hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ファン・デル・ワールススピン密度汎関数法の開発および超高圧下と超強磁場下への応用

分子性結晶等ではファン・デル・ワールス(VDW)力(分散力)を精度良く評価することが物質の性質を明らかにするために必要となるが、磁性をもつ物質においても適用できる計算手法の開発を行った。当研究グループで世界に先駆けて開発したスピン密度を考慮したファン・デル・ワールススピン密度汎関数(VDW-SDF関数)の特徴を明らかにするため、酸素分子対や固体酸素の系で具体的に電子状態解析、原子構造の最適化等を行った。さらに高圧下や超強磁場下等の極限状態での酸素への応用研究、およびいくつかの系への応用研究を実施した。(1)ファン・デル・ワールススピン密度汎関数(VDW-SDF)法に基づいて、独自に開発を推進するVDW-DF-SGC関数の開発を推進した。また汎関数にパラメターを導入し拡張された汎関数の可能性を探索した。磁気構造により異なる依存性を示した点で優れていることが判明し、物理的に好ましいことが明らかとなった。またH27年度に入り英国グループで新しく提唱された関数(SVDW-DF関数)について、計算コードへの実装を推進し、本研究で開発する関数と比較検討できるようにした。(2)酸素の低温固体相(αおよびδ相)のエンタルピーを見積もり、結晶構造および磁気構造を決定した。計算結果は、VDWを考慮しないときに比べて格段に実験結果を再現する、特に得られた体積に関しては、定量的に好ましい結果を得た。しかしながら、単斜晶系に属する結晶構造として、実験結果とは定量的に異なる格子定数が得られることが明らかとなった。これは開発したVDW-SGCであっても、酸素分子間の反強磁性的相互作用が過大評価されていることを示唆していることを議論した。(3)固体酸素の強制強磁性状態での結晶構造を決定するため、候補となる結晶構造について、探索した結果、実験グループが提案している構造が調べた中で安定であることが、明らかになりつつある。今後高磁場下での結晶構造決定を推進する。(4)開発を推進するSVDW-DF関数を用いて得た固体酸素(α相)の結晶構造および磁気構造を仮定し、多体電子論に基づいた高精度電子構造計算を実施した。この結果から、分子内交換積分の過小評価に由来する効果が相当存在することが改めて明らかになった。本研究で扱っているVDW-DF-SGC関数の開発が順調に進んだが、一方で、定量的に高精度に好ましい密度汎関数を開発できたわけではないことが同時に判明した。この後者のことは重要で、電子構造に着目した改良がまさに必要であることが分かったため、研究の次へのステップにできるだけ早く進むための動機づけが明確になった。(1)当研究グループで開発したスピン密度を考慮したファン・デル・ワールススピン密度汎関数(VDW-SDF関数)とH27年に英国で新しく提唱された関数(SVDW-DF関数)における特徴を明らかにするべくいくつかの系で具体的に電子状態解析、原子構造の最適化等を行ったところ、スピン密度へ拡張したことによる影響は分子間の強磁性的結合には現れず、反強磁性的結合にのみ現れることが分かった。このため反強磁性の場合にスピン密度の効果がなぜ現れるのかを明らかにしておくことが、研究を加速度的に推進するために有意義であると考えられる。(2)SVDW-DF関数に対して、当研究グループで開発したVDW-SDF関数の特徴を明らかにすべく研究を推進し、双方の関数は非常に類似の結果を与えることが明らかとなりつつある。計算量は、当研究グループで開発したVDW-SDF関数がより少なく、この汎関数の利点であることが明らかとなっている。(3)SVDW-DF関数をノンコリニア磁性に拡張する取り組みを推進した。計算の有効性を明らかにするため、応用すべき系についての検討を進め、適用範囲を広げる開発研究を進める方針である。(4)強磁場下の固体酸素等の磁性分子結晶が示す特異な構造相転移と磁気構造相転移を理論的に解明・予測するため、簡易な外部磁場印加する手法の開発を推進した。磁気に関するエネルギーの評価を進めることにより、外部磁場印加の時の定量的および定性的な物理精度の検討が必要である。(5)固体酸素の強制強磁性状態としてでの結晶構造を決定する。並行して一般的な強磁場下での結晶構造を決定する手法を開発する。これを固体酸素(α相)に適用し、強磁場下での結晶構造変化や磁化過程の決定を通して、開発手法の有効性を検証する。本研究で開発した汎関数または扱っている関数は、順調に実装が完了した。これらの関数は、従来のGGAやLDAの結果と比較して、その物理精度、特に体積の計算精度が格段に向上していることが明らかとなってきており、研究成果が上がっていると考えられる。その一方で、構造の異方性がある場合に実験を再現できない場合が存在していることが明らかとなり、その場合の一つとして、反強磁性結合に関係している場合ではないかとの仮説を立てることができている。さらに密度汎関数法よりも高い物理精度が期待できる計算手法(多体電子論に基づいた高精度電子状態計算等)による調査の準備が整ってきた段階であり、今後反強磁性での汎関数の欠点についての知見が得られるものと期待される。H29年度実績(1)当研究グループで開発したスピン密度を考慮したファン・デル・ワールススピン密度汎関数(VDW-SDF関数)とH

27年に英国で新しく提唱された関数(SVDW-DF関数)における特徴を明らかにするべくいくつかの系で具体的に電子状態解析、原子構造の最適化等を継続して行った。これまで得られていた結果では、スピン密度へ拡張したことによる影響は分子間の強磁性的結合には現れず、反強磁性的結合にのみ現れることが分かっていたが、反強磁性の場合にスピン密度の効果が現れる原因を明確にする作業を行った。(3)SVDW-DF関数をノンコリニア磁性に拡張する取り組みを推進し、β相固体酸素へ応用する計算を行った。層状構造の層内の結晶構造に対して、実験との良い一致が得られた。層間距離については、従来法によるものに較べ改善が見られたものの典型的誤差よりも過大評価する傾向である結果が得られた。(4)スピン間の磁気双極子相互作用も含めて、磁気に関するエネルギーを評価する手法の開発に目途を立てることが可能となった。(5)固体酸素の強制強磁性状態での結晶構造を決定した。強磁性状態では、反強磁性相であるα相固体酸素に比較して、18%程度体積が膨張することが分かった。研究期間全体を通じて実施した研究の成果本研究で、スピン密度を考慮したファン・デル・ワールススピン密度汎関数(VDW-SDF関数)と英国で提唱された関数(SVDW-DF関数)は計算コードへの実装が完了した。これらの関数は、従来のGGAやLDAと比較して、その物理精度、特に体積の計算精度が格段に向上している点を明らかにする等、研究成果が上がった。系のエンタルピーを用いた構造相転移の転移圧力や結晶構造の決定については非経験的計算手法の物理精度の問題のため、固体酸素中の層間に働く相互作用を正確に見積もることができず、実行できないことが判明した。分子性結晶等ではファン・デル・ワールス(VDW)力(分散力)を精度良く評価することが物質の性質を明らかにするために必要となるが、磁性をもつ物質においても適用できる計算手法の開発を行った。当研究グループで世界に先駆けて開発したスピン密度を考慮したファン・デル・ワールススピン密度汎関数(VDW-SDF関数)の特徴を明らかにするため、酸素分子対や固体酸素の系で具体的に電子状態解析、原子構造の最適化等を行った。さらに高圧下や超強磁場下等の極限状態での酸素への応用研究、およびいくつかの系への応用研究を実施した。次の2点を考慮して、予定されている研究計画に基づいて研究を推進する。(1)多体電子論に基づいた高精度電子構造計算の結果を参考に電子の交換相関エネルギーを改良し、真の物理描像をより高精度に再現することを通して、結晶構造をより定量的にもっともらしく再現する密度汎関数を探索する。(2)零磁場下での結晶構造と強制強磁性状態の結晶構造を内挿する、計算手法を創成することにより、メタ磁性へ適用できる計算手法の開発を視野に入れて研究を推進する。次の点を考慮して、予定されている研究計画に基づいて研究を推進する。それは、固体酸素などを用いて、高磁場極限として強制強磁性状態を仮定して、結晶の構造相転移を実際に示すことを示し、メタ磁性へ適用できる計算手法の開発を視野に入れて研究を推進する。分子性固体の高圧・強磁場極限物性H27年度に開催予定を想定していた千葉県柏市で開催の研究会に出席するための旅費を急遽、H28年度に開催されたため、H27年度中に執行しないことになったため。H28年度に計画していた連携研究者、研究協力者との研究
唾液腺組織を老化に導く要因の組織化学的および微細構造学的解析

舌下腺および顎下腺の加齢に伴う組織構造の経時的変化について組織化学的および微細構造学的な観察を行った。動物はWistar系ラット雄を用い、生後12ヶ月から生後27ヶ月までの試料を採取した。材料採取時には剖検と血液生化学的検査を行い、材料として用いた実験動物の指標とした。切片は、H-E染色、アルシアンブルー(AB)染色およびPAS(過ヨウ素酸シッフ)反応、トルイジンブルー染色を行い、形態変化および粘液細胞と漿液細胞における分泌物質の性状を組織化学的に検討した.老化指標としてコンゴーレッド染色を施し,アミロイド蛋白の出現の時期および部位について光顕,偏光観察を行った。それに加えて過マンガン酸法によりアミロイド蛋白の鑑別を行った.加齢に伴う細胞死の発現時期および経時的変化の検討にはTUNEL法を用いた.電顕観察では、形態観察の他、加齢に伴い漿液細胞が産生する分泌顆粒に含まれるタンパク質の性状変化を調べる目的でプロナーゼ消化法を行った。上記観察期間を通じて、体重100gあたりの舌下腺の重量は、顎下腺に比べて月齢とともに減少傾向を示していた。コンゴーレッド染色では、生後24ヶ月以降の舌下腺小葉間結合組織の血管や導管周囲および腺房細胞間の結合組織でアミロイド蛋白の沈着が認められたが、顎下腺については明瞭な所見は得られなかった。TUNEL法による陽性細胞の検出では、生後27ヶ月の舌下腺の粘液細胞において、TUNEL陽性細胞を認めた。電顕観察におけるプロナーゼ消化法では、舌下腺の漿液細胞が産生する分泌顆粒に含まれるタンパク質は加齢とともに性状が変化している様子が観察された。これらのことからラット舌下腺は、顎下腺に比べて腺組織の萎縮が生じ易く、萎縮の進行とともに小葉間結合組織の血管や導管周囲および腺房細胞間にアミロイド蛋白が沈着し易いこと、さらには一連の経過を通して産生する唾液の性状を変化させながら老化が進んでいくことを示唆しているものと考えている。平成14年度は,舌下腺を中心に,加齢に伴う組織構造と細胞構成についての経時的な検討を進めてきた.生後8ヶ月から生後2年4ヶ月までのWistar系ラット雄を用い、PAS(過ヨウ素-シッフ反応)およびアルシアンブルー染色,タンパク質検出のためのナフトール黄S反応を行い,粘液細胞と漿液細胞における分泌物質の性状を組織化学的に検討した.また,老化指標の1つであるアミロイド蛋白の沈着についてコンゴーレッド染色を施し,出現時期および出現部位について光顕,偏光,蛍光観察を行った.さらに,細胞死の発現時期および経時的変化について検討するため,TUNEL法を行った.これらの内容は,2002年,米国シアトルで開催された第6回日米合同組織細胞化学会議にて発表した.その結果,舌下腺の湿重量は年齢とともに減少し、生後2年4ヶ月では、生後8ヶ月に比べ約1/2にまで減少していたこと、コンゴーレッド染色によるアミロイド沈着は、生後1年6ヶ月以降の舌下腺小葉間結合組織や腺房細胞基底膜周囲で沈着がみられたこと,さらに、アポトーシス検索のためのTUNEL法から、生後2年以降のラット舌下腺でTUNEL陽性細胞核がみられたことが明らかとなった.このことは、ラット舌下腺組織は加齢とともに減少し、小葉間結合組織や腺房細胞基底膜周囲にアミロイドが沈着し、アポトーシス様の細胞死が生じることを示唆している。

次年度もこれらの項目についてさらなる詳細な検討を続けるとともに,電顕を用いた微細構造学的な精査を行っていく予定である.平成15年度は,舌下腺のほか顎下腺においても加齢に伴う組織構造の経時的変化と電顕を用いた微細構造学的な観察を中心に進めました。観察に供するラットの個体数も増やし、生後8ヶ月から2年5ヶ月にわたる腺重量変化についても、さらなる検討を行いました。今回、ラットの体重100gあたりの腺重量を算出したところ、舌下腺では生後1年8ヶ月で最も重い17.5mgを示し、その後は減少の一途をたどり、生後2年5ヶ月では8.9mgにまで減少していました。また、顎下腺の腺重量は生後1年9ヶ月で100.5mgと最も重く、2年5ケ月では36.4mgまで減少していました。これは小葉間結合組織や腺房細胞基底膜周囲で、コンゴーレッド染色によりアミロイド沈着が認められた時期とも重なることから、いずれも成長発育に伴い腺組織が順調に発育するも、生後1年8ヶ月ないし9ヶ月を過ぎる頃から腺組織の萎縮が訪れることを示唆しているものと思われます。電顕観察においては、舌下腺の分泌顆粒に含まれるタンパク質の存在を証明するために、プロナーゼ消化法を行いました。その結果、胎生18日で出現した均一で電子密度の高い顆粒とまだら様の顆粒の2種類の顆粒は、比較的よく消化されましたが、生後28日を過ぎた頃から消化状態に変化が生じ、生後2年5ヶ月になると、この半月部分に認められたこれらの顆粒は,だんだん消化されにくくなりました。このことは、発育に伴う分泌顆粒の形態的な変化に加えて、顆粒内で性状変化が生じ、タンパク質以外の物質が添加されたためと考えられます。次年度は,最終年度にあたるため,今までに得られた結果と電顕観察による微細構造学的な精査をさらに行い,最終的な総括を行う予定であります。なお、この内容の一部は、2003年6月にスエーデンイエテボリ市で開催された第81回国際歯科学会にて発表を行いました。平成16年度は最終年度であるため、今までに得られた結果の検討と電顕観察における微細構造学的な精査を中心に行った。材料採取時にスクリーニングとして行った血液生化学的検査結果データ13項目(ALB, ALP, ALT, AMY, TBIL, BUN, CA^<++>,CHOL, CRE, GLU, K^+, TP, GLOB)を基に材料として用いた実験動物の評価を行い、その適否を検討した。生後12ヶ月から生後27ヶ月の観察期間のうち上昇傾向を呈したのは、BUN、CA^<++>、CHOL、CREの4項目で、特に生後24ヶ月から生後27ヶ月においては4項目の全てが標準値を上回る結果となった。一般的にこれら4項目は加齢に伴って上昇することが報告されているが、そのうちBUN値の上昇はアミロイドーシスに関連していることが示唆されている。このことは、生後18ヶ月を過ぎた頃から出現するアミロイドタンパク所見との関連を裏付けるものと思われる。逆に減少傾向を呈したのは、ALB、ALP、ALT、AMY、GLUの5項目で、特に生後24ヶ月から生後27ヶ月においてはALB、ALPが標準値を下回る結果となった。ALB値の減少は、加齢に伴う栄養状態や肝障害の発症と関連があると思われる。ALPに関しては一般的に幼若ラットの方が成熟ラットよりも活性が高いことが知られているので、加齢に伴う低下と考えられる。TBIL、K^+、TP、GLOB値には大きな変動は認められなかった。
在来生業を考慮した開発プロジェクトの実現可能性－マレーシア先住民社会の事例研究

本研究は、マレーシア・サラワク州において、内陸に住む先住民が従来の生業を存続させながら、森林開発による環境の変化に対応するための可能性を明らかにすることを目的としている。本年度は特に内陸部におけるアブラヤシ栽培の受容とプランテーション周辺における狩猟活動の重要性に着目して研究をすすめた。アブラヤシ栽培については、2012年8月にサラワク州ビントゥル省およびタタウ省で調査を行った。先住民によるアブラヤシ栽培は近年沿岸部から内陸部へと広がってきており、平地と丘陵地といった立地の違いや工場へのアクセス、ライセンス取得情報へのアクセスの差異がみられる。ビントゥル省では、イバンを対象にインタビューをおこなった。栽培状況は工場へのアクセスに左右されていた。村外労働の重要性や村落経済に見る位置付けは村々によって大きな差異がみられた。内陸部に位置するタタウ省では、シハンやクニャを対象に調査をおこなった。内陸部の村々では工場へのアクセスが悪く、買い取り価格の悪い中間業者に安く売りさばいてしまう状況がみられた。アブラヤシ栽培の状況は、地理的なアクセスや立地条件の違いによってかなりの差異があることが明らかになった。また、アブラヤシ・プランテーションの拡大と先住民の狩猟活動の相関についての調査も行った。沿岸部と内陸部において2012年7月と2012年8月の二回に分けて行った。周辺に天然林が残されていれば狩猟が活発に行われていたが、周辺がアブラヤシ・プランテーションのみ、もしくはアカシアプランテーションのみという村においてはあまり盛んに行われていなかった。東南アジアでは近年、天然林からプランテーションへの転換が進んでいる。このような環境変化のなかで、アブラヤシ栽培と狩猟はどちらの景観においても比較的継続が可能な生業として、今後も検討を続けていきたい。本研究で目的とする、先住民が従来の生業を存続させながら、森林開発による環境の変化に対応するための可能性について、アブラヤシ栽培や狩猟といった具体的な生業活動の可能性について複数の村落を対象に調査、考察を進めることができた。1.先住少数民族が、従来の生業を継続して行うために必要な森林範囲を具体的に明示するために、GISを使用して地理情報の記録を行った。現在の生業域では、集落から2kmの範囲に焼畑を作っており、7kmの範囲において野生植物の採集を行っていた。また、9kmの範囲で漁労を行っており、狩猟の範囲においては最大で17kmに及んだ。これらの生業域は、政府が容認する慣習地をはるかに超えており、実際には広範な森林を利用していることが明らかになった。2.先住民社会に対して行われている開発プロジェクトの実態を解明するために、政府各機関を訪問し、担当者にインタビューを行った。郡役所においては、国際NGOの後押しを受けている一部の民族や政治家を輩出している村に対しては手厚い支援がなされている一方で、こうしたNGOの入っていない少数民族の村には開発プロジェクトが入りにくい現状が明らかになった。また、農業局の支援プロジェクトは遠隔地にある村までは情報が届きにくい。つまり、村落ごとに受給の格差がかなりあることが明らかになった。また、その格差を政府が把握していない状況が浮かび上がった。3.農業開発の一環として行われている、大規模プランテーション開発の現状を把握し、先住民の生業への影響を明らかにすることを目的とした。プランテーション企業の受け入れに対しては、村ごとに異なる対応を行っていた。プランテーションの進出に積極的な村落では自ら小農となってアブラヤシを植え、企業に買い取ってもらうことを望んでいた。一方、プランテーションの進出に消極的な村落では、自分たちの先住慣習地が奪われることを望まず、企業の受け入れを拒んでいた。こうした2つの異なる対応方法、人々の生業への影響とどのように関わっているのかについては、今後の研究において明らかにしていきたい。まず、先住民が生業のために利用する土地面積と割合を明らかにすることを目的に、現地調査を2011年8月と2012年3月の2回、それぞれ2週間ずつおこなった。GPSを用いた土地利用の調査の結果、アブラヤシ用や稲作用に最も広い土地が利用されており、ゴム園や果樹園として副次的な土地利用をしていることが明らかになった。また、歴史的な生業の変遷についてインタビューをした結果、これまでゴム、カカオ、コショウ、コーヒーなどの様々な換金作物栽培に取り組んできたが、現在はそれらの跡地をアブラヤシ用に転用していることが明らかになった。続いて、土地開発政策と並行して行われている、開発プログラムについて、政府系支援プログラムと企業系支援プログラムの相違を検討した。政府の農業支援プログラムでは、稲作用、果樹用、換金作物用などを対象に様々な支援がおこなわれているが、企業はアブラヤシ栽培に的を絞った支援プログラムを行っていた。一方、企業においては、栽培方法の講習を実施したり、肥料を安く売るなどのより多方面の支援を行っていた。最後に、土地開発政策や支援プログラムに対して人々が直面する問題を考察した。企業のプランテーションに接する村々においては企業からの支援が手厚く行われていたが、村内部で賛成派と反対派に分かれたり、その結果村が分裂する例もみられた。また、企業から遠くに位置する村においては、栽培方法について正確な情報が入ってこないことが明らかになった。さらに、プランテーションの近くに位置している村においても、土地の賠償をめぐって企業や他村と問題になっており、村ごとによって支援プログラムとのかかわり方が多様であるだけでなく、こうしたプログラムや土地開発政策に対する対応も村によってさまざまであることが明らかになった。

本研究は、マレーシア・サラワク州において、内陸に住む先住民が従来の生業を存続させながら、森林開発による環境の変化に対応するための可能性を明らかにすることを目的としている。本年度は特に内陸部におけるアブラヤシ栽培の受容とプランテーション周辺における狩猟活動の重要性に着目して研究をすすめた。アブラヤシ栽培については、2012年8月にサラワク州ビントゥル省およびタタウ省で調査を行った。先住民によるアブラヤシ栽培は近年沿岸部から内陸部へと広がってきており、平地と丘陵地といった立地の違いや工場へのアクセス、ライセンス取得情報へのアクセスの差異がみられる。ビントゥル省では、イバンを対象にインタビューをおこなった。栽培状況は工場へのアクセスに左右されていた。村外労働の重要性や村落経済に見る位置付けは村々によって大きな差異がみられた。内陸部に位置するタタウ省では、シハンやクニャを対象に調査をおこなった。内陸部の村々では工場へのアクセスが悪く、買い取り価格の悪い中間業者に安く売りさばいてしまう状況がみられた。アブラヤシ栽培の状況は、地理的なアクセスや立地条件の違いによってかなりの差異があることが明らかになった。また、アブラヤシ・プランテーションの拡大と先住民の狩猟活動の相関についての調査も行った。沿岸部と内陸部において2012年7月と2012年8月の二回に分けて行った。周辺に天然林が残されていれば狩猟が活発に行われていたが、周辺がアブラヤシ・プランテーションのみ、もしくはアカシアプランテーションのみという村においてはあまり盛んに行われていなかった。東南アジアでは近年、天然林からプランテーションへの転換が進んでいる。このような環境変化のなかで、アブラヤシ栽培と狩猟はどちらの景観においても比較的継続が可能な生業として、今後も検討を続けていきたい。当初予定していた、GPSを利用した土地利用状況については、現在の生業における多様な利用状況を把握することができた。また、農村開発プロジェクトの事例収集については、これまで調査をおこなってきた地域に加え、新たに沿岸部、内陸部を含む11村で調査をすることによって地理的な多様性、また共通性について理解することができた。これらの結果については国内外の学会において発表した。本研究で目的とする、先住民が従来の生業を存続させながら、森林開発による環境の変化に対応するための可能性について、アブラヤシ栽培や狩猟といった具体的な生業活動の可能性について複数の村落を対象に調査、考察を進めることができた。第3年度は、土地利用状況や、農村開発プロジェクトの実施状況について、大規模プランテーションの影響を受けている地域、受けていない地域を対象に調査を継続していく。また、これらのプロジェクトに対する村々の多様な対応方法について類型化し、その背景にある、民族的な差異、地理的要因、企業とのコネクション、村内の団結力、政府の役人とのコネクション、情報の波及力など、様々な要因について分析することを目標とする。
効用関数を導入したオンライン最適化問題に関する研究

本研究では効用関数の考え方を応用したオンライン最適化問題を考察する。ミクロ経済学では、次元の異なる量を組み合わせて効用関数が定義されている。しかし、アルゴリズムの性能評価尺度としてはほとんど使われてこなかった。我々は、制約条件として扱われていたものを目的関数に取り入れたり、性能評価尺度の期待値を目的関数としたりして問題再設定を行う。結果、一方向通貨交換問題に対しては、どのような効用関数の設定をするかに依存して最適戦略が大きく変わってくることを実証できた。また、オンライン・オフライン混合ジョブスケジューリング問題に対しては実用的かつ頑強なアルゴリズムが得られた。一方向通貨交換問題は、オンライン最適化の中でもとりわけ経済や金融に関係が深く実用的な意義に富んだ話題である。初期財産1ドルを持ったトレーダーがドルから円への通貨交換を行う。トレーダーは各時点でいくらでも細かい単位のドルを交換可能であるが、円を売ってドルを買い戻すことはできない。ある時点で交換レートの暴落が起き、その際に所持しているドルは全てある最低レートで円に交換しなければならない。結果としてトレーダーが得る円の量を最大化するのが目的である。既存研究として、いつ暴落が起きたとしても一定の効用を保証する通貨交換アルゴリズムが知られていた。ここでトレーダーの効用関数は最悪競合比というものであった。他のオンライン最適化問題において広く使われているものであり、これを用いることについて特に異論は無かった。ここまでの話はいわゆる「最悪の場合の評価」であり、それでは「平均の場合の評価」はどうなのかという疑問が湧いてくる。平均の場合の自然なモデルとして、暴落までの交換レートの最大値が確率分布に従うものとした。さて何らかの効用関数を設定しなければならないのだが、「最悪の場合の評価」と異なり、この場合での効用関数の選択はそれほど自明ではない。本研究では考えうる全ての効用関数の下で完全に解析を行った。結果として、考察した効用関数はどれも妥当性があるにもかかわらず、効用関数が異なれば最適な通貨交換アルゴリズムも全く異なったものになることを証明した。この結果はオンライン最適化全般に対して、「最悪の場合の評価」に議論の余地のない効用関数の選択が、「平均の場合の評価」には熟考が必要であること、即ち、安易な態度は意図せぬ結果を導き危険であるという警告を発している。ジョブスケジューリング問題ではあらかじめ情報が分かっているジョブ(オフラインジョブ)の研究に加えて、最近は前ぶれなくやってくるジョブ(オンラインジョブ)を考慮した研究が盛んになってきている。そのような研究においては、オンラインジョブについての情報を全く仮定しないのがほとんどである。しかしながら、現実には、オンラインジョブがいつ到着するか、その繁忙期の傾向が分かっている場合も多い。そこで本研究ではオンラインジョブの発生確率が既知であるとして、オフライン・オンライン混合ジョブスケジューリング問題を整数計画問題に定式化すると共に、ラグランジュ緩和法を使った高速な近似解法を提案する。整数計画問題は一般に計算時間が爆発するが、ラグランジュ緩和法を適用することにより、誤差は許すものの、実用的な時間でスケジュールを構築可能である。ラグランジュ緩和法では緩和したい制約式にラグランジュ乗数を掛けたものを目的関数に取み、それを新たな目的関数とする緩和問題を作る。緩和問題の解は取り込んだ各制約式をみたすとは限らないので、その違反量が小さくなるようにラグランジュ乗数に調整を施したのち再び解を求めるという手順を反復する。その結果、制約式の充足と、元の目的関数の最小化(または最大化)を近似的に達成することができる。この中ではラグランジュ乗数の調整法が結果に大きな影響を及ぼす。本研究ではオンラインジョブの発生確率に着目した有効な調整法を開発した。実験により、例えばオフラインジョブ15個の例題に対して納期遅れ誤差が平均2%以下のスケジュールが得られることが分かった。本年度は円周上へのアイテム配置問題を考察した。問題設定は以下の通りである。プレーヤにアイテムが1つ与えられ、円周上のどこかへ配置する。それを配置すると次のアイテムが与えられ、以降これが繰り返される。一度配置したアイテムは動かすことは出来ない。各アイテムの重量は、与えられて初めて明らかになり、またそれが最後のアイテムであることも与えられた時に初めて分かるとする。この問題の目的は、重心の原点からのズレを最小化することである。現実問題への応用としては、船舶や航空機への貨物積載計画、また複数の人工衛星の軌道計画等が挙げられる。また計算機科学の分散システムの分野において近年コンシステント・ハッシュ法が注目されているが、本問題に対する配置法を、より良いハッシュ関数の設計に生かすことが可能である。研究代表者は、全てのアイテムの質量が等しい場合から考察を始めた。まずは最適化すべき効用関数の検討である。

このようなオンライン最適化に対してよく用いられるのは競合比で、先のことが分かる神様のアルゴリズムと、先の分からない人間のアルゴリズムとの、コスト比最大値として定義される。ここで注意すべき点は、殊に本問題に対して神様のアルゴリズムを動かすと重心ズレはゼロとなり、比が定義されないということである。そこで研究代表者は、一部のオンライン最適化問題で用いられている競合差を導入した。文字通り、コスト差最大値である。解析に際しては、まずアイテム数がある程度以上になると重心ズレがほとんど変化しない配置が可能であるという補題証明から始めた。結果として競合差0.2を達成する最適配置アルゴリズムを導出した。
バルクナノ超弾性合金におけるマルテンサイト変態の結晶学と機能発現の起源

(1)Ti-Ni合金のB19'Mの自己調整構造に及ぼす母相粒径の影響研究に先立ちB19'Mの自己調整構造に及ぼす合金組成(Ni濃度)の影響を母相平均粒径20 μm程度の種々のTi-Ni合金を用いて調査した.等原子比組成(Ti-50 at.% Ni)合金では理想形状である6HPVS(晶癖面兄弟晶)クラスターを確認することができなかったが,Ni濃度の増加に伴いTi-51.0 at.% Ni合金では観察された自己調整構造の35%以上が6HPVsクラスターであった.この結果を基に等原子比組成合金における自己調整構造に及ぼす母相結晶粒径の影響を調べた.Ti-50.0 at.%Ni合金に加工と熱処理を施し,平均結晶粒径を0.47μm程度に制御した試料を作製した.これらについてEBSD法を用いた結晶方位解析とSEMによる表面起伏観察を行った.粒径1μm程度の母相粒において6HPVsクラスターの生成が確認され,自己調整構造の形態は合金組成のみならず母相結晶粒径にも依存することが明らかになった.(2)熱サイクルに及ぼす母相粒径の影響平均粒径7μmと0.4μmの試料について熱サイクルによる順変態・逆変態を繰り返し,変態温度の変化を測定した.その結果,前者では20サイクル後に変態開始温度が約13 °C低下したが,後者では約3 °Cの低下に抑制されていた.これは,結晶粒微細化によって熱サイクルに伴う転位の生成が阻害されたことと,理想形態に近い自己調整構造が形成されることで変態ひずみが軽減されたことによるものと考えられる.26年度が最終年度であるため、記入しない。26年度が最終年度であるため、記入しない。バルクナノ(以下BN)超弾性合金におけるマルテンサイ(M)変態の結晶学と機能発現の起源に関して,課題1低ひずみ加工による結晶粒微細化と粒界制御が両立したBN-TiNi合金の創製,課題2M相(B19'構造)の自己調整構造に及ぼす母相(B2構造)結晶粒径の影響を調査した.課題1については,高周波溶解したTi50Ni48Fe2合金鋳造材を用い,1073 K-1 hの溶体化処理を施したものを初期材(母相平均粒径:約400μm)とした.低ひずみ加工という観点から圧下率を20%までに制限し,173から673 Kの種々の温度で圧延後,再結晶処理を行ったところ,173 Kで圧延を行った試料において母相結晶粒径が0.6μmまで微細化され,Σ27以下の対応粒界頻度も65.5%と高い値が得られた.これより,TiNi系合金において低温圧延を行うことで粒界性格を制御しつつ,結晶粒径を1μm以下に微細化することに成功した.課題2では母相平均粒径を約400μm(試料A),約13μm(試料B),約4μm(試料C),課題1で得られた約0.6μm(試料D)に調製し,これらに生成するM相の自己調整構造をSEM内冷却及び逆変態レリーフによって観察・解析した.試料Aでは,長さ100200μmに及ぶ2つの晶癖面兄弟晶(HPVs)から成るV字型の2HPVsクラスターが多数生成し,その内部を分割するように3角形状の3HPVsクラスターが認められた.試料Bでは,2HPVsクラスターの出現数,サイズはともに減少し,3HPVsクラスターの生成が支配的となった.試料Cでは,本合金の自己調整構造において理想形態と考えられる6角形状の6HPVsクラスターが多く観察された.試料Dでは, 2HPVsクラスターが交互に繋がったHerringbone組織を呈していた.これはBN-TiNi合金に特有の自己調整構造と考えられる.(1)Ti-Ni合金のB19'Mの自己調整構造に及ぼす母相粒径の影響研究に先立ちB19'Mの自己調整構造に及ぼす合金組成(Ni濃度)の影響を母相平均粒径20 μm程度の種々のTi-Ni合金を用いて調査した.等原子比組成(Ti-50 at.% Ni)合金では理想形状である6HPVS(晶癖面兄弟晶)クラスターを確認することができなかったが,Ni濃度の増加に伴いTi-51.0 at.% Ni合金では観察された自己調整構造の35%以上が6HPVsクラスターであった.この結果を基に等原子比組成合金における自己調整構造に及ぼす母相結晶粒径の影響を調べた.Ti-50.0 at.%Ni合金に加工と熱処理を施し,平均結晶粒径を0.47μm程度に制御した試料を作製した.これらについてEBSD法を用いた結晶方位解析とSEMによる表面起伏観察を行った.粒径1μm程度の母相粒において6HPVsクラスターの生成が確認され,自己調整構造の形態は合金組成のみならず母相結晶粒径にも依存することが明らかになった.(2)熱サイクルに及ぼす母相粒径の影響平均粒径7μmと0.4μmの試料について熱サイクルによる順変態・逆変態を繰り返し,変態温度の変化を測定した.その結果,前者では20サイクル後に変態開始温度が約13 °C低下したが,後者では約3 °Cの低下に抑制されていた.

これは,結晶粒微細化によって熱サイクルに伴う転位の生成が阻害されたことと,理想形態に近い自己調整構造が形成されることで変態ひずみが軽減されたことによるものと考えられる.26年度が最終年度であるため、記入しない。26年度が最終年度であるため、記入しない。研究実績の概要で述べたように,課題1については圧下率20%程度の低温圧延という簡便な方法で粒界性格を制御したBN-TiNi合金の創製が可能となった.課題2については自己調整構造の形態が母相粒径に依存するという系統的な結果が得られた.また,BN-TiNiは加工硬化率が小さく,かつ,応力履歴の狭い超弾性ループ(応力-ひずみ曲線)を示すことを確認した.よって,本年度の研究目的はおおむね達成されたと判断する.1) TiNi合金のM相の自己調整構造に及ぼす母相結晶粒径の影響をさらに系統的に調査し,M変態に関する幾何学的非線形理論による検証を行う.また,結晶粒径だけでなく粒界性格が自己調整構造に及ぼす影響についても検討する.2) BN-TiNi合金を超弾性および形状記憶効果が発現する温度で引張あるいは圧縮試験を行い,応力-ひずみ曲線を解析する.特徴的な形状を持つ応力-ひずみ曲線が得られた試料についてSEM内その場変形を行い,晶癖面および双晶(格子不変変形)界面の応力誘起移動の過程を連続観察する.さらにM相が長周期構造を持ちエネルギー貯蔵効率の高い応力-ひずみ曲線を示すCu-Zn,Cu-Al-Mn超弾性合金についても同様の観察を行い,移動界面の結晶学的特徴や原子配列に着目してBN-TiNi系合金との比較を行なう.3) TiNi以外の超弾性合金についても低温圧延によるBN化を調査し,M相の自己調整構造に及ぼす母相結晶粒径の影響,BN化による特性改善の可否を検討する.
内分泌細胞における細胞内分解系制御マシナリー解明への形態学的アプローチ

本研究計画の1年目は、GnRH受容体の持続的刺激を受けたラット下垂体前葉の性腺刺激ホルモン(LH/FSH)産生細胞で一過性に出現する、細管状小胞体の高密度な集積構造物(ER patch)に対する検討を主に実施した。その結果ER patchにBiPやカルネキシンなどの小胞体ストレス関連蛋白質に加え、HRD1やBap31など、ユビキチン-プロテアソーム系(UPS)と関係の強い小胞体関連分解機能分子が集積することを見出し、ER patchが細胞内分解系と関わる可能性を示した。またER patchが出現したLH/FSH産生細胞でLC3の局在変化やp62の細胞内蓄積を認め、ER patchとは異なる構造をとる多層膜封入体が出現していることも発見し、UPSやオートファジーなどの細胞内分解系が協調的に機能する可能性を示した。さらにGnRH刺激を受けて直後のLH/FSH産生細胞ではミトコンドリアの膨化が生じている所見も得た。本研究計画の2年目以降は、研究計画を形態学的アプローチに絞り込み、上記の内分泌細胞で見られた所見と他の生体組織・細胞における所見との比較検討を継続した。その結果、心停止後1時間経過した肝臓の肝細胞においては、オートファジー関連性と考えられる空胞状構造物が出現するが、その後に選択される肝臓保存方法によっては、空胞状構造物は消失しミトコンドリアの膨化が顕著に出現する所見を得た。これらのミトコンドリアの膨化、オートファジーとの関連についてはGnRH刺激下のLH/FSH産生細胞と類似性を持っており、今後はこうした現象が生じる機能的意義とメカニズムについて検討を実施していく予定である。細胞内分解系はオートファジー系とユビキチン-プロテアソーム系(UPS)の2系統に大別される。本研究課題ではオートファジーとUPSの関係について形態学的観点から検討することを目的とし、実験内分泌学的動物モデルを用いて、細胞の生理機能変化と細胞内分解系関連分子局在の変化を対応づけながら解析を行っている。これまでの研究で、ラット下垂体前葉の性腺刺激ホルモン(LH/FSH)産生細胞において、強くGnRH受容体が刺激されると、管状の小胞体が高密度に集積した構造(ER patch)が一過性に出現すること、ER patchにはBiPやカルネキシンなどの小胞体ストレス関連蛋白に加えて、HRD1やBap31などUPSと関係する小胞体関連分解機能分子が強く集積することが明らかとなっており、ER patchとUPSに関連性が示唆されていた。そこでER patchが出現したLH/FSH産生細胞の微細構造を詳細に電顕で観察したところ、細胞質を分画する多層膜構造体がER patchに隣接して出現していた。オートファジーの指標となるp62と、ER patchマーカーおよびLHによる多重蛍光標識切片の検討により、ER patchが出現したLH/FSH産生細胞でp62の細胞内蓄積がみられ、ER patchの出現とオートファジーにも相関性があることが示唆された。これらの研究により得られた成果の一部は研究発表欄に記載した学会発表(日本解剖学会第61回東北・北海道連合支部学術集会、平成27年度公益社団法人日本顕微鏡学会北海道支部学術講演会、第121回日本解剖学会総会・全国学術集会)で報告した。研究計画の中で初年度に実施予定であった、実験内分泌学的操作による動物モデルの作出については、現在のところ浸透圧ポンプを用いてGnRHアゴニスト(酢酸リュープロレリン、ブセレリン)およびGnRHアンタゴニスト(アンチド)を投与したラットの各種標本作成が完了し、去勢後にエストロゲンやテストステロンを充填したシリコンチューブを移植したラット標本についても形態学的解析用標本を作成した。これらの実験標本については既に解析と検討を行っており、今年度も学会発表の形で成果を公表している。上記を踏まえて、本研究は概ね順調に進展していると考えられる。持続的なGnRH受容体の刺激を受けたラット下垂体前葉の性腺刺激ホルモン(LH/FSH)産生細胞では、細管状の小胞体が高密度に集積した特異な構造物(ER patch)が一過性に出現する。私たちは、ER patchにBiPやカルネキシンなどの小胞体ストレス関連蛋白質に加えて、HRD1やBap31など、ユビキチン-プロテアソーム系(UPS)と関係の強い小胞体関連分解機能分子が集積することから、ER patchが細胞内分解系と関わる可能性を示した。さらに光顕免疫組織化学を用いた検討で、ER patchが出現したLH/FSH産生細胞においてLC3の局在変化やp62の細胞内蓄積が観察され、ER patchがオートファジーと関連する可能性も考えられた。そこでER patchが出現したLH/FSH産生細胞の細胞内微細構造を電顕観察したところ、ER patchの出現したLH/FSH産生細胞で、ER patchとは異なる構造をとる多層膜封入体が出現していることを見出した。これらの結果はGnRH刺激を受けたLH/FSH産生細胞で、UPSやオートファジーなどの細胞内分解系が協調的に機能する可能性を示している。また本研究では、主たる解析対象であるLH/FSH産生細胞をはじめとした内分泌細胞の細胞内現象と対比するため、外分泌細胞である前立腺上皮細胞や神経細胞についても光顕および電顕を用いた形態学的検討を行っている。

平成28年度は、研究代表者が1年間の長期出張を行うこととなったため、初年度に実施した実験内分泌学的操作によるモデル動物のうち、浸透圧ポンプを用いてGnRHアゴニスト(酢酸リュープロレリン、ブセレリン)およびGnRHアンタゴニスト(アンチド)を投与した動物実験系から既に得ていた形態学的データの解析・検討を主に行った。また、LH/FSH産生細胞との対比のために形態学的解析を行っていた、前立腺上皮細胞の細胞内現象に関する基礎的知見を論文原稿にまとめ終えており、現在投稿準備中である。しかし予定していた生化学的解析などの実験の一部は長期出張による所属機関不在のために行うことができず、総合的には本研究の進捗はやや遅れていると考えられる。Wistarラットの下垂体前葉性腺刺激ホルモン(LH/FSH)産生細胞が持続的なGnRH受容体の刺激を受けると、チューブ状の小胞体が集積して形成された塊状の構造(ER patch)が一過性に出現する。私たちは、CalnexinやBiPなどの、小胞体ストレス関連蛋白質がER patchに集積することにヒントを得て、ユビキチン-プロテアソーム系(UPS)に関連した小胞体関連分解機構に関わるHRD1やBap31などの機能分子もER patchに集積することを発見し、ER patchと細胞内分解系の関連性を示してきた。細胞内微細構造の電顕観察により、ER patchの出現したLH/FSH産生細胞では、ER patchとは異なる構造をとる多層膜封入体が出現していることも発見している。これらの結果は、GnRH刺激を受けたLH/FSH産生細胞で、UPSやオートファジーなどの細胞内分解系が協調的に機能する可能性を示している。本研究では、主たる解析対象である内分泌細胞との対比を目的に、外分泌細胞をはじめとする細胞・組織についても光顕および電顕を用いた形態学的検討を行ってきた。その結果、外分泌細胞の一つである正常ラット前立腺上皮細胞では、分泌に関わる細胞内小器官の一つであるゴルジ装置の興味深い構造を詳細に検討することができた。またLH/FSH産生細胞の検討で得られたオートファジー関連所見から得た着想をもとに新たな実験を行い、ブタの肝実質細胞で心停止後に出現する空胞構造がミトコンドリア関連オートファジーと関わる可能性を報告するなど(Bochimoto et al., PLOS One, 2017)、本研究の次なる展開に向けた所見を得ている。研究代表者は、平成29年度に前所属から現在の所属へと異動したため、研究環境の再構築を行った。また、その前年度である平成28年度についても1年間の長期出張を行っていたために、当初予定していた内分泌細胞に関する解析の実施困難な部分は中止して、実行可能なものに研究の方針を変更している。方針変更後の成果については研究実績の概要で述べたごとく、肝実質細胞に関する検討結果を論文報告することができている。しかし、研究進捗に対する所属機関異動の影響は大きく、科研費の期間延長を行うこととなっているため、総合的には本研究の進捗はやや遅れていると考えられる。本研究計画の1年目は、GnRH受容体の持続的刺激を受けたラット下垂体前葉の性腺刺激ホルモン(LH/FSH)産生細胞で一過性に出現する、細管状小胞体の高密度な集積構造物(ER patch)に対する検討を主に実施した。
F1-ATPaseの回転に必要不可欠な回転子領域の決定

ATP駆動の回転分子モーター、F_1-ATPase(F_1)の「回転に必要不可欠な回転子領域の決定」を、回転軸部分を遺伝子操作で削除した「軸なしF_1」が回転可能であることを踏まえて行った。「軸なしF_1」とは対照的に回転軸だけを持つF_1変異体が、予想に反して、100回転/秒以上の回転速度で回転したことから、回転子には回転に必要不可欠な領域(必須のアミノ酸配列)がないという驚くべき方向に進んでいる。ATP駆動の回転分子モーター、F_1-ATPase(F_1)は、ATP合成酵素(F_0F_1)の水溶性部分で、現在もっとも構造・機能研究の進んだ蛋白質のひとつである。しかし、その回転の仕組み、すなわち「どこで回転力が生み出され、どのようにしてそれが回転軸へと伝わるのか」については、つい最近、今までの認識を根本から覆す発見があった。遺伝子操作でその回転軸部分をほとんど削り取ったF_1変異体(軸なしF_1)が、回転速度や方向の正確さは低下するものの、正しい方向へと回転できるというものである。この実験結果は、いままで重要だと考えられていた回転子と固定子の接触部分のほとんどすべてが、回転に不要であることを示している。そして、この「軸なしF_1」に僅かに残されている接触部分のどこかには、回転に不可欠な動作領域が残されていると考えられる。本研究の目的は、必要最小限の回転子を決定する事によって、その回転に必要不可欠な動作領域を限定することである。具体的には、「軸なしF_1」の回転子から、固定子と接触していると思われる部分を、さらに削除していくのだが、その接触領域が小さくなればなるほど、回転子が固定子に保持されることが難しくなる(外れやすくなる)と考えられる。回転が可能かどうかは、回転子に目印を付け、光学顕微鏡で直接観察して判断するため、外れてしまっては都合が悪い。そこで、従来目印として使っていた金粒子の大きさを40nmから20nmへと小さくしたり、その表面の修飾方法を変えたりして、目印が変異体に与える影響を抑える工夫をした。また、溶液中に、臨界ミセル濃度以下のドデシル硫酸ナトリウム(SDS)を加えることによって、基板上に固定したF_1分子を(恐らく基板と目印との摩擦を減らすため)より多く観察できることを見出した。来年度は、本年度に得られた観察系を用いて、回転可能な最小の回転子を決定したい。ATP合成酵素(FoF1)の水溶性部分、F_1-ATPase(F_1)は、ATP駆動の回転分子モーターである。筒状の固定子(α_3β_3リング)の中に、回転子(γ)が突き刺さっており、それが回転する。本研究の当初の目的は、「回転に必要不可欠な回転子領域の決定」であった。リング内の回転子領域(回転軸部分に相当)を遺伝子操作で削除した「軸なしF_1」が回転可能であることを踏まえ、その僅かな接触領域のどこかに「回転に必要不可欠な微小領域」があるという狙いがあった。しかし、最近の実験結果は、その予想に反し、γには回転に必要不可欠な領域がないという驚くべき方向に進んでいる。(1)遺伝子操作で、γの回転軸部分をC末のαヘリックス1本にしてしまっても、野生型F_1の20%の回転速度(40回転/秒)、50%の回転トルク(20pN・nm)を示した。(2)「軸なしF_1」とは逆に、回転軸だけを持つ変異体も、100回転/秒以上の回転速度で回転した。この変異体と「軸なしF_1」の回転子に共通なアミノ酸残基は、僅か10残基程度である。γに、回転に必須の領域がないことが確定すれば、γのどの微小領域も回転に必要な能力を持つことに、あるいは、固定子自体が、棒状のミクロ構造物であれば、何でも回す能力を持っていることになりそうである。付加的な成果として、本研究で改良された観察系を用い、液胞型ATP合成酵素(V_0V_1)のATP駆動での回転運動について発見があった。V_1を、サブミリ秒の時間分解能で観察すると、120°ごとに小停止した。その角度でATP結合・ATP加水分解・分解物リリースの全てが行われているようである。既知のF_1の回転スキームは、回転運動についての普遍性がなかったことになる。また、V_0V_1の回転では、30°ごとの小停止が観察された。V_0でのプロトン輸送に由来するものかもしれない。
熱帯域における水産生物によるマングローブ起源有機物の利用実態の解明

炭素・窒素安定同位体比の解析結果から、マングローブ落葉有機物がハイガイや魚類の餌料動物(アミ類・エビ類)の炭素源として重要であることが示唆された。また、マングローブ域のフエダイ類、コニベ類等の有用魚類の稚魚・幼魚が、その生活史の中でマングローブ域を成育場とするとともに餌料生物を通してマングローブ起源有機物を利用している可能性が示された。一方、ハイガイ、アミ種、エビ種、および動物プランクトン(カイアシ類)について、セルラーゼ活性を測定した結果、いずれの生物もセルラーゼ活性を示し、マングローブ域内に生息する餌料生物の大部分が落葉有機物のセルロースを分解利用し得ることが確認された。本研究では、マングローブ落葉(リター)に由来する有機物質が水産生物の餌料生物に利用される過程を炭素・窒素安定同位体比を用いた解析により解明する。さらに餌料生物の持つマングローブ由来のセルロースなどの多糖類の分解能力(酵素活性)を測定することにより、水産生物に至るリター起源有機物の利用実態を検証し、それらの結果からマングローブ域特有の食物連鎖の成立要因を解明することを目的としている。魚類の重要餌料生物(アミ類、アキアミ類、エビ類)とこれらを餌料とする魚類の幼魚では生息域の違いによって炭素安定同位体比の値が大きく異なり、クリークや支流域等のマングローブ奥部で低く、河川内から河口部、沖合にかけて次第に高くなる傾向があった。これらの結果からマングローブ域の魚類幼魚にとって大規模なマングローブ域における餌料生物の供給と複雑な水路の広がりが重要であることが明らかになった。一方、餌料生物のセルロース分解機構を明らかにする目的で、アミ類、アキアミ類、底生生物の優占種であるハイガイのセルラーゼ活性をプレートアッセイ法とザイモグラフィー法により調べた結果、すべての種から活性が検出された。また、セルラーゼの分子種についての解析から甲殻類において近縁種では類似の分子サイズを示すセルラーゼが分布していることが明らかとなった。本研究結果は、マングローブ域においてアミ類、アキアミ類、底生生物の優占種であるハイガイがセルロースを主成分とするマングローブリターの分解に重要な役割を果たしている可能性を示すものである。マタン・マングローブ域における調査において胃内容物中にマングローブ落葉の存在が顕著に認められた魚類のクロホシマンジュウダイ及び水産有用魚類の餌生物である動物プランクトン(主にコペポーダ類)を対象にカルボキシメチルセルロースを含んだアガロースプレートによるプレートアッセイ法により分解酵素活性の有無を検証した。その結果、コペポーダ類(混合種)がセルロース分解酵素を有することが初めて示された。また、クロホシマンジュウダイについてはセルロース分解活性が検出されず、陸起源由来有機物を直接同化していないことが明らかになった。また、マタン・マングローブ域底泥に生息するメイオベントス(介形虫類、ハルパクチクス類、線虫類)についてザイモグラフィー法によりセルラーゼタンパクの分子量を測定した結果、介形虫類から35kDa、ハルパクチクス類から60kDaの分子量バンドが検出され、これらのメイオベントスのセルロース分解能が示された。一方、マングローブの分布範囲がマタン水域に比較して著しく狭いセランゴール沿岸海域に生息するハイガイ(Anadara granosa)においてもセルロース分解能が生化学的に示され、マタン・セランゴール両水域のハイガイが陸起源有機物を同化している可能性が示唆された。このように、昨年度までの調査結果と合わせて有用魚類の餌料生物の大部分が落葉有機物のセルロース分解能を持つことが明らかとなった。また、マングローブ域に生息する魚類優占種(フエダイ類、コニベ類、クロホシマンジュウダイ)では、マングローブ域特有の幼稚魚の分布回遊様式の存在が示唆された。マレーシアのマタン・マングローブ域に出現する魚類の中で、バイオマスの上位を占めるクロホシマンジュウダイは、周年同域に出現し、重要な漁業対象種である。本種とその餌料生物のマングローブ域における食物連鎖過程を解明するために有機炭素・窒素安定同位体比を調べ、魚類資源に対するマングローブ域の重要性を検討した。安定同位体比分析の結果、全長20mm以下の個体は外部沿岸域、20-140mmの個体はマングローブ域内の餌料を摂取し、140mm超の個体は成長に伴い、より外部沿岸域の餌を摂取していたことから、20mm前後でマングローブ域に進入し、140mm前後までマングローブ域内に滞留した後、性成熟に伴い域外に出るものと推定された。耳石日輪分析の結果、本種のマングローブ域内の最長滞留期間は約6か月と推定された。