hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
卵巣がん人工多能性癌幹細胞（ｉＰＣ）の樹立と機能解析－薬剤抵抗性の観点から

ハニカム膜は、3D porous scaffoldとも言われ、細胞が接着、増殖していく上での足場となる。ハニカム膜上で卵巣癌細胞株を培養したところ増殖抑制を認め、卵巣癌を休眠状態にし、幹細胞の性質を持ち得る可能性と腹膜播種を抑制する可能性があると考えられた。さらに卵巣癌患者腹水より腹膜播種に関連する骨髄由来細胞を分離、初代培養し、CD11b+CD14+細胞が卵巣癌の浸潤能、増殖能を有意に促進することを証明した。またこの促進効果がCD11b+CD14+細胞からのIL-6分泌を介すること、抗IL-6受容体抗体を用いて、その浸潤能、増殖能の亢進が阻害できることを見出した。細胞間の新たな情報伝達ツールとして、細胞放出型のエクソソームの存在に着目し、卵巣がん細胞から放出されるエクソソームが、がん細胞が腹膜に接着する際の最初の接触細胞となる腹膜中皮細胞に与える影響を解析した。卵巣癌細胞株HeyA-8を150ミリ培養皿20枚に培養し、上清約300mlを回収、その上清を超遠心(100000xg、70分)することで高純度のエクソソームの分画を回収することができた。続いて、腹膜中皮細胞を大網の一部より初代培養し、その細胞に上述の方法で回収したエクソソームを蛍光マーカーPKH26 (Sigma)でラベルして添加したところ、蛍光の取り込みが中皮細胞でみられることが確認でき、エクソソームの伝達を確認した。さらにHeyA-8と腹膜中皮細胞の共培養実験を行い、共培養により中皮細胞のCD44やファイロブネクチンの発現が増強していることを確認した。CD44はWestern Blotでエクソソームに豊富に含まれていることを確認しており、すなわち癌細胞から腹膜中皮細胞にエクソソームを介してCD44の伝達が行われている可能性があることが判明した。ハニカム膜(honey-comb film)とは、3D porous scaffoldとも言われ、細胞が接着、増殖していく上での足場となる。この膜を用いて、卵巣癌細胞の接着、増殖が抑制されるか否かを検討した。臨床的に応用可能で伸縮性に優れたpolyurethane (PU)素材を用いてハニカム膜を作成し、3種類の卵巣癌細胞株(SKOV3, Caov3, TOV21G)をハニカム膜上で培養したところ、コントロール膜に比較して粘液性腺癌由来であるCaov3細胞と明細胞腺癌由来であるTOV21G細胞で細胞増殖抑制効果を認めた。接着に関する抑制効果はハニカム膜で認めなかった。今後は増殖が抑制された細胞からどのようなエクソソームが分泌されるか検討予定である。卵巣癌細胞が低酸素状態に陥ることに着目し、細胞株を低・常酸素濃度下で培養後RNAを採取、RNA発現の比較検討をmiRNA RT-PCR array法で行った。8種中7種の卵巣癌細胞株でc-Metは強発現、miR-199a-3pは低下した。miR-199a-3pを強制導入した所、卵巣癌細胞の接着能、浸潤能が有意に低下することをin vitroの実験系で証明した。この膜を用いて卵巣癌幹細胞の樹立が可能であるか否かを検討している。ハニカム膜上で培養したところ、コントロール膜に比較して粘液性腺癌由来であるCaov3細胞と明細胞腺癌由来であるTOV21G細胞で細胞増殖抑制効果を認めた。3D構造内に発育した細胞の幹細胞マーカーの発現状況をimmunoblotで検討中である。卵巣癌細胞の接着能、浸潤能が有意に低下することをin vitroの実験系で証明した。すなわち、低酸素刺激でその発現が低下するmiR-199a-3pに対する分子標的治療が卵巣癌の腹膜播種に対して有効な治療法になる可能性をin vitroでは証明できた。卵巣癌の幹細胞を確立する研究計画では、当初は、卵巣がん細胞株にYamanaka factor (Oct4, Sox-2, Klf4, c-Myc)を導入することで、卵巣癌人工多能性癌幹細胞(iPC)を樹立する計画であったが、ハニカム膜上で卵巣癌細胞を培養することにより、癌細胞が幹細胞の性質持つようになる可能性が示唆された。

卵巣がん幹細胞に特異的な細胞表面抗原を同定し、flowcytometryを用いて癌幹細胞を分離する方法や卵巣がん患者検体から、組織を採取し、stem cell culture medium (Cancer Res 2008)で培養後、浮遊細胞を分離する方法で、卵巣がん幹細胞を樹立するといったような従来の方法に比較して、ハニカム膜を用いる方法は、純度の高い癌幹細胞を大量に培養できる可能性がある。今後の研究で、ハニカム膜上で培養した細胞が、幹細胞の性質を持っているのであれば、本研究は、著しく進展していくと考えられる。今後は卵巣癌細胞に対するmiR-199a-3p導入療法が卵巣癌の腹膜播種をIn vivoで抑制するか否かを腹膜播種モデルマウスで検討する。さらにハニカム膜上で培養することにより、粘液性腺癌由来卵巣癌細胞株Caov3と明細胞腺癌由来細胞株TOV21Gで細胞増殖抑制効果を認めた。今後の実験は上記2細胞をハニカム膜上で培養し、次の実験を行う。(1)幹細胞の形態的特徴であるsphereの形成があるか否かを走査電子顕微鏡で確認する。(2)actinまたはphospho-FAK(focal-adhesion kinase)抗体を用いて細胞骨格、細胞接着の変化を検討する。(3)sphere形成を認めた細胞を回収し、幹細胞マーカー(Nanog, Oct4, Sox-2, Klf4, c-Myc, BMI1, nestin, ABCG2)の発現状況をreal-time PCRとimmunoblotで確認する。(4)樹立した卵巣癌幹細胞の生物学的特性を検討する。卵巣癌幹細胞の遺伝子発現をマイクロアレイで解析する。解析を行う遺伝子は、1細胞表面抗原(CD44, CD117, CD133など)、2サイトカイン(インターロイキン(IL),腫瘍壊死因子(TNF),上皮成長因子(EGF),インスリン様成長因子(IGF),血小板由来増殖因子(PDGF),血管内皮細胞増殖因子(VEGF),ケモカイン受容体CXCR2,CXCR3のリガンド(GRO, IP-10)など)3タンパク(GTP結合タンパク質であるRas,増殖因子シグナルのmitogen-activated protein kinase (MAPK),生存因子シグナルのAkt、非受容体型チロシンキナーゼであるSrc、細胞骨格にかかわるE-cadherin, β-cateninなど)である。
伝統的な日本食の再評価と伝承プログラムの構築

伝統食の栄養価や機能性、嗜好性を分析した結果、今後も継承するに価すると判断された。食塩については、食べ方に気をつけることで摂取量を抑えることが可能であった。嗜好性には、香りを持つ揮発性成分の影響が大きく、伝統食の調製時に工夫をすることで、現在の生活や若者の嗜好に合うようなアレンジを行うことが可能であった。伝統食の伝承に対し、農産物直売所の存在や生産者による加工グループの結成が、一助となっていた。伝統食継承のためのプログラムとして作成した小学校生活科で実施する食農教育プログラムを実践した結果、食育効果が認められた。日本の伝統的な食事の栄養価や機能性、嗜好性を明らかにして伝承につなげるために、調査及び分析を行った。まず、滋賀県内の10地域において、伝統的な生活様式と食事に関する聞き取り調査を実施した。次に、滋賀県の伝統野菜と特産野菜のDPPHラジカル捕捉活性の測定とアスコルビン酸とポリフェノールを定量した。分析した野菜は、杉谷なすび、杉谷とうがらし、尾上菜、伊吹大根、日野菜で、比較対象として一般野菜のナス、シシトウ、シロナ、ダイコンについても測定した。その結果、DPPHラジカル捕捉活性とアスコルビン酸量、あるいはポリフェノール量の間にはr=0.789(p<0.001)、あるいはr=0.589(p<0.001)の相関関係がそれぞれ認められた。今回分析した中では、日野菜の抗酸化性が最も高いことが明らかになった。また、滋賀県の伝統食であるふなずしの製造工程において、飯漬けで用いる飯の量がふなずしの嗜好性にどのような影響を及ぼすかを成分分析と官能評価を実施して検討した。その結果、飯漬けに用いる飯量が多いと乳酸発酵がはやく進み、熟成期間が長くなるにつれて酸味と複雑な風味が強いふなずしになることが明らかになった。さらに、代表的な和風料理であるうどんの摂食による食塩摂取量について官能評価をもとにした実測値を用いて評価した。塩分を気にするかどうかと食塩摂取量の間には関係がみられなかったが、かけうどんの汁を飲まないように制限してうどんを食した場合、自由に食した場合に比べ、食塩摂取量は低くなった(p<0.001)。うどんの食べ方を気にするだけで塩分摂取を制限できる可能性が示唆された。最後に、伝統食伝承を目的とした食育プログラムの作成のための基礎的資料とするために、学校教育現場で1998年から2011年までに実施された食農教育のデータを整理するとともに、農産物直売所の実態調査、および子育て世代の食意識に対する調査を実施した。日本の伝統的な食事の栄養価や嗜好性を明らかにして伝承につなげるために、調査および分析を行った。まず、滋賀県内の伝統的な生活様式と食事について、湖北と湖南地方を中心に聞き取り調査を実施した。さらに、大学生を対象に代表的な伝統食である漬物に関する質問紙調査を実施し、漬物文化の伝承と若い世代の漬物に対する嗜好について検討した。次に、滋賀県の伝統食としてふなずしと菜の花の漬物である黄金漬の分析を実施した。生ふな、塩ふな、ふなずしから脂質を抽出し、脂肪酸組成と過酸化物価、カルボニル価、TBARS値を測定した。その結果、脂質含量は38%であり、脂肪酸のうちドコサヘキサエン酸が78%、イコサペンタエン酸が68%を占めることが明らかになった。また、生ふなから塩ふなを経てふなずしになる工程で脂肪酸組成に変化はほとんどなく、過酸化物価、カルボニル価、TBARS値からも脂質の酸化はほとんどされていないと判断した。黄金漬は、稲作の裏作として栽培される菜種油の原料としての菜の花の収量をよくするために育成過程で間引かれた菜の花を有効活用するために作られたのが始まりである。黄金漬は、独特の風味と色彩が特徴であるが、くせがあり、最近では浅漬けも製造され、新漬けとして販売されている。原料である菜の花と黄金漬、新漬けの脂質含量と脂肪酸、塩分、有機酸、揮発性成分を分析し、官能評価を実施した。成分分析の結果、黄金漬、新漬けともにα-リノレン酸が約50%を占める脂質を含んでいることが明らかになった。また、黄金漬には長期熟成中の発酵による種々の有機酸が高濃度に含まれ、pHも低くなり、様々な独特の香りを持つ揮発性成分が検出され、それが酸っぱく独特の風味につながっていた。一方、新漬けでは発酵がそれほど進んでおらず、それが酸味の少ない"くせ"のない風味につながっていると示唆された。日本の伝統的な食事の栄養価や嗜好性を明らかにして伝承につなげるために調査および分析を行うとともに、食育プログラムを作成して実践した。

まず、滋賀県内の伝統的な生活様式と食事に関する聞き取り調査、若者の伝統食に対する嗜好性についての調査を行った。次に、滋賀県の伝統野菜の栄養価と機能性に関わる分析、物性測定、官能評価を行い、伝統野菜の価値と嗜好性を整理した。伝統野菜の中にはビタミンCやポリフェノールを豊富に含む品種があり、アスコルビン酸量およびポリフェノール量と抗酸化性には相関が認められた。伝統野菜には、栄養面だけでなく機能性面からも価値がある品種があり、伝承を進めるべきであると判断した。一方、滋賀の伝統食であるふなずしと菜の花の漬物について成分分析と官能評価を実施し、伝統的な加工方法が生み出す保存性と独特の風味について考察するとともに、今後の伝承に向けての取り組みについても調査した。ふなずしの場合、官能評価における総合評価と「味の良さ」、「摂食中のにおいの好み」、「摂食前のにおいの好み」の間には正の相関が認められ、味やにおいが総合評価に大きく影響することも明らかにした。最後に、学校現場で実践されたこれまでの食農教育活動を整理し、農産物直売所の実態調査、子育て世代の食意識に関する調査を実施した。その結果、農産物直売所ごとに特徴のあるコミュニティーができているケースが認められ、そのコミュニティーは、これからの食育活動の拠点になりうると判断した。子育て世代が、食文化や地産地消についての情報を得たいと考えている実態も明らかになり、地域での食育活動の場として農産物直売所を利用できる可能性があった。学校教育においても農産物を栽培する活動を組み入れた食育が効果的ではないかと考え、小学校生活科で実施する栽培、収穫、調理、試食を連続して実施する食育プログラムを作成し、実践した。総合領域伝統食に関わる調査、伝統的な食事、あるいは食品の評価は、文献調査に加えて分析を実施したが、分析を多種の食品、食事に広げる必要がある。伝統食の現代の生活様式に合わせたアレンジの試みは、まだ若干の検討を進めたにとどまっており、次年度に本格的に検討する必要がある。伝統食の伝承を目的とした食育プログラム作成に向けた基礎資料を得るために、調査を実施したが、実際にプログラムを作成したうえでの実践、評価に向けて、今後検討を進める必要がある。伝統食に関わる調査は、ほぼ計画通り進んだ。伝統食の成分分析として、嗜好性についてはほぼ計画通りの分析を実施し、発酵食品の嗜好性の特徴を明らかにすることができた。しかし、栄養面での評価が塩分と脂質についての分析にとどまり、保存面についても脂質酸化に関連する分析のみの実施となった。ビタミン類とタンパク質やアミノ酸、食物繊維の分析と微生物検査は次年度の実施になった点が、やや遅れている点である。一方、機能性面については、計画通り、文献調査を進めた。また、伝統食の現代の生活様式に合わせたアレンジの試みについては、菜の花漬けの新漬けというくせの少ない漬物の嗜好調査を従来の黄金漬と比較しながら、機器分析と官能評価によってすすめたことにより、くせについての検討を実施することができ、成果が得られた。前年度に引き続き、日本の伝統的な食事の栄養価や機能性、嗜好性を明らかにして伝承につなげるために、調査及び分析を行い、食育プログラムを作成して食育の実践を行い、評価する。まず、これまでの聞き取り調査を踏まえ、日本における滋賀県地域の位置づけについて整理する。次に、前年度に実施した滋賀県の伝統野菜と特産野菜のDPPHラジカル捕捉活性の測定とアスコルビン酸とポリフェノールの定量をすすめ、伝統野菜や特産野菜の価値を整理する。
半単純Lie群のWhittaker関数及び、その整数論的な応用

この研究の主な対象はWhittaker関数と呼ばれる保型形式をFourier展開した際に現れる代表的な球関数である.この関数の明示式を得る事と,その保型L関数等への応用を調べる事を目的に本年度は以下の2つの研究を行った.まず,1つ目はGL(3)×GL(2)の実素点での局所ゼータ積分の評価に関する研究である.ゼータ積分とは大域的Whittaker関数のある種の積分変換であり,保型L関数と正則関数の積と一致するものである.今回の研究では既に知られているGL(3,R)とGL(2,R)上のWhittaker関数の明示式を用いて,局所ゼータ積分の計算を行った.その結果,任意のGL(3,R)とGL(2,R)のWhittaker関数を持つ既約許容表現達に対して,局所ゼータ積分が保型L関数の局所因子と一致するようなWhittaker関数の組が存在する事を証明する事ができた.これによって,GL(3)×GL(2)については総実体上の場合,ゼータ積分を保型L関数の積分表示と見なせるようになる.この結果が特殊値などの保型L関数のより深い性質の研究に応用できる事を期待している.2つ目はSp(2,C)の主系列表現の極小K-タイプにおけるWhittaker関数の明示式に関する研究である.Sp(2,R)については様々な既約許容表現に関するWhittaker関数の明示式が知られているが,Sp(2,C)の場合はそのK-タイプの複雑さのせいか,まったく調べられていなかった.まず極小K-タイプの扱いやすい基底を構成し,それを使ってWhittaker関数を特徴付ける微分方程式を立式した.さらに最高ウェイトベクトルに対応するWhittaker関数に関しては,実際に微分方程式を解き,明示式を得る事ができた.この研究の対象であるWhittaker関数は保型形式をFourier展開した際の係数として現れる関数であり,保型L関数等の数論的応用を考える上で重要である.実一般線型群GL(3,R)については,全ての既約許容表現に対してWhittaker関数の明示的な公式が知られている.今年度は,それらの明示公式の保型形式への応用について、2つの研究を行った。まず一つ目はGL(3,R)上のGL(3,Z)に関するEisenstein級数のFourier展開の計算である.Eisenstein級数は(ある意味で)最も基本的な保型形式であり,そのFourier展開は様々な数学者によって計算されている.特にGL(3,R)の場合については,3種類のEisenstein級数が存在するが,尖点形式から誘導された極大放物型以外のものについてはBump氏とFriedberg氏によってFourier展開が計算されている.今回は残る尖点形式から誘導された極大放物型Eisenstein級数のFourier展開を計算して.また,その応用として,Eisenstein級数の解析接続と関数等式の初等的な別証明を得る事ができた.2つ目はまだ研究中の内容であるが,GL(3)上の無限素点での局所ゼータ積分の評価に関する研究である。ゼータ積分はWhittaker関数のある種の積分変換であり,保型L関数の積分表示とみる事ができるものである.このゼータ積分の局所的な評価は,振舞いの良い素点においては具体的に与えられているが,無限素点等の振舞いの悪い素点においてはよく分かってない点も多い.まだ不十分な点も多いが,今回は特定のGL(3,R)の表現に対して局所ゼータ積分の評価を与える事ができた.この研究の主な対象はWhittaker関数と呼ばれる保型形式をFourier展開した際に現れる代表的な球関数である.この関数の明示式を得る事と,その保型L関数等への応用を調べる事を目的に本年度は以下の2つの研究を行った.まず,1つ目はGL(3)×GL(2)の実素点での局所ゼータ積分の評価に関する研究である.ゼータ積分とは大域的Whittaker関数のある種の積分変換であり,保型L関数と正則関数の積と一致するものである.今回の研究では既に知られているGL(3,R)とGL(2,R)上のWhittaker関数の明示式を用いて,局所ゼータ積分の計算を行った.その結果,任意のGL(3,R)とGL(2,R)のWhittaker関数を持つ既約許容表現達に対して,局所ゼータ積分が保型L関数の局所因子と一致するようなWhittaker関数の組が存在する事を証明する事ができた.これによって,GL(3)×GL(2)については総実体上の場合,ゼータ積分を保型L関数の積分表示と見なせるようになる.この結果が特殊値などの保型L関数のより深い性質の研究に応用できる事を期待している.2つ目はSp(2,C)の主系列表現の極小K-タイプにおけるWhittaker関数の明示式に関する研究である.Sp(2,R)については様々な既約許容表現に関するWhittaker関数の明示式が知られているが,Sp(2,C)の場合はそのK-タイプの複雑さのせいか,まったく調べられていなかった.まず極小K-タイプの扱いやすい基底を構成し,それを使ってWhittaker関数を特徴付ける微分方程式を立式した.さらに最高ウェイトベクトルに対応するWhittaker関数に関しては,実際に微分方程式を解き,明示式を得る事ができた.
膵癌腫瘍3次元内部構造の徹底的な理解のための超高精細情報空間構築

KPCマウスより摘出した膵癌腫瘍の連続切片の病理顕微鏡画像を約3000枚取得した。これら画像群は、腫瘍を脱水したあとパラフィンで固定したものを、4マイクロメートルの厚さで連続的に薄切し、染色したものを顕微鏡スキャナで撮影して獲得した。連続切片の染色は、形態解析に適したHE画像染色を1枚おき(2枚に1枚)に施し、HE染色した切片と切片の間については、免疫染色を施した。免疫染色はKi67、CK19、MT、CD31をこの順で交互に施した。Ki67は分裂中の細胞を強調し、CK19は上皮系細胞を強調するため、上皮系である癌の細胞を染める。MTは膠原線維を強調し、CD31は新生血管細胞を染色する。次に、これら画像群を相互に非剛体位置合わせする手法を開発・適用することにより、病理顕微鏡画像の3次元化を行い始めた。非剛体位置合わせには、(1)スライスを横断するランドマークを検出し、それらランドマークが3次元空間で構成する軌跡群がいずれも滑らかになるように全てのスライスを非剛体変形する手法を開発し、適用した。異なる免疫染色画像よりランドマークを検出する手法の新規開発が必要かと当初は考えていたが、古典的な正規化相互相関によるテンプレートマッチングで十分な精度が得られることを実験的に確認した。このことをまとめた成果をjournalに投稿した。膵癌腫瘍の3次元画像を観察することにより、Ki67/CK19/CD31で染色される解剖構造の3次元分布を把握できるようになった。例えばKi67により染色された細胞核が腫瘍の辺縁部に多く見られることを、目視により確認した。また病理医と画像を見ながら今後の解析対象を相談する機会を設け、(1) ADMの分布の可視化、(2)膠原線維の走行分布の可視化、(3)新生血管と分裂中の細胞密度の関係解析、(4)新生血管とネクロシス領域の関係解析、などを目標とすることを確認した。画像の取得と3次元再構成が順調に進んでいる。各種免疫染色よりミクロな解剖構造を自動抽出し、記述する手法はまだ完成しておらず開発途上である。病理顕微鏡画像の3次元化が進んでおり、そのデータ管理法の開発が急務となっている。ファイル読み出しや可視化法の開発に今年度は着手する。また、3次元再構成した画像より各種解剖構造を自動抽出し、生理学・病理学の観点から解析する手法の開発にも着手する。例えば、腫瘍内部の血管の分布と分裂細胞の空間密度の関係などは病理の観点からも興味深い。
高速荷電粒子による液滴生成

本研究では加速器を用い、試料ガスに高速荷電粒子を照射し、それによる液滴生成機構についての実験的研究を行った。試料ガス中のSO_2による液滴生成の促進効果を確認し、さらに種々のガス成分中での液滴の生成率を評価した。その結果、液滴収量は高エネルギー荷電粒子によって発生された初期イオン密度ではなく、再結合後のイオン密度に比例していることが実験的に発見された。高エネルギー荷電粒子による液滴生成過程においてのイオンの役割を示唆する重要な結果がえられた。平成19年度としては、加速器を用いた液滴生成実験と差動排気部、飛行時間測定装置の完成を目標としていた。加速器を用いた液滴生成に関しては、まず、trace gasを含まない場合の液滴生成機構における、正負イオンの役割について陽子線を用いた場合とコロナ放電を用いた場合の差から、議論を行った。その結果、大気中での液滴生成は正負荷電状態の微小液滴による融合課程の反応率がクーロン引力によって増加することによって促進されていることが示唆された。この結果については、国際会議において発表を行い、近日中に論文雑誌に投稿する。平成19年度後半からはtrace gasとしてSO_2を含んだ実験をおこない、液滴の生成に関するSO_2の役割について定量的な議論を可能とするべく、実験的研究をさらに進めている。現在の時点で、これはSO_2の大気中での酸化過程が重要な反応であり、この酸化過程における液滴の役割に注目している。これは産業排出ガス中に含まれるSO_2のコロナ放電による除去や、酸性雨など環境科学問題に密接にリンクしており、重要な課題であると考えている。一方、液滴の成分分析を行うための装置開発は、現時点までに差動排気部の設計、製作が終了した。ESI装置に必要な電子回路の手配もほぼ完了しているので、早急に組み立て、動作テストを行う。飛行時間部については設計段階からの見直しを行うことにした。あらたな設計は理化学研究所と協力することによって行う。これにより、液滴研究のみならず、大気圧での化学反応についての大気科学的な研究も同じ装置で行えるようにする。平成19年度において確認したSO2による液滴生成の促進効果をより定量的に評価するため、当初の計画通り、加速器を用いた実験を継続して行った。特に、定量性を高めるためにビームモニター用のFarday Cupの改良を行い、種々のガス成分中での液滴の生成率を評価した。これは高エネルギー荷電粒子による液滴生成過程においてのイオンの役割を示唆する重要な結果である。この結果については横浜で行われた国際会議において発表し、一定の評価を得た。さらに、ガス成分の違いによる効果を確かめるためにN2、Ar、大気ガスの三成分に対して同じ実験を行い、生成される液滴のサイズ分布および終了についての比較を行った。現在、準備段階ではあるが、ガス成分による差は大きくないという結果が得られている。これはH2SO4の生成過程そのものにイオンの効果があることを示唆しているものだと現段階では考えている。この結果については現在追実験で確認中であり、確認されたのちには速やかに原著論文として発表する。一方、上記の結果からイオンの役割の重要性は示唆されるものの、いまだ、H2SO4が放射線によって合成されたことによる中性での液滴生成の可能性を排除することはできず、イオンによる液滴生成の確たる証拠を得たとはいえない。これらのプロセスを明らかにするために我々はESIとの複合型の質量分析装置の開発を目指してきたが、上記のFCの改良などの計画の方向性の修正などにより、こちらの作業は残念ながら研究期間内に完成させることはできなかった。この装置の開発は今後も継続して行い、液滴生成のみではない種々の放射化学的研究に利用していく予定である。
着座姿勢の動的特性と椅子の動的要因の相互関係に関する研究

椅子に長時間座っている人間の姿勢変化は、座面の角度や高さ、背もたれの角度や長さ、クッション材などによって異なると予想される。本研究では、そのうち椅子の座面角度と座面高にしぼって、これらの条件がによって長時間着座時の姿勢変化がどのように異なるのかという点について実験的に明らかにすることを目的として行った。実験では、座面角度の異なる2種類の椅子(前傾4度、後傾4度)と座面高の異なる2種類の椅子(座面高46cm、座面高40cm)にそれぞれ10名の被験者を座らせ、約2時間の映画ビデオをみせた。その間の着座場面を2台のビデオカメラにより撮影し、撮影された着座姿勢を16種類のコードに置き換えて、10秒ごとのタイムサンプリングにより定量化した。実験の結果、座面が後傾した椅子では、前傾した椅子にはみられない「上体が前傾した姿勢」が高い頻度で生起すること、姿勢の種類も多く多様な姿勢遷移が生起することなどが明らかになった。また、座面が前傾した椅子では、尻が座面の「前方」に固定された姿勢遷移が多いことなどが明らかになった。一方、座面の高い椅子では、尻が座面前方にある姿勢が高い頻度で見られることが明らかになった。今回の4種類の椅子はいずれも適正な座面角度・高さでない座りにくい椅子を実験対象としたが、いずれの条件でも、脚が「垂下」から「投げ足」に交互に遷移する頻度が高く見られた。すなわち、座面の高さや角度が適正でないと脚の姿勢遷移が多くなることが確認された。
カンキツ抵杭性におけるモノテルペン生合成の役割に関する分子生物学的研究

植物は様々な揮発性物質を生産し、状況に応じてそれらの物質を細胞外に放出することが知られている。揮発性のモノテルペンがカンキツに多く保持されることが知られるが、このモノテルペンがカンキツ防御機構にどのような役割をもつのか明らかではなかった。そこで先の研究で、揮発性モノテルペンの中のいくつかは、カンキツ抵抗性遺伝子発現を制御することを明らかにし、モノテルペンがシグナル伝達に関与する可能性を示した。本年は、さらに他の植物イネで、シグナル伝達に関与するのか実験を行った(Yamasaki et al.,2007)。結果、モノテルペンを揮発化処理することにより防御応答性遺伝子が誘導されることを明らかとした。そこで、アグロバクテリウムを介したイネの形質転換法を導入し、モノテルペンの合成経路の最終酵素であるモノテルペン合成酵素遺伝子の過剰発現植物を作出しているところであり、現在、選抜植物体まで進んでいる。次に実際のカンキツでの生産と放出様式の研究を進めた。傷処理により、カンキツ葉からモノテルペン放出を誘導するが、モノテルペン生合成経路の誘導は見られなかった。菌接種では逆に葉からのモノテルペンの誘導は見られなかったが、モノテルペン生合成経路に関与する酵素遺伝子により誘導されたものもあった。カンキツ葉において、モノテルペンは油のうに精油として貯蔵される。しかしながら、精油としてのモノテルペンがどこで合成されているのかは解明されてない。そこで、各種モノテルペン生合成酵素を使用してin situハイブリダイゼーションを行った結果、油のうの周りで強く発現していることが明らかとなった(Yamasaki et al.,2007)。これらの結果から、傷処理により大量に放出したモノテルペンは、カンキツの保持する油のうが壊れたためだと考えられ、菌処理により生合成酵素の増減が確認されたことから、細胞内でのシグナルに関与し、またモノテルペンの生合成は油のう近辺の細胞で行われている可能性が示された。ラフレモン葉から放出されるモノテルペンは、量・種類ともに他の植物より多い。これまでに揮発性モノテルペンの幾つかは菌に対する静菌作用を持つことを明らかにしてきた。さらに菌接種によりラフレモン葉でのモノテルペンの放出量に大きな増減は見られないが、モノテルペン生合成経路の酵素遺伝子であるgeranyl diphosphate合成酵素遺伝子、モノテルペン合成酵素遺伝子の発現が誘導されることを示した(特定領域研究若手の会、2004年)。このことから微量のモノテルペンが組織内部で増加している可能性があると考え、本年は低濃度の各種モノテルペンをvapor処理した葉で、これまでにカンキツ抵抗性に関連することを明らかにしてきた酸性キチナーゼ,リポキシゲナーゼ,アレンオキシド合成酵素,カルコン合成酵素,フェニルアラニンアンモニアリアーゼの各遺伝子の発現挙動解析を行い、モノテルペンはこれらの遺伝子発現の制御に関与することを明らかとし、植物内でシグナル因子として働く可能性を示した(全国大会、2004年)。またショウジョウバエを用いてのvapor実験により、モノテルペンの幾つかはショウジョウバエに対して抗虫作用を持つものもあることが示唆された(全国大会、2004年)。この様に多様な役割をもつと考えられるモノテルペンは、植物では非メバロン酸経路から合成されると考えられている。この非メバロン酸経路はpyruvateとglyceraldehydes 3-phosphateを前駆体とし7つの酵素が関与しており、これらの酵素の幾つかは植物細胞では葉緑体に存在すると考えられているが、5番目の酵素である2-C-methyl-D-erythritol-2,4-cyclodiphosphate synthaseの局在について直接的な証明はされていない。そこでこの酵素をラフレモンから単離し、chloroplast transit peptide領域をGFPと融合させ、植物に挿入したところ、葉緑体への移行を確認した(関西部会、2004年)。先にラフレモンに多く含まれているモノテルペンが、糸状菌Alternariaalternataの菌糸伸長を抑制する静菌作用、抗虫作用、さらに抵抗性遺伝子の発現制御のシグナル伝達作用を持つ可能性を示してきた(国際学会(シンガポール、メキシコ)、2005年)。本年は、アグロバクテリウムを介したカンキツの形質転換法を導入し、モノテルペンの合成経路の最終酵素であるモノテルペン合成酵素遺伝子の過剰発現体(シュート)を得ることができた。現在その検定を行っているところである。さらに、原核生物に対するモノテルペンの役割を解明するために、様々な分野で最も広範囲に研究されている細菌の一つであるSalmonella typhimuriumを用いて,モノテルペンの細菌に対する作用について実験を行った。まずモノテルペン処理によってサルモネラの増殖と分泌タンパク質にどのような影響があるのかを調べた結果、4つのグループに分けることができた。1)増殖や分泌タンパク質に影響を与えないもの、2)モノテルペンの処理濃度により増殖を阻害するもの、3)高濃度では増殖を抑えるが低濃度ではType III分泌系の病原性タンパク質のみ分泌阻害作用を示すもの、4)同様に低濃度では分泌タンパク質にのみ影響を与えるが高濃度では膜の選択的な透過性を消失したような傾向を示すものである。この中で3)の影響を与えるモノテルペンに着目し、阻害されたタンパク質の中の病原性遺伝子とその制御遺伝子の発現を検定したところ、その転写を抑制していた。

このことから、モノテルペンにはS.typhimurium増殖を抑えることなく病原性タンパク質だけを消失させるものもあり、その作用メカニズムは、病原性遺伝子とその制御遺伝子の転写レベルの抑制によることを示した(全国大会(静岡)、2005年)。植物病原菌に対しても同様の作用を示すのか今後興味のある問題だと考える。植物は様々な揮発性物質を生産し、状況に応じてそれらの物質を細胞外に放出することが知られている。揮発性のモノテルペンがカンキツに多く保持されることが知られるが、このモノテルペンがカンキツ防御機構にどのような役割をもつのか明らかではなかった。そこで先の研究で、揮発性モノテルペンの中のいくつかは、カンキツ抵抗性遺伝子発現を制御することを明らかにし、モノテルペンがシグナル伝達に関与する可能性を示した。本年は、さらに他の植物イネで、シグナル伝達に関与するのか実験を行った(Yamasaki et al.,2007)。結果、モノテルペンを揮発化処理することにより防御応答性遺伝子が誘導されることを明らかとした。そこで、アグロバクテリウムを介したイネの形質転換法を導入し、モノテルペンの合成経路の最終酵素であるモノテルペン合成酵素遺伝子の過剰発現植物を作出しているところであり、現在、選抜植物体まで進んでいる。次に実際のカンキツでの生産と放出様式の研究を進めた。傷処理により、カンキツ葉からモノテルペン放出を誘導するが、モノテルペン生合成経路の誘導は見られなかった。菌接種では逆に葉からのモノテルペンの誘導は見られなかったが、モノテルペン生合成経路に関与する酵素遺伝子により誘導されたものもあった。カンキツ葉において、モノテルペンは油のうに精油として貯蔵される。しかしながら、精油としてのモノテルペンがどこで合成されているのかは解明されてない。そこで、各種モノテルペン生合成酵素を使用してin situハイブリダイゼーションを行った結果、油のうの周りで強く発現していることが明らかとなった(Yamasaki et al.,2007)。これらの結果から、傷処理により大量に放出したモノテルペンは、カンキツの保持する油のうが壊れたためだと考えられ、菌処理により生合成酵素の増減が確認されたことから、細胞内でのシグナルに関与し、またモノテルペンの生合成は油のう近辺の細胞で行われている可能性が示された。
地域再生のための住まい力と地域力を育む住まい・まちづくり学習の支援システムの研究

地域の担い手・住み手としての地域住民(子どもから大人まで)の住まい力・地域力の復元・育成は、今日の少子高齢社会における地域再生にとって必須であり、この推進力となる「住まい・まちづくり学習」のあり方とその「支援システム」づくりは多様な組織・人々との連携が重要な課題となっている。これまでの住まい・まちづくり学習の成果を、学校教育や社会教育の枠組みから、広く自治体再生から小さな過疎地域及び町なか再生の手段としても捉えながら住まい・まちづくり学習支援の事例を積み上げ、整理した。本年度は共同研究としての第1年次であるため、研究計画全体の確認と各人の分担研究の計画について議論すると共に、各人の地域・分野での研究基礎資料等の収集と若干の分析に努めた。(1)本研究における最も重要な「住まい力」及び「地域力」の概念について議論した。近年の地域再生のための概念として「市民力」「社会力」「都市力」などが取り上げられており、「住まい・まちづくり学習」との関連性を追求し、概念整理を行った。(2)地域再生の事例として、大森石見銀山を対象に、地元ヒアリングを実施し、住民のまちづくりに向けた活動実態問題点の把握に努めた。近代化産業遺産の活用が地域再生として有効な部分と問題点を、共同研究者全員で視察・議論し、整理した。辺境の地における産業遺産の整備と活用には、地元住民と自治体との緊密連携、さらには地元の大学・研究機関の継続的な援助が欠かせないことなどを把握した。(3)「住まい・まちづくり学習」の実践として、山梨大学教育人間科学部・田中勝准教授を中心に、2007年夏に「やまなし住まい塾・『甲斐の家』を考えよう!-山梨の機構・風土根ざした住まい-」を開催した。学校教員、大学生、高校生、中学生らを対象に、「住まい・まちづくり学習」の楽しさ、重要性を解説し、その後、ワークショップ形式で「甲斐の家ペーパークラフト」による工作を行った。理論と実践の巧みな融合による学習形態に、受講者の評価は高いものとなった。(4)次なる中間年(20年度)の作業計画をメールで意見交換し、若干の整理を行った。研究の中間年に当たり、各分担者の研究作業を手がかりに、住まい・まちづくり学習の支援システムに関わる議論を深めるとともに、最終年度に向けての展望・準備等も行った。(1)本研究の重要テーマである「住まい力」「地域力」に関する概念整理を、先年に続いて教育、建築、都市計画、住居学等の文献に基づいて整理を行った。また、郊外住宅地の問題整理を行う中で、今日的「地域力」のあり方にっいても検討を行った(2)「専門家集団による住まい・まちづくり学習の支援」に関連し、積極的活動を行っている兵庫県建築士会へのヒアリングを主要メンバーで実施するとともに、中学校での実践授業(家庭科住まい学習)を見学し、建築士会と意見交換した。マンパワーや学校現場との協働作業のあり方について貴重な示唆を得、これらは実態調査に反映された。(3)日本建築士連合会の協力を得て、各都道府県等での建築士による住まい・まちづくり支援事業に基づく学校教育現場への授業(或いは学習)支援等について、アンケート調査を実施した。各建築士団体ではユニークな活動が見られるものの、事業の継続性については厳しいことが散見された。(4)「博物館による住まい・まちづくり学習の支援」として、大阪市立住まいミュージアムにおける体験学習を取り上げ、博物館、ボランティア、大学等の連携による学習支援のあり方について検討を行った。(5)最終年度のまとめに向けての課題等についてメール等で意見交換し、整理を行った。本研究の最終年度に当たり、全員で合宿視察と議論、最終まとめの報告書作成を行った。視察は、地域再生の事例として夕張市を視察し、市営住宅再生と地域再生の実情を、行政にヒアリングし、実地視察した。また再生へ向けて市民自らで組織している「ゆうばり再生市民会議」についても調査をおこなった。夕張市での取り組みは、今後各地で起こるであろう厳しい地域再生へ向けての貴重な研究事例と位置づけられた。またNPOが取り組む再生事例として、「アルテピアッツアびばい」の取り組みについてもヒアリングを行った。廃校を活用した芸術文化拠点として様々な活動を積み重ね、豊かな再生へ歩みつつあることを確認した。また、前年度に行った建築士会の活動について総括を行った。すなわち、住まい・まちづくり活動を支援していく際の建築士の役割は大きく、学校と地域の中間的な学習の場を確保しながら多様な主体による協働的学習が各地で生まれている。3年間の最終まとめとして、各分担者の研究報告を集約し、以下にまとめた。1.木造校舎の保存改修のよる地域力の育成2.人口減少都市における地域再生に向けた市民活動3.住生活力育成システムとしての高等学校家庭科教科書4.歴史系博物館による住文化を伝えるための学習支援活動5.建築士の地域貢献活動にみる住まい・まちづくり学習の支援6.神戸市住まいの安心支援センター"
哺乳類のゲノムインプリンティングの起源

平成16年度に続き、オーストラリアに生息する有袋類の一種であるtammar wallaby(ワラビー)のゲノムインプリンティング遺伝子の探索を行った。用いたcDNAライブラリーは、共同研究者のメルボルン大学・M.Renfree教授から供与を受けたtammar wallabyの胎児サンプルから作製したものである。平成15年度のPEG1/MEST,IGF2に続き、真獣類ではインプリンティング遺伝子であるMEG1/GRB10,SGCE遺伝子の解析を行ったところ、両遺伝子とも両親性発現を示し、有袋類ではインプリンティングがかかっていないことが明らかになった。当該研究の結果から真獣類と有袋類に共通するインプリンティング遺伝子の数は真獣類ほど多くない可能性がでてきた。これまで真獣類の相同遺伝子のスクリーニングには、マウスと相同性の高い部位を用いたPCRやマウスのcDNAをプローブにして行ってきたが、昨年12月末に南アメリカに生息する有袋類、オポッサムのゲノムプロジェクトから一部のDNA配列が報告された。この配列を参考にするとワラビーの相同遺伝子が確実に分離できるようになったため、当初の計画であった真獣類における10カ所以上のインプリンティング領域に相同するワラビーのゲノム領域の解析が可能となった。今後は有袋類と真獣類におけるゲノムインプリンティングの共通性を領域単位からゲノムワイドに広げ、この2つの哺乳類のグループ内でのゲノムインプリンティングの制御方式において、その分子機構の共通性や違いを明らかにしていく。オーストラリアに生息する有袋類の一種であるtammar wallabyのゲノムインプリンティング遺伝子の探索を行った。共同研究者のメルボルン大学・M.Renfree教授から供与を受けたtammar wallabyの胎児サンプルを用いて、cDNAライブラリーを作製した。ヒトおよびマウスでインプリンティングのかかっている遺伝子の相同遺伝子をスクリーニングするために、遺伝子内で塩基配列の保存性の高い部分にPCR用のプライマーを設計し、wallabyのcDNA全体を増幅した。これから得られたDNA断片を用いて、完全長のcDNAを分離した。この方法等により、PEG1/MEST,p57KIP2,IGF2,IGF2Rの4つの相同遺伝子が得られ、wallaby個体間のDNA多型を利用して、PEG1/MEST,p57KIP2,IGF2が片親性発現を示すことを確認した。これらの3つの遺伝子はヒト、マウスではPEG1/MEST,IGF2は父親由来のアリルから発現する遺伝子であり、p57KIP2は母親由来のアリルから発現する遺伝子であるが、wallabyでも同じくPEG1/MEST,IGF2は父親由来、p57KIP2は母親由来の発現特異性を示したことから、有袋類とヒトやマウスのような真獣類のゲノムインプリンティングの起源が同じである可能性が示された。しかし、wallabyの集団内には個体によってインプリンティング遺伝子の片親性発現パターンが乱れているものが存在していること、真獣類のPEG1/MEST遺伝子の片親性発現の調節に重要な役割を果たしているDifferentially methylated regionが有袋類には存在していないことなど、真獣類と有袋類のインプリンティングに大きな違いがあることも明らかになって来ている。このことは、この2つの哺乳類のグループ内でのゲノムインプリンティングの制御方式において、その分子機構に違いが存在することを示唆している。
行動中のマウスにおける小脳ニューロンの活動とそのシナプス基盤

小脳による運動の制御、運動学習メカニズムを明らかにするために、顕微鏡下で頭部固定に馴化させたマウスにおいて飲水運動や前肢レバー押し運動を課す運動課題装置を作成し、マウスに効率的に学習を行わせることに成功した。また、小脳皮質の機能単位である帯域構造と機能の関係を明らかにするために、小脳帯域を可視化できる遺伝子改変マウスを開発し、帯域の境界が登上線維応答の同期性と1細胞レベルの空間的精度で相関していること明らかにした。覚醒マウスにおいて小脳ニューロンのホールセル記録と2光子励起イメージングによる解析を行った。無麻酔動物でのシナプス入力の定量的解析は、従来のいかなる方法を用いても非常に困難で不可能と考えられていたが、新たに開発した可視化ホールセル記録法では、無麻酔の動物においても長時間の良い状態の記録を高い成功率で行うことが十分に実現可能であった。頭部固定に馴化させたマウスにおいて、飲水運動中のマウスの舌運動とプルキンエ細胞の発火活動の同時計測を行い、行動発現と発火活動の関係を解析している。頭部固定下においても、マウスは自由行動下と同様の律動的な飲水行動を行うことが示された。プルキンエ細胞からのホールセル記録により、舌運動を行う直前にプルキンエ細胞の単純スパイクの発火率が一過的に減少すること、舌運動と同期して複雑スパイクの発火率が上昇することが観察された。現在、運動の律動性とプルキンエ細胞の活動について焦点を当てて解析を行っている。また、飲水行動のような中枢パターン生成器(CPG)を介した律動性の運動ではなく、随意運動発現時における小脳ニューロンの役割を解析するための、レバー押し課題装置の作成に着手した。これらの実験系において、電位固定法を用いることで、マウスの行動と小脳ニューロンへのシナプス入力の関係を調べ、平行線維および登上線維入力がどのような生理的情報を伝達し、プルキンエ細胞や介在ニューロンの活動が行動とどのように結びついているのかを直接的に明らかにする。前年度に引き続き、覚醒マウスにおいて小脳ニューロンのホールセル記録と2光子励起イメージングによる解析を行った。また、これまで頭部固定に馴化させたマウスにおける飲水運動中のマウスの舌運動についての解析を行なってきたが、マウスにレバー押しを行わせる随意運動課題の装置を開発した。自発的な運動開始によるレバー押し課題および、条件刺激(音刺激)をキューとする外発性のレバー押し課題を可能にした。さらに、これらの課題実行中のマウス小脳において、2光子カルシウムイメージングによりプルキンエ細胞集団の登上線維応答を捉えることに成功した。課題実行中は、近傍に位置するプルキンエ細胞の登上線維応答の同期が、安静時および麻酔下と比べて有意に高くなっていることが確認された。現在、運動のさまざまなパラメータ(運動開始、終了、運動速度、レバー位置等)と登上線維応答との関係をさらに詳細に解析している。また、小脳皮質の機能単位であると考えられている微小帯域を可視化することのできる遺伝子改変マウスを作成した。このマウスにおいて、麻酔下での2光子カルシウムイメージングを行い、分子発現をマーカーとした微小帯域が登上線維応答の同期性と一細胞レベルの空間的精度で相関していることが明らかとなった。次年度は、これまでに開発してきたこれらの技術を結集して、運動課題実行中の小脳微小帯域活動を明らかにするとともに、電気生理学計測を同時に行うことで、マウスの行動と小脳ニューロン活動の相関を明らかにする。さらには、電位固定下でシナプス入力の測定を行うことで、平行線維および登上線維入力がどのような生理的情報を伝達し、プルキンエ細胞や介在ニューロンの活動が行動とどのように結びついているのかを直接的に明らかにする。覚醒マウスにおいて小脳プルキンエ細胞の2光子励起イメージングによる解析を行った。これまで、頭部固定に馴化させたマウスにおける飲水運動中のマウスの舌運動とプルキンエ細胞の活動を解析し、課題実行中は、近傍に位置するプルキンエ細胞の登上線維応答の同期が、安静時および麻酔下と比べて有意に高くなっていることを明らかにしてきたが、運動誘発性の応答と感覚誘発性の応答の違いを明らかにするために、覚醒状態で口周辺への感覚刺激を行った際の反応を解析した。特に、小脳皮質の機能単位であると考えられている帯域構造との関係に着目し、小脳帯域を可視化することのできる遺伝子改変マウスを用いた実験を行った。この小脳帯域可視化マウスにおいて、麻酔下では帯域の境界が登上線維応答の同期性と一細胞レベルの空間的精度で相関していることをすでに明らかにしている。覚醒状態においては、感覚刺激に対するプルキンエ細胞反応の大きさ、同期性は有意に上昇することが分かったが、同期性の高いプルキンエ細胞集団の構造(微小帯域)は、麻酔下で観察されるものと異なるパターンが見られた。

すなわち、麻酔下で存在する微小帯域については、覚醒状態でもその構造は変わらず、反応の大きさと同期性が上昇するのみであったが、覚醒状態で新たに反応が現れる微小帯域が存在することが明らかとなった。運動課題の学習過程におけるプルキンエ細胞集団の活動を経時的に観察するために、ウイルスベクターを用いたカルシウムプローブの発現系を確立した。これまでに発表されている様々なカルシウムプローブを試した結果、カルシウム指示薬を使用した場合と比較して、プルキンエ細胞の反応性が著しく低下するという問題があったが、次世代の新規プローブを用い、発現系の改良を行ったところ、プルキンエ細胞集団の活動を再現性よく観察することが可能となった。行動中のマウスにおける2光子イメージングやパッチクランプ記録を可能にするための運動課題装置は、予定通りに開発することができており、また、本研究の目的である、運動と小脳ニューロンの活動の関係についてすでに予備的なデータは得られつつ有る。24年度が最終年度であるため、記入しない。これまで、装置開発は順調に進んでおり、マウスの訓練法など実験系も確立しつつある。今後は、開発した技術を用いて精力的に実験・解析を行う。現在までのところ、研究計画の変更を必要とするような困難は発生しておらず、特に問題はない。
地理情報システム(GIS)を利用した産炭地の環境保全・開発利用に関する基礎的研究

旧産炭地に存在するボタ山土地造成計画に地理情報システム(GIS)を適用し、複雑に絡み合った諸条件の比較、検討、解析、統計処理等を総合的に行なって、ボタ山の適切な造成計画を、容易かつ迅速に選定する手法について検討し、GIS技術での可能性を確立した。さらに切り土、盛り土量の収支バランスと運搬コストから、最適の造成計画案について修正検討を行い、切り土、盛り土量がほぼゼロの最適造成計画を達成することが出来た。併せて、筑豊炭田と北九州を結ぶ運炭機構の歴史的背景と変遷についても論究した。次に、前年度で実施した地表陥没発生危険度評価から、いくつかの造成計画案について地表陥没対策コストを最小に抑える工法について検討を行い、開削工法、充填工法の併用により、地表陥没防止のための最適対策工法管理システムを構築した。また、北部九州地区の旧産炭地の開発利用を目的として、北部九州の風力エネルギー施設の立地可能性の選定および工場や車両から排出される窒素酸化物および硫黄酸化物の濃度分布と発生源の位置関係の究明を試み、将来的な地域開発の可能性について検討を行った。この結果、北部九州沿岸を中心とした地域が、風力エネルギー開発の可能性があることが明らかになったが、今後より詳細な研究が必要と考えられる。本研究では、石炭採掘跡の造成計画で問題となる地表陥没の危険性の把握と対策工法およびボタ山の造成計画における切り土・盛り土量の収支を考慮した最適造成計画のシステムを確立するため、地理情報システム(GIS)を用いて解析を行っている。現在までの研究実績は、地表陥没の危険性の把握について、現地調査、過去の発生データおよび実際に行われた地表陥没対策データを用いた研究解析から、切り土のみを行った地形についてGISで解析した結果と実際の対策範囲が一致していることが判明した(1998年10月、1999年1月、1999年8月)。しかし、地表陥没に対する最適対策工法、特にコストを考慮した対策工法の検討は、現在研究中である。一方、ボタ山造成計画については、工事の際の切り土・盛り土量の収支、斜面の安定性、地質条件、景観、環境への影響を総合的に考慮した解析が必要である。、従来の土積図を用いて行う土量計算手法では、多くの断面図を作成して計算しなければならず、多大の労力と時間を要していた。しかし、GISを用いた切り土・盛り土量の最適収支解析では、短い時間での解析が可能で、しかも計画地形の変更にも柔軟に対応できる利点がある。我々は切り土・盛り土を考慮した解析について、GISを適用した研究の一部を公表(2000年1月)しているが、地山の岩盤の分布状況、ボタと岩盤との斜面の安定性などの地質条件や景観等を考慮した解析を目下研究中である。旧産炭地に存在するボタ山土地造成計画に地理情報システム(GIS)を適用し、複雑に絡み合った諸条件の比較、検討解析、統計処理等を総合的に行なって、ボタ山の適切な造成計画を、容易かつ迅速に選定する手法について検討し、さらに切り土、盛り土量の収支バランスと運搬コストから、最適の造成計画案について修正検討を行った。次に、前年度で実施した地表陥没発生危険度評価から、いくつかの造成計画案について地表陥没対策コストを最小に抑える工法について検討を行い、地表陥没防止のための対策工法管理システムの構築を試みた。最後に、北部九州地区の旧産炭地の開発利用を目的として、北部九州の風力エネルギー施設の立地可能性の選定および工場や車両から排出される窒素酸化物および硫黄酸化物の濃度分布と発生源の位置関係の究明を試み、将来的な地域開発の可能性について検討を行った。
ユ-クリッド空間内の完備極小曲面の研究

完備極小曲面の固有にはめ込まれた円板型のエンドの具体例は知られていない。kーノイドの普遍被覆空間がkが3より大きいとき円板であるので、kーノイドのアソシエイト曲面を調べた。kーノイドの基本群の交換子群がアソシエイト曲面の基本群になり、こうして得られた曲面は円板のある商空間のはめ込みになっている。カテノイドの共役曲面がヘリコイドになり基本群が完全に分離される状況がよく説明される。2つの平行な平面内の凸な単純閉曲線の組を境界とする極小曲面はこの平面と平行な平面で切ると、又単純閉曲線で凸になる。このShiffmanによる結果を、境界が自己交差をもつ凸閉曲線の場合に拡張することができた。証明は前定理の証明をこの場合に拡張することにより与えられる。平行な2平面内の平行な2直線を境界にする極小曲面は、中間の平行な平面による切り口が閉曲線のときは、Riemanの例になることがHoffmanらにより示された。平行な2平面内の直線が平行でない場合には、曲面の位相的性質に強い仮定をおくと、ヘリコイドの一部になることがわかる。平行な2平面内の2直線を境界とする極小曲面はこの2つに限ると思われるが証明はできていない。完備極小曲面のガウス写像の除外値は高々4点である。全曲率が有限な極小曲面では、カテノイドとヘリコイドが2点を除外値としてもつ。3点を除外する全曲率有限な曲面は知られていないので、この様な曲面の非存在を示すことを目的に、3点を除外する曲面の除外値に直交する平面による切り口の変化を現在しらべている。