hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
森林動態が林床植物の生活史と個体群動態におよぼす影響

この個体レベルの反応は個体群の構造や動態にも影響するが,個体群レベルでの反応は通常ゆっくりと起こる.この時間スケールのちがいにより,個体レベルの反応(生活史特性の変化)が同じであったとしても,個体群レベルの反応(個体群動態)は環境の変動幅や周期によって大きく異なることが予想される.そこで,動的な森林更新下での草本植物の生活史戦略を明らかにすることを目的として,森林の更新様式のちがいが林床植物の生活史と個体群動態に及ぼす影響を調査・解析した.2.縞枯れ更新林とギャップ更新林が隣接して存在する長野県北八ヶ岳縞枯山において,各調査区内に成育する全てのオサバグサ個体を標識し,種子生産および冬芽の直径を測定した.さらに,栄養繁殖由来の新規加入個体を標識し冬芽の直径を測定した.3.個体群動態調査によって得られたデータから推移行列モデルを作成し,個体群増殖率(λ)および生活史の変化が個体群の増殖に与える効果を解析した.その結果,ギャップ更新林のオサバグサ個体群の方が大きいλを示した.またギャップ更新林では閉鎖林冠によって被陰された環境でλが低く,縞枯れ更新林では立ち枯れ帯の明環境でλが低かった.メガ行列モデルの感受性分析の結果,縞枯れ更新林では成熟林分での幼個体の生存および実生の定着がλを低くする要因となっており,ギャップ更新林では幼個体および開花個体の生存、実生の定着がλに大きく寄与していることが示唆された.
大脳皮質SIの歯髄駆動細胞に対する扁桃体およびその周辺部条件刺激効果

大脳皮質第一体性感覚野(SI)の口腔投射野において歯髄の電気刺激に応じる細胞(歯髄駆動細胞)の性質を、笑気と1%ハロセンで麻酔したネコを使って調べた。松本等の報告によると歯髄駆動細胞はその放電様式と歯髄刺激に対する潜時から、短潜時のFタイプ、それよりも長い潜時で応じるSタイプ、およびFタイプの放電に後期放電を伴うFaタイプに大別される。Fタイプの歯髄駆動細胞は歯髄電気刺激に対して20msの潜時で応答し、その入力を受ける歯牙の数は13(平均1.1)本であった。また、この歯髄駆動細胞は、口唇、舌、硬口蓋などの触刺激にも応じるという性質が見られた。さらに、侵害性痛覚受容のメカニズムを探るためにモルヒネを全身投与したところ(1.5mg/kg,i.p.)、その応答に対して抑制効果は見られず、変化がないか、あるいは潜時の遅いスパイク数の増加が見られた。一方、情動が痛覚の閾値を変化させることに着目し、情動との関連が深い大脳辺縁系、特に扁桃体やその周辺部を条件刺激したときの、歯髄駆動細胞の単一細胞放電に対する効果を調べた。条件刺激は持続時間0.5ms、強度300mA、330Hzの頻度で100msの間連続的に与えたが、Fタイプの歯髄駆動細胞に対しては扁桃体、およびその周辺部の条件刺激は何の影響も与えなかった。今後は、引き続きFタイプ以外の歯髄駆動細胞の電気生理学的性質を明らかにし、併せて痛覚受容に対する大脳辺縁系の役割を調べ、歯髄痛覚受容の中枢性機序について研究していきたい。
腹膜透析患者の血液透析への移行に伴う看護ガイドラインの作成

腹膜透析から血液透析に移行した患者を受け持った経験のある看護師への半構成型のインタビュー調査により透析導入時期から順調に透析が進んでいる場合は年1回、看護師との面談を行い、本人と家族に腹膜透析継続困難な状況が生じるシミュレーションを設定して、血液透析移行に伴う問題をあげてもらい、解決方法を一緒に検討するプログラムの必要性を見出した。年代により課題となる内容が異なることから腹膜透析継続困難な状況設定を中年期前期高齢者期までの移行と後期高齢者期以降の移行に分けて、実施することが有効であることが見出された。看護師への調査票を作成するために腹膜透析患者3名から血液透析移行時期に直面した問題や必要とした援助に関して、聞き取り調査を実施した。その情報をもとに腹膜透析患者の中で順調に血液透析へ移行事例と、移行に伴い困難な状況が生じた事例に関して、看護師に調査する上での必要な項目を整理した。調査票の主な項目は、腹膜透析患者が血液透析への移行が必要となった病態あるいは状況、それまでの透析の状況、腹膜透析期間、腹膜透析選択理由、腹膜透析から血液透析移行に関する医師からの説明内容と患者・家族の受けとめ、腹膜透析期間の看護師のかかわり方、血液透析への移行に関する看護師の判断と援助内容、移行が円滑に進んだ理由あるいは困難を伴った理由、困難を伴った際の看護師のかかわりとその結果などである。調査協力を依頼する医療機関を選定するために、2011年版地域別の病院情報(医事日報)から透析患者の診療を行っている病院を抜き出し、地域別に層化ランダムサンプリングを行った。これらの準備が整ったことにより倫理審査申請を行い、現在、審査結果を待っている。倫理審査承認を受けた後、サンプリングした病院の看護部責任者に研究協力依頼書および研究計画書、作成した調査票を送付する。調査協力への同意を頂いた病院の看護部責任者に調査対象者として該当する看護師に研究依頼書・研究計画書・調査票の配布を依頼する予定である。調査は平成26年9月までには終了し、年内に分析を終える予定である。腹膜透析から血液透析へ移行した患者にかかわった経験のある看護師に半構成的面接調査を実施し、患者にかかわる中での抱いた思いについて語ってもらった。現在、インタビュー内容の分析途中であるが、インタビュー内容から腹膜透析導入時に【透析療法に関する患者の受けとめ方への疑問】を看護師が抱くと、【患者の戸惑いへのあきらめ】が看護師の中で生まれていることが伺えた。こうした看護師の内では、透析導入時に患者が受けた説明内容の的確性よりも患者の受けとめ方の曖昧さを問題視しているため、血液透析へ円滑に移行できない患者の状況に対しても、やや距離を置いた位置から“やむを得ない"、あるいは“仕方がない"と捉えてしまうのではないかと推測された。さらに看護師の中に、“最初にもっと考えて選択して欲しい"という思いが根底に存在する可能性が伺われ、血液透析移行を支援する前に腹膜透析導入そのものの適切性に疑問を持っている場合、患者の状況そのままを事実として捉えることを妨げることに繋がると思われる。面接を進め、腹膜透析導入を患者の決定として、そのまま認めることができた看護師では、どのような思いが生じているのかを抽出し、腹膜透析患者が血液透析に移行する際に携わる看護師側に必要な教育や指導への示唆を得たいと考える。昨年度の調査結果と合わせて、腹膜透析患者の血液透析を支援するためのガイドラインの作成を本年度実施し、その適切性の検証まで行いたいと考えている。腹膜透析から血液透析に移行した患者を受け持った経験のある看護師へのインタビューを進めており、同時に分析を行っている。インタビューができた人数が3名であるため未だ抽出された移行に伴う困難性に関しては途中経過である。患者が仕事を続けているかどうかにより移行に伴う本人の抵抗感に影響を及ぼしていること、いずれ移行になる可能性を予測して、シミュレーションを行うことにより抵抗感は軽減できる可能性があること、患者が高齢な場合、本人よりも家族の方が移行への抵抗感を強く持つ可能性が示唆されている。移行を想定しながらシミュレーションを行う時期をどのように判断するのか、という点が未だ明らかにできておらず、患者ならびに家族の認識と一致させながら移行を円滑に進めるために適切な時期を把握する判断基準を今後の分析から抽出させたいと考えている。移行が円滑に進んだ事例からの分析を積み上げることで、介入の適切な時期が明らかになると考える。また腹膜透析から血液透析への移行に関する説明が直前に実施された場合は、年齢ならびに社会的な背景に関わらず患者・家族に混乱を生じさせる可能性が大きいことは伺われ、シミュレーションを行う時期とも関係するが、腹膜透析の限界など導入時における看護に関しても合わせてガイドラインを明確にする必要がある。新設の看護学科の学科長として就任していることもあり、教育ならびに組織管理のために時間を割かれることを回避できない。そのため、研究協力依頼に医療機関へ訪問する時間も限られ、なかなか対象者を選定できない。さらに研究協力に同意して頂いた対象者との面接も日程調整が進まずに延期せざるを得ない状況にあり、研究の進捗が遅れている。

年代により課題となる内容が異なることから腹膜透析継続困難な状況設定を中年期前期高齢者期までと、後期高齢者期移行に分けた。毎年、同じ状況設定では、本人と家族の課題解決に取り組む意欲の低下に繋がるためアレンジが必要と考えられ、検討中ではある。しかしながら、このプログラムのねらいは、1)腹膜透析は永続的に続けられないことに関する認識の定着と、2)血液透析移行を自分のこととして捉えることであるため年1回、こうしたことに向き合う機会の設定に重点を置くことを現段階では優先する。また後期高齢者をはじめ患者本人の認知やADLに問題を抱えることにより血液透析への移行を余儀なくされる場合、血液透析のための受診に伴う家族の負担等を移行までに猶予がある問題出現の初期に本人・家族とケースマネジャを交えた話し合いを設定することが重要であり、このような点を整理した看護ガイドラインを作成し、検証段階に入っている。看護ガイドラインの検証においては、研究協力機関で腹膜透析導入が決定した患者・家族を対象に最初のシミュレーション・プログラムを実施した。患者・家族からの面接調査では「いつか血液透析に移行しなければならないことを実感した。」という反応であった。腹膜透析から血液透析に移行した患者を受け持った経験のある看護師への半構成型のインタビュー調査により透析導入時期から順調に透析が進んでいる場合は年1回、看護師との面談を行い、本人と家族に腹膜透析継続困難な状況が生じるシミュレーションを設定して、血液透析移行に伴う問題をあげてもらい、解決方法を一緒に検討するプログラムの必要性を見出した。年代により課題となる内容が異なることから腹膜透析継続困難な状況設定を中年期前期高齢者期までの移行と後期高齢者期以降の移行に分けて、実施することが有効であることが見出された。所属している学科は、昨年度開設し、1期生を迎えたばかりであるため、想定していたよりも本研究にかけるエフォートが大きく下回り、十分な研究時間を確保することが困難であったため。学科開設から3年目を迎えるため研究者が所属している基礎看護学領域の授業科目は昨年度の段階で全て開講され、担当の臨地実習も実施したこともあり、教員間の打ち合わせ等に必要な時間を短縮できる見込みがある。また学科運営も開設後の1、2年目に比べて年間のスケジュールや実習に伴う会議・打ち合わせも少なくでき、必要とされる時間も短縮できる見込みがあり、研究に費やすことができる時間の確保は、かなり可能性が高い。また定期的な研究日の確保も毎週は難しくとも月1回は確実なものとしていくことができると考える。さらに学部全体としても、研究に費やす時間の確保に関して、FD等で取り組むこととし、教育と研究を両立できることを学部全体の課題として捉え、改善を図る方向に進んでいることもあり、研究を推進できる環境を整備できると考える。慢性看護学教育ならびに学科体制の整備にかける時間と研究にかける時間を年度当初にある程度の柔軟性を持たせながらも計画し、その遂行に努める。データ収集に伴う時間的節約を行い、対象の選定範囲(地域)を見直し、周辺の「医療機関に研究協力を依頼する。
機能性ポリリピッドバイオファクターの合成

生命現象の基本を司る遺伝子並びにその発現系、細胞分裂装置、等を研究素材とした。ポリリピッドバイオファクターとしては遺伝子DNAを特異的に認識して結合する各種インターカレーター、細胞分裂・分化を制御するレチノイドや発癌プロモーター、ならびに、核酸塩基そのものを脂溶性小分子として捉えて研究を展開した。水溶性の付与とポリマー化については、デキストラン法、天然核酸糖のエナンチオマーを組み込んだ人DDNAを用い、ポリ機能化については蛍光性官能基・光反応性官能基・ゲル坦体を用いた。インターカレーター-デキストラン法では、様々なインターカレーターがインターカレーション以外の、これまで未知の何らかの相互作用様式により。ヌクレオチドモノマー・ダイマーを塩基選択的に認識することを明らかにした。人工DNAでは、エナンチオ-DNAやmeso-DNAを種々作成し、特にホモプリン配列を持つmeso-DNAについて、2重鎖/3重鎖選択性,DNA/RNA選択性において特徴的な性質を確認し、新たなアンチセンス・アンチジーン法のシ-ズたる人工DNAの作成できた。また、核酸の分子認識の領域に新たな多くの課題を提供するとともに、この課題を解明する上で鍵になる種々の人工DNA分子を創製できた。ポリ機能性ファクターとしては、核内レセプターを標識できる蛍光性/光反応性レチノイドや発癌プロモーター、チューブリンを標識できる蛍光性/光反応性有糸分裂阻害剤ディスラプター、フォルボールレセプターを単離・精製できるアフィニティーゲルを創製することに成功した。本年度は本研究課題を1:デキストランに結合させるリガンドの側面から、2:デキストラン法による分子認識解析法確立の側面から、そして3:エナンチオ-並びにメゾ-DNAの側面から展開した。1.リガンド(1)ヘミン以外にその脱鉄原子誘導体であるプロトポルフィリンがK562細胞の強力な分化誘導剤であり、これがデキストランに結合させる優れたリガンドであることを確認した。更に、本化合物による細胞の分化誘導において、レチノイドやチュブリン重合阻害・促進剤がその活性を増強することを見いだした。(2)脂溶性の強力な腫瘍壊死因子生産調節剤として、各種置換フェニルフタルイミドを創製した。2.デキストラン法(1)発ガン剤ニトロパイレン結合デキストランを合成し、これを用いてニトロパイレンと核酸誘導体との水溶液中での分子認識機構の解析を行った。本解析法において、限外濾過膜を応用した方法を確立することに成功し、ニトロパイレンがインターカレーション以外の相互作用様式でプリン核酸塩基と相互作用することを見いだした。(2)同様の方法がアクリジンについての応用できることを示し、本デキストラン法の一般性を確認できた。3.エナンチオ-並びにメゾ-DNA(1)ホモプリン配列を有するメゾ-DNAが、環境によって天然DNAと2重鎖や3重鎖を選択的に形成することを見いだした。(2)主としてCDスペクトルの解析から、非天然エナンチオ/メゾ-DNAと天然型DNAとの複合体が右巻きらせん構造を取るか、左巻きらせん構造を取るかについての大まかのルールを抽出することができた。1.リピッドバイオファクターとしてインターカレーターを、そのポリマー化の担体として水溶性高分子デキストランを用いた系において、ヌクレオチドモノマーとの相互作用を測定する簡便な技術を確立した。(2)ヌクレオチドとの相互作用において、インターカレーション以外の様式が存在することを示した。(3)その相互作用が塩基選択的であることを示した。2.エナンチオ並びにメゾDNAの系において、(1)L-デオキシリボースを含む人工DNAと天然DNAとの相互作用において、2重鎖/3重鎖選択性並びにパラレル/アンチパラレル選択性に関する一般則を見いだした。ホモプリン配列を有するメゾDNAについて、d(_LA_DG)_nとd(_DA_LG)_nとの間に興味深い定性的な差が存在することを見いだし、これを分子認識化学の立場から解釈した。

ペプチド鎖を持つ人工DNAを設計し、合成した。そしてその内のいくつかについて、強力な相補的ハイブリダイゼーション活性を見いだした。4.ウレア系の植物ホルモン、サイトカイニン、をポリマー化し、これを用いて、新規にサイトカイニン受容体と見られるサイトカイニン特異的結合蛋白を見いだした。生命現象の基本を司る遺伝子並びにその発現系を研究素材とした。ポリリピッドバイオファクターとしては遺伝子DNAを特異的に認識して結合する各種インターカレーター、ならびに、核酸塩基そのものを脂溶性小分子として捉え、これを中心的に、核酸の分子認識に的を絞って研究を展開した。水溶性の付与とポリマー化については、前者においてはデキストラン法を、後者については天然核酸糖のエナンチオマーを組み込んだ人工DNAを用いた。インターカレーター-デキストラン法では、様々なインターカレーターがインターカレーション以外の、これまで未知の何らかの相互作用様式により。ヌクレオチドモノマー・ダイマーを塩基選択的に認識することを明らかにした。特にジヌクレオチドの認識においては、インターカレーターの構造によってその親和性が、G・C>C・GでかつT・A>A・Tのものと、ちょうどその逆にG・C>G・CかつA・T>T・Aのものの2種にグループ分けできるらしいことを発見した。この性質を応用して、インターカレーターをリガンドするカラク充填剤を作成し、同じ組成のジヌクレオチドでプリン・ピリミジンの順序の異なる組み合わせのものを効率よく分離できるカラムを作成することができた。人工DNAでは、エナンチオ-DNAやmeso-DNAを種々作成し、特にホモプリン配列を持つmeso-DNAについて、2重鎖/3重鎖選択性,DNA/RNA選択性において特異的な性質を確認し、新たなアンチセンス・アンチジーン法のシ-ズたる人工DNAの作成できた。また、核酸の分子認識の領域に新たな多くの課題を提供するとともに、この課題を解明する上で鍵になる種々の人工DNAを創製できた。
メチル化模様を保持したＤＮＡ増幅技術の開発に関する研究

ヘミメチルDNAを好んでメチル化する維持DNAメチル化酵素のDnmt1を利用して、メチル化状態を保ったままゲノムを増幅する技術と、それをもとにして、ヒドロキシル化修飾を受けたメチルシトシンを一塩基レベルで解析する技術を開発することをめざした。その結果、シトシンのメチル化修飾とヒドロキシメチル化修飾を配列上で区別して解析する手法を開発することに成功した。本計画では、ヘミメチルDNAを選択的にメチル化する維持DNAメチル化酵素Dnmt1を用いることにより、メチル化状態を保持したままゲノムを増幅する技術と、それを基にして、ヒドロキシル化修飾を受けたメチル化部位を一塩基レベルで解析する技術を開発することをめざした。この技術を適用することにより、これまで解析が困難であった微量生体DNA資料を、メチル化状態を保持したまま増幅し、解析することが可能になるとともに、Dnmt1がヘミ・ヒドロキシメチルDNAをメチル化できないことを利用して、バイサルファイト・シーケンシング法と組み合わせ、ヒドロキシメチルシトシンの一塩基レベルでの配列決定が可能となる。当初は、特定の残基に変異を入れたマウスDnmt1が野生型に比べて格段に新規メチル化活性が低いことから、この変異型組換えDnmt1を利用した。確かに、変異体では新規メチル化活性が野生型に比べて著しく低かったが、変異型組換えDnmt1は産生収率と安定性が低いため、利用を断念した。これに代わって、ヒト組換えDNMT1を調べたところ、マウスのDnmt1に比べ著しく新規メチル化活性が低かったので、ヒト組換えDNMT1を用いてアッセイ系を構築した。メチルシトシンとヒドロキシメチルシトシンを含む100塩基対のモデル合成DNAをDNMT1によりメチル化し、その後バイサルファイト法によりメチル化部位を確認した。反応条件を検討し、再現性良くヒドロキシメチル化状態を一塩基レベルで解析する手法を確立した。本計画では、全く新規メチル化活性をもたず、ヘミメチル化DNAだけをメチル化する変異型の維持DNAメチル化酵素Dnmt1を用いることにより、メチル化状態を保持したままゲノムを増幅する技術と、それを基にして、ヒドロキシル化修飾を受けたメチル化部位を一塩基レベルで解析する技術を開発するものである。この技術を適用することにより、これまで解析が困難であった微量生体DNA資料を、メチル化状態を保持したまま増幅し、解析することが可能になる。また、Dnmt1がヘミ・ヒドロキシメチル化DNAをメチル化できないことを利用して、バイサルファイト・シーケンシング法と組み合わせて、ヒドロキシメチルシトシンの一塩基レベルでの配列決定法を開発する。今年度は、ヘミメチル化DNAを用いることにより、変異型組換えDnmt1が野生型の組換え酵素に比べて格段に新規メチル化活性が低いことをバイサルファイト法により確認した。また、ヘミ・ヒドロキシメチル化部位には、野生型、変異型組換えDnmt1ともほとんどメチル化することができなかった。これらの結果は我々が作成した変異型組換えDnmt1を用いることにより、ゲノムの特定の領域のヒドロキシメチル化部位を一塩基レベルで解析できる可能性を示すことができた。変異型の組換えDnmt1がヘミメチル化DNAを忠実にメチル化する性質をもつこと、さらに、野生型と同様ヘミ・ヒドロキシメチル化DNAをメチル化できないことを確認できた。申請計画を変更し、増幅を繰り返さない方法により検証を行った。この変異型組換え体は結晶ができる純度と量が得られるように改良できたことは、技術の確立をはかるうえで有利となる。検証に用いるDNAの配列に天然の配列を選び、さらに変異型の組換えDnmt1のヘミメチル化、ヘミ・ヒドロキシメチル化DNAのメチル化活性の性状をさらに検証する。また、別のプロジェクトによりゲノムのヒドロキシメチル化が高度に付加されている領域を同定しているので、これら領域について変異型組換えDnmt1を用いてヒドロキシメチル化シトシンの位置を同定できるのか検証する。具体的には、検証する特定のゲノム領域に相補する一方向のプライマーでヘミ・ヒドロキシメチル化を排除したヘミメチル化DNAを合成し、これをバイサルファイト法によりメチル化位置を解析し、親鎖のメチル化状態の解析と比較することによりヒドロキシメチル化位置を同定する。該当なし
北陸地方冬季の雷撃放電の観測と落雷事故との相関の解明

3年間の研究期間において石川工業高専を基地とする冬季雷の観測システムが完成し,この地域におけるきめこまかい雷放電特性の観測が可能となった.また,落雷事故との相関については主として電力設備に対するものを調査,検討した.本研究で得られた主な成果は次のようにまとめられる.1.針端コロナ電流の測定波形におけるパルス成分が雷撃放電と密接に対応していることから,このパルス数を集計して当地域の雷発生頻度を明らかにした.従来から耐雷設計に適用されている年間雷雨日数(IKL)と比較した結果,ここで得た冬季の値は年間の約74%に相当し,冬季と他の季節との相違が顕著であり今後IKL値を見直す資料となることを指摘した.2.VTRによる雷放電路の観測を行い,多地点同時雷撃,上向き枝分かれの放電路,雲底を水平に進展する放電路など冬季雷の特徴をビデオ画像から明らかにした.特に, 3台のビデオカメラで同時刻に得られた画像を検討したところ, 9地点に及ぶ同時雷撃と推定される放電路が明らかとなった.このような多地点同時雷撃は極端に高い構造物の無い平地への雷撃としては貴重な例であり,冬季の地上電界が極めて高いことによると推察された.3.VTRから雷放電路が明らかな18例については,雷鳴の到達時間と画像から得られる方角とによる簡易的手法を用いて雷撃地点を推定し,この地域の雷撃点マップを初めて作成した.このマップは落雷事故を検討する上で有効な資料となった.4.雷撃点マップから配電線系統の雷害事故との相関を検討するために,地元の代表的な配電線を3フィーダ抽出して,近傍雷撃時における零相電圧,零相電流のそれぞれの波形を測定した.各配電線と雷撃地点との離隔距離によって様相の異なる零相電流波形が得られたが,詳細な相関についての解析は今後の課題として残った.3年間の研究期間において石川工業高専を基地とする冬季雷の観測システムが完成し,この地域におけるきめこまかい雷放電特性の観測が可能となった.また,落雷事故との相関については主として電力設備に対するものを調査,検討した.本研究で得られた主な成果は次のようにまとめられる.1.針端コロナ電流の測定波形におけるパルス成分が雷撃放電と密接に対応していることから,このパルス数を集計して当地域の雷発生頻度を明らかにした.従来から耐雷設計に適用されている年間雷雨日数(IKL)と比較した結果,ここで得た冬季の値は年間の約74%に相当し,冬季と他の季節との相違が顕著であり今後IKL値を見直す資料となることを指摘した.2.VTRによる雷放電路の観測を行い,多地点同時雷撃,上向き枝分かれの放電路,雲底を水平に進展する放電路など冬季雷の特徴をビデオ画像から明らかにした.特に, 3台のビデオカメラで同時刻に得られた画像を検討したところ, 9地点に及ぶ同時雷撃と推定される放電路が明らかとなった.このような多地点同時雷撃は極端に高い構造物の無い平地への雷撃としては貴重な例であり,冬季の地上電界が極めて高いことによると推察された.3.VTRから雷放電路が明らかな18例については,雷鳴の到達時間と画像から得られる方角とによる簡易的手法を用いて雷撃地点を推定し,この地域の雷撃点マップを初めて作成した.このマップは落雷事故を検討する上で有効な資料となった.4.雷撃点マップから配電線系統の雷害事故との相関を検討するために,地元の代表的な配電線を3フィーダ抽出して,近傍雷撃時における零相電圧,零相電流のそれぞれの波形を測定した.各配電線と雷撃地点との離隔距離によって様相の異なる零相電流波形が得られたが,詳細な相関についての解析は今後の課題として残った.昨年度に引き続き北陸地方冬季の雷撃放電を電気的及び光学的に観測し、その結果から雷撃点マップの作成を試みた。暖冬の影響で雷放電の発生は例年に比べて少なかったが、本年度の主な結果は次のようにまとめられる。1.11月から2月までの冬季4ケ月間の針端コロナ電流を測定し、雷雲の飛来状況を連続的に求めた。特に形状の異なる2本の針端を用いた比較測定によってパルス状電流が雷放電に伴う放射電磁界によることを明らかにした。2.ビデオカメラを1台増設し合計4台用いて雷放電路の観測視野の拡大をはかった。得られた放電路のほとんどは、低高度で水平に進展する傾向にあった。また、異なる地点への同時雷撃や異なる電荷中心からの多重雷撃も観測され、冬季雷の特異性が改めて確認された。3.2台のビデオ装置のステレオ音声端子へ外部マイク4本により雷鳴信号を入力し、雷鳴の多地点同時観測を行った。自然雷を対象にする為に長時間録音機能を利用して記録した。再生された結果は放電路の復元解析に充分利用できるものであった。しかし、冬季の強風、降雪下で遠方の小さな雷鳴を記録するとき、風などによる雑音対策が今後の問題として残った。4.雷撃放電に伴う磁界変化の測定は、上記2の放電路の特異性によって大きく影響され、雷撃放電電流の計算には至らなかった。今後、測定システムの見直しを行い改善する予定である。5.パソコンによる自動観測はプログラムの改善が行なわれ単発2現象の同時測定が可能となり、今後の多角的な観測に有用な結果を得た。以上の観測から本年度は4回の落雷について雷撃点マップが作成された。

さらに、本年度は地元電力会社と共同で配電線に発生する落雷時の零相電圧、零相電流の測定が開始され、電力設備の落雷事故に絞った事故との相関の解明が緒についたところである。
切除不能膵癌に対する低酸素細肪増感剤KU-2285と術中照射の併用の臨床研究

切除不能膵癌に対して術中照射と新しいフッ素化2-ニトロイミダゾール系低酸素細胞増感剤KU-2285を併用する臨床研究を行った。対象は肝転移や腹膜播種のないIVa期までの切除不能膵癌症例で、術中照射の適応となる患者である。術中照射の際生検を行い、組織診を確定させた。術中照射の1-1.5時間前にKU-2285 7g/m^2を小腸内に投与し、30Gyの照射を行った。消化管に対しては14Gyまでとし、消化管に照射される場合はfield-in-field法を用いて、30Gyを投与した。また術中照射の際の消化管への照射線量に応じて、外部照射40-50Gyを併用した。これまでに31例膵癌患者に対してこの治療を行ったが、そのうちの19例が非転移症例であった。この19例の生存期間中央値は12.5ヶ月であり、1年局所制御率は56%であった。これは術中照射の際に増感剤を使用しなかった対照群の8ヶ月および27%と比べて良好な成績である。現在2名が術中照射後26および14ヶ月で、明らかな画像上の再発所見なく生存中である。KU-2285投与に伴う重篤な有害事象は認めなかった。KU-2285は術中照射などの一回大線量照射と併用すれば有用性が期待できる有望な低酸素細胞増感剤であると考えられた。基礎実験としては、KU-2285よりもより多く臨床で使用されているニモラゾール、サナゾールについて、マウスEMT6およびSCCVII培養細胞およびそれらをBalb/cおよびC3Hマウスに移植した腫瘍を用いて増感効果を検討した。いずれの化合物も明らかな効果を認めたが、増感率に関しては以前に報告されているKU-2285の増感率にはやや劣ると考えられた。これらの化合物について、KU-2285に代わって臨床的検討を行う価値があるか否かについては、さらに今後の検討が必要である。
長期記憶を制御する遺伝子発現機構の総合的研究

神経活動によって核内で引き起こされる前初期遺伝子群の誘導の様子を可視化することは、高次脳機能の根本的な原理を解明する上で不可欠である。研究代表者はこれまでに前初期遺伝子の一つであるArcの刺激誘導性を担うエンハンサーであるSAREを発見した(Kawashima, PNAS, 2009)。本研究の目的は、前初期遺伝子の誘導を生体内で観察可能にし、更にはこの可視化した神経細胞を遺伝子工学的に操作する実験系を構築することである。研究代表者は研究計画の1年目に、SAREを用いた新規刺激誘導性プロモーターE-SAREを作成すると共にウイルスベクターの精製・脳内注入法を確立した。2年目には2光子顕微鏡によるウイルス感染細胞の神経細胞の生体内イメージング法及び解析法を確立した。これらの成果に基づき、研究計画の3年目には以下の成果を達成した。成果1)E-SAREと、薬剤誘導性リコンビナーゼを組み合わせることで、マウスの外側膝状体における眼反応性特異的な細胞集団を標識し、その一次視覚野に至る長距離の軸索投射を生きた動物の脳内において可視化する実験に成功した。成果2)カルシウムプローブGCaMPと、E-SAREの下流に発現させた蛍光レポーターの同時イメージングを行うことで、マウスの大脳皮質1次視覚野において特定の方位の視覚刺激に応答する経細胞をE-SAREにより特異的に標識することが可能であることを示した。上記成果により、E-SAREが脳機能研究に汎用的かつ革新的な意義を持つ技術であることが示された。これにより、脳内の情報処理機構についての新しい知見がもたらされることが期待される。神経活動によって核内で引き起こされる前初期遺伝子群の誘導は、単一神経細胞レベルでの可塑的変化の基盤となる過程である。この誘導の様子を可視化することは、高次脳機能の根本的な原理を解明する上で不可欠である。研究代表者はこれまでに前初期遺伝子の一つであるArcの刺激誘導性を担うエンハンサーであるSAREを発見し(Kawashima,PNAS,2009)、このエンハンサーが前初期遺伝子の誘導を可視化する強力なツールとなり得ることを示している。本研究の目的は、これまでの成果を発展させ、前初期遺伝子の誘導を生体内でリアルタイムに観察可能にし、更にはこの可視化した神経細胞を遺伝子工学的に操作する実験系を構築することである。研究計画の1年目には、研究代表者は以下の成果を達成した。成果1)SAREを用いたプロモーターの改良・最適化を行い、刺激誘導性を大幅に改善することに成功した。成果2)昆虫細胞とバキュロウイルスを用いたアデノ随伴ウイルス(AAV)の大量精製法を習得した。更には、上記プロモーターを応用したアデノ随伴ウイルスベクターを作成した。成果3)脳定位手術により、生きた動物(マウス・ラット)の脳内ヘウイルスを注入する手技を習得した。これを応用して、上記AAVを海馬・視覚野等の脳内の神経細胞に感染させることに成功した。上記成果により、単一ウイルスベクターを用いて前初期遺伝子の誘導を生体内で観察可能となりつつあり、さらに、マウスのみならず多種の動物において今後の幅広い応用が期待される。研究代表者は研究計画の1年目に、SAREを用いた新規刺激誘導性プロモーターを作成し、更にはこのプロモーターを用いたウイルスベクターの精製・脳内注入法を確立した。これらの成果に基づき、研究計画の2年目には以下の成果を達成した。成果1)2光子顕微鏡を用いた、生きたマウスの脳内での蛍光3次元イメージング法を習得した。成果2)マウス頭蓋骨にカバーグラスを埋め込み、1ヶ月以上にわたり同一脳部位を繰り返し観察する、長期イメージング法を確立した。成果3)上記イメージングで得られた画像を解析し、数千個の細胞を自動で同定する解析プログラムを作成した。上記成果により、単一ウイルスベクターを用いて前初期遺伝子の誘導を生体内で観察する実験系を確立した。これにより、脳内の情報処理・学習機構についての新しい知見がもたらされることが期待される。成果

1)E-SAREと、薬剤誘導性リコンビナーゼを組み合わせることで、マウスの外側膝状体における眼反応性特異的な細胞集団を標識し、その一次視覚野に至る長距離の軸索投射を生きた動物の脳内において可視化する実験に成功した。成果2)カルシウムプローブGCaMPと、E-SAREの下流に発現させた蛍光レポーターの同時イメージングを行うことで、マウスの大脳皮質1次視覚野において特定の方位の視覚刺激に応答する経細胞をE-SAREにより特異的に標識することが可能であることを示した。上記成果により、E-SAREが脳機能研究に汎用的かつ革新的な意義を持つ技術であることが示された。これにより、脳内の情報処理機構についての新しい知見がもたらされることが期待される。本研究は、培養神経細胞を用いて自ら確立した分子生物学の技術を生きた動物の脳内に応用することを目標としている。今年度は実験系を生体内に移行する大変重要な年であり、多数の困難が予想された中、直面した問題を一つ一つ解決し、生体内イメージングとその解析の実験系を確立したことは、特筆に値する。本研究の次の課題は、自ら開発した新規プロモーターと、薬剤誘導性リコンビナーゼや光遺伝学等の遺伝子工学的手法を組み合わせ、これまでに不可能であった実験を可能にし、脳内の情報処理機構に新しい知見をもたらすことである。
メタロプロテアーゼの炎症および組織リモデリングにおける作用メカニズム

マトリックスメタロプロテアーゼ(MMP)は、感染、炎症、あるいは固型腫瘍の進展・発育において組織破壊とその修復に関与する重用なプロテアーゼ群である。一方近年、生体内において非常に単純な無機ラジカルである一酸化窒素(NO)がつくられることが明らかとなった。NOは、特に感染・炎症の場において過剰に産生され、NO_2やN_2O_3、さらにはONOO^-(パーオキシナイトライト)などの反応性の高い窒素酸化物に変化し、多彩な生物活性を発揮することが知られている。そこで今回、我々はMMPの活性化メカニズムを解明するため、ヒト好中球より精製したMMP前駆体(proMMP-8,好中球プロコラゲナーゼ)を用いて、反応性窒素酸化物NO_2およびONOO^-によるMMPの活性化について検討した。あわせて、細菌感染病態における組織破壊機構におけるMMPの役割を解析するため、各種細菌性プロテアーゼによるMMPの活性化についても検討した。その結果、ヒトproMMP-8は、μMレベルのNO_2とONOO^-により効率よく活性化され、これはproMMP-8のpropeptidedomain(autoinhibitory domain)の一個のL-cys残基がNO_2やONOO^-により酸化されることでMMPの前駆体性が消失し、活性化がもたらされるものと思われた(Arch.Biochem.Biophys.1997,in press)。この知見は、生体内におけるNOの過剰生成がMMPの活性化を介して組織のリモデリングに関することを示唆している。さらに、細菌性プロテアーゼのうち、特にサーモライシンファミリーに属する細菌性プロテアーゼである緑膿菌エラスターゼとコレラ菌プロテアーゼが強いMMPの活性化を示し、これらプロテアーゼは、これまで全く報告のない全くユニークな部位でMMPを限定分解し、活性化していることがわかった(J.Biol.Chem.272:6059-6066,1997)。従って、病原細菌の産生するいくつかのプロテアーゼは、宿主のMMPを活性化することにより、細菌の生体内侵入を促し、病原性に寄与する可能性が示された。
超新星背景ニュートリノ観測のためのスーパーカミオカンデ全反射型集光レンズ開発

本研究で開発している集光システムであるエアコーンは、透明アクリルと空気との境界で起こる全反射を利用して、光センサーに集光するシステムである。この集光システムを導入することで、スーパーカミオカンデのエネルギー分解能を向上させ、超新星背景ニュートリノの主なバッググラウンドの一つである宇宙線起源の各破砕事象と信号との識別力向上を目指す。2018年度は、2017年度に作成した集光システム試作機の光学的特性評価のためのセットアップ作成を行った。平行して、より詳細なシミュレーションの構築を行った。アクリル層の厚みが大きいほど、チェレンコフ光がアクリルに吸収さてしまうので、アクリル層の厚みはなるべく薄くすることが望ましい。一方で40mの水圧に耐えうる強い耐水圧を持つ必要がある。集光システムの試作機作成では、これらをを考慮した結果、アクリル厚1cmの中に3mmの空洞を持たせ、その空洞内にアクリルの支持構造を作ることで耐水圧を持たせた。この試作機の光学特性として、水中における集光システムの反射率、透過率の入射角依存を測定する。そのために、水槽、光検出器、集光システム及びその支持構造体、レーザーインジェクターを組み合わせたセットアップの作成に取り組んだ。シミュレーションは、これまで集光システム1つと光センサー1つとで基礎的なシミュレーションを行ってきたが、集光システムを実際の検出器シミュレーションに導入して、物理事象を発生して、検出器性能をより詳細に調べるためのコーディングを行っている。集光システム試作機の光学的特性評価のためのセットアップ作成に予想以上に時間を要した。試作機の特性評価を行いその結果をまとめ、シミュレーション結果と合わせて論文を投稿する。特性評価では、反射率、透過率の入射角依存を測定する。また波長の異なるレーザー光を用いてそれらの波長依存も調べる。シミュレーションでは、検出器のエネルギー分解能の向上を確認するとともに、集光システム導入によって生じる悪影響も調べる。それらの結果をもとに、最終的に物理解析に対する感度がどれだけ向上するかを見積もる。集光システム試作機の光学特性評価セットアップの作成に時間がかかっている。次年度では、サイズの違う試作機の作成、試作機の支持構造体の作成に予算を使用する予定である。
地方財政からみた都市集積の経済性に関する実証的研究-市町村合併のための基礎的研究-

本研究の目的は、(1)全国3000余の市町村を対象として、地方財政の歳入・歳出の諸項目について、都市規模との間の一般的関係を導出し、それによって、(2)都市集積の経済性を地方財政の観点から実証的に明らかにすること、また、(3)地方財政からみた適正都市規模を示し、(4)現存の広域市町村圏等について、市町村合併の効果を地方財政の観点から数量的に推計することであった。3カ年の研究を通じて、研究目的を予定通り達成し、別記の通り多数の研究成果を公表し、学会・地方自治体等における市町村合併論議に際して引用されている。その主要な知見は以下の通り。(1)市の人口当たり歳出(対数表示)は、人口規模(対数表示)に関して「下に凸の2次関数」の関係がある。(2)市の人口当たり歳入(対数表示)は、「自主財源」については、人口規模(対数表示)の「右上がりの3次関数」、「依存財源」については「下に凸の2次関数」の関係がある。(3)地方財政からみて、市の人口規模30万人程度までは都市集積の経済性が認められ、それより大規模となると不経済性が認められる。町村については、都市集積の経済性のみが認められる。(4)地方財政からみた適正都市規模は概ね人口2030万人程度である。(5)これらの結果を用いると、現存の341広域市町村圏が合併して341市を形成する場合、歳出総額は年間3兆7千億円(約13%)の節減が見込まれる。この節減額は、高速道路建設で東京・岡山県新見間の建設費に相当する。本研究では、行政サービスと都市規模の関係は主要テーマではなかったが、行政効率の導出に際して、試論的にこれを試みた。その結果、(6)市の人口当たり行政サービスは人口規模に関して「上に凸の右上がりの関数」であり、行政効率(行政サービス/人口当たり歳出総額)は人口24万人程度が最も効率的であることが分かった。この点は今後も研究を続けたい。地方財政からみた最適都市規模と、市町村合併の財政面への効果について、次の新たな知見を得た。1.市町村の職員数、人件費、諸歳出費目等について、対数表示の人口当たり諸歳出(職員数)と対数表示の人口規模との間には「下に凸の2次閏数」という一般的関係ある。2.その結果、人口当たり職員数、人件費、及び歳出総額を最小にするという意味での最適都市規模は、それぞれ、人口32万人、29万人,及び22万人程度である。3.市町村合併の歳出面からの効果として、全国341広域市町村圏に属する全市町村が圏域毎に合併した場合の推計費用節減は、職員数で12万3000人(平成6年度実績の18.2%)、人件費で年間7899億円(同14.2%)、歳出総額で年間3兆7000億円(同12.9%)である。4.また、歳入のうち自主財源(地方税等)については、対数表示の人口当たり自主財源は対数表示の人口規模に対して「右上がりの3次関数」の関係があり、他方、依存財源(地方交付税等)については、対数表示の人口当たり依存財源は対数表示の人口規模に対して「下に凸の2次関数」の関係がある。

5.その結果、自主財源については、人口当たり自主財源を最大にするという意味での最適都市規模は不確定であり、また、依存財源については、国庫支出金のような「一般的な依存財源」では、人口当たり依存財源の最小化という意味での最適都市規模は人口1626万人であり、地方交付税等の「高度な依存財源」では、人口当たり依存財源の最小値は現存する市の人口規模においては存在せず、実質上不確定である。6.太宗として、財政の観点からみた最適都市規模は概ね人口30万人弱である。これより小さい都市規模では規模の経済が働き、大きい都市規模では規模の不経済が作用する。著書『最適都市規模と市町村合併』は、「地方財政からみた最適都市規模及び市町村合併の効果に関する実証的研究」である。その方法は、まずデータにもとづいて、都市規模と地方財政の関係に関するファクト・ファインディングを導出し、そこから得られる一般的傾向性にもとづいて、最適都市規模、地方財政の評価、市町村合併の地方財政への効果等を定量的に解明しようとするものである。その結果得られた主要な帰結は次のとおりである。まず、一般的な傾向性としては、全国の市については、対数表示の人口当たり基準財政需要額、歳出総額、人件費及び地方交付税は、対数表示の人口数の「下に凸の2次関数」として極めてよく説明される。同様に、対数表示の人口当たり基準財政収入額及び地方税は、対数表示の人口数の「右上がりの3次関数」として極めてよく説明される。また、対数表示の財政力指数は、対数表示の人口数の「上に凸の2次関数」として、極めてよく説明される。この一般的傾向性より、最適都市規模について次のような興味ある結果が得られる。すなわち、全国の市について、地方財政の観点からみた最適都市規模は概ね人口30万人弱である。また、市町村合併の地方財政への効果につては、全国の341広域市町村圏の2929市町村が圏域毎に合併した場合の効果は、歳出面からみれば、歳出総額3兆7100億円(平成6年度実績の12.9%)の節減、人件費8100億円(同14.6%)の節減、基準財政需要額2兆5900億円(19.8%)の節減、また歳入面からみれば、地方税1兆6300億円(同19.2%)の増収、地方交付税3兆8500億円(同58.3%)の節減、基準財政収入額1兆200億円(同13.9%)の増収、さらに財政力指数0.234ポイント(同42.0%)の上昇、歳出総額/地方税比率0.91ポイント(同27.0%)の低下であり、いずれの場合にも効果はプラスである。「都市規模と事業所の開業率・廃業率」は、日本における事業所展開が新たな局面を迎えつつあるという認識のもとで、平成3年平成8年のデータにもとづいて、事業所の開業率、廃業率、増加率の観点から、日本における事業所数の変化と都市規模との間の一般的傾向性を明らかにした。主要な結果は次のとおり。(1)開業率については、「都市の全産業、製造業、卸売小売業・飲食店、及びサービス業のすべてについて一般的傾向性に違いはなく、対数表示開業率は対数表示人口規模の上に凸の2次関数の関係がある。」(2)廃業率については、「都市の全産業、卸売小売業・飲食店、及びサービス業については、対数表示廃業率は対数表示人口規模の右上がりの1次関数の関係があり、製造業については下に凸の2次関数の関係がある。」「都市規模と事業所の年齢」は、平成8年のデータにもとづいて、全産業と主要3産業(製造業、卸売小売業・飲食店、サービス業)の4産業について、まず、都市規模と事業所の年齢の間の一般的傾向性を明らかにし、次に、それを応用して、事業所の年齢の観点から、中国地方あるいは山口県を例にとって、特定地域の特徴を明らかにする方法を示したものである。その主要な結果は次のとおり。
プリオン感染に関与する新規分子の探索、およびその作用機序の解明

我々は、プリオン病の病原体の精製と感染に必須な因子を同定する事を目的に研究を行った。単一な培養細胞系としてプリオン感染マウス神経細胞を用いて、培養上清または細胞抽出液から感染価の高いプリオンの精製に成功した。さらに最も感染価の高い精製物においてタンパク質解析を行い、細胞抽出成分から33種類、培養上清成分から93種類の感染細胞で特異的に存在するタンパク質群の同定に成功した。ヒトのクロイツフェルト・ヤコブ病(CJD)や牛の海綿状脳症(BSE)は、致死性の中枢神経系の疾患であり、現在、効果的な治療薬・治療法は無い。本研究は、この疾患を克服するため感染に必須な因子を精製・同定し、プリオン病原体の感染メカニズムを解明する事で治療薬の開発、治療法の確立に寄与する事を目的とする。本研究では感染因子の同定を行うためにより単一な培養細胞系を用いた。しかし、プリオン研究で常用されるマウス神経細胞は、通常牛血清を補栄養素として使用するため牛由来の成分が多量に存在し、特定分子を同定する上で大きな障害となっていた。そこで我々は本件度、牛血清を使用しない非血清培養条件下で細胞の維持を検討した。数種類の培養条件を比較した結果、マウス神経細胞において非血清条件下で異常型PrPの蓄積維持を確認した。プリオン病の病原体は異常型PrPを含む構造物で複合体を形成していると考えられている。本年度は、プリオン感染マウス神経細胞の上清・細胞抽出液から、分子密度の違いにより分画(密度勾配遠心法)し、病原体を精製した。その結果、培養細胞系では、今までに報告の無い非常に軽い分画に異常型PrPが精製された。さらに、感染価は、異常型PrPと同様の分画に検出された。本年度における研究は、予定通り進行し、来年度以降の研究成果によって、プリオン病原体ならびに特異的因子の同定につながると期待できる。本研究では感染因子の同定を行うために、より単一な培養細胞系を用いた。本年度、プリオン感染マウス神経細胞の上清、又は細胞抽出液から、分子密度の違いにより分画(密度勾配遠心法)した。分画した溶液中の感染価を測定した結果、分子密度に応じて感染価が異なり、プリオンの精製に成功した。さらに最も感染価の高い分画を二次元電気泳動法による差異解析を行い、感染細胞でのみ発現するタンパク質を174スポット検出した。感染細胞でのみ発現するタンパク質スポットをゲルより切り出し、トリプシン消化後、LC/MS解析によってタンパク質を同定した。その結果、91個のタンパク質をデータベースより同定する事に成功した。さらに感染、非感染細胞からRNAを抽出し、RT-PCRで遺伝子発現量を解析する事で、感染細胞で強い発現量を示す遺伝子を特定した。来年度は、同定タンパク質がどのようにプリオン感染に関与するのか詳細に検討する事で、感染分子機構を明らかにして行く。本研究は、この疾患を克服するため感染に必須な因子を精製・同定し、プリオン病原体の感染メカニズムを解明する事で治療薬の開発、治療法の確立に寄与する事を目的とした。そこで本研究では単一な培養細胞系から感染因子の精製を始めた。プリオン感染マウス神経細胞の上清または細胞抽出液を準備し、分子密度の違いにより分画(密度勾配遠心法)した。各分画における感染価を測定した結果、分子密度に応じて感染性が異なりプリオンの精製に成功した事を確認した。さらに最も感染価の高い分画を二次元電気泳動法およびLC/MSにより差異解析を行い、感染細胞でのみで発現するタンパク質を検出した。その結果、プリオン感染細胞特異的なタンパク質群として細胞抽出成分から33種類、培養上清成分から93種類の分子の同定に成功した。これらの中には、先に報告されたExsosome関連タンパク質の他に、今までプリオンとの関連性が知られていないNCAM1やCD47などの膜タンパク質(他3種)、HSP70やHSP83などのシャペロン関連群(他多数)、Rasなどのシグナル伝達関連(他多数)、その他には酵素や他の微生物由来のタンパク質も見出されている。これらはプリオンの構成成分の一部として存在する事や感染に関与するKeyのタンパク質である可能性が示唆された。これらの結果をもとに今後、詳細に検討する事で、プリオンの本体ならびに感染機構を明らかにする事ができると期待できた。
山地林生態系における湿性・乾性沈着量の定量化と樹冠収支モデルの適用

本研究はアジアの2箇所の山地林生態系をモデルサイトとして,森林の樹冠部における無機イオン物質の循環プロセスの解明を目的とした.日本のブナ林サイトを構成する主要3樹種であるブナ,イヌブナ,ツガを対象にした観測した結果から,1)ブナとイヌブナの林内雨や樹幹流によって樹冠下へ供給される1年間のKの量は,同サイトのツガより多いこと,2)常緑針葉樹であるツガの樹冠下に供給されるMgとCaとNO3の量はブナやイヌブナよりも大きいことを明らかとした.タイの丘陵性常緑林においては,森林の樹冠部における無機イオン物質の循環プロセスに大きな影響を与える霧の発生パターン(日変化,季節性,年々変化)やその林内雨量への影響を明らかにした.本研究はアジアの2箇所の山地林生態系をモデルサイトとして,森林の樹冠部における無機イオン物質の循環プロセスの解明を目的とした.日本のブナ林サイトを構成する主要3樹種であるブナ,イヌブナ,ツガを対象にした観測した結果から,1)ブナとイヌブナの林内雨や樹幹流によって樹冠下へ供給される1年間のKの量は,同サイトのツガより多いこと,2)常緑針葉樹であるツガの樹冠下に供給されるMgとCaとNO3の量はブナやイヌブナよりも大きいことを明らかとした.タイの丘陵性常緑林においては,森林の樹冠部における無機イオン物質の循環プロセスに大きな影響を与える霧の発生パターン(日変化,季節性,年々変化)やその林内雨量への影響を明らかにした.本研究課題の期間全体を通した目的は,アジアの2箇所(日本サイト,タイサイト)の山地林生態系をモデルサイトとして,樹冠部における無機イオン物質の循環プロセス,すなわち,樹冠部への降水・霧による湿性沈着,樹冠部への粒子状・ガス状物質の乾性沈着,樹冠部での溶脱・吸収といった物質の循環過程を現地観測により定量的に解明し,既存のモデルの適用可能性の確認や改良をおこなうことにある.研究期間の初年度にあたる本年度では,まず,2箇所の研究サイトにおいて,1.降水・霧による湿性沈着量,2.インファレンシャル法による粒子状・ガス状物質の乾性沈着量,3.林内雨・樹幹流による全沈着量を,時間連続的に現地観測するためのシステムを構築し,本研究課題の基盤である定期的な観測データの収集を開始した.また,本課題に先行してタイサイトで収集していた観測データを用いて,同サイトの霧の発生パターンの解析し,同サイトの森林生態系が霧によってどれほど涵養されているかという点について検討し(Tanaka et al.2010,Tanaka et al.2011),さらに,同サイトで霧サンプルの採取のために使用している霧コレクターの性能についても検討した(Tanaka et al. submitted).また,日本サイトにおける先行データに対して,樹冠部の物質収支モデルを試行的に適用し,その適用可能性について検討をおこなった(今村ら,2010).これらの先行データを用いた検討結果は,いずれも,本年度から開始している一連の観測結果の整理・理解を進めるものと期待される.本研究課題の期間全体を通した目的は,アジアの2箇所(日本サイト,タイサイト)の山地林生態系をモデルサイトとして,森林の樹冠部における無機イオン物質の循環プロセス,すなわち,樹冠部への降水・霧による湿性沈着,樹冠部への粒子状・ガス状物質の乾性沈着,樹冠部での溶脱・吸収といった物質の循環過程を現地観測により定量的に解明し,既存のモデルの適用可能性の確認や改良をおこなうことにある.研究期間の初年度にあたる昨年度は,2箇所の研究サイトにおいて,降水・霧による湿性沈着量,乾性沈着量,林内雨・樹幹流を介して林床に到達する全沈着量を,時間連続的に現地観測するためのシステムを構築し,本研究課題の基盤である定期的な観測データの収集を開始した.今年度は,それらの定常的な観測システムを維持しつつ,新たに,霧水の化学性を正確に把握するために,アクティブ型の霧水サンプラーを現地に設置し,定期的な観測で用いているパッシブ型の霧水サンプラーによる観測結果との比較を開始した.また,今年度は,ここまで蓄積されつつある観測データを利用して,日本サイト,すなわち,奥秩父に立地するブナ-イヌブナ林生態系における樹冠部の物質循環の季節変化とその種間差について解析し,その結果を印刷公表することができた(今村ら,印刷中).当該成果においては,本研究課題の当初計画では,来年度に実施予定となっていた観測データの既存の樹冠収支モデルへの適用をおこなっており,本課題の最終的なとりまとめに向けて,大きく前進したといえる.