hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
腎臓特異的有機アニオントランスポーターSLCO4C1の輸送特性解析

本研究では、SLCO4C1の新規輸送基質の探索およびヒト培養腎細胞HK-2におけるSLCO4C1の寄与について評価した。その結果、SLCO4C1はキノリン酸やインドール-3-酢酸などの一部の尿毒症物質を輸送基質とすることが明らかとなった。さらに、ジゴキシンやウアバインなどの強心配糖体の腎排泄過程において重要な役割を担っていることが明らかとなった。SLCO4C1は、ヒトにおいて腎臓で機能している唯一のSLCO(OATP)ファミリーのメンバーであり、強心配糖体、甲状腺ホルモン、メトトレキサートなどの輸送に関わっている。近年、SLCO4C1トランスジェニックラットを用いた検討結果で、SLCO4C1が尿毒症物質の排泄に関与し、血圧上昇を抑える可能性が示唆されている。しかしながら、SLCO4C1の機能解析はあまり進んでおらず、薬物動態学的意義あるいは病態生理学的意義の解明に結びつく直接のエビデンスが欠如していた。そこで本研究では、SLCO4C1の新規輸送基質の探索およびヒト培養腎細胞HK-2におけるSLCO4C1の寄与について評価した。これまでに、種々の尿毒症物質がSLCO4C1の輸送基質となることが推察されていることに関して、それら化合物のSLCO4C1発現細胞における取り込みを評価することとした。キノリン酸、インドール-3-酢酸についての取り込み評価を行ったところ、SLCO4C1発現細胞における優位な取り込みが観察された。続いて、ヒト近位尿細管由来HK-2細胞におけるジゴキシン取り込みに関して、SLCO4C1の寄与を検討した。ジゴキシン取り込みは、ウアバインの添加により25%まで取り込みが低下した。また、経細胞輸送実験を行ったところ、ジゴキシン、ウアバインともにSLCO4C1を介した側底膜輸送過程が重要であることが示された。以上の結果より、SLCO4C1は一部の尿毒症物質を輸送基質とすることが明らかとなった。SLCO4C1は、強心配糖体、甲状腺ホルモン、メトトレキサートなどの輸送に関わる腎臓特異的に発現する有機アニオントランスポーターである。しかしながら、SLCO4C1の機能解析はあまり進んでおらず、薬物動態学的意義あるいは病態生理学的意義の解明に結びつく直接のエビデンスが欠如している。そこで本研究では、SLCO4C1の新規輸送基質の探索や輸送メカニズムに関する詳細な輸送特性解析を進めている。候補化合物は、RI化合物として提供されていないものが多いため、細胞内に取り込まれた化合物の測定は、HPLCあるいはLC/MS/MSを用いて行う必要がある。現在キノリン酸を含む数種の尿毒症物質について、LC/MS/MSによる評価系を構築中である。また、RI化合物が市販されているインドール-3-酢酸についての取り込み評価を行ったところ、SLCO4C1発現細胞における優位な取り込みが観察された。今後、他の尿毒症物質の輸送について検討するとともに、腎尿細管における尿毒症物質の排泄に関わるSLCO4C1の寄与について検討する必要がある。SLCO4C1の機能解析に必須である発現系の輸送活性が不安定であり、発現系の再構築も同時に進めている。安定した発現系を使用することが可能になれば、平成23年度検討予定で進行が遅れていた同時基質輸送の検討や新規基質の探索の検討の遅れを取り戻すとともに、平成24年度計画にも支障をきたすことはないと考えている。動物を用いた検討に関しても、現在構築している強心配糖体の測定系が確立した地点で、in vivoにおけるSlco4c1の関与に関する検討をすぐ行える状態である。平成24年度においては、平成23年度に引き続きSLCO4C1の新規輸送基質の探索を行うとともに、さらに、SLCO4C1の輸送機能特性の詳細ついて検討する。SLCO4C1変異導入細胞を用いた輸送機能解析やSlco4c1発現変動時における薬物動態評価を行い、SLCO4C1の薬物動態学的あるいは病態生理学的意義の解明を目指す。SLCO4C1変異導入細胞を用いた輸送機能解析については、データベースに登録されている変異または膜貫通部位に存在する酸性あるいは塩基性アミノ酸に変異を導入したSLCO4C1 cDNAコンストラクトを作成し、それらの発現細胞系にて輸送評価を行う。Slco4c

1発現変動時における薬物動態評価は、これまでに腎障害モデルラットにおいてSlco4c1の発現が減少すること、またスタチン投与によって発現の上昇が認められていることから、これらのSlco4c1発現変動時における基質薬物(ジゴキシンなど)の体内動態解析を行う。腎取り込みクリアランスおよび腎クリアランス(あるいは腎クリアランス/全身クリアランス比)を評価し、Slco4c1発現量が基質薬物の体内動態に与える影響を評価する。平成23年度に実施した動物実験に必要であった消耗品の支払に使用する。
ヒト白血病細胞における対立遺伝子欠如に関する研究

染色体欠失にともなう遺伝子の量的減少が発癌にかかわるメカニズムを解明する目的で,染色体欠失を有し対立遺伝子欠如が推定される白血病細胞を細胞遺伝学的にスクリーニングし,それらの細胞を用いて,分子生物学的検討を行なった.1.5qーを有する造血器腫瘍におけるcーfms遺伝子の検討5qーおよびー5を有する骨髄異形成症候群(MDS)3例,急性骨髄性白血病(AML)1例,5qーを有するリンパ系樹立細胞株2株についてcーfms遺伝子量を検討した結果, MDS,AMLにおいてはcーfmsの半量化がみられたが,リンパ系樹立細胞株では半量化はみられなかった.cーfmsがCSFー1受容体をノードをしていることより,骨髄系細胞の白血病発生にはcーfms対立遺伝子欠如が何らかの形で関与していることが示唆されたが,これが単に遺伝子量減少によるものなのか,あるいはhemizygosityによる残存する対立遺伝子の突然変異によるものなのかは,今後の検討が必要と考えられる.2.6qーを有する造血器腫瘍におけるcーmyb遺伝子の検討6qーを有するT細胞性白血病細胞株(PEER,MOLTー4)および両形質性白血病細胞(ML細胞)においてcーmybについて検討した結果,染色体欠失に伴なうcーmybの欠失は認められず,欠失染色体部位にcーmybはマップされていないことが示唆された.さらにcーmybの発現は染色体変化よりも細胞系列との関係が深いことが明らかになった.以上の通り,欠如型染色体変化を有する白血病細胞において,その発癌メカニズムは多様性を示し,このことは対立遺伝子欠如を論じる上で重要な知見と考えられる.染色体欠失にともなう遺伝子の量的減少が発癌にかかわるメカニズムを解明する目的で,染色体欠失を有し対立遺伝子欠如が推定される白血病細胞を細胞遺伝学的にスクリーニングし,それらの細胞を用いて,分子生物学的検討を行なった.1.5qーを有する造血器腫瘍におけるcーfms遺伝子の検討5qーおよびー5を有する骨髄異形成症候群(MDS)3例,急性骨髄性白血病(AML)1例,5qーを有するリンパ系樹立細胞株2株についてcーfms遺伝子量を検討した結果, MDS,AMLにおいてはcーfmsの半量化がみられたが,リンパ系樹立細胞株では半量化はみられなかった.cーfmsがCSFー1受容体をノードをしていることより,骨髄系細胞の白血病発生にはcーfms対立遺伝子欠如が何らかの形で関与していることが示唆されたが,これが単に遺伝子量減少によるものなのか,あるいはhemizygosityによる残存する対立遺伝子の突然変異によるものなのかは,今後の検討が必要と考えられる.2.6qーを有する造血器腫瘍におけるcーmyb遺伝子の検討6qーを有するT細胞性白血病細胞株(PEER,MOLTー4)および両形質性白血病細胞(ML細胞)においてcーmybについて検討した結果,染色体欠失に伴なうcーmybの欠失は認められず,欠失染色体部位にcーmybはマップされていないことが示唆された.さらにcーmybの発現は染色体変化よりも細胞系列との関係が深いことが明らかになった.以上の通り,欠如型染色体変化を有する白血病細胞において,その発癌メカニズムは多様性を示し,このことは対立遺伝子欠如を論じる上で重要な知見と考えられる.
熟練オペレータの思考プロセスに基づくデータ指向型制御系の設計

本研究では,熟練オペレータのパラメータ調整プロセスをデータ指向型制御系設計の観点から明らかにし,制御分野で指摘されている理論と応用のギャップを埋める一制御系設計法を示すことを目的として研究を行った。研究成果として1エキスパート制御系の設計手法の確立,2相関係数を用いたデータ駆動型制御系設計手法の提案があげられる。これらの成果は計4回の学会発表で発表を行い,内2件で学会発表賞を受賞した。さらに,現在2本の論文を投稿中であり,すでに1件が条件付採録との判定を受けている。本研究の目的は,熟練オペレータのパラメータ調整プロセスをデータ指向型制御系設計の観点から明らかにし,制御分野で指摘されている理論と応用のギャップを埋める一制御系設計法を示すことである。26年度の研究における実績は主に以下の点である。I.実験装置の開発:本研究では,産業現場における熟練者技を対象としている。したがって,研究においては産業装置を模擬したような実験装置によるデータの取得が必須となる。26年度の研究では,熱プロセスのひとつである射出成型機を模擬した実験装置を製作し,熟練者技能データを取得する準備を整えた。II.エキスパート制御系の提案:複数の熟練者による操業データをデータベースに蓄積し,その技能をPID制御器の制御パラメータとして表現するエキスパート制御系を提案した。また,本研究の成果を2014年12月に開催された電気学会の制御研究会において「操業データに基づくエキスパート制御系の設計に関する考察」と題して発表し,その研究成果が認められ,技術委員会奨励賞を受賞した。また,本研究成果について制御性能評価に基づく熟練者技能の評価法についても考察を行い,2015年5月にマレーシアにて開催予定のThe 10th Asian Control Conference 2015 (ASCC 2015)でも発表を行う予定である。III:熟練者の思考プロセスを評価するための手法に関する文献調査本研究では,熟練技術者が制御パラメータを調整する際,「取得されたデータのどの項目に基づきパラメータ調整をしているのか?」について明らかにすることを目的としている。その際,相関解析等の手法が有効であると考えられるため,主成分分析やMTシステムに関する文献調査を行った。本研究では,熟練オペレータのパラメータ調整プロセスをデータ指向型制御系設計の観点から明らかにし,制御分野で指摘されている理論と応用のギャップを埋める一制御系設計法を示すことである。27年度の研究における実績は以下の通りである。I:エキスパート制御系の設計手法の確立:複数の熟練者による操業データをデータベースに蓄積し,これらの技能をPID制御器として表現し,さらに要求者の制御仕様に応じて,これらのPIDパラメータを変更するエキスパート制御系の設計手法を確立し,国際会議や電気学会主催の研究会で発表するとともに,これらの内容をまとめて,現在,国際学術誌に投稿中である。II:相関係数を用いたデータ駆動型制御系設計手法の提案:熟練オペレータのパラメータ調整プロセスを明らかにするにあたり,データベースに蓄えられた大量のセンサ情報の中から,熟練者がPIDパラメータを決定するために必要な情報のみを抽出する必要があった。この抽出アルゴリズムを確立するための研究として,相関係数を用いた新しいデータ抽出アルゴリズムを提案し,従来のデータ駆動型制御系設計において,制御系設計に必要なデータのみが抽出され,制御性能が改善されることを示した。本研究成果も,現在,国際学術誌に投稿予定である。当初は,26年度に実験装置が完成し熟練者データの取得に取り掛かる予定であったが,一部実験装置の設計に問題が発生し,現在,その修正作業を行っているところである。一方,理論構築についてはエキスパート制御系の設計法について考察が進んでおり,多少,研究計画とは前後はしているものの予定通り研究が進んでいる。27年度が最終年度であるため、記入しない。制御工学今後の研究を進めるにあたっては,I.実験装置の修正,2提案アルゴリズムの実装化,3熟練者の思考プロセスの分析,4学会発表および論文執筆を中心として研究を進める。具体的には以下のとおりである。I.実験装置の修正:昨年度,熟練者技能を評価する実験装置を作成したが装置の動作にいくつかの不具合が発生している。この不具合を解決し,早急に熟練者データを取得できるようにする。II.提案アルゴリズムの実装化:前年度の研究において,複数熟練者の技能データからPID制御系を構築する「エキスパート制御系」を提案し,シミュレーションにおいてその有効性について検証を行った。本年度ではこのアルゴリズムを実装し,実験装置によってその有効性を検証する。III.熟練者の思考プロセスの分析:実験の際に得られたデータを基に,熟練者がどのようにPIDパラメータ調整を行っているかについて相関解析に基づく分析を行い,熟練技術者の思考プロセスについて定量的に評価を行う。IV.学会発表および論文執筆:これまでの成果について,国内外にて学会発表を行うとともに,学会にて得られた意見などを踏まえて論文を執筆し学会誌への投稿を行う。
全身性強皮症における抗MMP-1抗体、抗MMP-3抗体について

Human recombinant MMP-1,MMP-3を用いたELISA法により、全身性強皮症(以下SSc)血清中の抗MMP-1抗体価および抗MMP-3抗体価の経時的変化を評価した。抗MMP-1抗体価は、全経過を通じて変化することはなかった。抗MMP-3抗体価は、病初期高値を示し、経時的に低下する傾向が認められた。しかし、経過中肺線維症の増悪など病勢の増悪を認めた例においても病勢増悪を反映するような抗体価の再上昇は認められなかった。また、間質性肺炎のマーカーとして知られているKL-6,SP-Dの値との相関も認められなかった。皮膚硬化の指標であるmodified Rodnan total skin thickness scoreは経時的に低下しており、有意ではないが、抗体価と皮膚硬化は正の相関を示す傾向が認められた。炎症の程度を表すCRPなどの値と抗体価の間に相関はなかった。抗topoisomerase-1抗体などその他の自己抗体の抗体価とも相関を示さなかった。従って、抗MMP-1抗体価は経時的変化を示さず、抗MMP-3抗体価は経時的に低下する傾向が認められた。しかし、後者も病勢に比例して上昇する傾向は認められなかった。従って、抗MMP-3抗体は病初期に何らかの形で病態形成に関与している可能性が考えられた。1.Human recombinant MMP-1,MMP-3を用いたELISAにより、全身性強皮症(以下SSc)患者血清中に抗MMP-1抗体、抗MMP-3抗体が検出された。IgG型抗MMP-1抗体は同抗体は健常人と比較して有意に高値であったが、同じ傾向は全身性エリテマトーデスや皮膚筋炎では認められなかった。IgG型抗MMP-1抗体はdiffuse cutaneous型SSc患者において、limited cutaneous型SSc患者と比較して有意に高値であった。さらにIgG型抗MMP-1抗体値は、皮膚・肺・腎臓の血管における線維化の程度と有意に相関した。IgG型抗MMP-3抗体はSSc患者で有意に高値を示したが、全身性エリテマトーデス、皮膚筋炎患者では正常であった。また、IgC型およびIgM型抗MMP-3抗体は、diffuse cutaneous型SScでlimited cutaneous型SSc患者に比較して高値であった。IgG型、IgM型抗MMP-3抗体値はともに皮膚・肺・腎臓の血管における線維化の程度と相関した。3.抗MMP-1抗体、抗MMP-3抗体が陽性の患者血清から抽出したIgGは、それぞれMMP-1活性、MMP-3活性を阻害した。以上により、抗MMP-1抗体はMMP-1活性を、抗MMP-3抗体はMMP-3活性を阻害することにより細胞質外マトリックスのターンオーバーが減少し、線維化に関与している可能性が示唆された。
制約充足問題に対するアルゴリズムの深化と新展開

制約充足問題は様々な分野に現れる普遍的な組合せ問題である.制約充足問題は,その表現能力によって様々な問題のクラスに分類することができる.線形計画法や和積形論理式の充足可能性問題(SAT)はそのようなクラスの例である.本課題では「どのクラスに対して効率の良いアルゴリズムが存在するか」という,アルゴリズム理論・計算理論における基本的な疑問の解決を目指す.具体的には,制約充足問題の種々のクラスに対する(1)効率の良いアルゴリズムの設計と解析,および(2)計算困難性の証明,に取り組み,それらの帰結として疑問の解決に接近する.以下に本年度の主要な成果を述べる.回路の充足可能性問題とは入力として(組合せ)論理回路が与えられた時に回路が真を出力するような変数への真偽値割当が存在するかどうかを判定する問題である.この問題は代表的なNP困難問題であり入力サイズの多項式の時間で解くことができないと信じられている.さらに入力として与えられる回路に制限がない場合は総当たり探索より高速なアルゴリズムが知られていない.本研究では二段回路で出力に近い素子が重み付対称関数(排他的論理和や多数決の一般化)を計算し入力に近い素子が論理積を計算するようなものを扱い総当たり探索より高速なアルゴリズムを開発した.上記のような回路の充足可能性問題は最大充足可能性問題を含む一般性のある問題であることに注意されたい.さらに,アルゴリズムを拡張して,定数段数の回路で重み付対称関数を計算する素子の数が限定されているものに対して同様の結果を得た.研究実績の概要で述べた成果はJournal of Computer and System Sciences誌に採録が決定している.それ以外にも制約充足問題に対する厳密アルゴリズムおよび近似アルゴリズムに関する成果がそれぞれTheor. Comput. Sci.誌およびACM Trans. Algorithms誌から出版されている.また1件の成果について論文が投稿済みである.引き続き制約充足問題の種々のクラスに対する効率の良いアルゴリズムの設計と解析および計算困難性の証明に取り組む.研究実績の概要および現在までの進捗状況で述べた以外にも制約充足問題に対する厳密アルゴリズムに関する成果を2件得ている.これらを速やかに論文にまとめて投稿する.制約充足問題は様々な分野に現れる普遍的な組合せ問題である.制約充足問題は,その表現能力によって様々な問題のクラスに分類することができる.線形計画法や和積形論理式の充足可能性問題(SAT)はそのようなクラスの例である.本課題では「どのクラスに対して効率の良いアルゴリズムが存在するか」という,アルゴリズム理論・計算理論における基本的な疑問の解決を目指す.具体的には,制約充足問題の種々のクラスに対する(1)効率の良いアルゴリズムの設計と解析,および(2)計算困難性の証明,に取り組み,それらの帰結として疑問の解決に接近する.以下に本年度の主要な成果を述べる.回路の充足可能性問題とは入力として(組合せ)論理回路が与えられた時に回路が真を出力するような変数への真偽値割当が存在するかどうかを判定する問題である.この問題は代表的なNP困難問題であり入力サイズの多項式の時間で解くことができないと信じられている.さらに入力として与えられる回路に制限がない場合は総当たり探索より高速なアルゴリズムが知られていない.本研究では二段回路で出力に近い素子が重み付対称関数(排他的論理和や多数決の一般化)を計算し入力に近い素子が論理積を計算するようなものを扱い総当たり探索より高速なアルゴリズムを開発した.上記のような回路の充足可能性問題は最大充足可能性問題を含む一般性のある問題であることに注意されたい.さらに,アルゴリズムを拡張して,定数段数の回路で重み付対称関数を計算する素子の数が限定されているものに対して同様の結果を得た.研究実績の概要で述べた成果はJournal of Computer and System Sciences誌に採録が決定している.それ以外にも制約充足問題に対する厳密アルゴリズムおよび近似アルゴリズムに関する成果がそれぞれTheor. Comput. Sci.誌およびACM Trans. Algorithms誌から出版されている.また1件の成果について論文が投稿済みである.引き続き制約充足問題の種々のクラスに対する効率の良いアルゴリズムの設計と解析および計算困難性の証明に取り組む.研究実績の概要および現在までの進捗状況で述べた以外にも制約充足問題に対する厳密アルゴリズムに関する成果を2件得ている.これらを速やかに論文にまとめて投稿する.当初考えていた国際会議とは別のところに論文を投稿することになったため旅費の使用時期が変わった.
死・葬送・墓・祖先信仰をめぐる現代的課題についての調査研究

本研究は平成6年度から平成8年度までの3年間にわたって行った。調査地域ごとに死と葬送儀礼、家と先祖認識、仏壇と位牌、墓地と石塔、葬儀の役割分担などについての調査を行い多くの成果を得た。その一部を示すと以下のとおりである。従来の葬送の民俗をめぐる研究は儀礼中心の立場と社会関係中心の立場との二つの分かれており同じ葬儀を対象としながらもその分析は一面的であった。しかし、このたびの調査研究によって新しい研究視角を確保することができた。それはとくに葬送儀礼の執行の上での血縁(家族・親族)、地縁(村落社会)、無縁(僧などの宗教者・葬祭業者)の三者の作業分担をめぐる地域差の発見とその意味についてである。広島県山県郡千代田町のように近隣集団が葬儀の中心的な作業を最初から最後まで執行し、家族と親族は一切手出しせずに死者に付き添うのみという事例、山口県豊浦郡豊北町のように死亡当日の第一日目だけは葬儀の準備をすべて家族と親族とで行い、二日目から近隣集団が葬儀の中心的な役割を分担するという事例、福井県敦賀市および三方郡美浜町のように近隣集団がほとんど親戚関係にあり他人がいないような村の場合、棺担ぎや埋葬などの役を行うために親戚の中からとくに「他人を作る」という方法をとっている事例、岩手県下閉伊郡岩泉町のように葬儀の作業の主要な部分はすべて家族、親族が担当し近隣集団には補助的な役割だけを頼むという事例、などがあるが、とくに葬儀の執行主体が家族と親族であるという事例の存在は古代中世の記録にみえるところとも共通している。これは葬儀の歴史の上で近世社会における近隣組織の発達と相互扶助の慣行の浸透により葬儀の執行主体が血縁から地縁へという変化が各地で起こったのではないかということを推定させる。民俗の地域差が歴史を反映している可能性があるのである。この成果を基に文献と民俗の双方からの検証を現在進めている。平成6年度は、広島県山県郡千代田町、高知県安芸郡馬路村、大分県南海部郡米水津村、の三地域で、死と葬送儀礼、家と先祖認識、仏壇と位牌、墓地の調査を行った。広島県山県郡千代田町は俗に「安芸門徒」といわれるように浄土真宗の信仰の強い地域のなかにある。阿弥陀仏への絶対帰依を説き、諸々の雑行を捨てよと説く浄土真宗の教義が僧たちによって説き続けられ、その影響と思われる民俗が伝えられている一方で、必ずしも教義の通りには行われていない様々な民俗も伝えられていることが確認された。たとえば、浄土真宗の影響としては、位牌を作らない、火葬が伝統的である、死者供養を教義上は否定している、などである。しかし、死者供養を教義上は否定しても、盆の墓参はさかんに行われるなど、死者供養の観念と儀礼は根強く存在している。高知県安芸郡馬路村では、『土佐国安芸郡馬路村風土取縮差出控』という近世の地誌の記事の分析と現行の民俗の比較調査を試みた。馬路村は田地の少ない山村であるが、棺の装飾や埋葬墓地の新墓の作り方など現在も近世の地誌に記されているのとほとんど同じ葬送儀礼が伝承されていることが判明した。日本各地で、1960年以降の生活変化が、多くの民俗を変容または消滅させている中で、この地域に古い伝承が残っている理由についても、今後追跡して行く予定である。大分県南海部郡米水津村は、豊後水道に面下漁村である。近年まで村内婚が卓越していた地域である。

海岸の漁村特有と思われる儀礼も少なからず確認された。たとえば、死者が出るとすぐに浜辺に行き石を拾ってきて死者の枕元に置き枕石と呼ぶ。この石は死者とともに墓地に運ばれ墓地の目印となる。仏教式の石塔とは系譜を異にする死者の石である。以上、三つの地域それぞれに興味深い民俗が確認されてきている。平成7年度は、福井県敦賀市および三方郡美浜町、山口県豊浦郡豊北町、岩手県下閉伊郡岩泉町の三地域で、死と葬送儀礼、家と先祖認識、葬儀の役割分担などについての調査を行った。福井県敦賀市および三方郡美浜町では、家族、親族、近隣集団などによる葬儀の作業分担の上で近隣集団の中に親戚がある場合、作業を分担する家数を確保するために親戚の中からも「他人を作る」という方法をとるなどという興味深い事例がみられた。近隣集団つまり他人が分担するはずの作業を親族が仮に他人となることによって担当するものである。今後も調査を続行する予定である。山口県豊浦郡豊北町では、死亡当日の第一日目だけは葬儀の準備をすべて家族と親族とが行い、近隣集団が関与しない事例がみられた。この地域は、平成6年度に調査した広島県山県郡千代田町と連なる同じ浄土真宗の門徒の卓越した地域で、同じく講中と呼ばれる近隣集団が発達した地域でありながら、千代田町ではあたりと呼ばれる近隣集団と講中と呼ばれる比較的大きな近隣集団とが最初から最後まで葬儀を執行し、家族、親族は死者に付き添うのみという形であるのに対し、豊北町では最初の日だけは家族、親族が作業を行い、近隣集団は手を出さないという差異がみられる。その意味について今後検証していく予定である。岩手県下閉伊郡岩泉町では、葬儀の作業の重要な部分を家族、親族が担当するという事例が多く確認できた。東北地方では南部の宮城県などでは契約講と呼ばれる近隣集団が葬儀の執行主体となることが知られているが、筆者の調査によれば岩手県などでは家族、親族が葬儀の執行主体となる事例が多い。その差異のもつ意味について今後検証していく予定である。平成8年度は、過去2年間にわたって調査した調査資料の整理と研究報告作成のための再調査を行った。とくに、死者を送る葬送儀礼における役割分担の地域差の存在に注目し、山口県豊浦郡豊北町、広島県山県郡千代田町、福井県敦賀市および三方郡美浜町、岩手県下閉伊郡岩泉町のデータを中心に整理と補充とを実施した。そして、奈良県の大和高原の事例をも調査対象に加え、死が地域社会ごとにどのように受容されているのか、とくに血縁(家族・親族)、地縁(村落社会)、無縁(僧などの宗教者・葬祭業者)の三者による作業分担の地域差に注目した。そして、近年の村落生活の変容の中でそれぞれ伝統的な習俗がどのように変化してきているのかを追跡した。
当事者・家族・支援者・研究者関係の変容：精神障害をめぐる社会関係の概念分析

現在の日本の精神医療は、地域生活支援への重心の移動や、当事者とその家族によるピア・サポートの広がり、さらには当事者研究の進展などに見られるように、大きな変化を経験しつつある。本研究の目的は、こうした精神医療をめぐる変化を支援実践のあり方のなかに確認することである。この目的のもと、精神障害にかかわる困難とその支援方法について、当事者と家族、ピア・サポーター、専門的支援者等の立場の異なる者たちによる認識の差異やそれをめぐる対立と交渉を実践の組織のあり方として具体的に捉えることが、この研究の課題である。以上にもとづき、平成30年度には次の4点を実施した。(1)各種支援組織を対象とした支援実践の見学と関係者への聞き取りを実施した。対象としたのは精神障害者の当事者研究組織とひきこもりの支援組織である。障害や困難の内容の多様性に応じて支援内容と方法、課題に大きな相違があることが確認できた。(2)第15回当事者研究全国交流集会(平成30年度10月7日於愛知淑徳大学長久手キャンパス)にて、教育を対象とした当事者研究をめぐるシンポジウムを開催した。講師:河野哲也氏(立教大学文学部教授)、登壇者:安本晃氏、司会:安本志帆氏、参加者約50名。(3)ひきこもりの当事者と専門的支援者、家族を対象とした支援実践場面(エンカウンター・グループ場面)の収録。全3日間、21時間の収録を行った。(4)精神障害者をめぐる支援実践をめぐる分析。支援実践場面について、とくに障害に関わる困難を主題する捉え直しの相互行為的構造について分析を行った。これを通じ、病者や障害者個人に問題に焦点を当てる「医学モデル」の多様な用法のあり方を明らかにした。各種支援組織への見学と聞き取りを行い、これにもとづいて支援実践場面の収録を行うことができた。この収録データにもとづき、本研究の具体的課題である、精神障害をめぐる支援実践における障害理解の相違とそれをめぐる対立・交渉の組織方法を分析・解明することができると考えている。得られた収録データの分析を進め、精神障害をめぐる支援実践における障害観の相違とそれをめぐる対立・交渉の組織方法を分析・解明を行い、その成果を公表する。本研究の目的は、この精神障害をめぐる社会関係の大きな変化とそれに伴う問題を、各種の支援実践(医療的ケア、ピア・サポート、当事者研究)場面の収録データの分析を通じ、実践の組織レベルにおいて解明することである。解明の焦点となるのは、精神障害とその治療、回復をめぐって存在する複数の理解の仕方が織りなす、対立と葛藤を含む相互関係である。したがって本研究の具体的課題は、実際の支援実践のなかにおいてこの相互関係がどう出現し、どう対処されていくのかを分析的に解明し、これを踏まえた支援技法のための提言を作成することとなる。以上の研究目的にもとづき、平成29年度には次の3点を実施した。(1)各種支援実践の見学と関係者へのインフォーマルな聞き取りを実施し、調査対象を確定するとともに倫理的配慮方法について検討を行った。(2)見学と聞き取りにもとづき既存のデータを再分析することにより、ピア・サポートや当事者研究にしばしば見られる相互行為の形式(困難経験そのものでなく、その意味を主題にする相互行為の形式)を明らかにした。(3)精神障害の当事者が構築してきた社会的ネットワークと知識が、精神医療保健福祉の専門的な支援実践に対してもつ含意について検討を行った。各種の支援実践の見学と関係者へのインフォーマルな聞き取りを行うことができ、また関係者から調査協力への内諾を得ることができた。これに加え、この調査分析にとって背景となる論点を、歴史的資料および相互行為データの分析を通じて明らかにすることができた。

各種支援組織への見学と聞き取りを行い、これにもとづいて支援実践場面の収録を行うことができた。この収録データにもとづき、本研究の具体的課題である、精神障害をめぐる支援実践における障害理解の相違とそれをめぐる対立・交渉の組織方法を分析・解明することができると考えている。調査対象となった支援実践(医療的ケアとピア・サポート、当事者研究)について収録を行い、収録データをもとに支援実践における相互行為の構造について分析を進める。得られた収録データの分析を進め、精神障害をめぐる支援実践における障害観の相違とそれをめぐる対立・交渉の組織方法を分析・解明を行い、その成果を公表する。フィールドワークと収録の件数が当初の予定よりも少なかったために、次年度使用額が生じた。次年度使用額については、平成30年度におけるフィールドワークと収録およびデータ分析の作業に充てる。フィールドワークの件数が予定よりも少なかったために次年度使用額が生じた。これについては、次年度のデータ分析の作業に当てる。
食の安全・安心をめざす糸状菌の菌糸干渉現象を利用したバイオ農薬の創製

安全・安心な食糧を供給するために、無農薬で農作物を生産することへの要望が高まって、植物病原菌に対する拮抗微生物を利用したバイオ農薬を用いる方法が注目されてきている。従来の方法は、拮抗微生物として細菌を用い、その細菌が病原菌に対する抑制物質を生産するという作用メカニズムを利用していた。本研究では、抑制物質を生産せず、病原性糸状菌の働きを菌糸干渉のメカニズムで抑制する糸状菌GM-21株をバイオ農薬とした植物病害抑制効果について検討した。まず、GM-21株の抗菌スペクトルについて検討したところ、チンゲンサイ尻腐病、レタスすそ枯病、およびシバ葉腐病の病原菌であるRhizoctonia solaniに対して強い抑制効果があり、メロンつる割病、およびトマト根腐萎凋病を引き起こすFusarium oxysporumに対する抑制効果も持つことが確かめられた。次に、植物試験をおこなうにあたり、病原菌懸濁液の作製法、および土壌への接種量などを検討し、再現性よく定量的な結果を得ることのできる植物試験をおこなうための手法を検討した。保存にともない低下する病原性の回復のためには、病原菌を滅菌したチンゲンサイに接種して植物体内で前培養することがよいこと、均一な病原菌懸濁液の調整のためにホモジナイザーによる処理が有効であること、および、一旦、種子を発芽させた苗を用いる方法で再現性が高くなることを見出し、新たな植物試験法を開発した。引き続いて、植物環境試験装置を用いて植物病害防除効果を検討しGM-21株の顕著な効果を確認した。なお、GM-21株を接種した機能性コンポストは、抑制菌が高濃度に存在するだけでは不十分で、基質中の有機物が分解されているかが抑制効果を発揮するのに大きく影響するということを明らかにした。
特異な立体配置を有する高活性結合を基軸とした高周期14族元素化合物の創製

特異な立体配置を有する高活性結合を持つ化合物としてビシクロ[1.1.0]ブト-1(2)-エンのケイ素類縁体を塩基配位による安定化で合成単離することに成功した。Lewis酸との反応や量子化学計算により、この分子がホモシクロプロペニリウムとアニオンを伴った双性イオン的寄与の大きい構造であることを突き止め、ビシクロ[1.1.0]ブト-1(2)-エン骨格の構造の詳細を明らかにした。関連して、反転した立体配置の単結合を持つケイ素化合物である1,3-ジシラビシクロ[1.1.0]ブタンの詳細な生成機構やカルボニル化合物の反応を明らかにした。また、新規かご状シロキサンの簡便な合成法と官能基化を開発した。(i)反転σ結合を共役系の単位とする分子系の構築本項目では反転σ結合同士が連結された鎖状共役分子の合成および分子構造、電子状態と反応性を解明することを目的とした。ケイ素ーケイ素反転σ結合を橋頭位間に持つ1,3-ジシラビシクロブタンを出発原料として、この1,3-ジシラビシクロブタン同士が橋頭位で直接連結された二量体化合物の合成に成功した。紫外可視吸収スペクトルや理論計算による検討の結果、この二量体化合物の橋頭位ケイ素ーケイ素結合間に顕著な相互作用があることを見出した。また、この化合物は低温では安定だが、室温では徐々に異性化し、分子内にケイ素ー炭素二重結合を持つ構造異性体を与えることを見出した。また、1,3-ジシラビシクロブタンをユニットとする共役系の新たな合成前駆体として、橋頭位がアニオン化された1,3-ジシラビシクロブタンの合成に成功した。(ii)特異な立体配置を有する結合を持つ高周期14族化合物の創出本項目では特異な立体配置を有する高活性結合を持つ分子を安定化合物として合成し、それらの基礎的性質を明らかにすることを目的とした。3つの三員環が縮環した構造を持つトリシクロペンタシランの熱反応により、これまで安定化合物として合成例のないビシクロ[1.1.0]ブト-1(2)-エン(ビシクロ[1.1.0]ブタン骨格内に二重結合を併せ持つ化合物)のケイ素類縁体が生成することを、その二量体の生成および捕捉反応により明らかにした。またビシクロ[1.1.0]ブト-1(3)-エンのケイ素類縁体を安定化合物として合成単離し、その分子構造を明らかにした。また、関連して歪んだ構造を持つシクロプロパンイミンのケイ素類縁体の熱異性化でケイ素ー炭素二重結合を持つジシラメチレンアジリジンを与えることを見出した。(i)反転σ結合を共役系の単位とする分子系の構築前年度合成に成功した1,3-ジシラビシクロブタン同士が橋頭位で直接連結された共役二量体化合物が紫外可視吸収スペクトルにおいて顕著な温度依存性を示すことを見出し、溶液中温度に依存し容易に構造変化することが示唆された。またアルコールとの反応では1,3-ジシラビシクロブタンの架橋ケイ素ーケイ素結合部分にそれぞれアルコールが付加した生成物が得られることを見出し、この共役二量体のケイ素ーケイ素が高い反応性を示すことを見出した。また、種々の嵩高さのシリル基を橋頭位に持つ1,3-ジシラビシクロブタン誘導体を合成し、置換基の嵩高さで橋頭位ケイ素ーケイ素結合の構造が変化することを見出した。これまで安定化合物として合成例のないビシクロ[1.1.0]ブト-1(2)-エンのケイ素類縁体(テトラシラビシクロ[1.1.0]ブト-1(2)-エン)を塩基で安定化された形で安定化合物として合成単離することに成功した。そして、X線構造解析および量子化学計算から、この分子はビシクロ[1.1.0]ブタン骨格に極めて歪んだ二重結合をあわせ持つ構造ではなく、ホモシクロプロペニリウムカチオンとアニオンからなる双性イオン構造を持つことを明らかにした。またテトラシラビシクロ[1.1.0]ブト-1(2)-エンが溶液中で骨格異性体との平衡にあることも見出した。ビシクロ[1.1.0]ブト-1(2)-エンは高度に歪んだ二重結合をもつ分子として理論的に研究されてきたが、実験的には観測されおらず、本研究によりビシクロ[1.1.0]ブト-1(2)-エン骨格の構造と電子状態が初めて明らかになった。(i)反転σ結合を共役系の単位とする分子系の構築反転σ結合をもつ1,3-ジシラビシクロ[1.1.0]ブタンを共役単位とする分子が合成可能であること、反転σ結合同士が共役することを見出し、さらに共役系構築のための有用なビルディングブロックとして橋頭位がシリルアニオンになった1,3-ジシラビシクロ[1.1.0]ブタン誘導体が合成できており、順調に研究は進展している。(ii)特異な立体配置を有する結合を持つ高周期14族化合物の創出

これまで安定化合物として合成例のないビシクロ[1.1.0]ブト-1(2)-エンのケイ素類縁体を塩基で安定化された形で安定化合物として合成単離することに成功してきている。一方、前年度合成したテトラシラビシクロ[1.1.0]ブト-1(3)-エンは立体的に高度に保護されているため、その反応性は十分に明らかにできていないが、立体的により小さな誘導体を合成することで解決できる指針が立っており、この項目もおおむね順調に研究は進展している。前年度構造解析に成功したテトラシラビシクロ[1.1.0]ブト-1(2)-エン二量体の熱反応により、二種類の構造異性体、および骨格のケイ素原子が一つ減少した化合物が生成し、それらの分子構造を核磁気共鳴スペクトルおよびX線結晶構造解析を用いて明らかにした。生成した化合物には反転した立体配置をもつσ結合や、ケイ素ーケイ素二重結合など高活性な結合を含んでいた。このようなケイ素クラスター化合物の骨格構造変化については、単体ケイ素の気相中での成長反応に関連する反応として注目を集めているが、本研究の様にそれぞれの分子構造を精密に明らかにした例はほとんどない。橋頭位置換基としてトリイソプロピルシリル基をもち、橋頭位ケイ素間に反転σ結合をもたないジシラビシクロ[1.1.0]ブタンが、ベンゾフェノンや1,4-シクロヘキサジエンと反応性せず、反転σ結合を持つ誘導体と比べて反応性が低いことを見出した。また、この化合物は溶液中でその構造異性体である2,3-ジシラ-1,3-ブタジエンと平衡になることを見出した。含ケイ素ビシクロ[1.1.0]ブタン類の構造異性体の相対エネルギーは、橋頭位の置換基の立体的な嵩高さに依存し変化することが、理論的に予測されていたが、本研究により実験的に明らかにすることができた。また、高活性な反転σ結合を橋頭位ケイ素間に持つジシラビシクロ[1.1.0]ブタンと芳香族ケトンとの反応がラジカル中間体を経由して進行していることを実験および理論計算により明らかにした。特異な構造をもつテトラシラビシクロ[1.1.0]ブト-1(2)-エン二量体の熱反応の詳細を明らかにすることができ、このような高活性結合をもつ化合物の基本的な構造異性化反応を実験的に明らかにすることができた。また、反転σ結合と芳香族ケトンとの反応がラジカル中間体を経由して進行することを示唆する結果を得、更に反転σ結合をもたない1,3-ジシラ[1.1.0]ビシクロブタンとの反応の検討から反転σ結合をもつ誘導体との反応性の違いを見出した。このように、反転σ結合の反応性の本質を理解する上で重要な結果が得られてきており、当初想定していた検討を進めることができている。橋頭位が一方だけアニオン化された1,3-ジシラビシクロブタン誘導体が、対応する1,3-ジシリル-1,3-ジシラビシクロ[1.1.0]ブタンと2当量のリチウムで生成することを見出し、反転σ結合を共役系の単位とする分子系を構築するための新規1,3-ジシラビシクロ[1.1.0]ブタン誘導体の創出に成功した。X線結晶構造解析の結果、このアニオン種も反転した立体配置をもつケイ素を橋頭位に持つことを明らかにした。また、このリチウム還元反応機構を詳細に検討し、橋頭位にアニオンが生成するように環外のケイ素ーケイ素結合が選択的に切断されることを見出だした。反転σ結合を持つ1,3-ジシラビシクロブタンとテトラシアノエチレン(TCNE)との反応でジシラビシクロブタンとTCNEが2分子ずつ関与した特異な大環状化合物が生成することを見出した。同様な大環状化合物がテトラシアノキノジメタンとの反応性も生成した。1,3-ジシラビシクロブタンの橋頭位ケイ素ーケイ素σ結合と電子不足のπ電子系化合物との特異な反応性が確かめられた。
外国語教育のためのオンライン映像データベースの研究

当初計画していた「映像によるオンライン・オーラルコミュニケーション辞典」については、挨拶をはじめとした特定の表現を抽出してビデオ化し、授業での利用を試みようとしたが、前後関係を抜きにした映像は学生が「まねる」ためのモデルとしては十分に機能せず、授業でこれを応用した対話練習を構築することは難しいことが明らかになった。この失敗を踏まえ、ひとつのストーリーとしてまとまったビデオクリップをオンライン化して、授業での活用法について実験を行った。2年目から実施している「ビデオクリップを使った学習と対話表現のビデオ撮影、およびネット上でのフィードバック」の実験を、3年目からはLearning Management System "moodle"を活用して実施した。ネット上に用意したビデオを学生が見て表現を覚え、このビデオを基にして2人3人のグループでシナリオを作り、ビデオカメラで撮影する。撮影したビデオ映像はネット上に公開し、自己評価や、クラスメートからの評価を受ける。また学生は、毎回の学習内容や作業内容について「成果報告」や「日誌」のかたちで記録し、必要に応じて、教員やTAがコメントを加える。この実験授業の特徴は以下の3点である。・教材ビデオを見て覚えるだけでなく、自分の学習成果を撮影して記録に残し、それをクラス全体で吟味する。・「協同学習」の手法を取り入れることによるダイナミズムが生まれる。・授業中や課外での学習過程を、LMSを利用して個別にフォローする。今年度の研究では、マルチメディア教材やLMSと協同学習を組み合わせた創造的な課題追求型授業の可能性と、これまで受動的な利用が中心であったビデオ教材を創造的な授業に活用できることを明らかにできた。この手法の有効性と問題点を追求していくことが、今後の課題である。・外国語教育で活用するための映像データベースについて、今年度は特に映像データのデータ形式と配信方法、素材の準備、データベースのインターフェースについての検討を中心に行った。・素材の準備については以下の作業を行った。〓ドイツ語初級中級レベルの学習で必要となるコミュニケーションモデルの抽出のため、ビデオ教材の調査と教科書の調査分析を行っており、現在作業を進行中である。ビデオ教材は約40本、20時間分用意した。〓上記ビデオ教材からビデオクリップを作成するための準備を行った。・映像データをアーカイブし配信するためのプラットフォームについて調査、実験を行った。・データベースはFileMaker'Proを中心に数種のデータベースソフトを検討した。〓外国語教材用の映像データベースでは、映像だけでなくスクリプトなどのテキストデータも非常に重要な役割を持つ。従ってテキストデータを手軽に扱え、しかも強力な検索機能を備えているデータベースが必要であることが調査の過程で明らかになった。〓現在は、PukiWikiという多用途電子掲示板システムの応用を検討している。PukiWikiを利用して、テキストデータと映像データを自由に扱える、非常に柔軟な教材システムの構築を模索している。●外国語教育で活用するための映像データベースについて、今年度は配信方法とデータベースの構築、データベースのインターフェース、および外国語授業での映像データの活用方法についての調査研究を行った。●配信方法については、Real SystemとQuickTime Streaming Serverを利用して実験を行った。●データベースの構築については、当初FileMaker Proをベースにした独自開発やWikiと呼ばれるシステムを活用することを考えていたが、MySQLを利用したXoopsと呼ばれるコンテンツ・マネージメント・システムやMoodleというe-learningコースウェア作成のためのパッケージ、Zopeと呼ばれるアプリケーションサーバープログラムも対象に加えて、実際にサーバーを立ち上げて実験を行った。映像配信だけでなくe-learningやコースマネージメントにも対応できる形に発展させることも可能なこれらのシステムについては、今後も研究を進めていく。●データベースのインターフェースについては、上記各システムを活用する方向で各種モジュールの利用・改良等を行った。●外国語授業での活用については、用意した3分程度のビデオクリップ数本用意し、担当するドイツ語授業での利用を試みた。

ビデオクリップを見て理解し、その内容を自分たちの状況に合わせて変更し、その対話表現を練習してビデオに収録した。撮影したビデオはWebサーバーにアップし、電子掲示板などを用いてフィードバックを行った。発音や表現・語彙力について予想以上の効果が見られた。当初計画していた「映像によるオンライン・オーラルコミュニケーション辞典」については、挨拶をはじめとした特定の表現を抽出してビデオ化し、授業での利用を試みようとしたが、前後関係を抜きにした映像は学生が「まねる」ためのモデルとしては十分に機能せず、授業でこれを応用した対話練習を構築することは難しいことが明らかになった。この失敗を踏まえ、ひとつのストーリーとしてまとまったビデオクリップを使用して、オンライン映像データの授業での活用法について実験を行った。昨年度実施した「ビデオクリップを使った学習と対話表現のビデオ撮影、およびネット上でのフィードバック」の実験を、Learning Management System"moodle"を活用して実施した。ネット上に用意したモデルとなるビデオを学生が見て表現を覚え、このビデオを基にして2人3人のグループでシナリオを作り、ビデオカメラで撮影する。撮影したビデオ映像はネット上に公開し、自己評価をしたり、クラスメートからの評価を受ける。また学生は、毎回の学習内容や作業内容について「成果報告」や「日誌」のかたちで記録し、必要に応じて、教員やTAがコメントを加える。この実験授業の特徴は以下の3点である。・教材ビデオを見て覚えるだけでなく、自分の学習成果を撮影して記録に残し、それをクラス全体で吟味する。・「協同学習」の手法を取り入れることによるダイナミズムが生まれる。・授業中や課外での学習過程を、LMSを利用して個別にフォローする。今年度の研究では、マルチメディア教材やLMSと協同学習を組み合わせた創造的な課題追求型授業の可能性と、これまで受動的な利用が中心であったビデオ教材を創造的な授業に活用できることを明らかにできた。この手法の有効性と問題点を追求していくことが、今後の課題である。
新規エピメラーゼの発見とラセミ体からの直接的光学活性体合成法の確立

Nocardia diaphanozaria(JCM3208)の異性化反応について検討した結果、0.075%(v/v)のラセミ体の2-フェニルプロパン酸を培養液に添加することで異性化酵素が誘導され、酵素活性が約25倍に向上した。また、休止菌体反応によって4.56mMのR体の2-フェニルプロパン酸を光学純度95.8%e.e.で得ることができ、スケールアップを行っても光学純度、収率が低下することなくR体の2-フェニルプロパン酸(92%e.e.)を0.68gL^<-1>で生産できた。本異性化反応は、厳しい基質特異性を示し、2-フェニルプロパン酸とそのチオエステル誘導体には作用したが、2-フェニルプロパン酸アミドや他のアリールプロパン酸にはほとんど作用しなかった。酵素調製のために粗酵素での安定性を検討した結果、1mMジチオスレイトールを含む20%(v/v)のエチレングリコール溶液の添加によって、破砕時の活性を100としたとき1週間後でも氷上で約80%の活性を維持できた。本酵素のコファクターについても調べたところATP, Mg^<2+>, CoAが必要であり、本異性化反応にはアシルCoAシンセターゼ、2-アリールプロピオン酸CoAエピメラーゼ、チオエステラーゼの3酵素が関与していると考えた。これらの結果から本異性化反応は、以前に報告されているイブプロフェンの異性化と類似の反応メカニズムで進行することが示唆された。Nocardia属菌体のエピメラーゼ活性を高めるために、培養液中に種々のインデューサーを添加し、その活性を調べた結果、2-Phenylpropionic acid(2-PPA)を培養液中に0.075%(V/V)添加したとき、異性化酵素の活性がもっとも高くなった。ラセミ体の2-PPAを0.075%(V/V)加えて培養した菌体を用い、休止菌体反応を行ったところ、収率91.2%、光学純度95.8%e.e.でR体の2-PPAを得た。休止菌体反応で基質濃度について検討した結果、基質濃度は5mM以下では異性化反応をさほど阻害しないが、10mMを越えると著しく反応阻害が起こることが分かった。休止菌体反応で本異性化反応における基質特異性について検討した結果、2-PPA以外には2-Phenoxyacetic acidとS-(2-acetylaminoethyl)-2-phenylthiopropionateが本異性化反応にとって適した基質であった。また、菌体を超音波破砕した粗酵素液による異性化反応には、ATP,Mg^<2+>,CoAの3種類のコファクターが必要であった。また、合成したチオエステルと2-PPAを用いて本異性化反応のメカニズムを検討した結果、本反応には、アシルCoAシンセターゼによる選択的なS-エナンチオマーCoAチオエステルの合成、2-アリールプロピオン酸CoAエピメラーゼによる優先的なS-エナンチオマーからR-エナンチオマーへの異性化、チオエステラーゼにチオエステルの加水分解が関与していることが推測された。
３次元微細流動構造観測システムの開発：サブメソスケール～乱流間の観測空白域を測る

海洋中の熱や溶存物質は全て、海水混合から海洋循環を介して海全体に輸送される。この海洋学における基本要素である混合を引き起こす、海洋内部の3次元微細構造(水平スケール<O(1km))は、観測方法がなく実態が不明であった。その解決に向けた世界初のチャレンジとして、本研究は「3次元微細流動構造観測システム」を考案し構築した。構築したシステムを用いて、内部波の大規模砕波およびサブメソスケール渦とそれらから乱流に至る遷移過程の構造を千島列島域や親潮域などで観測することに成功した。海洋中の熱や溶存物質はすべて、海水混合から海洋循環を介して海全体に輸送される。この海洋学における最も基本となる混合を引き起こす、海洋内部の3次元微細構造(水平スケール<O (1km) )は、これまで観測方法がなく実態が不明であった。本研究は、その解決に向けた世界初のチャレンジである。そのための手段として、本年度は研究代表者の考案した「3次元微細流動構造観測システム」を構築した。構築に当たっては、特別仕様の音響ドップラー式流向流速計の作成、20本の音波ビームを同時発信するためのシステムの設計および作成、観測線に搭載されたCTDフレームに取り付けるための治具の設計および作成を行った。こうしたハードの設計・作成に加えて、観測データから流速場の3次元構造を求めるためのデータ解析プログラムの開発も行った。構築中のシステムを用いたテストを7月に北海道大学水産学部練習船うしお丸にて実施し、1月には構築した観測システムを用いたテストを北海道区水産研究所北光丸にて実施し、微細流動構造の3次元観測に成功した。なお、これらのテストはそれぞれ、全球の海洋循環と物質循環ひいては生態系に多大な影響を与えている「内部波の大規模砕波」および「サブメソスケール渦」とそれらから乱流に至る遷移過程の予備観測を兼ねている。以上の観測システム構築と並行して、内部波や渦から乱流に至る過程の力学やそれらが海洋循環に与える影響についての研究も行った。そのための手段として、昨年度に研究代表者の考案した「3次元微細流動構造観測システム」を構築した。本年度は、6月から7月にかけて実施されたロシア研究船マルタノフスキーを用いた日露協同観測に参加し、千島列島北東部のスレドネワ海峡(摺手海峡または摺手岩海峡)において、上記システムを用いて潮汐により生成された大振幅内部波とそれによる微細流動構造の観測を行った。千島列島域は潮流とそれによる鉛直混合が強く、周辺海域のみならずオホーツク海から北太平洋全域に影響を与えている。スレドネワ海峡でも、衛星観測から判断すると、非常に激しい鉛直混合が生じている。また、この観測の準備として3次元微細流動構造観測システムを船から吊り下げて海底付近まで降ろすための治具の設計および作成も行った。加えて、観測データから流速場の3次元構造の解析を行うためのデータ解析プログラムの開発も引き続き行うとともに、内部波や渦から乱流に至る過程の力学や混合(特に千島列島域の潮汐混合)がオホーツク海や北太平洋の海洋循環や海洋中の物質循環に与える影響についての研究も行った。そのための手段として、研究代表者の考案した「3次元微細流動構造観測システム」を構築し、観測を行った。本年度は、北海道大学水産学部練習船うしお丸に乗船させて戴き、津軽海峡において上記システムを用いて潮汐により生成された大振幅内部波とそれによる微細流動構造の観測を行った。前回の津軽海峡観測とは異なり海峡中央部で観測を行ったが、ここでも激しい微細流動構造が観測された。また、微細流動構造の振幅が大きいときに、音響反射強度に顕著な空間的差異が観測された。このことは、内部波およびそれに伴う微細流動構造が、懸濁物質の濃度(濁度)の空間変化を引き起こしていること、つまり海底堆積物の巻上げや植物プランクトンの上下動に重要な役割を果たしていることを示唆している。濁度の推定および運航予定とスケジュールが合わず今年度にできなかったサブメソスケール渦の観測については、来年度以降から実施される新たな研究課題での実施を計画する。加えて、観測データから流速場の3次元構造の解析を行うためのデータ解析プログラムの開発とエラー評価も引き続き行うとともに、内部波や渦から乱流に至る過程の力学や千島列島域の潮汐混合が海洋循環や海洋中の物質循環に与える影響についての研究も行った。