hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
無意識的同調行動における脳内統合過程の解明

本研究課題の目的は、2頭の向い合わせに座らせたニホンザルに規則的な反復運動を遂行させ、その行動と脳活動を観察・検討することを目的としている。本年度は、新たな行動課題を実行させながら、同時に脳信号の記録およびその解析を行った。時空間的要因、社会的要因を検討するために、パートナーにビデオクリップを利用した条件を設定して実験を行った。このVirtual Monkey(VM)条件では、実際のサル(RM)がボタン押し課題を遂行しているビデオクリップを実際のサルの代りにパートナーとして使用した。その結果VMのボタン押しの速さが変化した直後にRMのボタン押しの速さも変化していることが観察された。このことは、RMがVMの影響を受けていることを示している。ただしVMの速さとRMの速さの変化は一致した傾向を見せなかった。すなわちサルは単純にvMonkeyの速さに追従したわけではなく、むしろ速さの変化傾向は、変化直前の自身のスピードからもっとも近いハーモニクスに向かうことが示唆された。脳活動計測では、128chのECoG信号をチャンネルごとに時間-周波数解析を行った。vMonkeyの速度変化に伴う脳信号の変化を比較したところ、複数の脳領域(前頭前野、運動野、視覚野、上側頭溝周辺、上側頭回吻側部)で有意な変化が認められた。またそのような変化は、vMonkeyの速度変化から12秒後に7080Hzの帯域で一過性の変化が生じていた。本研究の結果から、ニホンザルにも無意識的な同期現象が観察され、その行動は本研究で構築された実験系によって完全に制御可能であることが示された。また同期現象には複数の脳領域が関与しており、その範囲は脳全体に及ぶものであった。今後、これらの領域の機能的連絡を詳細に検討することによって、ヒト自閉症等、他者との社会活動に影響を及ぼす疾病の治療法に役立つものと期待される。本研究年度では、サルのトレーニング、実験環境の整備、および複数の条件による行動実験を行った。各段階において大きな問題は生じず、本研究課題は順調に進行している。現在は収録された行動データについて解析と論文執筆を同時並行に行っている。これまでの解析結果からは、主に以下の2つの結果が示された。向い合った2頭のサルがボタンを押した時間について検討したところ、2頭のサルのボタン押しが同期していたことと、それがランダムな現象でないことが示された。さらにサルの間に壁を設置し、互いが見えないような条件で行った試行では同期はあまり認められず、これは視覚情報の効果を反映したものであると示唆された。一方、サルのボタン押しの速さが条件に応じて変化し、その変化は視覚情報の有無によっても変化することが示された。単独でボタン押しを行った条件でのボタン押しの速さと比較すると、速さが有意に変化していることが示された。なお単純な同期が生じているならば、相手のボタン押しと同じ速さで行われるはずであるが、実際にはそのように変化してはいないことも示された。以上の結果から、対面した他個体が自身と同様な動作をしていると、観察しているサルの行動が変化することが示された。またそれがリズミカルな動作の場合にはその行動が同期する傾向にあることが示唆された。このような結果はわれわれの知る限り、実験環境下での動物モデルでは初めて明らかとなった社会的交互作用であり、社会性の進化を探る上で意義のある結果であると考えられる。次年度に計画している神経科学的研究によって、このような同期現象を成立させる脳内機能を検討する。したがって本研究年度の結果は、行動上のデータを示すばかりでなく、社会行動のための意識的・無意識的な脳機能を明らかにする上でも、重要な基礎データであると考えられる。
機能性有機電子材料の合成と物性,構造

TEMPOラジカルとアゾメチン結合で結合した各種芳香族化合物を合成し、磁化率の温度変化を測定した。その中で、芳香族化合物部分がピレン、ナフタリン、ベンゼンの系でワイス温度がそれぞれ、0.7K、0.5K、0.73Kの強磁性的相互作用を示した。ナフタリンの系では4.2Kと1.7Kで磁化の磁場強度依存性を調べ、低温ほどスピン量子数が大きくなることが判った。この系では更に0.45Kまで交流磁化率を測定したが、磁気モーメントは温度低下に伴った急激に増加する一方で、これよりも低温部で強磁性体になることが期待される。ピリミジン、あるいはピラジン誘導体を配位子として用い、これと遷移金属2核錯体を各種合成したが、いずれも反強磁性的相互作用を示した。TTFにニトロキシドラジカルが2個π共役で結合した分子の合成に成功し、ESRスペクトルでジラジカル構造を確認した。また安定な基底三重項分子の合成を目指して、トリフェニルメタン型分子にニトロキシドラジカルが2個結合した分子を合成し、ESRスペクトルでジラジカル構造を確認した。C_<60>とベンザイン、各種ジエンが付加反応することを見いだした。生成物をHPLCで分離し、NMR、マススペクトルで同定した。また、C_<60>に対するジクロルカルベンの付加反応、mCPBAによる酸素付加反応も検討した。半導体レーザーの倍波発生用を目指して、エチレンの4個の水素をドナーおよびアクセプター性置換基で置換した分子や、2個の芳香環がΛ型に結合した分子を各種合成し、粉末法によるSHG測定、EFISH法によるβ値を測定した。その結果、青色領域に透明なSHG活性物質をいくつか見いだし、それらの結晶構造解析も行った。多数の硫黄原子を有する新規ドナー分子を目指して、1分子中に6個および7個の硫黄を有する多環共役分子の合成に成功し、結晶構造解析を行った。
沈水植物復活阻害要因の解明と復活後の持続的生態サービス利用に関する研究

日本の平野部では1950年代後半から全国的に沈水植物が衰退し、未だ回復していない湖沼が多い。水草類は富栄養化や護岸工事によって衰退したとされ、復活すると水質が浄化されるとしてヨシやアサザが植栽されている。本研究では、沈水植物が復活しない原因として除草剤とアメリカザリガニの捕食を想定し実験を行った結果、アメリカザリガニの補食者を加えた池では沈水植物が複数年にわたって繁茂したが、除草剤の侵入によって消滅した。沈水植物が繁茂するようになった湖沼で繁茂前後の水質を比べて検討した結果、水質浄化効果は無いことが明らかとなった。ヨシ・アサザについても植栽によりかえって有機汚濁負荷が増加することがわかった。アメリカザリガニ捕食者の有無による埋土種子からの沈水植物復活状況を検討するために、実験池を整備して沈水植物を植栽し、動物としてライギョを入れた区画とイシガメをいれた区画を設けた。また何も動物をいれない区画も設置した。ライギョをいれた区画では、ライギョが常駐する沈水植物群落にはアメリカザリガニが近寄らず群落が維持されたが、ライギョが来ない群落は食害により衰退した。秋季には手賀沼ビオトープ(千葉県が管理している手賀沼湖畔の一画)から堆積物を掘削し、実験池に運搬した。現在、堆積物から沈水植物が発芽するか観察中である。浮葉植物が抽水植物の分布に与える影響を検討するために、手賀沼に繁茂する抽水植物(マコモ)と浮葉植物(ハス)を実験池に交互に植栽した。現在、経過を観察中である。霞ヶ浦の米軍撮影空中写真を購入し、水生植物帯を図化した。霞ヶ浦では護岸工事によってヨシ帯が減少したとされていたが、写真判読の結果、霞ヶ浦の大部分は、護岸工事以前も波が高い為にヨシ帯は発達せず砂浜が広がっていたことが確認された。ヨシ帯がまとまって発達していたのは、流出河川近くのみであった。また浮葉植物は、現在は埋立によって消失した浮島地区と呼ばれる内湾状の地区にも繁茂しておらず、北部の一部に点在していたに過ぎなかった。現在、浮葉植物のアサザが植栽されている11地区のうち、1947年の米軍写真撮影時にも浮葉植物があったのは1地区のみだった。またアサザ植栽事業を行っているところでは、底質が劣化していることが確認された。シャジクモ類によるリン吸着実験については、インキュベーターサイズでは実験に使用する量が不足する可能性が生じたため、屋上池で大量に栽培する方法の検討を始めた。沈水植物の復活は除草剤の使用量の削減で実現する可能性があることを、宍道湖での各種記録から明らかにした。今年度は大型実験池において、浮葉植物(ハス)と抽水植物(ヒメガマ)の競合実験を行った。またアメリカザリガニ捕食者(イシガメ、ライギョ)の有無によって、沈水植物(ガシャモク、ササバモ、コウガイモ、セキショウモ)の残存状態がどのように変わるかを検証した。前者の実験では、移植初年度において,浅水条件では浮葉植物が旺盛に繁茂して抽水植物を駆逐する可能性が示唆されたが、深水条件では浮葉植物の生長は著しく抑制されて抽水植物のみがわずかに残存した。夏季には浅水域から深水域へのハスの侵入が観察され,根茎伸長による繁殖力の高さが推定された。後者の実験では、イシガメは移動性が高く、特定の範囲の沈水植物の捕食を防御する効果は無かった。ライギョをいれた実験区画においては、沈水植物の繁茂が維持された。特にセキショウモの繁茂が著しかったのは、ライギョがこの群落に滞在することが多いためと推定された。抽水植物や浮葉植物が繁茂することによって生態系サービスにどのような影響が生じるかについて、手賀沼のハス群落の抽水状態と浮葉状態において、水中の溶存酸素濃度や、堆積物中の硫化水素、メタン濃度を分析して定量化した。また、これまで水草群落中の流動は測器がないことから測られていなかったが、石膏球を用いることによって、流動についても定量化を試みた。本研究の結果から、抽水状態、浮葉状態双方において、流動の減少による酸素低下が認められた。特に浮葉状態でその影響は大きく、最も還元的な状態で派生するメタンが高純度で発生していることが分かった。

今年度はこの他に、浮葉植物アサザと抽水植物ヨシによるCOD増加の可能性を検討し、これらの植物の植栽によって水質が浄化することはないとの結論を得た本研究は、日本の平野部にある湖沼の多くで沈水植物が復活しない原因を、大型実験池を用いた実験、現地調査などによって解明することと、沈水植物が復活した水域で生じている悪影響を現地調査に基づいて整理し、その防止策を提案することを目的としている。最終年度であるH26年度は前年度に続いて、沈水植物を植栽した大型実験池での観察を行った。5月には沈水植物の発芽が認められ、また緑藻類も繁茂していた。しかし7月になって沈水植物も緑藻類も消滅した。一方、ハスやヒメガマなどを植栽した別の池ではどちらも繁茂していた。この状況はハスや抽水植物だけが残っている現在の手賀沼と一致する。手賀沼で沈水植物が消滅した時期は水田除草剤使用開始時(1950年代後半)である。実験池においても6月に集中豪雨が生じて水田から流出した水が流れ込んだ可能性が高いこと、また沈水植物だけでなくアメリカザリガニの食害を受けない緑藻も消滅したことから、除草剤の影響で消滅した可能性が高いと判断した。このことから沈水植物の1種であるセキショウモの実生を使って、水田からの排水が発芽に与える影響を検討した。使用したのは霞ヶ浦流入河川上流部で降雨時に採水した河川水である。霞ヶ浦も手賀沼同様、沈水植物は復活していない。実験の結果、河川水で育てた実生は芽や根を伸ばすことなく溶解した。実験水からは除草剤成分は検出できなかったが、分子量が249で水溶性の物質が高濃度に検出されたことから、この成分が原因である可能性がある。宍道湖では水田除草剤の使用量が減少した2007年頃から沈水植物が生えるようになったが、塩分上昇により沈水植物が繁茂できない年には植物プランクトンの1種である珪藻が繁茂した。この時、二枚貝ヤマトシジミが珪藻を餌として濾過することで、沈水植物繁茂時より透明度は高くなっていた。26年度が最終年度であるため、記入しない。水圏環境学26年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度に予定していた項目のうち、人工池での沈水植物発芽実験と浮葉植物・抽水植物の植栽は予定通り進んだ。写真判読の自動化は次年度に回し、次年度予定していた霞ヶ浦の写真判読をまず目視で行った。シャジクモ類の実験は遅れているが、沈水植物衰退要因の解明と、消波施設による底質劣化については前倒しで進めることができた。日本では一部で沈水植物が復活している一方で、自然再生事業として抽水植物や浮葉植物が植栽されることが多い。本研究では沈水植物が復活しない原因を、大型実験池を用いた実験、現地調査、衰退前の分布範囲の復元によって解明する。また欧米で湖沼生態系の回復手法として最も有効であるとされているシャジクモ類の復活による水質浄化効果を検討し、さらに、沈水植物が復活した水域で生じている悪影響を現地調査に基づいて整理し、その防止策を提案することで、持続可能な湖沼生態系サービスの利用に貢献することを目的としている。シャジクモ類については、従来、アルカリバンドを形成するタイプのシャジクモ類が、石灰化とともにリンを吸着するとされてきた。これに対し本研究では、アルカリバンドを形成しないシャジクモ類でも石灰化していることを報告した(Kawahata et al. 2013)。また宍道湖では除草剤使用が始まる前までシャジクモ類が優占していたことを明らかにした(小室・山室、2013)。その宍道湖では食品中残留農薬の規制が強化されたことで除草剤使用量が減少し、沈水植物が大量に繁茂するようになった。繁茂している沈水植物はそれまでに繁茂記録がないオオササエビモが主体で、シャジクモ類は全く復活していない(山室、印刷中)。このことからシャジクモ類が繁茂するには、全国的に除草剤使用量を相当量下げなければ難しいことが予測された。
電荷分布不均一性を持つ層状ペロブスカイト遷移金属酸化物の異常励起

高温超伝導など様々な現象を示すペロブスカイト遷移金属酸化物について、これらが物質内に持つ不均一な電荷秩序に着目し、効率的な試料育成環境を整備しJ-PARCにおける最新の中性子分光器を組み合わせて、磁性と格子の揺らぎを中性子非弾性散乱で系統的に調べてこの系で見られる現象のミクロな起源を探ることを試みた。Ni、Coを含む物質等について、この系の本質に迫れると思われる特異な磁気励起を見いだした。研究初年度である本年度は、本研究を支える試料の効率的育成、ホール濃度調整環境、集中的実験を可能にするJ-PARCの中性子実験装置にかかる本研究のための追加機器の整備といった研究環境の整備、及び、それらの試用も視野に入れた予備的研究を実施した。まず、試料育成・調整環境の整備に関しては、既存の試料育成環境を本研究の目的にあわせて整備した他、デジタル制御型のマスフローメーター1系統を導入し、酸素濃度制御によるホール量制御等のための雰囲気制御アニールを実施できる基本的な環境を整えた。特に試料育成環境については、本研究の中心となるLa214系試料の他、鉄系超伝導体試料に対しても試験的に運用し、試料の育成に成功するなど成果を得た。このまま試料調整環境の整備を継続的に進めていき、試料調整の自動化や、ガス制御系の多重化等の効率化を進め、来年度以降の本格的な試料作成につなげていく予定である。また、中性子実験装置関連については、J-PARCにて建設が進められる分光器、アマテラス、四季について本研究のための付加的な機器、特に、試料環境装置関係について、分光器自身の整備と合わせて進めることができた。単結晶を用いた測定に必須の小型ゴニオメーターについては、2軸分のゴニオメーターと制御系の基幹部分を整備し、最低限の実験環境は整えた。施設・設備の不調のため、本研究において主力となるJ-PARCにおける中性子散乱実験を行う目処が年度内に立たなかったことが不安材料であるが、概ねそれ以外に関しては、研究の準備段階である本年度の目的は達成できたと考える。本研究の計画の柱は、1つには広い種類の3d金属の広い範囲のホール濃度を持つ多数の試料の育成、1つにJ-PARCの強力な線源を利用する最新の中性子実験装置への本研究に合わせた測定試料環境を整備・搭載とそれによる集中的な中性子散乱実験の実施である。多数の試料を系統的・集中的に大強度の中性子散乱実験装置で調べることで、3d金属酸化物の集団励起に及ぼすホールドープの効果を明らかにするのが本研究目的である。21年度は、試料育成については、過剰酸素導入を定量的に実施するための心臓部であるマスフローメーターを改良し、任意のアニール炉にも着脱が容易な自動制御ボックスを整備し、試料育成、試料調整の環境をさらに高効率に整えた。中性子実験装置については、単結晶試料測定に必要なマイクロゴニオメーターの高度化、室温以上の温度領域の測定を行うクライオファーネス用高温スティックを整えた。一方で、本研究の中核となるJ-PARCでの中性子散乱実験については、J-PARC自身の不調や実験装置の整備の遅れなどもあり、また、代替として検討していた日本原子力研究開発機構の3号炉でも予定外のシャットダウンに見舞われるなどして、残念ながら十分に進んでいるとは言いがたい。それでも、Ni酸化物を中心にx線散乱等を使った研究の他、予備的な測定ではあるがJ-PARCの装置での測定も開始できた。J-PARC、四季分光器、アマテラスを用いたLa_<1.5>Sr_<0.5>NiO_4の予備測定ではこれまで報告されていた磁気励起の低エネルギー側の分散が短い測定で綺麗に把握できたほか、これまで知られていない新たな分散の痕跡が捉えられホールのストライプ構造でスピン間相互作用の様相が変化する一端を捉えている可能性がある。本研究では、中性子散乱実験が遅れ気味であるが、既に予備測定で新たな知見が得られる可能性を捉えているので、来年度はこの遅れを取り戻すべく研究を加速させていきたい。最終年度の22年度は、試料育成環境については、過剰酸素導入を定量的に実施するための心臓部であるマスフローメーターをもう1系統を増強し、試料調整環境の効率化をはかった。中性子実験装置については、ハードウェアの整備はほぼ完了したので、解析ソフトウェア等データ処理にかかる部分を増強した。本研究の中核となるJ-PARCでの中性子散乱実験については、これまでのNi系2-1-4の測定に加え、酸素ドープを行ったCo系2-1-4化合物の測定も開始できた。結果、従来調べられてきたSrドープ系と同様にエネルギーや運動量遷移について大きく再規格化されたスピン波分散や軌道磁気モーメントと結合しているためと思われる分散などが観測できた他、Srドープ系では見られない分散も観測され、さらには軌道磁気モーメントと結合していると思われる分散の振る舞いも変化が小さいなど多々異なる極めて興味深い点が見つかり、ホールドープのメカニズムの違いによるこれら変化からホールドープのスピンダイナミクスへの寄与の微視的機構に迫れると期待している。

この他、Ni2-1-4系についてもデータを蓄積し、欧州のグループが報告している高濃度側の磁気励起の異常についても同様の結果を確認した。さらに、まだ研究の行われていないホール濃度0.5/Niを超える領域の測定を進めてこの系のホールドープのスピンダイナミクスへの効果を明らかにしたいと考えている。その他、関連する遷移金属酸化物磁性体のスピンダイナミクスの測定も実施した。本年度は最終年度であったが、残念ながら、J-PARC自身、年度前半の不調やマシンタイムをアサインした3月における震災とその後の長期シャットダウンなどもあり、当初予定の実験すべてをこなすことは出来なかったが、これまで整備した資産を継続して使用し、今後も研究を続けることで当初の目的を達成していきたいと考えている。
生殖細胞及び初期胚におけるゲノムリモデリングへのヒストンＨ３変異体の関与について

受精を経て、卵から胚へと細胞の性質が変化する際、核内のクロマチン構造が大規模に再編成(ゲノムリモデリング)されることが知られている。ゲノムリモデリングは、初期発生に重要であることが考えられているが、その制御機構は明らかになっていない。近年、クロマチン構造の変化は、ヌクレオソームを構成するヒストンがその変異体に置換されることによって起こることが明らかとなった。哺乳類において、ヒストンH3変異体には主にH3.1,H3.2,H3.3が存在する。受精時におけるH3.3の関与については研究がなされているが、H3.1とH3.2については明らかになっていない。そこで、本研究では、ゲノムリモデリングへのH3変異体、特にH3.1およびH3.2の関与について解析することを目的とする。まず、卵および初期胚におけるH3変異体の核局在を明らかにするために、抗H3.1/2抗体および抗H3.3抗体を用いた免疫染色を行った。その結果、H3.3は、卵および初期胚において、核局在が見られたものの、H3.1/2は、ゲノムリモデリングが起こる時期において、核局在しないことが明らかになった。したがって、この時期のクロマチンは、H3変異体のうちH3.3のみで構成されることが示唆された。次に、ゲノムリモデリングを含む受精前後において、H3.1/2がクロマチンに取り込まれないことの生物学的な意義について明らかにするために、受精前後におけるH3変異体の過剰発現を行った。H3.1・H3.2・H3.3それぞれを1細胞期胚で強制的にクロマチンに取り込ませた結果、H3.1、H3.2を過剰発現した胚では発生遅延が生じることがわかった。これらの結果から、ゲノムリモデリングが起こる時期において、H3.1・H3.2がクロマチンに取り込まれないことが初期発生に重要であることが考えられる。27年度が最終年度であるため、記入しない。分化した卵は受精することにより全能性を獲得した胚になる。細胞の性質が変化する際、大規模なクロマチン構造の再編成、いわゆるゲノムリモデリングが起こることが知られている。しかし、ゲノムリモデリングの分子メカニズムは明らかにされていない。近年、クロマチン構造の変化には、ヌクレオソームを構成するヒストンがその変異体と置換することによって起こることが明らかとなった。哺乳類において、ヒストンH3変異体には主にH3.1, H3.2, H3.3が存在し、受精時におけるH3.3の関与については研究がなされているが、H3.1とH3.2については明らかになっていない。そこで、本研究ではゲノムリモデリングを含む受精前後におけるクロマチン構造の変化へのH3変異体、特にH3.1, H3.2の関与について解析することを目的としている。これまでにFlagタグを付加したH3.1を発現するトランスジェニックマウスを用いた卵及び初期胚におけるH3.1の動態解析を行った結果、H3.1は受精前後において核に取り込まれておらず、桑実胚以降取り込まれることが明らかになった。また、H3.1と同様にFlag-H3.2のトランススジェニックマウスを作製し、そのマウスの卵及び受精卵におけるH3.2の取り込みを解析した結果、受精前後において核への取り込みが見られなかった。以上の結果より1細胞期胚において、3つのヒストンH3変異体のうちH3.3のみ取り込まれていることが示唆された。さらに、ゲノムリモデリングが起こる際、H3.1, H3.2が1細胞期胚のクロマチンにおいて取り込まれないことが初期発生に重要なのかを解析するため、1細胞期胚においてH3変異体の過剰発現を行い、それぞれの過剰発現胚の発生率を比較した。H3.1・H3.2・H3.3それぞれを1細胞期胚で過剰発現した結果、H3.1、H3.2を過剰発現した胚では発生遅延が生じることがわかった。これらの結果から、1細胞期胚において、H3.1・H3.2がクロマチンに取り込まれないことが初期発生に重要であることが考えられる。分化した卵が精子と受精することにより全能性を獲得した胚となる。細胞の性質が変化する際、ゲノムリモデリングと呼ばれる核内のクロマチン構造の大編成が起こる。しかし、ゲノムリモデリングが起こるメカニズムは明らかになっていない。近年、ヌクレオソームを構成するヒストンがその変異体に置き換わることによって、クロマチン構造が変化することが明らかとなった。哺乳類のヒストンH3変異体として、主にH3.1,H3.2,H3.3が存在する。本研究では、H3変異体がゲノムリモデリングを含む受精前後におけるクロマチン構造の変化にどのように関与するのか解析することを目的とする。卵および初期胚におけるH3.1,2,3の核への局在を解析するために、抗H3.1・2抗体,抗H3.3抗体それぞれを用いた免疫染色を行った。さらに、H3.1、2それぞれの核局在を解析するために、Flag-H3.1またはFlag-H3.2を発現するトランスジェニックマウス由来の卵および初期胚を用いて、抗Flag抗体による免疫染色を行った。その結果、受精前後の核内においてH3.1、2共に取り込まれていないことがわかった。一方で、H3.3は受精前後において核への局在が見られた。

以上の2つの解析から、H3.1・2は、ゲノムリモデリングを含む受精前後のクロマチンに取り込まれておらず、H3.3のみで構成されていることが考えられる。次に、ゲノムリモデリングが起こる際、H3.1・2がクロマチンに取り込まれない生物学的な意義を解明するために、受精直後の胚におけるH3.1,2,3の強制発現を行った。その結果、H3.3過剰発現胚、コントロール胚と比較して、H3.1・2過剰発現胚の発生率が顕著に低下した。以上の結果より、ゲノムリモデリングが起こる際、H3.1・2はクロマチンに取り込まれないことが初期発生に重要であることが考えられる。受精を経て、卵から胚へと細胞の性質が変化する際、核内のクロマチン構造が大規模に再編成(ゲノムリモデリング)されることが知られている。ゲノムリモデリングは、初期発生に重要であることが考えられているが、その制御機構は明らかになっていない。近年、クロマチン構造の変化は、ヌクレオソームを構成するヒストンがその変異体に置換されることによって起こることが明らかとなった。哺乳類において、ヒストンH3変異体には主にH3.1,H3.2,H3.3が存在する。受精時におけるH3.3の関与については研究がなされているが、H3.1とH3.2については明らかになっていない。そこで、本研究では、ゲノムリモデリングへのH3変異体、特にH3.1およびH3.2の関与について解析することを目的とする。まず、卵および初期胚におけるH3変異体の核局在を明らかにするために、抗H3.1/2抗体および抗H3.3抗体を用いた免疫染色を行った。その結果、H3.3は、卵および初期胚において、核局在が見られたものの、H3.1/2は、ゲノムリモデリングが起こる時期において、核局在しないことが明らかになった。したがって、この時期のクロマチンは、H3変異体のうちH3.3のみで構成されることが示唆された。次に、ゲノムリモデリングを含む受精前後において、H3.1/2がクロマチンに取り込まれないことの生物学的な意義について明らかにするために、受精前後におけるH3変異体の過剰発現を行った。H3.1・H3.2・H3.3それぞれを1細胞期胚で強制的にクロマチンに取り込ませた結果、H3.1、H3.2を過剰発現した胚では発生遅延が生じることがわかった。これらの結果から、ゲノムリモデリングが起こる時期において、H3.1・H3.2がクロマチンに取り込まれないことが初期発生に重要であることが考えられる。昨年度行った内在性のH3変異体の核局在の解析は、これまでに解析されたFlag-H3変異体の局在解析の結果に加えて、新たな知見を得ることができた。H3変異体過剰発現の解析から、H3変異体それぞれの取り込み効率が異なることが明らかとなった。さらに、H3.1、H3.2過剰発現胚において、発生停止が見られ、興味深い結果が得られたことから、本研究は順調に進展していると考える。27年度が最終年度であるため、記入しない。昨年度の研究結果から、H3.1,H3.2が取り込まれないことが初期発生に重要であることが示唆された。本年度は、受精前後の卵・初期胚のクロマチンにH3.1・H3.2を強制的に取り込ませた場合に起こる発生停止の原因を探る。そのために、クロマチン構造や遺伝子発現の変化に着目して解析を行ってゆく予定である。昨年度中にFlag-H3.2を発現するトランスジェニックマウス作製に成功し、解析をおこなうことができた。
脂肪肝の虚血耐用性に関する実験的検討(脂肪肝の程度と虚血時間の関係について)

脂肪肝の虚血認容性をラット肝虚血モデルを用いて検討し以下の結果を得た。虚血障害肝のviabilityの指標として胆汁流量の回復率が有用で、viabilityの良い肝ほど胆汁流量の回復率が良好であった。また血漿アミノ酸分析においてはアラニン、グリシン、メチオニン、芳香属アミノ酸、総遊離アミノ酸量が胆汁流量の回復率と有意な負の相関を示し、これらのアミノ酸値が虚血障害肝のviabilityの指標として有用であることが示唆された。Superoxide anionの特異的な消去酵素であるsuperoxide dismutaseをリポソーム化したliposomal encapsulated superoxide dismutase(以下、L-SOD)の投与により、肝虚血再潅流後の血清逸脱酵素(GOT、GPT、LDH)が低値となり、胆汁流量の回復率が高値となることより、L-SODは肝虚血再潅流障害時における肝保護効果のあることが示唆された。脂肪化の程度と虚血耐用性の変化を検討するため、コリン欠乏食投与期間によりラットを以下の3群に分けて検討した。I群:正常肝群、II群:軽度脂肪肝群、III群:高度脂肪肝群。虚血時間は60分間とし、虚血後1週間の生存率はI、II、III群でそれぞれ、100。75、0%であり、I、II群はIII群に比し有意に高かった。胆汁流量の回復率はI、II、III群でそれぞれ、52、34、11%であり、各群間に有意差を認めた。肝組織中ATP量およびTotal adenine nucleotidesは虚血前、I群はII、III群に比し有意に高く、再潅流後60分でも、I群はII、III群に比して有意に高値であった。以上の結果より肝虚血耐用性の低下は肝の脂肪化が軽度の場合には少ないが、脂肪化が高度の場合には著しい事が示唆された。しかし肝組織中高エネルギー燐酸化合物の面より検討すると脂肪化が軽度であっても肝エネルギー状態は低下していることが示唆された。【目的】肝機能検査や画像診断などの診断法の進歩により、脂肪肝症例が確認される事が多くなり、注目を集めるようになってきた。一方、脂肪肝の症例に対しても肝切除術を施行する機会が増加している。肝切除の際pringle法を用いる事が有用である。しかし、脂肪肝の虚血に対する耐用性は現在まで明らかにされていない。そこで本研究では実験的に脂肪肝を作成し肝虚血一再潅流実験を行い、脂肪肝の虚血に対する耐用性を明らかにする事を目的として、肝viabilityの指標である再潅流後の胆汁流量の回復率と電気インピーダンス(EI)とを比較検討した。【結果】Wistar系雄性ラットを用いて、コリン欠乏食を与えた脂肪肝ラット(F群)を作成した。一方対照として正常肝ラット(C群)を用いた。肝門部で門脈と肝動脈を遮断することにより全肝虚血とした。虚血時間は30、60分とした。EIはLCRメーター(HP-4284A)を用いて測定し、胆汁流量も5分毎に計測した。肝抵抗率(ρ,Ω・cm):F群は、<()内の値はC群

>では、虚血前では1080±286(1041±118)であった。肝虚血後直ちに増加し、15分虚血では1908±1205(2893±538)、30分虚血では2464±1504(3727±463)で、いずれも虚血前値に比して有意(p<0.01)に上昇した。F群は60分虚血では3676±1342と上昇し続けたが、C群では虚血後40分で最高値3767±75を示し、虚血前に比して有意(p<0.01)に上昇した。虚血30分間の変化を見ると、F、C群ではそれぞれ1731、88109/分と後者で大きかった。胆汁流量:再潅流後60分の胆汁流量の回復率は、30分虚血では4363%、60分虚血後では415%であった。一方、C群では30分虚血では89%、60分虚血では49%であった。肝虚血による障害の程度と相関する胆汁流量の回復率はF群はC群に比して不良であった。以上の結果より脂肪肝は正常肝に比し虚血に対する抵抗性が弱く、虚血の安全限界が短いことが示唆された。脂肪肝の程度を差異による虚血認容性の変化を検討するため、コリン欠乏食投与期間によりラットを以下の3群に分けて検討した。I群は通常飼料にで飼育したコントロール群。II群、III群は虚血前それぞれ、1、4週間コリン欠乏食を投与し、脂肪肝を作製した群とした。虚血時間は60分間とし、肝門部で遮断し全肝虚血とした。虚血前に肝組織を採取してHE染色し、組織学的評価を行なった。虚血解除後、1週間の生存率、胆汁流量の回復率を求め、また虚血前、再潅流直前、再潅流後15分、30分、60分に肝組織を凍結採取し、高速液体クロマトグラフィー法にて高エネルギー燐酸化合物を測定した。組織学的にI群には脂肪滴は認められなかった。II群では肝細胞内の小滴性脂肪化のみであったのに対し、III群では高度な大滴性脂肪化が認められた。虚血後1週間の生存率はI、II、III群でそれぞれ、100、75、0%であり、I、II群はIII群に比し有意に高かったが、I、II群間で有意差はなかった。胆汁流量の回復率はI、II、III群でそれぞれ、52、34、11%であり、各群間に有意差を認めた。肝組織中ATP量はI、II、III群で虚血前、8.85、5.96、5.54μmol/g・dry weight liver(以下単位同じ)と、I群はII、III群に比し有意に高く、再潅流後60分では、それぞれ、5.56、3.20、2.27とI、II、III群の順に有意に高値であった。Total adenine nucleotidesはI、II、III群で虚血前、それぞれ、17.57、12.48、10.53とI群はII、III群に比し有意に高く、再潅流後60分では、それぞれ、10.96、6.95、5.60とI、II、III群の順に有意に高値であった。Energy chargeは虚血前、再潅流後60分ともに3群間に有意差はなかった。以上の結果より肝虚血に対する認容性の低下は肝の脂肪化が軽度の場合には少ないが、脂肪化が高度の場合には著しい事が示唆された。また肝虚血再潅流障害時の肝のviabilityと肝組織中高エネルギー燐酸化合物の関連性において、正常肝と脂肪肝では相違があることが示唆された。
Bacillus brevisにおけるヒト蛋白質の活性発現と種間障壁の解析

Bacillus brevisを宿主として、本菌の細胞壁蛋白質遺伝子のプロモーター及びシグナル配列部位を用いた異種遺伝子の発現系においてヒト上皮細胞増殖因子(hEGF)遺伝子は高効率に発現する。この結果、天然のものと同じアミノ酸配列を持つ活性hEGFが分泌され、その培地中の蓄積量は0.2g/lに達した。一方、ヒト唾液腺αーアミラーゼ(hAMY)の遺伝子を用いた同様の実験では、当初hmg/l程度のhAMYしか分泌されなかった。本研究ではhAMY遺伝子の発現に影響を与えている諸要因について解析し、以下の結果を得た。1.hEGF及びhAMY遺伝子の転写産物を解析し両遺伝子の発現効率の差の原因は主に転写より後の段階にあることを明らかにした。3.B__ー.brevisにおいて生産されたhAMYは、SDSポリアグリルアミド電気泳動において天然のものと同一の泳動度を示した。また天然のものとほぼ等しい比活性を持っていた。5.大腸菌においては異種蛋白質を特異的に分解するプロテアーゼLaが存在すること、このプロテアーゼの欠損変異株においては異種蛋白質の生産効率が上昇することが知られている。B__ー.brevisにおいてもこれに類似したプロテアーゼが存在すると推定し、遺伝子の同定、クローン化を行った。現在その塩基配列の解析を行いつつある。
宇宙における芳香族化合物の生成消滅反応の理論的究明

1.宇宙における芳香族炭化水素の生成消滅反応の解明を目的として、PM3分子軌道法を用い、典型的な多環式芳香族炭化水素(PAH)であるベンゼノイド炭化水素から同時、または逐次的に2個の水素原子を解離させるのに要するエネルギーの推定を行った。分子内で隣り合った2個の水素原子を水素分子として解離させるのに要するエネルギー(約100kcal/mol)は、1個の水素原子を解離させるのに要するエネルギーと同程度であった。このことは、PAHの質量スぺクトルで、親分子イオンに次いで質量数M-2のイオンのシグナルが強いことと関係していると考えられる。2.2個の水素原子が逐次的に解離する場合は、それぞれの段階で約100kcal/molのエネルギーを必要とする。ナフタレンやアントラセンのようなポリアセン分子の1、4位の水素原子が逐次的に解離する場合は、環の数が1つ少ない2、3-ジエチニル芳香族化合物を生成することがわかった。この場合の2段階目の反応に要するエネルギーはかなり小さい。宇宙の紫外線照射場では、ポリアセンのようなコンパクトでないPAHはあまり存在しないと考えられるが、これらの分子はこのようなタイプの環開裂反応によって分解する可能性が大きく、宇宙で生成しても寿命があまり長くないためであろうと推測される。3.一連の非ベンゼン系芳香族炭化水素から水素原子1個を解離させるのに要するエネルギーを計算し、小さな環に結合した水素原子ほど一般に大きな解離エネルギーを必要とすることがわかった。このことと関連して、PAHでとなりの位置にCH結合をもたないCH結合(いわゆるソロ水素)が解離しにくいのは、解離した分子の歪みのエネルギーが大きくなるためではないかと考えられる。
未利用カルコゲン資源を反応剤に使う合成化学を実現する金属錯体の創成

豊富に存在する天然資源を反応剤として、金属錯体との反応や金属錯体を触媒とする基質との反応を検討した。窒素系四座配位子を持つ単核ルテニウム二価錯体を合成し、これを触媒とするとノルボルネンへの硫黄原子挿入反応を達成した。モリブデン・タングステン酵素モデルとして、末端スルフィド基や末端セレニド基を持つ単核モリブデン・タングステン錯体を水素化硫化物イオンや水素かセレン化物イオンを原料として合成し、三級リンへの親電子反応性を調べた。四座配位子を持つ単核オスミウム錯体を合成し、過酸化水素を酸化剤とする触媒的アルケンのジオール化反応を開発した。硫黄とルテニウム(II)錯体を反応させ、硫黄がジスルフィドの構造になった二核ルテニウム(III)錯体を合成した。結晶構造を決定すると共に各種分光学的性質を明らかとした。このルテニウム(II)錯体を触媒に、硫黄を硫黄源としてノルボルネンの硫黄化反応を検討した結果、5員環と7員環のチイランが生成することがわかった。スルフィドイオンとセレニドイオンを原料に用いてスルフィド基やセレニド基を持つモリブデン(IV)錯体を合成し、末端配位子の効果を系統的に議論した。結晶構造解析や分光学的性質などのシュミュレーションからモリブデン錯体の電子構造解析をおこなった。この結果、末端配位子がオキソからスルフィド、セレニドへと変化するにつれて、LUMO+3のエネルギー順が下がり、電荷遷移がこの順で長波長側に観測されることと一致した。また、スルフィド基やセレニド基を持つモリブデン(VI)錯体も合成し、分光学的性質における末端配位子の効果を系統的に議論した。三級リンに対する原子移動を速度論的に解析した結果、末端配位子が酸素→硫黄→セレンになるにつれて反応速度が飛躍的に増加することを明らかとした。タングステン類似対も合成してその分光学的性質や原子移動能を評価した。オスミウム錯体を合成し、これを触媒とするアルケンのジオール化反応を入手容易な過酸化水素を酸化剤としておこなった。末端アルケンから内部アルケンまでのジオール化反応が効率よく進行した。また、電子求引基を持つアルケンから電子供与基を持つアルケンまで幅広い基質に適用できた。地球上の天然資源を直接の反応剤として合成化学に利用する酸化還元触媒を開発することは、物質循環や環境問題などの社会的なニーズから今後ますます重要な課題になると考えられる。本研究課題では、金属錯体と硫黄やセレン、水素化硫化物イオンや水素化セレン化物イオン、過酸化水素などとの反応を検討するとともに、各種有機基質が存在する条件下での反応もおこない、原子移動反応系を構築する。窒素系四座配位子を持つ単核ルテニウム二価錯体を合成した。触媒量のルテニウム錯体下で無機硫黄とノルボルネンとの反応において、二重結合部に硫黄が挿入された化合物を得た。ノルボルネンが存在しないと、ジスルフィド基で架橋された二核ルテニウム三価錯体が得られるため、この二核錯体が活性種であると考えられる。硫黄やセレンを利用するモリブデン・タングステン酵素モデルの系では、水素化スルフィドイオンやそのセレン誘導体を原料として、末端スルフィド基や末端セレニド基を有するモリブデン・タングステン錯体を合成した。合成した錯体から三級リンに対する原子移動反応性を検討した結果、セレニド基の移動が硫黄原子移動よりも速く進行した。反応速度論的な解析により、この反応は熱的支配ではなく速度論的支配であることを明らかにした。含窒素四座配位子を持つオスミウム三価錯体を合成し、これを触媒に用い、過酸化水素を酸化剤としてアルケンのジオール化反応を検討した。様々な電子状態や立体構造をとるアルケンに対して高効率的・シス選択的なジオール化反応が進行することを見出した。活性酸化剤をオスミウム五価オキソヒドロキソ錯体であると特定し、触媒反応機構を明らかにした。無機硫黄とルテニウム(II)錯体を反応させ、硫黄がジスルフィドの構造になった二核ルテニウム(III)錯体を合成した。

この結果、末端配位子がオキソからスルフィド、セレニドへと変化するにつれて、LUMO+3のエネルギー順が下がり、LUMO+1軌道のエネルギー準位と入れ替わることがあきらかとなった。電荷遷移がこの順で長波長側に観測されることと一致している。また、スルフィド基やセレニド基を持つモリブデン(VI)錯体も合成し、分光学的性質における末端配位子の効果を系統的に議論した。三級リンに対する原子移動を速度論的に解析した結果、末端配位子が酸素→硫黄→セレンになるにつれて反応速度が飛躍的に増加することを明らかとした。タングステン類似対も合成してその分光学的性質や原子移動能を評価した。オスミウム錯体を合成し、これを触媒とするアルケンのジオール化反応を入手容易な過酸化水素を酸化剤としておこなった。末端アルケンから内部アルケンまでのジオール化反応が効率よく進行した。また、電子求引基を持つアルケンから電子供与基を持つアルケンまで幅広い基質に適用できた。硫黄やセレンを原料とする錯体合成は当初の予定通りすすんでいる。これに加えて、容易に入手でき、かつ原子効率の高い過酸化水素を酸化剤とする触媒反応の構築は、天然物合成、医薬品やファインケミカルなどの合成分野で重要で有り、それに適用できるため。25年度が最終年度であるため、記入しない。無機硫黄やセレンを原料とする錯体合成は当初の予定通りすすんでいる。これに加えて、容易に入手でき、かつ原子効率の高い過酸化水素を酸化剤とする触媒反応の構築を達成したことは有意義である。それらは天然物合成、医薬品やファインケミカルなどの合成分野で重要で有り、それに適用できるため。オスミウム触媒によるアルケンのジオール化反応について、一層の高機能化を図る。天然物・医薬品・ファインケミカルには不斉中心を持つ化合物が多く含まれていることが考慮し、錯体に不斉中心などを導入して、キラル触媒を合成する。不斉ジオール化が上手く進行した錯体では、実際の医薬品の中間体合成などに用いる。ルテニウム錯体やモリブデン錯体の硫黄付加体の合成に関しては、より一層温和な条件で反応が進行する組合せを検討する。オスミウムと同族元素であるルテニウムを用いても同様の反応をおこない、中心元素の効果を明らかにする。
GLOBEC(地球規模海洋生態系変動)のための生物計測手法の開発

世界及び日本におけるGLOBEC計画を推進するために必要な技術的基盤を確立するために,生態系の生物計測分野で最も先進的なウッズホール海洋研究所と共同して新しい機器の開発と実海域での調査研究を行うことを目的として研究を開始した.その中で,音響技術と光・画像技術,生物採集装置の開発に重点をおくことにした.平成8年6月に既存の機器と新規機器プロトタイプを用いて伊豆海域と黒潮続流・遷移域における海洋観測を行った.11月にウッズホール海洋研究所のS.Gallager博士を招聘して,動物プランクトンの音響と光学的計測手法および採集方法に関するワークショップを開催した,平成9年3月に小松,木村を米国に派遣し,動物プランクトンの採集,音響・光学的計測手法および画像解析によるプランクトン種の自動判別に関して情報交換を行うとともに,ウッズホール海洋研究所と平成9年度の研究の打ち合わせを行った.平成9年6月に黒潮続流域および親潮黒潮遷移域において,10月に三陸沖暖水塊において,既存の機器と新規機器プロトタイプを用いて観測を行った.米国側は曳航式プランクトンビデオカメラや音響機器等の測定機器を用いて,日本の三陸沖に相当する米国東海岸沖合域にあるGeorges Bankで観測を行った.これらの観測結果の整理と討議及び平成10年度の研究の打ち合わせのため,同年9月杉本,中田,青木を米国に派遣した.平成10年7月に計測器のテストの観測を,9-10月に黒潮続流域,親潮黒潮遷移域,三陸沖暖水塊で各種計測機器を用いた観測を行った.米国側は昨年同様,Georges Bankにおける観測を行った.結果の整理と討議及び今後の協力関係の討議のため,平成10年8月に杉本を,平成11年3月に小松を米国に派遣した.その結果,平成11-12年度にウッズホール海洋研究所と海洋研究所が協力して日本海の生物計測を行うことが決められた.世界及び日本におけるGLOBEC計画を推進するために必要な技術的基盤を確立するために,生態系の生物計測分野で最も先進的なウッズホール海洋研究所と共同して新しい機器の開発と実海域での調査研究を行うことを目的として研究を開始した.その中で,音響技術と光・画像技術,生物採集装置の開発に重点をおくことにした.平成8年6月に既存の機器と新規機器プロトタイプを用いて伊豆海域と黒潮続流・遷移域における海洋観測を行った.11月にウッズホール海洋研究所のS.Gallager博士を招聘して,動物プランクトンの音響と光学的計測手法および採集方法に関するワークショップを開催した,平成9年3月に小松,木村を米国に派遣し,動物プランクトンの採集,音響・光学的計測手法および画像解析によるプランクトン種の自動判別に関して情報交換を行うとともに,ウッズホール海洋研究所と平成9年度の研究の打ち合わせを行った.平成9年6月に黒潮続流域および親潮黒潮遷移域において,10月に三陸沖暖水塊において,既存の機器と新規機器プロトタイプを用いて観測を行った.米国側は曳航式プランクトンビデオカメラや音響機器等の測定機器を用いて,日本の三陸沖に相当する米国東海岸沖合域にあるGeorges Bankで観測を行った.これらの観測結果の整理と討議及び平成10年度の研究の打ち合わせのため,同年9月杉本,中田,青木を米国に派遣した.平成10年7月に計測器のテストの観測を,9-10月に黒潮続流域,親潮黒潮遷移域,三陸沖暖水塊で各種計測機器を用いた観測を行った.米国側は昨年同様,Georges Bankにおける観測を行った.結果の整理と討議及び今後の協力関係の討議のため,平成10年8月に杉本を,平成11年3月に小松を米国に派遣した.その結果,平成11-12年度にウッズホール海洋研究所と海洋研究所が協力して日本海の生物計測を行うことが決められた.1.平成8年11月21日12月1日(11日間)にウッズホール海洋研究所のガラガ-博士を招へいして、研究打合せを行い、また、同氏を含めて動物プランクトンの音響と光学的計測手法および生物サンプラーに関するワークショップを開催した。この滞在時に、日本側と米国側の生物計測機器の現状と開発計画および本年度の日本側の黒潮続流・移行域、米国側のジョーンズバンクでの海洋調査結果について討議した。また、来年度の調査計画の全体的打合せも行うことが出来た。とくに音響計測手法については、東大海洋研究所で行われている24周波計測とADCPを用いた計測、ウッズホール海洋研究所におけるデュアルビーム法、多周波法、散乱モデルの研究について情報交換を行い、今後解決をはかる問題点について討議した。2.平成9年3月に東大海洋研究所から小松・木村の2名を派遣し、動物プランクトンのサンプリング、音響・光学的計測手法および画像解析によるプランクトン種の自動判別に関するウッズホール海洋研究所と次年度の共同研究の打合せを行った。3.既存の機器と新規機器プロトタイプを用いて白鳳丸航海で伊豆海域と黒潮続流・遷移域における海洋観測を行なった。(1)2周波音響法を用いることにより、オキアミからの反射を抽出し、体長と個体密度が推定出来る手法を明らかにした。(2)遊泳力のある大型プランクトン、稚魚を採集する採集器具を新たに製作し、従来のプランクトンネットではとれない大型個体を採集することが出来た。東京大学海洋研究所白鳳丸により,平成9年6月に黒潮続流域および新潮黒潮続流遷移域において,また,同年10月に三陸沖暖水塊において,既存の器機と新規器機プロトタイプを用いて観測を行った.

この観測には,ネット採集,採水,光学,画像音響的方法が含まれており,これらの項目について可能な限り同時計測を行い,核データの相互検証を通じて計測手法の検討も行った.米国側はウッズホール海洋研究所に所属する海洋調査船により曳航式プランクトンビデオカメラや音響機器等の測定機器を用いて,大西洋において日本の三陸沖に相当する米国東海岸沖合い域にあるGeorges Bankで観測を行った.日本側の黒潮続流域および新潮黒潮遷移域,三陸沖暖水塊で行った観測結果と米国側のGeorges Bankで行われた観測結果の整理と討議のため,東京大学海洋研究所から杉本隆成,中田英昭と東京大学大学院農学生命科学研究科から青木一郎(研究協力者)の3名を米国へ派遣した.ボルチモアにおいて,日本側の3名と米国側のウッズホール海洋研究所のP.H.Wiebe, T.Stanton,C. .Davis, S.Gallagerらはこれらの観測結果について検討を行った.さらに,生物計測手法開発やそのGLOBEC(地球規模海洋生態系変動)研究への応用に関する現状と今後の研究の方向性などについて議論を行った.東京大学海洋研究所淡青丸により,平成10年7月に相模湾および駿河湾おいて,曳航型の新規計測器を用いて観測を行った.この観測には,既存のネット採集,採水,光学,画像,音響的方法も含まれており,これらの観測機器の同時計測での操作性,機器間の相互干渉の有無,最適な設置・曳航方法について検討を行った.さらに,平成10年9月から10月にかけて東京大学海洋研究所白鳳丸により黒潮続流域および親潮黒潮遷移域,三陸沖暖水塊で上記の計測器用いた観測を行った.米国側は昨年に引き続きウッズホール海洋研究所に所属する海洋調査船により曳航式プランクトンビデオカメラや音響機器等の測定機器を用いて,大西洋において日本の三陸沖に相当する米国東海岸沖合域にあるGeorges Bankで観測を行った.日本側では黒潮続流域,親潮黒潮遷移域,三陸沖暖水塊で行った観測結果の解析を進め,米国側のGLOBECのグループの観測結果との整理と討議のため,平成10年8月に東京大学海洋研究所から杉本隆成を米国へ派遣した.アラスカにおいて,日本側と米国側のGLOBECの観測結果について検討を行った.さらに,生物計測手法開発やそのGLOBEC(地球規模海洋生態系変動)研究への応用に関する現状と今後の研究の方向性などについて議論を行った.その結果,平成11年度と平成12年度に日本海においてウッズホール海洋研究所に所属する海洋調査船と東京大学海洋研究所白鳳丸の研究航海を実施し,曳航式プランクトンビデオカメラや音響機器等の測定機器を用いた調査を行うことになった.平成11年3月に,小松輝久をウッズホール海洋研究所に派遣し,最終的な観測結果の整理と討議,研究航海の打ち合わせを行うとともに,今後の協カ関係について討議した.また,生物計測システムの分野に関する新しい情報を得た.