hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
エルニーニョ影響下の南米潮間帯生態系の構造に関する研究

1研究代表者および共同研究者であるペルー国立サンマルコス大のロメロ氏を中心として、ペルー中部太平洋岸の沿岸生態系の調査を1999年から2001年にかけて行った。ロメロ氏は同大のコルドバ氏と協力してパラカスおよびアンコン地域の継続調査を担当した。南半球の夏である2000年1月-2月と2000年12月-2001年1月には研究代表者を中心として集中的な調査をおこなった。また、2000年2月-3月と2001年2月-3月にはロメロ氏が九大天草臨海実験所に滞在し、データ解析の作業を行った。2本研究の重要な対象生物である2種の捕食性ヒトデにつき,個体群変動に関する基本的なデータがほぼ出そろい,探索的な初期解析(exploratory analysis)をおこなった。2種によって年変動および季節変動のパターンが違っていることが明らかにされた。特にH.helianthusのほうはエルニーニョの年を含めて10年にわたり密度の減少傾向を示していることがわかった。これに対し、S.striatusは増加傾向を示しており,秋から冬にかけて季節的なピークがおこることが確認された。3.空間占有者としての二枚貝類(イガイ類)は,捕食者であるヒトデ類とは異なった変動パターンを示すことがデータの一部から覗えた。イガイ類の被度の増加は、ある程度エルニーニョ現象と関連していることが示唆された。イガイ層をハビタットとする多毛類群集に関する解析をおこなった。4ペルー中部地方の水温に関する長期データをアメリカ海洋大気局より入手し,海洋動物の動態解析に組み込むためのデータベースを作成した。また、G.grapsusの個体群動態および捕食生態に関するデータを得た。1本研究は公式には1999年6月に補助金交付が決定されたが、研究代表者は同年3-4月に私費によりペルーに赴き、共同研究者である国立サンマルコス大のロメロ氏と研究協議をおこない、平成11年度の研究方針を決めた。これにより、パルー中部太平洋岸のアンコンおよびパラカス地域に定期観察地点を設け、ロメロ氏を責任者として1-2ヶ月毎の調査をおこなうこととなった。また、研究代表者は1986年以来ロメロ氏と共同研究を続けているが、本科研費研究の目標の一つであるエルニーニョ現象の生態系に対する影響を解明するには、群集パターンの長期的な変動を把握することが必要であるため、1998年以前のデータ整理をおこなうことで合意した(データ量が膨大なため、特定のデータ解析目的に使用するための整理が必要である)。2予算の制限から一回の派遣調査に限ることになったが、以前のデータとの季節的な整合性をかんがみ、2000年1月(南半球の夏)に集中的な調査をおこなった。また、2000年2月から3月にかけてロメロ氏を九大天草臨海実験所に招へいし、データ解析の調査をおこなっており、3月初旬現在、研究作業が進行中である。3パラカス国立公園域では群集の多様性に関する(定期)データをとったが、期待したほど沿岸帯の群集組成は複雑でなく、200kmほど北に位置するアンコン沿岸域の群集多様性を越えることはなかった。アンコン沿岸域では群集組成が1998年のエルニーニョ以前の状態に復帰しつつある傾向があるものの、群集構成種によってパターンが微妙に異なっており、今後の詳細なデータ解析が必要である。4現在解析中のデータは、(1)環境要因、特に水温および水位の変動;(2)岩礁生態系の高位捕食者として重要なヒトデ類およびイワガニ類の個体群動態および捕食生態;(3)空間占有者としての二枚貝類の時

空間動態;(4)群集の空間利用パターンの変化である。1昨年度に引き続き、共同研究者であるペルー国立サンマルコス大のロメロ氏と研究代表者(渡慶次)を中心として、ペルー中部太平洋岸の沿岸生態系の調査研究を行った。ロメロ氏は特にアンコン地域の継続調査を担当した。また、2000年12月から2001年1月(南半球の夏)にかけて、研究代表者を中心とした調査チームにより集中的な調査をおこなった。さらに、昨年と同じく2001年2月から3月にかけてロメロ氏を九大天草臨海実験所に招へいし、データ解析の作業をおこなっており、3月初旬現在、研究作業が進行中である。2本研究の重要な対象生物である2種の捕食性ヒトデにつき,個体群変動に関する基本的なデータがほぼ出そろい,探索的な初期解析(exploratory analysis)をおこなった。2種によって年変動および季節変動のパターンが違っていることが明らかにされた。特にH.helianthusのほうはエルニーニョの年を含めて10年にわたり密度の減少傾向を示していることがわかった。これに対し、S.striatusは増加傾向を示しており,秋から冬にかけて季節的なピークがおこることが確認された。3.空間占有者としての二枚貝類(イガイ類)は,捕食者であるヒトデ類とは異なった変動パターンを示すことがデータの一部から覗えた。ただし、データ量が多いために未解析分があり、今後さらに整理解析が必要である。イガイ類の被度の増加は、ある程度エルニーニョ現象と関連していることが示唆された。イガイ層をハビタットとする多毛類群集に関する論文を完成させた。4ペルー中部地方の水温に関する長期データをアメリカ海洋大気局より入手し,海洋動物の動態解析に組み込む作業を行うことにした。また、G.grapsusの個体群動態および捕食生態に関するデータの整理を行っている。
カンゾウ毛状根によるGlycyrrhiginの生産

中国産ウラルカンゾウ種子を無菌的に発芽させ、アグロバクテリウムリゾゲネスATCC15834を茎の傷をつけた部分に接種。23週間後にヘアリ-ル-ト(毛状根)が発生した。毛状根培養の常法にしたがい、抗生物質含有培地で培養しアグロバクテリウムを滅菌後、通常の培地で数回培養する。カンゾウ毛状根培養が固型培地になじんだ所で、液体培地に移し、やはり数回継代培養をくり返す。得られた培養系は、薄黄色に着色したやや太い細根で、分岐点にカルス状の組識を生じ、振とうによりカルス状細胞が培地中に浮遊し、培地が濁って来る傾向がある。このようにして得られた数系統のカンゾウ毛状根について成分の検討を行なった。逆層高速液体クロマトグラフィ-による分析、分取により2種のフラボノイドとグリチルリチンの生産が確認された。化合物の同定は、核磁気共鳴吸収スペクトルおよび質量分析により行なった。グリチルリチンはFAB質量分析により分子イオンピ-クを検出した。グリチルリチン生産量は、最高の生産を与える系統の場合、乾燥重量当り4.7%であった。これをリットル培地あたりに換算すると、1リットル当りのグリチルリチンの生産量は3gとなり、植物成分の収量としては非常に良い方に属する。大量培養については、分液型エア攪拌式フラスコ、シリンダ-型回転フラスコ等による培養方式を検討した。いずれの場合も、小スケ-ル培養に比べ収量が劣り、攪拌が重要な要素であることが分かった。また、先にのべた、カルス状組織の形成は、ホルモンの添加、系統の選抜によりある程度おさえられることも分かり、大量培養への道が開かれた。
単一トラップの分離検出・電子物性評価技術の開発とトラップ物理の新展開

チャージポンピング(CP)法を用いて,単一Si/SiO2界面トラップの独創的検出評価手法を開発し,系統的評価結果から,単一トラップにおける電子捕獲放出過程は2つのエネルギー準位が関与し,単一トラップからの最大CP電流ICPMAXは02fqの範囲の様々な値となることを初めて実証した(fはゲートパルス周波数,qは電子電荷).これまで,ICPMAX=fq一定と広く信じられてきたが,これは根本的に誤りであることを明らかにした.また,単一トラップの2つのエネルギー準位の状態密度分布を初めて導出すると共に,トラップに関する得られた本質的性質に基づいてCP理論を原理的に修正した.本研究の目的は,トラップを“密度"で表す従来のマクロ的な扱いから脱却し,ナノ構造界面における個々のトラップの分離検出技術,および,個々のトラップの物性評価技術を確立し,従来のマクロ的見地を基盤としたトラップ物理に新たな視点を加えて新展開を計ることである.この目的達成のため,トラップとしてはMOS界面トラップ,評価技術としてはチャージポンピング(CP)法を用いる.今年度は以下の研究成果を得た.1.単一MOS界面(Si/SiO2界面)トラップからのCP電流を室温で体系的に測定評価し,そのCP電流最大値が一定値fqではなく,0から2fqの範囲内(fはゲートパルス周波数,qは電子電荷)にあることをはじめて明らかにした.この結果は,Si/SiO2界面のダングリングボンドであるPb0センターの電気的性質と一致する.このことは,CP法で単一Pb0センターを直接観測し評価することにはじめて成功したことを意味し,界面トラップの正体に対する究極的な判定を可能にした.2.従来CP理論では,トラップ1個当たりのCP電流が一定値fqであることに基づいてトラップ密度を算出している.しかし,これが根本的に誤りであることを実証した.そして,CP電流に対するゲートパルスのオン時間やオフ時間等の効果を利用し,トラップ間相互作用も考慮した,CP法によるトラップ数の根本的なカウンティング法を確立した.本研究の目的は,トラップを“密度"で表す従来のマクロ的な扱いから脱却し,ナノ構造界面における個々のトラップの分離検出技術,および,個々のトラップの物性評価技術を確立し,従来のマクロ的見地を基盤としたトラップ物理に新たな視点を加えて新展開を計ることである.この目的達成のため,トラップとしてはMOS界面トラップ,評価技術としてはチャージポンピング(CP)法を用いる.今年度は以下の研究成果を得た.1.CP法により,界面トラップ数の真の値を得るための根本的なカウンティング手法を前年度に確立したが,この手法を用いて実際に様々な試料における真の界面トラップ数を測定評価した.その結果,真のトラップ数のばらつきが大きいこと,および,従来CP理論に基づく値との差が大きいことを定量的に明らかにした.2.個々のトラップの離散的エネルギー準位の評価技術を確立し,単一界面トラップのエネルギー密度分布を実験的に概算することにはじめて成功した.バンドギャップ中心から±0.3 eV付近にピークを有しており,これまで報告されているESR測定によるPb0センターのエネルギー密度分布とよく一致していることを明らかにした.この結果は,前年度に引き続き,界面トラップの正体解明に対する究極的な判定となり得ると共に,界面トラップのエネルギー密度分布はいわゆる“U字型"であるとの定説に疑問を投げかけた.真のトラップ数のカウンティング法を用いて従来CP理論との差異を定量化すること,および,個々のトラップの離散的エネルギー準位評価技術を確立してエネルギー密度分布の導出を試みることを当初予定していたが,これらすべてが達成された.本研究の目的は,トラップを“密度"で表す従来のマクロ的な扱いから脱却し,ナノ構造界面における個々のトラップの分離検出技術,および,個々のトラップの物性評価技術を確立し,従来のマクロ的見地を基盤としたトラップ物理に新たな視点を加えて新展開を計ることである.この目的達成のため,トラップとしてはMOS界面トラップ,評価技術としてはチャージポンピング(CP)法を用いる.今年度は以下の研究成果を得た.1.トラップ間クーロン相互作用がトラップ間距離50nm程度以下になると顕在化することを実験的に明らかにした.2.CP電流が,11トラップ当たりドナー型とアクセプタ型の2つのエネルギー準位に関与していること,2トラップのエネルギー準位位置に依存した01の値をもつ因子,および,3トラップ間相互作用に依存した因子,を考慮した新たなCP理論を構築し,従来CP理論に基づくCP電流式を本質的に改良した.3.前年度,単一界面トラップのエネルギー密度分布(DOS)がPb0センターのエネルギー密度分布と酷似していることを明らかにしたが,このことは,界面トラップのエネルギー密度分布がU字型であるとの従来の定説に疑問を投げかけている.そこで,ホットキャリア・ストレス(HCS)前後における界面トラップのDOSの変化をCP法で評価した(測定温度範囲: 200393 K).その結果,初期状態でも“U字型"分布ではなく,二つのピークを有するPb0センター準位が支配的であり,HCS後はPb0センターがさらに発生してこの傾向がより顕著になることを明らかにした.チャージポンピング(CP)法を用いて,単一Si/SiO2界面トラップの独創的検出評価手法を開発し,系統的評価結果から,単一トラップにおける電子捕獲放出過程は2つのエネルギー準位が関与し,単一トラップからの最大CP電流ICPMAXは02fqの範囲の様々な値となることを初めて実証した(fはゲートパルス周波数,qは電子電荷).

これまで,ICPMAX=fq一定と広く信じられてきたが,これは根本的に誤りであることを明らかにした.また,単一トラップの2つのエネルギー準位の状態密度分布を初めて導出すると共に,トラップに関する得られた本質的性質に基づいてCP理論を原理的に修正した.孤立単一MOS界面トラップからのチャージポンピング(CP)電流であることの判定法を前倒しで確立できたことで,単一Pb0センターをCP法で直接観測し評価することにはじめて成功するなど,当初の計画以上に進展している.電子捕獲放出過程におけるトラップ間の相互作用について検討すると共に,これまで得られた知見を総合した新たなCP理論に基づくCP電流式の構築を試みる.また,単一界面トラップのエネルギー密度分布がPb0センターのエネルギー密度分布とよく一致していることを前年度に明らかにしたが,界面トラップのエネルギー密度分布はU字型であるとする従来の定説も踏まえて,エネルギー密度分布に関する矛盾や疑問を解明してトラップ物理の進展を図る.28年度が最終年度であるため、記入しない。工学今年度確立した新たな根本的トラップカウンティング法を用いて,従来CP理論との差異を定量化すること,および,個々のトラップの離散的エネルギー準位評価技術を確立してエネルギー分布の導出を試みる.次年度の外国出張旅費を確保するため,今年度予定していた欧州での国際会議参加のための旅費等(約70万円)を別予算で実施したため.28年度が最終年度であるため、記入しない。次年度使用額はすべて基金助成金分であるが,その大部分(約30万円)はシールディングプローバ改造(サーマルチャックの取り付け・調整)に関わる業務費が削減されたことによる.次年度の国際会議での招待講演等が新たに生じておりその旅費等に充てる.28年度が最終年度であるため、記入しない。予定外の成果発表等の機会が生じているため,その旅費等に充てる予定である.28年度が最終年度であるため、記入しない。
獣医学教育施設における実験・実習用馬の適正管理法の検討

下記の調査により、獣医学教育・研究の場で現況に即し、かつ改正動物愛護法に適合する実験・実習用馬の馴致・飼養法を検討し、実践するための情報・技術をまとめる。1)競走用軽種馬の飼養管理および馴致法に関する調査宮崎県宮崎市「JRA宮崎育成牧場」にて競走用に生産された育成軽種馬における飼養形態と調教・運動負荷、その管理法に関して担当獣医師から聞取り調査および施設見学を実施した。2)乗馬施設の飼養管理および馴致法に関する調査熊本県菊池郡「坂本トニアシュタール」にて乗馬用軽種馬における飼養形態とその管理法に関して代表者から聞取り調査および施設見学を実施した。熊本県阿蘇市「(株)エルパティオ牧場」にて乗馬用軽種馬における飼養形態とその管理法に関して代表者・飼育担当者から聞取り調査および施設見学を実施した。3)重種馬の飼養管理および馴致法に関する調査札幌市東区『さっぽろさとらんど』にて展示用に飼育されている重種馬の飼養形態とその管理法に関して飼育管理担当者から聞取り調査および施設見学を実施した。4)食用に飼育されている馬の飼養管理法調査熊本県上益城郡「(株)千興ファーム」にて食用に肥育されている馬の飼養形態とその管理法に関して代表者・飼育担当者からの聞取り調査および施設見学を実施した。5)上記の調査をもとに、本施設における馬の飼育管理法を改善するための飼育管理用機材を購入した。本研究により得られた成果により、本施設における馬の飼育管理法を改善することが出来た。
児童養護施設における住環境に関する研究―要養護児童の関係構築の場としてのあり方―

本研究では、児童養護施設に居住する子ども達は、仲間や彼らを支援するスタッフとの関係を作りながら社会化すると捉える。従来の大規模集団型が見直され、小規模、個別ケアが国の施策となった。そこで、小規模の一つ小舎制の施設で、子ども達の自室が個室または2人の共同部屋に、小舎内の共用空間「居間・食堂」が豊かに、敷地内に分散する小舎の配置計画のあり方が大幅に変更されたS施設を調査対象とした。居場所と交流相手に関するインタビュー調査、行動観察調査の改築前・後の比較により、このような住環境の変化が子ども達の居場所と仲間との交流に与えた影響を考察し、その結果以下のことが導かれた。1居場所である「自室」の選択理由は、改築前が行動の自由を、改築後が他者からの自由を求めていた。生活展開においても「自室」が主要な滞在場所で、特に年長児童ほど滞在時間が長い。2改築により「自室」滞在時間は、どの発達年齢においてもわずかに減少し、「個室」化が引きこもりを起こすとはいえないことが伺えた。3改築前の運動場は子ども達同士の交流の場としての居場所形成に有効で、改築後の運動場が日常生活の動線から隔離されたため、その利用は非日常となった。4改築後の「居間」の充実は、子ども達の居場所・交流の居場所・生活展開に於ける滞在の居場所としての「居間」の重要性をもたらし、子ども達の行動の落ち着きがもたらされたけれど、子ども達の外部空間利用の減少を導き、他ホームとの「関わり」が減少傾向となった。5上記3・4のことから、他ホームとの交流の場であった運動場の利用度が減少する配置計画のあり方や豊かになったホーム内空間の結果、交流の場が限られてしまったことは検討の余地がある。6居場所確立の支援者としてのスタッフと子ども達との関係性の視点からの考察が、今後の課題である。
深内部磁気圏における高エネルギーイオン生成・輸送機構とそのイオン種依存性の解明

気象衛星ひまわりやGPS衛星が飛翔する地球周辺の宇宙空間(内部磁気圏)は、荷電粒子からなるプラズマで満たされている。内部磁気圏のプラズマは、平時は水素イオンが主成分であるが、磁気嵐が起こると酸素イオンの含有量が急激に増加する。この研究では、内部磁気圏を観測している科学衛星のデータを解析し、その原因の究明を行った。その結果、「電離層から内部磁気圏へ酸素イオンが直接流出しており、それが磁場双極子化に伴う微小磁場擾乱によりその場で選択的に加速される」ためであることが明らかになった。平成25年度は、主に、研究課題1(磁場双極子化イベントについての編隊型人工衛星のデータ解析)と研究課題2(微小電磁場擾乱とイオン加速の計算機シミュレーション)に取り組んだ。研究課題1については、まずETS-VIII衛星・AMPTE/CCE衛星のデータを解析し、深内部磁気圏における磁場双極子化に伴う微小磁場擾乱は、ドリフト励起電磁イオンサイクロトロン波動によるものであることを示した。そして、微小電磁場擾乱が、その場でのO+イオンの選択的加速に重要な役割を果たす可能性があることを議論した。同様の解析をVan Allen Probes衛星データを用いて行い、これを裏付けるような初期結果を得ている。研究課題2については、簡単な磁場モデル中でのドリフト励起電磁イオンサイクロトロン波動の線形分散関係式を用いて、この波動を計算機の中で再現し、それによるイオン加速の効率を調べた。その結果、H+よりもO+のほうが強く加速され、粒子スペクトルの形も大きくゆがめられることを明らかにした。この特性は、研究課題1で得られた観測によるものとよく一致していた。以上の結果は、投稿論文としてまとめ、J. Geophys. Res.誌に投稿中である。また、研究課題3(酸素イオントーラスについての編隊型人工衛星のデータ解析)についても、解析を行い始めた。Van Allen Probes衛星データからULF波動イベントを選び出し、その周波数と磁気圏磁場モデルにおける波動方程式の数値解より、プラズマの平均質量密度を算出した。また、プラズマ波動のデータから高域混成周波数を選び出し、電子密度を算出した。この両者のデータから、プラズマ平均質量を推定した。その結果、朝側のプラズマ圏界面に近いL=3-4において、重イオン密度の高い領域が存在する例が見つかった。この領域がどのように生じるかについての解析に着手した。平成26年度には、研究課題1(磁場双極子化イベントについての編隊型人工衛星のデータ解析)と研究課題2(微小電磁場擾乱とイオン加速の計算機シミュレーション)に関連した研究成果が、J. Geophys. Res.誌に掲載された。具体的な内容は、「(a)ETS-VIII衛星・AMPTE/CCE衛星のデータを解析し、深内部磁気圏における磁場双極子化に伴う微小磁場擾乱は、ドリフト励起電磁イオンサイクロトロン波動によるものであることを示した。(b)簡単な磁場モデル中でのドリフト励起電磁イオンサイクロトロン波動の線形分散関係式を用いて波動を計算機の中で再現し、それによるイオン加速の効率を調べた結果、H+よりもO+のほうが強く加速され、粒子スペクトルの形も大きくゆがめられることを明らかにした。」の2つである。さらに、研究課題3(酸素イオントーラスについての編隊型人工衛星のデータ解析)についても解析を進めた。Van Allen Probes衛星で観測されたULF波動の周波数と磁気圏磁場モデルにおける波動方程式の数値解より、プラズマの平均質量密度を算出した。同時に、プラズマ波動のデータから高域混成周波数を選び出し、電子密度を算出した。その結果、朝側のプラズマ圏界面に近いL=3-4において、プラズマ平均質量が4.5-8 amuにも到達するような重イオン密度の高い領域、すなわち酸素イオントーラスが存在する例が見つかった。こうした領域が生じる理由を計算機シミュレーションの方法で調べた結果、電離層から内部磁気圏へ供給される低エネルギーの酸素イオンが、磁気嵐回復相で徐々に減少していく対流電場中で東向きにドリフト運動を行うためであることを解明した。さらに、酸素イオントーラスの形状は、経度方向に一様ではなく朝側から昼側に局在化したものであることも分かった。この研究結果もJ. Geophys. Res.誌に掲載された。平成27年度には、編隊型人工衛星Van Allen Probes衛星の磁場データ、イオンフラックスデータを用い、磁場双極子化イベントについての解析を行った。2012年10月1日から2013年10月31日までの13か月の期間から74例の磁場双極子化イベントを見出し、それらの統計的性質を調べた。これほど多くの磁場双極子化イベントが内部磁気圏で起こりうることを発見したのは、本研究が世界で初めてである。統計解析の結果、(1)双極子化の時間スケールは5分程度である、(2)双極子化中に強い磁場擾乱が現れ、その擾乱の典型的な周期はO+イオンのジャイロ周期に近い、(3)20-50 keVのイオンフラックスが増大し、その増加はO+イオンのほうがH+イオンより大きい、(4)双極子化の開始後数分してから、O+イオンのみに、時間分散性を持つ0.1-5 keVのフラックス増加が見られる、

(5)この時間分散性O+イオンフラックス増加は磁場と平行方向または反平行方向のみに現れる、ことが明らかになった。(1)-(3)の結果は、過去にNose et al. [2010, 2014]がイベント解析に基づいて報告されてきたことと調和的であり、こうした性質は内部磁気圏における磁場双極子化の一般的なものであることが確実になった。(4),(5)の結果は、今回の研究により初めて明らかになったことであり、内部磁気圏への電離層起源イオン(O+イオン)の供給に磁場双極子化が重要な役割を果たしていることを示唆するものである。以上の研究成果は、J. Geophys. Res.誌に投稿中である。気象衛星ひまわりやGPS衛星が飛翔する地球周辺の宇宙空間(内部磁気圏)は、荷電粒子からなるプラズマで満たされている。内部磁気圏のプラズマは、平時は水素イオンが主成分であるが、磁気嵐が起こると酸素イオンの含有量が急激に増加する。この研究では、内部磁気圏を観測している科学衛星のデータを解析し、その原因の究明を行った。その結果、「電離層から内部磁気圏へ酸素イオンが直接流出しており、それが磁場双極子化に伴う微小磁場擾乱によりその場で選択的に加速される」ためであることが明らかになった。研究課題1・2・3とも順調に解析を進め、それぞれの課題について一通りの結果・解釈を得ることができた。その研究成果は、国際的学術論文誌であるJ. Geophys. Res.誌に2編の論文として掲載されており、研究は順調に進展していると判断している。また、研究課題に関する発表は、国内・国際学会で招待講演として複数回にわたって行った。27年度が最終年度であるため、記入しない。磁気圏物理学研究課題1・2については、Van Allen Probes衛星が取得した最新のデータを解析し、平成25-26年度に解明されたことの確認を行いたい。特に、Van Allen Probes衛星が2機からなる編隊型人工衛星である利点を活かして、これまでの衛星では難しかった擾乱の伝搬や空間構造の推定などが行えるのではないかと期待している。研究課題3については、引き続き同様のイベントを探し出し、酸素イオントーラスの統計的な描像(発生するL値、プラズマ圏界面との相対位置、磁気嵐のフェーズ依存性など)を明らかにすることが必要と考えている。また、平成26年度に行った計算機シミュレーションの電磁場設定はかなり簡単なものだったので、もう少し現実に近い形での計算を行い、酸素イオントーラス形成の過程を詳細に調べたい。研究課題4(電離層からのO+イオン再充填についての計算機シミュレーション)については、これから着手する方針であるが、初めて取り組むテーマであるため、研究分担者と共に過去の研究のレビューや計算コードについて密接に打ち合わせをしながら進めていこうと考えている。計画では、Cluster衛星、Van Allen Probes衛星を用いる予定であったが、平成25年度では、主にETS-VIII衛星とAMPTE/CCE衛星を用いた。しかし、解析手法や解析内容は計画通りであり、磁場双極子化に伴う微小電磁場擾乱の性質を統計的に調べた結果、その典型的周波数はO+イオンのジャイロ周波数と非常に近いことが明らかになった。
20世紀東欧とアメリカ合衆国の移民の社会史-第一次世界大戦期を中心に

研究期間最終年度の本年度は、昨年度までに行った第一次世界大戦期の東欧とアメリカ合衆国における東欧移民に関連する文献と一次史料、新聞等の史料の収集・分析に基づき、さらに問題点を絞ったコミュニティ・レベルでの事例調査を行った。8月から9月にかけて、ハンガリーとスロヴァキアにおいて、9月にはアメリカ合衆国において史料収集と調査を行った。その成果は、複数の研究会において口頭発表を行っているが、本研究成果の一部を2007年6月に新潟大学で開催される日本西洋史学会のシンポジウムにおいて報告する予定であり、最終的には、2000年度に千葉大学に提出した博士論文を加筆・修正した内容とともに著書として出版する準備を行っている。第一次世界大戦は、アメリカ合衆国の東欧系移民コミュニティに、その社会的結合の再編をもたらし、チェコ系・スロヴァキア系コミュニティは、チェコとスロヴァキアが連邦国家として独立する構想を立案・実現する場となった。他方、ハンガリー系コミュニティにとって、1917年4月のアメリカ合衆国の参戦は、敵対国出身者となったために、より複雑な様相を示した。両軍への入隊、戦費調達のための国債購買運動・物質的支援の対象とそれらを促進したネットワークとリーダーを分析した結果、移民コミュニティは、合衆国の参戦前後で、愛国心と忠誠心の対象を故国から合衆国へと転換させたが、それは第一次世界大戦までに形成された社会的結合を重層化し、拡大する過程でもあった。労働力を補填するためにコミュニティの女性たちは職場に進出し、戦争を支援する女性団体も誕生したが、戦争未亡人の表象は戦争の支援活動の中で象徴的な役割を果たし、新たなジェンダー規範が形成された。労働組合や社会主義者が展開した反戦運動は、愛国心と忠誠心の表現と行為に対する新たな対抗軸を形成したが、それは近代の国民化における社会的結合の再編過程の一部でもあった。本研究は、20世紀東欧の政治変動に対し、アメリカ合衆国における東欧移民出身の各移民集団がいかなる動向を示したのか、東欧各国・送出地域と受け入れ政府、各移民居住地における要因を複眼的に考察することによって、移民集団の政治意識、帰属意識のあり方、歴史認識を解明することを目的とする。今年度は、研究の初年度であることから、第一次世界大戦期の東欧とアメリカ合衆国における東欧移民関連文献を収集し、研究手法の分析と問題点の整理を行った。なかでも、主要な論点となりうる(1)合衆国におけるアメリカ化運動、(2)第一次世界大戦への従軍、(3)労働運動とストライキ、(4)チェコスロヴァキア共和国の成立、(5)トリアノン講和条約に関する一次史料の所在とデータの蓄積を行った。(1)に関連しては、コミュニティにおける展開を解明するために、オハイオ州クリーヴランドにおけるアメリカ化運動の事例を検討し、公共図書館と図書館司書の役割を中心に、アメリカ化委員会や故国の政府・文化リーダーと各東欧移民の文化リーダーとの連携関係について分析を行った。その成果は、東欧移民のアーカイブズについて考察した研究の一部として論文を執筆すると共に、現代史研究会(2004年6月19日)、日本国際文化学会(7月3日)、関西アメリカ史研究会(2005年1月23日)にて報告を行った。(2)から(5)の課題に関しては、アメリカ合衆国シカゴの歴史協会とイリノイ大学特別コレクション、ワシントン.DC.の国立文書館、ハンガリーの国立文書館において、文書館員や専門家から助言を受け、一次史料の検索と収集を行った。シカゴにおける東欧移民コミュニティの動向調査の成果の一部は論文の一部としてまとめた。次年度は、今年度の基礎的調査によるデータ蓄積に基づき、(1)と(2)、(4)と(5)の課題について、コミュニティ・レベルでの事例調査とその考察を深化させるとともに、相互を関連付ける理論的枠組みを構築することを課題とする。今年度は、昨年度行った文献と一次史料の収集と分析をふまえて、さらに、コミュニティ・レベルでの事例調査を進めた。とくに国外における一次史料の収集と分析に力を注ぎ、アメリカ合衆国ワシントンにあるアメリカ合衆国議会図書館と国立公文書館、オハイオ州クリーヴランドにある歴史協会と公共図書館、ミネソタ大学移民史研究センター、ハンガリーの国立文書館、国立図書館などで調査を行い、研究者や専門家からの助言を受けるとともに、意見交換を行った。本研究の主要な論点(1)合衆国におけるアメリカ化運動、(2)第一次世界大戦への従軍、(3)労働運動とストライキ、(4)チェコスロヴァキア共和国の成立、(5)トリアノン講和条約のうち、(1)と(2)について、東欧史研究会2006年1月例会(1月28日)にて、報告「第一次世界大戦期アメリカ合衆国の東欧移民-ハンガリー系コミュニティの『愛国心』の社会的基盤」を行った。これは、第一次世界大戦下のアメリカ合衆国のハンガリー系コミュニティに焦点をあて、「二重の忠誠心」、愛国心を支えた社会的基盤を検証することによって、戦争時におけるナショナリズムの発現のあり方を考察したものである。また、(4)については、連携研究「地域研究における記述」研究会(2006年3月20日)において、報告「移民史研究における資料と記述-アメリカ合衆国へのスロヴァキア系移民を中心に」を行い、スロヴァキア系移民のアイデンティティの問題をチェコスロヴァキア共和国の成立との関連で論じた。これらの研究成果については、現在論文を執筆しており、近く投稿する予定である。研究期間

最終年度の本年度は、昨年度までに行った第一次世界大戦期の東欧とアメリカ合衆国における東欧移民に関連する文献と一次史料、新聞等の史料の収集・分析に基づき、さらに問題点を絞ったコミュニティ・レベルでの事例調査を行った。8月から9月にかけて、ハンガリーとスロヴァキアにおいて、9月にはアメリカ合衆国において史料収集と調査を行った。その成果は、複数の研究会において口頭発表を行っているが、本研究成果の一部を2007年6月に新潟大学で開催される日本西洋史学会のシンポジウムにおいて報告する予定であり、最終的には、2000年度に千葉大学に提出した博士論文を加筆・修正した内容とともに著書として出版する準備を行っている。第一次世界大戦は、アメリカ合衆国の東欧系移民コミュニティに、その社会的結合の再編をもたらし、チェコ系・スロヴァキア系コミュニティは、チェコとスロヴァキアが連邦国家として独立する構想を立案・実現する場となった。他方、ハンガリー系コミュニティにとって、1917年4月のアメリカ合衆国の参戦は、敵対国出身者となったために、より複雑な様相を示した。両軍への入隊、戦費調達のための国債購買運動・物質的支援の対象とそれらを促進したネットワークとリーダーを分析した結果、移民コミュニティは、合衆国の参戦前後で、愛国心と忠誠心の対象を故国から合衆国へと転換させたが、それは第一次世界大戦までに形成された社会的結合を重層化し、拡大する過程でもあった。労働力を補填するためにコミュニティの女性たちは職場に進出し、戦争を支援する女性団体も誕生したが、戦争未亡人の表象は戦争の支援活動の中で象徴的な役割を果たし、新たなジェンダー規範が形成された。労働組合や社会主義者が展開した反戦運動は、愛国心と忠誠心の表現と行為に対する新たな対抗軸を形成したが、それは近代の国民化における社会的結合の再編過程の一部でもあった。
簡易型３Ｄ立体視による双方向遠隔対話環境の構築と教育的活用場面の検討

PCベースのUSBカメラによる対話ツールを用いて,3D立体視による遠隔対話環境を構築し,画質の評価と,教育的活用場面の検討を行った。その結果,対話環境の画質はカメラの画素数に依存するが,どのカメラでも立体視は可能である(単眼でのネットワーク伝送時,300万画素カメラで5Mbps,100万画素カメラで1Mbpsのビットレート)ことが分かった。また,3D立体視の教育的活用は,実技や講義場面で可能なことが分かった。3D立体視のネットワーク伝送は,業務用の放送関連機器等を必要とするため高価である。そこで,USBカメラでの左右2台のPC映像による立体視映像の伝送法に着目をした。本研究では,USBカメラとPCで手軽に実現可能なテレビ会議ツールを用いる場合での,1)立体視遠隔対話環境の構築と,2)その品質の評価,そして3)その環境による教育的活用場面の検討の3点を目的に,研究を行った。平成24年度は,画像センサー30万,120万,300万画素の普及価格帯のUSBカメラ3種類を用意し,映像生成及び伝送にはSkypeを用いて,対話環境(一方向)の構築(目的1)を行った。その結果,どのUSBカメラでも立体視が可能であることが分かったが,画像センサーの画素数が低下するほどそれぞれの映像の品質及び立体視の品質が低下することが分かった。その上,同一型番のカメラであっても画角やズーム等の初期値にばらつきがあり,カメラ自身の個体差も考慮する必要があることが明らかになった。平成25年度は,室内でのローカルなネット環境での伝送実験による,目視での品質の評価(目的2)と,教育的活用場面の検討(目的3)を行った。その結果,画像センサー300万画素のカメラで平均5Mbps程度のビットレート,100万画素のカメラで平均1Mbps程度のビットレートが発生することが分かった。また,無負荷状態を想定したローカルなネットワーク環境では,伝送中の立体視が可能であることを確認するとともに,伝送映像の品質は,予測通りカメラの画素数やレンズの精度等に影響されることが分かった。また,教育的活用場面の検討では,実技を伴う2場面と,講義2場面の,計4場面を設定したが,ネットワークの伝送帯域が十分なローカルなネット環境では,場面の違いによる立体視の品質差は見られないことが分かった。民生用3Dビデオ・カメラが登場し3D立体視の環境は整いつつあるが,そのネットワーク伝送には業務用の放送関連機器等を必要とするため高価である。そこで,左右2台のPC映像による立体視映像の伝送法がある。しかしこの場合,左右映像で異なる遅延が発生する。この左右の遅延ずれの影響は,高速なインターネット接続環境であれば,ハイビジョン映像による立体視がほぼ問題無く実現できている。しかし,離島やへき地等のネットワークの整備が十分進んでいない環境で,しかもUSBカメラとPCで手軽に実現可能なテレビ会議ツールを用いる場合に,遅延ずれやネットワーク負荷の影響については,その解明に手が付けられていない。そこで本研究課題では,次の3点を目的とした。1)USBカメラを用いた簡易型3D立体視による遠隔対話環境(一方向)の構築,2)遠隔対話環境(一方向)の品質の評価,3)遠隔対話環境(一方向)の教育的活用場面の検討平成24年度は,遠隔対話環境(一方向)の構築(目的1)を行った。映像生成及び伝送にはSkypeを用い,全画面表示で出力させることにより左右映像のウィンドウ位置調整の問題をクリアした。カメラは,画像センサー30万300万画素の普及価格帯のUSBカメラ4種類を用意した。左右眼用のカメラ映像を簡易ビデオ会議ツールをインストールしたPCで生成させネットワーク伝送し,左右眼用の受信用PCで受信させた後,変換器等を経由させて3D用ディスプレイに出力させ,偏光メガネ装着により立体視を確認することができた。送信側の左右映像用のUSBカメラは,人の眼間距離に近い7cm程度で設定した。室内でのローカルなネット環境であれば,画像センサー300万画素のカメラでは,問題無く立体視が行えた。平成24年度の研究実施計画では,目的1)の「遠隔対話環境(一方向)の構築」が対象であった。そのために,映像伝送用のPCの選定・購入と簡易ビデオ会議ツール環境の準備を行うとともに,画像センサーの画素数30万画素から300万画素までのUSBカメラを準備した。受信映像は,既有の3D信号変換器を用いて立体視を行うことができた。この3D信号変換器は,同期信号発生器でHDMI-SDI変換器及び3D信号変換器での信号間の同期をとることで,3Dモニターへの立体視出力を可能としたものである。カメラの個体差により画角が異なったため,左右映像のずれの程度が大きくなると,立体視が困難となる傾向が見られた。この問題は,3個以上のカメラを購入して,その中から画角が同程度のものを選定して用いることでクリアした。

また,画素数が小さいカメラでは,三脚の雲台への固定ネジが標準搭載されておらず,治具を自作することでクリアした。遠隔伝送時のネットワーク負荷の基礎データを得るために,カメラ1台だけでの長崎ー静岡間における簡易ビデオ会議による映像伝送実験を行った。その結果,ほぼ一定のビットレートで伝送を行うことができたため,左右映像伝送時でも,大きなネットワーク負荷の問題は起こらないものと予想される。今後は,左右映像伝送による長崎ー静岡間での遠隔立体視実験を進めることと,伝送画像の評価,教育的活用場面の検討が対象となる。長崎ー静岡間での遠隔立体視実験では,平成24年度の基礎実験で,ネットワーク負荷の状況は容易にクリアしているため,左右映像でも問題なく立体視できるものと考えられる。伝送画像の評価では,評価用の画像の選定と撮影・保存,大学生を被験者とした実験,実験結果のまとめが必要となるが,学内での推進が可能であるため,容易に実施できるものと考えられる。教育的活用場面の検討では,技術科教育に関わる学習内容を取り上げ,授業の場面を想定した検討を考えている。次年度は,長崎ー静岡間での遠隔立体視実験のための旅費の支出,伝送画像の評価や教育的活用場面での検討に関する消耗品類の購入,3D立体視に関する情報収集のための調査研究旅費の支出が主に必要となる。
エンドフィリン複合体のクラスリンを介するエンドサイトーシスにおける機能の解析

1.エンドフィリン複合体の免疫組織化学的・生化学的的解析先にエンドフィリン複合体の因子として単離したCAM GAPI cDNAによる推定アミノ酸配列に基づいて大腸菌融合タンパク質および合成ペプチドを作製して、これを抗原としてウサギに免疫して特異的抗体の産生を行なった。採取したウサギ血清をアフィニテイー精製して、組織のウェスタンブロッテイング、免疫化学染色などによりスクリーニングしたが、内在性のCAM GAP1タンパク質を認識すると思われる特異的抗体は得られなかった。エンドフィリン複合体の解析のため、エンドフィリンおよびCAM GAP1に結合するCIN85/EBP1をテトラサイクリン誘導性に発現するChinese hamsterovary細胞を作成した。この細胞でCIN85/EBP1の過剰発現によって細胞内に形成される小胞様構造体を、抗体を用いたアフィニテイー精製によって単離した。エンドフィリン、CAM GAP1、CIN85/EBP1と共に、この構造体を形成するタンパク質因子のMALDI解析による構造決定を行なった。2.エンドフィリン遺伝子欠損マウスの作製マウスゲノムDNAライブラリーをスクリーニングして、エンドフィリン1および2遺伝子の翻訳開始コドン部分を持つ第1エキソンを含むマウスゲノムDNAフラグメントを単離した。これをもとにして、マウスES細胞で相同的組み換えにより、エンドフィリン遺伝子の第1エキソンをネオマイシン耐性遺伝子で置換するためのターゲッテイングベクターを作製した。エンドフィリン1、2遺伝子欠損マウスを作製するため、このターゲッテイングベクターをマウスES細胞に導入し、組み換え細胞のネオマイシン耐性コロニーの選別およびコロニーから単離したゲノムDNAのサザン解析によるスクリーニングを行なった。エンドフィリン複合体の生化学的・細胞生物学解析先に酵母ツーハイブリッドスクリーニングによって得たcDNA断片をプローブとしてスクリーニングを行なって、エンドフィリン1-EBP-rho GAP複合体を形成すると思われる新規rho GAPcDNAの全長をラット脳cDNAライブラリーから単離した。CDNA配列からの推定アミノ酸配列を解析した結果、このrho GAPタンパク質はSH3ドメイン、WWドメイン、プロリンリッチ領域、PHドメイン、rho GAPドメインなどを持つ新規rho GAP分子であることが分かった。データベース検索等により、この新規rho GAPは他の2個の類似遺伝子産物とともにrho GAPのサブファミリーを形成すると考えられたので、これらをCAMGAP1,2,3と名付けた。ノーザン解析の結果、多くの組織でこれらのrho GAPの発現が観察された。大腸菌発現タンパク質を作製してこれを用いた生化学実験を行った結果、CAMGAPのrho GAPドメインはRac1およびCdc42に対してそのGTPase活性を促進する作用があることが示された。また、このrho GAPタンパク質の全長および各ドメインを培養細胞に発現し、トランスフェリン受容体のクラスリンを介するエンドサイトーシスに及ぼす影響を調べた結果、WWドメインを含む部分タンパク質の過剰発現が、トランスフェリン受容体のクラスリンを介するエンドサイトーシスに対する強い阻害効果を示すことが観察された。これらの結果から、CAMGAP1がトランスフェリン受容体のクラスリンを介するエンドサイトーシスに関与する可能性が示唆された。
網羅的アレル別メチル化解析によるヒトメチル化ボディマップの作成

哺乳類のDNA塩基にメチル基が付加される化学的塩基修飾(メチル化)は、個々の遺伝子の発生段階・各組織特異的な機能発現制御、ゲノム刷り込み現象、雌におけるX染色体不活化、そしてゲノムに侵入したウイルスの不活性化による生体防御など、哺乳類の生命維持に不可欠である。このため、約3万個からなるヒト各遺伝子の転写制御領域(プロモーター領域)のメチル化状態を各組織別に調べることは、ヒトゲノム配列決定後の一大研究となっている。このような背景を基に、これまで研究代表者は、ヒト21番染色体上遺伝子の約半数に相当する149個のプロモーター領域を計算機により推定し、独自に考案したHM-PCR法を用いて、これらのメチル化状態をヒト末梢血由来ゲノムにおいて網羅的に調べた。本研究では、この研究をさらに発展させ約250個からなるヒト21番染色体上の全遺伝子のプロモーター領域のメチル化状態を、同一遺伝子が持つ複数のプロモーター領域も含めヒト各組織別に同定し、メチル化ボディマップを作成することを目的とした。まずこれまでメチル化状態を未同定のヒト21番染色体上91個の遺伝子のプロモーター領域(同一遺伝子が持つ複数の転写開始領域も含む)を既存のデータベースDBTSSより取得した。次に、既存のフリーソフトウエアであるPrimer3を用いて各プロモーター領域にHM-PCR法で用いるプライマー配列を設計した。このうち79個のプロモータについて末梢血細胞由来ゲノムを用いてHM-PCRを行いメチル化状態を同定した。またこれらのメチル化状態を別のメチル化同定手法であるbisulfite sequencing法により確認するために、独自に構築したソフトウエアを用いてbisulfite sequencing用のプライマーを上記の91個のプロモーター中90個について設計した。このため研究代表者は、ヒト21番染色体上遺伝子の約半数に相当する149個のプロモーター領域を計算機により推定し、独自に考案したHM-PCR法を用いて、これらのメチル化状態をヒト末梢血由来ゲノムにおいて網羅的に調べた。今年度は、この研究をさらに発展させ約250個からなるヒト21番染色体上の全遺伝子のプロモーター領域のメチル化状態を、同一遺伝子が持つ複数のプロモーター領域も含めヒト各組織別に同定し、メチル化ボディマップを作成することを目的とした。まずヒト21番染色体上の91個の遺伝子のプロモーター領域(同一遺伝子が持つ複数の転写開始領域も含む)を既存のデータベースDBTSSより取得した。このうち50個のプロモータについて末梢血由来ゲノムを用いてHM-PCRを行いメチル化状態を同定した。また独自に構築したソフトウエアを用いてbisulfite sequencing用のプライマーを上記の91個のプロモーター中90個について設計した。
子宮内膜症細胞におけるサイトカインの発現 -子宮内膜症が惹起する免疫異常の解明-

われわれは、子宮内膜症の病態解明にとりくみ、子宮内膜症細胞は正常の子宮内膜と比較しapoptosisが起こりにくく、Interferon γによるapoptosisの誘導にも耐性を有することを発見した。この、子宮内膜症細胞が持つapoptosis耐性に着眼し、Bufalin、β-HIVS(紫根)、BAYとapoptosis誘導作用を持つ薬剤が、子宮内膜症の新たな薬剤となり得るか検討した。いずれの薬剤もapoptosis抑制蛋白であるBcl-2やBcl-XLの発現を減少させることで子宮内膜症細胞にもapoptosisを誘導させることが認められた。特に、Bufalin、β-HIVS(紫根)に関しては、薬理作用およびその効果が、正常子宮内膜間質細胞よりも子宮内膜症細胞に対してより特異的に作用しており、この事実考えると新しい子宮内膜症の治療薬となる可能性が高いのではないかと考えられた。Bufalinやβ-HIVS(紫根)はいずれも生薬であり、現在使用されているGnRH agonistなどの抗エストロゲン剤とも作用機序が異なるため、現在使用中の薬剤との併用も可能であると考えられる。さらに、これらの薬剤は生薬であるため副作用が少ないことが予想され、長期投与も可能だと考えられ、手術療法などの主治療後の再発予防や子宮内膜症のhigh risk群に対する予防的投与も可能であると考えられた。このように今回の研究は、「子宮内膜症の治療薬に対し、全く別の視点からアプローチしており、臨床応用が可能となれば子宮内膜症で苦しむ数多くの人が恩恵を受けることが可能となる研究であると考えられた。子宮内膜症の発生機序として月経血逆流による子宮内膜移植説が広く受け入れられている。しかし、月経血の逆流現象は多くの女性に認められるのに、子宮内膜症は一部の女性にしか発症しない。したがって、月経血逆流説のみでは子宮内膜症の発生機序は説明できない。正常な子宮内膜は子宮外に移植されても生存・増殖しないが、子宮内膜症ではapoptosisの制御に異常が生じることにより、子宮内膜症細胞が子宮外でも生存・増殖し、子宮内膜症の病態が形成されると考えられる。我々は、子宮内膜症細胞がinterferona γにより誘導されるアポトーシスに抵抗することを報告し、また、このアポトーシス耐性というところに着眼し、の治療薬となるべく薬剤について数種類検討した。今回、生薬であるBufalin,β-hydroxyisovalerylshikonin(β-HIVS)に着目し、これらの薬剤が子宮内膜症細胞の細胞周期を停止させ、アポトーシスを誘導することを発見した。さらに、この現象は、正常子宮内膜症細胞には効果が低く、子宮内膜症細胞により特異的であったことも示し、治療薬としてはより有効であることが示唆された。この2剤について論文にまとめ、下記に掲載された。今後、動物実験等を経て、実際の薬剤として臨床的に用いられるよう実験を進めていく予定である。また、NF-κBの阻害薬であるBAYが同様に子宮内膜症の治療薬として使用できるか検討中である。
海洋に流れ込む大河の生物地球化学的影響

海底下の大河の海洋環境への化学・生物学・生態学的影響評価のため、深海熱水プルームの時空間定量化を実施した。熱水プルーム観測のため、現場測器・サンプリング装置・音響探査手法を開発し、西太平洋やインド洋の18箇所の熱水域にて、自律型潜水艇を含む調査航海を実施した。熱水プルーム中での微生物群集組成と噴出熱水成分の相関性を見出し、プルーム内での4つの大河仮説が検証された。熱水プルーム内での微生物による一次生産量測定手法を開発し、一次生産量を見積もるとともに、動物プランクトン化学分析により、熱水プルームでの有機物生産が深海生態系に一定の影響を及ぼしている証拠を初めて提示することができた。「海底下の大河」(以下「大河」)は、地下に広がる流域から様々な金属元素やマグマ揮発成分等を溶かし込み、熱水・冷湧水として海洋へ流出させている。本領域では、イオウ、水素、メタン、鉄の化学成分で特徴づけられる4種類の「大河」を仮定し、その検証を目的とする。本計画研究では、流出域の直上に形成される熱水・冷湧水プルームを最新の化学センサーにより検出する技術と、プルーム中の微生物・動物プランクトン群集の定量計測技術を組み合わせた現場観測を行い、4つの大河ごとのプルーム形成と分布とその中に発達する生態系モデルを検証する。このプルーム解析により、「大河」が海洋に直接あるいは間接的に及ぼす生物地球化学および生態学的な影響の時空間定量化を目指す。本領域では、イオウ、水素、メタン、鉄の化学成分で特徴づけられる4種類の「大河」を仮定し、その検証を目的とするが、本計画研究では、特に流出域の直上に形成される熱水・冷湧水プルームを最新の化学センサーにより検出する技術と、プルーム中の微生物・動物プランクトン群集の定量計測技術を組み合わせた現場観測とモデル化を通じ、各「大河」におけるプルーム形成とその中に発達する生態系の特徴を検証する。このプルーム解析により、「大河」が海洋に直接あるいは間接的に及ぼす生物地球化学、および生態学的な影響の時空間定量化を目指している。2008年度は、交付内定後の研究実施機関が少なかったため、2009年度以降に実施予定の南マリアナ航海および沖縄航海における熱水プルーム探査に使用する現場化学・物理センサー類の構築と現場細胞定量装置のセットアップ等を主に実施した。来年度以降の準備と並行して、2月に「鉄の大河」モデルの平頂海山における航海を実施し、水および岩石試料の採取を実施した。また、2008年度前半に実施した南マリアナ海域TOTO海山における熱水プルーム中微生物群集解析を実施し、当該海域の微生物群集は硫黄酸化微生物系統群のみから構成されることを明らかにした。「海底下の大河」(以下「大河」)は、地下に広がる流域から様々な金属元素やマグマ揮発成分等を溶かし込み、熱水・メタン湧水として海洋へ流出させている。本領域では、イオウ、水素、メタン、鉄の化学成分で特徴づけられる4種類の「大河」を仮定し、その検証を目的としている。本計画研究のターゲットは、特に「大河」流出域の直上に形成される熱水・冷湧水プルームを、最新の化学センサーにより検出する技術と、プルーム中の微生物・動物プランクトン群集の定量計測技術を組み合わせた現場観測、これらを統合したモデル化を通じ、各「大河」におけるブルーム形成とその中に発達する生態系の特徴を検証する。2009年度は、「硫黄の大河」代表例であるマリアナ海域で、AUVうらしまを用いた航海を実施し、センサー計測を通じた高精度な熱水プルームマッピングと世界初となるAUVでの採水に成功した。本調査により、これまでTow-yo探査で検出できなかった南マリアナ海域島弧海山の熱水プルーム分布が初めて明らかになった。「メタンの大河」代表例である沖縄トラフにおいて、淡青丸による熱水プルームTow-yo観測を行った。さらに、ラジオアイソトープやBrdUを用いて、熱水プルーム中微生物の現場培養実験を実施し、熱水プルーム中における微生物増殖活性や利用する基質や炭素源の解明を試みた。一方で、現場センサー類の調整や環境中での試用運転のため、沖縄県の竹富浅海熱水域においてテストを実施した。