hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
カルシウムによる遺伝子転写調節因子のクローニング-細胞内導入及び発現に向けて

生体の細胞外液Ca濃度の恒常性を保つための機構を解明する目的で、外液Ca濃度を感知してnCaREというDNAエレメントを共有する一群の遺伝子の転写を抑制する転写因子を同定した。この核蛋白は、種々の転写因子のDNA結合活性を増強させることが知られていたref1というものであった。しかし、これまで、ref1自体のDNA結合活性については知られていなかった。以下に我々の得た知見を記す。1)大腸菌で大量発現させ精製したref1蛋白は、DNA配列(nCaRE)特異的に結合し、2)ref1発現ベクターを導入した培養細胞の核蛋白とnCaRE結合活性は劇的に増強した。3)ref1 mRNA及び蛋白の量は共に、細胞外液Ca濃度の上昇によって数倍増加した。この上昇は外液Ca濃度上昇による、nCaREに対する核蛋白の結合活性の増強と平行した。4)ref1蛋白は培養細胞において持続的に発現されているため、アンチセンスref1 cDNAをHeLa細胞に導入した。その結果、以上の結果から、ref1蛋白は、nCaREに結合することによって、細胞外液Caによる遺伝子転写抑制を媒介することが強く支持された。さらに、ヒトref1蛋白に対する抗ref1抗体を用いた実験によって、5)培養細胞核蛋白とnCaREとの間のゲルシフトアッセイにおいてこの抗体を加えるとnCaRE-核蛋白複合体は、抗体特異的に消失した。そして、抗体を含むこの反応液に、精製ref1蛋白を加えるとnCaRE-核蛋白複合体が元通りに復元された。これらの実験結果から、細胞外液Ca濃度依存性に、nCaREを有する遺伝子の転写抑制に関わる核蛋白(nCaREB)の少なくとも一つがref1蛋白であることが結論された(Prog.in Endocrinology,1993;pp407-410、及び投稿中)。細胞外液カルシウム(Ca)による遺伝子発現抑制機構にかかわる核内転写因子(nCaREB)の構造解明を目的に、まず、SDSポリアクリルアミド電気泳動(PAGE)と標識オリゴヌクレオチド(nCaRE)を用いて、培養細胞核蛋白のサウスウェスタン解析を行なった。その結果、高濃度のジスレイオトール(DTT)存在下で、塩基配列特異的にnCaREと結合する約35キロダルトン(KDa)の蛋白を見いだした。この蛋白のDNA結合活性は、細胞外液Ca濃度の上昇に伴い増強した。次に、nCaREBをクローニングする目的で同様のサウスウェスタン法を用いてHeLa細胞cDNAライブラリーをスクリーニングした。その結果得られた3種のクローンのうちの一つ、分子量37KDaの蛋白refl(redox factorl)についての解析を進め、以下の知見を得た。1)大腸菌で大量発現させたreflのSDS-PAGEを行い、サウスウェスタン法により、このreflがやはりnCaREと特異的に結合することをゲル上で確かめた。2)ほ乳類培養細胞にトランスフェクションしたreflは、ゲルシフトアッセイにおいてnCaREB活性を明らかに増強した。3)in vitro translationによって発現させたreflにはDNA結合活性は殆ど見られなかった。このことは、細菌や培養細胞において保存されているなんらかの蛋白修飾機構(酸化還元反応など)が、reflのDNA結合に必要であることを示す。4)培養細胞にreflを導入した系において、nCaREを含むレポーター遺伝子を同時導入し、細胞外液Ca濃度の変化が、レポーター活性に与える効果を調べた。その結果、reflなしで認められた、細胞外液Ca濃度依存的なnCaREを介するレポーター活性の低下がrefl存在下では消失し、高い外液Ca濃度の場合ばかりでなく、低い外液Ca濃度においてもレポーター活性は低下したままであった。このことは外液Caによる情報がreflに伝わる機構は未だ不明であるものの、reflがnCaREBそのものか、または、少なくともnCaREBの活性を増強する核蛋白であることを強く示唆する。

これらの実験結果から、細胞外液Ca濃度依存性に、nCaREを有する遺伝子の転写抑制に関わる核蛋白(nCaREB)の少なくとも一つがref1蛋白であることが結論された(Prog.in Endocrinology,1993;pp407-410、及び投稿中)。
時間割引と存在論的恐怖－認知神経科学からのアプローチ－

ヒトは将来起こり得る出来事を想像できる。またヒトの一生にいずれ終わりが訪れることも認識可能である。この研究では機能的核磁気共鳴画像法(fMRI)を用いて、将来の死を考えることが将来の金銭報酬の意思決定に及ぼす影響を検討した。異時点間選択課題において、参加者は死を想像したときに遅延報酬の主観的価値を低めることが示された。この傾向は死を報酬選択に関連づけている者で顕著であった。これらの参加者は死を想像し、遅延報酬を選択する際に、扁桃体や背側前部帯状回の活動が高いことが示された。これらは将来の報酬選択と死の不可避性の気づきにより生じた情動的葛藤が時間割引を促進させることを示唆する。平成26年度は,機能的核磁気共鳴画像法(functional magnetic resonance imaging: fMRI)により,存在論的恐怖(死がいつ訪れるかは予測不可能であり,不可避であるという認識から生じる不安や恐怖)が時間割引(遅延時間の経過に伴う報酬価値の減衰)に及ぼす影響について検討した。より具体的には,fMRIの中で実験参加者に将来起こり得る出来事として死関連の出来事を想像してもらい,その後に,異時点間報酬選択課題を行い,すぐに得られる少額報酬と,すぐには得られない高額報酬に対する実験参加者の選好過程を測定した。加えて,実験後には報酬選択に関連し得る個人特性(衝動性など)や環境要因に関して質問紙調査により回答を得た。実験の結果,死関連の出来事を想像した後では,死とは関連の低い出来事(ネガティブ,ポジティブ,ニュートラル)を想像した場合よりも,すぐに得られる少額の報酬を選択する傾向が増加することが確認された。このような結果は,人が未来を展望する上で,死関連の出来事は他の出来事とは異なるものとして情報を処理し,遅延報酬の選択と関連付けていることが考えられる。今後は,これらの心理的現象の背景にある脳のメカニズムを特定するためにMRIで撮像した画像データについて詳細な解析を施し,また種々の調整要因との関連を明らかにする。平成27年度は、前年度に実施していた機能的核磁気共鳴画像法(functional magnetic resonance imaging:fMRI)を用いた実験の追加データを取得し、行動指標および画像データに関して解析を行った。データ解析の結果、将来の死を想像することは、時間優先の報酬選好を促すこと、そして、将来の出来事を想像する際には未来思考に関わる内側前頭前野や楔前部の賦活が確認されるが、将来の死を想像する際にはそれらの領域が活動しにくいことが示された。また、これらには個人差の影響も強く反映され、熟慮性の高い者で死を想像した際の時間優先の報酬選好が顕著であり、未来思考に関わる脳領域、プランニングに関わる脳領域、報酬処理に関わる脳領域の活動が強いことが示された。したがって、これらは死を想像することは熟慮型の認知に依存し、その認知を介し現在や将来の報酬価値を修飾することを示唆する。平成26年度においては,存在論的恐怖が時間割引に及ぼす影響について,行動指標及び生理指標の観点から検証を試みた。行動指標に関して得られた結果は仮説との整合性が高く,またネガティブな情動を含む未来想像とは異なる影響過程として,死関連出来事の想像の影響を示すことが出来た点で大変意義あるものである。加えて,画像解析に関しても,ターゲットとした脳領域(e.g.,未来展望に関与する領域)において,ネガティブ情動を含む未来想像とは異なる活動が,死関連の出来事の想像において確認された。これらの知見は,未来展望の観点から死の特異性を捉え直す契機となり得るものであり,当該分野において独創性が高く,学術的貢献をなすものである。さらには,生の有限性と報酬処理の関連を見出したことで,現代社会に潜む多様な報酬接近行動の問題に対して新たな解釈を提示する。これらの研究成果は,当初計画されていたものを少なからず超えるものである。社会心理学これまでの研究成果をさらに発展的に推し進めるため,個人特性や環境要因との関連について検討する。具体的には個人特性としての衝動性や環境要因としての社会経済的地位に着目することで,存在論的恐怖が時間割引に及ぼす影響に対して,説明力の高いモデルを提唱する。さらに脳機能画像解析を進めることによって,存在論的恐怖が時間割引を増加させる脳のメカニズムを特定するよう取り組む。次年度使用額が生じた理由としては,当初予定していたデータ記録媒体の購入を控えたためである。これは現在所有している記録媒体で,平成26年度の実験で得たデータの記録が完了したためである。平成27年度も26年度同様に実験を行うため,その際のデータ記録媒体の購入費用として使用する。
雌雄異株植物を用いた性染色体と生殖器官特異的遺伝子群に関する分子細胞学的解析

本研究の目的は、性染色体をもちXY型の性決定を行う雌雄異株植物メランドリウム(ヒロハノマンテマ、Silenelatifolia)を用いて生殖器官形成に関わる遺伝子群を単離・同定すると同時に、高等植物の性染色体にコードされる遺伝子群が生殖器官形成に果たす役割を明らかにすることである.特に、雄にしか存在しないY染色体は性決定において重要な役割を担っていると考えられるので、本研究では雄性生殖器官特異的に発現される遺伝子群およびY染色体特異的遺伝子群に解析を集中した.今年度の成果は以下のとおりである.(1)レーザーマイクロダイセクションを用いて単離されたY染色体由来の高度反復配列のひとつ、RMY1(repetitive sequence in microdissected Y chromosome)は、チェコのグループがマイクロダイセクションによりメランドリウムX染色体から単離したサプテロメア様配列X43.1に高いホモロジーを示した.FISH解析の結果、RMY1は常染色体を含む多数の染色体末端部分に局在を示したが、性染色体間では局在様式が異なっていた(X染色体は両端、Y染色体は一方の末端).この配列は性染色体の異型化を考察する上で有用な指標になると考えられる.(2) 10merのプライマーを用いて雌雄ゲノムDNAを鋳型とするRAPD解析を行い、雄DNAから特異的に増幅されてくるDNA断片を得た,ゲノミックサザンハイブリダイゼーションにより雄特異性を検討し、最も雄特異性が高いと思われたクローンについてSTS化を行い、雄特異的に単一のバンドが増幅されることを示した.inverse PCRにより、その周辺領域の取得を試みたところ、逆転写酵素様のタンパク質をコードし得るORFを含む約9.6kbpのクローンを得た.この配列はY染色体DNAのマーカーとして有用であるとともに、Y染色体特異的遺伝子の有力な候補である.本研究の目的は、性染色体をもちXY型の性決定を行う雌雄異株植物メランドリウム(ヒロハノマンテマ、Silenelatifolia)を用いて生殖器官形成に関わる遺伝子群を単離・同定すると同時に、高等植物の性染色体にコードされる遺伝子群が生殖器官形成に果たす役割を明らかにすることである.特に、雄にしか存在しないY染色体は性決定において重要な役割を担っていると考えられるので、本研究では雄性生殖器官特異的に発現される遺伝子群およびY染色体特異的遺伝子群に解析を集中した.今年度の成果は以下のとおりである.(1)レーザーマイクロダイセクションを用いて単離されたY染色体由来の高度反復配列のひとつ、RMY1(repetitive sequence in microdissected Y chromosome)は、チェコのグループがマイクロダイセクションによりメランドリウムX染色体から単離したサプテロメア様配列X43.1に高いホモロジーを示した.FISH解析の結果、RMY1は常染色体を含む多数の染色体末端部分に局在を示したが、性染色体間では局在様式が異なっていた(X染色体は両端、Y染色体は一方の末端).この配列は性染色体の異型化を考察する上で有用な指標になると考えられる.(2) 10merのプライマーを用いて雌雄ゲノムDNAを鋳型とするRAPD解析を行い、雄DNAから特異的に増幅されてくるDNA断片を得た,ゲノミックサザンハイブリダイゼーションにより雄特異性を検討し、最も雄特異性が高いと思われたクローンについてSTS化を行い、雄特異的に単一のバンドが増幅されることを示した.inverse PCRにより、その周辺領域の取得を試みたところ、逆転写酵素様のタンパク質をコードし得るORFを含む約9.6kbpのクローンを得た.この配列はY染色体DNAのマーカーとして有用であるとともに、Y染色体特異的遺伝子の有力な候補である.
性的二型核の生理機能と性差構築機構の解明

前年度に作製したカルビンディンのshRNAを発現するアデノ随伴ウィルスベクターを雌雄ラットの視索前野の性的二型核(SDN-POA)に注入して、同領域のカルビンディンの発現をノックダウンした動物の性行動を解析した。その結果、SDN-POAのカルビンディンをノックダウンした雄ラットは、対照群の雄ラットと同様に、雄性行動を発現した。しかし、SDN-POAのカルビンディンをノックダウンした雌ラットは、対照群の雌ラットと比べて、雌性行動の発現頻度が低下した。これらの結果から、SDN-POAのカルビンディンは雄性行動の制御には関与しないが、雌性行動の促進制御に関与することを示唆された。前年度の研究では、性的二型核の性差構築における思春期の性ホルモンの役割を明らかにするため、雌雄マウスの性的二型核に対する思春期前性腺除去の影響を調べた。その結果、雄優位な性的二型核であるSDN-POAとBNSTpのニューロン数は精巣除去により減少し、雌優位な性的二型核であるSDN-DHのニューロン数は卵巣除去により減少した。本年度は、思春期前の性腺除去による性的二型核のニューロン数減少が思春期における性ホルモンの代償投与により回復するか否か検討した。その結果、精巣状去によって減少したSDN-POAとBNSTpのニューロン数はテストステロン投与により増加することが明らかになった。また、卵巣除去により減少したSDN-DHのニューロン数はエストラジオール投与により増加した。以上の結果から、思春期の精巣から分泌されるアンドロゲンはSDN-POAとBNSTpの雄性化を促し、卵巣から分泌されるエストロゲンはSDN-DHの雌性化を促すことが分かった。雌マウスではSDN-DHが養育行動の制御に関与することが示唆されているので、仔マウスを提示した時の雌雄マウスにおけるSDN-DHの神経活性を調べる組織学的解析を行い、仔を提示した時の被験動物の行動とSDN-DHの神経活性の関係性およびその性差を調べる。ラットの視索前野の性的二型核(SDN-POA)を含む視索前野は性行動の制御に関与する。そこで、SDN-POAの性差を構築するカルビンディンニューロンが雌雄ラットの性行動の神経制御に関与するか否か明らかにするため、神経活性マーカーであるc-Fosを指標にした組織学的解析を行った。動物の性行動を観察した後、発情雌に対して性行動を起こして射精した雄ラットの脳を解析した結果、性行動を起こさなかった対照群の雄ラットに比べて、SDN-POAのカルビンディンニューロンのc-Fos発現が増加することが分かった。また、雄ラットの性的刺激に応じて性行動を起こした雌ラットの脳を解析した結果、雌ラットのSDN-POAのカルビンディンニューロンのc-Fos発現も対照群の雌ラットに比べて増加することが明らかになった。以上のことから、性行動を起こす雌雄ラットのSDN-POAのカルビンディンニューロンの神経活性は高まることが明らかになった。上記解析より、SDN-POAのカルビンディンニューロンが性行動制御に関与することが示された。次年度研究では、カルビンディンの発現を抑制した動物の性行動への影響を調べる計画であり、本年度はカルビンディンのsmall hairpin RNAを発現するアデノ随伴ウィルスベクターを作製した。また、作製したウィルスベクターはカルビンディンの発現を効果的に抑制することが確かめられた。性的二型核の性差構築における思春期の性ホルモンの役割を明らかにするため、雌雄マウスのSDN-POA、BNSTpおよびSDN-DHの性差構築に対する思春期前性腺除去の影響を検討した。その結果、雄マウスのSDN-POAとBNSTpの体積とニューロン数は思春期前の精巣除去により少なくなった。一方、雌マウスのSDN-DHの体積とニューロン数は思春期前の卵巣除去により少なくなった。次年度の研究に使用を予定していたカルビンディンのsmall hairpin RNAを発現するアデノ随伴ウィルスベクターの作製に成功し、次年度研究の準備が整った。

その結果、精巣状去によって減少したSDN-POAとBNSTpのニューロン数はテストステロン投与により増加することが明らかになった。また、卵巣除去により減少したSDN-DHのニューロン数はエストラジオール投与により増加した。以上の結果から、思春期の精巣から分泌されるアンドロゲンはSDN-POAとBNSTpの雄性化を促し、卵巣から分泌されるエストロゲンはSDN-DHの雌性化を促すことが分かった。本年度研究で作製したウィルスベクターを用いたノックダウン実験をラットだけでなくマウスでも実施し、種差の検討も行う。雌マウスではSDN-DHが養育行動の制御に関与することが示唆されているので、仔マウスを提示した時の雌雄マウスにおけるSDN-DHの神経活性を調べる組織学的解析を行い、仔を提示した時の被験動物の行動とSDN-DHの神経活性の関係性およびその性差を調べる。カルビンディンをノックダウンするアデノ随伴ウィルスベクターの作製が順調に進んだため。次年度において、ノックダウン実験に使用する動物として、ラットだけでなくマウスも用いて、種差の検討を実施する計画である。おおむね計画通り予算執行したが、残額が発生した。当該助成金は次年度に実施する実験の費用として使用する
ビザンティン写本挿絵における貴族詩篇の研究

当初比較する予定であった4写本のうち、同一工房の制作にかかると思われたハーヴァード大学ホートン図書館ギリシア語3番とオックスフォード大学ボドリアン図書館バロッチ15番(ともに1104/05年)がそれぞれ別の工房の作であると考えられる旨を論文にて報告した。また、残る2写本のうちフンボルト大学キリスト教考古学・教会美術部門3807番(11世紀末12世紀初頭)が第二次世界大戦時に焼失したと判明したため、計画を一部変更してまず貴族詩篇の再カタログ化に着手した。アンソニー・カトラーが1984年に発表した貴族詩篇のカタログ(A. Cutler, The Aristocratic Psalters in Byzantium, Paris 1984)から除外した、もしくは見落とした作例を新たに8写本発見した。この作業を通じて、パトロンの判明している貴族詩篇6作例中4作例は修道僧・修道尼の注文によるものであること、そもそも「貴族詩篇」という用語自体が印象論に由来するものであるという点が判明したため、「貴族詩篇」の定義とそれに該当する写本について論考を投稿した。また、上記のパトロンが判明している写本のうち、ディオニシウ修道院65番の挿絵の一部がパトロンの救済を企図して描かれたものであるという考察を学会にて発表した。これに並行して、図版資料や詳細な情報が入手できない作例から優先的に実見調査を行った。2018年6月1日から11日まではニューヨークおよびボルティモアへ、同年2月1日から19日まではミラノ・ヴェローナ・ヴェネツィアに研究出張へ赴き、各地の図書館や博物館で写本の撮影やクワイア構成の確認などを行った。その結果、これまで未刊行であった挿絵や、冊子学上貴重な情報を多く収集した。当初の研究計画から一部変更はあったものの、現存する貴族詩篇の再カタログ化を終え、その過程で新たな作例を指摘することができた。研究出張についても、当初の予定通り2回実施し、調査対象に設定した写本すべての調査許可が降りたため、それまで文献では確認し得なかったデータを多く入手した。これらの作業から得た結果を基に、論文2本、学会発表1本の研究成果も挙げられたため、概ね順調に進展していると判断する。目下、上記パトロンの判明している貴族詩篇4作例のうち、ディオニシウ修道院65番とオックスフォード大学クライスト・チャーチ・カレッジ61番にはどちらも写本の注文主を死者として描いた特殊な挿絵があることに着目している。他のジャンルのビザンティンの挿絵入り写本では管見の限り類例が見受けられない。したがって、現在は貴族詩篇の一部が修道僧・修道尼の葬礼の準備や死後の追善供養の一環として制作された可能性を追究するべく研究を進める予定である。特にディオニシウ65番に含まれる全9枚の挿絵のうち、巻頭の7枚は注文主の修道僧サバスの救済サイクルとでも呼ぶべき特殊な装飾プログラムを構成している。この挿絵群は公式な教義としては採用されなかった「私審判」思想の影響が色濃く認められ、個人の死後の運命とそれに想いを馳せる注文主を描いた極めて特殊な図像であるにも拘わらず、先行研究に乏しい。クライスト・チャーチ・カレッジ61番の挿絵も『聖母の冥府下り』と呼ばれる宗教文学が下敷きとなっている可能性があるが、こちらも同様に先行研究が殆ど無い作例である。2写本の分析に加え、故人となった注文主が描かれた他のジャンルの写本や、聖堂における墓碑やそれに付随する壁画の図像を収集し、比較対象としたい。また、葬礼における詩篇の使用についても文献資料から考察する。

研究出張についても、当初の予定通り2回実施し、調査対象に設定した写本すべての調査許可が降りたため、それまで文献では確認し得なかったデータを多く入手した。これらの作業から得た結果を基に、論文2本、学会発表1本の研究成果も挙げられたため、概ね順調に進展していると判断する。目下、上記パトロンの判明している貴族詩篇4作例のうち、ディオニシウ修道院65番とオックスフォード大学クライスト・チャーチ・カレッジ61番にはどちらも写本の注文主を死者として描いた特殊な挿絵があることに着目している。他のジャンルのビザンティンの挿絵入り写本では管見の限り類例が見受けられない。したがって、現在は貴族詩篇の一部が修道僧・修道尼の葬礼の準備や死後の追善供養の一環として制作された可能性を追究するべく研究を進める予定である。特にディオニシウ65番に含まれる全9枚の挿絵のうち、巻頭の7枚は注文主の修道僧サバスの救済サイクルとでも呼ぶべき特殊な装飾プログラムを構成している。この挿絵群は公式な教義としては採用されなかった「私審判」思想の影響が色濃く認められ、個人の死後の運命とそれに想いを馳せる注文主を描いた極めて特殊な図像であるにも拘わらず、先行研究に乏しい。クライスト・チャーチ・カレッジ61番の挿絵も『聖母の冥府下り』と呼ばれる宗教文学が下敷きとなっている可能性があるが、こちらも同様に先行研究が殆ど無い作例である。2写本の分析に加え、故人となった注文主が描かれた他のジャンルの写本や、聖堂における墓碑やそれに付随する壁画の図像を収集し、比較対象としたい。また、葬礼における詩篇の使用についても文献資料から考察する。
農業における市場競爭条件の整備と国際市場競爭力の強化策に関する研究

本課題による第2年度の研究成果を要約すると,以下のようである。1.国際市場価格競争下における経営体活動条件の整備(1)自由市場経済においては,農業といえども経営規模の拡大や縮小が,弾力的にできる自由性の高い農業経済構造にする必要がある。そのため基本的生産要素である農地の所有と利用の分離や,農家の農地所有拡大を促進する農地所有権移動の自由化が必須の課題となる。これらは何れも規制の緩和を必要とするもので,現行農地法の大幅な改正が要請されることを指摘した。(2)この農地のほか農業の季節性を排除するような技術や経営システムを開発し,農業労働の年平均的周年就業構造を確立する。これらの条件を整備し,個別経営体が規模拡大し易くすれば,資本経営意識の向上につれて企業性が高まり,生業性は払拭されて,市場競争適応の発展性を具えた企業的農業経営体形成が醸成されることを明らかにした。2.作目別低コスト生産システムをもつ複合経営の生成と育成個別経営体の規模拡大が可能であることを前提として,市場価格競争力のある経営体とするには,低コスト生産システムをもつ作目が,経営全組織の中に合理的に組み込まれる必要がある。その経営合理性の指標として,(1)家族労働力の周年就業,(2)作目結合と収益性確保,(3)経営の長期安定成長性の確保,(4)生物生態系保持と経済性の均衡,(5)複合経営システムを支える新技術の開発,(6)労働力や農地の需給調整機関の設置と活性化などがあげられる。これらの指標達成とともに,近代的複合経営体を成立させ育成することが課題となる。本研究ではそうした複合経営体の成立の可能性を検討すべく,稲作経営と肉用牛経営をとり上げ,その分析と考察を加えた。これにより国際市場競争下における農業発展に,大きな展望を与えることができたと考える。今回の報告は,本課題による2年継続研究の第一年度のもので,その概要は以下のようである。一般に農産物ばかりでなく工業製品においても,市場競争力を規定するものは価格と品質とされる。さらに価格は,その基礎をコストにおいており,品質は生産物の効用,機能の高さによって規定されている。そこでまず,価格競争力を高めるためのコスト低減の理論体系を考察すべく,そのマクロ理論としての生産関数論と,ミクロ理論としての費用関数論を中心に検討を加えたが,これらは何れも単一作目についてみた場合のコスト低減理論であり,経営体に受れ入れられて実践できるかどうかは,明らかにできない。経営として成立しない生産理論は,その作目にとって如何に合理的なコスト低減理論であっても,実践性に乏しい。以上のようにこの第一年度の研究で明らかになったことの1つは,各作目別のコスト低減理論に沿った低減策が,経営として容易に受け入れられる関係づくりこそ,国際価格競争力をもつ経営体の確立に,極めて重要ということである。第二年度は,そうした経営構造を解明し,国際市場競争力をもつ経営体の確立方策を検討したい。

これらは何れも規制の緩和を必要とするもので,現行農地法の大幅な改正が要請されることを指摘した。(2)この農地のほか農業の季節性を排除するような技術や経営システムを開発し,農業労働の年平均的周年就業構造を確立する。これらの条件を整備し,個別経営体が規模拡大し易くすれば,資本経営意識の向上につれて企業性が高まり,生業性は払拭されて,市場競争適応の発展性を具えた企業的農業経営体形成が醸成されることを明らかにした。2.作目別低コスト生産システムをもつ複合経営の生成と育成個別経営体の規模拡大が可能であることを前提として,市場価格競争力のある経営体とするには,低コスト生産システムをもつ作目が,経営全組織の中に合理的に組み込まれる必要がある。その経営合理性の指標として,(1)家族労働力の周年就業,(2)作目結合と収益性確保,(3)経営の長期安定成長性の確保,(4)生物生態系保持と経済性の均衡,(5)複合経営システムを支える新技術の開発,(6)労働力や農地の需給調整機関の設置と活性化などがあげられる。これらの指標達成とともに,近代的複合経営体を成立させ育成することが課題となる。本研究ではそうした複合経営体の成立の可能性を検討すべく,稲作経営と肉用牛経営をとり上げ,その分析と考察を加えた。これにより国際市場競争下における農業発展に,大きな展望を与えることができたと考える。
液液界面光触媒反応系の開発

光触媒反応で有機化合物の変換を行なう場合、有機化合物を溶解させた溶媒に光触媒粉末を懸濁させて光を照射するのが通例であるが、有機化合物の多くは水に溶けないので有機溶媒を使う必要がある。申講者は、相溶性のない水と有機化合物の界面に光触媒が配置できれば、有機溶媒を必要としない反応系が構築できると考えた。本研究では、この二相界面に分布する光触媒微粒子の調製およびこれを使った二相系での光触媒反応であるベンゼンの酸化反応を行った。さまざまな酸化チタン粉末を用いて、懸濁反応系での有機化合物の酸化反応をおこなったところ、メルク製、アナタース型の酸化チタンが比較的部分酸化生成物を多く生成したことから、これをモデル光触媒粉末として選択した。一般に、この酸化チタンのような酸化物粒子は表面水酸基が存在するため、親水的な表面をもっており、これらを水と有機化合物の二相系に加えると水相にだけ分散する。このような粉末をオクタデシルトリクロロシラン(ODS)のような長鎖アルキルをもったシリル化剤と反応させると疎水化し、有機相にのみ分数する粒子が得られた。表面を部分的に疎水化するため、このシリル化反応の前に少量の水を酸化チタン粉末に添加した。こうすると、粒子間に存在する水の毛管力によって、粒子が凝集して大きな二次粒子を形成する。この凝集二次粒子をODSの入った有機溶媒に入れると、粒子自体は親水的なので、凝集を保ったまま懸濁し、ODSは凝集粒子の外側とだけ反応するので、その結果、表面の一部分だけが疎水化された親水性、疎水性両方の表面をもつ異方性の酸化チタンが得られ、この粉末は期待どおり異相界面に集合した。調整した修飾酸化チタンの光触媒活性について、水と酸素をつかったベンゼンの光水酸化反応で評価を行ったところ、界面に集合する異方性の酸化チタンあるいはベンゼン相に分散する疎水性の酸化チタンでは、系内を懸濁させず静置系で反応を行うと、選択的にフェノールを生成することがわかった。酸化チタン(TiO_2)などの半導体粉末を用いた光触媒反応は、温和な温度・圧力条件でも反応を行うことができ、光エネルギーを利用することで熱的には進行しがたい反応を誘起させることも可能であることから、新規な物質変換反応の開発が期待できる。実際の反応では、有機化合物を溶かした水やアセトニトリルなどの溶媒に、光触媒を懸濁させて光を照射するのが通例であるが、原料、反応生成物や溶媒の光吸収が光触媒のそれと重なると、反応速度が減少するうえ、有機化合物の直接光反応が避けられないため、利用できる反応には制約があった。われわれは、相溶性のない水と有機化合物の界面に光触媒が配置できれば、光触媒の効率のよい光吸収と有機化合物の直接光反応の抑制を両立させることができると考えた。ここでは、粉末表面の一部にアルキルシリル基を導入して、水-有機溶媒二相系の界面に分布するTiO_2を調製し、これを用いた新しい反応方法、「界面光触媒反応」を提案する。Merck社製のTiO_2粉末に少量の水を加え、粉末を凝集させた後、これをオクタデシルトリクロロシランと反応させて表面の一部をオクタデシルシリル基で修飾したTiO_2(w/o-TiO_2)を得た。また、前段で水を加えずにODSと反応させて表面全体を修飾したTiO_2(o-TiO_2)も調製した。TiO_2およびo-TiO_2を、水/ベンゼンあるいはトルエンの異相系に分散させると、親水的な前者は水中に分散し、後者は表面がオクタデシルシリル基で疎水化された結果、有機相にのみ分散した。一方、w/o-TiO_2を異相系に添加すると、二相の中間(異相界面)にその多くが存在した。この粉末は親-疎水性の両表面を有するため各表面をそれぞれ水、有機相に向けて異相界面に集合したと考えた。

この凝集二次粒子をODSの入った有機溶媒に入れると、粒子自体は親水的なので、凝集を保ったまま懸濁し、ODSは凝集粒子の外側とだけ反応するので、その結果、表面の一部分だけが疎水化された親水性、疎水性両方の表面をもつ異方性の酸化チタンが得られ、この粉末は期待どおり異相界面に集合した。調整した修飾酸化チタンの光触媒活性について、水と酸素をつかったベンゼンの光水酸化反応で評価を行ったところ、界面に集合する異方性の酸化チタンあるいはベンゼン相に分散する疎水性の酸化チタンでは、系内を懸濁させず静置系で反応を行うと、選択的にフェノールを生成することがわかった。
光発芽レタス種子のジベレリン生合成・不活性化酵素遺伝子の発現の局在と光制御

レタス種子の光発芽は、フィトクロムにより制御されており、それは植物ホルモンの1つであるジベレリン(GA)を介していると考えられている。すなわち、光発芽レタス(グランドラピッド)種子では赤色光による発芽誘導時に活性型GAであるGA_1の内生量が増加することが示されており、その内生量の調節機構として、活性型GAを直接生合成する3β-水酸化酵素Ls3h1遺伝子の発現が誘導されること、またそれを不活性化する2-酸化酵素遺伝子の発現は光条件により影響を受けないことをノーザンブロットハイブリダイゼーションにより解析した。本年度は、発芽誘導に律速と考えられるLs3h1遺伝子の種子内における発現局在をin situハイブリダイゼーションにより検討した。パラフィンに包埋し、調製した切片を用いて、当該遺伝子のアンチセンスRNAプローブを用いて検出を試みた。近赤外光で発芽を抑制した種子ではシグナルは検出できなかったが、赤色光で発芽を誘導した種子では、赤色光感受部位の表皮細胞、あるいは茎頂および維管束でシグナルが検出できた。また、もう一つの3β-水酸化酵素であるLs3h2遺伝子の発現はノーザンブロット分析同様、検出できなかった。以上の結果より、Ls3h1遺伝子が上記の場所で発現していることは発芽誘導に重要な役割を果たしていると考えられた。また、暗黒下でも発芽できるレタス品種(サンタナス)においては、暗黒下においてもLs3h1遺伝子の発現が検出できたこと、また明条件下においてはLs3h2遺伝子の発現が検出されたことも、予備的ではあったが、あわせて調査した。植物ホルモンの一つであるジベレリン(GA)はレタス種子の光発芽誘導に重要な役割を担っていると考えられている.すなわち,レタス種子においては赤色光による発芽誘導時に活性型GAであるGA_1の内生量が増加することが示されており,本研究ではその内生量の調節を生合成と不活性化のバランスの観点から追究することを目的とした.われわれはすでに,活性型GAを直接生合成する3β-水酸化酵素をコードする遺伝子の発現が赤色光処理により誘導されることを示していたが,本研究では,不活性化段階について調べた.GAは2位の位置の炭素がβ位に水酸化されると不活性化されることがわかっており,その段階は2-酸化酵素により触媒されるので,まず,レタス種子よりそれをコードするcDNAをRT-PCRによりクローニングすることにした.用いた縮重プライマーは,シロイヌナズナとエンドウマメの酵素の間で相同性の高いアミノ酸配列に基づき,設計した.その結果,レタス種子から当該遺伝子を2種類クローニングし,全長塩基配列も決定した.ホモロジー検索の結果,その推定アミノ酸配列は他の植物の2-酸化酵素と最も高い相同性を示した.この2種類のcDNAをプローブとしたノーザンブロット分析により,これら2種類の遺伝子はレタス種子においては初期吸水だけで定常的に発現しており,光処理の影響は受けないことが示された.この結果は,GAの不活性化段階はフィトクロムにより制御されいないことを示唆した.また,レタス種子の発芽過程においては,これら遺伝子の発現は,活性型GAの投与よって正のフィードフォワード制御を受けないことも示された.レタス種子の光発芽は、フィトクロムにより制御されており、それは植物ホルモンの1つであるジベレリン(GA)を介していると考えられている。
Insulin resistanceが排卵に及ぼす影響に関する研究

第一度無月経患者の多くは多嚢胞性卵巣症候群(PCOS)様の高LH/FSH比、南アンドロゲン、高E1/E2比の内分泌環境を示すことが示された。それらの症例のうち19/32(59%)ではBMIが24以上の肥満を合併しており肥満とPCOSの関連性が確認された。肥満合併無排卵群と正常体重無排卵群に分類して検討を加えると、高アンドロゲン、高E1/E2比の性ステロイド環境に差は認められなかった。肥満合併無排卵群、正常体重無排卵群供に、インシュリン過剰分泌、高LH/FSH比は認められたが、肥満合併無排卵群ではインシュリン過剰分泌が有為に顕著であり、正常体重無排卵群ではLHの過剰分泌が有為に顕著であった。以上のことよりPCOSにはインシュリン抵抗性によるインシュリン過剰分泌が直接的な原因である群と、間脳下垂体系のLH、FSH分泌の異常が直接的な原因である群の2群が存在すると考えられた。肥満を合併し、かつインシュリン過剰分泌を示すPCOSに対して綿密な生活指導下にカロリー制限を行うことにより、5/7症例にBMIで5以上の体重減少が得られた。体重減少が得られた3/5症例に自然排卵周期の回復が認められ、2/5症例にクロミフェンによる排卵誘発により排卵周期が得られた。自然排卵周期が認められた症例ではインシュリン過剰分泌も正常上限まで低下し、性ステロイド環境、ゴナドトロピン環境も正常化しているのが確認された。肥満を伴った排卵障害患者では有意に高い高血糖を認めており糖尿病のハイリスク群と考えられる。そこで肥満を伴った排卵障害症例に対してはただ単に排卵誘発を進めるのではなく、そのホルモン環境、インシュリン分泌を検討した上でカロリー制限などの生活指導をしていくことが排卵周期の回復だけでなく、妊娠分娩を含めた将来的な健康にとって重要である。正常体重、または肥満群の無排卵症患者の性ステロイド、インシュリン過剰分泌を検討することにより以下の結果が得られた。クロミフェン抵抗性1度無月経患者の多くは高LH/FSH、高E1/E2、高アンドロゲンのホルモン環境を呈する。正常体重群ではインシュリン過剰分泌は軽度であるが、高LH/FSHが著明であり、肥満群ではLH/FSHの上昇は軽度であるが、インシュリン過剰分泌が著明である。PCOタイプ無排卵症でもインシュリン過剰分泌が著明な群と、LH/FSH比の上昇が著明な群の2つの亜型からなることが示唆された。正常群と肥満群では性ステロイド環境は同様であるが、そのPCOタイプ無排卵症への悪循環へ入る成因は異なるもとの考えられた。肥満を伴ったPCO-type無排卵症患者に対してdiet療法(1600Kcal/日のダイエットを月一回の栄養士の指導の基で行う。)を施行し、その効果を検討している。Dietが成功した患者の4/6で自然排卵が認められた。また内2症例では妊娠の成立が認められた。排卵の回復が認められた症例ではインシュリン過剰分泌も抑制、性ステロイドホルモン環境の正常化が認められた。マウスに対するインシュリンの投与による排卵に及ぼす検討は、有意の変化が得られていない。インシュリンの持続的な有向濃度を良好にコントロールできていないためと考えられた。そこで遺伝的高インシュリン、高血糖マウス(yellow obeseマウス:KK-CAy)を用いてその排卵周期を膣スメア-、卵巣組織所見により検討している。

週令10週令の肥満が著明でない時期では高インスリン血症は認めるが、45日周期でのほぼ正常の排卵周期が確認された。現在週令の増加による変化、ブドウ糖負荷、などによるインシュリン分泌と排卵周期に及ぼす影響を検討している。第一度無月経患者の多くは多襄胞性卵巣症候群(PCOS)様の高LH/FSH比、高アンドロゲン、高E1/E2比の内分泌環境を示すことが示された。それらの症例のうち19/32(59%)ではBMIが24以上の肥満を合併しており肥満とPCOSの関連性が確認された。肥満合併無排卵群と正常体重無排卵群に分離して検討を加えると、高アンドロゲン、高E1E2比の性ステロイド環境に差は認められなかった。肥満合併無排卵群、正常体重無排卵群供に、インシュリン過剰分泌、高/LH/FSH比は認められたが、肥満合併無排卵群ではインシュリン過剰分泌が有為に顕著であり、正常体重無排卵群ではLHの過剰分泌が有為に顕著であった。以上のことよりPCOSにはインシュリン抵抗性によるインシュリン過剰分泌が直接的な原因である群と、間脳下垂体系のLH、FSH分泌の異常が直接的な原因である群の2群が存在すると考えられた。肥満を合併し、かつインシュリン過剰分泌を示すPCOSに対して綿密な生活指導下にカロリー制限を行うことにより、5/7症例にBMIで5以上の体重減少が得られた。体重減少が得られた3/5症例に自然排卵周期の回復が認められ、2/5症例にクロミフェンによる排卵誘発により排卵周期が得られた。自然排卵周期が認められた症例ではインシュリン過剰分泌も正常上限まで低下し、性ステロイド環境、ゴナドトロピン環境も正常化しているのが確認された。肥満を伴った排卵障害患者では有意に高い高血糖を認めており糖尿病のハイリクス群と考えられる。そこで肥満を伴った排卵障害症例に対してはただ単に排卵誘発を進めるのではなく、そのホルモン環境、インシュリン分泌を検討した上でカロリー制限などの生活指導をしていくことが排卵周期の回復だけでなく、妊娠分娩を含めた将来的な健康にとって重要である。
免疫,癌転移,細胞死,発生における線溶制御因子の役割に関す分子生物学的研究

研究計画に従って以下の実験を行った。マウスType 2 Plasminogenactivator inhibitor (PAI-2) cDNAをクローニングした。その情報をもとに、PAI-2のin vivoにおける産生を明らかにするために、マウスの骨髄を含めた種々の臓器よりRNAを抽出し、マウス臓器でのPAI-2のmRNAの増加や減少をRT-PCRを用いた微量定量法により定量し、さらにPAI-2産生細胞については免疫組織化学的手法やin situ hybridizationにより検討した。その結果、PAI-2の発現は基本的に種類の細胞(マアクロファージと表皮細胞)にみとめられた。妊娠、発生との関係は妊娠マウスや胎児マウスを用い、PAI-2のmRNAの発現を母マウスの臓器、胎児マウス、胎盤においてRT-PCRを用いたmRNA定量法によりまた、臓器、組織レベルでの検討は免疫組織化学的手法やin situ hybridizationにより検討した。その結果、胎児マウスではPAI-2は皮膚表皮細胞のみに限定して発現していた。これらのデータは投稿中である。また、PAI-2の生体内での機能を探るため、PAI-2遺伝子を欠損するノックアウトマウスを作製するためにPAI-2遺伝子をクローニングした。制限酵素マップと遺伝子塩基配列を検討することでPAI-2遺伝子の構造を決定した(これらのデータは投稿中)。これらの情報をもとに、マウスPAI-2遺伝子の一部(複数のエクソン)をネオマイシン耐性遺伝子と置換し、末端にチミンジンキナーゼ遺伝子を配置したターゲッテイングベクターを作製した。現在ターゲッティングベクターをES細胞に導入する実験を施行している。
加圧型培養装置を用いた薬用植物の有用物質生産

1.加圧型培養装置を用いた培養条件の検討寒天培地に移植初期のタバコ培養細胞(100ml三角フラスコを使用)を標記培養装置の槽内に置き、各種加圧条件(急速な加減圧を繰り返す長時間かけたゆるやかな加圧、減圧)にさらした後、通常の培養室(大気圧、25°C、暗所)で培養した。培養初期には、急速な加減圧にさらしたものはゆるやかな加減圧にさらしたものよりも成長が芳しくなかったが、最終的にはほぼ同様な成長を示した。植物培養細胞はこの程度の圧力変化(±1kg/cm^2)には耐える(死滅しない)と考えられる。つぎに、通常のジャーファーメンターと圧力以外の条件をそろえて培養を行い比較した。培養細胞としては、ツキヌキユ-カリ、薬用ニンジン、コーヒーなどを用いた。加圧することによる成長の変化は見られなかったが、溶存酸素濃度は理論的には2倍になるはずであり、培地成分の連続添加により、培地体積あたり(培養容器あたり)の最大到達培養物重量の増加が期待できる。ただし、移植する培養物の培養状態については加圧型の培養装置の方が敏感であり、対数増殖後期のものの移植が必要である。2.加圧下で培養した植物細胞および組織の二次代謝産物生産の変化について培養物の二次代謝産物生産については、今年度検討できなかった。加圧・減圧によるストレスによる代謝物パターンの変化、生産物の透過性の変化、酸素濃度の上昇による代謝物の酸化度の上昇などが期待され、培養細胞・組織による生産と平行して、植物変換についても同様に検討していきたい。
高速マイクロスピンドル用光学式回転精度測定装置の開発

マイクロファクトリー技術の進展とともに,新しい加工計測技術が必要になってきている.マイクロスピンドルの回転精度評価法もその一つである.例えば旋盤による細径軸の切削加工では,切削速度を現状の値に維持するためにはスピンドルの回転速度を非常に高くする必要があり,既に20万rpmのマイクロスピンドルが実現されている.しかし,現状ではこのような高速回転スピンドルの回転精度を評価する測定法は確立されていない.このような観点から,本研究では高速マイクロスピンドルの回転精度測定法の開発を試みた.スピンドルに取付けたボールレンズあるいは鋼球を測定基準とし,半導体レーザから照射された光の4分割フォトダイオード上での光点の変位により軸の回転誤差を測定する.光学的な測定手法であることから電気的なノイズの影響を受けにくいこと,高速回転に対応できることなどが特徴として挙げられる.まず光学系の各種パラメータと測定感度の関連について考察した.測定感度に影響を及ぼす光学系のパラメータは,対物レンズの焦点距離,ボールレンズの半径,対物レンズとボールレンズ中心との距離,対物レンズと4分割フォトダイオードとの距離である.次に,本測定法では2種類の結像パターンが存在することを明らかにした.対物レンズの焦点がボールレンズの内側に位置する場合とボールレンズの外側に位置する場合である.入射光のビーム半径を1.0mm,4分割フォトダイオード上の結像光半径を0.1mmとして計算を行い,上述の光学系パラメータと測定感度,対物レンズ上のビーム半径,ボールレンズ上のビーム半径との関係を明らかにした.以上の結果にもとづき測定装置を試作し,マイクロ旋盤の主軸回転精度測定実験を行った.また,比較のために,直径4mmの精密円筒コロを測定基準とし,静電容量型変位計を用いた実験を行い本研究で提案する測定法の妥当性を示した.マイクロファクトリー技術の進展とともに,新しい加工計測技術が必要になってきている.マイクロスピンドルの回転精度評価法もその一つである.例えば旋盤による細径軸の切削加工では,切削速度を現状の値に維持するためにはスピンドルの回転速度を非常に高くする必要があり,既に20万rpmのマイクロスピンドルが実現されている.しかし,現状ではこのような高速回転スピンドルの回転精度を評価する測定法は確立されていない.このような観点から,本研究では高速マイクロスピンドルの回転精度測定法の開発を試みた.スピンドルに取付けたボールレンズあるいは鋼球を測定基準とし,半導体レーザから照射された光の4分割フォトダイオード上での光点の変位により軸の回転誤差を測定する.光学的な測定手法であることから電気的なノイズの影響を受けにくいこと,高速回転に対応できることなどが特徴として挙げられる.まず光学系の各種パラメータと測定感度の関連について考察した.測定感度に影響を及ぼす光学系のパラメータは,対物レンズの焦点距離,ボールレンズの半径,対物レンズとボールレンズ中心との距離,対物レンズと4分割フォトダイオードとの距離である.次に,本測定法では2種類の結像パターンが存在することを明らかにした.対物レンズの焦点がボールレンズの内側に位置する場合とボールレンズの外側に位置する場合である.入射光のビーム半径を1.0mm,4分割フォトダイオード上の結像光半径を0.1mmとして計算を行い,上述の光学系パラメータと測定感度,対物レンズ上のビーム半径,ボールレンズ上のビーム半径との関係を明らかにした.以上の結果にもとづき測定装置を試作し,マイクロ旋盤の主軸回転精度測定実験を行った.また,比較のために,直径4mmの精密円筒コロを測定基準とし,静電容量型変位計を用いた実験を行い本研究で提案する測定法の妥当性を示した.現在,高精度のスピンドル(回転軸)の評価に用いられている測定法では,主軸端に鋼球などの測定基準を取り付け,センサとして,静電容量形微小変位計を使用して行う場合がほとんどである.静電容量型変位計を使用する場合には,そのターゲットとして適合するように直径25mm程度の基準球を使用する必要がある.しかし,マイクロ工作機械用のスピンドルの回転精度評価の際には,このように大きな測定基準を軸端に取り付け,高速回転することは不可能である.また,静電容量形変位計の出力信号には,NC装置やスピンドル駆動モータからの電気的ノイズが重畳し,高精度測定の妨げとなる場合がある.このため,本研究では真球度の高いマイクロボールレンズが容易に得られることに着眼し,直径15mm程度のマイクロボールレンズを測定基準として使用すると共に,光学的測定法に最新のセンシング素子を導入することにより,高速マイクロスピンドルの回転精度評価に適した測定手法の開発を行った.平成14年度における研究実績を以下にまとめる.1)高速マイクロスピンドル用回転精度測定装置を設計・製作するにあたり,光学系の構成要素(ボールレンズ,対物レンズ,集光レンズ,4分割フォトダイオードなど)を配置する位置,ならびにボールレンズの曲率半径,対物レンズの焦点距離など光学系のパラメタと,測定感度,線形範囲を把握する必要がある.このため,計算機シミュレーションプログラムを作成し,設計手法を確立した.2)上記計算機シミュレーションによる設計手法にもとづき,測定装置を設計・製作した.測定装置は,半導体レーザ,プラスチック製非球面対物レンズ,偏光ビームスプリッタ,4分割フォトダイオード等で構成した.使用したボールレンズの直径は4mm,対物レンズは焦点距離15mmの非球面レンズを採用した.3)試作装置の測定感度,測定範囲を求め,ほぼ計算結果に一致することを確認した.マイクロファクトリー技術の進展とともに,新しい加工計測技術が必要になってきている.

マイクロスピンドルの回転精度評価法もその一つである.例えば旋盤による細径軸の切削加工では,切削速度を現状の値に維持するためにはスピンドルの回転速度を非常に高くする必要があり,既に20万rpmのマイクロスピンドルが実現されている.しかし,現状ではこのような高速回転スピンドルの回転精度を評価する測定法は確立されていない.このような観点から,本研究では高速マイクロスピンドルの回転精度測定法の開発を試みた.スピンドルに取付けたボールレンズあるいは鋼球を測定基準とし,半導体レーザから照射された光の4分割フォトダイオード上での光点の変位により軸の回転誤差を測定する.光学的な測定手法であることから電気的なノイズの影響を受けにくいこと,高速回転に対応できることなどが特徴として挙げられる.まず光学系の各種パラメータと測定感度の関連について考察した.測定感度に影響を及ぼす光学系のパラメータは,対物レンズの焦点距離,ボールレンズの半径,対物レンズとボールレンズ中心との距離,対物レンズと4分割フォトダイオードとの距離である.次に,本測定法では2種類の結像パターンが存在することを明らかにした.対物レンズの焦点がボールレンズの内側に位置する場合とボールレンズの外側に位置する場合である.入射光のビーム半径を1.0mm,4分割フォトダイオード上の結像光半径を0.1mmとして計算を行い,上述の光学系パラメータと測定感度,対物レンズ上のビーム半径,ボールレンズ上のビーム半径との関係を明らかにした.以上の結果にもとづき測定装置を試作し,マイクロ旋盤の主軸回転精度測定実験を行った.また,比較のために,直径4mmの精密円筒コロを測定基準とし,静電容量型変位計を用いた実験を行い本研究で提案する測定法の妥当性を示した.
気候変化に伴う水文極値現象の応答とその時空間分布特性に関する研究

本研究の目的は,概ね過去100年間における月降水量と月平均気温の観測値に基づき,わが国の一級河川を対象に1年を単位とした降水量・蒸発散量,および両者の差として得られる流出量の経年変化の特徴と流域による差異を明らかにすることである。併せて,洪水と渇水に代表される水文極値現象の生起頻度と規模についても検討を行った。水文気象条件を異にする5箇所の河川流域(石狩川・信濃川・利根川・木曽三川・白川)を取り上げ,水収支各要素の経年変化に関する地域特性に関し考察した結果,以下の知見と成果が得られた。流出量の年間におけるピークが梅雨もしくは台風に由来する東海型気候区の河川流域(木曽三川)では,年降水量が平年値を下回る傾向が1980年代から継続しており,年降水量の極大値・極小値に関する生起頻度の短縮と変動幅の増大が顕著に認められた。過去に出現した渇水として最も典型的であった1994年における木曽川の水質には,流量の減少と水温の上昇による顕著な悪化が認められ,将来の気候変動が河川環境に影響を与えることが示唆される。雲出川における再現期間100年の最高水位について解析した結果,洪水被害軽減のための迅速かつ適切な情報を提供する上で必要な具体的指標として,上流地点と河口地点とのピーク水位の相関,河口地点への洪水の到達時間が危機管理の理論的根拠となることを明らかにした。本研究の目的は,洪水と渇水に代表される水分極値現象の生起頻度と規模を一級河川の流域を単位として定量的に把握し,洪水・渇水の影響と危機管理の差異に関する地域特性と時系列特性を明らかにすることである。平成11年度に実施した研究によって新たに得られた知見と成果は,下記のとおりである。1.過去に出現した渇水として最も典型的であった1994年の事例に基づき,木曽川流域を対象に河川水質の周年変化について平年値との比較検討を行なった。例年にない小雨が記録された'94年夏期の河川水質には,流量の減少と水温の上昇による水質の顕著な悪化が認められ,将来における気候変動が河川水質に影響を与えることを示唆する結果が得られた。2.洪水被害を軽減するために必要な危機管理の体制を確立するための基礎資料として,雲出川デルタにおける1961年以降の主要な洪水の事例について解析した。デルタは洪水災害に対して脆弱な典型的地域であり,堤防や遊水池等のいわゆるハード面の整備に加え,対象地域の地域住民に対する早い段階での警報システムの確立が重要である点を指摘した。3.雲出川における再現期間100年の最高水位について解析した結果,洪水被害軽減のための迅速かつ適切な情報を提供する上で必要な具体的指標として,上流地点とデルタ地域とのピーク水位の相関,デルタ地域への洪水の到達時間が危機管理の理論的根拠となることが明らかになった。本研究の目的は,過去100年間における月降水量と月平均気温の観測値に基づき,わが国の一級河川を対象に1年を単位とした降水量・蒸発散量,および両者の差として得られる流出量の経年変化の特徴と流域による差異を明らかにすることである。平成12年度はとくに,水文気象条件を異にする5つの河川流域を取り上げ,水文気象要素の経年変化に関する地域特性を比較検討することを試みた。新たに得られた知見と成果は以下のとおりである。1.流出量の季節変化(年最大流量・豊水量の出現時期)に明瞭な差が認められ,かつ比較的長期にわたる観測値が入手できる気象官署が流域内に少なくとも2地点以上得られるわが国の代表的河川は,石狩川・信濃川・利根川・木曽三川・白川である。2.上記の5流域について,概ね1890年以降における年降水量・年蒸発散量と水収支に基づく年流出量の経年変化をグラフ化し,合わせて5年間の移動平均値による長期変化の傾向と差異を明らかにした。

3.流出量の年間におけるピークが梅雨もしくは台風に由来する東海型気候区の河川流域(木曽三川)では,年降水量が平年値を下回る傾向が1980年代から継続しており,年降水量の極大値・極小値に関する生起頻度の短縮と変動幅の増大が顕著に認められた。