hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
胚性幹細胞を用いたノックアウトラットの作製と臓器再生

本研究ではラットES細胞と発生工学技術を駆使し、臓器欠損や免疫不全などの疾患モデルラットの作製とその利用を目指した。エレクトロポレーション法によって外来性蛍光タンパク質遺伝子を導入したES細胞からのTgラットの作出、ならびにRosa26遺伝子座の相同組換えを誘起したES細胞からのノックインラットの獲得には成功した。また、Pdx1遺伝子欠損ラットを作出することはできたが、予想した膵臓欠損という表現型を示す個体を得るには至らなかった。しかし、幹細胞補完法により膵臓欠損マウス中にラット幹細胞由来の膵臓を作製させることに成功した。ランダムインテグレーションによるCAG/huKO-Tgラットの作製(平林)FGF、MEK/ERK、TGF-β等の分化誘導シグナル伝達系の阻害剤と、胚性幹(ES)細胞の増殖に必須のβカテニンのシグナルを抑制するGSK3の特異的阻害剤を培養液に添加することにより、ラットのES細胞株が樹立できると報告された(Cell 135 ; 2008)。本実験では、新たに樹立した近交系Brown-Norway (BN)ラット由来のES細胞株を用い、Kusabira-Orange遺伝子(CAG/huKO-neo)導入がキメラ個体作製に及ぼす影響ついて調べた。BN由来のE4.5胚盤胞10個を、FGFレセプター阻害剤、MEK活性化阻害剤およびLIFを含むN2B27培地でマイトマイシン処理マウス繊維芽細胞上に播種した。6日後に増殖したICMを単離し、小塊に崩して3日間培養した。0.05%トリプシン処理を経て増殖コロニーを数回継代し、4ラインのES細胞株を得た。このうちSry陽性の細胞株(1×10^6個)を用い、CAG/huKO-neo遺伝子(25μg)をキュベット(500μl)に入れ、800V、10μF、抵抗∞のパルス条件でエレクトロポーレーションをかけて60-mmディッシュ上に播種した。3日後にG418(200μg/ml)を添加し、4日後の生存コロニーからKusabira-Orange発現コロニーを回収した。これらのES細胞10個をアルビノラット由来のE4.5胞胚腔内に顕微注入し、移植胚91個から34匹(37%)の産仔が生まれ、うち25匹(74%;♂14、♀11)が毛色キメラだった。産仔率、キメラ産仔率とも、遺伝子非導入の陰性対照ES細胞での結果(それぞれ38%と89%)と有意な差はなかった。♂のキメラ9個体と野生型♀ラットとの交配により計118匹のF1産仔を作出したところ、1キメラ個体に由来するF1産仔25匹中の6匹がCAG/huKO-neo遺伝子を発現していた。以上、ラットES細胞を介してTgラット(F1世代)を作製することに初めて成功した。遺伝子ターゲティングによるノックアウトラットの作製ゲノム研究の発展とともに、遺伝子操作動物の需要はますます高まっており、マウスを用いた病態モデル動物関連の研究が発展してきた。しかしながら、ES細胞を用いた遺伝子ターゲッティング技術はマウスに限定されており、ラットではマウスES細胞の樹立から25年を経てようやくES細胞の樹立に漕ぎ着けたばかりである。一方、ゲノム解読による情報に基づいた創薬において、マウス以外の種の遺伝子改変動物に対する需要は高まっている。本年度は、遺伝子ターゲッティング法によるノックアウトラットを作製するため、表現型で容易に判断できるPdx1遺伝子(膵臓の発生に必須な遺伝子)を選択し、ターゲッティングベクターを構築した。このベクターをBNラット由来ES細胞およびBLKラット由来ES細胞にそれぞれエレクトロポレーション法で導入した後、ネオマイシンを含む培地で培養したところ、それぞれ1個ずつの相同組換え体を得た。得られた相同組換えES細胞を受精後45日目の胚盤胞期卵に顕微注入することによってキメラ胚を作製し、偽妊娠を誘起したレシピエント雌に移植したところ、それぞれ23匹および20匹の♂キメララットを得た。各♂キメララットと野生型♀ラットと交配し、Pdx-1遺伝子を欠損させたヘテロラットを作製し、1匹の生殖系列産仔を獲得することに成功した。現在、遺伝子欠損ヘテロラット同志による交配から、ホモ個体を作製中で、来年度はホモ個体における表現系(膵臓欠損)および遺伝子発現解析を実施する予定である。遺伝子ターゲティング法により作製されたKOラットの利用ES/iPS細胞を用いた「再生医療」には、大きな期待が寄せられる一方、臓器そのものの再生は実現していない。これは、多種多様な細胞の立体的な集合体である臓器の発生過程を、試験管内で再現することが困難なためである。マウスにおいてPdx1遺伝子は膵臓の発生に必須であるとされており、Pdx1遺伝子をノックアウトすることにより、膵臓の形成不全が起こり生後まもなく死亡する。

本研究で作製したPdx-1遺伝子ホモ欠失ラット(Pdx1/KO)は、成熟期以降まで生存し続け、糖尿病を発症しているにも関わらず野生型ラットと同程度の膵臓が存在しており、Pdx1/KOマウスの表現型とは明らかに異なっていた。4倍体胚補完によるrES/iPS細胞のみに由来するラット産仔作製の試み一般的にKO動物を作製する際、キメラ動物(F0世代)を介して生殖寄与個体(F1世代)を獲得し、さらにヘテロ個体同士の交配によりホモKO個体(F2世代)を作製している。このプロセスの時間短縮には、ES細胞を4倍体胚に導入することによりF0世代で100%、ES/iPS細胞由来ヘテロ個体を作製する技術(4倍体補完法)が有望である。本研究では、生殖系列への寄与が確認されたラットのES細胞株およびiPS細胞株を用い、4倍体胚補完によるラット産仔の作製を試みた。その結果、ICM (2倍体胚盤胞由来)の移植では4倍体胚盤胞の産仔発育支持能力は証明できたが、ES/iPS細胞いずれの細胞を4倍体胚補完に用いてもE14.5での生存胎仔の確認が限界だった。Pdx-1遺伝子を破壊するコンストラクトを導入し、ES細胞で相同組換えを起こさせたクローンを得ることに成功した。このクローンをホスト受精卵に導入することでキメララットを作製し、生殖寄与個体(Pdx-1遺伝子を欠損させたヘテロラット)の獲得に成功した。現在ヘテロラット同志による交配を実施中で来年度にはホモ個体が得られる予定である。24年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は、ラットES細胞と遺伝子欠損動物を利用した臓器再生技術の確立を目指し、動物個体を用いて臓器を再生し、移植臓器として提供するための新しい技術の開発を試みる。さらに、KO動物を作製する際、キメラ動物(FO世代)を介して生殖寄与個体(F1世代)を獲得し、さらにヘテロ個体同志の交配によりホモKO個体(F2世代)を作製するのが一般的であるが、このプロセスを短縮するため、ES細胞を4倍体胚に導入することによりFO世代で100%、ES/iPS細胞由来ヘテロ個体を作製する技術(4倍体補完法)を試みる。
ネットワークを利用したインタラクティブな実験教育システム

本研究では、ネットワーク上のマルチメディア技術を"実験教育"に応用し、インターネットを利用した遠隔操作で実験装置をインタラクティブに操作して実際に実験が行える実験教育システムの作成を目指した。第1の実験テーマとして、通常の教室等では管理の難しい放射線源を遠隔地からの実験では直接扱わずに実験を行える「放射能の測定」を選んだ。クライアントは、WWWブラウザ等のJavaが実行可能な環境であれば、計算機の機種やOSを問わない。また、サーバは、インターネットに接続したIBM互換PCにGPIB等で実験装置や簡易ビデオカメラを接続して使用した。Linux(OS)上で、HTTPサーバ、JavaとCのNative Methodで作成した画像送出用と実験装置の制御・データ送出用の2つのサーバを動作させている。クライアントはWWWブラウザ上のJavaアプレットで、装置の状態をリアルタイムに画像で確認しながらβ線源とGMカウンタの間にいくつかの厚さの吸収板を挿入し、その計数値の分布や板厚依存性の測定を実際に行え、シミュレーションとの比較も行える。これらは、全てJavaアプリケーションとしても動作できるが、WWWブラウザ上では実験の解説や各種リンク、アプレット間通信による実験と画像の同期等が行え、総合的な遠隔学習環境を提供している。第2の実験テーマとして、「リモート電子回路実験室」というテーマで、トランジスタ、ダイオード、電源等を遠隔地から実験者の思うままに接続を変更し、実際に電源電圧を変化させながらデータをプロットできるシステムを作成した。これらのシステムは常に公開しながら開発を行ってきたが、一般の使用調査をもっと行い、解説等の整備、操作性の向上、新しいテーマの開発を今後とも行いたい。本研究は、ネットワーク上のマルチメディア技術を"実験教育"に応用し、インタラクティブな実験教育環境を構築することを目的とし、リモートで実験装置を操作して、その結果を得る事が出来る教育用システムの作成を目指している。実際のシステムは、インターネットを通して、http://expl.phys.human.nagoya-u.ac.jp/exp1/で体験でき、システムの詳細についての解説や参考URL等へのリンクを得ることができる。現在までに、以下のような特長を持つ、β線の測定システムを試作した。1.実験者は、WWWブラウザないしJavaアプリケーションを用いて、リモートでβ線の一定時間あたりの計数測定を、測定回数を指定してリアルタイムで行うことができる。2.実験者は、WWWブラウザを通して、現在の実験装置の様子を画像で見ることができる。3.測定が終了すると、測定結果を生のデータとβ線の一定時間あたりの計数値の分布がグラフで表示される。4.実験結果の数値の分布グラフに重ねて、ポアソン分布を仮定した場合の計算値が表示され比較できる。5.サーバとして、インターネットに接続されたDOS/VタイプのPCを使用し、GPIBを通して実験装置に接続している。OSとしてはLinuxを用い、ApacheでWWWサーバを構築している。6.サーバプログラムにおいては、Java言語、JavaのNative MethodのCの関数、GPIBライブラリ(The Linux GPIB Package)をリンクすることで、Java言語から直接GPIBに接続された実験装置を制御できる。7.クライアントプログラムはJava言語で記述され、WWWブラウザ上からアプレットとして起動されTCP/IPによってサーバと通信を行う。また、独立したJavaアプリケーションとしても使用できる。
新規酸化物／酸化物複合材料の創製及びマルチ靱化機構の導入による高性能化

Al2O3とBaZrO3の混合粉末から反応焼結によりAl2O3マトリックスに第二相としてBa-β-Al2O3とZrO2を均一に分散したAl2O3基複合材料を合成した。Ba-β-Al2O3は非化学量論的化合物で棒状の形態を呈し、ZrO2は等軸な細かい粒子であった。Ba-β-Al2O3棒状相は、Baが基底面に沿って優先的に拡散して成長したと考えられる。TZPやY2O3の添加によって緻密化が促進され、また、反応により生成した単斜晶ZrO2は正方晶相に準安定化された。Ba-β-Al2O3棒状相の存在による亀裂の偏向や架橋及びZrO2の相変態靱化等マルチ靱化機構により複合材料の破壊靱性が大きく向上した。本年度では、反応焼結で合成したアルミナ基複合材料におけるBa-β-Al2O3棒状粒子の結晶方位、マトリックスとの界面関係、ZrO2のマルテンサイト相変態に及ぼすTZP(正方晶ジルコニア多結晶体)添加の影響、複合材料の熱安定性等を調べるとともに、最適な機械的性質を引き出すための材料の組成設計、プロセッシング条件、組織制御について検討した。得られた成果を以下に示す。1. Ba-β-Al2O3棒状相は、Baイオンが基底面に沿って優先的に拡散して成長したと考えられる。一方、BaがAl2O3に向かって長距離拡散の結果、棒状Ba-β-Al2O3相が生成するとともに、最初のBaZrO3の所でZrO2として残存する。2. TEMで組織観察および方位解析の結果、Ba-β-Al2O3の長軸方向は<10-10>であり、Al2O3マトリックスとの界面はBa-β-Al2O3の基底面(0001)に平行することが分かった。3. TZPの添加は複合材料の緻密化を促進させ、また、反応焼結により生成した単斜晶相ZrO2のほとんどは正方晶相に準安定化した。したがって、TZPを添加した複合材料の破壊靱性値は、クラックの偏向や架橋の効果だけでなく、ZrO2のマルテンサイト相変態の効果によりTZP無添加試料よりも高い値を示した。特に1600°Cで焼結した複合材料の破壊靱性値は、アルミナの約2.4倍の値に達した。4. TZPの添加によりアルミナマトリックスの結晶粒径はさらに微細化になった。例えば,1600°Cで焼結してもサブミクロンの微細組織を有する。5. Al2O3とBaZrO3の混合粉末から反応焼結により合成したアルミナ基複合材料は、高温で長時間熱暴露試験を行った結果、1400°Cまで相や組織は安定であること分かった。本年度では、アルミナ系酸化物/酸化物複合材料の微視組織や機械的性質に及ぼすイットリア(Y2O3)添加の影響を検討するとともに、Al2O3とBaCO3混合粉末の反応によるBa-β-Al2O3強化したAl2O3基複合材料の合成・組織制御および機械的性質を調べ、本研究で提案しているIn-situ合成プロセスの有効性や波及効果を検証した。得られた主な成果を以下にまとめる。1.微量のY2O3添加は、正方晶ジルコニア多結晶体(TZP)と同様に、Al2O3基複合材料の反応焼結における緻密化が促進され、複合材料の相対密度が上昇することが分かった。しかしながら、TZP添加ではAl2O3マトリックスの結晶粒成長が抑制されるが、Y2O3添加では結晶粒の成長が見られた。2. Y2O3の添加は、Al2O3とBaZrO3の反応により生成したZrO2は正方晶相への準安定化に寄与する。焼結温度が上昇するにつれて正方晶ZrO2相の量が増加する傾向を示した。3. Y2O3を添加した複合材料は、無添加試料より高い破壊靱性値を示した。これはBa-β-Al2O3棒状粒子の存在によるクラックの偏向や架橋の効果だけでなく、ZrO2のマルテンサイト相変態による効果も寄与すると思われる。4.メカノケミカル処理したAl2O3とBaCO3の混合粉末を仮焼し、さらに放電プラズマ焼結により緻密なAl2O3/Ba-β-Al2O3複合材料を合成できた。Al2O3とBaZrO3の反応と同様に、生成したBa-β-Al2O3相は棒状の形態を呈し、Al2O3の破壊靱性の改善に寄与することが分かった。

本研究は、高温かつ酸化雰囲気のような過酷な環境に適用可能な新規アルミナ系酸化物/酸化物複合材料の創製およびマルチ靱化機構の導入・組織制御による高性能化を図ったものである。本年度は、原料粉末間の反応焼結によって、高アスペクト比を有する棒状第二相粒子をアルミナのマトリックスに導入するIn situ合成法を提案し、原料粉末の粒径やプロセッシング条件が複合材料の緻密化挙動、組織、機械的性質に及ぼす影響および反応経路・強化相形成のメカニズム等を重点的に検討した。得られた成果を以下に示す。(1) Al2O3とBaZrO3の混合粉末を高温で反応焼結することにより、Al2O3マトリックス中に第二相としてBa-β-Al2O3とZrO2を均一に分散した複合材料を合成できた。Ba-β-Al2O3は非化学量論的化合物で棒状の形態を呈し、ZrO2は等軸な細かい粒子であった。なお、BaO・Al2O3は、反応の中間相として1300°C以下の低温で存在する。(2) Al2O3粉末の粒径は、複合材料の反応合成や緻密化挙動に大きな影響を与え、細かいAl2O3粉末を用いることにより、大気中無加圧焼結でも十分な緻密化が可能である。放電プラズマ焼結(SPS)の場合、大気中無加圧焼結と比べ、より低温短時間で複合材料の反応合成と緻密化を同時に進行させることができるが、反応で生成したBa-β-Al2O3相のアスペクト比が小さくなった。(3) Ba-β-Al2O3とZrO2第二相の存在により、アルミナマトリックスの結晶粒成長が抑制され、結晶粒径が小さくなった。(4) Ba-β-Al2O3棒状粒子の存在が、クラックの偏向や架橋への効果をもたらし、複合材料の破壊靱性の改善に寄与する。In situ合成したアルミナ基複合材料の破壊靱性値が、アルミナより57%以上向上したことを示した。本年度では、反応焼結により合成した複合材料に対して、最適な機械的性質を引き出すための材料の組成設計、プロセッシング条件、組織制御について重点的に検討した。特に、正方晶ジルコニア多結晶体(TZP)の添加によって、複合材料の緻密化が促進され、マトリックスの結晶粒径が微細化になるとともに、破壊靱性が大きく向上した。よって、高性能アルミナ基酸化物/酸化物複合材料のIn-situ合成プロセスの確立に一歩前進した。本年度の研究の目的を達成し、研究計画を順調に進展している。本研究の重要な目的の一つは、原料粉末間の反応焼結によりアルミナマトリックスに高アスペクト比を有する棒状第二相粒子を導入し、アルミナの破壊靱性を改善することである。本年度では、提案しているセラミックス基複合材料のIn situ合成技術の可能性を確認し、さらに、複合材料のプロセッシング条件と緻密化挙動、相・組織、機械的性質との関係および反応経路・強化相形成のメカニズムを明らかにした。よって、本年度の研究の目的を達成し、研究計画を順調に進展していると言える。平成23と24年度の研究成果を踏まえ、今後、複合材料の組織や機械的性質に及ぼすイットリア添加の影響を検討するとともに、Al2O3とBaCO3混合粉末の反応によるBa-β-Al2O3強化したAl2O3基複合材料の合成・組織制御および機械的性質を調べる。また、Ba以外のアルカリ金属、アルカリ土類および希土類金属(例えば、Ca、Sr、La)の化合物を用い、Al2O3粉末との反応焼結により複合材料の合成を試み、本研究で提案しているIn-situ合成プロセスの有効性および波及効果を検証する。平成23年度の研究成果を踏まえ、今後、反応焼結で合成した複合材料の熱安定性等を調べるとともに、最適な機械的性質を引き出すための材料の組成設計、プロセッシング条件、組織制御の指針を提案し、高性能アルミナ基酸化物/酸化物複合材料のIn situ合成プロセスを確立する。
画像・形状情報の視覚認知と自然な処理

画像情報や形状情報の処理あたっては,処理結果や表示結果の自然さや理解の容易さが重要な要素となる.従来,画像処理における画質の尺度は原画像の再現性を表したものであった.またコンピュータグラフィクスでは実写に近い画像を指向し,光学現象のシミュレーションによって画像を合成していた.つまり,画像や形状の認識し易さなどを,陽に扱うものではなかった.本研究課題では,視覚心理学や認知科学の知見に基づき,2次元画像ならびに3次元形状の認識におけるポイントを明らかにした.その上で,従来の画像・形状処理にはなかった新しい画像評価法ならびに処理法を提案した.画像情報や形状情報の処理あたっては,処理結果や表示結果の自然さや理解の容易さが重要な要素となる.従来,画像処理における画質の尺度は原画像の再現性を表したものであった.またコンピュータグラフィクスでは実写に近い画像を指向し,光学現象のシミュレーションによって画像を合成していた.つまり,画像や形状の認識し易さなどを,陽に扱うものではなかった.本研究課題では,視覚心理学や認知科学の知見に基づき,2次元画像ならびに3次元形状の認識におけるポイントを明らかにした.その上で,従来の画像・形状処理にはなかった新しい画像評価法ならびに処理法を提案した.形状情報や画像情報の処理にあたっては,処理結果や表示結果の自然さや理解の容易さが重要な要素となる.従来,画像処理における画質の尺度は原画像の再現性を表したものであり,CGでは光学現象のシミュレーションによって実写に近い画像を指向していた.つまり,画像や形状の認識可能性や認識の容易さを,陽に扱うものではなかった.本研究課題では,視覚心理学や認知科学の知見に基づき,2次元画像ならびに3次元形状の認識におけるポイントを明らかにする.そのうえで,従来の画像・形状処理にはなかった新しい画像評価法の確立を目指している.2010年度は,2次元画像処理に関しては顔画像から受ける印象,3次元形状に関しては理解を促進する線画表現を中心に研究を進めた.顔画像については年齢と美醜に関する印象を機械学習によって解析した.一般に年齢と美醜の印象は,かなり強い相関性があるが,年齢とは独立した美醜について検討し,顔画像に変更を加える手法を開発した.現在のところは,顔画像中の特徴抽出にユーザインタラクションを必要としているが,今後は特徴抽出の自動化などを進める必要があろう.3次元形状の線画表現では,これまでに良く利用されてきた微分特徴量をベースとしつつも,積分量を利用することによってノイズ等に対する耐性に優れた頑健で自然な特徴線の抽出法を考案した.積分量をベースとするために,やや計算量が多いことが難点であり,より効率的な計算法を検討しているところである.形状情報や画像情報の処理にあたっては,処理結果や表示結果の自然さや理解の容易さが重要な要素となる.従来,画像処理における画質の尺度は原画像の再現性を表したものであり,一方CGでは実写に近い画像を指向し,光学現象のシミュレーションによって画像を合成していた.つまり,画像や形状の認識可能性や認識の容易さを,陽に扱うものではなかった.本研究課題では,視覚心理学や認知科学の知見に基づき,2次元画像ならびに3次元形状の認識におけるポイントを明らかにする.そのうえで,従来の画像・形状処理にはなかった新しい画像評価法の確立を目指している.平成23年度は,2次元画像処理に関してはビデオ映像の自然な補完技術,3次元形状に関しては理解を促進する線画表現を中心に研究を進めた.ビデオ映像の補完技術に関しては,人などの移動物体がある場合に,背景の微小な動きと区別して映像を補完する技術について検討を行った.背景が完全に静止している場合には,差分画像を作ることで移動物体を抽出できるが,波や枝のように背景にも動くものがあると移動物体の抽出が難しくなる.一般に背景の動きはランダムであることに着目して,テンプレートを用いることで移動物体を安定的に抽出するとともに,補完処理の高速化も図れることを示した.3次元形状の線画表現では,積分量を利用することによってノイズ等に対する耐性に優れた頑健で自然な特徴線の抽出法の発展を試みた.積分量をベースとするために,やや計算量が多いことが難点であったが,対象形状の位相情報を利用することで処理の高速化を実現できることを確認した.形状情報や画像情報の処理にあたっては,処理結果や表示結果の自然さや理解の容易さが重要な要素となる.従来,画像処理における画質の尺度は原画像の再現性を表したものであり,一方CGでは実写に近い画像を指向し,光学現象のシミュレーションによって画像を合成していた.つまり,画像や形状の認識可能性や認識の容易さを,陽に扱うものではなかった.本研究課題では,視覚心理学や認知科学の知見に基づき,2次元画像ならびに3次元形状の認識におけるポイントを明らかにする.そのうえで,従来の画像・形状処理にはなかった新しい画像評価法の確立を目指している.平成24年度は,2次元画像処理に関してはビデオ映像の自然な編集技術,3次元形状に関しては理解を促進する線画表現を中心に研究を進めた.ビデオ映像の編集技術に関しては,映像内の画素の類似性を画素の色,位置,時刻の観点で定義し,類似性の高い画素に同種の編集を施す枠組みについて検討した.従来の手法ではフレーム間の位置や色の微小な変動にうまく追従することができず,長尺のビデオでは安定的に編集を施すことが困難であった.本研究では,編集パラメータを安定かつ効率良く伝搬することによって,ビデオにおいても編集を施すことに成功した.

3次元形状の線画表現では,積分量を利用することによってノイズ等に対する耐性に優れた頑健で自然な特徴線の抽出法の発展を試みた.頑健性を実現するために積分量を利用しているが,結果的に計算量が多くなることが問題であった.対象形状の位相情報を利用することで処理の高速化に成功した.本研究課題全体は平成2224年度に実施する予定で計画された.しかし,平成22年度に比較的基礎となる部分で手法の変更があったため,研究実施が後にずれこんでしまった.その後,当初の遅れを取り戻すことができずに研究を継続している状況であり,今回,平成25年に平成23年度の実績報告書を提出することとなった.なお,時間的な遅れはあるものの,内容的には当初の計画を順調をこなしていると考えている.25年度が最終年度であるため、記入しない。【現在までの達成度】に記載したように,平成22年度の遅れを挽回できずに,研究計画全体が後にずれてしまっている.ただし,その後は当初に予定した速度で進捗していると言ってよく,遅れを挽回できてはいないものの,それ以上遅れることなく数ヶ月程度のずれを保ったまま,計画を着実に遂行していると評価している.本研究課題全体の最終的な完了も遅れることが予想されるものの,内容的には当初予定していたものをこなせると考えている.そのため,平成25年度は科学研究費補助金の新規課題の申請を控えて,本研究課題に注力することにした.平成25年度中には研究を完成したいと考えている.25年度が最終年度であるため、記入しない。
マルセル・プルーストのテクストにおける音楽のレフェランス研究

マルセル・プルーストのテクストに見出される音楽レフェランス(音楽に関する固有名を中心とした語句への言及)の意味と機能の変遷を明らかにするために、本年度は、初期のテクストである『楽しみと日々』(1896)を主な研究対象とした昨年度の成果をふまえながら、それ以降のプルーストのテクストの精読と考察に努めた。本年度前半は、初期作品における音楽レフェランスの使用について考察した査読論文「プルーストの『楽しみと日々』における音楽のレフェランス」を学会誌『フランス語フランス文学研究』113巻に発表したほか、昨年に引き続きパリ市内の研究機関で資料調査を行い、国内では確認が困難なプルーストの草稿類や初版の印刷稿などを精査した。さらに、テクストで使用されている実在の音楽レフェランスに関する音楽資料や、プルーストが足を運んだ第三共和政期の音楽サロンについての記事や記録の収集を行った。また、プルーストの音楽記述に影響を与えた作曲家ドビュッシーの没後100年を記念する国際シンポジウム(2018年9月25日26日:メッス)に参加し、本研究を前進させる知見を得た。本年度後半は前述の在外研究中に収集した資料と、プルーストの最初の小説執筆の試みである『ジャン・サントゥイユ』以降のテクストを精読し、そこで使用されている音楽レフェランスについて、草稿資料やタイプ原稿なども適宜確認しながら調査した。膨大な資料の検討に時間を要したため年度末に予定していた学会発表は次年度に繰り越すことにしたが、考察の結果、初期の『楽しみと日々』から後年の『失われた時を求めて』へと至るまでの、作品の外部に実在する音楽レフェランス群の作品への取り込み方の変化を明らかにし、同時代の音楽の聴取体験やプルースト自身の音楽的嗜好が小説の音楽記述にどのような意味を持っていたのか、一定の見解を得ることができた。プルーストの初期テクストにおける音楽レフェランスの機能に注目した昨年度の研究成果を、学会誌の査読論文を通じて公表した。また、在外研究中に行った資料調査では、資料数の膨大さから予定していた調査を全て終わらせるには至らなかったものの、複製が許されていない資料も含め、研究を前進させるために必要な貴重資料を数多く入手・確認することができた。これらの資料やテクストの精読から、後年の『失われた時を求めて』における音楽記述の着想源の1つとして、パリのサロンや演奏会以外に、プルーストがバカンスで滞在していたカブールをはじめとする海辺のリゾート地での音楽受容の重要性も浮かび上がってきた。次年度の研究活動に向けての新たな課題も判明し、着実に研究を進展させることができたといえる。2019年5月25日に成城大学で開催される日本フランス語フランス文学会(2019年度春季大会)で口頭発表を行う。これまでの研究成果を踏まえたうえで、『失われた時を求めて』のテクストの重点的な考察に入る。プルーストは『失われた時を求めて』の執筆にあたってモデルとした作曲家やいくつかの楽曲名を明らかにしているが、草稿資料と印刷稿を精査すると、そうした実在の音楽レフェランスとテクストの関係は初期作品以上に複雑化している。草稿資料やタイプ原稿、校正刷りでの加筆などのさらなる調査が必要になることから、9月以降にフランスで長期の在外研究を行い、国立近代草稿研究所(I.T.E.M.)などの研究機関で昨年度までの未確認分を含めた資料調査を遂行したい。本研究の目的は、マルセル・プルーストがテクストにおいて使用している音楽レフェランス(音楽に関する固有名を中心とした語句への言及)の意味と機能の変遷に注目し、それらのレフェランスがプルーストの音楽の聴取体験、作曲家や演奏家との交流、同時代の音楽批評や音楽論をどのように反映しているのかを探ることで、プルーストの文学創造における音楽的経験の役割を明らかにすることにある。本年度はプルーストの初期のテクストに焦点を当てた学会発表と論文執筆、海外での文献調査や国際シンポジウムへの参加を中心に据え、研究活動を行った。本年度前半はプルースト初期のテクストの精読に努めたほか、パリ市内の研究機関で資料調査を行い、プルーストの草稿類や初版のテクストに関する新たな情報を得た。特に、当時親しく交際していた作曲家レーナルド・アーンが青年期のプルーストの文学創造にどのように関わっていたのかを裏付ける資料を新たに発見、入手できたことの意義は非常に大きかった。本年度後半は主に研究成果の公表に努めた。まず日本フランス語フランス文学会秋季大会で口頭発表「プルーストの『楽しみと日々』における音楽のレフェランス」を行い、学会誌へ論文を投稿し受理された。さらに「マルセル・プルーストとオペラ批評ー1890年代のテクストを事例に」(オペラ学研究会第11回例会、2018年2月27日)と題した口頭発表を行ったほか、プルーストの文学創造に影響を与えた作曲家クロード・ドビュッシーの没後100年記念国際シンポジウムに参加し(2018年3月1921日:マンチェスター、3月2223日:グラスゴー)、ドビュッシー研究の最新動向やその成果に触れ、プルーストとの影響関係を探る上で重要な知見を得た。また、論文「プルーストの「音楽家の肖像」ー4人の音楽家の選択をめぐって」(査読付)が『言語社会』第12号に掲載された。本年度はプルーストの初期のテクスト、特に『楽しみと日々』(1896)における音楽レフェランスの機能に注目した研究を行ってきた。

プルーストと同時代の音楽批評の関係を扱ったセシル・ルブランによる最新の研究成果(2017)をはじめとする先行研究では、モノグラフィックな考察対象から外されてきたこの初期の作品集が、実際にはプルーストの音楽的体験と文学創造の関係を探る上で非常に重要な意味をもつことが本年度の研究活動を通じて明らかになった。また、プルーストと親交を結んでいたものの、その芸術観の根本的相違からプルーストの音楽記述への影響という点ではあまり重要視されてこなかった作曲家アーンの音楽観が、実際には当時のプルーストの文学創造のレヴェルにまで影響を及ぼしていた可能性を指摘することができた。学会発表等を通じた研究成果の公表も順調に進み、プルースト研究史における本研究の意義を明確にし得たという点では、当初の予想を大きく上回る進展があったといえる。しかし、初期のプルーストの音楽受容をめぐっては今までに十分な資料調査が行われておらず、とりわけプルーストの音楽観の形成に重要な影響を与えた前述のアーンに関しては、フランス国立図書館電子サイトGallicaでも未公開の資料が多いことなどから、この時期のプルーストの音楽体験の精査にさらなる時間を要することも判明した。この点に関しては、初期のテクストをめぐる様々な問題点の整理と併せ、次年度以降も引き続き調査を行う必要がある。マルセル・プルーストのテクストに見出される音楽レフェランス(音楽に関する固有名を中心とした語句への言及)の意味と機能の変遷を明らかにするために、本年度は、初期のテクストである『楽しみと日々』(1896)を主な研究対象とした昨年度の成果をふまえながら、それ以降のプルーストのテクストの精読と考察に努めた。本年度前半は、初期作品における音楽レフェランスの使用について考察した査読論文「プルーストの『楽しみと日々』における音楽のレフェランス」を学会誌『フランス語フランス文学研究』113巻に発表したほか、昨年に引き続きパリ市内の研究機関で資料調査を行い、国内では確認が困難なプルーストの草稿類や初版の印刷稿などを精査した。さらに、テクストで使用されている実在の音楽レフェランスに関する音楽資料や、プルーストが足を運んだ第三共和政期の音楽サロンについての記事や記録の収集を行った。また、プルーストの音楽記述に影響を与えた作曲家ドビュッシーの没後100年を記念する国際シンポジウム(2018年9月25日26日:メッス)に参加し、本研究を前進させる知見を得た。本年度後半は前述の在外研究中に収集した資料と、プルーストの最初の小説執筆の試みである『ジャン・サントゥイユ』以降のテクストを精読し、そこで使用されている音楽レフェランスについて、草稿資料やタイプ原稿なども適宜確認しながら調査した。膨大な資料の検討に時間を要したため年度末に予定していた学会発表は次年度に繰り越すことにしたが、考察の結果、初期の『楽しみと日々』から後年の『失われた時を求めて』へと至るまでの、作品の外部に実在する音楽レフェランス群の作品への取り込み方の変化を明らかにし、同時代の音楽の聴取体験やプルースト自身の音楽的嗜好が小説の音楽記述にどのような意味を持っていたのか、一定の見解を得ることができた。プルーストの初期テクストにおける音楽レフェランスの機能に注目した昨年度の研究成果を、学会誌の査読論文を通じて公表した。
古典的グリア細胞機能に着目した慢性疼痛発現メカニズムの解明とその治療法への応用

本研究では神経障害による痛みの動物モデル(神経障害性疼痛モデル)を用いて、脊髄グリア細胞の機能変化について、ニューロンへのエネルギー供給の視点から、アストロサイトーニューロン乳酸シャトル(ANLS)に異常が生じていると想定し解析を行った。その結果、乳酸により痛みに対する感受性が亢進し、神経障害性疼痛モデルの痛覚過敏も、アストロサイトの活性化による乳酸の過剰放出が原因であることが明らかになった。また、神経障害性疼痛によるアストロサイトの活性化は、神経伝達の亢進を起こすプロテインキナーゼCの機能を亢進し、その機序に液性因子以外の反応が関与することが示唆された。本研究では、神経障害性疼痛の発現に重要である脊髄アストロサイトの活性化が、どのような様式で痛覚伝達を亢進させるかを明らかにすることを目的としている。本年度では、アストロサイトから神経細胞へ供給される乳酸の関与について、行動学的ならびに免疫組織学的な手法を用いて解析を行った。乳酸は、神経細胞が活性化する際に利用されるエネルギー源であり、アストロサイトから放出され、モノカルボン酸トランスポーター(MCT)を介して、神経細胞へ取り込まれる。そこで、神経障害による痛覚過敏に対するMCT阻害薬の効果を検討した。MCT阻害薬を神経障害の直前ならびに、触刺激に対する反応閾値の測定直後に脊髄くも膜下腔内へ投与し評価したところ、神経障害による痛覚過敏が認められなくなった。アストロサイトから放出される乳酸の産生は、アストロサイトに貯蔵されるグリコーゲンを原料としている。そこで、次にグリコーゲン分解酵素阻害薬の効果についても検討を行った。グリコーゲン分解酵素阻害薬の処置により、神経障害による痛覚過敏の形成は抑制された。乳酸のアストロサイトからの放出や神経細胞への取り込みを行っているMCTには14種類のアイソフォームが存在しており、中枢神経系においてはMCT1、MCT2、およびMCT4が発現していることが知られている。そこで、免疫組織学的手法を用いて、これらアイソフォームの発現について検討を行った結果、抗体の反応性の問題で、特異的なシグナルを検出することは、脊髄ではできなかった。海馬においては、MCT抗体により特異的シグナルが検出できたことから、脊髄でのMCTの発現量が低い可能性が考えらえた。これらの結果から、神経障害性疼痛の発現には、アストロサイトの活性化が必要であるが、アストロサイトの活性化により神経細胞への過剰な乳酸の放出が、神経障害性疼痛を引き起こす原因である可能性が示唆された。本研究は、神経障害性疼痛の発現に重要である脊髄アストロサイトの活性化が、どのような様式で痛覚伝達を亢進させるのかを明らかにすることを最終目的とし、アストロサイトから放出される伝達物質の一つである乳酸の関与について明らかにすることを本年度の目的とした。そこで、乳酸を脊髄くも膜下腔内(i.t.)処置した時の機械痛覚閾値への影響と、そのメカニズムを検討した。乳酸のi.t.処置により機械痛覚過敏が引き起こされ、脊髄において痛覚伝達の亢進を引き起こすタンパク質の活性化もみられた。また、脊髄における神経細胞の活性化が、乳酸のi.t.処置により亢進することが明らかになり、乳酸により脊髄における痛覚伝達の亢進が起こることが分かった。また、これらの乳酸による効果は、MCT阻害薬により抑制された。アストロサイトの阻害剤では乳酸の効果に影響がみられなかったことから、乳酸は神経細胞に直接作用して痛覚過敏を引き起こすことが示唆された。さらに、神経障害性疼痛モデル動物を作製しMCT阻害薬の効果を確認したところ、痛覚過敏が改善したことから、神経障害による痛覚過敏にはMCTを介した神経細胞への乳酸の取り込みが必要であることが示唆された。次に、乳酸による痛覚過敏に関わる細胞内情報伝達系を明らかにするため、各種プロテインキナーゼ阻害薬を用いて検討を行った。これまでに痛覚過敏に関わるとされたprotein kinase C (PKC)やmitogen-activated protein kinase (MAPK;ERK)に対する阻害薬で、乳酸による痛覚過敏は改善せず、これら細胞内情報伝達系の活性化も乳酸処置により見られなかった。現在、関与する細胞内情報伝達系について解析を行っている。前年度までに、神経障害性疼痛モデル動物の機械痛覚過敏は、脊髄のアストロサイトから放出される乳酸により維持されることを明らかにし、アストロサイトーニューロン乳酸シャトル(ANLS)の異常により神経障害性疼痛が発現している可能性を見出した。最終年度では、アストロサイトがニューロンに対して、どのような様式で機能変化させるかについて明らかにすることを目的とした。まず、アストロサイトのみの活性化により痛覚過敏を起こすかについて、Designer Receptor Exclusively Activated by Designer Drug (DREADD)技術を用いた。脊髄後角浅層へアデノ随伴ウィルス(AAV-GFAP-hM3Dq-HA-mCitrate)を局所感染させると、アストロサイト特異的にhM3Dqを強制発現させることに成功した。この動物を用いてhM3Dqのリガンドであるclozapine-N-oxide(CNO)を腹腔内投与すると、投与後2時間をピークとする触刺激に対する閾値の低下、つまり圧痛覚過敏が認められた。このアストロサイト特異的活性化による痛覚閾値の低下は、モノカルボン酸トランスポーターの阻害薬により抑制されたことから、乳酸が痛覚過敏を引き起こす物質であることも明らかにした。

次に、神経障害時に見られる脊髄後角のアストロサイトの活性化が、どのような機構により引き起こされ、神経細胞の機能へどのように影響を与えているかについて検討を行った。神経障害に見られるアストロサイトの活性化は、プロテインキナーゼ(PK)の中でも、Rhoキナーゼが関与しており、PKCは関与が低いことを見出した。また、神経障害により脊髄後角ではPKCのリン酸化が上昇し、これはRhoキナーゼの阻害およびアストロサイトの抑制により消失することから、神経障害時の痛覚過敏の形成や維持に重要であるPKCのリン酸化は、Rhoキナーゼによるアストロサイトの活性化によることを明らかにした。本研究では神経障害による痛みの動物モデル(神経障害性疼痛モデル)を用いて、脊髄グリア細胞の機能変化について、ニューロンへのエネルギー供給の視点から、アストロサイトーニューロン乳酸シャトル(ANLS)に異常が生じていると想定し解析を行った。その結果、乳酸により痛みに対する感受性が亢進し、神経障害性疼痛モデルの痛覚過敏も、アストロサイトの活性化による乳酸の過剰放出が原因であることが明らかになった。また、神経障害性疼痛によるアストロサイトの活性化は、神経伝達の亢進を起こすプロテインキナーゼCの機能を亢進し、その機序に液性因子以外の反応が関与することが示唆された。今年度予定していた、乳酸による痛覚過敏のメカニズムについて、行動学的、生化学的、免疫組織学的解析を行うことができた。この研究内容については、来年度に論文発表できると考えている。また、実験計画に記載した内容のうち、予備検討で期待される結果が得られなかったものについては、別の方法を用いて解析を行う予定である。さらに、神経障害性疼痛発症に対するアストロサイトによる神経細胞への物理的接触の検討の予備検討も開始できた。医歯薬学まず、平成26年度に得られた結果をもとに、乳酸の神経障害性疼痛発症に対する役割を明らかにするため、行動学的、分子生物学的、免疫組織学的手法により検討を行う。またもう一つのテーマである、神経障害性疼痛発症におけるアストロサイトによる神経細胞への物理的接触の関与の検討について、予備検討をさらに発展させ、神経障害性疼痛モデルマウスの脊髄を対象に免疫組織学的ならびに分子生物学的手法を用いて、神経細胞接着因子(L1-CAMやEphB)の発現を解析する。加えて、アストロサイトの初代培養系において、いくつも知られている痛覚伝達物質のうち、どの因子がアストロサイトの活性化を引き起こすかを、免疫細胞化学的ならびに分子生物学的手法を用いて解析し、その活性化因子によるアストロサイト活性化の分子メカニズムの解析を分子生物学的手法により解析する。また、アストロサイトと神経細胞の共培養系の実験の立ち上げを行い、アストロサイトから神経細胞へ供給される因子が、どのような分子機構により神経細胞機能を亢進するかの機能解析を行い、本研究申請の内容をより発展させる。当初の予定通り、神経障害による痛覚過敏の発現に対する乳酸の関与を行動学的ならびに免疫組織学的な手法を用いて解析をすることができた。
超対称素粒子模型を用いた宇宙暗黒物質問題の解明

今年度私は、超対称模型において宇宙暗黒物質が崩壊する可能性に着目し、その場合に発生すると期待される宇宙線の研究を行った。近年宇宙線観測は、世界的に活発に行われている。とりわけ一昨年秋、PAMELA観測衛星は高い精度で宇宙線陽電子のフラックスを公表した。この結果によれば、10GeVから100GeVの高エネルギー領域において、標準的な宇宙物理学によって理解する事が難しい異常なフラックスが存在する事が確認された。私はこの異常フラックスに着目し、暗黒物質崩壊を起源とする宇宙線がこの異常フラックスを説明できると考えた。この可能性を詳細に研究するため、標準模型を越える素粒子模型として有力な候補の一つである超対称模型おいて、最も軽い超対称粒子(LSP)が崩壊するシナリオについての数値シミュレーションを行った。ここでは、一般的に考えられる3つのLSPに着目しそれぞれについての解析を行った。さらにこの解析では、標準的な宇宙物理学で期待される宇宙線フラックスについても銀河モデル数値シミュレーションパッケージを用いて包括的な計算を行った。その結果、崩壊する暗黒物質シナリオは宇宙線陽電子の異常フラックスは説明できることがわかった。さらにその後に公開されたFermi観測衛星による最新の電子/陽電子観測とも無矛盾であることも示した。また崩壊する暗黒物質からは一般に高エネルギーのガンマ線や反陽子も作られる。私はこれらの粒子についてもシミュレーションを行い、その結果最新の観測データと矛盾しない事を明らかにした。今年度私は、重力相互作用を念頭に置いた超対称模型(超重力模型)において、主に超対称粒子の存在がもたらす宇宙論への影響を共同研究者と共に研究した。超重力模型は、重力相互作用を媒介するグラビトンの超対称パートナー粒子であるグラビティーノを含み、このグラビティーノは宇宙暗黒物質の候補になりうるなど、現在素粒子標準模型が抱える様々な問題を解決することが期待されている。しかしグラビティーノが存在した場合、宇宙初期の歴史を大きく変える可能性があることが指摘されている。中でも、現在観測されている元素存在比率を非常によく説明することができるビッグバン元素合成シナリオに与える影響は大きいと考えられている。これまでの研究により、超重力模型におけるグラビティーノの存在は非常に強く制限されており、特にグラビティーノが宇宙暗黒物質を説明するようなシナリオを考えた場合、最も一般的な場合と考えられている超対称粒子質量スペクトラムシナリオにおいて、グラビティーノの質量の上限は約0.1GeVと結論付けられていた。しかし、近年我々が提唱した右巻きニュートリノを含む超対称模型の枠内においてこの結論を再検討し、詳しい解析を行ったところ、グラビティーノの質量の上限は最大で数百GeV程度まで上がることがわかった。さらに我々は宇宙構造形成から受ける制限についても詳しい解析を行った。我々は、右巻きスニュートリノを含む超対称模型の枠組みの中でグラビティーノが温かい暗黒物質となるシナリオを考え、解析の結果、広いパラメータ領域においてそのシナリオが実現可能であることを見つけた。これらの研究成果は、グラビティーノが暗黒物質となるシナリオに対して従来までに考えられていなかった新たな可能性を与え、標準模型を越えた素粒子模型における有力なシナリオの一つとして、今後の発展・検証が大いに期待されるものと考えている。今年度私は、宇宙暗黒物質起源と考えられている高エネルギー宇宙線の理論的研究を共同研究者とともに行った。これまでの高エネルギー宇宙線観測によれば、宇宙線陽電子やカンマ線の中に現在の宇宙物理学では説明のできない未知のシグナルが存在することが明らかになっている。我々はこの未知のシグナルが宇宙暗黒物質の崩壊、または対消滅によって発生したものであると考え、超対称素粒子模型の枠組みの中で宇宙暗黒物質の有力な候補とされているいくつかの超対称粒子について、期待される高エネルギー宇宙線の定量的な計算を行った。超対称粒子の対消滅によって宇宙線が発生するシナリオはこれまでに多くなされてきたが、超対称粒子の崩壊によって発生するシナリオはこれまでほとんど解析が行われていなかった。中でも長寿命不安定グラビティーノが暗黒物質となる場合について、今回我々が初めてその正確な計算を行った。さらに今年度、高エネルギー宇宙線の新しい観測データが公表され、この未知のシグナルの存在を確実なものと結論付けた。これを踏まえ我々は、高エネルギー宇宙線の数値シミュレーションにおける銀河模型パラメータの依存性の解析を行い、銀河模型の違いによる理論計算の不定性を定量的に評価した。こうした解析は観測データと理論計算の定量的な比較の際に不可欠なものである。さらに長寿命不安定グラビティーノが暗黒物質となるシナリオについて、銀河中心から発生が期待されるシンクロトロン放射の定量的な計算を行い、現在の観測と矛盾しないことを明らかにした。さらにこのシナリオでは、グラビティーノの次に軽い超対称粒子(NLSP)がLarge Hadron Collider(LHC)において非常に特徴的なシグナルとして観測される可能性があり、LHCにおけるNLSPの寿命の計測法やそれをもとにした長寿命不安定グラビティーノの性質の解明を研究した。

この可能性を詳細に研究するため、標準模型を越える素粒子模型として有力な候補の一つである超対称模型おいて、最も軽い超対称粒子(LSP)が崩壊するシナリオについての数値シミュレーションを行った。ここでは、一般的に考えられる3つのLSPに着目しそれぞれについての解析を行った。さらにこの解析では、標準的な宇宙物理学で期待される宇宙線フラックスについても銀河モデル数値シミュレーションパッケージを用いて包括的な計算を行った。その結果、崩壊する暗黒物質シナリオは宇宙線陽電子の異常フラックスは説明できることがわかった。さらにその後に公開されたFermi観測衛星による最新の電子/陽電子観測とも無矛盾であることも示した。また崩壊する暗黒物質からは一般に高エネルギーのガンマ線や反陽子も作られる。私はこれらの粒子についてもシミュレーションを行い、その結果最新の観測データと矛盾しない事を明らかにした。
パッチを単位とする海洋動植物プランクトンの相互関係の研究

本研究を行なうに当っての基本的な視点は次のようであった。海洋における動植物プランクトンの相互関係が、両者の個体レベルでの一率平等な関係であるよりは、群レベルのパッチ間での接触関係で成立しているであろう、海洋に存在している動植物のパッチはその相互関係の場であると同時にその結果を反映したものであろうから、本研究では、先ず自然海洋における動植物プランクトンのパッチ状分布の実態を明らかにし、同時に個体群密度が変化する間における両者間の相互関係の短時間内の変動を明らかにすることを目標とした。その結果(1)本研究期間以前に入手されていた一部標本も含め、LHPRとSFTDの曳航採集標本と記録ならびにポンプによる微細スケール採集標本を新たに入手し、動植物プランクトンのパッチ状分布とその短期間変化の実態を、数多い例について明らかにしたこと、(2)エルゾンパーチクルカウンターを用いて植食性かいあし類の摂食活動の日周リズムを明らかにし、かいあし類が日周鉛直移動によって表層植物プランクトン濃密群との接触と別離とを繰返すことの適応的な意味を推定したこと、(3)数多くの試水を検鏡することにより微小な繊毛虫プランクトンの分布と植物プランクトンの分布の対応を解析し、游泳力の微弱な繊毛虫であっても、植物に対する依存度に応じて集中分布の中心(パッチ)を異にすることを示し得たこと等々の成果が得られた。これらの具体的な内容は別添報告書に印刷してあり、すでに学会誌等に公表した研究成果とあわせて、関係の研究者間に広く配布する予定である。尚上記(3)の研究では、混合栄養という奇妙な生態の繊毛虫の存在が普遍的であることが明らかになった。今後発展させたい研究対象である。初年度の計画に基づいてエルゾーンパーティクルカウンタ(米國パーチクルデーター社)一式とパーソナルコンピューターPC9801F2を購入し、両者を連結して使用できるように整備した。コンピュタァにソフトを入れて、内蔵データーの処理計算等に格段の便宜をうることができた。培養藻をサンプルとして粒子サイズスペクトルを取り本器の実用性を確認すると共に、その使用に習熟すべく力めた。動物の区分採集器(LHPR)とクロロフィルの連続曵行探査器(SFTD)をそれぞれ整備して使用に耐へるよう各部の調整を行った。SFTDは9月17日より3日間、大阪湾の長軸と東西軸に沿って試行的に曵行した。その結果クロロフィルの顕著なパッチを多数発見することができ外に、散乱光シグナルにもパッチ状分布が頻出することが判明し、恐らく摂食者群によるものと考えられた。両者のパッチの相互関係が略々相補的であったことも確認されているので、研究の見透しは一段と明るくなった。1.三陸沖暖水塊縁辺に動植物プランクトンの特異的な集群が確認された。集群は動物と植物とで明確に分離されて出現するが、何れも前線帯の暖水側に片寄ってパッチを形成し、その中は1-3km程度である。動物群は植物群の両側に種毎に棲分けて数ヶの單種群として並列的に出現し、暖水側より列記して、Corycaeus spp,calyptopis euphausiids,cladocerans,〔植物パッチ〕,Acartia longiremis,Pseudocalanus minutusの順に列んでいた。各群はその縁辺では相互に重なっているが、ピークは空間的に分離していた。植物群は3km程の單一群として出現し、主としてRhizosolenia hebetata f.hiemalis,R.hebetata f.scmiskinaなどの親潮固有種で占められていた。

前線帯におけるプランクトン群集の生態はこのような微少スケールの棲分けの上に成り立つものと考えられる。このことは又暖水塊縁辺にstreamerとして細く侵入する親潮水が、プランクトン相の上からも確認されたこととなる。2.植物プランクトンのパッチに遭遇した橈脚類の摂食生態は、旧来の機能的応答のカィナティクスから予想される連続的摂食とは著しく異なることが、短時間(3hrs.)の培養実験を行ふことによって明らかになりつゝある。空腹状態の動物が餌に接触すると、機能的応答として予測されるより遙かに高い速度で摂食を開始するが、短時間の後には摂食を停止して、摂食に要するエネルギーの節約を計るもののようである。摂食肢を振動させて餌を集めるには、これらの微細動物は大量のエネルギー消費を伴なうから、以上のような行動様式は合理的な適応と考えられる。3.トラップ垂下実験結果を整理し、中深層動物プランクトンの餌料として表層より沈降する糞粒が重要であることを認めた。糞粒は急速に再利用され、生態的反芻とも称すべき現象が、海洋動植物プランクトン群の相互関係の中に組込まれているものと考えられる。今年度夏季に東大海洋研〓青丸に便乗して三陸沖暖水塊縁辺部にセジメントトラップをモアリングの,一ヶ月後に東大海洋研白鳳丸によって成功裏に揚収することができた.一ヶ月間に12ヶのトラップサンプルを同一地点500mの深度において得ることができた.目下試料の分析が進行中であるが,暖水塊縁辺部の表層における高い基礎生産が動物の摂食活動を介して下方深層に輸送される状況が把握されるものと期待される.昨年度同じく白鳳丸上でベーリング海で行った沖合性大型橈脚類の摂食の日周期性の研究が今年度一応完結した.これと併行して女川湾の沿岸性槿をついて対象とした同様の研究も完了したので両者を併せて橈脚類の摂食のリズムについて総括的な考察が行ないうるようになった.それによれば橈脚類は昼間絶食して夜間は連続的に摂食するという旧来の考え方は正確なものとは言いえない.橈脚類は夜間においてもしばしば絶食して自ら空腹状態をつくりだし数時間後に再び活発な摂食を開始する.したがって摂食のリズムは必ずしも昼夜のリズムに合致するものではなく夜明けから午前にかけて活発な摂食が行なはれることもある.この力動的なリズムは大型の沖合種においては特に顕著でこれらの動物は日没と共に摂食を開始するが2時間後には摂食を停止又は抑制して3ー4時間後には殆ど空胃に近い状態となり夜間後期又は日出時に再び活発な摂食をする.注目すべきことは絶食後の摂食量は異常に高くなるからこのようなリズムを活用することによって動物の日間摂食量はむしろ増大することである.このような摂食のリズムは他に報告がないので我々はこのような生態の適応的意味について考察を進めている.今年度は本研究計画の最終年度に当たるので、過去三年度間に入手した資料のとりまとめに重点をおいた。その外に、近年発見されたばかりで研究者間で話題になっている混合栄養繊毛虫プランクトンについて,その分布の特性を我国で始めて研究した。前述のとりまとめの結果は別添報告書(冊子)に詳しく示してあるので、以下には新たな研究成果の概要を示す。女川湾口から湾奥にかけての縦断線上の測点において7月(9点)、10月(4点)、12月(4点)に有光層内4ー6層から試水を採集した。試水中の繊毛虫プランクトンはUtermohl法により検鏡し、種の同定と個体数計数を行なった。