hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
昆虫のゾンビ化から紐解く生物の多様な振る舞いの源泉

初年度は,重点的に「実験環境の整備」と「コオロギのゾンビ化の基礎検討」を行った.1)実験環境の整備:ゾンビ化による源泉の特定実験のためには,次の3つの準備を行った.準備1:内部構造の同定:コオロギの内部構造のディジタルマップを求める準備を行った.具体的には,マイクロCTを用いて詳細な内部構造の3次元データ取得を行った.初年度は,複数のコオロギについて3次元データを取得し,統計的に脳神経系のトポロジカル・ディジタルマップを構築するための準備を行った.準備2:脳神経系への薬剤注射:本研究では,コオロギの脳神経のディジタルマップと連動する注射器位置決め装置を有した固定具を開発しなくてはならない.初年度は基礎検討を行い第ゼロ試作機を製作した.準備3:振る舞い実験:準備1,2によって生み出されるゾンビコオロギはゾンビレベルが高くなるにつれて自発的な振る舞いはみせなくなる.そこで,振る舞いを誘発するように刺激することを考える.そのため初年度は,振る舞い誘発機能を有し,歩容の変化を定量的に測定する機能を備えたゾンビコオロギ「振る舞い」測定システムの概念設計を行った2)昆虫のゾンビ化基礎検討:初年度は,すでに我々が行った予備実験を踏まえて,コオロギのゾンビ化についての基礎検討を行った.具体的には,上の実験環境の整備と共に,(a)脳神経系の部位と役割についての調査と確認,(b)脳神経系に投与する薬剤カクテルの配分,量,注射箇所数など検討,(c)脳神経系への薬剤カクテルの注射方法の検討を行い,次年度に向けての基礎データを獲得した.本研究では,コオロギの脳に薬剤を注射することで脳機能と身体運動を分離させる手法,ゾンビ化がコア技術になる.それに対して,本年度は,その処置を支援するゾンビ化支援システムの概念設計と基礎検討用試作機が完成したので,その目的は達成されたと言える.また,どのような薬剤(複数の薬剤を適切に配合される必要がある)を脳に投与すればいいかをさぐるために,本研究の規範となる自然界に生息するカリバチの毒の成分を調査し,それと類似した薬剤のレシピができてきた.そして,ゾンビ化ができたときにどのような実験場で運動データを取得すれば良いかの概念設計もできた.以上から,本年度は当初計画にそった成果がおおむね得られたと言える.まずは,初年度で得られた成果(ゾンビ化支援システムの基礎試作機とゾンビ化のための薬剤レシピの第一次試作)をベースに,より完成度をたかめる.さらに,ゾンビ化コオロギの運動データを取得するためのトレッドミルシステムの試作を行う.それと同時に,どのような実験を行えば,昆虫の運動発現の源泉は上位脳ではなく身体(および最小限の神経細胞群と場との干渉)の特性にあることを明確に示すことができるかの実験設計を行う.初年度は,重点的に「実験環境の整備」と「コオロギのゾンビ化の基礎検討」を行った.1)実験環境の整備:ゾンビ化による源泉の特定実験のためには,次の3つの準備を行った.準備1:内部構造の同定:コオロギの内部構造のディジタルマップを求める準備を行った.具体的には,マイクロCTを用いて詳細な内部構造の3次元データ取得を行った.初年度は,複数のコオロギについて3次元データを取得し,統計的に脳神経系のトポロジカル・ディジタルマップを構築するための準備を行った.準備2:脳神経系への薬剤注射:本研究では,コオロギの脳神経のディジタルマップと連動する注射器位置決め装置を有した固定具を開発しなくてはならない.初年度は基礎検討を行い第ゼロ試作機を製作した.準備3:振る舞い実験:準備1,2によって生み出されるゾンビコオロギはゾンビレベルが高くなるにつれて自発的な振る舞いはみせなくなる.そこで,振る舞いを誘発するように刺激することを考える.そのため初年度は,振る舞い誘発機能を有し,歩容の変化を定量的に測定する機能を備えたゾンビコオロギ「振る舞い」測定システムの概念設計を行った2)昆虫のゾンビ化基礎検討:初年度は,すでに我々が行った予備実験を踏まえて,コオロギのゾンビ化についての基礎検討を行った.具体的には,上の実験環境の整備と共に,(a)脳神経系の部位と役割についての調査と確認,(b)脳神経系に投与する薬剤カクテルの配分,量,注射箇所数など検討,(c)脳神経系への薬剤カクテルの注射方法の検討を行い,次年度に向けての基礎データを獲得した.本研究では,コオロギの脳に薬剤を注射することで脳機能と身体運動を分離させる手法,ゾンビ化がコア技術になる.それに対して,本年度は,その処置を支援するゾンビ化支援システムの概念設計と基礎検討用試作機が完成したので,その目的は達成されたと言える.また,どのような薬剤(複数の薬剤を適切に配合される必要がある)を脳に投与すればいいかをさぐるために,本研究の規範となる自然界に生息するカリバチの毒の成分を調査し,それと類似した薬剤のレシピができてきた.そして,ゾンビ化ができたときにどのような実験場で運動データを取得すれば良いかの概念設計もできた.以上から,本年度は当初計画にそった成果がおおむね得られたと言える.

まずは,初年度で得られた成果(ゾンビ化支援システムの基礎試作機とゾンビ化のための薬剤レシピの第一次試作)をベースに,より完成度をたかめる.さらに,ゾンビ化コオロギの運動データを取得するためのトレッドミルシステムの試作を行う.それと同時に,どのような実験を行えば,昆虫の運動発現の源泉は上位脳ではなく身体(および最小限の神経細胞群と場との干渉)の特性にあることを明確に示すことができるかの実験設計を行う.
乳幼児突然死症候群(SIDS)診断に関する提言の検証と病理組織学的基準の構築

わが国では,乳幼児の突然死に対し安易に乳幼児突然死症候群(SIDS)と診断され,特に剖検せず,あるいは剖検所見を無視したSIDS診断も多い.このような状況から脱却するために,本研究班は文科省科研費の補助のもとに,平成11年3月「SIDS診断の法医病理学的原則に関する提言」を報告した.今回の目的はこの提言による乳幼児死亡例の死因診断を検証し,提言内容を再検討することにある.前回各大学から収集した乳幼児突然死剖検例307例中122例がSIDS群と診断されていたが,提言に従ってretrospectiveに再検討した結果,SIDSと診断せざるを得なかったのは14例であった.これは全対象例307例の5%,SIDS群の11.5%にすぎなかった.提言前後の乳幼児死亡の推移を厚労省人口動態統計で検討したところ,SIDSはほぼ半減していた.乳児死亡自体が減少しているものの,安易なSIDS診断に対して提言が警鐘となったと思われる.次に乳幼児剖検例における死因診断において,客観的根拠となり得る診断指標について,剖検所見のみならず中毒学的,病態生理・生化学的,微生物学的検査を含め検討し,窒息死と肺感染症の死因診断根拠を提示した.更に,臓器重量,溢血点の有無等の剖検所見について死因別に検討し,死因診断と死亡過程の病態分析のための客観的指標として病理形態的所見の定量分析が有用であることを示唆した.更に,実際の裁判例において提言内容を積極的に鑑定や意見書等で主張してきた.又,乳幼児急死例における虐待,揺さぶり症候群,ライ症候群など死因判定の難しい疾患についても注意を喚起した.わが国では乳幼児死亡例の剖検例が少なく,本研究年度を越えて提言の更なる検証と死因診断の客観的根拠に関する研究の必要性を認識している.わが国では,乳幼児の突然死に対し安易に乳幼児突然死症候群(SIDS)と診断され,特に剖検せず,あるいは剖検所見を無視したSIDS診断も多い.このような状況から脱却するために,本研究班は文科省科研費の補助のもとに,平成11年3月「SIDS診断の法医病理学的原則に関する提言」を報告した.今回の目的はこの提言による乳幼児死亡例の死因診断を検証し,提言内容を再検討することにある.前回各大学から収集した乳幼児突然死剖検例307例中122例がSIDS群と診断されていたが,提言に従ってretrospectiveに再検討した結果,SIDSと診断せざるを得なかったのは14例であった.これは全対象例307例の5%,SIDS群の11.5%にすぎなかった.提言前後の乳幼児死亡の推移を厚労省人口動態統計で検討したところ,SIDSはほぼ半減していた.乳児死亡自体が減少しているものの,安易なSIDS診断に対して提言が警鐘となったと思われる.次に乳幼児剖検例における死因診断において,客観的根拠となり得る診断指標について,剖検所見のみならず中毒学的,病態生理・生化学的,微生物学的検査を含め検討し,窒息死と肺感染症の死因診断根拠を提示した.更に,臓器重量,溢血点の有無等の剖検所見について死因別に検討し,死因診断と死亡過程の病態分析のための客観的指標として病理形態的所見の定量分析が有用であることを示唆した.更に,実際の裁判例において提言内容を積極的に鑑定や意見書等で主張してきた.又,乳幼児急死例における虐待,揺さぶり症候群,ライ症候群など死因判定の難しい疾患についても注意を喚起した.わが国では乳幼児死亡例の剖検例が少なく,本研究年度を越えて提言の更なる検証と死因診断の客観的根拠に関する研究の必要性を認識している.わが国では,乳幼児突然死の剖検率が低くSIDSの実態が充分把握されていないのみならず,乳幼児の突然死に対し安易に乳幼児突然死症候群(SIDS)と診断され多くの社会的混乱を招いている.特に剖検せず,あるいは剖検所見を無視したSIDS診断も多い.この状況の重要な点のひとつに,SIDS診断に法医病理学的基準が確立されておらず,このためSIDS診断の精度のばらつきが激しい事が挙げられる.そこで本研究班は文部省科学研究費の補助のもとに,「SIDSの法医病理学的診断基準の作成」研究成果報告書(平成11年3月)において「SIDS診断の法医病理学的原則に関する提言」を報告した.このような背景に基づいて,上述の提言を検証すること及び提言に従ってSIDSと診断された症例の病理組織学的所見の評価を行う事を目的として研究を継続中である.即ち,研究分担者の剖検例を過去5年間分収集し,一方で前回の研究で収集された乳幼児突然死剖検例を提言に従ってretrospectiveに再検討している.又,今後剖検される乳幼児突然死例についてもprospectiveに提言に従って症例を収集している.また,提言に従ってSIDSと診断された剖検例の病理形態学的所見を詳細に分析し,提言に病理組織学的診断基準を盛り込めるかについて検討している.更に,実際に裁判例について提言の内容の側面から積極的に意見書等で参加している.今年度の基本的研究としては,乳幼児突然死剖検例における肺感染症の重要性,肺サーファクタントアポプロテインA,神経内分泌細胞,C反応性タンパク等の肺や肝における分布の免疫組織化学的研究,乳幼児突然死と胸腺機能,乳幼児突然死と虐待等について検討し,その一部を論文として報告した.

わが国では,乳幼児の突然死に対し安易に乳幼児突然死症候群(SIDS)と診断され,特に剖検せず,あるいは剖検所見を無視したSIDS診断も多い.このような状況から脱却するために,本研究班は文科省科研費の補助のもとに,平成11年3月「SIDS診断の法医病理学的原則に関する提言」を報告した.この提言を検証すること及び提言に従ってSIDSと診断された症例の病理組織学的所見の評価を行う事を目的として研究を継続中である.即ち,研究分担者の剖検例を過去5年分収集し,一方で前回の研究で収集された乳幼児突然死剖検例を提言に従ってretrospectiveに再検討している.この結果,死亡時の状況が不明な場合が多いことが浮かび上がっており,改めてdeath scene investigation(DSI)の重要性が示唆された.又,今後剖検される乳幼児突然死例についてもprospectiveに提言に従って症例を収集している.また,提言に従ってSIDSと診断された剖検例の病理形態学的所見を詳細に分析し,提言に病理組織学的診断基準を盛り込めるかについて検討している.更に,実際に裁判例について提言内容の側面から積極的に鑑定や意見書等で参加している.今年度の基本的研究としては,わが国で問題となるSIDSか窒息かの問題について,窒息死の免疫組織化学的診断法として,肺サーファクタント関連タンパク質Aやユビキニンをマーカーとして検討した.乳幼児突然死と胸腺機能,乳幼児突然死と虐待等についても継続して検討中である.わが国では,乳幼児の突然死に対し安易に乳幼児突然死症候群(SIDS)と診断され,特に剖検せず,あるいは剖検所見を無視したSIDS診断も多い.このような状況から脱却するために,本研究班は文科省科研費の補助のもとに,平成11年3月「SIDS診断の法医病理学的原則に関する提言」を報告した.この提言を検証すること及び提言に従ってSIDSと診断された症例の病理組織学的所見の評価を行う事を目的として研究を継続中である.即ち,研究分担者の剖検例を過去5年分収集し,一方で前回の研究で収集された乳幼児突然死剖検例を提言に従ってretrospectiveに再検討している.この結果,死亡時の状況が不明な場合が多いことが浮かび上がっており,改めてdeath scene investigation(DSI)の重要性が示唆された.又,今後剖検される乳幼児突然死例についてもprospectiveに提言に従って症例を収集している.また,提言に従ってSIDSと診断された剖検例の病理形態学的所見を詳細に分析し,提言に病理組織学的診断基準を盛り込めるかについて検討している.更に,実際に裁判例について提言内容の側面から積極的に鑑定や意見書等で参加している.今年度の基本的研究としては,わが国で問題となるSIDSか窒息かの問題について,窒息死の免疫組織化学的診断法として,肺サーファクタント関連タンパク質Aやユビキニンをマーカーとして検討した.乳幼児突然死と胸腺機能,乳幼児突然死と虐待等についても継続して検討中である.わが国では,乳幼児の突然死に対し安易に乳幼児突然死症候群(SIDS)と診断され,特に剖検せず,あるいは剖検所見を無視したSIDS診断も多い.このような状況から脱却するために,本研究班は文科省科研費の補助のもとに,平成11年3月「SIDS診断の法医病理学的原則に関する提言」を報告した.今回の目的はこの提言による乳幼児死亡例の死因診断を検証し,提言内容を再検討することにある.
インフルエンザB型ウイルスのvariantを用いたNS遺伝子の分子生物学的研究

インフルエンザB型ウイルスから、NS遺伝子に変異をもつクローン201を分離し、このNS遺伝子の一次構造の変化と、ウイルスの生物学的性状の変化との対応を行った。クローン201は、A/愛知/2/68とB/山形/1/73との反覆交配によって得られた、細胞破壊能のきわめて強いウイルスである。クローン201は、培養細胞でも発育鶏卵でもよく増殖するが、感染後早期におこるCPEのために、ウイルスの一段増殖は感染後9時間で止まってしまう。201とB/Leeとのリアソータントの解析によって、クローン201のもつ強い細胞破壊能は変異したNS遺伝子の機能に基づくことが明らかになった。クローン201のウイルス蛋白の、野生型との電気泳動上の唯一の違いは、野生型の【NS_1】(分子量39,800)に対応する蛋白がクローン201には認められないこと,野生型の【NS_2】に相当する位置(分子量19,000)に1本の濃いバンドが認められる点である。NS蛋白にこのように大きな変化があるにも拘らず、ウイルスRNAは、201の第8分節(NS遺伝子)の電気易動度が、野生型の対応する分節の易動度よりもごく僅か大きいというに止まった。NS遺伝子の全塩基配列を決定しこれを解析したところ、201のNS遺伝子ではプラス鎖の374386にかけて13個の塩基の欠落があり、ここから下流におこるframe shiftのために【NS_1】の翻訳が途中で止まってしまい、僅かに127個のアミノ酸から成る蛋白ができる(これに対し野生型の【NS_1】は281個のアミノ酸から成る)ことが明らかになった。【NS_2】は塩基の欠落の影響をうけないから、野生型と変りない。このことは、インフルエンザウイルスの【NS_1】のC末側半分以上がウイルスの増殖にとって不可欠でないということを示唆するものである。クローン201の強い細胞破壊能が【NS_1】のdeletionによるものか、それともこれとは別にプラス鎖の186,313番目等の塩基に存在する点変異によるものかは、今の所明らかではない。
ワームホール形成における爆発的粒子生成と超伝導回路を用いたその再現実験の提案

研究期間中に研究代表者は、ワームホール形成をモデル化した時空において量子場の振る舞いを詳細に調べた。ここで、ワームホール形成をモデル化した時空とは、1次元空洞(cavity)の中央付近にある間仕切り(Dirichlet境界)が突如として消滅するようなものを示している。これによって、二つの分断された空間がワームホールによって結合する様子を真似ている。結果として、間仕切りが消滅する瞬間(ワームホールが形成する瞬間)に爆発的な粒子生成が起こることを示した(Harada-Kinoshita-Miyamoto, Physical Review D 2016)。この結果は、爆発的粒子生成の反作用で時空が不安定化することを強く示唆している。また、上の研究を通して、ワームホール形成の量子論的不安定化が一般的な現象であることを示すには、境界条件の時間変化が量子場に及ぼす影響を包括的に調べなければならないとの理解に至った。それを受け最終年度では、有限および半無限の1次元空洞において、境界条件が瞬間的に変化した場合に粒子生成の様子を定量的に調べ、全ての場合において解析的な結果を得ることに成功した(Miyamoto, Physical Review D 2019)。また、ワームホールの理解に相補的な役割を果たすブラックホールについて様々な解析を行った。以上の結果は、ワームホール形成の量子論的不安定性に関しての礎と成り得る意義深い研究と言える。また、考察した系は普遍的なものであるため、低エネルギーで再現できる実験と関連しており、相対論の基礎研究を実験と結びつける研究として重要な役割を担いうるものである。本年度において、研究代表者は共同研究者と共に、1次元空洞において瞬間的にDirichlet境界が消滅・出現した場合に、量子場の真空がどのように励起され、どの程度の粒子生成が起こるのかを考察した。また、関連するブラックホールの研究も行った。それらの成果については、2本の原著論文を出版し、1本の原著論文を投稿中であり、2件の学会発表を行った。これらの意義と重要性は次のようにしてわかる。量子論が一般相対論に基づく古典的時空描像を覆す例として,ブラックホールの蒸発やインフレーションによる密度揺らぎの生成がよく知られている.申請者の大きな目標(全体構想)は,ワームホールについて同様のパラダイム:「ワームホール形成は量子論によって禁止されること」を提示することである.本研究は,ワームホール形成の本質を空間のトポロジー変化と捉えることから始める.その上で,(1)トポロジー変化には不安定性(爆発的粒子生成)が伴うこと,(2)それを裏付ける実験方法が存在すること,(3)ワームホール形成を表す具体例で不安定化が起こること,を示す.このような目標に向けて、本年度はワームホール形成のトイモデルとして、1次元空洞におけるDirichlet壁の消滅をワームホール形成(二つの時空の融合)と見なし、そこに存在する量子化されたスカラー場の振る舞いを詳細に調べたことになる。当初の予想通り、このモデルでは爆発的粒子生成が起こることを示すことができた。また、投稿中の論文ではDirichlet壁の出現に対する粒子生成を評価することにも成功した。これは、ワームホールの消滅や時空の分裂に対応し、本課題と相補的な役割を果たす研究課題となるものであり、有益な副産物であったといえる。当初の予定としては、1+1次元平坦時空における粒子生成を評価した後に、3+1次元平坦時空における粒子生成も評価する予定であったが、後者についてはまだ解析を終えていないという意味では少し遅れている。しかし、前者の研究において、壁の出現についても解析を行い、評価方法を確立したという意味で、研究は当初予期していない方向に(いい意味で)発展し始めており、予想以上に進展しているともいえる。量子論が一般相対論に基づく古典的時空描像を覆す例として、ブラックホールの蒸発やインフレーションによる密度揺らぎの生成がよく知られている。申請者の大きな目標(全体構想)は、ワームホールについて同様のパラダイム:「ワームホール形成は量子論によって禁止されること」を提示することである。本研究は、ワームホール形成の本質を空間のトポロジー変化と捉えることから始める。その上で、トポロジー変化には不安定性(爆発的粒子生成)が伴うこと、それを裏付ける実験方法が存在すること、ワームホール形成を表す具体例で不安定化が起こることを示す。平成28年度においては、ワームホール形成の本質を空間トポロジーの変化として捉え、それを量子場に関する境界の出現・消滅としてモデル化したとき、(1+1)次元平坦時空に於いてスカラー粒子の生成がどのように起こるかを考察した。その結果、境界が出現したときと、消滅したとき、それぞれの場合に対して異なる具合で、爆発的な粒子生成が起こることが示された。ワームホール形成時に同様のことが起こるとすると、これらの結果は、ワームホール形成が量子論的に禁止することを示唆しており、当初申請者等が予想した通りになっていることを表している。一方、壁の出現・消滅の二通りのモデルに対して異なる結果が出ることは、研究の開始当初予想しておらず、新たな研究の方向性を示す非常に興味深い副産物として捉えることができる。これらの成果は4本の出版物に纏められ、また、国外研究会を含む2回の研究会・学会で口頭発表された。前年度において、平坦な時空における解析を終わらせ、平成28年度においては、曲がった時空における解析をスタートさせていなければならなかった。

しかし、平坦な時空における解析が予想以上に困難を極めたこと、また、曲がった時空における計算に向けて万全な方法論を確立する必要があると判断したため、その点に注力したことが進捗の遅れに影響している。ただし、この遅れは十分に取り戻せるものと判断しており、悲観するべきではないと考えている。また、前述したように、平成28年度に得られた成果には、非常に興味深い新たな研究の種が含まれており、その点でも、多少の遅れには替えられないものが得られたと自負している。量子論が一般相対論に基づく古典的時空描像を覆す例として、ブラックホールの蒸発やインフレーションによる密度揺らぎの生成がよく知られている。本研究の大きな目標(全体構想)は,ワームホールについて同様のパラダイム「ワームホール形成は量子論によって禁止されること」を提示することである。本研究は、ワームホール形成の本質を空間のトポロジー変化と捉えることから始め、その上で、トポロジー変化には不安定性(爆発的粒子生成)が伴うこと、それを裏付ける実験方法が存在すること、ワームホール形成を表す具体例で不安定化が起こること、を示すものである。本研究では、まず、1次元空洞の中央で壁が瞬間的に消滅した場合に、スカラー場の真空がどのように励起され、どの程度粒子が生成されるのかを評価した。その結果、壁が消滅した瞬間、爆発的に粒子が生成されることを解析的に示すことに成功した。壁の消滅はワームホール形成をモデル化したものであるため、この結果は、ワームホール形成が量子場の反作用によって不安定化することを強く示唆している。これらの成果は、Physical Review D誌(米物理学会)に掲載され、国際研究会を含むいくつもの研究会で発表された。また、この解析をより一般化したものに関して現在一本の論文を執筆中である。また、一般相対論において、ワームホールの理解とブラックホールの理解は相補的な関係にあるが、期間中に申請者はブラックホール時空中における粒子加速、光の行路に関する問題、高次元ブラックホールの安定性、流体物理との対応などに関する研究を行った。これらの成果は論文にまとめられ、日本物理学会や相対論関連研究会で発表された。1次元空洞における壁の消滅という問題に帰着させ、粒子生成の解析的な評価に成功した点は、非常に大きな進展であった。ただ、当初予定していた、実際のワームホール形成を表す時空における粒子生成の評価は目下取り組んでいる最中であり、その意味で進捗はやや遅れていると言える。また、その解析を終わらせるために研究期間の延長を申請し、受理されている。しかし、1次元空洞における壁の消滅という問題は、当初予定されていたより多くの物理を含んでおり、その成果をまとめた論文においては、壁の消滅と同時に壁の出現を論じたり、過去の研究との比較研究を行うなどした。その結果、幾つかの新たな方向の研究が発生し、その意味では、当初予定していたより多様な進展を見せている。研究期間中に研究代表者は、ワームホール形成をモデル化した時空において量子場の振る舞いを詳細に調べた。ここで、ワームホール形成をモデル化した時空とは、1次元空洞(cavity)の中央付近にある間仕切り(Dirichlet境界)が突如として消滅するようなものを示している。
重症急性膵炎における多臓器障害の合併機序の解明およびその対策

重症急性膵炎患者の約40%は死亡する重篤な疾患である。死因の多くは多臓器障害の発症である。多臓器障害の1因として末梢循環不全がみられ、その発生機序について種々検討されているが不明な点も多い。各種ショックにβ-endorphinが遊離され、心機能障害、肺障害の原因となることが示唆されている。また、β-endorphinが膵に含まれていることが報告されている。犬を用いてトリプシン加自家胆汁を主膵管内に注入し、重症膵炎犬を作成し、発症後にみられ全身修理動態を検討し、さらに、急性膵炎時の遊離を検討すると共に、蛋白分解酵素阻害剤を発症直後および発症30分後に投与しその効果を検討した。重症膵炎作成後、血中β-endophinの上昇に伴い心機能低下、血圧低下、脊組織血流の低下がみられたが、蛋白分解酵素阻害剤投与後、血中β-endorphin上昇の抑制に伴い、心機能改善、血圧上昇、脊組織血流量の改善がみられその治療効果をみとめた。重症膵炎の末梢循環不全の成目としてβ-endorphinの関与が示唆され、蛋白分解酵素阻害剤の投与はβ-endorphin遊離抑制活用を有し、末梢循環不全の改善効果を待つことが示唆された。重症急性膵炎時には末梢循環不全や腎障害などが合併し.その予後に大きく関与することが知られている。今年度は,犬を用いて実験的重症急性膵炎を作成し,膵炎作成後の循環動態および腎組織血流量を測定し.さらに,これら膵炎犬に蛋白分解酵素阻害剤などの薬剤を投与し.その治療効果について検討した。重症膵炎犬は主膵管にトリプシン加自家胆汁を高圧で注入して作成した。重症膵炎犬では膵炎作成直後より血圧の著明な低下および心拍出量の低下がみられ,ショック状態に陥り.約半数は膵炎作成5時間以内に死亡した。一方,膵炎作成30分後に蛋白分解酵素阻害剤を投与すると,投与直後より血圧の改善および心拍出量の改善がみられ,その死亡率も減少した。また、膵炎時の末梢循環不全の悪化とともに血中βーendorphinの上昇がみられた。さらに,蛋白分解酵素阻害剤の投与によりβーendorphinの上昇が抑制され,同時に血圧の改善および心拍出量の改善がみられた。また.血圧の改善および心拍出量の改善は血中βーendorphinの上昇抑制の程度との関係がみられ,重症急性膵炎の末梢循環不全の一因としてβーendorphinの関与が示唆され,βーendorphinの遊離を抑制する蛋白分解酵素阻害剤の重症急性膵炎時の治療効果がみられた。同様の膵炎犬を用いての腎組織血流量を測定すると膵炎作成直後より経時的な低下がみられ,重症膵炎時の腎障害の一因として腎組織血流量の低下の重要な役割を持ったと考えられた。これら膵炎犬にDopamin,蛋白分解酵素剤を投与することにより腎組織血流量の改善がみられ,これら薬剤の急性膵炎時の腎障害に対する治療効果が示唆された。重症急性膵炎における多臓器障害の合併機序として末梢循環不全および血液凝固能異常特にDICの合併が問題となる。トリプシン加自家胆汁を主膵管に注入し重症膵炎犬を作成し、末梢循環、心機能、腎機能を検討し、さらに血液凝固能を検討すると共にその診療について検討した。重症膵炎作成後、平均血圧が著明に減少し、それに伴って心機能の低下および腎障害が出現し、ショック時の心障害、肺障害の原因とされる血中β-endorphinの上昇がみられた。一方、重症膵炎作成直後に新しい合成蛋白分解阻害剤を投与すると血中β-endorphinの上昇が抑制されるとともに平均血圧の低下および心障害、腎障害の発現が抑制された。これら薬剤を急性膵炎作成30分後に投与したところ、減少した平均血圧の改善とともに心機能、腎機能の改善がみられ血中β-endorphinの遊離の抑制がみれた。(Pancreas gastroenterol Jpn)その作用機序として血中トリプシン様活性の抑制によるβ-endorphin遊離が考えられた。

一方、重症急性膵炎作成後の血液凝固能異常として多くは過凝固状態で、一部にDICの合併がみられ、これら重症膵炎時に蛋白分解酵素阻害剤の投与により重症膵炎時の血液凝固能異常の改善がみられている。(日消外学誌)。これら成績は重症急性膵炎に合併する多臓器障害の発生予防、治療に蛋白分解酵素阻害剤投与の効果が示唆された。近年、cholecytokinin(CCK)が急性膵炎の増悪、進展に関与し、CCK-receptorantagonistの治療効果が注目されてきた。ラットを用いてclosed duoolenal loopにより急性膵炎を作成し、浮腫性膵炎、出血性膵炎の確立後、loopを解除すると同時にCCK-receptor antagonist投与し、その治療効果を検討した。出血性膵炎に対しては非治療群とその効果は変わらず、CCKは浮腫性膵炎の発症に関与するか、出血性膵炎への進展には関与しないと思われた。(Pancreas)
生物多様性と防災機能の両立に向けた海岸林と海浜草原のデザイン案出

海岸砂丘に発達する海浜草原は,陸域と水域を結ぶ重要な生態系であるが,人為改変により全国的に希少となっている。東日本大震災による津波被害を契機に,海岸砂丘の生物多様性に明らかにし、その保全と減災につながる土地利用デザインが求められている。本課題では管理されている鳥取砂丘,津波により破壊された仙台湾沿岸,海外の事例も取り入れながら海浜草原の望ましい姿について検討した。砂丘管理の違いにより植物の状況は異なり、保全されていても人為改変の影響が大きかった。一方で放置された場合は,砂丘地が森林化した。海外の事例からは、人間が与える影響のコントロールこそが管理に重要であることが示唆された。平成25年度は,1)海浜草原と砂丘幅,海岸林幅の関係解明と,2)東日本大震災津波被災地における海浜生態系の現状把握,に取り組んだ。1)海浜草原と砂丘幅,海岸林幅の関係解明については,鳥取砂丘をベースに,隣接の福部砂丘など異なる状況にある砂丘地について,海岸林と海浜草原の関係に着目して海岸砂丘の植物多様性,植生の空間構造などの調査をおこなった。海岸林幅と砂丘幅,海浜草原の関係を解析し,その途中経過を地元の研究会にて発表した。2)東日本大震災津波被災地における海浜生態系の現状把握については,福島大学黒沢高秀教授と連携して,津波により海岸林が破壊された福島県相馬市松川浦を対象に,海浜草原と砂丘幅の関係について検討した。東日本大震災で海岸林が破壊されて3年目となる福島県相馬市松川浦では,砂丘幅が250m以上,100m程度,50m未満と異なる3カ所で植生調査を行い,60年にわたりその変化が記録されてきた鳥取砂丘と比較を行った。その結果,鳥取砂丘,松川浦ともに最も狭い砂丘幅でも,海浜草原を構成する主要種がある程度出現していることが明らかとなった。しかし空間構造は砂丘幅によって大きく異なっており,狭い砂丘地では広い砂丘地よりも分布が圧縮あるいは消失する傾向があった。大震災の被災地では海岸林の元通りの復旧あるいは,もしくはより強靱な海岸林の育成が急がれているが,いち早く再生した海浜砂丘の生物多様性を維持し,本来の生態系サービス機能を発揮させるには,一定規模の砂丘幅を確保することが望ましいと考えられた。この結果をとりまとめ,2014年3月の日本生態学会大会にてポスター発表した。平成26年度は,研究2年目の取り組みとして,昨年に引き続き,1)海浜草原と砂丘幅,海岸林幅の関係解明と,2)東日本大震災津波被災地における海浜生態系の現状把握,に取り組んだ。1)海浜草原と砂丘幅,海岸林幅の関係解明については,天然記念物鳥取砂丘でこれまで明らかになっていなかった植物相について改めて徹底した野外調査を行い,129種の出現を確認した。砂丘幅の広い鳥取砂丘では,砂丘内の環境条件の違いにより,出現植物集および,外来種数とその生活形に違いがあることを明らかにした。これには20年以上続く植生管理(除草)の影響も考えられた。この結果は,年度内に地元の調査報告会で予報的に発表したところであるが,今後学術的な取りまとめを行って,関連学会での発表,さらには論文投稿の準備を行っている。2)東日本大震災津波被災地における海浜生態系の現状把握については,平成25年度から,福島大学黒沢高秀教授と連携して,津波により海岸林が破壊された福島県相馬市松川浦を対象に,海浜草原と砂丘幅の関係について調査を行っている。26年度も現地調査に赴いたが,松川浦では26年度になって災害復旧工事が本格化しており,工事にともなう人為かく乱で25年度には確認できた海浜植物群落がほぼ消失していた。立ち入りさえも制限される状況であり,松川浦については工事の完了をまって,その後の回復状況を25年度の結果と比較することを検討する。平成27年度は研究3年目にあたり,昨年度に引き続いて,主に海浜草原と砂丘環境の関係解明に取り組んだ。野外調査は鳥取砂丘を対象に精力的にデータを蓄積した。一方,計画していた東日本大震災津波被災地における海浜生態系の現状把握については,調査区を設置した福島県相馬市松川浦における災害復旧工事のため,現地への立ち入りが難しく,立ち入っても改変による影響が大きすぎたため,27年度は野外調査を断念した。28年度に松川浦を訪れ,25年度に測定した結果と比較する計画である。海浜草原と砂丘環境の関係解明については,鳥取砂丘で集中的な植物調査を実施し,砂丘内に分布する1087群落を認識した。優占種分類では,19種の群落に区分され,面積の6割はケカモノハシ,コウボウムギ優占群落となった。砂丘幅との関係から見ると,汀線からの距離に応じて分布する群落も一部にはあったが,ほとんどの群落は汀線(砂丘幅)との関係ははっきりしなかった。28年度にむけて,砂丘の物理的な要因,人為的な撹乱要因を含めた環境要因との関係解析をおこない,この結果から鳥取砂丘を事例に,砂丘幅と海浜草原の関係についてとりまとめを行う予定である。このほか,特異な分布を示すハマゴウを対象に,詳細な分布調査を行っている。これについては28年度も継続して形態調査・成長解析をおこなう予定である。本課題の研究成果の発表について27年度は,英語論文の投稿準備および,成果の一部に関する国内学会での成果発表をおこなった。

27年度は4年計画の3年目であった。研究成果の発表について,2年目にはとりまとめた投稿論文2報が掲載されたが,3年目は1本にとどまった。投稿に先だって行う学会発表に関しては,国内学会にて3件の発表を行った。投稿論文については現在英文誌に投稿準備を行っているところで,これは想定の範囲内である。調査については,当初計画にて掲載した,海浜砂丘での風速・塩分の観測が一部欠測となっている。これは1-2年目の調査の結果,比較対象に想定していた北条砂丘の現況が,想定していた研究目的と異なっていたためで,これらの測定計画は断念することとした。計画遂行上は,東日本大震災の津波被災地における野外調査地が最も問題で,研究の当初計画で示した宮城県沿岸では大規模な防潮堤・土盛り・クロマツ植栽が実施され,一部に残ると考えていた保全地が全く残らないことが明らかとなったため,これを回避して福島県松川浦に代替地を求めた。松川浦は調査に適しており,平成25年度に調査地を設定して現況を把握することはできたが,当時の情報とは異なりその後この場所も復旧工事の進展により調査した海浜植物群落が全面的に消失した。このため,当初計画どおりに調査が進んでいないが,工事の終了を待って,その間の変化をさぐる調査を行う予定である。本課題では海岸砂丘が持つ生態系サービス機能について防災と自然環境の両面から検討することを目的とした。防災に関する東日本大震災津波被災地との比較は,復興にともなう大規模工事のため課題期間内に十分な比較ができなくなったため,大規模海岸砂丘である鳥取砂丘を対象とした植生構造の解明に注力した。本課題では,a.海浜草原と砂丘幅に関する課題を中心に研究を進めた。国内にはよく保全された大規模砂丘がなく海浜植生構造とその成立要因解明が不十分なため,鳥取砂丘を対象にこれを解析しとりまとめた。鳥取砂丘は奥行きが1,000 m以上あり,多様な砂丘地形に加えて人為的撹乱が多いため,群落分布と自然・人為要因との関係に着目した。鳥取砂丘の天然記念物指定範囲を対象に,植物群落の位置と形,面積,植生調査からクラスター分析に基づいて群落分類を行った。環境要因は,自然要因に汀線からの距離,砂変動量,堆砂深を,人為要因に踏みつけと除草種別を使用した。群落は出現種の特徴から海浜型群落と雑草型群落にまとめられ,群落ごとは第二砂丘列より海側,砂丘地全域,内陸側に分布するものがみられた。砂変動の多い立地,踏みつけの多い立地,機械除草に特徴的な群落型が認められ,鳥取砂丘のような大規模な海岸砂丘では,自然要因に加えて人為要因が植物群落の分布に影響していることが明らかになった。鳥取砂丘のような大規模な砂丘地でも植生配置に人為要因の影響が大きいことは重要な成果と考える。b.東日本大震災津波被災地として福島県松川浦に調査地を設定し,植生調査を実施していたが,復興工事により調査地が消滅して調査継続を断念した。このためc.砂丘幅と海浜草原の関係類型化は防災機能の整理に至らなかったが,課題終了後も研究を続け,さらに解析・考察を深める。本課題の成果は,一部公表済みで,残りの部分も公表のため投稿中である。海岸砂丘に発達する海浜草原は,陸域と水域を結ぶ重要な生態系であるが,人為改変により全国的に希少となっている。東日本大震災による津波被害を契機に,海岸砂丘の生物多様性に明らかにし、その保全と減災につながる土地利用デザインが求められている。
癌遺伝子産物の発現に関与する細胞因子

当班は癌遺伝子による細胞癌化の諸過程に関与する細胞因子を明らかにすべく、(1)細胞変異株の分離と性状解析、(2)正常細胞中の癌抑制遺伝子の単離(3)癌遺伝子発現に関与する組織特異性因子の検索、を行いつゝあるが本年度は以下の成果を挙げることが出来た。即ち、(1)井上、羽倉はMo-MSVによるtransformationにts性(温度感受性)を示す細胞変異株中、Mo-MSV以外の多くのoncovirusによるtransformationにもts性を示す変異株(B812)を用いて、B812遺伝子産物は正常細胞中に常時存在し、同産物は外来性遺伝子の情報発現に関与していることを示唆する結果を得た。木村は3Y1細胞を用いて細胞増殖にts性を示す変異株を多数分離し、同変異株中にSV40の感染によってts性の回復する変異株が存在することを明らかにしてきたが、本年度はSV40によるts性の回復にはlarge Tが関与しており、Adeno virusのEla遺伝子も同様の機能を持つことを明かにした。(2)野田はヒト正常細胞DNA中にras遺伝子によるtransform細胞を正常化する遺伝子が存在することを明かにし、正常ヒト細胞のcDNA libraryを用いて、同遺伝子のcloningを行いつゝある。(3)山本はヒトyes関連遺伝子c-yes,lyn,syn,及びfgrのgenomic及びcDNAクローンを解析し、これら一群の遺伝子はc-srcやlckと共に極めて近い関係にあることを示すと同時に、これら遺伝子の発現に組織特異性が存在することを明かにした。また瀬川はSV40のlarge T遺伝子の発現とc-H-raSの転写レベルでの活性化との間に密接な関係が在ることを示した。杉山はAbelson-MLVを用いて分化可能なマウスB系幹細胞株を分離し、その分化様式の解析を行っているが、本年度はAbe-lson-MLVのtransformationに関するts株の分離に成功した。
カンキツの根域制限栽培における根系機能の解明

根域制限栽培は樹体のコンパクト化や果実品質の向上などの利点が見られ、ウンシュウミカンでは生産現場への普及が始まっている。しかしこれらの効果の生じる機構については不明であり、この点を根の機能という観点より検討した。根域制限栽培下での樹体成長の特徴として、樹体各部の成長が抑えられ、地下部ではTR率、細根比率の上昇が見られた。また、細根の構造は皮部率が高く、蒸散速度、水分吸収能の低下が認められた。この結果、地上部樹体の水ポテンシャルは低下し、無機成分の吸収能の低下による新生器官でのこれら成分の含量低下を招いた。また地下部では根の活性(TTC還元力)低下およびデンプン、糖含量の上昇が見られた。果実品質に関しては、糖含量の上昇および酸分解の抑制による高酸含量を呈した。ただ、糖組成に関しては変化が見られず、単に水分ストレスを介しての効果では無いと考えられた。樹体のコンパクト化の機構に関しては、外生ホルモンの茎葉処理および土壌処理の結果、根系のサイトカイニンレベルの上昇および樹体のオーキシンレベルのわずかな上昇が樹体成長を促すのに対して、高レベルのオーキシン上昇は逆に成長を抑制することが明らかとなった。次いで樹体成長の異なる台木間の内生ホルモンを調査した結果、新梢内のオーキシンレベルあるいはIAA/ABA比によって地上部成長が制御され、これらの上昇によって成長が促進されると考えられた。根域制限栽培は樹体のコンパクト化や果実品質の向上などに利点が見られ,ウンシュウミカンでは生産現場での普及が始まっている。しかし,これらの効果の生じる機構についてはほとんど検討が為されていない。この点を解明するために,本年度の実験では,(1)土壌容量の異なる各種容器でカンキツ樹を生育させ,樹体生長および養分水分吸収,組織構造,TTC還元力などの根の機能に及ぼす影響,(2)樹体内のホルモンレベルを違えて,各部生長量に及ぼす影響などを調査した。得られた結果の概要は次のとおりである。(1)の実験では,根域制限樹の特徴として,1)樹体各部の生長が抑えられ,TR率,細根比率の上昇が見られた。2)無機成分含量は何れも低く,とくに新生器官での低下が著しかった。3)細根の皮部率(根横断面積に対する皮部面積の比率)が高く,蒸散速度,水分吸収能が低下した。4)樹体の水ポテンシャルは急速に低下した。(2)の実験では1)茎葉処理と地下部処理の比較では,BAは茎葉処理で生長促進効果が高く,一方NAAはいずれの処理も低濃度処理で促進効果が見られた。2)外生処理に伴う根系のサイトカイニンレベルの上昇および樹体のオーキシンレベルのわずかな上昇は樹体成長を促すのに対して,高レベルのオーキシン上昇は逆に生長を抑制した。

樹体のコンパクト化の機構に関しては、外生ホルモンの茎葉処理および土壌処理の結果、根系のサイトカイニンレベルの上昇および樹体のオーキシンレベルのわずかな上昇が樹体成長を促すのに対して、高レベルのオーキシン上昇は逆に成長を抑制することが明らかとなった。次いで樹体成長の異なる台木間の内生ホルモンを調査した結果、新梢内のオーキシンレベルあるいはIAA/ABA比によって地上部成長が制御され、これらの上昇によって成長が促進されると考えられた。
電子カルテ・出張記録のための直感的指定が可能な多形式対応全文検索システムの開発

平成17年4月1日から個人情報保護法が施行されるが,多様なフォーマットで記述された電子文書の増加にともない,これらをきちんと管理することが急務となっている。申請者の所属する研究所や全国の学校等でもこれらのフォーマットで,カルテや出張記録,授業の記録文書が蓄積しつつある。しかし,「どこに保存してある,どの文書に,何が書いてあるのか」がきちんと管理されている例は少ない。また,教育の現場ではコンピュータの専門知識を持たない教員が文書管理の業務に携わることも多く,サーチエンジンやデータベースが効果的に活用されているとはいい難い。本研究ではこういった状況に対して,利用者が特別に索引を用意したりすることなく,比較的容易に電子化文書を管理でき,初心者でも直感的に検索を行えるシステムを提案する。先行研究では,構造化文書を対象として,文書検索についてある程度専門知識を持ったユーザが利用することを前提、にシステム開発を行った。それに対して本研究では,専門知識を持たないユーザが利用することを前提としたシステムの開発をめざした。多種多様なフォーマットで電子化され大量に蓄積している文書に対して,直感的で使いやすいインタフェースで全文検索(文書の本文に,ある文字列が含まれているかどうかを検査する検索)の機能を提供することを目的とする。IEP(個別の指導計画)と,それに関わる日々の記録を電子的に共有,蓄積検索できるシステムの開発を目指して研究を進めている。検索システムの概要・目的は次の通りである。・構造化文書の検索に情報検索(サーチエンジン)技術を導入する。・従来の文書検索の検索単位は文書全体であったが,部分文書単位で検索を行えるようにする。・構造化文書検索において,利用者があらかじめ文書構造を知らなくても検索を行えるようにする。・キーワードの連結による単純な問合せの指定を可能にする。・検索結果のランキングに,文書の内容だけでなく文書構造も反映させる。(本年度の研究実施状況)医療分野の電子カルテシステムについて文献調査を実施し,現状の課題について整理を行った.また,いくつかの学校がWWW等で公開している個別の指導計画(IEP)の書式を調査し,電子化する際に望まれる要件について検討を行った.INEX(Initiative for the evaluation of XML retreival)Projectにプロジェクト発足と同時に参加し,検索システムのテストコレクション構築作業を実施した.文書検索エンジン部分の実装およびテストコレクションを利用した評価を開始した.(本年度の研究成果)医療分野における電子カルテシステムの現状についての概要が把握された.個別の指導計画(IEP)を電子化・蓄積する際に留意するべき点について整理された.INEX Projectに参加し,構築されたテストコレクションが利用可能になった.テストコレクション構築の際に,検索対象文書を分析した結果を論文にまとめ,INEX Projectで報告した.(本年度の自己評価・課題)平成14年度は3か年計画の1年目であり,当初課題であったXML文書検索エンジン用の適切なテストコレクションがないという問題が解消された.医療分野の電子カルテシステムに関する資料収集と,特殊教育分野のIEPへの要求に関する資料収集もある程度進み,目的とする全文検索エンジン構築の準備が整いつつある.また,現在のところ英文にしか対応していないが,一部試作システムの構築および評価の開始にこぎつけることができた.本研究課題では,IEP(個別の指導計画)と,それに関わる日々の記録を電子的に共有,蓄積,検索できるシステムの開発を目指して研究を進めている.検索システムの概要・目的は次の通りである.・構造化文書の検索に情報検索(サーチエンジン)技術を導入する.・従来の文書検索の検索単位は文書全体であったが,部分文書単位で検索を行えるようにする.・構造化文書検索において,利用者があらかじめ文書構造を知らなくても検索を行えるようにする.・キーワードの連結による単純な問合せの指定を可能にする.・検索結果のランキングに,文書の内容だけでなく文書構造も反映させる.平成15年度は,・IEPやITPを電子的に扱うトータルシステムについて,要件の調査を実施した.・NAIST夏期データベース研究会に参加し,「ベクトル空間モデルを用いた構造化文書検索と利用者支援」というタイトルで中間成果の報告を行った.・年間を通してINEX2003のXML文書検索プロジェクトに参加し,文書検索システム評価用テストコレクションの作成に貢献した.平成17年4月1日から個人情報保護法が施行されるが,多様なフォーマットで記述された電子文書の増加にともない,これらをきちんと管理することが急務となっている。

IEP(個別の指導計画)と,それに関わる日々の記録を電子的に共有,蓄積検索できるシステムの開発を目指して研究を進めている。検索システムの概要・目的は次の通りである。・構造化文書の検索に情報検索(サーチエンジン)技術を導入する。・従来の文書検索の検索単位は文書全体であったが,部分文書単位で検索を行えるようにする。・構造化文書検索において,利用者があらかじめ文書構造を知らなくても検索を行えるようにする。・キーワードの連結による単純な問合せの指定を可能にする。・検索結果のランキングに,文書の内容だけでなく文書構造も反映させる。
グリーンランド氷床と周辺海域における水文気候再解析データの創出

研究課題1:大気陸面海洋結合データ同化システムの開発:2018年9月24日-10月5日の期間、研究協力者であるコロラド州立大学のMilija Zupanski博士を日本に招へいした。その滞在期間の中で共同研究打ち合わせとシステム開発を進め、衛星観測データを同化可能な結合データ同化システムを、研究代表者の所属するJAMSTECのスーパーコンピュータ内で開発を進めた。また、衛星観測とデータ同化についての解説記事を、リモートセンシング学会誌に寄稿した。今後、観測システム実験の結果と衛星観測ならびに一般気象観測のデータ同化についての解析を進め、グリーンランド地域における結合データ同化研究の論文発表を行っていく予定である。研究課題2:水文気候再解析データの作成:再解析データの有用性を示すために、グリーンランド周辺域における観測データの重要性を、観測システム実験によって解明することを試みた。本実験によって、遠隔地における現場観測の重要性と、氷床の質量収支の影響を再解析データを構築することで評価している。研究課題3:グリーンランド氷床と大気ならびに海洋表層との多圏相互作用の解明:またZupanski博士と共著で、多圏結合データ同化の現在の動向に関する総説を、国際学術誌に執筆した。(1)平成28年度は,結合データ同化システムの開発とグリーンランド氷床におけるデータ同化実験,ならびに氷床変動に関する研究打ち合わせを行った.成果発表については,中国での招待講演と国内研究集会での発表をした.(3)国内での研究打ち合わせを2016年12月に,連携研究者の松尾氏を招聘して行った.その結果,来年度の国際雪氷学会が主催する国際シンポジウムで研究発表を行い,研究成果の一部を論文化する方向性が確認された.(4)グリーンランド氷床変動の把握にとって重要な陸水推定のリモートセンシング技術について,重力観測衛星や,その他の衛星による陸水諸量の推定に関して,Springer出版社からの図書の一章として執筆・寄稿した.本研究の心臓部にあたる結合データ同化システムに関する論文が,1報受理・出版された事による.研究課題1:大気陸面海洋結合データ同化システムの開発:本課題では、共同研究者のMilija Zupanski博士とDusanka Zupanski博士を招聘し、データ同化システム開発を行った。具体的には、大気陸面結合データ同化システムに、海洋の変数としてSSTと海氷上積雪を制御変数に加えてシステムを拡張した。加えて、大気陸面海洋結合データ同化システムのチューニングを、JAMSTECのスーパーコンピュータがリプレースされたため、各種ソースコードの修正を行った。スーパーコンピュータの停止等によって、データ同化システム開発が行えなかった時間を利用して、本研究で開発したデータ同化システムに関する解説や総説論文を執筆して出版を行った。また、データ同化システムが陸面モデルの高度化に如何に依存しているのかについてアンサンブル予測実験を行い、陸面モデルの高度化によって大気下層の不確実性が低減することを明らかにした。研究課題2:水文気候再解析データの作成:この課題に関しては、スパーコンピュータの更新等の影響によって進捗状況は遅れている。研究課題3:グリーンランド氷床と大気ならびに海洋表層との多圏相互作用の解明:共同研究者の松尾研究官が米国で開催された国際雪氷学会2017年で、グリーランド氷床の表面質量収支、氷床全体の質量収支、ならびに加速度的な変動について研究発表を行った。現在、この内容については松尾が研究論文としてまとめている。また、鈴木は重力観測衛星GRACEのデータを北極圏陸域全体で解析し、近年の陸水貯留量の減少傾向が、夏季温暖化による蒸発散量の増加を引き起こし、乾燥化をもたらしている可能性を研究論文としてまとめて出版した。その成果は、同時にプレスリリースを行い、主要新聞社等の新聞記事として、研究成果を社会に広めるアウトリーチ活動に繋がった。データ同化システムを構築している海洋研究開発機構のスーパーコンピュータが2018年2月に新たなスーパーコンピュータに更新された。これに伴い、従来使っていたデータ同化システムの全実行ファイルを再コンパイルすることとシェルスクリプトを更新する必要性が生じ、それに多くの時間を必要とした。さらに、コンピュータの更新に伴い、長期間のシステム停止が発生した。これにより、データ同化システムのテストラン等の必要な作業を行うための時間が不足したことにより、進捗状況はやや遅れている。(1)ナンセン環境

・リモートシングセンターのMernild所長と協力し,グリーンランド氷床上の気象データを入手し,結合データ同化システムの検証を行う.(3)コロラド州立大学の共同研究者Milija Zupanski博士を招聘し,さらに結合データ同化システムの高度化と実験について進めていく.1.大気陸面海洋結合データ同化システムの開発に関しては、グリーンランド上の現場観測のインパクトを評価する観測システム実験を行い、データ同化システムの性能と現場観測の有用性について論文としてまとめる。さらに、マイクロ波放射計のデータ同化システムについても論文としてまとめる予定である。2.水文気候再解析データの作成については、スパーコンピュータの更新やシステム更新の影響により、長期的に安定した計算か可能かどうか疑問が残っている。そのために、長期的な再解析については諦めざるをえないと考えている。よって短期的な実験再解析データの構築を目指して研究を進める予定である。3.グリーンランド氷床と大気ならびに海洋表層との多圏相互作用の解明については、松尾研究官が執筆している論文に集約させていく。また、研究協力者の松村研究員の協力の下、大気や海氷変動との関連について調査を進めていく予定である。日本の連携研究者1名と米国の研究協力者1名が,平成28年度は本務の都合上,招聘による出張が出来ず,平成29年度に招聘旅費を持ち越す必要があったため.まず第一に、米国で開催される国際雪氷学会2017に、鈴木と松尾の2名での参加を当初計画していたが、事情により、松尾の1名のみが参加となった。鈴木は他の国際学会の参加を検討したが、結果として東京で開催されたISAR-5に参加して研究発表を行ったため、旅費に若干の未使用額が生じた。未使用額については、2018年度、研究成果の和文英訳の翻訳費用に使用する予定である。平成29年度に開催される国際シンポジウムに連携研究者1名を派遣し,研究発表を行って頂くと共に,グリーンランド氷床変動に関する最新の知見を収集し,研究課題の成果を論文として発表していただく予定である.