hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
離散的数学モデルの構築のための誤差を含んだ数値計算の取り扱いについての研究

本研究では,ナヴィエーストークス方程式の直接シミユレーションについて人工粘性項の寄与へのパラメータスタディを通して,誤差の与える影響を明らかにした.すなわち,具体的な数値流体の計算結果から数値解の全体を表現する量(空間で積分された量等)の時系列データを洗い出し,多次元のアトラクターを再構成し,そのフラクタル次元の計算やウェーブレット変換によって時系列の持つ非線型性を抽出した.特に,数値的な誤差に起因する構造不安定を持った複雑に見える現象のうち特異な挙動を示すものを洗い出し,その力学的構造を類別した.その場合,非線型な挙動を示す複雑系の内的構造を有効に視覚化できる動画による解析が有効であるので,高度な可視化動画システムも含めた新規解析手法の構築を行った.その結果,誤差の離散力学系に及ぼす影響についてその多種多様な分岐パターンを分類し,その中から特徴的な現象の意味づけを行った.物理的な不安定性と数値的な誤差による不安定性によるパターンの違いを明らかにする目的で,特に,低次元のアトラクターではよく知られたリミットサイクル,準周期的挙動およびカオス的挙動が複雑に変化する「カオス的遍歴」等の有効な概念の導入を試みた.結果は,いくつかの論文に発表した.一方,数値解の信頼性を判断する上で必要となる数値解の収束の様子を評価するため,異なる精度で計算できる数値誤差を任意に小さくする手法を開発した.応用として,1次元のポワソン方程式の数値計算および自由境界問題に対して適用し,その有用性を確認した.本研究では,ナヴィエーストークス方程式の直接シミユレーションについて人工粘性項の寄与へのパラメータスタディを通して,誤差の与える影響を明らかにした.すなわち,具体的な数値流体の計算結果から数値解の全体を表現する量(空間で積分された量等)の時系列データを洗い出し,多次元のアトラクターを再構成し,そのフラクタル次元の計算やウェーブレット変換によって時系列の持つ非線型性を抽出した.特に,数値的な誤差に起因する構造不安定を持った複雑に見える現象のうち特異な挙動を示すものを洗い出し,その力学的構造を類別した.その場合,非線型な挙動を示す複雑系の内的構造を有効に視覚化できる動画による解析が有効であるので,高度な可視化動画システムも含めた新規解析手法の構築を行った.その結果,誤差の離散力学系に及ぼす影響についてその多種多様な分岐パターンを分類し,その中から特徴的な現象の意味づけを行った.物理的な不安定性と数値的な誤差による不安定性によるパターンの違いを明らかにする目的で,特に,低次元のアトラクターではよく知られたリミットサイクル,準周期的挙動およびカオス的挙動が複雑に変化する「カオス的遍歴」等の有効な概念の導入を試みた.結果は,いくつかの論文に発表した.一方,数値解の信頼性を判断する上で必要となる数値解の収束の様子を評価するため,異なる精度で計算できる数値誤差を任意に小さくする手法を開発した.応用として,1次元のポワソン方程式の数値計算および自由境界問題に対して適用し,その有用性を確認した.12年度は,ナヴィエーストークス方程式の直接シミュレーションについて人工粘性項の寄与へのパラメータスタディを通して,誤差の与える影響を明らかにした.すなわち,具体的な数値流体の計算結果から数値解の全体を表現する量(空間で積分された量等)の時系列データを洗い出し,多次元のアトラクターを再構成し,そのフラクタル次元の計算やウェーブレット変換によって時系列の持つ非線型性を抽出した.特に,数値的な誤差に起因する構造不安定を持った複雑に見える現象のうち特異な挙動を示すものを洗い出し,その力学的構造を類別した.その場合,非線型な挙動を示す複雑系の内的構造を有効に視覚化できる動画による解析が有効であるので,高度な可視化動画システムも含めた新規解析手法の構築を行った.その結果,誤差の離散力学系に及ぼす影響についてその多種多様な分岐パターンを分類し,その中から特徴的な現象の意味づけを行った.物理的な不安定性と数値的な誤差による不安定性によるパターンの違いを明らかにする目的で,特に,低次元のアトラクターではよく知られたリミットサイクル,準周期的挙動およびカオス的挙動が複雑に変化する「カオス的遍歴」等の有効な概念の導入を試みた.結果は,いくつかの論文に発表した.一方,数値解の信頼性を判断する上で必要となる数値解の収束の様子を評価するため,異なる精度で計算できる数値誤差を任意に小さくする手法を開発した.応用として,1次元のポワソン方程式の数値計算および自由境界問題に対して適用し,その有用性を確認した.13年度は,離散化された方程式系の構造安定性を支配するパラメータにより,その大きさが解の安定化にも不安定化にも重要な役割を果たすことを確認した.モデルとしては,流体系と交通渋滞現象をとりあげて,それらの物理パラメータとともに,離散化により生ずるパラメータの影響を明らかにした.流体系においては,ナヴィエーストークス方程式の直接シミュレーションについて人工粘性項の寄与が物理的な粘性と構造的に同様の効果をもたらし,離散的な数学モデルを構築する上でかなり重要な役割を果たすことを明らかにした.さらに高度な可視化動画システムも含めた新規解析手法の構築を行い,構造不安定性により生ずる多種多様な分岐パターンを分類し,その中から特徴的な現象の意味づけを行った.この結果から,ある種の積分量の最適化された状態が物理的に正しい状態ではないかということが結論づけられた.これらの結果は,いくつかの論文に発表した.一方,交通流などで見られる渋滞相に転移することで全体の性質が変化することなど,流体系で表現される離散モデルが他の系の現象の把握に有効であることを明らかにした.
プラトーに達した運動スキルを改善させる運動イメージ想起法の開発とその機序の解明

運動学習が進行すると,それ以上の運動スキル改善が困難な時期に至る。この時期は停滞期(プラトー)と呼ばれ,機能改善を目指すべきリハビリテーション分野における重要な課題の一つである。本研究では,このプラトーを超えて更なる運動スキル改善を促すための手法を見出すために,個々の運動スキルに合わせて難易度調整された運動を観察しながら運動イメージ想起を実施する新しい介入法の効果を検証する。
妊娠期・産褥期のうつ症状とその関連要因について～日本とタイ国の状況～

日本とタイの妊婦(日本320人、タイ160人)、褥婦(日本289人、タイ160人)について、うつ状況とその関連要因を検討した。対象者の年齢は日本の場合、妊婦30.7歳±5.0、褥婦30.4歳±5.1、タイの場合、妊婦24.9歳±6.7、褥婦24.9歳±5.9であった。うつ状況の測定にはCES-Dを用いた。関連要因として、ストレス(PSQ)、自尊感情(RS-E)、ソーシャル・サポート(MSPSS)について、各尺度を用いて検討した。CES-D(うつ)の平均得点は、日本妊婦12.6±7.7点、日本褥婦12.8±7.8点、タイ妊婦17.9±8.5点、タイ褥婦20.7±8.6点となり、タイの方が妊婦、褥婦とも有意に高くなった。カットオフポイント16点以上をもってうつ状態スクリーニングをすると、日本妊婦31.2%、日本褥婦33.2%、タイ妊婦58.8%、タイ褥婦75%がスクリーニングされた。日本もタイも、妊婦・褥婦とも、うつ(CES-D)とストレス(PSQ)、自尊感情(RS-E)、サポート(MSPSS)との間には有意の相関が見られた。ストレスが高く,サポートがあまり得られず,自尊感情が低いと,うつ状況に陥りやすいように思われる日本とタイの妊婦(日本320人、タイ160人)、褥婦(日本289人、タイ160人)について、うつ状況とその関連要因を検討した。ストレスが高く,サポートがあまり得られず,自尊感情が低いと,うつ状況に陥りやすいように思われるデータ収集とデータ入力及びデータクリーニング研究計画書の作成及当大学の倫理審査委員会の承認を得た後、国内ではA県1施設・B県2箇所の施設で調査した。データ収集の一部は郵送で回収した。回収した殆どのデータは業者に入力依頼、郵送分のデータ入力は研究者が行なった。タイ王国では共同研究者により2郡(L・S)3箇所で調査及び収集され、データの入力が行なわれた。それらのデータファイルを両国で共有している。調査用紙配回収(率)は日本945件(94.6%)、タイ320件(100%)である。研究データの整理と発表長野県のデータについてセントルイス大学タイで口演発表。当大学紀要3号に応募し掲載された。共同研究者の打ち合わせ共同研究者1名を含めた研究メンバーによる研究の進捗状況について、本学で両国の合同ミーティングを行い、研究について進捗状況・方向性について話し合いを行なった。平成23年1月信濃毎日新聞に対談内容の一部に共同研究実践が報道された。研究データの整理と学会及び論文発表長野県のデータについて第14回長野県母子衛生学会総会学術集会で口演発表、学会誌講演集に論文査読をうけ掲載された。当大学紀要4号に応募し掲載された。沖縄県のデータについて第42回日本看護学会(看護総合)で口演発表。沖縄県と長野県のデータについて第52回日本母性衛生学会総会学術集会で示説発表。タイのデータについてタイ看護協会主催学会で口演発表。協会学会誌講演集に査読採択・掲載された。日本とタイの妊娠期データについて第3回日本・韓国・中国看護学会(ソウル)で示説発表。日本研究者2名とタイの共同研究者1名(Dr. Maleewan Lertsakornsiri)が学会参加日本とタイの妊娠期・産褥期データについて第31回日本看護科学学会(高知)で示説発表、学会講演集に抄録掲載された。長野県の妊娠期データについて日本母子看護学会誌第5巻に応募し掲載された。共同研究者の打ち合わせ共同研究者1名(Dr.Puangrat Boonyanurak)を含めた研究メンバーによる研究の進捗状況について、本学で両国の合同ミーティングを行い、研究について進捗状況・方向性について話し合いを行なった。平成23年日本私学共済広報誌に対談内容の一部に共同研究実践が掲載された。研究者の研修について、上記学会参加のほかに関連学会に参加した。

産後うつについて研究が多々行われている中で、本研究は、同じアジア圏でありながら、歴史や文化、国情の違う日本とタイの妊婦・褥婦に同じ調査を行い比較をした。また、産褥うつにつながる事柄を明確にするとともに、先行研究で明らかになっている事柄を、より具体的に浮彫りにしてみようと試みた。共同研究者の打ち合わせについては両国間でメール交換を頻回に行い、さらにタイの共同研究者1名を含めた研究メンバーによる研究の進捗状況について、本学で合同会議を開催した。本年度(24年度)の研究成果は当大学紀要5号に応募し掲載された。以下に要約を記す。日本とタイの妊婦(日本320人、タイ160人)、褥婦(日本289人、タイ160人)について、うつ状況とその関連要因を検討した。対象者の年齢は日本の場合、妊婦30.7歳±5.0、褥婦30.4歳±5.1、タイの場合、妊婦24.9歳±6.7、褥婦24.9歳±5.9であった。うつ状況の測定にはCES-Dを用いた。関連要因として、ストレス(PSQ)、自尊感情(RS-E)、ソーシャルサポート(MSPSS)について、各尺度を用いて検討した。CES-D(うつ)の平均得点は、日本妊婦12.6±7.7点、日本褥婦12.8±7.8点、タイ妊婦17.9±8.5点、タイ褥婦20.7±8.6点となり、タイの方が妊婦、褥婦とも有意に高くなった。カットオフポイント16点以上をもってうつ状態スクリーニングをすると、日本妊婦31.2%、日本褥婦33.2%、タイ妊婦58.8%、タイ褥婦75%がスクリーニングされた。日本もタイも、妊婦・褥婦とも、うつとストレス、自尊感情、サポートとの間には有意の相関が認められた。タイ国における学会及び論文発表として共同研究者2名らと研究代表者による学会発表及び論文投稿がある。日本とタイの研究者による発表論文は3年間の成果報告を製本し、関係施設へ配布した。研究目的に添った論文作成と学会発表。タイ1国の研究協力者も含めた学会発表及び論文投稿、研究協力者を交えた研究内容の検討会議を続けている。24年度が最終年度であるため、記入しない。研究成果を啓蒙するために、2012年の成果発表として、2013年5月にされるICN(国際看護協会)第25回4年毎大会へ抄録応募を計画している。応募抄録は2012年9月中旬締め切りで、12月1日に採否通知がある。また、当大学の紀要応募を予定している。紀要演題応募締め切り(月日)は8月中旬である。研究協力者のタイ国では、発表内容は採択されたけれども自然災害(2011年洪水被害)で大会が延期される事態となった。研究成果のまとめとして、初年度から2012年12月末まで学会で採択された内容、雑誌投稿を製本する。製本したものを関連機関や協力施設へ配本する。
培養ヒト扁平上皮癌細胞におけるp21Waf-1蛋白の制御とアポトーシスの誘導

【目的】喉頭扁平上皮癌症例の根治治療には、早期症例では放射線治療を、進行癌症例では手術を選択することが多々あるが、その中には局所再発、頚部リンパ節および遠隔転移を生じ予後不良症例もみられる。これらの症例と局所再発、頚部リンパ節および遠隔転移を生じず良好な予後をたどる症例において、細胞増殖や転移に関するEGFR抗体、Her-3抗体等の発現を調べ、予後との関係を明らかにし、癌治療への応用の可能性を検討するために本実験を行う。【方法・対象】当科において根治治療を行った喉頭扁平上皮癌症例で、局所再発、頚部リンパ節および遠隔転移がみられず予後良好な症例と治療後再発や転移をきたした喉頭扁平上皮癌症例を選択し、免疫組織化学染色をDAKO社製自動免染機を用い施行する。喉頭声門上および声門癌、T1-T2、T3-T4の症例(喉頭)を各10症例ずつを対象とし、50倍に希釈したEGFR-1抗体(Ventana medical system)、Her-3抗体(Ventana medical system)の一次抗体と、DAKO EnVision TM Systemを用い、免疫組織化学染色を行う。染色には、連続切片を準備し、H&E染色も作製、癌細胞の有無を確認しながら、染色の有無を確認し、予後と関連を調べる。【結果】T1-T2症例のEGFR抗体陽性例は5例、T3-T4の症例のEGFR抗体陽性例6例、T1-T2症例のHer-3抗体陽性例は6例、T3-T4の症例のHer-3抗体陽性例は5例であった。いずれも、癌細胞の細胞質が染色された。しかしながら、各抗体陽性率と予後との相関はみられなかった。【結論】喉頭扁平上皮癌症例において、EGFRおよびHer-3蛋白の発現がみられることがわかった。しかしながら、染色した症例数が少なく予後との関連がみられなかった。T1-T2の早期喉頭癌の主となる治療は放射線治療で局所制御率も90パーセントに及ぶが、一部では再発をきたし、更には放射線治療後の瘢痕組織下で発見し難く、T3-T4の進行症例で発見されることもみられる。
タイ王国を対象にした活断層による地震ハザード評価と被害予測のための学術調査

近年,活断層に起因した地震が頻発しているタイ王国では地震防災対策が喫緊の課題になっている。しかし,地震ハザードの評価および被害予測のための基礎資料が十分ではない。そこで,本研究では,(1)地震環境を理解するための合成開口レーダ(SAR)画像による地盤変動の抽出,(2)地震ハザード推定のための微地形区分と微動計測に基づく地盤特性の評価を行った。具体的には,(1)については,2011年に発生した地震の地盤変動をInSAR解析により把握し,(2)については,チェンライ市を対象にDEMに基づく地形量の算出と微地形分類図の作成,さらに,微動計測データとの比較により地盤の卓越周期の分布図を作成した。時系列InSAR解析手法のうち,SBAS(Small BAseline Subset)-InSARの精度検証を行った。具体的には,スペックルノイズ低減のためのマルチルック処理が地盤変動検出に与える影響を,関東地方のGPS観測点および水準測量との比較した。その結果,ルック数を大きくすることで測定精度が向上し,数ミリメートルのオーダーにて地盤沈下等の地盤変動を検出できることを明らかにした。今後,タイの活断層領域に手法を適用する際の画像処理手順として有用な情報を得た。また,2011年3月23日にミャンマー(タイ北部との境界付近)で発生したM6.8地震での断層変動をALOS PALSARのInSAR解析により抽出し,横ずれ断層であることを明らかにした。地震ハザード評価の対象地域のひとつであるチェンライ市における地盤モデル作成に関しては,SRTMとASTERのDEMデータを収集し,DEMから3つの地形量(傾斜,凸部の分布密度,尾根谷密度)を用いて,既往の手法を参考にして微地形分類を試みた。さらに,2016年1月にチェンライ市おいて地盤振動特性評価のための微動計測を行い,H/Vスペクトル比からの地盤分類と微地形との対応を定性的に比較した。地盤モデルの作成に際して,試作した微地形分類図を考察したところ,地盤特性の評価には当初よりも高性能な微動計が必要であることが判明し,次年度予算を前倒しして微動計の購入と実測のための旅費等にあてた。現地の微動記録の初期解析からは,地盤特性が精度よく把握できていることを確認しており,当初の研究計画通りに地盤モデルを作成できる見通しがある。地震ハザード評価の対象地域のひとつであるチェンライ市における地盤モデル作成に関して,SRTMのDEMから3つの地形量(傾斜,凸部の分布密度,尾根谷密度)を用いて,既往の手法を参考にして微地形分類を行った。その際には,解析対象範囲をチェンライ市を含む狭い範囲と東南アジア地域を含む範囲の2つの範囲に適用し,さらに,DEMの解像度について250mと1000mメッシュの2種類を用いて,これらの組み合わせから4つの微地形分類図を作成して比較と考察を行った。既往手法では地形を16種類に区分するが,ここでは,山地,傾斜地,台地,低地の主要4区分に大まかに分けて,解析対象地域およびDEM解像度が結果に与える影響を主題図の変化分析にて検討したところ,解析対象地域を変えると主要4区分間において地形が変化するなど,結果に大きな違いがみられた。一方,DEM解像度の違いは主要4区分内の地形間で変化を与えることがわかった。前年度チェンライ市にて微動計測を行った地点のH/Vスペクトルから読み取った地盤の卓越周期と4つの微地形分類図の対応をみたところ,解析対象地域が東南アジア,DEM解像度が250mの場合がもっとも対応関係がよいことから,このデータセットから得られる結果をチェンライ市の微地形分類図として選定した。チェンライ市の地盤は周期0.1から0.6秒と比較的硬質な地盤ではあるが,卓越周期に基づき地盤を3種類に区分して,微地形区分の対応から,チェンライ市の地盤(卓越周期)マップを作成した。タイ王国のダム周辺の活断層モニタリングの時系列InSAR解析に関連した活動として,当初予定していたタイ王国の共同研究(政府)機関におけるInSAR解析技術研修を2017年度に実施することに変更した。理由は国王の崩御に伴う国の体制の変化によって共同研究機関の協力体制が不十分であると判断したからである。時系列InSAR解析技術を実践するためには,その基礎であるInSAR解析を習得する必要がある。InSAR解析の技術研修を2017年度に延期したことにより,時系列InSAR解析の技術研修を本研究課題の期間内に実施することが困難になってきた。時系列InSAR解析技術研修が出来ない場合には,関連テキストや論文を現地の研究者に提供し,メールやSkypeミーティングにて対応していく可能性がある。チェンライ市にて実施した微動計測(極小アレイ観測記録)から表面波の分散曲線を算出し,さらに,地盤の平均S波速度(Vs30)を推定した。また,タイの大学が実施したチェンマイ市における微動計測に基づくVs30データを収集して,Vs30データセットを補完した。Vs30データを面的に補間するために,チェンマイ市およびチェンライ市を含む範囲において,2016年度にて検討した手法に基づき微地形分類図Aを作成した。また,近年,DEMから得られる3つの地形量(傾斜,凸部の分布密度,尾根谷密度)を用いるものの,従前のピクセルベールではなくオブジェクトベースにて微地形分類を行う新手法が提案されたので,この手法を適用して微地形分類図Bも準備した。

これらの微地形区分とVs30の値を比較したところ,チェンマイ市およびチェンライ市においては微地形分類図AがVs30マップ作成に適していることが確認された。そこで,微地形分類図Aに基づきVs30マップと増幅度マップを作成して,地震ハザード評価に用いた。チェンマイ市およびチェンライ市はタイ国内において経済的発展が著しく,多くの起業家が起業を考えているが,地震ハザードだけでなく洪水などの複数のハザードとそれによるリスクに曝されている。そこで,起業家を対象に,事業継続計画を支援するマルチハザード・リスク評価システムのためのWeb GISアプリケーションプロトタイプを設計した。ベースマップは本研究で構築した微地形分類図Aとし,地震ハザードのベースマップは増幅度マップを用いた。洪水ハザードについては既往のハザードマップを採用し,微地形分類図Aも参照することにした。そして,すでに起業家を対象にアンケートとインタビューを実施し,システムの基盤であるデータベースのスキーマとメタデータの記述方法を明確にした。近年,活断層に起因した地震が頻発しているタイ王国では地震防災対策が喫緊の課題になっている。しかし,地震ハザードの評価および被害予測のための基礎資料が十分ではない。そこで,本研究では,(1)地震環境を理解するための合成開口レーダ(SAR)画像による地盤変動の抽出,(2)地震ハザード推定のための微地形区分と微動計測に基づく地盤特性の評価を行った。具体的には,(1)については,2011年に発生した地震の地盤変動をInSAR解析により把握し,(2)については,チェンライ市を対象にDEMに基づく地形量の算出と微地形分類図の作成,さらに,微動計測データとの比較により地盤の卓越周期の分布図を作成した。時系列InSAR解析手法を,チェンライ県とパヤオ県のMae Chan断層,Mae Tha断層,Phayao断層,そして,カンチャナブリ県のSi Sawat断層,Three Pagoda断層へ適用して時系列的な地殻変動を把握する。なお,対象領域内で断層が広域的に分布するため,既存の地質情報等を参考にして主断層を明らかにした上で,対象地域を絞って実施する。また,活断層近傍に位置するダムとその周辺における計測データを収集する。前年度にて作成した地形量についてオブジェクトベースの領域分割を行い,さらに,分類閾値を設定することで微地形分類図を作成する。既存の微地形分類図と対応がよくなるよう,画像処理の各種パラメータの最適化を行う。チェンライ市にて実施した微動計測(極小アレイ観測記録)から表面波の分散曲線を算出し,さらに,地盤の平均S波速度(Vs30)を推定する。チェンライ市およびチェンマイ市にて実測した微動計測データやボーリングデータを既往研究から収集して,Vs30データセットを補完する。なお,チェンマイ市における微地形分類図は2016年度にて検討した手法に基づき作成しておく。次に,微地形区分とVs30の関係を調べて,微地形区分からチェンライ市のVs30マップと増幅度マップを生成する。微地形区分のみでは情報が不足する場合には地質図なども参考にする。2016年度で作成した卓越周期を示す地盤マップおよび増幅度マップに基づき,チェンライ市の地震ハザード評価を行う。
脂質生化学的視点からのオートファジー研究

本研究課題の目的は、オートファジーと脂質代謝との相関関係を脂質生化学的に明らかにすることである。そこで、本年度は、オートファジーに伴う脂質代謝の解析に必要な試料を準備するとともに、脂質合成の変化について観察を行った。SREBPは、細胞内の脂質含量が低下すると活性化され、脂質合成を司る遺伝子群の転写を活性化することで脂質合成を亢進する。SREBPの活性化は、転写活性を有するドメインが2種類のプロテアーゼによって切断され、転写活性ドメインが核内に移行することでと調節されている。そこで、オートファジーによる脂質代謝の変化を観察する1つの指標としてSREBPの活性化を検出できる抗体を調製した。細胞を脂質飢餓状態にすることで、SREBPの活性が観察され、オートファジーによる脂質代謝変化の観察に用いることができると判断した。オートファジーは、一般的に栄養飢餓によって誘導されることが知られているが、最近、細菌感染に対する免疫反応としても機能していることが明らかになった。細胞内に侵入したA郡レンサ球菌は、オートファゴソーム膜によって取り囲まれ、最終的にリソソームにて消化される。オートファゴソームの形成は、感染したA郡レンサ球菌を細胞内で消化する上で重要であるが、その膜形成メカニズムはほとんど明らかになっていない。オートファゴソーム膜の形成に必要な脂質供給メカニズムを明らかにする目的で、A郡レンサ球菌感染後の脂質合成の変化を観察した。その結果、A郡レンサ球菌の感染に伴い細胞の脂質合成は顕著に減少していることが示され、新規に合成された脂質がA郡レンサ球菌感染に伴うオートファゴソームの形成には関与していないと考えられ、別の経路によってオートファゴソームの形成に必要な脂質は供給されると考えられた。
森林性甲虫類の持つ植物細胞壁多糖類資化性共生微生物の分子生態学的解析

【目的】森林生態系の物質循環において、重要な役割を果たしている鞘翅目甲虫類は、その種類およびライフサイクルの各ステージにおいて様々な食性を示し、針葉樹・広葉樹といった樹種や、生木・枯木、腐食性とその成分組成も多岐にわたっている。これら鞘翅目甲虫の多様な食性を可能にしているのは、昆虫自身の遺伝子情報により生合成される消化酵素だけではなく、消化管に共生する微生物によるところが大きく、種により特有の微生物叢を保持しており、その腸内環境が各種環境中に見出される微生物の生態に重要な役割を果たしていると予測した。本研究では、種々の生態を示す鞘翅目甲虫を天然から採取し、また人工的飼育環境で特定の餌料で飼育し、その消化器官に存在する微生物叢を微生物学手法と分子生物学的手法を用いて、明らかにすることを目的とした。【方法】試料生物としては、日本産カブトムシの幼虫と各種カミキリムシを使用し、その腸内環境を測定し、腸内微生物叢を明らかにする為に、培養法と非培養法を用いて解析を行った。【結果】カブトムシ幼虫の腸管を経路にそってpHと多糖分解酵素活性に加え陽イオン濃度や揮発性脂肪酸濃度にも勾配があることが示された。また、その幼虫腸内微生物叢の非培養法による解析の結果、16SrDNAに特異的なプライマーを用いた場合、中腸と後腸ではそのパターンが著しく異なることが示唆された。培養法による解析では、好気的条件と嫌気的条件で細菌を単離し、単離菌株の16SrDNAを解析して属を決定する実験を繰り返して検出された属ごとの菌株数を比較したところ、嫌気的条件で中腸ではγ-proteobacteriaとBacilliがほぼ同じで主要な属でありClostridiaがそれに次いでおり、後腸ではBacilli, Actinobacteria, γ-proteobacteria, Clostridiaの順であった。さらに、カブトムシ幼虫腸内にはアルカリ性で作用する強いキシラナーゼ活性が検出されたことから、アルカリ性の培地にキシランを炭素源として培養したところ、キシラナーゼ活性を有する多数の単離菌株が得られ、その多くはBacilliであった。カミキリムシに関しては、カブトムシに比較して、個体が小さく、得られる試料数も少ないため現在も解析を継続して行っている。森林性甲虫類の分解者としての役割とバクテリア類の関与を明らかにするため、カミキリムシ科幼虫・成虫の腸管内微生物叢の解明を試みた。また、カミキリムシ幼虫は、実験室内での飼育が困難であり、野生の幼虫を採取した場合、幼虫段階での種同定が困難なので、微生物叢の解析と併せてカミキリムシ成虫のミトコンドリアCOI遺伝子配列を決定し、未同定の幼虫の遺伝子配列と比較することにより、幼虫の同定を可能にする試みも同時に行った。フトカミキリ亜科のマツノマダラカミキリMonochamus alternatusの成虫を無菌的に解剖し、消化管全体からTotal DNAを抽出、PCRにて16SrDNAのV3領域を増幅してDGGE後シークエンス解析を行った。,またマツノマダラカミキリ幼虫・成虫と、同属のカラフトヒゲナガカミキリM saltuarius幼虫、およびカミキリ亜科のヒメスギカミキリCallidiellum rufipenne

幼虫・成虫を供試し、カミキリムシ自身のTotal DNAの抽出を行った後、ミトコンドリアCOI遺伝子の650bpを増幅し、シークエンス解析を行った。マツノマダラカミキリ成虫12個体の腸内から、DGGE法において同じ移動度で異なる個体間で共通して検出されるバンドが5個体で4例見つかり、その内、2種類の同じバンドを共有しているケースが4個体で3組あった。しかし、5個体全てに共通するバンドは検出されなかった。成虫は異なる地域(藤沢、富津、館山)から採集された松の枯木から羽化したが、地域による共通性は認められなかった。ミトコンドリアCOI遺伝子の解析結果はマツノマダラカミキリでは個体差は認められなかった。それに対し、ヒメスギカミキリではアミノ酸配列は同一であったが、塩基配列では差異が認められた。1.森林性鞘翅目甲虫の採集と飼育:食性の異なるカミキリムシの幼虫と成虫を11種入手し、飼育可能な幼虫は成虫を得るために一部の飼育を継続した。カブトムシの幼虫については、腐葉土、カブトムシ飼育用チップなど数種を飼料とし、各飼料ごとに数十個体を継続して飼育し、実験に使用した。2.カミキリムシ幼虫の種同定:同一種と推定された複数個体の体組織からDNAを抽出し、PCR法を用いてミトコンドリアCOI遺伝子を増幅し、その配列を解析、比較して、同種か否かを判断した。3.カミキリムシ幼虫腸管内微生物叢:アルコール漬けで冷凍保存した幼虫を解剖して消化管を取り出し、消化管内容物と消化管壁に分離し、それぞれからDNAを抽出し、16S rDNAの増幅を試みた。しかし、分析に供したいずれの種においても、消化管内容物から16S rDNAを増幅することは困難であった。4.カブトムシ幼虫の腸管内生理条件の測定:カブトムシ幼虫の腸管を取り出し、口から肛門まで、腸管の経路に従って細分し、その腸管内pHと多糖分解酵素活性を測定した。その結果、腸管内はアルカリ性であり、部位によりpHに勾配があること、また、多糖分解酵素活性に関しても、勾配があることが示された。5.カブトムシ幼虫腸内微生物叢:腸管内容物を希釈し、寒天平板培地で培養してたところ、好気的条件下では中性とアルカリ性で検出される細菌の種類が大きく異なることが示された。また、嫌気的条件で培養した結果、主要な細菌種は7つの属に分類された。さらに、消化管内容物からDNAを抽出し、16S rDNAを増幅し、PCR-DGGE法により解析したところ、腸管の部位により細菌叢の異なることが示された。1.カブトムシ幼虫の腸管内生理条件の測定:カブトムシ幼虫の腸管を取り出し、その経路にそって細分し、各種の生理条件を測定した。昨年度までにpHと多糖分解酵素活性に勾配があることを明らかにしたが、新たに陽イオン濃度や揮発性脂肪酸濃度にも勾配があることが示された。2.カブトムシ幼虫腸内微生物叢の非培養法による解析:腸管内容物を中腸と後腸から部位別に取り出し、DNAを抽出して、そこに含まれる細菌の遺伝子をPCR-DGGE法で解析した。16SrDNAに特異的なプライマーを用いた場合、中腸と後腸ではそのパターンが著しく異なることが明らかになった。これにより、腸内細菌叢が、中腸と後腸では異なることが示唆された。
非発光電子遷移検出を用いた量子構造半導体材料の高感度評価技術の開発

本研究課題は、従来の光学的手法が測定してこなかった非発光電子遷移過程に着目し、それを高感度で検出することで、多層超薄膜半導体各層の光吸収スペクトルを非破壊かつ高感度に測定する手法を開発することを目標とした。所属する研究室で新規開発・発展させてきた圧電素子光熱分光(PPTS)法では照射光の断続周波数変化によって発生した熱の拡散長を変化させて深さ方向の情報が得られるが、その分解能は数百ミクロン程度が限界であった。ステップスキャン機能付きフーリエ変換型分光系(FTIR)の導入で様々な問題が解決され、深さ方向分解能が格段に向上できると期待される。今年度の研究実施状況を以下にまとめる。1.回折格子型分光器を用いたPPTSでの評価については、GaAs基板上に成長させたGaAs/AlAs量子井構造材料を対象として各層からの信号分離を試みた結果、量子井戸層内部の高次サブバンドに光励起されたキャリアが低次サブバンドに緩和する際(フォノン放出サブバンド間緩和)のL0フォノン放出を初めて直接検出することに成功した。フォノン放出によるPPT信号は低温になるほどその強度が増加し、フォノン放出サブバンド間緩和過程が低温での光学遷移において非常に重要なプロセスであることを実験的に確かめた。2.フーリエ変換型(FTIR)分光器を用いたPPTSではいくつかの問題点が明らかになった。市販FTIR装置では、可動鏡を固定して光変調を行うステップスキャン時の変化周波数が離散的な値に固定されているため、意図した膜の信号を得るのが困難である。スキャン深さ位置を決める熱拡散長は断続周波数と試料物性値に依存するため、任意の周波数に設定できるよう改訂が必須となる。これは今後の課題となる。今年度の研究実績は以下である。1.PPTS法で測定実績のあるGaAs単結晶を基準試料として、FTIR-PPTS法で一致したスペクトルが得られるように光軸調整及び装置の微調整を行った。GaAsとSi単晶試料を用いて、発生した熱の熱拡散長が試料厚さと同程度になる条件での測定の結果、FTIR-PPTS法で得られる信号強度がPPTS法の信号強度の数倍数十倍になることが分かった。2.目的とした深さ方向解析を実施した。GaAsおいびSi単一バルク試料に対するステップスキャン機能を用いた熱拡散長を変えての深さ方向スキャンを行ったところ、表面近傍に相当する信号と試料内部に相当する信号に違いが見出された。これは再結合せずに試料表面に到達した光励起キャリアによる光表面起電力が関与している可能性が指摘されている。同一試料の表面光起電力信号を別途測定し、比較検討を行った。その結果、試料の表面近傍においては、FTIR-PPTSの信号と表面光起電力による信号が重複していることが分かった。その信号の分離は今後の課題として残された。
ヒト神経芽腫の分化誘導療法の基礎的研究

ヒト神経芽腫(Neuroblastoma以下NB)は、神経冠由来の悪性腫瘍で、小児固形悪性腫瘍の中で最も頻度が高い。また進行NB患児の予後は現在なお不良である。我々は、現在まで種々の分化誘導剤を用いて、NBの多分化能を検討、NBの神経細胞、Schwann細胞あるいは平滑筋細胞への分化を明らかにしてきた。本研究は、化学療法と外科手術後の残存腫瘍の根絶を分化誘導療法で行ない、進行性NBの予後改善をはかることを最終目的とする。このため【.encircled1.】retinoidによるNBのin vitroでの細胞分化誘導の機序を明らかにし、また【.encircled2.】ヌード・マウスを用いてin vivoでの分化誘導療法の可能性を検討した。1.分化誘導剤の選択:NBの神経細胞への分化誘導を、種々の分化誘導剤を用いて検討した。そのうち合成retinoid(E5166)は、in vitroでのNBの神経細胞への分化誘導能が最も強く、また副作用もretinoic acidの1/10と少なく、臨床応用が最も期待される分化誘導剤であった。このため以下の研究ではE5166を用いた。2.ヌード・マウスでの分化誘導療法:NB細胞株KP-N-RTを20×10^6個宛ヌード・マウスに移植すると、約90日で腫瘍が触知可能となる。そこでNB移植翌日(Day 1)、腫瘍触知(Day 90)あるいは腫瘍5mm大(Day 120)の時期より、E5166を経口投与した。そしてE5166の腫瘍の増殖に及ぼす影響を経日的に観察した。その結果NB移植翌日(Day 1)よりE5166を投与した群で有意に腫瘍増殖抑制がみられた。また腫瘍増殖抑制がみられたE5166投与ヌード・マウス群のNB移植腫瘍を用いて、形態学的変化を検討した。その結果NB細胞の神経細胞への分化と間質の増殖(Schwann細胞への分化と考えられる)が見られた。3.retinoidによる神経細胞への分化の機序:retinoidによるNBの分化誘導の機序はよく分かっていない。そこでretinoic acid受容体alpha,betaとgammaのcDNAを用いて、NBの神経細胞への分化能とretinoic acid受容体との関係を検討した。その結果E5166処理により、retinoic acid受容体(alphaとbeta)のmRNA発現が増加した。以上retinoidによるNB細胞の神経細胞への分化が、in vitroとin vivoで証明され、ヒトNB患児での分化誘導療法の可能性が示された。
円盤ギャップ内のダストサイズ分布の決定：観測と直接比較可能な理論モデルの構築

原始惑星系円盤に巨大ガス惑星が存在すると惑星と円盤の重力相互作用によって円盤ガスが惑星周辺から吹き飛ばされ、惑星軌道に沿った円盤ガスのギャップができる。最近の原始惑星系円盤の観測で発見されている円盤のギャップ構造は惑星が起源であると考えられている。本研究では惑星によって形成される円盤ギャップ構造の理論モデルを構築し、そこから観測結果に適用可能なギャップの深さおよび幅と円盤ギャップ中に存在する円盤質量との定量的な関係を導出した。この関係を用いることで観測されたギャップ内に存在する惑星質量に理論的に制限することができる。以上の研究成果を今年度は2編の論文にまとめ、査読付き国際学術誌に投稿した。2編ともすでに掲載済みである。また、上記の研究から得られた惑星質量とギャップの深さ・幅の関係式を実際に観測された原始惑星系円盤のギャップ構造に適用して、惑星質量の見積もりを行っている。こちらの結果も2編の論文にまとめられ、査読付き国際学術誌に掲載済みである。27年度が最終年度であるため、記入しない。しかしながら、現状でギャップの深さと惑星の大きさを定量的に結びつけることができる理論モデルは存在しない。本研究の目的は、惑星が作る円盤ギャップのガス・ダスト分布についての理論的なモデルを構築し、円盤観測でギャップの深さが得られたとき、そこにある惑星の質量を定量的に見積もる方法を確立することである。本年度は、惑星が作るギャップのガス分布についてのモデルを構築し、円盤ギャップの深さとギャップ内に存在する惑星の質量についての理論的な関係式を導いた(Kanagawa et al. 2015)。このモデルを用いることで、原始惑星円盤にギャップ構造が観測された場合、そのギャップ構造を作り出した惑星の質量を見積もることができる。さらに、我々はこの理論モデルを、実際に惑星が作ったと思われる円盤ギャップが観測された恒星(HD169142とHL Tau)に付随する原始惑星系円盤の観測結果に適用し、ギャップ内に存在すると考えられる惑星質量の見積もりを行った。特に、HL tauに付随する円盤は、ALMA望遠鏡の長基線試験観測キャンペーンで得られた高解像度な観測データを解析して円盤ギャップの深さ・円盤ガスの温度を算出し、その解析結果を用いて惑星質量の見積もりを行った。HL tauに付随する円盤ギャップに対して惑星質量の見積もりを行った例は、本研究が初めてである。この結果は国際学術雑誌であるThe Astrophysical JournalLettersに投稿中である。本年度は、惑星が原始惑星系円盤に作るギャップ構造についての詳細な理論モデルを構築した。さらに、それを実際にギャップ構造が観測されている円盤に適用しギャップ内にある惑星質量の見積もりを行い、円盤観測と矛盾しない結果を得た。このように、実際の円盤に適用できる理論モデルの構築は概ね順調に進んでいる。原始惑星系円盤において、ガスの分布とダストの分布は異なっていることが示唆されている。今後はこの分布の違いも考慮することでより高精度な理論モデルを構築する予定である。また、今後はALMAなどによって、今まで以上に原始惑星系円盤のギャップ構造が観測されると予測される。観測された円盤について本研究のモデルを適用し、円盤ギャップ内に存在する惑星質量の見積もりを行っていく予定である。
環境ダイレクトに選抜された植物分解酸化還元酵素の解析

これまでの研究では、植物成分の分解に関わる酵素(セルラーゼ等)について、単離された微生物から一つずつ生化学的解析を進めることで詳細な分子機能が明らかになってきた。しかし、環境下において様々な微生物が存在する場合の植物分解についてはほとんど知見が得られていなかった。そこで、本研究では実際に自然環境下で選抜された酵素について生化学的解析を行い、より効率的な植物分解メカニズムを明らかにすることを目標としている。このような知見は植物バイオマス成分を分解する糖化技術を効率化することに繋がると考えている。
発展途上国における不良住宅群の類型化と類型別改善方法に関する研究

本研究は、中国の大都市(長春・昆明・杭州)を対象として都市内部と周辺部の居住環境について調査し、不良住宅群の類型化と類型別改善方法について考察することを目的としている。第一年度には先行調査として行なった長春の現状を再確認するとともに、論文発表した内容について関係機関、研究者と意見交換を行なった。また、第二年度には、長春での調査結果を踏まえて、中国南部の都市である雲南省昆明市と、中部沿海部の都市である杭州において調査を実施した。長春での先行調査により、中国の都市とその周辺の不良住宅地区は、1)都市中心部の老朽化住宅地区、2)鉄道沿線や河川沿いの不良住宅地区、3)都市縁辺部のもと農村を核とした不良住宅地区、4)スプロールによって郊外に無秩序に形成された住宅地区、の4つの類型に分類できることを明らかにし、それに基づいて昆明と杭州においてこの分類が中国の他の都市にも当てはまることを証明しようとした。長春での住人ヒアリング調査は1997年に都市部とその周辺の12地区について実施し、住人約1500人のサンプルを得たが、昆明では2002年12月2003年1月の調査において6地区約750人分、杭州では2003年3月の調査において10地区約1400人分のサンプルを得た。今後早急にこれらのデータをデータベース化し、分析を加えた上で、論文発表を行なう予定である。東アジア・東南アジアの発展途上国では現在も急激な都市化が進行しており、それとともに地方から大都市へ流入する人々や都市貧困層によって不良住宅群が形成されている。そして、これら途上国の不良住宅群に関する研究は、これまでも国内外で数多く実施されてきた。だが、それらの報告は、大都市に多数存在する多様な不良住宅群の全体像をとらえたものではなく、不良住宅群の実態を十分に反映したものとは言えない。中国長春市で実施した全市的な調査によれば、不良住宅群は住宅地区の空間構成、都市内での分布状況、発生の起源等の違いによって少なくとも4つの類型に分類され、それぞれの類型ごとに住人属性なども大きく異なることが明らかになった。また、これらの類型ごとに居住環境の問題も異なり、改善計画の立案方法も異なると考えられた。本研究は、このような不良住宅群の類型化が普遍的に可能であるかどうかを検証することを目的としている。研究の実施に当たっては、調査対象都市を選択するところから始めた。まず最初に、本研究の出発点となった調査対象都市が長春であったため、対象とする途上国を中国1カ国とした。そして、最初に都市規模や地理的な条件から約10都市を踏査した。対象都市は、北部、中部、南部から1都市で、沿海部か内陸部かも考慮した。北部は既に長春を対象とすることが決まっていたので、中部と南部を主に回ったが、その結果、湖南省の長沙と雲南省の昆明(景洪になる場合もあり)を対象都市にすることとした。沿海部である程度歴史のある都市として、広州も候補に上がったが、規模が大きすぎるため断念した。また、他の沿海部の中規模の都市には、まとまった不良住宅地区が形成されていなかったので、対象とならなかった。これらのフィールドワークに加え、先に長春で実施した調査の内容をアジア研究所の『アジア経済』に研究論文として報告した。
DNA損傷修復能による小細胞肺癌に対する個別化医療の確立

本年度は以下の検討を行い、小細胞肺癌に対してDNA損傷修復が治療ターゲットになり得るかどうかを検証した。各種肺癌細胞株に対するNU7441単剤での治療効果の検討i )細胞増殖阻止濃度(IC50)の検討各種肺癌細胞に対する、NU7441のIC50 (50%細胞増殖阻止濃度)を検討した結果、N417・H69・Lu139・Lu134Aなどの小細胞癌細胞株は、比較的低い濃度で細胞増殖が抑制された。扁平上皮癌であるSq19やEGFR変異を持った腺癌細胞であるHCC827、大細胞癌であるLu65は低いNU7441濃度で細胞増殖が抑制されたが、非小細胞肺癌であるH1299は高濃度のNU7441が必要であり、A549・PC9などの腺癌細胞は50uMを超えるNU7441を作用させても、細胞増殖抑制効果は起こらなかった。NU7441単剤による細胞増殖抑制は小細胞癌細胞株で強く見られる傾向にあった。ii)アポトーシス誘導NU7441単剤における細胞増殖抑制効果として、まず、アポトーシス誘導について検討した。小細胞肺癌細胞株(N417、H69)とSq19では、NU7441投与24時間後より明らかにアポトーシス細胞の増加が見られた。H1299はコントロールと比較して統計学的有意差はあったものの、アポトーシス細胞は5%以下とわずかであった。A549はNU7441投与後48時間経過しても有意なアポトーシス細胞の増加は見られなかった。以上よりNU7441単独によるアポトーシス誘導は、細胞によって大きく異なることが示唆された。小細胞肺癌細胞株にたいして、DNA損傷修復の阻害は非小細胞肺癌よりも有効な治療ターゲットとなり得ることが示された。今後はさらなるメカニズムとマウスにおいて同様な現象がみられるかの検証を行う。小細胞肺癌細胞が非小細胞肺癌細胞と比較して、DNA-Pkcs阻害剤に対して細胞増殖抑制アポトーシスが誘導されやすいことが示された。今後PARP阻害剤ではどうなるのかの検討と該ロぞれの薬剤が、DNA損傷修復に及ぼす影響の評価を行う。マウスにおいて同現象が起こるのかの検討も行うとともに、臨床検体を用いて小細胞肺癌の治療抵抗性について検討する本年度は以下の検討を行い、小細胞肺癌に対してDNA損傷修復が治療ターゲットになり得るかどうかを検証した。マウスにおいて同現象が起こるのかの検討も行うとともに、臨床検体を用いて小細胞肺癌の治療抵抗性について検討する来年度は、本年行う予定であったPARP阻害剤のvitroでの検証とともに、臨床検体でのDNA損傷修復経路の検討などを予定している。さらに、抗がん剤耐性小細胞肺癌株においても抗腫瘍効果の検討を考えている。
台風（熱帯低気圧）の移動による大気バイオエアロゾル長距離輸送と環境影響評価

熱帯低気圧「台風」は、熱帯地域で発生し、日本に大雨・暴風など被害を及ぼす気象現象としてよく知られている。本研究は、台風によって長距離輸送される大気バイオエアロゾルについての実相調査を実施した。大気バイオエアロゾルは生物粒子のことで、ウィルス、細菌、カビ、キノコ、その胞子・芽胞や花粉などを含む。サンプリングは、徳島大学と弘前大学で、2017年日本南岸に上陸した台風3号、5号、18号が通過する時に行った。DNA濃度や種組成が台風の接近と通過とともに激しく変化することが明らかになった。熱帯低気圧「台風」は、熱帯地域で発生し日本に大雨・暴風など被害を及ぼす気象現象としてよく知られている。しかしながら、強い上昇気流によって熱帯地域の空気塊やエアロゾル(大気粒子)を長距離輸送してくることはあまり知られていない。本研究では、台風によって長距離輸送されるエアロゾル、特にバイオエアロゾル(生物粒子)についての実相調査と環境影響評価を実施する。申請者はこれまで黄砂バイオエアロゾルとしてタクラマカン砂漠や大気循環バイオエアロゾルとして南極昭和基地のバイオエアロゾルの直接採集と生物分析を行った経験があり、少し気象的に過酷な状況におけるフィールド調査は実行可能である。台風上陸地点(四国を設定)に行き、上陸前後の大気バイオエアロゾルを直接採集し、生物分析を行い、公衆衛生学的健康影響、生態系影響など種々の環境影響について評価を行う。本年度は以下の3項目、(1)暴風雨用バイオエアロゾルサンプラーの開発と作製、(2)四国(徳島)を想定としたサンプリング実施の準備と対策、(3)徳島大学における上陸地点サンプリング予備実験、を計画していた。(1)においては、風雨に強い三脚への固定などの方法を提案・開発し、作成に成功した。(2)に関しては7月下旬に、本科研費を使用し、四国南部を含め、上陸地域における観測地点の候補地調査を行った。(3)に関しては、8月に分担者である徳島大学中村嘉利教授の指導学生にサンプリング方法について教えるとともに、その後に上陸したの台風について本学生による予備サンプリングを徳島大学において実施できた。今後このサンプルにおける生物分析を実施する予定である。熱帯低気圧である「台風」は、太古の昔から日本にかかわる気象現象としてよく知られている。気象庁発表などによると、年平均で26個発生し、そのうち平均で3個が日本に上陸している。最近、地球温暖化の進行にともなって、将来は熱帯低気圧(台風)の強度が強まる可能性が高いと報告されている(IPCC第4次評価報告書)。台風の上昇気流により熱帯地域の空気が吸い上げられ、日本に上陸することによって熱帯の空気塊が日本まで運ばれていると言われている。台風の上陸が顕著な台湾などにおいて、台風が運ぶエアロゾルについて種々報告されている(Fan et al., 2009)。日本においては、偏西風や低気圧によるエアロゾルの輸送についての研究が行われているが、上昇気流の強い熱帯低気圧である台風が運ぶエアロゾルの長距離輸送に関する研究はほとんど行われていない。さらに、微生物や花粉などを含むバイオエアロゾル(生物粒子)に着目した台風による長距離輸送の研究はまったくないと言っていい。そこで本研究では、台風によって長距離輸送されるエアロゾル、特にバイオエアロゾル(生物粒子)についての実相調査と環境影響評価を実施する。本年度は、以下の2項目、(4)台風の進路情報をもとにした上陸地点付近におけるサンプリング、(5)フィルターサンプルからのDNA抽出および次世代シーケンス解析を計画していた。昨年度分担者中村(徳島大学)によって、台風上陸中の大気からサンプリングされたフィルターを次世代シーケンサーにて分析した。しかしながら、DNA濃度(菌体濃度)が低く、精度の高い結果が得られなかった。これは、雨台風においては乾性沈着よりも湿性沈着が多かったためと考えられる。また、本年度は台風発生数は平年並みであったが、観測地点としている徳島市に上陸したものはなかったので、(4)の上陸台風の観測はできなかった。(1)台風の進路情報をもとにした上陸地点付近におけるサンプリング平成28年度計画(3)の予備実験の問題点・課題点の検討結果を元に、台風情報からの詳細なサンプリング実施計画を立案した。その実施計画から台風が四国に上陸した台風3号(6月4日)、5号(8月6日・7日)、18号(9月17日・18日)の3つの台風について雨水サンプリングと大気サンプリングを実施した。(2)雨水サンプルからのDNA抽出および次世代シーケンス解析これまで黄砂バイオエアロゾル研究(環境省地球環境研究推進費H19-H20:RF-072, H21-H23:B-0901, H23-25:C-1155)、南極における大気バイオエアロゾル研究(科学研究費基盤研究(B)(海外学術)H23-25)南極域の風送バイオエアロゾル実相調査:気球等を使った先駆的生態系観測の展開)や風送バイオエアロゾルの定点観測(科学研究費基盤研究(B)(一般)

H26-28風送バイオエアロゾル監視システムの構築:大気環境学の新展開)で培ったDNA抽出法に従いDNAライブラリーを作成した。そのDNAライブラリーをMiSeq次世代シーケンス解析を行い、網羅的な種組成を検討した。台風前中後の種組成を比較し、台風によって運ばれる菌種を明らかにした。なお、MiSeq次世代シーケンスは、委託業務として行った。この経費はその他の次世代シーケンス委託費として計上している。熱帯低気圧「台風」は、熱帯地域で発生し、日本に大雨・暴風など被害を及ぼす気象現象としてよく知られている。本研究は、台風によって長距離輸送される大気バイオエアロゾルについての実相調査を実施した。大気バイオエアロゾルは生物粒子のことで、ウィルス、細菌、カビ、キノコ、その胞子・芽胞や花粉などを含む。サンプリングは、徳島大学と弘前大学で、2017年日本南岸に上陸した台風3号、5号、18号が通過する時に行った。DNA濃度や種組成が台風の接近と通過とともに激しく変化することが明らかになった。今後の研究計画は、以下の2点である。(4)台風の進路情報をもとにした上陸地点付近におけるサンプリング:平成27年度計画(3)の予備実験の問題点・課題点の検討結果を元に、台風情報からの詳細なサンプリング実施計画を立案する。その実施計画から台風上陸が多かった8月9月10月の3ヶ月間にサンプリングを実施する。台風の進路情報は予想の時点で実施行動を始めるので、土佐湾を通らなかった場合を考え、サンプリング実施4回を計画・計上した(p.6国内旅費:上陸地点サンプリング実施旅費)。(5)フィルターサンプルからのDNA抽出および次世代シーケンス解析:これまで黄砂バイオエアロゾル研究(環境省地球環境研究推進費H19-H20:RF-072, H21-H23:B-0901, H23-25:C-1155)、南極における大気バイオエアロゾル研究(科学研究費基盤研究(B)(海外学術)H23-25)南極域の風送バイオエアロゾル実相調査:気球等を使った先駆的生態系観測の展開)や風送バイオエアロゾルの定点観測(科学研究費基盤研究(B)(一般)H26-28風送バイオエアロゾル監視システムの構築:大気環境学の新展開)で培ったファイルターサンプルからのDNA抽出法に従いDNAライブラリーを作成する。そのDNAライブラリーをMiSeq次世代シーケンス解析を行い、網羅的な種組成を検討する。台風前中後の種組成を比較し、台風によって運ばれる菌種を明らかにする。解析には時間がかかる場合もあるので、次年度(平成29年度)も引き続き解析を実施する。なお、MiSeq次世代シーケンスは、委託業務として行う。この経費はその他の次世代シーケンス委託費として計上した。今後の研究計画は、昨年度の継続点2点に加えて、6)解析結果の整理と環境影響評価、(7)国民への成果発表を実施する。昨年度の継続点、(4)台風の進路情報をもとにした上陸地点付近におけるサンプリングに関しては、昨年度の結果をふまえ乾性沈着バイオエアロゾルだけではなく湿性沈着するバイオエアロゾル、すなわち雨水を採取する、