hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
中学生が家族と考える「情報セキュリティ実践プログラム」の構築

インターネットは誰でも簡単に利用することができるが,さまざまな危険性がある.中学生がパソコンや携帯電話を利用する機会が増加するにつれ,危険な状況に巻き込まれる可能性が急増している.そこで,セキュリティ意識の実態調査を中学2年生とその親に実施した.次に,中学生が自分の利用するパソコンやネットワークの仕組みを技術的に理解できるようにワークショップを実施し,各自が自分でできる安全ルールを作成した.(1)実態調査は:S市中学2年生(有効票数911:男子432;女子413;性別記入なし66)と親(有効票数700)回収率(中学2年生911/1008=90%;親700/1008=69%)2009年1-2月(2)面接調査(ワークショップ)中学生と親30組(2会場)2009年3月8割もの家庭にパソコンがあり,7割以上の生徒が携帯電話を利用している。インターネットを利用する生徒は,男女とも多くが「調べ学習」,4人に1人がコミュニティサイトを利用している.男子の約半数が「ひとりでゲーム」をしており,14%が対戦ゲームをしている.2割以上が「モバゲータウン」を利用している.女子では,6割以上が「ブログ(プロフ)」を読んでおり,3割以上が「プログ(プロフ)」を書いている、親は子どものインターネット利用に不安を抱いている.過半数の家庭で使用料,終了時間,使用時間についてルールを決めているが,これだけでは子どもを安全な使い方に導くことはできない.ワークショップの結果,生徒はダウンロードの危険性を理解し,自ら「親と相談する」「むやみにダウンロードしない」こと,PCのセキュリティ設定の重要性を理解し,「個人情報をインターネット上に流さない」ことや「パスワードを安全に管理する」ことをルールとして構築した.このように,パソコンやインターネットの仕組みを技術的に理解することは,モラルをも定着させることにつながる.インターネットを使う子ども本人の安全感覚,危機回避能力を養うことが,子どもを守ることになる.インターネットは誰でも簡単に利用することができるが,さまざまな危険性がある.中学生がパソコンや携帯電話を利用する機会が増加するにつれ,危険な状況に巻き込まれる可能性が急増している.そこで,セキュリティ意識の実態調査を中学2年生とその親に実施した.次に,中学生が自分の利用するパソコンやネットワークの仕組みを技術的に理解できるようにワークショップを実施し,各自が自分でできる安全ルールを作成した.(1)実態調査は:S市中学2年生(有効票数911:男子432;女子413;性別記入なし66)と親(有効票数700)回収率(中学2年生911/1008=90%;親700/1008=69%)2009年1-2月(2)面接調査(ワークショップ)中学生と親30組(2会場)2009年3月8割もの家庭にパソコンがあり,7割以上の生徒が携帯電話を利用している。インターネットを利用する生徒は,男女とも多くが「調べ学習」,4人に1人がコミュニティサイトを利用している.男子の約半数が「ひとりでゲーム」をしており,14%が対戦ゲームをしている.2割以上が「モバゲータウン」を利用している.女子では,6割以上が「ブログ(プロフ)」を読んでおり,3割以上が「プログ(プロフ)」を書いている、親は子どものインターネット利用に不安を抱いている.過半数の家庭で使用料,終了時間,使用時間についてルールを決めているが,これだけでは子どもを安全な使い方に導くことはできない.ワークショップの結果,生徒はダウンロードの危険性を理解し,自ら「親と相談する」「むやみにダウンロードしない」こと,PCのセキュリティ設定の重要性を理解し,「個人情報をインターネット上に流さない」ことや「パスワードを安全に管理する」ことをルールとして構築した.このように,パソコンやインターネットの仕組みを技術的に理解することは,モラルをも定着させることにつながる.インターネットを使う子ども本人の安全感覚,危機回避能力を養うことが,子どもを守ることになる.
水平的M&Aに伴う社会的厚生の変化の実証分析

平成24年度も研究題目の通り、水平的M&Aに伴う社会的厚生の変化の実証分析を進めてきた。水平的M&Aとは、製品市場と地理的市場の両方で競争関係にある企業どうしの合併や買収を意味する。平成24年4月に、セメント産業についてこれまで得られた結果を見直したところ、以下の2点で分析方法に改善の余地があると考えるに至った。第一に、これまでは企業の付加価値を全要素生産性の産出要素としていたので、この生産性は製品価格を含んでいる。事実、計測された生産性はセメント価格と良く似た推移をしていた。第二に、セメント価格の推移を見直したところ、これまで利用した説明変数では1986年から1994年にかけての価格低下をうまく説明できていないことが分かった。これは誘導形価格方程式の推定において、必要な説明変数が不足していることを示唆している。これらの問題点を改善するため、セメント生産量の企業別データとセメント輸入量のデータを収集することにした。その結果、それまでとは異なった分析結果を得ることができた。新しく計測された全要素生産性は1986年から1994年にかけて上昇傾向にあり、価格とは異なる推移を示していた。さらにこれは、生産技術の革新が大きかった1965年から1980年にかけて大きく上昇していたため、新しい全要素生産性の方が従来のものよりも企業の技術効率性を良く反映していると考えられる。また、誘導形価格方程式の推定でも改善が見られた。セメント輸入量を説明変数にすることで、1986年から1994年にかけての価格変動をより良く捉えることができた。2012年10月7日の日本経済学会では、新しい分析結果についてポスター発表を行った。さらに11月9日には神戸大学の六甲フォーラムで発表を行った。そこでのコメントを踏まえ、11月以降は研究成果をまとめた論文の制作に取り組んだ。研究題目のとおり、水平的M&Aに伴う社会的厚生の変化の実証分析を進めてきた。水平的M&Aとは、製品市場と地理的市場の両方で競争関係にある企業どうしの合併や買収である。これは競争相手の減少を意味するので、水平的M&A後に市場が非競争的になる可能性がある。このときクールノーモデルでは製品価格は上昇し、社会的厚生は減少するだろう。一方で水平的M&Aにより合併当事者の規模の経済や技術水準の向上が起こる可能性もある。これは社会的厚生を増加を意味する。このように水平的M&Aによる社会的厚生の変化は一概に言えないため、検証する価値があるテーマである。また競争政策としては社会的厚生を最大にするように企業結合規制を行うべきだと言える。そのため本研究の意義は競争政策の観点からも大きい。しかしデータの制約上、社会的厚生を直接推定するのは難しい。そのため本研究は技術的な効率性の指標である全要素生産性(TFP)と入手可能なデータである企業物価指数に着目し、水平的M&Aがこれらの指標に与えた影響を推定してきた。もしTFPの上昇があれば、その水平的M&Aは社会的厚生を増やしたといえ、製品価格である企業物価指数の上昇があれば、その水平的M&Aは社会的厚生を減らしたといえるだろう。今年度、本研究は日本のセメント産業と製紙産業について企業のTFPの推定と誘導形価格方程式の推定を行ってきた。これらの産業は1990年代に大型の水平的M&Aを経験しているため分析対象に適している。誘導形価格方程式は水平的M&A前後での価格変化を分析する手法である。その結果、両方の産業で企業の効率性改善を示す水平的M&Aと製品価格の上昇を示す水平的M&Aがあり、やはり水平的M&Aは社会的厚生に影響を与える企業行動だといえた。現在、これらの産業の分析は終了し、得られた結果を基に論文を制作している。

セメント輸入量を説明変数にすることで、1986年から1994年にかけての価格変動をより良く捉えることができた。2012年10月7日の日本経済学会では、新しい分析結果についてポスター発表を行った。さらに11月9日には神戸大学の六甲フォーラムで発表を行った。そこでのコメントを踏まえ、11月以降は研究成果をまとめた論文の制作に取り組んだ。本研究の達成度は、当初の計画より遅れている。その理由は大きく2つある。第一に、2011年3月11日に起こった東日本大震災によりライフラインが止まり、4月中旬まで研究が中断した。その後研究を再開したが、4月中は生活上の不便も多かった。第二に、生産関数と誘導形価格方程式の推定がデータの制約上難しく、当初の計画より長期化した。そのため論文投稿や学会発表を行うに至らなかった。今後研究を推進するには、指導教員との連絡をこれまで以上に密に行うことが必要である。その上で論文の制作と発表を行っていきたい。また当初の計画どおり、カーボン産業の分析も今年度中に実施したい。そのためにも現在制作している論文を早急に完成させる必要がある。
自閉症中核症状としての行動柔軟性障害を規定するカルシウムシグナル破綻の解明

本研究は、神経活動依存的に引き起こされる細胞内カルシウムシグナリングにおける異常が、ヒトの自閉スペクトラム症/自閉症スペクトラム障害(ASD)の中核的症状として知られている行動柔軟性の低下に関与しているという仮説に基づき、ASDの生物学的基盤の一端を明らかにすることを目的としている。これまで、自身の開発した集団飼育環境下における新規マウス行動試験プロトコルおよび尾藤晴彦研究室にて開発されたカルシウムシグナリング関連遺伝子変異マウスを用いた一連の研究から、ASDの中核的症状である行動柔軟性や社会的相互作用の異常にカルシウムシグナル経路が関わっていることが一貫して示唆されている。ある遺伝子のノックアウトマウスにおいては、顕著な行動の転換の遅れが繰り返し見られると同時に、集団飼育環境下での社会的相互作用においても長期間顕著な異常が見られている。このマウスについて、本年度は、行動異常のより詳細な解析、行動異常に関連すると考えられる細胞レベルでの現象に着目した研究を進め、これらをまとめた国際学術誌の発表準備を完了した。また、扁桃体の亜核に集積する分子のノックアウトマウスを用いて、同様の行動・中間表現型解析及び同マウスを用いたウイルス実験から得られた知見をもとに、国際学術誌での発表に向けた基礎データの収集と論文作成準備を引き続き行った。以上から、ASDの中核的症状とカルシウムシグナリング経路に係わる遺伝子の働きをつなぐ知見がさらに集積した。28年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の初年度において、自閉スペクトラム症/自閉症スペクトラム障害(ASD)の中核的症状である行動柔軟性低下を検出する試験法を脳神経系の発達異常モデル動物に適用することを試み、遠山千春研究室と協働し、発達異常によっても行動柔軟性に一定の表現型を検出する場合があることを見いだした(発表文献1,2および学会発表1)。そこで、引き続き、尾藤晴彦研究室において開発された、神経活動依存的なカルシウムシグナル経路の破綻をきたす複数のマウスモデルにおいて、行動柔軟性試験を行った。予備的な検討において、ある遺伝子欠損マウスでは、一連の学習課題において、野生型マウスに対して行動の転換が有意に遅れていた。さらに、集団飼育環境下での社会性行動の異常があることも確認された。後者の行動表現型は集団内での社会的相互反応の結果を反映していると考えられ、社会性に関するASD症状との関連が示唆される。また、扁桃体の亜核に集積する分子のノックアウトマウスにおいても、集団飼育環境下での社会性行動の異常があることが確認された。以上から、カルシウムシグナル経路に係る遺伝子の働きがASDの2つの中核的症状に関与している可能性が認められた。今後は、細胞レベルでのカルシウムシグナル経路の機能と、システムレベルでの行動表現型がどのようにリンクしているかを明らかにするため、まずは脳内の責任領域や回路の同定を明らかにすることを目指して研究を継続する。尾藤晴彦研究室において開発された神経活動依存的なカルシウムシグナル経路の破綻をきたす複数のモデルマウスにおいて、繰り返し、行動柔軟性の評価を行ってきた。ある系統のマウスでは、非常に再現性の高い、顕著な行動柔軟性の低下を確認している。さらに、この系統のマウスにおいては、社会的相互作用の異常も見られており、本研究を進める上で大変重要な表現型を持っていることが確認出来ている。現在、この系統のマウスについては、これまでの行動柔軟性試験で得られたデータの詳細な解析を進めながら、その他の行動学的データの収集、また遺伝子と行動をつなぐ中間表現型データを収集し、論文発表に向けた準備を着々と進めている。一方、扁桃体の亜核に集積する分子のノックアウトマウスにおいても、集団飼育環境下での社会性行動の異常があることが確認されており、これについても論文化に向けて、さらなる仮説検証実験と、基礎的データの収集を進めている。特に今年度は、ウイルスを用いた遺伝子発現操作実験により、これまでの仮説をさらに強く支持する、重要な結果が得られている。以上に述べた通り、これまでカルシウムシグナル経路に係る遺伝子の働きと、ASDの中核的症状をつなぐ重要なモデルマウスの解析が進んでいる。これらのモデルマウスを手掛かりに、分子・細胞レベルから、回路、システム、行動レベルに至る、ASD中核症状の生物学的基盤の解明を今後とも推し進めていく。カルシウムシグナル経路に係る遺伝子の働きと、ASDの中核的症状をつなぐ、重要なマウスの解析が進んでいる。これまで特に二つの系統のマウスについて重要な知見を得てきたが、これらの学術誌での発表に向けて着々と補足的な実験を進め、必要なデータの収集が進んでいることから、研究プロジェクトとして順調に成果が得られていると考える。

このマウスについて、本年度は、行動異常のより詳細な解析、行動異常に関連すると考えられる細胞レベルでの現象に着目した研究を進め、これらをまとめた国際学術誌の発表準備を完了した。また、扁桃体の亜核に集積する分子のノックアウトマウスを用いて、同様の行動・中間表現型解析及び同マウスを用いたウイルス実験から得られた知見をもとに、国際学術誌での発表に向けた基礎データの収集と論文作成準備を引き続き行った。以上から、ASDの中核的症状とカルシウムシグナリング経路に係わる遺伝子の働きをつなぐ知見がさらに集積した。カルシウムシグナル経路の変化という分子レベルの現象が複雑な高次脳機能異常の基盤となっていることを明らかにしていく上で、モデルとなる2系統のマウスに見られた行動表現型が再現性の高い実験結果に基づく結論であることを示すことは重要である。今回の結果は、いずれのマウス系統においても、それぞれ異なる個体群を用いて慎重を期した再実験を行っており、再現性の高い行動表現型が得られることが確認出来ている。このことから、研究プロジェクトとして順調に成果が得られていると考える。二つの系統のマウスで見られた行動表現型(行動柔軟性の低下と社会的相互反応の異常)とカルシウムシグナル経路の機能異常とをつなぐメカニズムを明らかにするため、引き続き、観察された行動学的異常と関連のある脳内の細胞群・責任領域・回路の同定を進めていく。28年度が最終年度であるため、記入しない。分子レベルでのカルシウムシグナル経路の機能とシステムレベルでの行動表現型がどのようにリンクしているかを明らかにする為、行動柔軟性低下等のASD関連症状に関する脳内の責任領域・回路を明らかにすることを目指し、今後の研究を継続する。認知課題遂行時の個体から、行動に関連して活性化する神経細胞群を特定するための最適な方法を検討・実施していく。
摩擦駆動ランダム振動ジャイロ発電機の研究

摩擦駆動ジャイロ発電機の電気機械特性を理論と実験で明らかにし,1W級発電機のプロトタイプを製作する.1年目は既存部品による試作と理論解析により,拡大サイズで1Wの発電の見通しを得る.2年目は,インピーダンス制御や曲線トラックにより発電量の増大を試み,最適設計条件を明らかにする.3年目は,プロトタイプを製作し,ウェアラブルサイズでの1Wの発電を実証する.以下に各年度の計画を示す.摩擦駆動ジャイロ発電機の電気機械特性を理論と実験で明らかにし,1W級発電機のプロトタイプを製作する.1年目は既存部品による試作と理論解析により,拡大サイズで1Wの発電の見通しを得る.2年目は,インピーダンス制御や曲線トラックにより発電量の増大を試み,最適設計条件を明らかにする.3年目は,プロトタイプを製作し,ウェアラブルサイズでの1Wの発電を実証する.以下に各年度の計画を示す.
時間遅れを含む数理生物モデルのパーシステンスとカオス

本研究の目的は数理生物学において基本的な概念であるパーシステンスが時間遅れの導入によりどのような影響を受けるかを調べるとともに,カオス現象を解析し,時間遅れをもった数理生物モデルの解析手法を確立することである.特に(1)生物の増殖プロセスと物質のリサイクリングプロセスに時間遅れを導入したケモスタットモデル;(2)伝染病の非感染者が保菌者から感染者に移行するプロセスに時間遅れを考慮した疫学モデル;(3)赤血球に薬物を閉じこめて患者に注射し,マクロファージが赤血球を食するための時間遅れを利用して薬物の投与効果を長時間持続させる医学上の方法についてのモデルを考察する.上記数理モデルのパーシステンスに対する時間遅れの影響をまとめ,時間遅れをもった数理生物モデルの大域的安定性解析手法を確立した。具体的な研究実績の概要は以下の通りであった.1.モデル(3)で、薬物の効果が長く持続するような赤血球の齢分布を決定した(11の論文2).2.差分・微分不等式を証明し、非線形の遅れ型・中立型関数微分方程式系の安定性解析に応用した(論文3,4,6).特に遅れ型を中立型に変換し安定性解析を見通しよくし、個体群力学系を解析した(論文1,7,8).3.上記2の方法をモデル(2)の解析に用い(論文5,9),さらに拡張したモデル(2)に適用した(論文10,11,20).4.同手法を2つのニューロンをもつニューラルネットワークに適用し、その安定性に対する時間遅れの影響を考察した(論文12).5.個体群力学系における数理モデル(差分方程式系)の動的挙動を解析し、カオス発生条件およびその進化に対する影響を考察し、系が安定系からカオス系に進化することを示した(論文14,18).6.時間遅れを持つ微分方程式系が周期解を持たない条件を求めた(論文15-17).7.上記モデルとは別に環境ホルモンの生物種成長への影響を考察するために時間遅れモデルを提案し,そのパーシステンスと安定性を解析した(論文19).8.また格子モデルにおけるパーシステンスとカタストロフィーについて考察した(論文13,19).本研究の目的は数理生物学において基本的な概念であるパーシステンスが時間遅れの導入によりどのような影響を受けるかを調べるとともに,カオス現象を解析し,時間遅れをもった数理生物モデルの解析手法を確立することである.特に(1)生物の増殖プロセスと物質のリサイクリングプロセスに時間遅れを導入したケモスタットモデル;(2)伝染病の非感染者が保菌者から感染者に移行するプロセスに時間遅れを考慮した疫学モデル;(3)赤血球に薬物を閉じこめて患者に注射し,マクロファージが赤血球を食するための時間遅れを利用して薬物の投与効果を長時間持続させる医学上の方法についてのモデルを考察する.上記数理モデルのパーシステンスに対する時間遅れの影響をまとめ,時間遅れをもった数理生物モデルの大域的安定性解析手法を確立した。具体的な研究実績の概要は以下の通りであった.1.モデル(3)で、薬物の効果が長く持続するような赤血球の齢分布を決定した(11の論文2).2.差分・微分不等式を証明し、非線形の遅れ型・中立型関数微分方程式系の安定性解析に応用した(論文3,4,6).特に遅れ型を中立型に変換し安定性解析を見通しよくし、個体群力学系を解析した(論文1,7,8).3.上記2の方法をモデル(2)の解析に用い(論文5,9),さらに拡張したモデル(2)に適用した(論文10,11,20).4.同手法を2つのニューロンをもつニューラルネットワークに適用し、その安定性に対する時間遅れの影響を考察した(論文12).5.個体群力学系における数理モデル(差分方程式系)の動的挙動を解析し、カオス発生条件およびその進化に対する影響を考察し、系が安定系からカオス系に進化することを示した(論文14,18).6.時間遅れを持つ微分方程式系が周期解を持たない条件を求めた(論文15-17).7.上記モデルとは別に環境ホルモンの生物種成長への影響を考察するために時間遅れモデルを提案し,そのパーシステンスと安定性を解析した(論文19).8.また格子モデルにおけるパーシステンスとカタストロフィーについて考察した(論文13,19).本研究の目的は数理生物学で基本的な概念であるパ-システンスが時間遅れの導入によりどのような影響を受けるかを調べるとともに、カオス現象を解析し、時間遅れをもった数理生物モデルの解析手法を確立することである。特に(1)生物の増殖プロセスと物質のリサイクリングプロセスに時間遅れを導入したケモスタットモデル;(2)伝染病の非感染者が保菌者から感染者に移行するプロセスに時間遅れを考慮した疫学モデル;(3)赤血球に薬物を閉じこめて患者に注射し、マクロファージが赤血球を食するための時間遅れを利用して薬物の投与効果を長時間持続させる医学上の方法についてのモデルを考察する。本年度は上記(1)の数理モデルのパ-システンスとカオスに対する時間遅れの影響を研究する予定であった。しかし、8年度からの研究の継続を考え、数理モデル(2)と(3)のパ-システンスに対する時間遅れの影響をまとめ、さらに時間遅れをもった数理生物モデルの大域的安定性に対する解析手法を確立することに研究の焦点を絞った。得られた具体的な研究実績の概要は以下の通りである。1.モデル(3)で、薬物の効果が長く持続するよう赤血球の齢分布を決定した(11の論文1)。

2.差分・微分不等式を証明し、非線形の遅れ型・中立型関数微分方程式系の安定性解析に応用した(論文3)。特に遅れ型を中立型に変換し安定性解析を見通しよくし、個体群力学系を解析した(論文2,4,5)。3.上記2の手法をモデル(2)の解析に用いた(論文3)。来年度は、上記2の手法をモデル(1)に適用するとともに時間遅れのカオスへの影響を考察する。特にモデル(1)についてはイタリアのベレッタ教授との共同研究を予定している。本研究の目的は数理生物学において基本的な概念であるパーシステンスが時間遅れの導入によりどのような影響を受けるかを調べるとともに、カオス現象を解析し、時間遅れをもった数理生物モデルの解析手法を確立することである。特に(1)生物の増殖プロセスと物質のリサイクリングプロセスに時間遅れを導入したケモスタットモデル;(2)伝染病の非感染者が保菌者から感染者に移行するプロセスに時間遅れを考慮した疫学モデル;(3)赤血球に薬物を閉じこめて患者に注射し、マクロファージが赤血球を食するための時間遅れを利用して薬物の投与効果を長時間持続させる医学上の方法についてのモデルを考察する。昨年度は数理モデル(2)と(3)のパーシステンスに対する時間遅れの影響をまとめ、さらに時間遅れをもった数理生物モデルの大域的安定性に対する解析手法を確立した。得られた具体的な研究実績の概要は以下の通りであった。1.モデル(3)で、薬物の効果が長く持続するような赤血球の齢分布を決定した(11の論文1)。2.差分・微分不等式を証明し、非線形の遅れ型・中立型関数微分方程式系の安定性解析に応用した(論文4)。特に遅れ型を中立型に変換し安定性解析を見通しよくし、個体群力学系を解析した(論文3, 5,6)。3.上記2の方法をモデル(2)の解析に用いた(論文2,7)。本年度は1.上記2の方法を拡張したモデル(2)に適用した(論文8,9)。2.さらに同手法を2つのニューロンをもっニューラルネットワークに適用し、その安定性に対する時間遅れの影響を考察し現在投稿中である。来年度はモデル(1)を考察するとともに、時間遅れがモデルの安定性に影響を与えない条件についてイタリアのベレッタ教授との共同研究を予定している。特に(1)生物の増殖プロセスと物質のリサイクリングプロセスに時間遅れを導入したケモスタットモデル;(2)伝染病の非感染者が保菌者から感染者に移行するプロセスに時間遅れを考慮した疫学モデル;(3)赤血球に薬物を閉じ込めて患者に注射し、マクロファージが赤血球を食するための時間遅れを利用して薬物の投与効果を長時間持続させる医学上の方法についてのモデルを考察する。初年度と昨年度は上記数理モデルのパーシステンスに対する時間遅れの影響をまとめ、時間遅れをもった数理生物モデルの大域的安定性に対する解析手法を確立した。具体的な研究実績の概要は以下の通りであった。2.差分・微分不等式を証明し、非線形の遅れ型・中立型関数微分方程式系の安定性解析に応用した(論文3)特に遅れ型を中立型に変換し、個体群力学系を解析した。(論文4-6) 3.上記2の方法
安定同位体標識技術を利用した糖鎖の精密構造解析法の開発

高感度13C検出法による高分子量糖タンパク質糖鎖のNMRシグナルの帰属法の開発を行った。この計測技術は、糖タンパク質の構造・機能解析のブレイクスルーとなった。また、低温条件下で13C-NMRを計測することにより、糖鎖水酸基の水素結合に関する情報を得ることに成功した。本方法をオリゴ糖鎖や多糖に適用することにより、オリゴ糖間の弱い相互作用や多糖のへリックス形成の立体構造に関する情報を抽出することが可能となった。1.高感度^<13>C検出法による高分子量糖タンパク質糖鎖の帰属法の開発動物細胞を利用した糖鎖修飾つきの糖タンパク質の大量発現系を利用して、安定同位体(13C)標識糖タンパク質を調製した。得られた標識糖タンパク質を対象として^<13>C検出に適したNMR低温プローブを用いて^<13>C検出型のNOESY/TOCSYを測定した。その結果、良好な感度の^<13>C-^<13>Cの2次元相関スペクトルを得ることに成功した。これらの^<13>C検出型のスペクトルは従来の1H検出型のスペクトルと組み合わせて解析することにより、高分子量糖タンパク質の糖鎖シグナルの帰属に有効であることが判明した。この計測技術を利用すれば、糖タンパク質の構造解析・機能解析のブレイクスルーとなることが期待される。2.ヒドロキシルプロトンに着目した糖鎖の構造解析一般に糖鎖〓タンパク質、糖鎖〓糖鎖相互作用には水素結合が重要な役割を担っているが、その検出は通常困難である。今年度は、糖鎖の水素結合の情報を抽出するために、NMRを用いて糖鎖ヒドロキシルプロトンの溶媒との交換速度の交換速度のpHや温度の依存性を明らかとした。さらにその基礎データに基づき、Lewis x糖鎖のヒドロキシルプロトンの水素結合形成にともなう交換速度の低下を観測することに成功した。さらにLewis xとCa^<2+>の微弱な相互作用にともなうヒドロキシルプロトンの交換速度の低下を観測することにも成功した。次年度は、これらの研究成果を糖鎖-糖鎖、糖鎖-タンパク質の相互作用解析に応用する予定である。これまで糖鎖水酸基の関与する水素結合の情報を抽出するために、13C-NMRを用いて糖鎖ヒドロキシルプロトンの溶媒との交換速度の算出方法を開発し、Lewis x糖鎖のヒドロキシルプロトンの水素結合形成にともなう交換速度の低下を観測することに成功してきた。今年度は、オリゴ糖鎖のみならずアミロースやべータグルカンなどの多糖に本方法を適用した。その結果、アミローズでは鎖長に依存せずにO3や水素結合形成が観測されたのに対して、ベータグルカンの場合では鎖長に依存してO2で水素結合の形成が観測されるようになった。これらの知見は多糖のヘリックス形成の構造基盤を明らかにする上で基礎的な知見となる。また、前年度に引き続き13C標識を施した高分子量糖タンパク質糖鎖のNMRシグナルの帰属法として13C検出型のNMR測定を検討した。その結果、分子量5万程度の糖タンパク質に関しては、13C-TOCSYに比べて13C-NOESY計測の方が高感度にシグナルを検出できることが判明した。13C直接検出を利用した本帰属法はHCCH-COSY/TOCSYなどの1H検出型の帰属法と相補的であり、両方法を併用することにより高分子量糖タンパク質糖鎖のシグナルを効率的に帰属することが可能になると考えられる。
非可換群の相対差集合と群指標との関係に関する研究

この研究による非可換群(とりわけ非可換p-群)が指数の大きな可換正規部分群をもつ場合の半正則相対差集合の存在に関する研究成果は次の通りである.その方法は研究調書の研究計画・方法におおむね沿ったもので差集合の条件を群の線形指標の条件に帰着させて行うものである。研究の最初の段階では指数2のアーベル部分群をもつ群の半正則相対差集合については次が基本的であることを示した.定理1:Gを指数2の可換部分群Aをもつ群で,Aに含まれない位数2の元でAがinvertされているとする.もしGが正規部分群Uに関する自明でない半正則相対差集合をもつならばUの位数を割る任意の素数pについてAのp-Sylow群は非巡回群である.□一般四元数群Q_<2n>は自明でない半正則相対差集合をもつことがJ.A.Davisによって示されていたがその一般化であるdicyclic群については上記定理1の応用として次を示した.定理2:dicyclic群Q_<4m>が偶数位の正規部分群Uに関して自明でない半正則相対差集合をもてばU【similar or equal】Z_2である.□一方,2面体群や半2面体群については上記定理1の応用として次のことが分かった.定理3:2面体群および半2面体群の半正則相対差集合は自明なものに限る.□以上の結果をもとに研究の後半ではさらに精密な結果として巡回群を極大部分群として含むp-群については次のことを示した.定理4:Gを極大巡回部分群をもつp-群で正規部分群Uに関して自明でない半正則相対差集合をもつとすると次のいずれかが起こる.この研究による非可換群(とりわけ非可換p-群)が指数の大きな可換正規部分群をもつ場合の半正則相対差集合の存在に関する研究成果は次の通りである.その方法は研究調書の研究計画・方法におおむね沿ったもので差集合の条件を群の線形指標の条件に帰着させて行うものである。研究の最初の段階では指数2のアーベル部分群をもつ群の半正則相対差集合については次が基本的であることを示した.定理1:Gを指数2の可換部分群Aをもつ群で,Aに含まれない位数2の元でAがinvertされているとする.もしGが正規部分群Uに関する自明でない半正則相対差集合をもつならばUの位数を割る任意の素数pについてAのp-Sylow群は非巡回群である.□一般四元数群Q_<2n>は自明でない半正則相対差集合をもつことがJ.A.Davisによって示されていたがその一般化であるdicyclic群については上記定理1の応用として次を示した.定理2:dicyclic群Q_<4m>が偶数位の正規部分群Uに関して自明でない半正則相対差集合をもてばU【similar or equal】Z_2である.□一方,2面体群や半2面体群については上記定理1の応用として次のことが分かった.定理3:2面体群および半2面体群の半正則相対差集合は自明なものに限る.□以上の結果をもとに研究の後半ではさらに精密な結果として巡回群を極大部分群として含むp-群については次のことを示した.定理4:Gを極大巡回部分群をもつp-群で正規部分群Uに関して自明でない半正則相対差集合をもつとすると次のいずれかが起こる.平成11年度において科研費による次の研究を行った。群Gの正規部分群U(|U|=u,[G:U]=m)と部分集合R(|R|=k)が適当なλ∈Nに対して群環C[G]内の方程式RR^<-1>=k+λ(G-U)をみたすときRをGおける(m,u,k,λ)相対差集合といい、Uを禁止群という。Rが相対差集合であることはxy^<-1>(x,y∈R,x≠y)達がG\Uの各元だけをちょうどλ回重複して表すことと同値であり、また正則自己同型群をもつある種の分割デザインの存在とも同値である。従来、相対差集合の研究はアーベル群に対して盛んに行われてきたが、この研究では、非可換群に対して存在条件の研究と構成を行った。J.A.Davisは差集合の構成にt-ビルディング集合の概念を用いた。平成11年度に二面体群における半正則相対差集合(i.e.G=RU)の研究を行う過程で、この群の指数2の極大巡回部分群上にビルディング集合ができることに気づきこの性質を調べることにより巡回p-群に部分群Uに関するt-ビルディング集合が存在すればUの位数はp^t以下となることを示した。今年度の成果はこのことを2面体群の半正則相対差集合の分類問題に適用して得たものである。また同じ方法が一般4元数群、半二面体群、モジュラーp群などの指数が素数の極大巡回群をもつp-群について適用可能であることを示し次の結果を得た。〈二面体群では半正則相対差集合は自明なものだけであり、一般4元数では禁止群の位数が2のときにだけ非自明なものが常に存在する。また、半二面体群、モジュラーp群では禁止群の位数が素数でないときは自明なものだけが存在する。また3次のモジュラーp群では自明でない半正則相対差集合の無限系列が存在する。〉

平成12年度科研費による研究は極大巡回部分群をもつ非可換p-群の半正則相対差集合の存在問題を中心に行った.これは前年度の科研費による結果を基礎に発展させたもので研究成果は次の通りである.上記の条件をみたす非可換p-群は次の4つのタイプだけが存在することが分かっている:モデュラーp-群M_n(p)については次を示した.定理1:M_n(p)が禁止群Uに関して半正則相対差集合をもてば次が成り立つ.(i)p=2ならn=4のときに(4,4,4,1)が例外的に存在して位数4の射影平面の自己同型群に対応する.一般四元数群Q_<2^n>は自明でない半正則相対差集合をもつことがJ.A.Davisによって示されていたがその一般化であるdicyclic群については次を示した.一方,2面体群や半2面体群については次を示した.定理3:2面体群および半2面体群の半正則相対差集合は自明なものに限る.□定理1,2,3の結果をもとに巡回群を極大部分群として含むp-群の場合についてまとめて次を得る.定理:極大巡回部分群をもつp-群Gにおいてで正規部分群Uに関して自明でない半正則相対差集合をもてば次のいずれかだけが起こる.
清代江南における地方行政機構と村落

清朝は「農民」から剰余労働を賦・役の形態で収奪し,収奪機構として明朝の里甲組織を継承した.又,王朝交替後の農村の社会的混乱を鎮め,治安を維持するために農村の警察組織として保甲制を採用した.しかし,里甲組織の継承は異民族王朝である清朝にとって儒教を体制教学とする明朝の後継者としての意味を持ち得ても,里甲組織は徴税の機能を充分には果たさなくなっていた.殊に,地主・小作制の最も発達した江南においてはそうであった.浙江省政府は,雍正6年,里甲組織を改め順莊法を採用した.順莊法のねらいは「農民」を居住地において把握することにあった.その手掛りは,保甲組織に求めた.不在地主の場合は,その小作人から小作料より差引き直接に徴収する方法を取った.この点に,地主・小作制の最も発達した江南における徴税組織の特徴がうかがえる.次に,順莊と村=集落(「村・莊」)との関係である.村の構造は,その検討の手がかりが現在のところほとんど見出せないので不明であるが,順莊は,具体的には,一村或は複数の村を含んだ一定の区域に設定されていた.とは言え,そのことは直ちに「村域」がそのまま組入れられたことを意味しない.と言うのは,保甲による「農民」の把握は,その目的から村に添っていたと考えられるが,その所有田地の政府による把握は,江南の〓田地帯では〓田の構造的特色から各〓ごとに土地台帳を作製し,行われていた.従って,順莊法においても,「農民」の把握は村に添ってもその所有田地の名寄せはその土地台帳に基づいたので,〓に基づき順莊区画=組織が設定・編成された.それ故,村が〓に従って分割されることもあった.徴税組織のこの様な状況は,地主制が発達していたとは言え,土地所有に基づく地主の村における支配権が確立せず,村も流動的であったことと無関係ではなかったろうと考えられる.清朝は「農民」から剰余労働を賦・役の形態で収奪し,収奪機構として明朝の里甲組織を継承した.又,王朝交替後の農村の社会的混乱を鎮め,治安を維持するために農村の警察組織として保甲制を採用した.しかし,里甲組織の継承は異民族王朝である清朝にとって儒教を体制教学とする明朝の後継者としての意味を持ち得ても,里甲組織は徴税の機能を充分には果たさなくなっていた.殊に,地主・小作制の最も発達した江南においてはそうであった.浙江省政府は,雍正6年,里甲組織を改め順莊法を採用した.順莊法のねらいは「農民」を居住地において把握することにあった.その手掛りは,保甲組織に求めた.不在地主の場合は,その小作人から小作料より差引き直接に徴収する方法を取った.この点に,地主・小作制の最も発達した江南における徴税組織の特徴がうかがえる.次に,順莊と村=集落(「村・莊」)との関係である.村の構造は,その検討の手がかりが現在のところほとんど見出せないので不明であるが,順莊は,具体的には,一村或は複数の村を含んだ一定の区域に設定されていた.とは言え,そのことは直ちに「村域」がそのまま組入れられたことを意味しない.と言うのは,保甲による「農民」の把握は,その目的から村に添っていたと考えられるが,その所有田地の政府による把握は,江南の〓田地帯では〓田の構造的特色から各〓ごとに土地台帳を作製し,行われていた.従って,順莊法においても,「農民」の把握は村に添ってもその所有田地の名寄せはその土地台帳に基づいたので,〓に基づき順莊区画=組織が設定・編成された.それ故,村が〓に従って分割されることもあった.徴税組織のこの様な状況は,地主制が発達していたとは言え,土地所有に基づく地主の村における支配権が確立せず,村も流動的であったことと無関係ではなかったろうと考えられる.
腹腔鏡手術は低侵襲か?-炭酸ガス気腹による細胞機能変化の分子生物学的解析-

腹腔鏡手術の低侵襲性を検証した。1.ブタ気腹モデルでは、門脈圧の上昇、肝血流量の減少を認め、組織学的に肝組織の障害を認めた。腹腔鏡手術においては、これらの肝機能障害に注意する必要があると考えられた。2.ラット気腹モデルで術後癒着形成は抑制され、癒着形成に重要なPlasminogen activator inhibitor-1 (PAI-1)の血中、腹水中の活性、大網中のmRNAレベルは減少した。ヒト手術検体でも腹腔鏡手術症例のPAI-1は抑制されており、腹腔鏡における癒着抑制はPAI-1の転写因子レベルでの抑制が関与することが示唆された。本研究の目的は、一般的に「低侵襲」と考えられている腹腔鏡手術が本当に低侵襲なのか、またその低侵襲であるメカニズムは何なのかを明らかにすることである。さらにはこのメカニズムを解明することで腹腔鏡手術をより低侵襲で腫瘍学的にも優れた手術に発展させることを目的としている。まず、私共はブタを用いて炭酸ガス気腹の肝機能に及ぼす影響を解析した。炭酸ガスによる気腹によって腹腔内は高度のアシドーシス状態となり、それに伴って門脈血のpHも低下することを明らかとした。さらにこれらの影響で肝臓の代謝を反映していると考えられるケトン体比などの肝機能も影響を受けていた。組織学的には中心静脈周囲を中心に脂肪変性などの病理的変化が起こっていた。これらの結果は炭酸ガスによる気腹が肝機能に悪影響を与えているという結果である。しかし、進行癌手術に際してこれらの因子は転移を抑制する方向に働く可能性も考えられた。次に培養細胞を用いて、炭酸ガス気腹環境を再現できる装置を用いて細胞の運動能や浸潤能を観察した。炭酸ガスによる気腹によって細胞の運動能・浸潤能ともに低下していた。これらの現象は癌の転移・再発を抑制する方向に働く可能性があると考えた。上記の結果を踏まえて、現在、ラット気腹モデルを作成し、低酸素応答・アシドーシス応答に重要な役割を果たす転写因子HIFの気腹下での発現を解析中である。また、培養細胞を用いて気腹による細胞運動能・浸潤の低下の分子機構および癒着に関与するPAIなどの発現変化の解析を行っている。本成果はSurgical Endoscopyに投稿採用された。上記の結果を踏まえて、現在、ラット気腹モデルを作成し、低酸素応答・アシドーシス応答に重要な役割を果たす因子の発現解析を行っている。ラット癒着モデルを作成し、炭酸ガス気腹でのサイトカイン・tPA・PAIの腹腔内及び血液中の時系列データを解析した。特にはインターフェロンγの癒着における役割と炭酸ガス気腹のインターフェロンγ依存性癒着に関する知見を得つつある。広く普及した腹腔鏡手術が本当に低侵襲であるかを検証し、その低侵襲性のメカニズムについて解析し、以下の2つの成果が得られた。1.ブタ気腹モデルを使用し、炭酸ガス気腹が、肝機能、血行動態、肝組織に及ぼす影響を開腹手術モデルと比較検討した。炭酸ガス気腹により、門脈圧の上昇、肝有効血流量の減少を認め、組織学的に肝組織の障害を認めた。これらの結果は、腹腔鏡手術は肝機能に悪影響を及ぼし得るという結果ではあるが、進行癌においては逆に転移を抑制する方法に働く可能性が示唆された。2.術後癒着形成は腹部手術後の重要な合併症の一つであり、腹腔鏡手術は癒着形成が軽度であるとされているが、そのメカニズムは理解されていない。そこでラット気腹モデルを使用し、手術後の癒着形成を開腹モデルと比較検討した。

気腹モデルにおいて癒着形成は有意に抑制され、さらに癒着形成に重要な分子であるPlasminogen activator inhibitor-1 (PAI-1)の血中、腹水中の濃度が有意に減少することが確認された。この現象は大網から抽出したRNAによるmRNAの定量解析においても同様の結果が得られた。続いてこのPAI-1抑制現象が、ヒト検体において同様の動態を示すかどうかを検証するために、開腹症例と腹腔鏡症例から採取した大網組織のPAI-1mRNAを定量解析し、比較検討した。PAI-1mRNAは腹腔鏡症例で抑制される傾向を認めており、腹腔鏡症例における癒着形成の抑制は、PAI-1 mRNAの発現抑制が関与していることを示唆する成果が得られた。この成果は腹腔鏡手術の低侵襲性を分子生物学的に証明するものであり、今後はこれらの成果から腹腔鏡手術を更に安全に低侵襲な術式へと発展していくことが期待される。
偏光フィルタを使用した農産物の高品質画像取得に関する研究

画像処理による非破壊検査によって、農産物の品質を迅速かつ高精度に計測する技術を開発するため、2枚の偏向フィルタを使用した撮影システムを提案し、農産物表面で生じる鏡面反射光(この光は単なる反射光であるため、農産物の色情報を含んでいない)を取り除いた高品質画像を取得することができることを示した。さらに、収穫ロボットへの応用を想定し、太陽を光源とする屋外環境へも適用できること、農産物によってフィルタの設置角度の許容誤差が異なることを示した。本成果を活用することで、国産農産物の付加価値を高め、国際競争力を向上させることが期待される。昨年度は、屋内において、人口光環境下における、偏光フィルタを使用した高画質画像取得について検討を行ったが、本年度は屋外において、太陽光の環境下で高画質画像を取得し、偏光フィルタの効果および農作物の光沢の相違による効果の差を定量化することを目指した。天板に偏光フィルタを装着した縦横高さそれぞれ1mの撮影ボックスを試作し、ボックス内にレンズの前に偏光フィルタを取り付けたカメラを2台設置し、フィルタの角度を適切に調整することで、鏡面反射光を抑えた農産物画像と抑えていない農産物画像を同時(光条件が全く同じとなる)に取得できるものとした。開発した装置を使用し、葉に強い光沢を持つコーヒー苗を撮影し、屋外において、本システムを利用して農産物画像を取得した場合の、鏡面反射の抑制効果と、色の再現性を検討した。さらに、圃場における実作業では、撮影箱の下側や横から偏光フィルタを通過しない光が漏れてくることが想定されるため、撮影ボックスの横を開いた状態を2段階に分けて設定し、差し込んでくる非偏光による影響を調べた。その結果、屋外環境下においても偏光フィルタによる鏡面反射光の削減効果が確認された、また、撮影ボックスの側面のカバーについては、上部1/2を覆えば、おおむね品質の高い画像を取得できることが明らかとなった。これらの実験で確かめられたことは、現在論文にまとめているところであり、平成26年度中に学会誌に投稿する予定である。本研究では、2枚の偏光フィルタを組み合わせて使用すると,物体表面で発生する鏡面反射光(ハレーションの原因と考えられる)をほぼ100%取り除くことができることに注目し,屋外環境下においても高品質な農産物画像を取得することを目指している。初年度目は,屋内において、偏光フィルタを用いた照明方式と反射板、拡散板による照明方式を比較し、偏光フィルタの色再現性を定量化すること。同時に、種々の農産物、農作物の表皮の物理的特性(クチクラ層の厚さ、表皮細胞の形状および配列状態、繊毛の有無など)と光沢およびハレーション等との関連を明らかにすることを目的に研究を行った。まず,偏光フィルタ,ディフューザー,ドームを組み込んだ,計3種類の照明を用意し,光沢具合の異なる様々な農産物を撮影した。次に,農産物画像を解析する際に問題となる鏡面反射が起きた部分とそれ以外の部分におけるHueの平均値および標準偏差に着目して画像を評価した結果,偏光フィルタを使用した場合は光沢の程度にかかわらず偏差の小さい高品質画像を取得することができた。しかし,ディフューザーやドームを使用した場合では,光沢の高い農産物を撮影すると偏差が大きくなり画像品質が低くなった。また,光沢の強い農産物は,表層が滑らかで厚いクチクラ層で覆われていることや,鏡面反射を起こしている領域とその周りの領域間におけるSaturationの標準偏差に大きな差があり,これらの比を計算することで農産物の光沢度を定量化できる可能性があること等が明らかとなった。農産物は表面のテクスチャによって鏡面反射のしやすさが変わるため、本研究で使用する2枚の偏光フィルタ同士の必要位置決め精度も、対象農産物によって変化すると考えられる。たとえば、大豆のように光沢の少ないものに対しては、厳密な位置決めをする必要は無いと想定される。そこで、対象となる農産物の特性に合わせた実用的な分解能およびシステムの仕様を決定することを目的とし、カメラ前面に設置するの偏光フィルタの角度をモータで任意に設定できる撮影装置を開発した。開発したシステムを使用し各種農産物を撮影した結果、トマト等の光沢の強い農産物とイモ等の光沢の弱い農産物では、2枚の偏光フィルタの設置角度を最良の位置から変化させた際のハレーション領域の増加具合が異なり、光沢の弱い農産物の方が光沢の強い農産物よりも緩やかな変化を示すことが確認された。さらに、最良な位置からのフィルタ角度の変化と、ハレーション領域の彩度(S)の変化、目視におけるハレーション領域の変化についての関係を調べたところ、1フィルタの位置決め角度が最良の位置でのSの値から10%低下した時に目視によってハレーションが確認される場合が多いこと、210%低下する角度は、光沢の強い農産物で狭く、光沢の弱い農産物で広くなることが確認された。1農産物の光沢とハレーションの関係:照明装置と撮影装置の前面に偏光フィルタを備える撮影装置を試作した。両方の偏光フィルタを光学的に直行する位置に調整すると、農産物内部(ごく表層も含む)で再偏光された光だけを撮影することが出来るため、鏡面反射光が主な発生原因と考えられるハレーションを抑えた高品質画像を取得することが出来る。本撮影装置の比較対象として、拡散板、反射ドームを用いた撮影装置を用意し、光沢具合の異なる様々な農産物を撮影した。その結果、拡散板や反射ドームを使用して光沢の高い農産物を撮影した場合はハレーションが観察されたが、偏光フィルタを使用した場合は農産物の光沢にかかわらずハレーションが観察されず、本手法によって農産物の高品質画像が取得できることが明らかとなった。

2屋外環境における偏光フィルタの効果:天板に偏光フィルタを装着し、横面を暗幕で覆った、縦横高さそれぞれ1mの撮影ボックス内で、強い光沢を持つコーヒーの鉢植えを撮影した。その結果、光源を太陽に依存し光環境が一定しない屋外環境においても、偏光フィルタによるハレーション削減効果が確認された。また、撮影ボックス横面の暗幕を引き上げながら撮影を行ったところ、暗幕の下部1/2を開放した場合でも、品質の高い画像を取得できることが明らかとなった。3偏光フィルタの必要位置決め精度:撮影装置側の偏光フィルタの設置角度をモータで任意に指定できる撮影装置を試作し、各種農産物を撮影した。最もハレーションの少ない位置からフイルタを回転させ、角度変化とハレーション領域のSaturation、および目視におけるハレーション領域の変化の関係を調べた。最良の位置からSaturation値から10%低下した時に、目視によってハレーションが確認され、トマトでは約10°、イモでは約35°であった。画像処理による非破壊検査によって、農産物の品質を迅速かつ高精度に計測する技術を開発するため、2枚の偏向フィルタを使用した撮影システムを提案し、農産物表面で生じる鏡面反射光(この光は単なる反射光であるため、農産物の色情報を含んでいない)を取り除いた高品質画像を取得することができることを示した。さらに、収穫ロボットへの応用を想定し、太陽を光源とする屋外環境へも適用できること、農産物によってフィルタの設置角度の許容誤差が異なることを示した。本成果を活用することで、国産農産物の付加価値を高め、国際競争力を向上させることが期待される。鏡面反射をしている領域を抽出するための条件と手順について再検討を行ったため、発表を見送った。そのため、研究期間を延長している。農業機械研究結果の発表は次年度に行う。屋外条件下において、天板に偏光フィルタを使用した撮影箱を使用した場合の、偏光フィルタによる鏡面反射光削減効果が明らかになるなど、25年度に行う研究が予定通り遂行された。初年度に行うと申請していた研究が予定通り遂行され,現在論文にまとめているところである。2枚の偏光フィルタ設置角度の位置決め精度と鏡面反射光削減効果の関係について調べ、関連学会で発表する予定であった。しかし、鏡面反射削減効果を算出する根拠となる、鏡面反射している領域を抽出するための条件と手順について再検討を行う必要が生じた。そのため、計画を変更し発表を見送ったため、未使用額が生じた。25年度の成果を論文にまとめるとともに、26年度に予定している、一枚目の偏光フィルタと2枚目の偏光フィルタ間の位置決め精度と、鏡面反射削減効果との関係について調べ、実作業への適用性を明らかにするための研究を行う。初年度目の成果を論文にまとめて投稿するとともに,次年度に予定した研究を行う。結果の発表は次年度に行うこととし、未使用額はその経費にあてる。次年度使用額151,559円は、研究費を効率的に使用して発生した残額である。次年度使用額は、次年度に請求する研究費と合わせて研究計画遂行のために使用する。本研究課題の推進のため、次年度の研究費は、交付申請時の計画どおり使用する。
生痕化石の検討に基づく生物撹拌作用(バイオターベーション)の変遷史解明

本研究は,水力学的物理営力の影響下を離れた海底の堆積物が、底生動物の活動によってどのように撹拌されるのか,そのメカニズムの解明と地質時代を通じての変遷過程を把握することに第一の目的があった.そして,生物撹拌現象が底生動物の生活・行動様式の変遷とどのようにリンクしているのかを考察することに最終目的があった.この目的を達成するため.古生代の地層から現生の干潟堆積物までを検討対象とし,そこから産する底生動物活動の化石記録である生痕化石の検討を行ってきた.その結果,底生動物の営巣活動や摂食活動が,堆積物表層部の鉛直撹拌に大きな影響を及ぼしていることが化石でも明確に確認された.生物撹拌現象は,古生代以降普遍的に起きている現象であることは周知のことではあったが,中生代ジュラ紀と白亜紀の境界付近を境として,質ならびに規模に大きな変化があることが判明したことは本研究が初めてであり大きな成果である.その背景には,白亜紀に起きた海洋表層部に由来する植物プランクトン起源の栄養フラックス量の著しい増加と,それに敏感に反応した底生動物の摂食様式の変化現象があるものと考えている.また複雑かつ大規模なネットワーク状の巣穴を油底面下に構築する甲殻類の繁栄,そして短時問に大量の堆積物を撹拌するエイ類に代表される大型魚類の出現は,従来の研究では全く見過ごされていた視点である.本研究において,それらが生物撹拌現象に大きく貢献していることが確認された点は,今後の研究展開の新たな方向付けにもつながる重要な成果と言えよう.本研究は,水力学的物理営力の影響下を離れた海底の堆積物が、底生動物の活動によってどのように撹拌されるのか,そのメカニズムの解明と地質時代を通じての変遷過程を把握することに第一の目的があった.そして,生物撹拌現象が底生動物の生活・行動様式の変遷とどのようにリンクしているのかを考察することに最終目的があった.この目的を達成するため.古生代の地層から現生の干潟堆積物までを検討対象とし,そこから産する底生動物活動の化石記録である生痕化石の検討を行ってきた.その結果,底生動物の営巣活動や摂食活動が,堆積物表層部の鉛直撹拌に大きな影響を及ぼしていることが化石でも明確に確認された.生物撹拌現象は,古生代以降普遍的に起きている現象であることは周知のことではあったが,中生代ジュラ紀と白亜紀の境界付近を境として,質ならびに規模に大きな変化があることが判明したことは本研究が初めてであり大きな成果である.その背景には,白亜紀に起きた海洋表層部に由来する植物プランクトン起源の栄養フラックス量の著しい増加と,それに敏感に反応した底生動物の摂食様式の変化現象があるものと考えている.また複雑かつ大規模なネットワーク状の巣穴を油底面下に構築する甲殻類の繁栄,そして短時問に大量の堆積物を撹拌するエイ類に代表される大型魚類の出現は,従来の研究では全く見過ごされていた視点である.本研究において,それらが生物撹拌現象に大きく貢献していることが確認された点は,今後の研究展開の新たな方向付けにもつながる重要な成果と言えよう.本研究課題における本年度の第一の目的は、これまで十分な基礎データが集積されている新第三紀第四紀堆積物中に産する生痕化石の解析をもとに、生物撹拌作用の概要を把握しまとめることにあった。第二の目的は、地質学的基礎情報が蓄積されつつある中生代二畳紀前期白亜紀の地層に見られる生痕化石群集の把握であった。対象は、南部北上帯に分布する地層群である。前者の場合、表層堆積物の撹拌作用は、内在型歪形ウニ類の移動にともなう撹拌、トビエイ類に代表される底生魚類の摂食にともなう撹拌、内在型環形動物類の移動と摂食・排泄行動にともなう撹拌、表層堆積物食者の摂食・排泄行動にともなう撹拌、定住生活を保証する巣穴形成にともなう撹拌、といった多種多様な生活・行動様式が複雑に関与していることが判明した。後者では、これまでほとんど報告が無かった二畳紀前期白亜紀の生痕化石群集の概要が判明しつつある。すなわち、この時代の極浅海相斜面堆積物を特徴づける生痕化石は、Phycosiphon incertum,Scalarituba isp.,Zoophycos isp.といった泥食者の摂食・排泄行動によって形成されたものが卓越することである。その一方、甲殻類の巣穴であり長期定住型生活様式を反映して形成されるOphiomorpha nodosaが、ジュラ紀と白亜紀の境界付近から突如出現することが判明した。これらのことは、ジュラ紀末までは堆積物極表層部で自由生活を採用する泥食者の摂食・排泄行動が生物撹拌作用の担い手であり、その後はそれに、巣穴形成にともなう表層堆積物の鉛直方向での大きな移動が付加したらしいことが明らかとなってきた。本研究課題における本年度の目的は,1)新第三紀第四紀堆積物中に産する生痕化石の解析をもとに,生物撹拌作用の概要を把握しまとめること,2)宮城県北部の南部北上帯に分布する中生代二畳紀前期