることが示唆された。雄が雌へ提供する精子量を節約することで精子を効率的に使用するという現象の解明は、雄による雌の選り好みという性淘汰研究における重要なテーマである。シロザケは産卵のため河川に遡上すると摂餌を止め、体内に蓄えられたエネルギーだけで産卵しその一生を終える。1)振動時間と放精量の相関の検証、2)雌の大きさが放精量に与える影響について、標津川河口で捕獲されたシロザケを用いて実験を行った。放精量はシロザケの排精腔にゴム製の袋を装着して採取し、吸光度計(波長410 nm)を用いて定量した。一般に精子は卵に比べてエネルギーや時間といった生産コストが安いため、雄は有り余るほどの精子を使って多くの雌と繁殖する機会を増やそうとする。その結果、雄同士で雌を巡って闘争が起こるのに対して、雌は慎重により良い雄を選好するという違いが生じる。しかし、実際には精子の生産にかかるコストや時間はゼロではなく、雄が雌へ提供する精子量を制限することで精子を経済的に使用していることが魚類を含むさまざまな動物で報告されつつある。しかし、繁殖回数の多寡と精子節約の関係について明らかになっていない。サケは産卵のため河川に遡上すると摂餌を止め、体内に蓄えられたエネルギーだけで産卵しその一生を終える一回繁殖型の魚類である。本研究ではバイオロギング手法を用いて繁殖後に死亡するサケの雄が雌に提供する精子量を調節する現象を実証し、その生態学的な適応意義を解明することを目的とした。放精量はシロザケの排精腔にゴム製の袋を装着して採取し、吸光度計を用いて定量した。また、放精の振動時間から推定された放精量は、雌の相対的な大きさと正の相関がみられた。以上より、シロザケの雄は大きな雌に対してより多く放精していることが示され、雄は大きさに合わせて放精量を調整していることが示唆された。行動生態学・産卵中のシロザケから直接精子を採取する方法を確立した。・本研究計画で提唱していたシロザケの精子の節約を実証した。・国内・国際学会でそれぞれ1回ずつ発表を行った。また、国際学会で発表予定である。・今後、分子生物的手法を用いて父性判定を行い、本州の繁殖成功について詳細に解析する予定である。・これまで使用していたデータロガーよりもさらに長期間記録が可能なタイプのデータロガーを開発し、複数の個体間が存在する状況でデータを取得する予定である。当初計画していた、長期記録可能なデータロガーが見積もり額よりも安く購入することができたため。実験の過程で、データロガーの紛失してしまったため(実験魚が増水により逃げ出してしまった)、追加でデータロガーを購入する予定である。