hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
メチローム解析による試験管内始原生殖細胞誘導過程における遺伝子発現制御機構の解明

本研究は胚性幹細胞からエピブラスト様細胞を経て誘導された始原生殖細胞様細胞をモデルとして生殖細胞形成過程におけるDNAメチル化制御機構と遺伝子発現とメチル化の関係性を明らかにすることを目的としている。本年度は昨年度までに取得したデータの詳細な解析を行い、胚性幹細胞と始原生殖細胞様細胞におけるDNAメチル化による遺伝子発現制御は大きく異なることを発見した。胚性幹細胞では多能性の維持に関わる遺伝子を含む遺伝子周辺は低いDNAメチル化状態であり、転写活性化と関わるのに対して、始原生殖細胞様細胞ではポリコームのターゲット遺伝子である発生関連遺伝子周囲のDNAが低いメチル化状態となるもののH3K27me3によりその抑制状態を保つことがわかった。また、胚性幹細胞と始原生殖細胞様細胞における低いDNAのメチル化状態の確立と維持にはPrdm14という因子が必須であることを突き止めた。更に、メスの胚性幹細胞、エピブラスト様細胞、始原生殖細胞様細胞のDNAメチル化レベルはオスと比べて低いこと、またメスの胚性幹細胞とエピブラスト様細胞では特定のがん細胞に特徴的なラミナ会合ドメインにおけるメチル化の低下が見られた。28年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、マウス始原生殖細胞(primordial germ cell: PGC)分化過程におけるDNAメチル化制御機構とその役割解明を目指して、胚性幹細胞(embryonic stem cell: ESC)からエピブラスト様細胞(epiblast-like cell: EpiLC)を経て誘導される始原生殖細胞様細胞(PGC-like cell: PGCLC)誘導系をモデルとして、網羅的なDNAメチル化解析と遺伝子発現解析の統合的解析を行う。本年度までに次世代シークエンサーを用いたwhole-genome bisulfite sequencingによりESC, EpiLC, PGCLCのDNAメチル化情報を一塩基レベルの解像度で取得し、RNA-sequencingにより遺伝子発現情報を得た。既存のツールと独自のスクリプトを組み合わせた情報解析の結果、ゲノム全体のメチル化レベルはEpiLCへの分化過程で上昇し、PGCLCへの分化過程でEpiLCパターンを維持したまま徐々に低下することが分かった。一方、反復配列やインプリント遺伝子制御領域のメチル化はゲノム全体と比べ、非常に緩やかに低下していた。次に、遺伝子発現制御に重要なプロモーターのメチル化と遺伝子発現の解析により、PGCLCにおいてメチル化低下に伴い発現上昇する遺伝子を同定した。また、生殖巣に到達した後の生殖細胞で発現するトランスポゾン抑制や減数分裂に関わる遺伝子の一部は脱メチル化に抵抗性を示すという知見を得た。本研究は胚性幹細胞から誘導された始原生殖細胞様細胞をモデルとし、始原生殖細胞形成過程のDNAメチル化制御とその遺伝子発現への影響を明らかにすることを目的としている。本年度は、昨年度にデータ取得の終了した胚性幹細胞、エピブラスト様細胞、始原生殖細胞様細胞の全ゲノムDNAメチル化データと全転写物データを統合して解析した。胚性幹細胞では多能性維持に関わる遺伝子周囲のDNAは低メチル化し、遺伝子発現の活性化と関わっているのに対して、始原生殖細胞様細胞では体細胞で発現する体節形成遺伝子周囲を低メチル化するが、他の抑制性修飾の一つH3K27me3を導入することでその発現抑制を保つことが分かった。つまり、胚性幹細胞では活性化される遺伝子周囲のDNAメチル化を除いて遺伝子活性化複合体を呼び込む足場を作るのに対して、始原生殖細胞様細胞は抑制される遺伝子周囲のDNAメチル化を除いて遺伝子抑制複合体を呼び込む足場を作ることが示唆された。3年目に予定していたDNAメチル化と遺伝子発現の統合的な解析まで終了したため。当初は2年目に達成できると考えていたRNA-sequencing解析及びDNAメチル化により制御される遺伝子の同定まで終了したため。始原生殖細胞様細胞では体細胞で発現する体節形成遺伝子周囲を低メチル化し、ポリコーム複合体をリクルートすることで抑制状態を保つことが分かった。これら遺伝子の積極的なDNA脱メチル化に関わる因子を明らかにしたい。雌雄のDNAメチル化と遺伝子発現の詳細な比較を行う。また、ESCにおいてDNAメチル化を制御し始原生殖細胞分化にも必須なPrdm14に着目し、Prdm14遺伝子欠損によるメチル化と遺伝子発現への影響を始原生殖細胞誘導系で調べ、上記で同定したメチル化により制御される遺伝子との関係性を明らかにする。
中国における藻場の分布・生態とその流れ藻への寄与

本研究の目的は,中国の研究者と共同の現場調査を行い,中国沿岸のホンダワラ科植物の藻場であるガラモ場の実態を明らかにし,東シナ海における流れ藻との差異,日本周辺流れ藻やガラモ場との比較を通じて,東シナ海の流れ藻の起源が中国の藻場であるのかを検討することであった.浙江省最南部の温州市洞頭県,最北部の乗泗県,その中間の舟山市で現地調査を行った.温州市および舟山市にもガラモ場が分布することがわかったが,2000年4月に東シナ海東部で大量に発見されたアカモクは確認できなかった.しかし,乗泗県拘杞島では潜水調査でアカモクを確認した.平成16年のホンダワラ類の繁茂季である5月に再び坪刈調査による定量採集,付着動物採集,魚類採集を行った.坪刈した大形藻類中に占めるアカモクの割合は93.9%(湿重)で,舟山列島が東シナ海の流れ藻の供給源として重要であることが明らかになった.平成16年3月には研究船白鳳丸航海において東シナ海での流れ藻の分布採集調査を実施し,ほぼすべてアカモクの流れ藻が黒潮と大陸棚水の間にあるフロントに分布することを確認した.平成17年の3月6月にかけて中国浙江省のガラモ場から衛星で位置を追跡できる漂流ブイ10個を順次放流した.それらのブイの中,1個は約2ヶ月後に九州南岸を移動して豊後水道南部九州沿岸に漂着し,もう1個も約2ヶ月間東シナ海東部海域で漂流後,韓国済州島の南部に達した.本研究により中国沿岸のガラモ場から流れ藻となったホンダワラ類のアカモクが,東シナ海流れ藻に寄与するばかりでなく,太平洋側および日本海側の両方の海域に移動して日本沿岸の流れ藻となる可能性まで示された.今後,本研究により採集された動物相の解析,アカモクの遺伝的解析を通じて,中国沿岸の藻場と東シナ海および日本沿岸の流れ藻や藻場とのつながりについて検討する.本研究の目的は,中国の研究者と共同の現場調査を行い,中国沿岸のホンダワラ科植物の藻場であるガラモ場の実態を明らかにし,東シナ海における流れ藻との差異,日本周辺流れ藻やガラモ場との比較を通じて,東シナ海の流れ藻の起源が中国の藻場であるのかを検討することであった.浙江省最南部の温州市洞頭県,最北部の乗泗県,その中間の舟山市で現地調査を行った.温州市および舟山市にもガラモ場が分布することがわかったが,2000年4月に東シナ海東部で大量に発見されたアカモクは確認できなかった.しかし,乗泗県拘杞島では潜水調査でアカモクを確認した.平成16年のホンダワラ類の繁茂季である5月に再び坪刈調査による定量採集,付着動物採集,魚類採集を行った.坪刈した大形藻類中に占めるアカモクの割合は93.9%(湿重)で,舟山列島が東シナ海の流れ藻の供給源として重要であることが明らかになった.平成16年3月には研究船白鳳丸航海において東シナ海での流れ藻の分布採集調査を実施し,ほぼすべてアカモクの流れ藻が黒潮と大陸棚水の間にあるフロントに分布することを確認した.平成17年の3月6月にかけて中国浙江省のガラモ場から衛星で位置を追跡できる漂流ブイ10個を順次放流した.それらのブイの中,1個は約2ヶ月後に九州南岸を移動して豊後水道南部九州沿岸に漂着し,もう1個も約2ヶ月間東シナ海東部海域で漂流後,韓国済州島の南部に達した.本研究により中国沿岸のガラモ場から流れ藻となったホンダワラ類のアカモクが,東シナ海流れ藻に寄与するばかりでなく,太平洋側および日本海側の両方の海域に移動して日本沿岸の流れ藻となる可能性まで示された.今後,本研究により採集された動物相の解析,アカモクの遺伝的解析を通じて,中国沿岸の藻場と東シナ海および日本沿岸の流れ藻や藻場とのつながりについて検討する.本年度は,平成11年4月から9月までSARSによる訪中延期の勧告が外務省から出されたため現地調査を11月にすることにし,また,研究初年度にあたることから最もガラモ場が分布する可能性の高い浙江省を中心に広域調査を行った.平成16年11月10日に浙江省温州市(浙江省最南部)に赴いた.11日に温州市沖合にある洞頭県水産試験場を訪問し、同県水産試験場関係者と藻場分布に関する情報交換を行うとともに,洞頭島海藻場調査を行い,ガラモ場が分布することを確認した.12日に舟山市を経由し,13日に浙江省最北部の乗泗島に赴き,同県水産課関係者と藻場分布に関する情報交換を行った.翌日,'浙江省の東端に位置し,東シナ海沖合にある同県枸杷島に移動し,潜水調査によりアカモクを採集した.14日に舟山市に移動し,15日浙江省水産研究所での情報交換と今後の研究協力体制について中国側研究者と議論した.16日に上海市に移動し,上海水産大学の研究者と情報交換を行ったのち,17日に帰国した.

アカモクが枸杷島周辺で大量に分布していることを確認できたことは最大の成果であり,平成16年度「中国産と東シナ海流れ藻のアカモクの形態・遺伝子配列の比較」という題で,本年3月末に札幌で開催された平成16年度日本藻類学会において発表した.また,平成15年度12月2日から3日東京大学海洋研究所において「流れ藻の分布と生態」と題したシンポジウムを開催し,今までの研究のレビューを行った.また,このシンポジウムに中国側研究者2名を招待し,関連した研究について発表してもらうと同時に平成16年度の調査計画について科研参加者全員で議論した.平成16年3月4日から19日の東京大学海洋研究所研究船白鳳丸航海(KH04-01)において東シナ海での流れ藻の分布調査を実施し,3月中旬にアカモクを主体とした流れ藻が黒潮と大陸棚水の間にあるフロントに分布することを採集により確認した.現在これらサンプルの分子学的解析の準備を行っている.本年度は,ホンダワラ類の繁茂期にあたる春季の平成16年5月16日28日にかけて中国浙江省において現場調査を行った.日本側調査団は小松輝久,鰺坂哲朗,立川賢一と神戸大学内海域環境教育研究センターでミトコンドリアDNAの遺伝子解析によりアカモク種内における近縁関係について研究している上井進也博士を研究協力者の4名であった.中国側受け入れ対応機関は,浙江省海洋水産研究所の高級工程師王偉定氏および上海水産大学教授章守宇博士であった.5月17日浙江省海洋水産研究所を訪問し,現場調査の打ち合わせを行うとともに調査準備の後,5月18日に舟山から船で乗泗島へ渡り,現地で上海水産大学の章教授と研究打ち合わせを行った.昨年度の調査でアカモクの分布が確認された枸杞島は,平成16年1月から外国人の立ち入りが禁止となっていることが判明したため,浙江省海洋水産研究所と上海水産大学の中国側研究協力者に現場調査を依頼した.乗泗島周辺におけるホンダワラ類の分布調査を目視で行った後,舟山に5月21日に戻った.5月22日から舟山周辺における目視調査を行った.5月25日に枸杞島から戻った浙江省海洋水産研究所王偉定氏からサンプルおよび調査結果を得た.その結果,坪刈した大形藻類中に占めるアカモク湿重量の割合は93.9%で,ワカメ5.5%,ウミトラノオ0.6%であり,舟山列島が東シナ海の流れ藻の供給源として重要であることが明らかになった.5月26日に上海に移動し,上海水産大学章教授の紹介で上海博物館に収蔵されている,海藻標本を調べ,中国におけるアカモク分布についての情報を収集した.さたに,平成17年2月28日から3月6日まで浙江省海洋水産研究所を訪問し,来年度の調査打ち合わせを行うとともに,舟山周辺からの流れ藻の移動を調査するための浮標を組み立てた.浮標の放流については,浙江省海洋水産研究所王偉定氏に依頼した.本年度は,ホンダワラ類の繁茂期にあたる春季の平成17年4月6月にかけて中国浙江省のガラモ場から流れ藻にみたてた衛星で位置を追跡できる漂流ブイ10個を順次放流し,それらの移動を追跡した.それらのブイの中,1個は約2ヶ月後に九州南岸を移動して豊後水道南部にある九州沿岸に漂着した.また,もう1個も約2ヶ月間東シナ海東部海域で漂流後,韓国済州島の漁業者に拾われた.これらの結果は,中国沿岸のガラモ場から流れ藻となったホンダワラ類が,太平洋側および日本海側の両方の海域に移動することが可能であることを示した.平成17年6月22日から立川賢一は,DNA遺伝子解析によりアカモク種内における近縁関係について研究している神戸大学内海域環境教育研究センター上井進也博士を研究協力者として伴い,2名で山東省青島にある中国海洋研究所を訪問し,山東省周辺海域を含む中国におけるガラモ場分布に関する情報収集を行った.さらに,収蔵されているホンダワラ類標本を調べた.また,山東省の海岸で現地調査を行い,漂着したアカモクを採集することができた.この標本んついてDNA解析を行った.平成17年8月末から9月にかけて,小松輝久は,上海水産大学教授章守宇博士と面会し,中国ガラモ場における魚類相に関する研究について意見交換を行った.次に,浙江省海洋水産研究所高級工程師王偉定氏を訪問し,漂流ブイの結果について議論した.
暗黒物質間接検出法による最新の検出結果の提示及びその厳密化

本研究は、素粒子論における重要な未解決問題である暗黒物質の正体を明らかにすべく、有望な暗黒物質候補であるWIMPに対し強い制限を与えると期待されている間接検出法に着目し、間接検出法の精度を担保する上で重要になる矮小銀河の暗黒物質分布の精密な推定を行うことを目的とするものである。本年度は、近い将来に予定されている天文観測に備え、暗黒物質の間接検出を行う上での有力候補であるりゅう座矮小銀河(Draco dSph)に対して、暗黒物質分布パラメータの推定を行った。推定に当たっては報告者らが先行研究により提唱した、矮小銀河に属さない星である前景星の混入を考慮した恒星分布モデルに基づき、球対称近似の元で暗黒物質分布の推定を行った。推定に当たっては、複雑なモデルに対しても対応可能なマルコフ連鎖モンテカルロ法を用いた事後確率分布推定法を採用することで、暗黒物質分布の事後確率分布を得ることができた。従来までの推定手法は期待値最大化法により矮小銀河星・前景星の弁別を行うことで前景星の除去された星データを得ようとするものであったが、矮小銀河星の速度分布に対し単純化されたモデルを用いることに伴う系統誤差や、前景星分布が矮小銀河星の分布と大きく重なっているとき混入が十分に除去できない可能性があった。本研究では矮小銀河星分布と前景星分布との混合分布モデルを仮定することで、従来の手法に暗に含まれていた系統誤差の影響を正しく加味した上での推定値を得ることができる。このため、間接検出の際に誤った暗黒物質分布を採用することにより種々の暗黒物質模型に対し過剰な制限をかけてしまう可能性を排除できる。研究当初は今年度対象としたりゅう座矮小銀河のデータの収集や前処理を行っていたが、解析中にデータの持つ観測バイアスが暗黒物質分布パラメータの推定に寄与することが判明した。報告者らの提唱した混合モデルによる矮小銀河暗黒物質分布の推定法はすばる望遠鏡に搭載予定のPFSによる包括的なデータ収集を前提としており、現状までで観測された少ないデータを用いたときに発生する観測バイアスの影響を考慮したものではなかった。しかし、混合分布モデルを十分に検討することにより、軽微な修正を行うことでこの問題に対処できることが明らかにすることができた。また副次的な結果として、測光データから得られる恒星密度比の情報が分光データの解析に応用可能であることが明らかとなった。結果として、当初予定していたりゅう座矮小銀河のデータを問題なく処理することが可能となり、本研究は順調に進展していると言える。りゅう座矮小銀河以外の有望な観測対象である種々の矮小銀河に対しても同様に暗黒物質分布の推定を行い、観測されている矮小銀河の暗黒物質分布の包括的なリストを作成する。その過程において、まずは間接検出を行う上で比較的重要と思われている他の矮小銀河に対して先に推定を行い、結果を論文にまとめ発表する。また、現在までの推定はあくまで球対称近似に基づいたものであるが、実際にはdSphはその名の示す通り楕円型をしていることがわかっている。このため、現在までの研究で得られた結果をベンチマークとして、更に軸対称モデルに基づいた場合の分布モデルに基づき、従来のものよりも更に信頼度の高い推定結果を提供する。

また副次的な結果として、測光データから得られる恒星密度比の情報が分光データの解析に応用可能であることが明らかとなった。結果として、当初予定していたりゅう座矮小銀河のデータを問題なく処理することが可能となり、本研究は順調に進展していると言える。りゅう座矮小銀河以外の有望な観測対象である種々の矮小銀河に対しても同様に暗黒物質分布の推定を行い、観測されている矮小銀河の暗黒物質分布の包括的なリストを作成する。その過程において、まずは間接検出を行う上で比較的重要と思われている他の矮小銀河に対して先に推定を行い、結果を論文にまとめ発表する。また、現在までの推定はあくまで球対称近似に基づいたものであるが、実際にはdSphはその名の示す通り楕円型をしていることがわかっている。このため、現在までの研究で得られた結果をベンチマークとして、更に軸対称モデルに基づいた場合の分布モデルに基づき、従来のものよりも更に信頼度の高い推定結果を提供する。
都市居住環境に及ぼす緑地の温熱効果に関する研究

◇緑地温熱環境の物理的特性:大小さまざまな草地およびその比較対象としてアスファルト・コンクリート・砂地等において,熱環境の実測を行った。地表面近傍(200cm以下)の気温垂直分布を比較したところ、日中はいずれの地表面被覆材料においても上方逓減型になった。これは上方への熱流すなわち気温上昇への寄与を示しているが、草地の表面温度は他の被覆材料よりも低い。夜間はアスファルト舗装面等では日中と同様に上方逓減型になるが、草地では下方逓減型になり気温冷却源として作用する。2つの13,000m^2前後の大規模草地における気温水平分布も測定した。草地中央で低く、周辺部で高くなる傾向が見られたが、この傾向は夜間の方が著しくなり、最大温度差は1°Cを越える。現在アスファルト駐車場が都市内に広く分布していることを考えると、以上のごとき草地の気温上昇抑制効果を利用して、駐車場の路面緑化あるいは地下埋設化による地表の緑地化を図ることは都市高温化を緩和する有力な環境設計手法として推奨される。◇緑地温熱環境の温熱感覚による評価:樹蔭裸地と日向アスファルト鋪装面において被験者実験を行った。両空間において気温と相対湿度には差異はほとんど見られないが、全天日射量はもちろんグローブ温度・地表面温度の放射が関与する物理量には大きな違いが見られた。温冷感は全身快適感と相関が高く、暑くなるほど不快が強くなる。温冷感と相関が高い温熱指標はグローブ温度Tg・熱帯夏季蒸暑指数TSI・標準有効温度SET^*であるが、特に日向ではTgとTSIは同程度に良い相関を示す。このことからグローブ温度は簡易に測定できることもあって屋外環境を評価する温熱指標として有用であるといえる。【研究目的】屋外環境においては、日射量・放射量・風速などの違いから日向と樹陰の熱環境は異なり、そのため人間の温熱感覚に与える影響も異なる。そこで、樹陰・日向に形成される温熱環境の1日の変化、天候による相違、季節による変化を把握するために記憶・グローブ温度の連続測定を行う一方、人間の熱的快適性に及ぼす夏季の樹陰の効果を明らかにするために被験者実験を行い、各空間の熱環境と人体の生理的・心理的反応について検討を行った。【方法】長期観測樹陰・日向それぞれにおいて、自動収録装置を設置し10分間隔で気温・グローブ温度の長期連続観測を行っている。被験者実験実験は本学のキャンパス内で1996年8、9月に行った。屋外空間は樹陰と日向を選定し、屋内の安静室は定常状態を保つために気温27°C、湿度60%となるように空調で調整した。被験者は健康な男子大学生(着衣0.40.45clo)を用い、樹陰と日向にそれぞれ20分間滞在し、生理的反応として皮膚温・体温・心拍数を、心理的反応として温冷感・快適感・気流感等の種々の温熱感覚を採取した。環境要素として、気温・風速・グローブ・湿度・地表面温度を測定した。【結果】1.晴天日の日中においては、日向のグローブ温度・地表面温度は樹陰よりも1020°C程度高い。また、風速の変動は日向の方が大きい。2.日向においては、皮膚温は前腕が直接日光の影響を、下腿後面はアスファルト面からの放射の影響を受けて上昇している。3.放射を加味した指標であるグローブ温度及び作用温度と快適感との相関が高い。特にグローブ温度は直接計測が可能であることから屋外の熱環境の評価においては有用な指標である。1.緑地の温熱環境における物理的特性

(1)地表面近傍の微気象特性:福岡市及び那覇市において、地表面構成材料の異なるいくつかの地表面を選び、地表面から12mの極接地底層の気温垂直分布及び鉛直方向の顕熱流束を夏季、秋季及び冬季に測定した。樹木がなく上方が開放した空間の場合は、アスファルトあるいは陶器タイルの人工的被覆材料においては、昼間は日射の影響により地表面温度の増加が著しく、このため地表5cm以下の気温も大きく上昇する。夜間は地表面温度をはじめとして全体的に低下するが、下方が高い温度分布は保持されたまま翌朝に至る。これに対して、草地においては、昼間はタイル面等と同様に下方空気の温度は上昇するが、夜間は20cm以下の空気温度が50cm以上よりも低温となる。樹蔭(裸地)においては、一日を通じて気温分布は小さい。夜間における熱流実測の結果、タイル面では地表面から上空へ上向きに流れ、草地面では反対に下向きに流れていることがわかり、気温分布に基づいた熱流に関する推論が裏付けられた。(2)熱環境特性に関する測定:直径7.5cmと15cmの2種類のグローブを用いて放射温度測定値に及ぼす球径の影響を検討した。那覇市の2つの小学校校庭において温熱環境実測を行い、日射遮蔽(樹蔭及び建物蔭)による温熱環境への影響を調べた。2.緑地環境の人体温熱感覚に及ぼす影響樹蔭に形成される温熱環境における人間の温熱感覚を調べるために、日向アスファルトと樹蔭裸地の2つの曝露空間において、被験者による温熱感覚申告実験を行った。樹蔭は日向に比べて、グローブ温度が平均約60°C低いが、気温も約1.0°C低くなっており、快適側の申告が多く得られている。グローブ温度Tg・作用温度OT・熱帯夏季暑熱指数TSI・標準有効温度SET*など放射を考慮した温熱指標は、快適感と比較的高い相関を示した。1.地表面被覆材料が熱環境に及ぼす影響a)地表面近傍の気温垂直分布大規模の草地A(13,700m^2,草丈40cm)およびアスファルト駐車場(4,800m^2)において行った地上200cmにおける気温の2昼夜連続測定によると、アスファルト面では日中の表面温度の上昇が著しく、夜間も比較的高温が保たれているため気温垂直分布は上方逓減型であるが、草地では夜間の表面温度の低下により下方逓減型となる。草地B(12,730m^2,草丈2.5cm)および砂地(7,400m^2)において行った1昼夜連続測定によると、日中の分布は砂地の方が若干地表面が高くなるものの大きな相違は見られないが、夜間は草地では草地Aと同様な分布となるのに対して、砂地では等温分布となった。建物屋上において40cm×40cm×厚さ3cmの3種類の被覆材料を用いて上方100cmの気温垂直分布を測定比較した。自然被覆材料の土および砕石に比べて、人工被覆材料のコンクリートの垂直分布は異なる傾向が見られた。夜間は自然被覆材料では下方の温度が低下するのに対してコンクリートでは低下が小さく高温が保たれる。昼間はコンクリートの下方の温度上昇が著しい。b)草地における気温水平分布上記の草地Aの実測では高さ100cmにおいて気温の南北方向および東西方向の水平分布も測定した。この結果おおむね草地中央部が低く草地周縁部が高くなる温度分布が得られたが、その温度差は夜間よりも日中に大きくなる傾向がある。
中国思想史に於ける 「心」 概念の成立とその展開

1.各班毎に前年度に引続いて調査研究をすすめた。全体としては主に、前年度は儒学系の心概念を通観することになったが、今年度は道教系についての検討が中心となった。2.第3回の全体会議では、前年度第2回に引続いて、個別発表を通じ討論お行った。特に「道教文献における心の問題」(担当神塚)と題し、心学をキーワードとして道教思想史の流れを念頭に置きつつ探査した。資料は「太平経」と「真誥」を取上げた。その要点は、「太平経」では、天心の語が多量に見え、その内容の検討。また身体の中枢としての心、心臓の重視があるが、これは道教的な展開であること。「真誥」については、より思索的になっており、これは従来の道教、例えば「抱朴子」の物質依存の仙道観とは異なり、哲学的に深まりを見せていることなどである。なお、精神活動の主体としての心の外に脳はどう扱われているのか、また、仏教との関係が話題となった。道教の資料については、まとめて発表する。他に「経書観の形成過程の考察」(関口)、「詩経説誥『蔡人之妻』について」(宮本)の発表二件を行った。3.第4回の全体会議では、「中国古代の心と脳の観念及び体内図」(担当坂出)について発表を行った。これは前回の心と脳との関係についての疑問に答えるものとなった。まず医経を資料とし、心(神・心・血脈)と脳との記載について詳細に資料を提出した。次に人体解剖の歴史と人体図の各種について調査結果が披露された。すなわち、道教・医学の資料に基づく主として漢唐の心概念の一端についての調査であった。他に「陽明学の基本的発想-致良知説の形成について-」の発表一件を行った。1.各班ごとに各個に文献を選び資料として検討し,問題点を探っている.次年度も,これを継続する.2.第一回の全体会議で,心概念について共通認識を得るため基調発表と討論を行った.その一端は以下の通りである.哲学概念としての心の問題は,孔子の忠恕,孟子の性善説による"尽心"に始まると見られるが,この後,心の働きについて様々の分析が行われた.未発己発の論や,性と情,また,人心と道心という区分も心の働きを分析した現れである.朱子学の心概念定義としては,陳淳の「北渓字義」が,陽明学では,日本の三重貞亮の「三学名義」が大変よい資料である.朱子学の「心」は,性・情を統括し,性は理,情は気とし,性の完全な実現を理想として,情を消極的に評価するが,陽明学の「心」は,性・情を一体として捉え,その本体を"良知"として積極的に評価する.なお,明学の心概念を考えるには,人心・道心をどう考えているかが,よい指標となると思われる.次年度この点について調査したい. 3.第二回の全体会議で個別の発表を通じて討論を行った.(1)今まで,理の哲学と気の哲学と分類し,哲学史の二つの流れとして見てきたが,本来理と気とは一元化し得るものではないか.その場合,理と気とは理気論の一つの指標となるにすぎないとする見解が提出された.(2)唐代では,韓愈の「原性」李〓の「復性書」張籍の「遺伝第一書」欧陽誉の「自明誠論」皇甫〓の「孟子荀子言性論」を検討した.(3)陽明学の展開については,羅近渓の諸資料についての基礎作業と多少のコメントを発表した.今後,なお深めて結論を出したい.4.先秦・漢代については,五経,「史紀」「国語」の史書,諸子書8種について,「心」の語,並びに関連語彙のカード資料を作成した.これから検討,吟味が必要である.1.各班毎に前年度に引続いて調査研究をすすめた。

3.第4回の全体会議では、「中国古代の心と脳の観念及び体内図」(担当坂出)について発表を行った。これは前回の心と脳との関係についての疑問に答えるものとなった。まず医経を資料とし、心(神・心・血脈)と脳との記載について詳細に資料を提出した。次に人体解剖の歴史と人体図の各種について調査結果が披露された。すなわち、道教・医学の資料に基づく主として漢唐の心概念の一端についての調査であった。他に「陽明学の基本的発想-致良知説の形成について-」の発表一件を行った。
閉塞性睡眠時無呼吸の診断と治療効果を予測するバイオマーカーの探索研究

本研究では、OSA患者で特異的に増加している血漿中microRNA(miRNA)を同定し、OSAのスクリーニングや治療効果判定における有用性を検討することを目的とした。まず候補となるmiRNAの絞り込みの研究を(計画1)とし、その候補miRNAを対象全例で定量しOSAのスクリーニングや重症度の判定における有用性について検討する研究を(計画2)、持続陽圧呼吸(CPAP)療法などの加療による経時変化を検討する研究を(計画3)とした。日中の眠気や睡眠時のいびき・無呼吸、難治性高血圧などの精査目的にて入院した患者に同意を得て、臨床データや血液などの検体を集めた。臨床データの解析により身体機能や認知機能が維持されている高齢者においては、年齢以外の古典的な臨床データでOSAの重症度が予測できないという結果を論文に報告した。また、PSGによる評価で重症OSA患者と非OSA患者の血漿からmiRNAを抽出し、発現量の定量評価を行った。発現量が両群間で1.5倍以上の差を認めたmiRNAは5種であった(計画1)。そのうち過去の基礎研究で低酸素との関連が報告されたmiRNAを用いて対象全例における血漿中miRNAの発現量評価を行いOSA重症度とmiRNA発現に有意な相関関係を認めた(計画2)。一方、CPAP前後でのmiRNA発現量を確認したが、有意な変化を検出する事はできなかった。このような検討により特定の血漿中miRNAはOSA重症度の指標となる可能性はあるが、治療効果の判定は困難であり、現段階では有用なバイオマーカーとは言えない事が明らかになった。この内容をまとめ現在論文作成中である閉塞性睡眠時無呼吸(OSA)の確定診断はポリソムノグラフィー(PSG)検査によって行われるが、侵襲や負担の問題があり、スクリーニング検査が重要である。しかし、現在よく用いられている簡易睡眠モニター検査では感度・特異度が患者の手技と自己申告に影響されるという問題がある。我々は血漿中のマイクロRNA(miRNA)がOSAに特異的なバイオマーカーとして有用ではないかと考え、OSA患者で特異的に増加している血漿中miRNAを同定し、OSAのスクリーニングや治療効果判定における有用性を検討することを本研究の目的としている。まず候補となるmiRNAの絞り込みの研究を(計画1)とし、その候補miRNAを対象全体で定量しOSAのスクリーニングや重症度の判定における有用性を検討する研究を(計画2)、CPAP療法などの加療による経時変化を検討する研究を(計画3)とする。現在、日中の眠気や睡眠時のいびき・無呼吸、難治性高血圧などの精査目的にて入院した患者に同意を得て、臨床データや血液などの検体を集めている。まず、臨床データの解析を行い、身体機能や認知機能が維持されている高齢者においては、年齢以外の古典的な臨床データではOSAの重症度が予測できないという結果を論文に報告した(Geriatr Gerontol Int 2017; 17: 614-621)。次に、性別や年齢などの患者背景をマッチさせた重症OSA群と非OSA群の各4人の候補者の血漿からmiRNAを定量評価し、両群間で2倍以上の発現差を認めたmiRNAを選択して絞り込みを行った(計画1)。現在、血液サンプルにおける候補miRNAの発現量の評価を行っている(計画2)。また、重症のOSA患者を対象にCPAP療法などの治療を行っており、今後経時変化を検討していく(計画3)。日中の眠気や睡眠時のいびき・無呼吸、難治性高血圧などの精査目的にて入院した患者に同意を得て、臨床データや血液などの検体を集めている。性別や年齢などの患者背景をマッチさせた重症OSA群と非OSA群の各4人の候補者の血漿からmiRNAを定量評価し、両群間で2倍以上の発現差を認めたmiRNAを選択して絞り込みを行った(計画1)。これらをOSAに特異性の高い可能性がある候補miRNAとして考えている。症例は順調に集まっている。候補miRNAは当初考えていたよりは数が少なかったが、研究を進める上では問題ないと考えている。閉塞性睡眠時無呼吸(OSA)は、循環器疾患などの原因の一つであり、早期診断・治療が必要である。OSAの確定診断はポリソムノグラフィ(PSG)を用いて入院で行われるが、患者への侵襲や費用の問題もあり、スクリーニング検査が重要である。しかし、スクリーニング検査であるフローセンサーや睡眠簡易モニター検査等は感度・特異度が患者の手技と自己申告に影響されるという問題がある。OSA患者では夜間に間歇的な低酸素状態が繰り返されるという特徴があることから、OSA患者で特異的に増加している血漿中microRNA(miRNA)を同定し、OSAのスクリーニングや治療効果判定における有用性を検討することを本研究の目的としている。

日中の眠気や睡眠時のいびき・無呼吸、難治性高血圧などの精査目的にて入院した患者に同意を得て、臨床データや血液などの検体を集めた。臨床データの解析により身体機能や認知機能が維持されている高齢者においては、年齢以外の古典的な臨床データでOSAの重症度が予測できないという結果を論文に報告した。また、PSGによる評価で重症OSA患者と非OSA患者の血漿からmiRNAを抽出し、発現量の定量評価を行った。発現量が両群間で1.5倍以上の差を認めたmiRNAは5種であった(計画1)。対象全例における血漿中miRNAの発現量評価を行い、その一部について学会発表を行っている(計画2)。また、対象患者の中でCPAP療法などを行った患者において結腸中のmiRNAを評価しているところである(計画3)。日中の眠気や睡眠時のいびき・無呼吸、難治性高血圧などの精査目的にて入院した患者に同意を得て、臨床データや血液などの検体を集めており、症例は順調に集まっている性別や年齢などの患者背景をマッチさせた重症OSA群と非OSA群の各4人の候補者の血漿から特異性の高いmiRNAの同定(計画1)も終了している。現時点で、血液サンプルにおけるmiRNAの発現量の評価(計画2)とCPAP療法などによるmiRNAの経時変化を検討しており(計画3)、現時点ではおおむね順調に進捗していると考えている。本研究では、OSA患者で特異的に増加している血漿中microRNA(miRNA)を同定し、OSAのスクリーニングや治療効果判定における有用性を検討することを目的とした。まず候補となるmiRNAの絞り込みの研究を(計画1)とし、その候補miRNAを対象全例で定量しOSAのスクリーニングや重症度の判定における有用性について検討する研究を(計画2)、持続陽圧呼吸(CPAP)療法などの加療による経時変化を検討する研究を(計画3)とした。そのうち過去の基礎研究で低酸素との関連が報告されたmiRNAを用いて対象全例における血漿中miRNAの発現量評価を行いOSA重症度とmiRNA発現に有意な相関関係を認めた(計画2)。一方、CPAP前後でのmiRNA発現量を確認したが、有意な変化を検出する事はできなかった。このような検討により特定の血漿中miRNAはOSA重症度の指標となる可能性はあるが、治療効果の判定は困難であり、現段階では有用なバイオマーカーとは言えない事が明らかになった。この内容をまとめ現在論文作成中である基本的には現在の方針の続行で良いと考えている。症例の増加は必要である。また、現時点での候補miRNAで判断が難しいようであれば、症例の増加や候補miRNAの基準の拡大を検討する。現在の方針の続行で良いと考えている。引き続き症例数の増加を図っていく。(計画1)のmiRNAアレイを用いた候補miRNAの抽出において、当初各10人づつの候補者の血漿から定量評価する予定であったのを各4人づつにしたために使用額が少なくなった。
ドイツ第2帝政期の社会保障政策に関する実証的研究

ドイツ第2帝政期の社会保障政策の歴史的な特質を明らかにすることが本研究の課題であった。これを果たすために、「エルバ-フェルト制度」の実態を解明することが中心的な作業となった。社会保障政策は社会保険と公的扶助を2大支柱としているが、公的扶助は救貧制度はから歴史的に発展してきたものであり、エルバ-フェルト制度は、うえの時期のドイツにおける代表的な救貧制度だったからである。本研究によって明かとなったのは、以下の諸点である。(1)1853年に制度が実施されはじめて以降、第1次世界大戦にいたる時期にこの制度は成功裡に運営された。というのは、この制度によって救済された貧困者数や、そのための財政支出は低い水準に抑えられたからである。(2)制度の「成功」には、それを支えたいくつかの要因が考えられる。その1つは、市民の積極的な参加である。制度の運営を担う名誉職に市民の多くが携わったし、制度を補助するような施設や活動も市民によってなされたからである。また、救済される貧困者数が限定されたことについては、一方において、この地方の経済発展が、地方では、他の扶助制度、とくに社会保険制度の発展が寄与するところ少なくなかった。(3)こうした制度の展開のなかで、貧困者といっても、そこには、労働能力を持ちながら失業や疾病などによって一時的に貧困化した層や、高齢などの理由から労働不能でそのために貧困化した人々、といった、いくつかの類型があることも明らかとなった。社会保障制度の発展は、こうした人々にそれぞれの制度を用意することになろう。以上を主な点とする本研究の成果は、「エルバ-フェルト制度の展開」として、『経済学研究』に発表されつつある。
物理教育におけるアクティブ・ラーニングの国際比較研究

物理学におけるアクティブ・ラーニングの実情を調査した大学は以下の通りである。2017年9月、シンガポール南洋工科大学理学部、シドニー大学工学部、ニュー・サウス・ウェールズ大学理学部、フリンダーズ大学理学部、2018年3月、香港大学、香港科学技術大学、国立清華大学、国立台湾大学物理学科、2018年9月、韓国のPOSTECH、KAIST物理学科、2018年9月、北京大学、清華大学、上海交通大学、復旦大学の物理学科調査から明らかになったことは、物理学は、カリキュラム体系が強固であり、教育法についても、伝統的な枠組みに沿っていることである。LMSやクリッカーは活用されているが、PBLや自由研究が行われている大学は少ない。物理学科の成果は、カリキュラムや教育法よりも、学生の高い学習意欲による。現在、才能のある学生を獲得するために、選抜方法の改革が行われている。上記の研究成果については、日本高等教育学会、大学教育学会、日本比較教育学会、AISTEEL、GHEF、AAC&Uの大会において、招待講演、研究発表を行った。2017年7月、金沢大学で、"Transformation of STEM Teaching"と題するシンポジウムを開催した。また、2017年、バンクーバーで開催されたICEDの大会、フィンランドで開催されたCHERの大会、2018年、オースティンで開催されたAAASの大会、2019年、ワシントンDCで開催されたAAASの大会では、STEM教育について、最新の知見を得た。さらに、アクティブ・ラーニングの発展系として、イノベーション教育に関する知見を、2019年3月、オーストラリアのカーティン大学、セントラル・クィーンズランド大学から得た。研究成果の公表は、『比較教育学研究』、『大学教育学会誌』、『大学の物理教育』、広島大学高等教育研究開発センター叢書において、行った。研究代表者、研究分担者2名で、2017年9月、シンガポール:南洋工科大学オーストラリア:シドニー大学・ニュー・サウス・ウェールズ大学・フリンダーズ大学、2018年3月、香港:香港大学・香港科学技術大学、台湾:国立台湾大学・国立清華大学の物理学科を中心に訪問し、アクティブ・ラーニングに関する情報を得ることができた。中でも、最も進んでいるのが、南洋工科大学であり、教育改善が、研究力強化、国際化と並ぶ大学の戦略として位置付けられ、集中的に資源が投入されている。また、その手法はTechnology EnhancedLearningであり、LMSや反転授業など、教育ツールの導入によって、教育を変えようとしていることが特徴である。The Hiveは、アクティブ・ラーニングのために設計された最新鋭の校舎である。シンガポールと比較すると、オーストラリア、香港、台湾は、個人レベルでアクティブ・ラーニングが試行されている。ただし、香港科学技術大学は、アクティブ・ラーニングにとどまらず、イノベーション人材の育成という観点から大学カリキュラムを見直しており、より包括的な教育改革構想を持っている。また、香港と台湾では、近年、推薦入試を中心とする大学入試改革が理系志願者のレベルを下げているという意識が強く、高等教育政策に対する不満が聞かれた。訪問調査の他は、同じく3名で、大学教育学会ラウンドテーブル・課題研究集会、北海道大学STEM教育シンポジウムにおいて、STEM教育に関連する7件の報告を行った。その他、吉永は、海外からの招待講演が2件、国内での招待講演が1件、斉藤には、国内での講演依頼が3件あった。また、関連する論文・図書が4件あった。海外調査、学会等における成果報告、論文発表は、当初の計画以上に進展している。ただし、国際的なアクティブ・ラーニングに関する調査については、2年目に実施する予定である。今年度は、夏季に、中国の大学への訪問調査を計画している。また、11月に実施されるAAC&UのSTEM大会のポスターセッションに参加する。研究のまとめとして、アジア・アメリカの物理学科に対して、アクティブ・ラーニングに関するアンケート調査を実施し、分析を行う。

6月の大学教育学会ラウンドテーブル、日本高等教育学会自由研究発表において、STEM教育に関連する報告を行う予定である。さらに、アンケート調査の結果に基づいて、学会誌への論文投稿を予定している。安価な航空券を入手することができたため、想定した旅費よりも、少ない経費で、調査を実施することができた。残額は、翌年度の調査旅費として計上する。
ポリコーム群遺伝子Bmi-1によるGATA3のタンパク質安定性制御機構の解明

本研究では,Bmi1によるGATA3のタンパク質安定性制御機構の解明を目的として以下の2点について解析を行った。(1)Bmi-1によるGATA3のユビキチン化制御に関する研究:我々はMdm2がGATA3のユビキチンE3リガーゼであることを明らかにしている。そこで,Bmi-1によるGATA3のユビキチン化抑制機構としてMdm2の発現や機能を制御している可能性を検討した。その結果,Bmi-1の過剰発現はMdm2のmRNA,タンパク質発現量やMdm2とGATA3の会合に影響を与えなかった。以上の結果から,Bmi-1がMdm2とユビキチンE2の会合を阻害している可能性やMdm2を介さないGATA3のユビキチン化経路を阻害している可能性,Bmi-1が脱ユビキチン化酵素として働き,GATA3のユビキチン化を抑制している可能性などが考えられた。(2)Bmi-1遣伝子欠損マウスにおけるTh2細胞の分化やGATA3の安定性についての検討:昨年度までの解析により,Bmi-1を過剰発現することでGATA3タンパク質の分解およびユビキチン化が抑制される事を明らかにした。本年度はBmi-1によるGATA3タンパク質の分解およびユビキチン化の制御がTh2細胞分化において生理的な役割を担っているか,Bmi-1遺伝子欠損マウスを用いて検討した。Bmi-1遺伝子欠損マウス由来のCD4T細胞をTh1,Neutral,Th2条件下で培養したところ,Neutral条件下においてTh2細胞分化の著しい低下が認められた。さらに,Bmi-1遺伝子欠損マウス由来Th2細胞ではGATA3タンパク質の分解およびユビキチン化が亢進していた。この結果から,生理的な条件下においてもBmi-1はGATA3タンパク質の安定性を制御することで,Th2細胞の分化を調節していることが明らかになった。本年度はBmi-1によるGArA3のユビキチン化制御機構の解明を目的とし、(1):Bmi-1を過剰発現させたTh2細胞でのMdm2の発現をRT-PCR法およびウエスタンブロット法によりmRNAレベルおよびタンパク質レベルで解析するとともに、Mdm2の細胞内局在について検討した。その結果、Bmi-1の過剰発現によりMdm2のmRNAおよびタンパク質レベルの発現量に変化はなかった。また、Mdm2の核移行に関しても変化は認められなかった。この結果からBmi-1によるGArA3タンパク質の安定化はMdm2の発現制御や核移行の制御によるものではないことが明らかになった。(2):Bmi-1がGArA3に会合することで、Mdm2とGArA3の会合を競合的に阻害している可能性をGATA3,Mdm2と同時にBmi-1を発現させた細胞を用いて免疫沈降法により検討した。その結果、今回行ったタンパク質のMol比、細胞溶解条件ではBmi-1によるGATA3とMdm2の会合の阻害は認められなかった。今後、Mol比や細胞溶解条件の検討を行うと同時に、GST-fusionタンパク質を用いたin vitroでの直接的な会合を解析するシステムを用いてBmi-1がGATA3とMdm2の会合を阻害する可能性について検討する。Bmi-1が生理的にTh2細胞の分化を制御しうるか解析する目的で、(3):Bmi-1遺伝子欠損マウス由来ヘルパーT細胞のTh2細胞分化能をin vitroで詳細に検討した。その結果、Bmi-1遺伝子欠損マウス由来ヘルパーT細胞のTh1細胞分化条件下、Th2細胞分化条件下での分化パターンに変化はなかったが、IL-2のみを加えるNeutral条件下でTh2細胞の分化に障害が認められた。より生理的なNeutral条件下でTh2細胞分化に障害が認められたことから、今後Bmi-1遺伝子欠損マウスを用いたin vivoの免疫応答を解析する。また、Bmi-1遺伝子欠損マウス由来Th2細胞では、GATA3のタンパク質レベルの発現に変化が認められないことから、この細胞を用いてGATA3の安定性やユビキチン化レベルについて検討する予定である。Bmi-

1遺伝子欠損マウス由来のCD4T細胞をTh1,Neutral,Th2条件下で培養したところ,Neutral条件下においてTh2細胞分化の著しい低下が認められた。さらに,Bmi-1遺伝子欠損マウス由来Th2細胞ではGATA3タンパク質の分解およびユビキチン化が亢進していた。この結果から,生理的な条件下においてもBmi-1はGATA3タンパク質の安定性を制御することで,Th2細胞の分化を調節していることが明らかになった。
サルDREADDシステムを用いた主観的価値に基づく意思決定の神経回路操作

抑制性DREADD(hM4Di)を組み込んだウイルスベクターをサル2頭の両側吻内側尾状核(rmCD)へ手術的に導入した。hM4Diの選択的リガンドであるClozapine-N-Oxide(CNO)の全身投与により、価値にもとづいた行動が障害されることが確認された。続いて、これらのサルのrmCDおよび腹側淡蒼球(VP)から単一電極を用いて神経活動記録実験を行い、いずれの領野も強い報酬価値表現を示すことが確認された。価値表現はVPでrmCDより先行して生じていた。以上の結果から、CD→VP経路は報酬価値情報の表現そのものではなく、情報の維持に寄与していることが示唆された。線条体に抑制性DREADD(hM4Di)を発現させたマカクザル1頭を用い、実験を行った。このサルに報酬量課題(Minamimoto et al., 2009)を訓練し、モチベーションの指標であるエラー試行の比率を算出したところ、先行研究の報告に一致して、エラー率は報酬量と反比例の関係を示した。このことは、サルが報酬量を正しく認識し、行動が報酬量によって影響されたことを示している。さらに、このサルを用いて、線条体の投射先である腹側淡蒼球(VP)より単一神経細胞記録を行った。神経発火頻度を報酬量条件ごとに計算し、回帰分析を行うことにより、VPニューロンは報酬量によって発火頻度を変えることがわかった。これにより、報酬量課題におけるVPニューロンの情報表現様式を確認することができた。目標とするDREADDシステムによる意思決定回路操作のため、まず意思決定に重要な神経領野である腹側淡蒼球の神経活動様式を確認できた。また、DREADDの目標部位への導入、行動課題の訓練なども順調に進行している。これらより、計画した実験であるDREADDシステムを用いた神経活動操作が可能となったことから、進展は順調と考える。抑制性DREADD(hM4Di)を組み込んだウイルスベクターを準備し、マカクサル2頭の両側吻内側尾状核(rmCD)へ手術的に導入した。1.5ヶ月後、[11C]Clozapine PETによってDREADDの標的部位における発現を確認した。また、hM4Diの選択的リガンドであるClozapine-N-Oxide(CNO)の全身投与により、報酬量課題における価値にもとづいたエラー率の変化が障害されることを確認した。エラー率の変化の障害は、特に小さな報酬価値の違いの区別において顕著であった。続いて、これら2頭のサルの尾状核(CD)および腹側淡蒼球(VP)から単一電極を用いて神経活動記録実験を行った。結果として、CDニューロン76個、VPニューロン94個が記録された。これらのニューロン群のうち、報酬量を示す手がかり刺激に対する発火頻度が報酬価値を反映したもの(ANOVA、P<0.05)は、CDで31個(41%)、VPで57個(61%)となっていた。このことから、解剖学的な結合をもつCDとVPは、ともに強い報酬価値表現を示すことが確認された。さらに、CDとVPにおける神経表現の差異を調べるため、上記ニューロン群において効果量が有意となる潜時を調べたところ、価値表現はVPで先行して生じていたことが確認された。これらの結果から、CD→VP経路は報酬価値情報の表現そのものではなく、情報の維持および補強に寄与していることが示唆された。以上の結果より、尾状核と腹側淡蒼球の報酬価値情報の処理における役割が明らかになった。これまでにサル1頭を用い、DREADDシステムの導入および行動課題遂行中の神経活動記録実験を行った。今後は同サルを用いてDREADDシステムを介した神経活動操作および行動操作実験を行い、その変化を数理モデルを利用して統計的に記述することを目指す。また、データの再現性を確認するため、別のサル個体を用いて同様の実験を行う。サルを用いた研究における一般的な傾向を鑑み、サル2頭分のデータを取得し、論文としてまとめることを目指す。28年度が最終年度であるため、記入しない。認知神経科学28年度が最終年度であるため、記入しない。
日本南岸の黒潮大蛇行・直進流路の力学とそれらの変換過程の研究

本研究では黒潮の大蛇行流路と直進流路の基本力学とその変換過程に関するものである。一年目の研究では黒潮流路に及ぼす陸岸地形効果を調べ、直進流路から大蛇行流路への移行は紀伊半島や室戸岬からの正の渦度の供給が本質的であることが示された。また、大蛇行流路から直進流路への移行はこれらの陸岸地形から流路が離れ、正の渦度の供給が無くなることに起因する可能性が示唆された。二年目の本年は陸岸地形効果に加えて海底地形効果を含む数値モデルを作成し、両者が黒潮流路に与える影響を調べた。その結果、大蛇行流路は室戸岬から離岸する傾向が強く、紀伊半島の陸岸地形を取り去ったモデルでは室戸岬からの流路の離岸は変わらないが、室戸岬を取り去ったモデルでは離岸する点が室戸岬より下流(東)に移動する結果が得られた。さらに紀伊半島と室戸岬の両方の陸岸地形を取り去ったモデルでは離岸する点はさらに東の下流に移動した。これらの結果より、大蛇行流路には室戸岬の陸岸地形効果が重要な役割を果していることが示された。また、海底地形効果は直進流路を安定化するため、小さい過粘性係数を仮定しかつ流入出流量として80Svを与えたモデルにのみ大蛇行流路の形成がみられた。80Svを与えたモデルでは傾圧不安定が生じ、大蛇行流路は強い非線形状態下の傾圧不安定で生じる可能性が示された。以上の結果をまとめた二つの論文は学術雑誌La merに受理され、現在印刷中である。これらの研究の成果は今後の黒潮流路の力学について着実な進歩を得たものと思われるが、観測データとの対応が不十分である。1994年7月に黒潮を南北に横断する三つの線上で水温、塩分、流速場の観測を実行し、現在結果の解析を進めている。また、従来の水温観測データなどから室戸岬の地形効果について今後詳細に調べる計画である。日本南岸の黒潮流路には比較的安定な大蛇行と直進の二つの流路が存在する。この二つの黒潮流路の力学に関する一年目の研究として、四国海盆北部及び150°E以西の黒潮海域の陸岸・海底地形を忠実に表現した数値モデルを作成した。同一の数値モデルで、東シナ海に相当する海域からの流入流量のみを変えた数値実験を行い、生じる流路の差異を調べた。その結果、30Sv(1Sv=10^6msec^<-1>)の流量を与えた場合には直進流路のみが形成された。しかし、80Svの流量を与えた場合には大蛇行流路と直進流路が時間の経過とともに交互に生じる結果が得られた。直進流路から大蛇行流路への移行は紀伊半島や室戸岬の近くを流路が走ることで地形性渦流が形成され、この渦流による正の渦度の供給に因ることが分かった。一方、大蛇行流路から直進流路への移行は流路が紀伊半島や室戸岬から離れて正の渦度の供給がなくなり、惑星ロスビー波の西進によって流れが岸に押し付けられることに起因することが示された。これらの結果は現在Journal of Physical Oceanographyに投稿中である。以上の結果は2層プリミティブモデルを仮定して、今までよく調べられていない日本南岸を詳細にモデル化した場合の陸岸海底地形効果に関するものである。

この次の段階として、連続成層モデルによる同様な実験を行っている。境界では年平均水温・塩分・密度の年平均観測値を与え、境界で与える流速を変えた幾つかの数値モデルを検討中である。さらに、モデルで得られる結果は渦動粘性・拡散係数などのパラメータにも依存するため、これらの値を変えたモデルも調べる計画である。日本南岸の黒潮流路には大蛇行流路と直進流路の二つの比較的安定な流路が存在する。この黒潮流路の力学に関する一年目の研究では主に陸岸地形効果が調べられ、直進流路から大蛇行流路への移行は紀伊半島や室戸岬からの正の渦度の供給が本質的であり、大蛇行流路から、直進流路への移行はこれらの地形から流路が離れ、正の渦の供給が無くなることに加えて惑星ロスビー波として流路が岸に押しつけられることが重要であることが結論づけられた。二年目の本年は陸岸地形効果と海底地形効果をより詳細に調べた。その結果として大蛇行流路は室戸岬から離岸する傾向が強く、紀伊半島の陸岸地形を取り去ったモデルでは室戸岬からの流路の離岸は変わらないが、室戸岬を取り去ったモデルでは離岸する点が室戸岬より下流(東)に移動する結果が得られた。さらに紀伊半島と室戸岬の陸岸地形を取り去ったモデルでは離岸する点はさらに東の下流に移動し、大蛇行流路には室戸岬の陸岸地形効果が重要な役割を果していることが示された。また、海底地形効果は直進流路を安定化し、渦粘性係数を小さくし流入出流量として80Svを与えたモデルにのみ大蛇行流路の形成がみられた。このモデルでは顕著な傾圧不安定が生じ、大蛇行流路は強い非線形(慣性)状態下の傾圧不安定で生じる可能性が示された。以上の結果をまとめた二つの論文はLa merに受理され、現在印刷中である。これらの研究の成果は今後の黒潮流路の力学について着実な進歩を得たものと思われるが、観測データとの対応が不十分である。94年7月に行った黒潮を南北に横断する三つの観測線での観測による結果を解析し、現在論文にまとめている。また、本研究結果との関連より従来の水温観測値から室戸岬の地形効果について詳細に調べている。