hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
レーザー銃による隕石物質ユゴニオ状態方程式データの取得

今年度はまずシート状のアルミニウム飛翔体の加速実験を真空中で行った.真空中での加速技術は大きなエネルギーのレーザーを使う場合に必須となる.厚さ50μmおよび100μmのアルミシートを飛翔体として用い,速度をステップターゲットを用いて測定した.速度はレーザー強度とともに増加し,過去の同様の条件でのデータと矛盾のない結果が得られた(強度の範囲は20-500GW/cm^2).たとえば厚さ50μmの場合,強度500GW/cm^2で飛翔体速度2.5km/sであった.さらに,この飛翔体加速装置(レーザー銃)を使って,限石及びエンスタタイト結晶のユゴニオ状態方程式データを計測した.阻石はその希少さからこれまでデータがあまり得られていない.今回はL6タイプの阻石(ALH769)を試料として用いた.得られた衝撃波速度と粒子速度の関係は,ややばらつきがあるが,今回測定を行った粒子速度範囲ではほぼ一定となった.これはこの範囲で,阻石物質が低圧相から高圧相へ移行する混合相にあることを示唆している.エンスタタイトは人工的に大きい(mmサイズ以上)結晶を作ることが難しいため,ユゴニオ状態方程式のデータは少なく,自然の岩石から採れる試料を用いたデータが数点あるのみである.われわれのレーザー銃を使った測定で必要な試料のサイズは100μmであり,人工のエンスタタイト結晶を用いて測定を行うことができる.今回は低圧でのデータであるが,自然の岩石から得られた結晶を用いて行われたより高圧での結果と矛盾のない結果が得られた.今回開発した測定手法は,今後レーザーエネルギーが増強された場合でもそのまま使うことが出来るので,強度が大きくなればより高圧でのデータ取得が可能となる.今年度はまず15Jレーザーを使って飛翔体の加速技術の開発を行った.飛翔体は厚さ50および100μmのアルミニウムシートで,ガラス板に貼り付けてある.レーザーはガラス側から照射され,接着剤が蒸発しアルミシートを加速する.飛翔体の速度はステップ付きのガラスターゲットにより測定する.照射するレーザーのエネルギーを変えて得られた飛翔体速度は,エネルギー1J以上で1-2km/sの速度であった.ただし,レーザーエネルギーが2-3Jよりも増加すると,飛翔体を貼付したガラスの中でブレークダウンが起こり,そこでエネルギーが消費され,飛翔体の加速に有効に使われていないと考えられる.したがって2-3J以上のレーザーエネルギーの場合にはガラスに貼付する方法は使えない.ガラスよりも1気圧の空気の方がブレークダウンに対する閾値は低いので,ガラスなしの場合は真空中で照射しなければならない.現在真空チェンバーなどをそろえ,既にこの実験に取りかかっている.さらに上記の飛翔体を使ってユゴニオ状態方程式の計測システムを構築した.今回構築した測定システムでは,試料中の衝撃波の速度と飛翔体の速度(すなわち衝突速度)を同時に測定する.これらの量から試料中の圧力と粒子速度はインピーダンスマッチング法により計算される.このシステムを用い,状態方程式が既知の物質(今回はアルミニウム)を試料として,状態方程式データを取得した結果,従来のデータと矛盾のないデータが得られた.ただし,全般的にまだ誤差が大きい.これは今後ストリークカメラの撮影速度を速くする,試料厚さの測定精度を上げる,などの工夫をすることにより小さくできると考えている.今年度はまずシート状のアルミニウム飛翔体の加速実験を真空中で行った.真空中での加速技術は大きなエネルギーのレーザーを使う場合に必須となる.厚さ50μmおよび100μmのアルミシートを飛翔体として用い,速度をステップターゲットを用いて測定した.速度はレーザー強度とともに増加し,過去の同様の条件でのデータと矛盾のない結果が得られた(強度の範囲は20-500GW/cm^2).たとえば厚さ50μmの場合,強度500GW/cm^2で飛翔体速度2.5km/sであった.さらに,この飛翔体加速装置(レーザー銃)を使って,限石及びエンスタタイト結晶のユゴニオ状態方程式データを計測した.阻石はその希少さからこれまでデータがあまり得られていない.今回はL6タイプの阻石(ALH769)を試料として用いた.得られた衝撃波速度と粒子速度の関係は,ややばらつきがあるが,今回測定を行った粒子速度範囲ではほぼ一定となった.これはこの範囲で,阻石物質が低圧相から高圧相へ移行する混合相にあることを示唆している.エンスタタイトは人工的に大きい(mmサイズ以上)結晶を作ることが難しいため,ユゴニオ状態方程式のデータは少なく,自然の岩石から採れる試料を用いたデータが数点あるのみである.われわれのレーザー銃を使った測定で必要な試料のサイズは100μmであり,人工のエンスタタイト結晶を用いて測定を行うことができる.今回は低圧でのデータであるが,自然の岩石から得られた結晶を用いて行われたより高圧での結果と矛盾のない結果が得られた.今回開発した測定手法は,今後レーザーエネルギーが増強された場合でもそのまま使うことが出来るので,強度が大きくなればより高圧でのデータ取得が可能となる.
超省電力無線を利用したセンサネットワーク教材の試作

ユビキタス社会を実現する基盤技術の一つである無線PAN(Personal Area Network)について、超低消費電力で低コストという利点からBluetooth Low Energy(以下BLE)規格がヘルスケアやスポーツ・フィットネスの分野を中心に有望視されている。"モノづくり"プロセスの中で、早い段階で実際に動作するプロトタイプを、素早く調査→製作→評価するサイクルを繰り返して行うことは、高専学生においても効果的であるが、現状ではまだプロトタイプ作成を気軽に行えるための開発環境が不足している。本研究では高専学生が自ら様々なセンサを有するコンピューティング演習を通じ世界の広がりや楽しさにつなげることを目的とし、期間内に以下の研究を実施した。○BLEを用いたインタラクション・デザイン教材の開発Broadcom社製WICED SMARTTMSIP BCM20737Sを搭載したBLEボードを中核に、複数のI/0モジュールとiPad・iPod Touch等モバイル端末を組み合わせ、簡単にブレッドボードやユニバーサル基板を介して、電気・電子工学系でない学生でも容易に無線接続でデバイスのデザインが行えるハードウェアの製作を行った。また活用例として、ARLISSカムバック・コンペティション用ローバーに上記ハードウェアを実装し、性能の評価・検証を行った。○RIAを実現するJavaScriptサンプルプログラムの試作JavaScriptだけでコントロールできるBLEアプリ「konashi. js」を用い、RIAを実現するためのJavaScript/HTML/CSSサンプルプログラムを作成した。コードコミュニティjsdoit上で検索、コーディング、共有することで、OSに依存することなく低学年生でも容易にJavaScriptを用いて制御を行うことが可能な環境を構築した。
FILIPによる脳室帯からの細胞移動の制御メカニズムについて

我々は発生期大脳皮質の脳室帯に発現する新規分子FILIP(Filamin A-interacting Protein)を同定し、FILIPがFilamin A(Filamin 1)と結合し、Filamin Aの分解を促進することにより、脳室帯からの細胞移動の開始を負に制御していることを明らかとしてきた。本年は、それらの詳細を論文として発表すると共に、以下の結果を得た。(1)脳室帯から神経細胞は、その将来担うであろう層ごとに移動を開始する。即ち、層の運命づけと移動開始とは密接に関連する。層の運命づけのシグナルもしくは運命づけされた層の情報が何らかの形でFILIPの活性を変化させる(その結果移動が開始する)ことを期待し、FILIPの活性調節に関わる分子のうちFILIP結合分子をyeast two hybrid法にて検索・検討した。細胞周期関連分子、分化関連分子を結合分子の候補として取得した。(2)FILIPノックアウトマウスの作製を進めた。(3)脳室帯においてFILIPの活性が抑制されれば、細胞内にFilamin Aが蓄積し、移動が可能となる。細胞はタイミング良く脳室帯から移動を開始しなければならないが、もしFilamin Aの再蓄積を待たなければならないのであればタイミング良く移動を開始することは難しい。我々は、アクチン結合部位を欠いたFilamin AはFILIPによる分解促進作用を受けないことを観察し、アクチンが結合していないFilamin Aがリザーバーとして働き、必要に応じ、活用される可能性を見いだした。
特別支援教育における発達障害児の対人関係構築に及ぼす「笑いの力」の心理的解明

発達障害児と周囲のひととの対人関係を構築するために、「笑い」や「ユーモア」が果たす役割について実証的検討を行うことを目的し、発達障害児が「ユーモア」を感じ「笑い」を表出する刺激には定型発達児とは異なる特性が存在すること、また、「笑い」や「ユーモア」が生成される場面設定を、心理教育臨床場面に積極的に取り入れることによって、対人コミュニケーション能力や関係性構築に変容がみられたことを示唆した。目的:場における笑いやユーモアは、仲間意識を高めたり場の緊張を緩和するなどの効果があり(森田、2008)、対人的相互反応における質的障害が指摘されている自閉性スペクトラム障害(以下、ASD)者の対人的やりとりを促進する糸口になる可能性が考えられる。本研究は、共生社会の礎となる特別支援教育の推進をするにあたり、発達障害児と周囲のひととの対人関係を構築するために、「笑い」や「ユーモア」が果たす役割について実証的検討を行うことを目的する。具体的内容:ASD児において、どのような事象に対して「ユーモア」を感じ「笑い」を表出するのか、その特性に関する基礎的研究を遂行し、「ユーモア」に対する評価的理解(認知的側面)と「笑い」の表出(情動的側面)の特性を解明する。そのために、(1)言語的やりとりを中心としたユーモア(言語・漫才)刺激と(2)視覚的補助要素を含んだユーモア(視覚・コント)刺激を用いて、以下の3つの側面から検討をすすめた。(1)ASD者におけるユーモア刺激の視聴時の視線の特性について検討した。(2)視覚・コント刺激を用いて,ASD者が刺激中の対人的やりとりおよびリズムに対してどのような面白さを感じているのか,情動表出の側面から検討した。(3)ASD者がどのようにユーモアを体験するのか、評価的側面より検討した。これらのうち、上記(1)の課題について、(1)(2)(3)の観点から分析を行った。結果:小中学生のASD者は「対人的やりとり」における情動表出とユーモア体験の認識が一致していることが明らかとなった。非ASD者および高校生以上のASD者において,同様の傾向が示されなかったことの背景には,実験室の状況や検査者の存在などの社会的な文脈が情動表出に影響した可能性が考えられる。このことから,ユーモアを体験する状況における相手との関係性の中で表出される笑いの特性について,今後さらに検討する必要性が示唆された。また、ASD者のユーモア刺激における視覚情報の入力への特異性が認められた。研究成果の公表:23年度日本特殊教育学会において発表を行った。これらのうち、上記(2)の課題について、(1)(2)(3)の観点から分析を行った。

本研究は、共生社会の礎となる特別支援教育の推進をするにあたり、発達障害児と周囲のひととの対人関係を構築するために、「笑い」や「ユーモア」が果たす役割について検討することを目的する。方法:そのために、他者とのかかわりに不安を抱いている自閉症スペクトラム障害者である事例Aがユーモア共有を行うまでのプロセスを明らかにした。Aが参加している心理劇的ロールプレイングにおけるAがユーモア共有した場面から検討を行った。結果と考察:検討の結果、ロールプレイの開始前にAは社会的な場面に不安を感じていたものの、スタッフに指示されたユーモア表出を行い、ユーモア共有を行ったことをきっかけに、自発的なユーモア表出を行い、社会的場面における不安が軽減したというプロセスが示された。こうしたAのユーモア表出について、心理劇的ロールプレイングにおけるスタッフの指示的かかわりと受容的なかかわりの2つを組み合わせて行ったことが影響していることが示唆された。昨年3月の東日本大震災発災による被災のため、調査対象者の研究協力が得にくい状況があったため。24年度が最終年度であるため、記入しない。23年度の検討のうち、認知的評価については、構造的不適合の評価の観点からさらなる検討をすすめていく24年度が最終年度であるため、記入しない。
固体NMRによる分子状態評価に基づいた薬物非晶質/ナノ結晶ハイブリッド製剤開発

29年度までの検討において難水溶性薬物及びポリマー、界面活性剤三成分を混合粉砕することにより、水分散時に薬物ナノ粒子を形成する製剤が調製可能であることが示された。また、固体NMR緩和時間測定により、用いるポリマーに依存して最適な粉砕条件が異なることが示された。これまでの検討で薬物ナノ粒子の形成が認められた薬物及びポリマーの組み合わせについて薬物/ポリマー間の分子間相互作用形成の解析を固体NMR測定により行った。その結果、難水溶性薬物であるNifedipine(NIF)はHPMC中に非晶質状態で分散した際に、NIFのC=O及びHPMCのOH基間において分子間相互作用を形成することが示された。その結果、非晶質NIFにおいてNIF分子間で形成された薬物間相互作用が開裂し、NIFの非晶質状態が安定に維持されることが示唆された。固体NMRによる分子間相互作用解析により薬物ナノ粒子を効果的に形成する製剤設計が可能になることが示唆された。また、得られた薬物ナノ粒子について、ラットを用いた経口吸収実験を行った。その結果、ナノサイズ化していない薬物懸濁液と比較して、薬物ナノ粒子懸濁液において顕著な経口吸収性改善が認められた。また、安定化剤として用いたポリマーの分子量に依存して薬物の吸収速度が変化することが示された。薬物ナノ粒子に吸着したポリマーについて分子状態評価を行った結果、より分子量が小さい添加剤を用いることでナノ粒子表面に吸着したポリマーの運動性が上昇し、薬物ナノ粒子の消化管粘液層の透過速度が向上することが示唆された。消化管粘液層中の透過速度の向上により薬物経口吸収速度が改善することが示唆された。これらの結果から、経口吸収改善メカニズムに基づく最適な添加剤選択により難水溶性薬物の経口吸収性を有意に改善する最適な製剤設計が可能になることが示された。平成28年度は薬物/ポリマー/界面活性剤三成分複合体の組成及び調製条件のスクリーニング検討を行った。また過飽和形成及びナノ粒子形成が認められた製剤について固体NMRによる分子状態評価を行った。難水溶性薬物としてCarbamazepine及びNifedipine(NIF)を用い、添加剤としてHPMC及びPVP、界面活性剤としてSDSを混合し粉砕を行い各種試料を調製した。混合粉砕物を水に分散することで、薬物過飽和及びナノ粒子形成が認められた。粉砕条件を変化させ水懸濁時の過飽和形成及びナノ粒子形成について評価したところ、粉砕時間増加に伴い、薬物ナノ粒子量の増大が認められた。しかし、過剰な粉砕を行った試料については薬物ナノ粒子量の急激な減少が認められた。各種固体試料について固体NMR測定を行い、薬物の非晶質化割合を算出した結果、粉砕条件および添加剤の種類によって薬物の非晶質化割合が異なることが示された。NIF/HPMC/SDS及びNIF/PVP/SDSの粉砕物について比較したところ、PVPを用いて調製された粉砕試料について、HPMCを用いた試料と比較してより効率的に薬物の非晶質化が進行していることが示された。PVPの固体MMRピークについて粉砕前後の変化を評価したところPVPのカルボニル基に由来するピークの変化が認められた。これらの結果から粉砕に伴う薬物及びPVP間の相互作用形成がNIFの非晶質化に結びついたと考察した。粉砕試料中において過剰に薬物が非晶質化した試料では水分散時のナノ粒子形成能が低いことが示された。これらの結果より水分散時のナノ粒子形成能を固体中の薬物分子状態から予測可能であることが示された。本研究は難水溶性薬物の最適なナノ粒子調製に向けた有用な知見を与えるものと期待される。当初予定した(1)薬物/ポリマー/界面活性剤三成分複合体化による薬物過飽和形成及びナノ粒子形成評価及び(2)高分解能固体一次元NMR測定による三成分複合体中の薬物分子状態評価まで終えることができた。28年度までの検討において難水溶性薬物であるNifedipine(NIF)をポリマー(HPMC及びPVP)及び界面活性剤(SDS)と混合粉砕し、水に分散することによりNIFナノ粒子が形成されることが示された。平成29年度は固体NMR緩和時間測定によるNIF分子状態評価及び分散ドメインサイズの評価を行った。NIF及び各添加剤成分について固体NMRによる緩和時間測定を行った結果、NIFは混合粉砕時の非晶質化に伴い、数nm十数nmのドメインサイズで各ポリマーと混和することが示された。また、NIF結晶及び各添加剤の緩和時間を測定した結果、NIF/HPMC/SDS混合粉砕試料中においてNIF結晶が5nm数十nmのドメインサイズでHPMCと混和していることが示された。固体NMR緩和時間測定により、NIF結晶サイズが混合粉砕に伴い5nm数十nmの大きさまで減少していることが明らかとなった。一方、NIF/PVP/SDS混合粉砕物においては、40分粉砕後にNIF結晶が数十nm以下のドメインサイズでPVPと混和していることが固体NMR緩和時間測定から示された。これらの結果から、混合粉砕時、PVPはHPMCと比較してより効率的にNIF結晶サイズを減少させることが示された。また、各種混合粉砕物の水分散時に形成されるNIFナノ粒子の形成量はHPMCとの混合粉砕物では100分粉砕時で最大となり、PVPとの混合粉砕物では40分粉砕時に最大となった。

これらの結果から、粉砕に伴う固体中におけるNIF結晶サイズの減少が水分散時のNIFナノ粒子形成量の増加に寄与していることが示唆された。以上の結果より、固体NMR緩和時間測定により固体試料中の薬物結晶サイズが直接評価可能であり、固体NMR測定による薬物の分散分子状態評価が薬物ナノ粒子製剤設計の効率化に有用であることが示された。当初予定した固体NMR緩和時間測定による三成分複合体中の薬物ドメインサイズの評価を終えることができた。29年度までの検討において難水溶性薬物及びポリマー、界面活性剤三成分を混合粉砕することにより、水分散時に薬物ナノ粒子を形成する製剤が調製可能であることが示された。また、固体NMR緩和時間測定により、用いるポリマーに依存して最適な粉砕条件が異なることが示された。これまでの検討で薬物ナノ粒子の形成が認められた薬物及びポリマーの組み合わせについて薬物/ポリマー間の分子間相互作用形成の解析を固体NMR測定により行った。その結果、難水溶性薬物であるNifedipine(NIF)はHPMC中に非晶質状態で分散した際に、NIFのC=O及びHPMCのOH基間において分子間相互作用を形成することが示された。その結果、非晶質NIFにおいてNIF分子間で形成された薬物間相互作用が開裂し、NIFの非晶質状態が安定に維持されることが示唆された。固体NMRによる分子間相互作用解析により薬物ナノ粒子を効果的に形成する製剤設計が可能になることが示唆された。また、得られた薬物ナノ粒子について、ラットを用いた経口吸収実験を行った。その結果、ナノサイズ化していない薬物懸濁液と比較して、薬物ナノ粒子懸濁液において顕著な経口吸収性改善が認められた。また、安定化剤として用いたポリマーの分子量に依存して薬物の吸収速度が変化することが示された。薬物ナノ粒子に吸着したポリマーについて分子状態評価を行った結果、より分子量が小さい添加剤を用いることでナノ粒子表面に吸着したポリマーの運動性が上昇し、薬物ナノ粒子の消化管粘液層の透過速度が向上することが示唆された。消化管粘液層中の透過速度の向上により薬物経口吸収速度が改善することが示唆された。これらの結果から、経口吸収改善メカニズムに基づく最適な添加剤選択により難水溶性薬物の経口吸収性を有意に改善する最適な製剤設計が可能になることが示された。平成29年度は予定している(1)固体NMR緩和時間測定による三成分複合体中の薬物ドメインサイズの評価及び(2)三成分複合体からの薬物の溶解/膜透過同時モニタリングを行う予定である。平成30年度は予定している1)ラットを用いた経口投与実験(in vivo)及び2)固体二次元NMR測定による分子間相互作用解析を行う予定である。
東南アジアにおける植物寄生性微小節足動物の生態・進化に関する研究

1。現地調査を,限られた時間の中で効率的におこなうため,交通・宿泊の便が良く,またできるだけ多様な植生が調査できるような場所を選んで,実施した。昭和61(1986)年度のマライ半島中央高地,昭和63(1988)年度のサバー州に次いで,平成2(1990)年度はマライ半島東海岸沿いで,平成3(1991)年度はサラワク州とマライ半島北西部で,それぞれ数カ所を調査地に選定した。マレイシアでは他に調査すべき場所は到達等が必ずしも容易でないため,マレイシアでの調査は平成3年度をもって完了したものとし,平成4(1992)年度にはフィリピンのルソン島の数カ所で調査を実施した。2。得られた材料は次のとおりである。平成2年度:カイガラムシ605乾燥(一部液浸)サンプル,約400種;潜葉性小蛾類486潜葉サンプル,約80種;アザミウマ約100チューブ,約60種;双翅目的120乾燥標本,約30種。平成3年度;カイガラムシ498乾燥(一部液浸)サンプル,約200種;潜葉性小蛾類550潜葉サンプル,約80種;アザミウマ265チューブ,約100種;フシダニ約300液浸標本,約30種。平成4年度:カイガラムシ123乾燥(一部液浸)サンプル,約80種;潜葉性小蛾類117潜葉サンプル,約60種。寄主植物はマレイシアにおいては森林研究所のコチュンメン氏によりその大部分が種または属まで同定された。フィリピンでは現在フィリピン大学において同定作業が進められており,一部については同定結果の通知を受けとっている。この調査で得られたコレクションは,多様な植生で調査がおこなわれたことと,寄主植物の大部分について信頼できる同定を得たことで,極めて価値が高い。とくに,カイガラムシと潜葉性小蛾類については研究担当者が全調査年度を通じて参加し,昭和61・63年度の調査と合わせて,東南アジアでは空前のコレクションとなった。3。コレクションの研究は進行中であり,今後長年にわたっておこなわれるが,現在まで6編の論文が印刷発表されている。これらの論文は昭和61・63年度の調査に基づく論文とともに,論文集第一巻としてまとめられ,近く国内外の主要研究機関に配布される。4。従って.最終的な研究結果について報告することはできないが,この研究は主として次のような実績をあげつつある。(1)東南アジアでは現在まで調査・研究がほとんどおこなわれていないか,または甚だ不十分な植物寄生性微小節足動物の数群について,おびただしい新種が発見され,カイガラムシについては多数の新属の設定が必要となった。(2)これに基づいて,この地域のファウナの特徴が明かにされつつあり,当初予期されたような東アジア温帯との関連が具体的に解明されつつある。(3)寄生植物の同定が確実に行われ,応用上有益な基礎資料が提供されつつある。(4)多くの新形態を研究することにより,当該群の分類学に新しい局面がもたらされ,分類体系の改善が進められつつある。5。とくにカイガラムシと潜葉性小蛾類については,後胚子発生における形態パターンの研究に基づいて,生物進化の様式にも研究が及んでいる。カイガラムシの第二齢幼虫の多型現象の研究から次のような仮説がたてられた。(1)二齢幼虫の多型は進化の途上で構成されたことのあるいくつもの形態パターンに対応する。(2)これらの型は,雌成虫の進化によって生じた遺伝的構成の変化に伴って,その効果として切り替わりながら発現する。(3)型から型への切り替わりは突発的に起こる。(4)以上のことから,二齢幼虫の多型そのものには適応的意味はない。現在,調査によって得られた豊富な材料を駆使してこの仮説の分類学的テストが進められている。1。2。平成4年度:カイガラムシ123乾燥(一部液浸)

サンプル,約80種;潜葉性小蛾類117潜葉サンプル,約60種。寄主植物はマレイシアにおいては森林研究所のコチュンメン氏によりその大部分が種または属まで同定された。フィリピンでは現在フィリピン大学において同定作業が進められており,一部については同定結果の通知を受けとっている。この調査で得られたコレクションは,多様な植生で調査がおこなわれたことと,寄主植物の大部分について信頼できる同定を得たことで,極めて価値が高い。とくに,カイガラムシと潜葉性小蛾類については研究担当者が全調査年度を通じて参加し,昭和61・63年度の調査と合わせて,東南アジアでは空前のコレクションとなった。3。コレクションの研究は進行中であり,今後長年にわたっておこなわれるが,現在まで6編の論文が印刷発表されている。これらの論文は昭和61・63年度の調査に基づく論文とともに,論文集第一巻としてまとめられ,近く国内外の主要研究機関に配布される。4。従って.最終的な研究結果について報告することはできないが,この研究は主として次のような実績をあげつつある。(1)東南アジアでは現在まで調査・研究がほとんどおこなわれていないか,または甚だ不十分な植物寄生性微小節足動物の数群について,おびただしい新種が発見され,カイガラムシについては多数の新属の設定が必要となった。(2)これに基づいて,この地域のファウナの特徴が明かにされつつあり,当初予期されたような東アジア温帯との関連が具体的に解明されつつある。(3)寄生植物の同定が確実に行われ,応用上有益な基礎資料が提供されつつある。(4)多くの新形態を研究することにより,当該群の分類学に新しい局面がもたらされ,分類体系の改善が進められつつある。5。とくにカイガラムシと潜葉性小蛾類については,後胚子発生における形態パターンの研究に基づいて,生物進化の様式にも研究が及んでいる。カイガラムシの第二齢幼虫の多型現象の研究から次のような仮説がたてられた。(1)二齢幼虫の多型は進化の途上で構成されたことのあるいくつもの形態パターンに対応する。(2)これらの型は,雌成虫の進化によって生じた遺伝的構成の変化に伴って,その効果として切り替わりながら発現する。(3)型から型への切り替わりは突発的に起こる。(4)以上のことから,二齢幼虫の多型そのものには適応的意味はない。現在,調査によって得られた豊富な材料を駆使してこの仮説の分類学的テストが進められている。調査はマライ半島東海岸に沿って点在する保存植生と、その間にある果樹園その他の人為植生を対象として行った。この結果、カプ-ル林、ヒ-ス林など東海岸特有の植生を加えて多種多様な植物からこれに密着寄生している昆虫類を採集した。材料は現在なお標本に製作中であり、詳細については今後の研究にまたなければならないが、従来の調査では得られていない多数の種が採集されているのは確実である。カイガラムシ類。1種の植物から同時に採集された材料を1点とかぞえて、総計605点のカイガラムシを得た。採集された種の数は300400と推定される。多くは実生または若木から発見されており、成木の樹冠部からは採集する機会がなかった。しかし、鬱閉した保存植生では林床のフアウナが樹冠部のフアウナをかなりの程度に反映していると考えられるので、今回得られた材料は東海岸のカイガラムシ相を代表するものとみなせる。ハモグリガ類。486点の飼育サンプルが採集され、その少なからざるものが寄生昆虫におかされて飼育に失敗しているにもかかわらず、約1000頭の成虫が羽化し、標本として固定された。これらは5科73種以上に属する。
脳損傷修復機序の解明とその促進法の開発:細胞機能の人為的修飾及び脳細胞移植の研究

1)脳梗塞にともなう細胞増殖および細胞浸潤の解析砂ネズミの後交通動脈閉塞後の脳梗塞巣周辺細胞の動的変化を観察した結果、アストロサイトが1日後から5日後にかけて急速に増加し、とくに3日後に最も活発に増殖することを明らかにした。梗塞周辺部ではさらに各種血液由来細胞の浸潤がみられ、このうち大喰細胞はインターロイキン1(ILー1)を産生することが観察され、そのアストロサイト増殖促進作用や間接的な神経栄養作用が注目された。2)予備的微小損傷による虚血性神経細胞障害の防止まえもって加えられた軽微な損傷により、次に加えられる大きな損傷の影響を軽減しうる可能性を考え、砂ネズミ海馬に微小刺傷を作成した後一過性脳虚血をもたらした。その結果、刺傷周辺部の錘体細胞に限って虚血性細胞死を免れることが明らかにされ、損傷に伴い脳組織を保護する機序が実際に活性化されうることが示された。3)未分化脳細胞の移植、とくにその増殖能と分化度の検討正常ラット脳室上衣下層では例外的に脳の成熟後も活発な細胞増殖を行っていたが、新生仔ラット脳室上衣下細胞を成熟ラット海馬内に移植し、細胞の増殖能および分化度を検討した結果、移植細胞は節度をもって一定限度の大きさに成長するものの、神経細胞への分化はみられなかった。そこで胎生期の脳室上衣下細胞を移植したところ、その多くが神経細胞に分化した。4)移植脳組織の梗塞巣内での生着率実際に梗塞におちいった脳組織への細胞移植を検討するため、成熟砂ネズミ梗塞海馬巣に新生仔の海馬組織を移植した。その結果、正常海馬に比べ一過性虚血7日後の海馬に移植された際、移植組織の生着および神経細胞の生存が良好であることを見いだした。1.まず出生後き脳内細胞増殖活動を検討するため,各年齢層のラットにbromodeoxyuridine(BrdU)を投与し,脳内におけるBrdU陽性細胞(DNA合成期細胞)の分布を観察した.その結果,成熟脳における細胞増殖は側脳室上衣下層では活発に続いている(BrdU標識率=7.5±1.5%)ものの,灰白質(大脳皮質)ではほとんどみられず,白質(脳梁)でごくわずか存在するのみであること(BrdU標識率=0.03±0.05%)が明らかなった.2.このような成熟ラット大脳皮質に刺創を作製し,周辺脳における細胞増殖活動を経時的に観察した.この際アストロサイトの同定にはglial fibrilary acidic pratein(GFAP)を用いた.その結果,刺創周辺脳細胞における.DNA合成は外傷3日後に特に活発になり(4.9±2.2%),これに続いてアストロサイト数の増加がみられることが明らかとなった.3.続いて以下の要領で脳梗塞巣周辺組織における細胞増殖活動を観察した.(1)まず砂ネズミの後交通動脈を閉塞し,私どもの開発した14-バリン・オートラジオグラフィー法による局所蛋白合成障害,ならびに蛍光標識血漿法による微小循環障害を検討した結果,本モデルでは血管閉塞側の海馬および視床でこれらが強く障害されるのに対し,その周辺では比較的保存され,またこれらの所見に個体間のバリエーションが少なく,実験モデルとして適当であることが示された.(2)この様なモデルにおいて梗塞巣周辺脳における細胞増殖を観察した結果,アストロサイト数は梗塞後5日間にわたり増加したがとくに3日後に活発な細胞増殖をおこなうこと(BrdU標識率=11.9±5.9%)が明らかとなた.4.近年アストロサイトの神経栄養因子あるいは軸索伸展誘導物質産生能が報告されており,今回得られた知見は損傷能修復過程を理解する上できわめて重要なものであると考えられる.1)脳梗塞にともなう細胞増殖および細胞浸潤の解析砂ネズミの後交通動脈閉塞後の脳梗塞巣周辺細胞の動的変化を観察した結果、アストロサイトが1日後から5日後にかけて急速に増加し、とくに3日後に最も活発に増殖することを明らかにした。

その結果、正常海馬に比べ一過性虚血7日後の海馬に移植された際、移植組織の生着および神経細胞の生存が良好であることを見いだした。1)脳梗塞にともなう細胞浸潤の解析:前年度までの研究では砂ネズミの後交通動脈閉塞後の細胞増殖過程を明らかにしたが、今年度はさらに梗塞周辺部における各種血液由来細胞の浸潤を検討し、大喰細胞の浸潤が梗塞2日後より増加し、これがインターロイキン1(IL-1)を産出することを明らかにした。生産活性物質としてIb-1の2、3の作用を考えるとこの種の浸潤細胞は損傷の脳の修復に重要な意義をもつことが考えられる。2)予備的微小損傷による虚血性神経細胞障害の防止:以上のように損傷が加わった際に脳組織内にこれを修復ないし軽減する機序が誘導される可能性を考え、砂ネズミ海馬に微小刺傷を作成した後、脳虚血をもたらした。その結果、刺傷周辺部に限って錘体細胞の残存が認められ、微小刺傷により周辺脳を保護する機序が活性化されることを実証した。3)未分化脳細胞の移植:前年度までの研究で脳室上衣下細胞が出生後も例外的に活発な細胞増殖を続けることを明らかにした。今年度は、新生仔の脳室上衣下細胞を成熟ラット海馬内に移植し、細胞増殖および細胞の分化度を検討した。その結果、移植細胞は節度をもって一定限度の大きさに成長したが、神経細胞への分化はみられなかった。そのため次に胎生期の脳室上衣下細胞を移植し、その多くが神経細胞に分化することを明らかにした。4)移植脳組織の梗塞巣内での生育率:ついで梗塞におちいった脳組織への組織を検討するため。新生仔の砂ネズミ海馬組織を成熟動物梗塞海馬内への移植を試みた。その結果、梗塞7日後の海馬に移植された際、移植組織が生着しやすく、また多くの神経細胞が存在することが明らかとなった。
〈贈与としての語り〉の思想史的研究およびその臨床的・社会的応用可能性について

人類学の多くの資料や、文学的天才の作品が教えるように、贈与について考えるとき、セクシュアリティの問題をそこから切り離すことはできない。贈与に解き難く付随するこの問題系は、レヴィ=ストロースが記述する女性の交換にはじまり、ピエール・クロソウスキーの『歓待の掟』における倒錯的な贈与に至るまで、例に事欠かない。ところで、フランスの精神分析家ジャック・ラカンは晩年のセミネール20巻『アンコール』のなかで、セクシュアリティについて独特な議論を展開している。彼はそこで、性別の公式と呼ばれる論理式を提示し、さらに「女なるものは存在しない」と定式化した。このテーゼは、ラカンの男性中心主義と曲解され、多くのフェミニストから批判を受けることになる。しかし詳細にセミネール20巻を読み進めれば、これを男性中心主義と解することがほとんど不可能であることが分かる。贈与という概念をひとつの手がかりとして、心理臨床を再考察する研究の最終年は、セクシュアリティをめぐるラカンの言説を導きの糸として、絶対的な「贈与」に関わる神話の分析を行い、更にそこで得られた知見から新たな治療論を展望した。フロイトが『終わりある分析と終わりなき分析』で記したように、心理臨床において、治療の終わりは議論の絶えない主題である。フロイトは分析治療がどうしてもそこから先には進まない「岩盤」=去勢コンプレクスを前に、ある種のためらいをみせるが(生物学への傾斜)、ラカンはそこに留まることなく、「幻想の横断」、後には「症状への同一化」という考えを前面に打ち出す。本研究は後者の概念を贈与そしてセクシュアリティの問題と併せて再考することで、そこに含まれる治療的意義を示した。贈与という概念を手がりとし、心理臨床の場を再考察する研究の第一年目は、思想史的研究から臨床的応用展開する蝶づかいとして文学作品を素材にして進められた。まず贈与の実践ともいえる歓待という概念を人類学・哲学の諸研究から系譜的に描き出した。これに際して、現代を代表する贈与論者ともいえるフランスの人類学者マルセル・エナフの論考『贈与の人間学と社会的承認』を翻訳し、公刊した。更にここから得られた歓待の概念を臨床的応用に繋げる考察を展開するために、川端康成の『眠れる美女』を素材として考察を進めた。最終的には、この作品の中に織り込まれた独特な形で展開する「歓待」を、精神分析家ジャック・ラカンの短時間セッションの意義と結びつけつつ、読み解くことで、臨床における歓待の意義を再定義した。またシェークスピアの『ハムレット』における劇中劇の場面を素材として、ラカンにおける「行動化」と「行為への移行」の概念を明確にした。これによって行動そのものの躓きともいえる行為への移行に宿りうる臨床的意義を抽出することができた。研究者の研究課題は<贈与としての語り>という独自の概念を、まずは、近代哲学、人類学の系譜から整理し、更にフロイト-ラカン精神分析との接続により、最終的には、実践的な応用へと発展させる試みである。これは、研究者が日々実践している心理臨床の現場のなかで生じたアクチュアルな動機づけから発想されたものである。本研究課題を大きく二分するならば、研究前半は、主に文献調査を中心に据えた研究である。これに関して申請者は、これまでフランスに二度の資料収集に出向き、未邦訳の文献を参照することで、我が国で紹介されてこなかったラカンの概念を独自に分節化した(2009年3月「逃げる身体、墜ちる身体-ラカンの行動化と行為への移行」創元社)。現在は、こうした文献研究を更に進化させつつ、応用実践へと結びつけてゆく研究後半の作業も始めている。理論と実践の接続は、常に取りこぼしが伴うと言われるが、これまで積み重ねてきた理論研究から新たな実践の知を切り出し、応用可能な形にすることこそ、本研究の最大の眼目である。この研究後半の作業に取りかかる時期にあたり、申請者自らがラカン派精神分析の実践の地であるフランス、パリにおいて研究を遂行するならば、取りこぼしどころか、むしろ発展的に深化させることができよう。そこで贈与という概念をひとつの手がかりとして、心理臨床を再考察する研究の第2年目にあたる今年は、八月より研究拠点を、パリ第7大学精神分析学研究科に移し、現在フランスを代表する精神分析家であるソフィードュ・ミジョラ=メロールの研究指導委託のもと本研究テーマを深化させた。本年度は特にセクシュアリティの領野に焦点を当て、研究を進めたが、特筆すべき業績としては、そうした作業をもとに書き上げた論文がフランスのジャーナルに発表されることが決まったこと、そして海外学会発表も複数回行ったことなどがあげられる。

しかし詳細にセミネール20巻を読み進めれば、これを男性中心主義と解することがほとんど不可能であることが分かる。贈与という概念をひとつの手がかりとして、心理臨床を再考察する研究の最終年は、セクシュアリティをめぐるラカンの言説を導きの糸として、絶対的な「贈与」に関わる神話の分析を行い、更にそこで得られた知見から新たな治療論を展望した。フロイトが『終わりある分析と終わりなき分析』で記したように、心理臨床において、治療の終わりは議論の絶えない主題である。フロイトは分析治療がどうしてもそこから先には進まない「岩盤」=去勢コンプレクスを前に、ある種のためらいをみせるが(生物学への傾斜)、ラカンはそこに留まることなく、「幻想の横断」、後には「症状への同一化」という考えを前面に打ち出す。本研究は後者の概念を贈与そしてセクシュアリティの問題と併せて再考することで、そこに含まれる治療的意義を示した。
重み付き残差法を用いた三次元不均質地盤における強震動予測

我々は昨年度までの研究により、現実的な地下構造モデルにおける地振動の理論波形を計算する新しい手法を開発した。重み付き残差法を用いたこの計算手法を使うことによって、従来の手法(有限要素法や差分法)の欠点である膨大な計算量を克服することが可能となった。本研究の目的はこの手法の応用及び応用範囲の拡張である。具体的な目標は次の2点とした。1.近い将来に被害地震の発生が懸念される南関東地域などの、早急に地振動を予測することが必要な地域について2次元不規則構造モデルを用いて評価すること。2.我々の手法を3次元不均質構造に拡張すること。これまで地下構造を水平成層で近似したモデルに対する地振動予測の計算は多数行われてきた。しかしながら、1985年のメキシコ震災や1989年のサンフランシスコ震災に見られるように、堆積盆地などの局地的構造によって地振動が増幅され、大きな被害が出るということが明らかになってきた。従って、より現実に近い2次元、3次元不均質構造モデルを用いなければ信頼できる地震動予測を行うことはできない。今年度の研究で我々は上記の目標(1)の2次元構造モデルへの応用を行い、地振動の評価を行った。現在、目標(2)の3次元への拡張を行いつつある段階であり、次年度以降に、より実現的な3次元構造モデルに応用して地震動の定量的評価を行う予定である。
有機分子の排出にかかわる膜輸送体の構造生物学

真核生物由来MATEに関しては,昨年度、シロイヌナズナ由来MATE輸送体AtDTX14の外向き開状態の構造を2.6オングストローム分解能で決定し、構造に基づいた変異体解析を行い、輸送機構を検証した。以上の結果は、Nature Communications誌に掲載された。さらに、真核生物由来MATEに関して、構造に基づいたMDシミュレーションを行った。外向き開状態から、内向き開状態への構造変化メカニズムを調べるために、内向き開状態のモデル構造をホモログである脂質フリッペースMOPの構造をもとにモデリングし、シミュレーションを行った。数百ナノ秒程度のシミュレーションでは自発的には構造変化が見られなかったため、Targeted MDを用いて力をかけたうえで構造変化のパスウェイの検討を行っている。細胞外側のN-bundleとC-bundle側のインターフェイスに力をかけ、結晶構造で見られた距離から、モデル構造に対応する距離まで開くように大きなひずみなしに構造変化がシミュレーションできることが分かった。現在、構造変化の自由エネルギー障壁とH+結合による変化を解明すべく計算を進めている。一方で、真正細菌由来のMATEについても構造解析を行った。VcmNは病原菌ビブリオ由来のMATEであるが、すでに構造解析されている真正細菌由来MATEが属するNorMサブファミリーとは異なり、我々のグループで構造解析を行った古細菌由来PfMATEと同じDinFサブファミリーに属する。我々は、DinFの輸送メカニズムとしてH+駆動力依存的に膜貫通ヘリックスTM1が折れ曲がることで基質を排出するメカニズムを提唱していたが、海外のグループから異論が出されていた。しかしながら、本構造解析の結果からは、細菌由来DinFであるVcmNも、PfMATE同様のH+駆動力依存的なTM1折れ曲がりにより基質が排出されることが示唆され、我々の提唱したメカニズムの正しさが古細菌以外の生物においても正しいことが実証される形となった。植物由来MATEに加え、新規の細菌由来MATEについても論文を公表し、予定通り計画が進んでいるといえる。さらに、MATEの構造変化メカニズムを解析するためのMDシミュレーションも進めており、予備的な結果が得られている.今後,哺乳類由来MATEに関しては,構造解析可能なレベルの量・純度・安定性を有する発現系の網羅的探索と結晶化スクリーニングをすすめる.一方で、植物MATEについても、基質複合体の構造が依然得られていないため、今後、いくつかの既知の基質について複合体の結晶化を試み、構造解析を進める。また、MATEのMDシミュレーションをさらに進め、構造変化メカニズムをあきらかにしていく。真核生物由来MATEに関しては,シロイヌナズナ由来MATE輸送体AtDTX14について構造解析可能なレベルの量・純度のサンプル調製に成功,さらにLCP法による結晶化を行ったところ,3オングストローム分解能以上回折する結晶を得ることに成功した.すでに構造が決定されている細菌由来MATEの構造を用いた分子置換法により位相決定を行い、最終的に2.6オングストローム分解能で構造決定に成功した。そして、立体構造に基づいて、C末端ドメインの保存された酸性残基が脱プロトン化して、7番目の膜貫通ヘリックスが折れ曲がることにより、基質が細胞外に輸送されるというメカニズムを提唱した。さらに、ヒト培養細胞を用いた輸送活性測定、大腸菌を用いた遺伝学的解析により、構造に基づいた変異体解析を行い、輸送機構を検証した。以上のように,植物由来MATE、哺乳類由来MATEに関しては予定通り計画が進んでおり,特に植物由来MATEについては立体構造決定に成功、論文として結果を発表するに至った。今後,哺乳類由来MATEに関しては,構造解析可能なレベルの量・純度・安定性を有する発現系の網羅的探索と結晶化スクリーニングを進行中である.一方で、植物MATEについても、基質複合体の構造が依然得られていないため、今後、いくつかの既知の基質について複合体の結晶化を試み、構造解析を進める。植物由来MATE、哺乳類由来MATEに関しては予定通り計画が進んでおり,特に植物由来MATEについては立体構造決定に成功、論文として結果を発表するに至った。今後,哺乳類由来MATEに関しては,構造解析可能なレベルの量・純度・安定性を有する発現系の網羅的探索と結晶化スクリーニングを進行中であり,予定通り計画が進んでいる.真核生物由来MATEに関しては,昨年度、シロイヌナズナ由来MATE輸送体AtDTX14の外向き開状態の構造を2.6オングストローム分解能で決定し、構造に基づいた変異体解析を行い、輸送機構を検証した。VcmNは病原菌ビブリオ由来のMATEであるが、すでに構造解析されている真正細菌由来MATEが属するNorM

サブファミリーとは異なり、我々のグループで構造解析を行った古細菌由来PfMATEと同じDinFサブファミリーに属する。我々は、DinFの輸送メカニズムとしてH+駆動力依存的に膜貫通ヘリックスTM1が折れ曲がることで基質を排出するメカニズムを提唱していたが、海外のグループから異論が出されていた。しかしながら、本構造解析の結果からは、細菌由来DinFであるVcmNも、PfMATE同様のH+駆動力依存的なTM1折れ曲がりにより基質が排出されることが示唆され、我々の提唱したメカニズムの正しさが古細菌以外の生物においても正しいことが実証される形となった。植物由来MATEに加え、新規の細菌由来MATEについても論文を公表し、予定通り計画が進んでいるといえる。さらに、MATEの構造変化メカニズムを解析するためのMDシミュレーションも進めており、予備的な結果が得られている.今後,哺乳類由来MATEに関しては,構造解析可能なレベルの量・純度・安定性を有する発現系の網羅的探索と結晶化スクリーニングをすすめる.一方で、植物MATEについても、基質複合体の構造が依然得られていないため、今後、いくつかの既知の基質について複合体の結晶化を試み、構造解析を進める。今後,哺乳類由来MATEに関しては,構造解析可能なレベルの量・純度・安定性を有する発現系の網羅的探索と結晶化スクリーニングをすすめる.一方で、植物MATEについても、基質複合体の構造が依然得られていないため、今後、いくつかの既知の基質について複合体の結晶化を試み、構造解析を進める。また、MATEのMDシミュレーションをさらに進め、構造変化メカニズムをあきらかにしていく。
溶融素材の二流体微粒化に関する基礎的研究

本研究では,金属,セラミックスなどの溶融素材を微粒化して数十ミクロン程度の微粉を製造することを目的とし,(1)要求される粒径や粒度分布を満足すること,(2)各種素材の粉末化に汎用であること,(3)多量生産に適する方式であることを条件にして,基礎実験と低融点溶融セラミックスの微粒化を行った.すなわち,従来の気流アトマイズ法の欠点である広い粒度分布を改善するため,溶融素材への気流衝突方法をノズルに近い形に変え,負圧を利用して供給するようにした膜状素材を一次,二次高速空気で微粒化するようにした.始めは水を用いて実験し,ノズル形状と寸法,一次二次空気量割合,空気ノズルの位置などの影響を調べ,微粒化量や噴霧性能を求めてこの方法の有用性を確かめた.さらにノズルの改変を行った結果,空気流量によって水流量が変わる欠点があるが,平均粒径20ミクロン程度の噴霧を生成できることが確認されたので,次の段階に入り,ソ-ダガラスを溶融して微粒化するバッチ式実験炉を以下の条件で試作した.(1)一回に微粒化するガラス量は500gとする.(2)炉は最高800°Cまで電気加熱し,炉の加圧と気流が作る負圧によって溶融ガラスをノズルに送る.(3)溶融ガラスの液面を一定の高さに保つように制御する.(4)一次,二次空気量を独立に任意に変化させる.次いで試作実験炉について液面制御,温度コントロ-ル,供給ガラスの流量などをチェックする予備実験を行い,微粒化によってガラス粉末が得られることを確認した.本年度の研究はここまでで終了したが,試作した実験炉はまだ改良が必要であり,生成粉末粒子の性状も満足するものではないので,今後も実験を継続する予定である.本研究では,金属,セラミックスなどの溶融素材を微粒化して数十ミクロン程度の微粉を製造することを目的とし,(1)要求される粒径や粒度分布を満足すること,(2)各種素材の粉末化に汎用であること,(3)多量生産に適する方式であることを条件にして,基礎実験と低融点溶融セラミックスの微粒化を行った.すなわち,従来の気流アトマイズ法の欠点である広い粒度分布を改善するため,溶融素材への気流衝突方法をノズルに近い形に変え,負圧を利用して供給するようにした膜状素材を一次,二次高速空気で微粒化するようにした.始めは水を用いて実験し,ノズル形状と寸法,一次二次空気量割合,空気ノズルの位置などの影響を調べ,微粒化量や噴霧性能を求めてこの方法の有用性を確かめた.さらにノズルの改変を行った結果,空気流量によって水流量が変わる欠点があるが,平均粒径20ミクロン程度の噴霧を生成できることが確認されたので,次の段階に入り,ソ-ダガラスを溶融して微粒化するバッチ式実験炉を以下の条件で試作した.(1)一回に微粒化するガラス量は500gとする.(2)炉は最高800°Cまで電気加熱し,炉の加圧と気流が作る負圧によって溶融ガラスをノズルに送る.(3)溶融ガラスの液面を一定の高さに保つように制御する.(4)一次,二次空気量を独立に任意に変化させる.次いで試作実験炉について液面制御,温度コントロ-ル,供給ガラスの流量などをチェックする予備実験を行い,微粒化によってガラス粉末が得られることを確認した.本年度の研究はここまでで終了したが,試作した実験炉はまだ改良が必要であり,生成粉末粒子の性状も満足するものではないので,今後も実験を継続する予定である.
新規微生物反応の制御による環境低負荷型畜産排水処理技術

本研究では畜舎廃棄物を曝気した液肥を施肥した飼料イネ水田における脱窒性メタン酸化細菌の定量・活性と利用可能性を評価した。脱窒性メタン酸化細菌の検出プライマーを開発し、その量と存在部位を明らかにした。次に、水・施肥管理を制御する新しい栽培方法を提案し、温室効果ガスであるメタンおよび亜酸化窒素の大幅な削減を達成した。さらに、落水後に突発的に放出する亜酸化窒素の生成機構の解明を行った。本研究では、飼料イネを植栽した水田に畜産排水を施肥し、適切な田面水の管理などにより、アナモックス細菌及びメタン酸化細菌の脱窒活性を高め、水田からの亜酸化窒素及びメタンの放出を抑制した環境低負荷型の窒素除去システムを構築する。これらの目的を達成するために、本年度は、(1)脱窒速度を含めた窒素収支の把握、(2)水管理による酸化還元電位制御による温室効果ガス削減の試み、(3)窒素除去を担う微生物群の同定・定量方法の確立、を行った。(1)では実験圃場水田において窒素収支を追跡可能なチャンバーを作製・改良・設置することにより、安定性同位体を用いた微生物による窒素化合物の物質収支を追跡することが可能になった。(2)では、水田からのメタン・亜酸化窒素の温室効果ガス放出量の削減が可能な水管理の方法を検討した。台風等の影響により、予定していた水管理は達成できなかったが、水位が低い系の方がメタン放出量を10倍近く削減することが可能であり、今後の水管理の指針を得た。(3)では、水田中に棲息するアナモックス細菌および脱窒性メタン酸化細菌の生態解析を行った。アナモックス活性は脱窒活性と比べると非常に低く、16S rDNA遺伝子に基づくアナモックス細菌の検出では存在が確認されなかった。一方、16S rDNA遺伝子に基づくNC10門に帰属する脱窒性メタン酸化細菌は、底泥などの自然環境に棲息するNC10門のクラスターに近縁な種が検出された。これらのクラスター用のプライマーの設計を行い、(2)を行った水田土壌中のNC10門細菌群の定量を行った。水田から放出されるメタンフラックスとこれらの細菌群の明確な相関性は得られなかった。メタンに生成・消費に関連する微生物群の定量を含めた体系的な議論が必要であった。水田から排出される温室効果の高いメタンおよび亜酸化窒素の抑制に向け、(1)メタン酸化と脱窒を同時に行う脱窒性メタン酸化細菌の水田中の存在量の把握と、(2)硝化・脱窒工程から生成される亜酸化窒素の生成メカニズムの解明を行った。水田中の脱窒性メタン酸化細菌を正確に定量するため、様々な水田における脱窒性メタン酸化細菌を定量可能なプライマーセットを用いて、日本およびタイの水田土壌にて土壌深さごとの脱窒性メタン酸化細菌の菌叢解析および定量評価を行った。この結果から、各水田土壌から多く検出された脱窒性メタン酸化細菌は、NC10門に帰属し、運河の底泥で棲息するInoculumグループの種と99%の相同性を持つことが確認された。また、脱窒性メタン酸化細菌は0-15cmの土壌深さにおいて、その存在量に有意差は無く10 6-10 9 copy/g-soilで推移し、全細菌の遺伝子コピー数の0.09-0.5%であることが示された。また、これらの細菌群の遺伝子量は酸素が供給されるイネの根圏付近では1-2オーダー少ないことが示された。温室効果が極めて高い亜酸化窒素の生成メカニズム解明に迫るため、落水後の水田土壌の深さ方向における亜酸化窒素の濃度プロファイルの把握と、棲息するアンモニア酸化・脱窒に関わる遺伝子のRNA転写量の評価を行った。酸素の浸透深さは土壌表層から1 cm以内であり、それより深層に亜酸化窒素濃度が最大になるスポットが存在した。硝酸が存在している段階で脱窒に関わる機能遺伝子のRNA転写量が急激に増加していることが確認された。土壌表層の酸化部位で硝化反応により生じた硝酸が深部の還元部位に到達し、脱窒に関わる遺伝子発現が起こり、亜酸化窒素が生成する可能性が示された。本研究では畜産排水を施肥した飼料イネ水田におけるCH4およびN2Oの同時削減を目的とした。削減手法として、水管理では施肥前落水を、施肥方法では後半低負荷施肥を提案した。施肥前落水とは追肥前に落水を行う水管理であり、CH4排出抑制を目指した。落水により土壌中の酸化物を増加させた後に追肥を行うことで、酸化物を利用する微生物とCH4生成古細菌との間で畜産排水中の有機物を巡り競合が起きる。この競合によりCH4排出抑制が期待される。一方、後半低負荷施肥とは栽培の後半に低い窒素負荷での施肥を行う方法であり、N2O排出抑制を目指した。