hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
酪農有用微生物のコレステロール分解・吸着および生合成阻害活性成分

畜産食品にはコレステロール含有量が多いという問題点がある。健全な畜産食品の発展を願って、酪農用微生物をはじめとする食品関連微生物の潜在的能力を発堀し、コレステロール問題を解決する事を目的として研究を行った。1.畜産食品に対するコレステロール低減化剤としての微生物およびその酵素の利用:食品、糞便をはじめとする天然物より数多くのコレステロール分解細菌を分離した。分解活性の強い株のほとんどはRhodococcus属に属した。バターより分離したR.equi No.23は特に分解活性の強いものであった。この株を用いて卵黄およびラード中のコレステロールの分解に成功した。卵黄中のコレステロールは主として低密度リポタンパク質を構成しているため、大半のコレステロールを分解するに際し、リン脂質の一部を分解する必要があった。ラード中ではコレステロールは遊離の状態で存在しているため、効果的に分解し得た。さらに、株によっては細菌そのものの利用ではなく、培養口液を用いてコレステロールを分解し得る株も存在した。上記のR.equi No.23もその株の一つであり、その培養3液、すなわち菌体外酵素溶液を用いて前述の食品中のコレステロールの分解にも成功した。また、コレステロール分解の第一ステップに関与する酵素、コレステロールオキシダーゼを精製し、その酵素的諸性質を明らかにした。2.微生物の産生するコレステロール吸着性物質の解析:水不溶性のコレステロールを吸着して可溶性とする物質を産生する微生物を探索し、酵母としてCandida kefyr、C.tenuis、細菌としてRhodococcus bronchialis、Bacillus sp.およびArthrobacter sp.を分離・同定した。これらの活性物質の主体は、各株共通して酸性多糖であった。その構成単糖は株によって異なっていた。R.bronchialisからのものはウロン酸20%と中性糖(グルコース:ガラクトース=4:1)80%とで構成されていた。微生物のもつコレステロールに対する生理活性を、本年度は特にコレステロールの分解および吸着という点から探索して、以下に示すような成果を得た。ヒト,および牛,豚,山羊,鶏などの糞便ならびにチーズ,発酵乳などの乳製品中に上記の活性を示す乳酸菌と酵母(乳製品においては食品有用のカビも)生存している事を認め、それらの株の分離を試みた。食品有用微生物という観点からみると、コレステロールの分解には乳酸菌が、その吸着には乳酸菌、酵母とカビが関与している場合が多いと判り、現在これらの株の単離・同定を行っている。さらに発酵乳より分離した株(末同定であるがCandida属に入ると予想)が、菌体外にコレステロール吸着物質を産生していると認められた。大量培養して得た培養濾液より吸着物質を単離したところ、それは酸性多糖類(グルコースを主体とする多糖類で粒子量が100万以上のもの)であるという結果を得た。この物質は1mgにつきコレステロールを1mg程度吸着する活性を有した。酸性糖の種類、グルコースの結合の様式およびコレステロールの吸着機構の解明につき検討続けている。一方、コレステロールの分解についても、従来より分離・同定して使用してきたRhodo-coccus equi No.23の産生する酵素の諸性質の解析ならびに畜産食品への応用といった点からも検討している。コレステロールの分解でまず第一に関与する酵素はコレステロールオキシダーゼであり、これを精製して諸性質を調べた。分子量56,000、至適pH7.7、50°Cまで安定、至適温度47°C、km値0.9mMで、塩基性のチオール酵素であると明らかにした。さらには、分離中である微生物のコレステロールの分解酵素も同様に単離し、性質の解明に努めている。

畜産食品への応用については、上記のNo.23の株もしくはその産生する酵素溶液を用いて卵黄コレステロールの低減化も検討し、成果を得ているところである。1.微生物の産生する酵素によるコレステロール分解について:分解した数多くのコレステロール分解細菌の内,菌体外に酵素を多量に産生するRhodococcus, equiNo.23を用いて,コレステロール分解第一ステップに関与するコレステロールオキシダーゼを精製し,その酵素学的性質について解析した.この酵素(分子量56,000, pI9.8)は失活することなく凝集しやすい性質を有し,最終的に精製したものはモノマーと凝集体の混合物であった.至適pHは7.7,至適温度は47°Cであり, 50°C, 10分間の熱処理に安定であった.さらに, Km値が0.9mMのチオール酵素である事も明らかにした.2.微生物の産生するコレステロール吸着性物質について:水不溶性のコレステロールを吸着して可溶性とする物質を産生する微生物を探索し,酵母としてCandida Kefir, Candida tenuis,細菌としてRhodococcus bronchialis, Bacillus sp.およびArthrobacter sp.を分離・固定した.これらの活性物質は各株共通して酸性多糖であると認められたが,その構成糖は各々で異なっていた.例えばR.bronchialisからのものは酸性糖(ウロン酸)20%と中性糖(グルコース:ガラクトース, 78:22)80%とで構成された粒子量約4万のものであり,一方, Bacillus sp.からのものはグルクロン酸を主体とする粒子量約4万のものであった.これらの多糖はコレステロールを吸着すると,多糖類同志も重合して水溶性ながらも巨大なミセル状物となった.前述した微生物の培養〓液ないしは分画した多糖溶液を用いて,鶏卵卵黄とそのLDL,およびラードないしは糞便中のコレステロールおよび酸化コレステロールを吸着除去につき試験した結果,効果的であると認めた. 1と2の結果を総合して,本研究の結果は食品中のコレステロールの低減化,糞便中のコレステロールとその酸化生成物の吸収阻害化が可能である事を示しているといえる.微生物の産生する複合糖質の生理活性を、昭和63年度はコレステロールの吸着性および酸化コレステロールの包接性から検討した。昨年度においてアルコール醗酵乳飲料中のケフィール粒から分離したCandida Kefyr、およびストックカルチャー中から探索したCandida teruisは水不溶性のコレステロールを吸着して水可溶性とする複合多糖を産生すると見出した。この活性の主体は酸性多糖であったが、一部には糖タンパク質も関与すると判明した。両株共にその酸性多糖は100万程度の粒子であり、コレステロールを吸着して巨大な水溶性のミセルとなった。一方、糖タンパク質は45万の粒子量のものであった。これらのいずれもウロン酸を含有する点において特徴的であった。
口承性と母性の関係…地中海とカリブ海をつなぐ視点

最終年度にあたる本年度は、前二年に引き続き、マグレブの作家およびマグレブ系作家、そしてカリブ海と関係のある作家の作品をとりあげて、彼らの作品のうちに見られる語りと母性の問題を考察した。研究の対象としたのは主に、モロッコのアブデルケビール・ハティビ、マグレブ系2世作家ヤミナ・ベンギギ、カリブの作家マリーズ・コンデ、ラファエル・コンフィアン、フランス人だがカリブやマグレブと関係の深いル・クレジオなどである。彼らの小説作品を中心に分析作業をするとともに、関連の文献を渉猟した。全体の大まかな結論としては、マグレブおよびカリブの作家において、個々の作家の資質によって差異はあるにしても、口承性は顕在的な文学的な指標として、母性は潜在的だが主導的な文学的要素として機能しており、それがこれらの地域にひとつの統一的な相貌を与えていることが確認できた。本研究の成果は次ページに記した論考としてその一部を発表したほか、より包括的な形で著書として発表すべく、現在準備中である。その他に関連した活動として以下のものを行った。本橋哲也(東京経済大学)、星埜守之(東京大学)とともに主宰する「ポストコロニアル文学研究会」にて、コーディネータとして、マグレブ・カリブ海作家に関する研究発表会で発言(2006年4月29日/7月22日/10月22、2007年2月24日)。2007年3月21日23日に東京日仏会館にて行われたシンポジウム『21世紀の知識人』の学術委員として、モロッコ、ハイチ、カリブの作家たちを招聘、モロッコの作家アブデルケビール・ハティビの講演の司会。本年度は、地中海の作家たちの作品をとりあげて、彼らの作品のうちに見られる語りと母性の問題に検討を加えた。研究の対象としたのは主に、モロッコの作家タハール・ベン・ジェルーン、アブデルケビル・ハティビ、チュニジアの作家アブデルワハブ・メッデーブなどである.彼らの小説作品を中心に分析作業をするとともに、関連の文献を渉猟した。フランスにて、研究者や作家へのヒアリングを行うとともに、資料を収集した。また、11月にはメッデブの作品の舞台となっているヴェネチアを訪れ、作品の背景などを検討した。1月には、ベン・ジェルーンの作品『貧民救済院』の舞台であるナポリを訪れ、作品の背景などを検討した。フランス語圏の作家とイタリアとの関係も地中海の問題を検討する際に重要な要素となることが明らかになった。これらの調査・研究の成果の一部は、以下の形で口頭発表された。「モロッコのフランス語表現文学-対幻想の罠」筑波大学北アフリカ研究センター主催「交差するアジア・北アフリカ文化・科学技術研究」2005年3月16日、於国際交流基金「フランコフォニー文学における翻訳の問題--ハティビを中心に」東京大学、駒場主催シンポジウム「翻訳の言語態」2005年3月23日、於東京大学本年度は、マグレブの作家およびマグレブ系作家、そしてカリブ海の作品をとりあげて、彼らの作品のうちに見られる語りと母性の問題に検討を加えた。研究の対象としたのは主に、モロッコのアブデルケビール・ハティビ、マグレブ系2世作家ヤミナ・ベンギギ、カリブの作家マリーズ・コンデなどである。また、昨年に引き続きフランス語圏文学関連の理論的資料を収集した。3月には、パリで行われた「フランス語圏文学」を特集したブックフェアーを訪れ、作家や研究者たちにコンタクトをとった。地中海とカリブ海をつなぐ問題系において、フランス語圏の作家の場合、とくに植民地問題が重要な要素となっていることが明らかになった。「アブデルケビール・ハティビとマグレブの多言語状況」『ポストコロニアル文学研究会』第1回研究会、2005年6月29日(於白百合女子大学)「父の記憶を辿り直す-フランスのマグレブ系2世の作家たち」ワークショップ「越境と多様化」2005年11月19日(於武蔵大学)「記憶と持続-マグレブ文学に見られる西洋近代的時間感覚」シンポジウム「クレオールの時間」2005年12月3日(於東京大学)最終年度にあたる本年度は、前二年に引き続き、マグレブの作家およびマグレブ系作家、そしてカリブ海と関係のある作家の作品をとりあげて、彼らの作品のうちに見られる語りと母性の問題を考察した。

本橋哲也(東京経済大学)、星埜守之(東京大学)とともに主宰する「ポストコロニアル文学研究会」にて、コーディネータとして、マグレブ・カリブ海作家に関する研究発表会で発言(2006年4月29日/7月22日/10月22、2007年2月24日)。2007年3月21日23日に東京日仏会館にて行われたシンポジウム『21世紀の知識人』の学術委員として、モロッコ、ハイチ、カリブの作家たちを招聘、モロッコの作家アブデルケビール・ハティビの講演の司会。
離散的最適化と時系列解析による人工衛星データの復元と知識発見

Geotailは地球磁気圏のプラズマを観測する人工衛星であり,観測した低エネルギープラズマ粒子の分布は3次元ヒストグラムに集約されて地上に送信され,さらにETスペクトログラムという図にまとめられて検討に供される.24時間の内16時間については,ある方向について和をとって得られる2次元ヒストグラムと10個の統計量のみを受信する.本研究では,事前情報を取り込んだ最適化モデルによって,圧縮データから3次元ヒストグラムとETスペクトログラムを復元することに取り組んだ.適切な事前情報を取り込んだ線形計画モデルにより,3次元ヒストグラムおよびETスペクトログラムがかなり良く再現できることが示された.Geotailは地球磁気圏のプラズマを観測する人工衛星であり,観測した低エネルギープラズマ粒子の分布は3次元ヒストグラムに集約されて地上に送信され,さらにETスペクトログラムという図にまとめられて検討に供される.24時間の内16時間については,ある方向について和をとって得られる2次元ヒストグラムと10個の統計量のみを受信する.本研究では,事前情報を取り込んだ最適化モデルによって,圧縮データから3次元ヒストグラムとETスペクトログラムを復元することに取り組んだ.適切な事前情報を取り込んだ線形計画モデルにより,3次元ヒストグラムおよびETスペクトログラムがかなり良く再現できることが示された.人工衛星Geotailは地球磁気圏のプラズマを観測する人工衛星であり,プラズマ粒子の速度・入射方向・入射角の3次元ヒストグラムを12秒ごとに地球に送信する.24時間の内8時間は3次元ヒストグラムをそのまま通信できるが,16時間については,通信の制約上,入射角方向について和をとって得られる2次元ヒストグラムと,3次元ヒストグラムの平均と分散共分散行列のみを送信する.本研究は,2次元ヒストグラムと3次元ヒストグラムの平均・分散共分散行列から,元の3次元ヒストグラムを復元することを目的とするものである.ヒストグラムの情報は特徴量の時系列としてまとめられ,ETスペクトログラムという2次元のカラー図面に集約され,地球惑星科学分野での検討に供される.本研究は,データの整数性を利用して復元を行うところに基本的なアイディアがある.解くべき問題は混合整数計画問題となるが,良い初期値を得ることが重要である.本年度は,問題の性質を把握することを目的として予備的なデータ解析を行った.実際に観察されている3次元ヒストグラムから種々の統計量を計算し,問題の性質の理解に努めた.さらに,3次元ヒストグラムの復元問題の混合整数計画問題としての定式化をいくつか考え,それらの定式化に基づいて復元問題をタブサーチや整数計画法ソフトウェアによって解き,ETスペクトログラムを実際に描いてどの定式化が一番適切であるか検討した.その結果,総粒子数66までの小規模問題であれば復元可能であることが判明した.線形計画緩和の性質についても検討し,復元後の粒子が比較的少数のセルに集中することを認識した.これは何らかの事前情報と組み合わせて推定を行うことが重要であることを示唆している.人工衛星Geotailは地球磁気圏のプラズマを観測する人工衛星であり,プラズマ粒子の速度・入射方向・入射角の3次元ヒストグラムを12秒ごとに地球に送信する.24時間の内8時間は3次元ヒストグラムをそのまま通信できるが,16時間については,通信の制約上,入射角方向について和をとって得られる2次元ヒストグラムと,3次元ヒストグラムの平均と分散共分散行列のみを送信する.本研究は,2次元ヒストグラムと3次元ヒストグラムの平均・分散共分散行列から,元の3次元ヒストグラムを復元することを目的とするものである.ヒストグラムの情報は特徴量の時系列としてまとめられ,ETスペクトログラムという2次元のカラー図面に集約され,地球惑星科学分野での検討に供される.本年度は,まず,この復元問題を混合整数計画問題として定式化して解くことを試みた.その結果,粒子数の総数が75程度と少ない場合であっても,最新の混合整数計画法のソフトウェアによって解くことが困難であることが判明した.その一方,整数計画問題による解と,線形計画問題による緩和問題による解がかなり近いことがわかり,ずっと求解が容易な線形計画緩和問題を整数計画問題の代わりに用い,いくつかの事前情報を利用して復元を行う方針を立てた.その結果,低速プラズマ粒子については,時系列的な事前情報による復元が,高速プラズマ粒子については入射角方向の周辺分布を事前分布とした復元が有効であることが示唆された.さらに,プラズマの状態として,ローブ,プラズマ境界層,プラズマシートの3つが存在することが知られているが,これらの識別は容易であり,これらを識別した上で,状態ごとに異なるモデルを当てはめて復元することも検討中である.本研究は、人工衛星Geotailから送られてくるプラズマ粒子の粒子数のデータを復元することを目的としている。Geotailでは32×16×7の3次元ヒストグラムデータ(各区画に何個の粒子が入っているかのデータ)を12秒ごとに得て地上に送信しているが、通信上の制約より、24時間中16時間については、最後の次元について周辺化した32×16の2次元ヒストグラムデータと粒子の平均と分散共分散行列が送られてくる。3次元ヒストグラムはET-スペクトログラムというグラフに縮約されて描画され、地球惑星物理学研究者の解析に供されるが、この圧縮されたデータから3次元ヒストグラムあるいはET-スペクトログラムを復元するのが本研究の目的である。

昨年度までの研究により、周辺化した次元方向の経験分布を正則化項として付加した線形計画問題によって2次元ヒストグラムから3次元ヒストグラムを復元することが有望であることが明らかになった。本年度は、さらに、隣接した区画間の粒子数が連続的な傾向を示すことに着目して、隣接区画粒子数の滑らかさを事前分布として付加した線形計画問題を考え、滑らかさの程度を様々に変化させて実験を行うことにより、復元率の指標である正答率を向上させることに成功した。しかしながら、復元データをET-スペクトログラムに描画した時に、特に粒子数が少ない区画については、原図と異なる傾向が見られたため、その原因を究明したところ、粒子がバースト状に入射する状況がうまく捉えられていないことが判明した。そこで描画処理を工夫することにより描画の質をかなり改善することができた。現在復元できていないプラズマ境界層での高エネルギー粒子の南北方向からの入射を復元し、本来北側からのみ入射しているプラズマ境界層での低エネルギー粒子が南側から入射しているように復元されている点を改善するのが今後の課題である。整数計画を線形計画緩和によって代用することが有効であること,そして,事前情報として何を導入すれば良いかなどについて,等,復元に向けて有効な知見が得られつつあるため。25年度が最終年度であるため、記入しない。現在解析を行っているのは2つのデータであるが,さらに多くのデータを用いてこれまでに得られた知見の有効性を確認する.また,地球惑星科学的な観点からの事前情報をさらに取り入れた解析を行う.25年度が最終年度であるため、記入しない。
内向き整流性K^+チャネルと機能相関する膵B細胞蛋白のクローニング

内向き整流性K^+チャネルのヒトROMK1のN端結合蛋白を同定するために、N端76残基をプローブとして、Two-hybrid systemを用いてKidney cDNA libraryをスクリーニングした。その結果、9個の陽性クローンを検出した。そのうち、7個のクローンからDNAを調製して塩基配列を決定した。2個は既知遺伝子に由来するものであり、deoxycytidine kinase(aa.147^-)とNADH dehydrogenase subunit 5(aa.18^-)であった。他の5個のクローンに含まれた配列は、データベースに登録されたどの配列とも一致しなかったので未知遺伝子に由来するものと考えられた。本研究によって7つの陽性クローンを同定したが、これらは当初の予想を大きく下回る数であった。そこで、用いたtwo-hybridライブラリーのスクリーニング効率を検定するために、ライブラリーから無作為に200個のクローンを選択して部分塩基配列(EST)を決定した。その結果、3'非翻訳領域のみの場合(10%)や読みフレームのずれに加えて(30%)、開始コドンを越えて5'非翻訳領域を含むもの(34%)、膜貫通部分まで含んでしまうもの、などcDNAが長すぎるために融合蛋白ができなかったり、核内へ移行できないことが原因であることが判明した。蛋白結合を検出するためには、100アミノ酸残基程度あればよいので、新たに膜蛋白も含めて全ての結合分子が検出されるように、cDNA平均長が500bp以下である特別のライブラリーによるスクリーニングを試みている。
動物専用周波数帯を用いた放牧牛のリアルタイム監視装置の開発

2008年に総務省が動物の行動を追跡する無線システムに電波を割り当てたことを受け、その電波帯を利用した放牧牛リアルタイム監視装置を開発し、その性能を検証した。調査は、乳用種雌牛3頭に動物専用発信機とGPS受信機をそれぞれ1台ずつ装着した。受信局を介して得られたデータは、Web上においてリアルタイムで位置座標を示すように設定した。本監視装置とGPS受信機による測位座標の測位誤差は、94.1mだった。最大誤差は、745.2mで、最小誤差は2.4mだった。測位誤差は発信機装着牛に行動によって異なり、摂食時(147m)に比べて、移動時(80m)、休息時(72m)が有意に小さくなった(P<0.05)。【目的】平成20年に総務省が動物の行動を追跡する無線システムに電波を割り当てたことを受け、1平成24年度には、その電波帯を利用した放牧牛リアルタイム監視装置を開発し、その性能を検証した。2平成25年度には、他個体存在による電波の反射が課題として抽出されたため、牛群構成牛の中心となるハブ個体の抽出を目的とした。【方法】1調査は、福島県南相馬市の旧警戒区域内の放牧地(9.8ha)で行った。そこで管理されている保護牛のうち、乳用種雌牛3頭に動物専用発信機とGPS受信機をそれぞれ1台ずつ装着した。そして、5つの受信局を放牧地全体がカバーできるように設置した。受信局を介して得られたデータは、FOMA回線網のパケット通信によりサーバーに転送され、Web上においてリアルタイムで位置座標を示すように設定した。専用発信機、GPS受信機による測位データは21.5時間連続記録し、同時に、日中の6.5時間、発信機装着牛の行動を10分間隔で記録した。2調査は山梨県北杜市のK牧場で行った。そこに放牧されている24頭の搾乳牛を調査対象牛とした。そして、放牧開始から終了までの1日約6時間、全調査牛の最近接個体を15分間隔で、親和行動を供受の区別をして連続記録した。後日、得られたデータをソーシャルネットワーク解析専用ソフトであるPajek1.01を用いてハブ個体を抽出した。【結果】1本監視装置とGPS受信機による測位座標の測位誤差は、90.1±11.8mだった。測位誤差は発信機装着牛に行動によって異なり(P=0.06)、休息中の測位誤差(66.3m)が最も小さかった(摂食94.7m、移動80.0m)。2空間的解析と行動的解析の双方で、有意(P<0.05)に多く観察されたダイアドの組み合わせから、同ソフトによる解析を行い、ハブ個体の抽出に成功した。【目的】放牧牛の位置把握は、日常の個体管理や発情牛、疾病牛の発見など、放牧牛管理の省略化につながると考えられる。本研究では、2008年に改正された電波法に準拠した動物専用周波数帯を用いた放牧牛のリアルタイム監視装置の精度を検証した。【方法】1平坦な採草地で、2素子2基型の八木アンテナを備えた受信ユニットを設置した。実験者がGPS受信機(以下、GPS)と動物専用発信機LT-01(以下、V発信機)を携帯し、任意の14ポイントで測位した。2福島県内の旧原子力災害警戒区域であったH牧場で実験した。前述の受信ユニット6局(2素子2基型×4局、3基型×2局)を放牧地を囲むように、また放牧地の中心に1局(2素子4基型)設置した。次に、H牧場で保護されている被災牛の中からホルスタイン雌牛3頭にGPSとV発信機を固定した首輪を供試牛に装着し、放牧した。首輪装着後から22.5時間、供試牛の位置を測位した。供試牛の測位と同時に、日中の6.5時間、各供試牛の行動、V発信機のアンテナの向きを5分間隔で、個体追跡法で記録した。放牧地内の任意の16ポイントで定点測位し、GPSとV発信機による測位誤差を算出した。【結果】1平均測位誤差は、77.36±76.87mとなった。2分析に供することができるデータ9958点を得た。GPSとV発信機の平均測位誤差は、94.1±174.07mだった。V発信機のアンテナの向きは、測位誤差に影響しなかった。

測位誤差は供試牛の行動によって有意に異なり、摂食時(147.58±33.54m)に比べて、移動時(80.61±5.17m)、休息時(72.06±21.12m)が有意に小さくなった(P=0.01)。受信可能範囲が2つ以上重なる区域で測位したポイント(65.34±24.76m)は、受信可能範囲が1つ以下で測位したポイント(102.25±39.05m)より測位誤差が小さかった。まだ大きな測位誤差はあるものの、現在のハードウェア条件における放牧牛のリアルタイム監視装置はほぼ完成した。しかし、総務省が定めた電波法により、動物に装着できる発信機の周波数は5チャンネルしか与えられておらず、本システムにおいては、電波の混線を防ぐため、隣接するチャンネルの発信機は装着しなかった。すなわち、1,3,5の3つのチャンネル(=周波数)を用いた。今後、放牧牛の管理、位置測位を行うにあたり、牛群の中心となる個体を見出し、その個体に発信機を付けることにより、牛群全体の位置情報等を把握することができると考えられる。システムの構築はほぼ完了した。25年度は、放牧牛全体に発信機を装着することがハードウェア上、また、電波法上、困難なことから、発信機を装着するに値する牛群の中心個体、すなわちハブ個体を見出すべく、牛群をソーシャルネットワーク解析することにより、当該個体を見出す。そして、その個体が判明された後、発信機を装着し、2つ以上の受信機局で測位できる好条件下において、本システムを用いた放牧牛の測位を行う。一部、得られたデータのうち、明らかにエラーと思われるデータを削除できるようなソフトウェアの改良を行う。また、第47回国際応用動物行動学会議に出席し、行動データや放牧牛の位置データ把握に関する世界的な動向、知見を収集する。発信機装着牛を見出すべく、放牧牛のソーシャルネットワーク解析の調査に適当な牛群を所有する農家で調査を行う。その際、1人での調査は物理的に不可能なので、研究補助者を雇用し、より多くのデータを集める。
成熟Bリンパ球の分化決定における古典的および非古典的NF-kB経路の機能解析

転写因子NF-kBは、古典的および非古典的経路によって活性化され、その両方の経路がBリンパ球の発生に必須である。しかしこの2つの経路の関係に関しては不明な点が多い。そこで、Bリンパ球特異的にp52NF-kB2を発現するトランスジェニックマウスを作製し、NEMOを欠損するマウスと交配し解析した結果、p52NF-kB2の発現によってNEMOを欠損するB2細胞およびMZ B細胞は回復したがB1細胞の回復は認められなかった。この結果から、B2細胞およびMZ B細胞においては共通の標的遺伝子を制御することによってその発生をコントロールしているが、B1細胞の発生では古典的経路特有の機能が重要であることが明かとなった。NF-_κBファミリーの転写因子はp50NF-κB1、p52NF-κB2、RelA、c-RelそしてRelBの5種類の分子で構成され、古典的経路および非古典的経路によって活性化される。古典的経路においては主にp50/RelA、p50/c-Relからなるヘテロダイマーが、非古典的経路ではp52/RelBからなるヘテロダイマーが活性化される。Bリンパ球の発生とその生存維持には両方の経路が必須であることが遺伝子改変マウスを用いて証明されている。しかしこの二つの経路それぞれに特異的な役割に関しては不明な点が多い。そこで非古典的経路特異的な機能を同定するために、Bリンパ球特異的にp52NF-κB2を発現するトランスジェニックマウスの作製および解析を行うことで非古典的経路特異的な機能の同定を試みた。p52NF-κB2をコードするcDNAを二つのloxP配列で挟んだSTOPカセットと強力な転写活性を持つCAGプロモーター共にDNMT1領域にノックインすることで組織特異的なp52NF-κB2トランスジェニックマウスを作製した。このマウスをBリンパ球にCreリコンビナーゼを発現するCD19creマウスと交配することでp52NF-κB2をBリンパ球特異的に発現するマウスを得た。このマウスには辺縁系Bリンパ球(MZB細胞)の割合の上昇が認められた。現在、このマウス由来のBリンパ球と野生型Bリンパ球の遺伝子発現をDNAマイクロアレイにて比較することでp52NF-κB2によって発現がコントロールされている遺伝子群の同定を試みている。また、Bリンパ球の生存に必須で非古典的経路を活性化することが知られているサイトカインBAFFの受容体BAFF-Rの欠損マウスと交配したところ、末梢リンパ組織において成熟Bリンパ球の回復が認められたことから、BAFF-Rの下流ではp52NF-κB2の活性化が重要であることが証明された。NF-κBファミリーの転写因子はp50NF-κB1、p52NF-κB2、RelA、c-RelそしてRelBの5種類の分子で構成され、古典的経路および非古典的経路によって活性化される。Bリンパ球の発生とその生存維持には両方の経路が必須であることが遺伝子改変マウスを用いた研究によって証明されている。しかしこの二つの経路それぞれに特異的な機能やこの2つの経路の関係に関しては不明な点が多い。そこでこの2つのNF-κB経路の関係について調べるために、昨年度作製したBリンパ球特異的にp52NF-κB2を発現するトランスジェニックマウスを古典的経路の活性化に必須の分子NEMOを欠損マウスと交配することで、非古典的経路がどの程度古典的経路の機能を代替え可能かについて検討を行った。その結果、p52NF-κB2の発現によってNEMOを欠損するB2細胞およびMZ B細胞の発生生存は回復が認められるがNEMOを欠損するB1細胞の回復は認められなかった。この結果から、B2細胞およびMZ B細胞においては古典的経路と非古典的経路は共通の標的遺伝子を制御することによってその分化や生存をコントロールしているが、B1細胞の発生、生存においては古典的経路特有の標的分子が存在することが示唆された。
新興住宅地の向老期世代を対象とした“地域への愛着”を育む健康増進プログラムの開発

大都市近郊の新興住宅地に居住する向老期世代を対象とした“地域への愛着"を育む健康増進プログラムを開発した。“地域への愛着"の概念について、既存の文献とインタビューから明らかにした。この概念分析の結果をもとに、“地域への愛着"を測定する尺度を作成した。“地域への愛着"の4つの構成概念を骨子にプログラムを考案、実施、評価した。プログラムの直前と直後、終了後1月、3ヵ月、6ヶ月の時点まで、“地域への愛着"の変化について量的・質的に経過を追った。その結果、プログラムによる介入の効果を確認できた。今後の課題として、プログラムの有効な要素を抽出し、汎用性を備えた方法論の確立の必要性が示唆された。【背景】新興住宅地では既に町全体が高齢化し、高齢者の孤立や孤独死などが社会問題となっている地域も多い。団塊世代の高齢期への移行に伴い、全国の新興住宅地において高齢者の生活の質に関わる問題の深刻化が予測され、地域社会における安寧をめざした公衆衛生活動が求められている。先行研究の近隣他者との日常的な交流関係を通じて"地域への愛着"が芽生え、QOLの認識が高まる事象に着目し、本研究では自分が暮らす"地域への愛着"を意図的に育むことを通して、個人および地域社会の健康増進(個人変容と社会変容)を同時に探求する。【目的】本研究では、潜在的な健康課題を抱える新興住宅地に居住する向老期世代を対象とした"地域への愛着"を育む健康増進プログラムを開発することを目的とする。【5年間の計画】(1)"地域への愛着"概念分析、(2)尺度開発、(3)構成概念を骨子にプログラム考案・試行、(4)プログラム評価(介入効果の評価と企画運営上の課題検討)、(5)プログラム改良・洗練【平成22年度】"地域への愛着"の概念の特徴(先行要件・属性・帰結)や関連概念等について、国内外の検索システムにて文献検索・講読・検討を行うと同時に、国内の関連領域(公衆衛生・社会福祉・都市計画・教育等)の学会参加を通じ、最新の知見と研究・実践の動向を確認した。その結果、"地域への愛着"の概念は、ソーシャルキャピタルの関連概念や下位概念として扱われ始めているが、コンセンサスの得られた明確な定義は未だ存在しないことが判明した。文献上の概念の記述が希薄であるため、次年度はハイブリッドモデル(文献検討とフィールドワークの併用による概念分析の手法)を用い、参加観察とインタビューを行うこととした。また、概念の文化的考察を得るため、アジア文化圏における高齢者の健康増進活動の視察を行った結果、文化に基づくプログラムの重要性と手法・内容について具体的示唆を得た。団塊世代の高齢期への移行に伴い、全国の新興住宅地において高齢者の生活の質に関わる問題の深刻化が予測され、地域社会における安寧をめざした衆衛生活動が求められている。先行研究の近隣他者との日常的な交流関係を通じて"地域への愛着"が芽生え、Quality of Lifeの認識が高まる事象に着目し、本研究では自分が暮らす"地域への愛着"を意図的に育むことを通して、個人および地域社会の健康増進(個人変容と社会変容)を同時に探求する。【5年間の計画】(1)"地域への愛着"概念分析、(2)尺度開発、(3)構成概念を骨子にプログラム考案・試行、(4)プログラム評価(介入効果の評価と企画運営上の課題検討)、(5)プログラム改良・洗練【平成23年度の成果】前年度から行ってきた文献検討から、概念の特徴(先行要件・属性・帰結)や関連概念等を抽出した結果、特に概念の特性の記述が希薄であることがわかった。そのため、今年度は、ハイブリッドモデル(文献検討とフィールドワークの併用による概念分析の手法)を用い、この事象が生る場に出向き、フィールドワーク(参加観察とインタビュー)を行った。分析の問いに基づくサンプリングを経て、国内外の多様な特性地域・年代・立場にある13名にインタビューを実施した。現在は、インタビューデータの分析と文献データの分析結果の統合を行っている段階である。統合では、"地域への愛着"の概念について、構成概念および関連概念とともに分析し、定義づけを行う。1.研究の目的と課題意識:団塊世代の高齢期への移行に伴い、高齢者の生活の質に関わる問題の深刻化が予測される、全国の大都市近郊の新興住宅地に適用可能な向老期世代を対象とした“地域への愛着"を育む健康増進プログラムを開発することを目的とする。

長寿を生きる時代の人々の健康観「生活の質」(地域社会における安寧)を重視した公衆衛生活動として、個人の認識や行動の変化(個人変容)と地域の力量形成(社会変容/ソーシャルキャピタルの形成)を同時にねらう健康増進の実践研究として実施している。2.研究の概要(平成22年26年度):1“地域への愛着"概念分析、2尺度開発、3構成概念を骨子にプログラム考案・試行、4プログラム評価(介入効果の評価と企画運営上の課題検討)、5プログラム改良の順に進める。最終的には、全国の同様の特性をもつ新興住宅地に適用可能な実用性・汎用性の高い健康増進プログラムとして洗練する。3.平成24年度までの成果:12まで進めている。“地域への愛着"の概念分析では、第一段階で文献検討を行った結果、概念の記述が希薄であったため、第二段階では多様な地域の住民を対象にインタビューを行った。“地域への愛着"は、日常生活圏における他者との共有経験によって誰でももつことができる個人内の地域を思考する心の働き・意識であり、他者・近隣・特定集団・地域社会といった個人外の地域の構成要素との相互作用を通して負の側面も内包しながら、常に個人の内外に変化をもたらす円環的なプロセス構造をもつことが明らかとなった。この概念の構造と抽出された構成概念を基に、質問紙を作成し、協働自治体との共同事業として5060歳代の住民1,000人を対象に(無作為抽出による自記式質問紙調査)「“地域への愛着"と生活・健康に関するの調査」を郵送にて実施した。611人から回答(回収率:61.1%)を得て、現在統計解析中である。【研究の目的と課題意識】団塊世代の高齢期への移行に伴い、高齢者の生活の質に関わる問題の深刻化が予測される、全国の大都市近郊の新興住宅地に適用可能な向老期世代を対象とした“地域への愛着"を育む健康増進プログラムを開発することを目的とした。長寿を生きる時代の人々の健康観「生活の質」(地域社会における安寧)を重視した公衆衛生活動として、個人の認識や行動の変化(個人変容)と地域の力量形成(社会変容)を同時にねらう健康増進の実践研究として取り組んできた。【研究全体の概要(5年間)】1“地域への愛着"概念分析、2“地域への愛着"尺度開発、3構成概念を骨子にプログラム考案・試行、4プログラム評価、5プログラム改良・洗練の順に進めた。【最終年度の研究活動】「“地域への愛着"と生活・健康に関する調査」の分析結果をもとに、“地域へ愛着"尺度を開発した。4つの構成概念と関連要因を骨子に『“地域への愛着"を育む健康増進プログラム』を考案・実施した。予防的な介入ニーズの高い小学校区を対象地域に選定し、5060歳代の住民20名から研究参加を得た。プログラムの会場にて、開始直前と終了直後に会場にて調査紙調査、直後にグループインタビューを行った。介入後の参加者20名の日常生活における変化について、1ヶ月後、3ヵ月後、6ヵ月後まで質問紙調査(郵送法)を継続した。介入前後の変化を測定する尺度には、“地域への愛着"尺度、健康関連QOL尺度(SF-8)等を用い、近隣・地域に関する認識の変化に関する自由記載欄も設けた。また、プログラム終了後に、参加者20名が自主的なグループとして交流や活動を始めたことから、このことの影響も検討する必要があるため、地区担当保健師によるモニタリングも平行して行った。
但馬牛の長期的な遺伝的多様性維持における系統造成の有効性

現在、黒毛和種のなかで最も遺伝的多様性の減少が危惧されているのは閉鎖育種として著名な兵庫県の集団(但馬牛)である。平成29年度は、集団を特徴づけるパラメータの推定を行い、30年度はその結果をもとに集団を5つの系統に分類したシミュレーションを開始した。実際の集団の解析からシミュレーションで用いる種雄牛は毎世代10頭、繁殖雌牛は7,000頭程度が妥当であると考えられたが、基礎的な検討の結果、雌牛の頭数はさほど結果に影響しないことから5,000頭とした。つまり各系統、種雄牛2頭、繁殖雌牛1,000頭を各世代で供用することとなる。系統分類は、ジーンドロッピング法で得られる始祖牛の遺伝子保有確率を主成分分析にかけ、得られた第3主成分までの主成分得点の正負の組み合わせにより行った。ただし、第1主成分得点が正の系統はG1-4とし、第2・3主成分特定の正負の組み合わせにより4つの系統(G5、G6、G7、G8)を作成した。また、主成分得点の空間分布を考え、原点から遠く、系統を区別する面から遠いものをその系統らしいと考え、それを指標化したもの(DL値)で選抜を行った。シミュレーションの反復は30回とした。シミュレーションの結果、15世代先まで集団が維持できたのはG1-4系統のみとなった。その他の系統は、15世代に至るまでに系統内の個体数が0になり途絶えてしまった。とくにG5は3世代目で0頭となり、維持が最も難しい系統であることが推測された。近交係数では、G1-4は15世代目で64.9%にまで達していた。これは集団全体で選抜交配を行う場合と比較し、系統内での選抜交配では供用する種牛数が少なくなることに由来すると考えられた。このように系統内の変異は大きく減少するものの、系統間に遺伝的多様性が大きく残されている可能性があり、G5に代表される系統の長期的な維持の方策と共に今後の検討が必要である。平成30年度はプログラムの開発を完了し、15世代先まで集団を発生する基本的なシミュレーションを実施する予定としていた。この予定部分は完了し、とくに雄牛の数が少ない場合には、雌牛の頭数が大きく影響しないことも確認できたため、シミュレーションの時間を短縮するために雌牛を5000頭/世代で実施することとした。また、予定では次年度に実施する予定であったDL値による選抜を行うところまで研究を進展させることができた。次年度はDL値によるシミュレーションを種々の条件下で継続する。とくに、特定の系統の維持が困難になる現象は、当初想定していなかった課題であり、この原因のひとつは設定した種牛の数が存続に必要な数に満たないためであると考えられる。したがって、各世代の親となる個体をどの程度にすれば維持が可能になるかの検討を追加で行う。DL値についても種々の計算方法を考案しており、当初の予定通りそれらの比較検討を行う。これらの方法間の優位性の判断には、近交係数だけでなく、系統内の多様性、系統間の多様性、それらの和である全体の多様性を観察することとし、世代の経過に伴う変化を調査する予定である。平成29年度は次年度以降の基礎資料とすべく、但馬牛の血統情報を解析し、集団を特徴づけるパラメータの推定を行った。但馬牛集団の近交係数(Fit)は年々上昇し、2014年に誕生した種牛の平均は24.6%に達していた。これは全国平均の3倍に相当する高さである。また、2000年以降は1年間に平均41頭の種雄牛が供用されていたが、有効数に換算すると6.6頭/年であり、さらに血縁関係まで考慮するとわずか1.7頭/年の種雄牛で但馬牛集団の繁殖が行われていることが明らかとなった。平成30年度以降の研究に必要となるパラメータのうち、世代間隔(2000年以降)は父牛→息牛の経路が12.2年、父牛→娘牛が11.7年、母牛→息牛が9.0年、母牛→娘牛が7.9年で、4つの平均は10.2年となっていた。そこで但馬牛集団の1世代を10年と考え、1960年以降10年毎に供用されている種牛の有効数を調査したところ、繁殖雌牛では経時的な変化は少ないことが明らかとなった。一方、種雄牛の有効数は、1960年から1969年の間は68頭であったが、1965年から1974年の間は32.8頭であり、この間に急速に有効数が低下していた。その後、1970年から1979年までの10年間では27.6頭、1980年から1989年までは12.2頭と低下していた。近年の有効数の平均は、繁殖雌牛が6,978頭、種雄牛は9.8頭となっていることから、次年度以降のシミュレーションでは、供用される種雄牛は毎世代10頭、繁殖雌牛は7,000頭程度で実施するのが妥当であると考えられた。2000年以降の近親交配率は0.19%/年であり、このままのペースで近親交配が継続すれば、15世代後のFitは40%を超えると予想された。

平成29年度は血統情報を精査の上、集団構造を特徴づけるパラメータの推定を行うことを目標としていた。これには、F統計量、有効サイズ、遺伝的多様性指数などが含まれ、過去から現在に至るこれらのパラメータの経時的変化を把握し、遺伝的多様性の現状を把握することが目的であった。平成29年度は、これらのパラメータの推定を行い、経時的変化に対する考察を行ったほか、平成30年度から実施する長期的なシミュレーション実験のために必要なパラメータ、とくに世代間隔と世代毎の有効数を算出するプログラムの開発も完了し、当初の計画を実行できた。現在、黒毛和種のなかで最も遺伝的多様性の減少が危惧されているのは閉鎖育種として著名な兵庫県の集団(但馬牛)である。平成29年度は、集団を特徴づけるパラメータの推定を行い、30年度はその結果をもとに集団を5つの系統に分類したシミュレーションを開始した。実際の集団の解析からシミュレーションで用いる種雄牛は毎世代10頭、繁殖雌牛は7,000頭程度が妥当であると考えられたが、基礎的な検討の結果、雌牛の頭数はさほど結果に影響しないことから5,000頭とした。つまり各系統、種雄牛2頭、繁殖雌牛1,000頭を各世代で供用することとなる。系統分類は、ジーンドロッピング法で得られる始祖牛の遺伝子保有確率を主成分分析にかけ、得られた第3主成分までの主成分得点の正負の組み合わせにより行った。ただし、第1主成分得点が正の系統はG1-4とし、第2・3主成分特定の正負の組み合わせにより4つの系統(G5、G6、G7、G8)を作成した。また、主成分得点の空間分布を考え、原点から遠く、系統を区別する面から遠いものをその系統らしいと考え、それを指標化したもの(DL値)で選抜を行った。シミュレーションの反復は30回とした。シミュレーションの結果、15世代先まで集団が維持できたのはG1-4系統のみとなった。その他の系統は、15世代に至るまでに系統内の個体数が0になり途絶えてしまった。とくにG5は3世代目で0頭となり、維持が最も難しい系統であることが推測された。近交係数では、G1-4は15世代目で64.9%にまで達していた。これは集団全体で選抜交配を行う場合と比較し、系統内での選抜交配では供用する種牛数が少なくなることに由来すると考えられた。このように系統内の変異は大きく減少するものの、系統間に遺伝的多様性が大きく残されている可能性があり、G5に代表される系統の長期的な維持の方策と共に今後の検討が必要である。平成30年度はプログラムの開発を完了し、15世代先まで集団を発生する基本的なシミュレーションを実施する予定としていた。この予定部分は完了し、とくに雄牛の数が少ない場合には、雌牛の頭数が大きく影響しないことも確認できたため、シミュレーションの時間を短縮するために雌牛を5000頭/世代で実施することとした。また、予定では次年度に実施する予定であったDL値による選抜を行うところまで研究を進展させることができた。平成30年度以降は、長期的(おおよそ15世代先)なシミュレーションを行うためのプログラム群の開発と実行を行うこととしている。まず平成30年度は、ベースとなる現在供用中の集団(現存集団)から無作為な選抜と交配を繰り返した際に集団構造がどのように変化するのか調査する。調査対象となる項目は、F統計量などの集団構造を特徴づけるパラメータとする。この過程でシミュレーションを行う上で必要な反復回数の決定も行う。ここで得られた結果を以降の結果の比較の基礎として活用することとなる。以上の基本のシミュレーションを実施した後、集団をグループに分割して選抜を行うなど、選抜の方法や頭数を種々変化させて、それらの違いによる集団構造の変化を検討する計画としている。次年度はDL値によるシミュレーションを種々の条件下で継続する。
湖沼・貯水池での底質生態系のモデル化と水質予測に関する研究

平成19年度は,平成18年度と平成17年度の結果を踏まえて,底泥内部での生物過程をモデル化し,溶存酸素の収支と窒素の変換過程,および微生物の増殖を予測するためのモデルを構築した.底泥直上の水柱から底泥表面へと移動するDOのフラックス(SOD:Sedimentary Oxygen Demand)推定に際しては,従来,申請者らが検討を行い,構築した境界層モデルを用いる.他方,底泥内部での物質移動に関しては,平成17年度に底質が細砂,あるいは粗砂の場合を想定して,底泥表面の乱れの底泥内部への伝達とそれによる物質移動への影響をコンピュータシミュレーションを行い,調べた.平成18年度は,底質が有機泥(ヘドロ)の場合を想定して,底泥直上の乱れの底泥内部への伝達とそれによる物質移動,生物過程への影響に関して,コンピュータシミュレーションによる検討を行った.平成19年度は,有機泥,粘土,シルト,細砂,および粗砂と幅広い底質条件での,底質内部での物質移動と微生物の代謝に伴う物質変換過程について検討を行った.とりわけ,底質直上の乱れの底質内部への浸透と伝達,およびそれによる物質移動への影響を調べた結果,底質が有機泥,粘土,および砂に係わらす周期の短い(高周波)成分ほど,底泥内部で急速に減衰することを明らかにした.次に,底泥の粘度の影響について,底質が細砂,粗砂の場合には,粘度が大きいほど乱れは底泥内部で急速に減衰する.一方,底泥が有機泥の場合,粘度か大きいほど乱れは底泥内部で減衰しにくく,より深部へと伝達されることを明らかにした.底泥内部での生物過程に関して,従属栄養細菌による好気性状態での有機物質の酸化とそれに伴う溶存酸素消費過程,および窒素の変換過程に着目して,モデルを構成し,前述の境界層モデル,および底質内部での物質移動に及ぼす底質直上の乱れの解析結果と対応させて,湖沼や貯水池の水・底泥境界面近傍での溶存酸素収支を予測するためのモデルを構築した.本モデルにより推定された水・底泥境界面近傍での溶存酸素濃度分布と微小酸素電極による実測値とを比較したところ,モデルによる推定値は実験結果を良好に再現した.平成17年度は,湖沼・貯水池等の閉鎖性水域において,水域底部に堆積した底泥による溶存酸素(DO)消費過程について検討を行った.すなわち,底泥直上の水柱から底泥表面へと移動するDOのフラックス(SOD:Sedimentary Oxygen Demand)推定のための数理モデルを構築し,微小酸素電極による実験結果との比較を行い,モデルの妥当性を検証した.このモデルは(1)底泥直上の水柱,および底泥内部での物質移動,(2)底泥内部での微生物過程によって構成される.まず,(1)に関して,底泥直上の濃度境界層での物質移動は水理条件(水流流速)の影響を受けることが知られているが,これについては申請者が従来より検討を行っている境界層モデルを用いる.一方,底泥内部での物質移動に関しては,現時点では未解明であるので,次のような検討を行った.すなわち,底泥を高粘性の流体と考え,運動量の輸送と物質移動のアナロジーを仮定して,底泥内部での分子拡散による物質移動に及ぼす底泥直上の乱れの影響について,数値実験を実施した.その結果,周期の短い(高周波)成分ほど,また,底泥の粘度が高いほど乱れは底泥内部で急速に減衰することがわかった.これより,底泥内部での物質移動に及ぼす乱れの影響に関しては,底泥表面近傍のみが重要であり,界面から十分離れた底泥内部では物質移動に及ぼす乱れの影響は僅かであることを確かめた.次に,(2)に関して,特に従属栄養細菌による好気性状態での有機物質の酸化とそれに伴う溶存酸素消費過程に着目して,酸素消費速度を微生物増殖速度の関数として定式化した.これら,すなわち,(1)境界層モデル,および(2)微生物増殖過程のモデルを対応させて,湖沼や貯水池の水・底泥境界面近傍での溶存酸素濃度分布,および溶存酸素のフラックス(SOD)を推定のためのモデルを構築した.本モデルにより推定された水・底泥境界面近傍での溶存酸素濃度分布と微小酸素電極による実測値とを比較したところ,モデルによる推定値は実験結果を良好に再現し,これより,モデルの妥当性が示された.平成18年度は,平成17年度に引き続いて,水域底部に堆積した底泥による溶存酸素(DO)消費過程について検討するとともに,底泥内部での生物過程をもモデル化し,溶存酸素の収支と窒素の変換過程,および微生物の増殖を予測するためのモデルを構築した.底泥直上の水柱から底泥表面へと移動するDOのフラックス(SOD : Sedimentary Oxygen Demand)推定に際しては申請者らによる境界層モデルを用いる.他方.底泥内部での物質移動に関しては.平成17年度に底質が細砂,あるいは粗砂の場合を想定して.底泥表面の乱れの底泥内部への伝達とそれによる物質移動への影響をコンピュータシミュレーションを行い,調べた.平成18年度は,底質が有機泥(ヘドロ)の場合を想定して,底泥直上の乱れの底泥内部への伝達とそれによる物質移動,生物過程への影響に関して,コンピュマタシミュレーションによる検討を行った.その結果,周期の短い(高周波)成分ほど,底泥内部で急速に減衰することを明らかにした.これは,底質が細砂.粗砂の場合と同様である.次に.底泥の粘度の影響について,底質が細砂,粗砂の場合には,粘度が大きいほど乱れは底泥内部で急速に減衰する.

一方,底泥が有機泥の場合.粘度が大きいほど乱れは底泥内部で減衰しにくく,より深部へと伝達されることを明らかにした.底泥内部での生物過程に関して,従属栄養細菌による好気性状態での有機物質の酸化とそれに伴う溶存酸素消費過程,および窒素の変換過程に着目して.モデルを構成し,境界層モデルと対応させて,湖沼や貯水池の水・底泥境界面近傍での溶存酸素濃度分布.および溶存酸素のフラックス(SOD)を推定のためのモデルを構筆した.本モデルにより推定された水・底泥境界面折傍での溶存酸素濃度分布と微小酸素電極による実測値とを比較したところ,モデルによる推定値は実験結果を良好に再現した.一方,SODに関して,モデルによる推定値と実験値との間には若干の食い違いが見られ,モデル改良の余地があることが示唆された.平成19年度は,平成18年度と平成17年度の結果を踏まえて,底泥内部での生物過程をモデル化し,溶存酸素の収支と窒素の変換過程,および微生物の増殖を予測するためのモデルを構築した.底泥直上の水柱から底泥表面へと移動するDOのフラックス(SOD:Sedimentary Oxygen Demand)推定に際しては,従来,申請者らが検討を行い,構築した境界層モデルを用いる.他方,底泥内部での物質移動に関しては,平成17年度に底質が細砂,あるいは粗砂の場合を想定して,底泥表面の乱れの底泥内部への伝達とそれによる物質移動への影響をコンピュータシミュレーションを行い,調べた.平成18年度は,底質が有機泥(ヘドロ)の場合を想定して,底泥直上の乱れの底泥内部への伝達とそれによる物質移動,生物過程への影響に関して,コンピュータシミュレーションによる検討を行った.平成19年度は,有機泥,粘土,シルト,細砂,および粗砂と幅広い底質条件での,底質内部での物質移動と微生物の代謝に伴う物質変換過程について検討を行った.とりわけ,底質直上の乱れの底質内部への浸透と伝達,およびそれによる物質移動への影響を調べた結果,底質が有機泥,粘土,および砂に係わらす周期の短い(高周波)成分ほど,底泥内部で急速に減衰することを明らかにした.次に,底泥の粘度の影響について,底質が細砂,粗砂の場合には,粘度が大きいほど乱れは底泥内部で急速に減衰する.一方,底泥が有機泥の場合,粘度か大きいほど乱れは底泥内部で減衰しにくく,より深部へと伝達されることを明らかにした.底泥内部での生物過程に関して,従属栄養細菌による好気性状態での有機物質の酸化とそれに伴う溶存酸素消費過程,および窒素の変換過程に着目して,モデルを構成し,前述の境界層モデル,および底質内部での物質移動に及ぼす底質直上の乱れの解析結果と対応させて,湖沼や貯水池の水・底泥境界面近傍での溶存酸素収支を予測するためのモデルを構築した.本モデルにより推定された水・底泥境界面近傍での溶存酸素濃度分布と微小酸素電極による実測値とを比較したところ,モデルによる推定値は実験結果を良好に再現した.