hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
異方的超伝導体の異常超伝導相の解明

本年度はまず熱伝導による超伝導対称性の実験を行った。特に重い電子系化合物URu2Si2の超伝導対称性を希釈冷凍機温度までの低温で磁場中熱伝導度の測定により決定した。この系はいわゆる隠れた秩序相で超伝導が起こるが超伝導相はあまり研究されていなかった。我々はこの超伝導相が極めて特異なものでありカイラルd波の対称性を持つことを示した。さらに微小ホールプローブを用いた局所磁場測定や電気抵抗の精密測定により、この物質においては渦糸格子が融解することを示した。1K以下で渦糸格子が融解する現象はこれが初めてである。さらに渦糸格子状態で準粒子がブロッホ状態を形成することも発見した。また重い電子系超伝導体の人工超格子の作製を分子ビームエピタキシーにより行い、これまでにCeIn3とLaIn3を薄膜にエピタキシャル成長させることに成功している。またCeCoIn5の超伝導薄膜の作製にも成功しておりCe系のエピタキシャル薄膜は世界で初めての例である。さらに高温超伝導体T1:2201に対し超強磁場中での輸送現象の測定を行った。その結果上部臨界磁場を境に非フェルミ流体的挙動からフェルミ流体的挙動に移り変わる磁場に誘起された量子臨界点が存在することを発見した。重い電子系超伝導体においても類似した振る舞いが観測されており強相関電子系における普遍的な現象である可能性がある。ここ20年来従来のs波超伝導体とは異なる対称性を持つ異方的超伝導体が遷移金属酸化物、有機物、重い電子系化合物において次々と発見されている。最近の研究で異方的超伝導体の超伝導状態は多種多彩で想像していたよりもはるかに興味あるものとなっていることが明らかとなってきた。本年度は異方的超伝導体の典型物質である2次元重い電子系CeRIn_5(R=Co,Rh,Ir)を中心に研究を行った。最近の研究でCeCoIn_5においてFFLO状態の存在が明らかになりつつある。我々はこのFFLO状態を超音波と核磁気共鳴により研究した。特にこのFFLO状態において特異な渦糸状態が形成されていることと、空間的に不均一な準粒子状態が形成されていることを微視的な立場から明らかにした。次にCeCoIn_5では超伝導転移温度以上でランダウのフェルミ流体理論から大きくはずれた振る舞いが観測される。さらに超伝導状態でも準粒子の平均自由行程が大きく増大するという特異な現象が観測されている。我々は準粒子ダイナミクスを詳細に研究するため熱ホール効果を測定し準粒子の平均自由行程を定量的に見積もることに成功した。その結果準粒子は渦糸により強く散乱されていること、そしてこの系は従来の超伝導体では実現が困難であったいわゆるスーパクリーン領域にあることを定量的に示した。さらに我々はCeRIn_5(R=Co,Rh,Ir)の電気抵抗、ホール係数、磁気抵抗、ネルンスト効果に興味を持って研究を行った。この系では圧力により非フェルミ流体からフェルミ流体へ連続的に電子状態を変えることが出来る。我々は非フェルミ流体の領域での輸送係数の温度と磁場依存性は高温超伝導体で観測されていたものとほとんど同じであることを明らかにした。これにより量子臨界点に近い非フェルミ流体の輸送現象の普遍的振る舞いが明らかになった。本年度はまず熱伝導、マイクロ波による超伝導対称性の実験を行った。まずパイロクロア酸化物KOsO6における超伝導対象の測定を行った。この物質はラットリングフォノンのによる異常に低エネルギーの励起と超伝導の関係に興味が持たれていた。我々は熱伝導度の実験によりこの系は強い電子相関を持つにもかかわらずs波超伝導対称性であるユニークなシステムであることを明らかにした。またマイクロ波吸収の実験によりこの系では、ラットリングフォノンと超伝導の強い相互作用が存在する事も明らかにした。

さらに最近発見された重い電子系化合物超伝導体CeMIn5(M=Rh,Co,Ir)に対して系統的に輸送現象の測定を行い、この系で観測される非フェルミ液体的挙動を示す電子輸送現象を詳細に研究した。その結果これらの電子輸送係数の非フェルミ流体的な振る舞いはすべて高温超伝導体の最適領域近傍で観測されたものを再現している事を明らかにした。さらにURu2Si2の超伝導対称性の研究を極低温で行った。この系はいわゆる隠れた秩序相で超伝導が起こるが超伝導相はあまり研究されていなかった。我々はこの超伝導相が極めて特異なものでありカイラルd波の対称性を持つことを示した。また重い電子系超伝導体の人工超格子の作製を分子ビームエピタキシーにより行い、これまでにCeIn3とLaIn3を薄膜にエピタキシャル成長させることに成功している。またCeCoIn5の超伝導薄膜の作製にも成功しておりCe系のエピタキシャル薄膜は世界で初めての例である。本年度はまず熱伝導にまる超伝導対称性の実験を行った。特に重い電子系化合物URu2Si2の超伝導対称性を希釈冷凍機温度までの低温で磁場中熱伝導度の測定により決定した。さらに微小ホールプローブを用いた局所磁場測定や電気抵抗の精密測定により、この物質においては渦糸格子が融解することを示した。1K以下で渦糸格子が融解する現象はこれが初めてである。さらに渦糸格子状態で準粒子がブロッホ状態を形成することも発見した。さらに高温超伝導体Tl:2201に対し超強磁場中での輸送現象の測定を行った。その結果上部臨界磁場を境に非フェルミ流体的挙動からフェルミ流体的挙動に移り変わる磁場に誘起された量子臨界点が存在することを発見した。重い電子系超伝導体においても類似した振る舞いが観測されており強相関電子系における普遍的な現象である可能性がある。
単細胞性緑藻クロレラ目および近縁目の分子系統

単細胞性緑藻のなかで自生胞子を形成するクロレラ目(Bold&Wynne1978)12種と、それに近縁で遊走子を形成するクラミドモナス目3種、ヨツメモ目2種、クロロコックム目6種、クロロサルシナ目8種、ケ-トフォラ目1種、ケ-トペルチス1種、計33種の18SrDNAの塩基配列を決定し分子系統解析をおこなった。その結果は次のとおりである。1.クロレラ目は多系統で、緑藻網で鞭毛装置が時計回り型と直線型、トレボウキシア藻網の3つにわかれるが、大部分はトレボウキシア藻網にはいる。2.2本鞭毛の遊走子をもつ単細胞性緑藻は大きくみてTetracystis clade, Dunaliellaclade, Volvox cladeに別れた。クロロサルシナ目のtetrad形成藻はすべてTetracystis cladeに入り、sarcinoid形成藻とは異なった系統になった。Dunaliellscladeには主に細胞壁がないもの、薄いものなどが分布し、Volvox cladeには細胞壁が厚いものが含まれているようだが、まだ確実なことは言えない。3.細胞壁がなく4本鞭毛の遊泳細胞をもつ緑藻の解析から、細胞壁の獲得は異なる系統で何度も起こったこと、ケ-トフォラ目とケ-トペチルス目は系統が離れていることなどがわかり、新目Oltmannsiellopsidalesを提案した。4.海水産のクロロコックム目、Neochloris sp.は形態的・分子的にアオサ網ヒビミドロ目に属することがわかり、Pseudoneochloris malinaとして新属新種記載することになった。5.海水産のクロロサルシナ目、Chlorosarcinopsis halophilaは形態的・分子的にアオサ網ヒビミドロ目に属することがわかり、新属を提案することになった。6.海水産の自生胞子形成緑藻で海底に固着生活をし、寒天質につつまれるヨツメモ亜目のPalmophyllumは緑藻のなかで最もプラシノ藻網と近縁らしい。本研究の計画段階では、遊泳細胞を形成しないクロレラ目録藻を平成7年度の研究対象とし、形成するものを8年度以降におこなう予定であった。しかしながら、培養株の入手、実験遂行の都合などのために、両者を同時平行的におこなうことになった。1.クロレラ目について2.クロレラ目の近目縁現在までで18SrDNAの確定したものは、Planophila,Chaetophora,Protosiphon,Ascochloris,Spongiochloris,Urnella,Neochlorosarcinaなどである。PlanophilaとChaetophoraは4本の鞭毛をもつもので、それぞれは他のグループと明確に異なる分岐群を構成することから、すでにわれわれが提案したケ-トペルチス目と、形態からみて特異なグループとされてきたケ-トフォラ目の確立を支持するものとなった。またProtosiphonn以下の2本鞭毛をもつグループでは、鞭毛装置構造の変異が塩基配列の違いと相関していた。C.microsporumはすでに調べたDimorphococcusに近縁でScenedesmusと同じClade(1)をつくり、ChlorophyceaeのSphaeroplealesのなかで従来から提唱されているScenedesmaceaeを構成している。P.reniformisとP.undulata,

Crucigenia sp.,L.maijorはTrebouxiophyceaeのなかで遊走子を形成する枝のなかに入ったが、前2者と後2者は別々のclade(2)(3)に位置した。細胞学的な特徴から見ればChlorophyceaeのSphaeroplealesに入ると予測されていたP.multisetaはP.reniformis、P.undulataとともに一つのグループを構成したが、これは入手先のCulture Collectionでの同定ミスの可能性がある。P.pyrenoidosaとS.sphaerica,C.acicularis var.africanaはTrebouxiophyceaeの自生胞子のみを形成する一つのclade(4)を構成した。以上4つのcladeが確認できたことから、クロレラ目は多系統であること、したがって自生胞子によってのみ増殖する方法は幾度か平衡的に進化したものであることが明らかである。平成9年度に18SrDNAの塩基配列を確定し系統関係を考察したものは以下のとおりである。1.クロレラ目:Lobosaphaera tilolensisはトレボウキシア藻綱のTrebouxiaなどの遊走子形成緑藻と同じcladeに位置した。Tetraedroncaudatumはアミミドロやクンショウモとcladeをつくった。本種はアミミドロ科の接合子に似ていると以前から指摘されており、今回の分子系統解析でそのことが裏付けられた。2.ヨツメモ亜目:海底に着生し寒天質におおわれたコロニーを形成するPalmophyllumはアオサ藻綱、緑藻綱、トレボウキシア藻綱などとは系統が遠く、鞭毛のない浮遊性のプラシノ藻綱に近いところに枝をつくった。今回の結果をもとにプラシノ藻綱との分子系統的あるいは生理学的な比較が必要である。3.クロロコックム目とクロロサルシナ目:1)ChlorosarcinopsisのC.mimor,C.dissociata,C.delicata,C.halophilaの4種について調べたところ、はじめの3種は緑藻綱の時計回り型のcladeに入ったが、C.halophilaはアオサ綱ヒビミドロ目のcladeに属した。電子顕微鏡によって形態学的にもこのことを確かめ、新属をつくる必要があることがわかった。2)Pseudocharacium americanumはすでに調べられていたIgnatius tetrasprorusと一つのcladeをつくった。大きくみてアオサ綱に入るらしいが、今まで知られていたcladeのどれとも組むことがないので、詳しい検討が必要である。3)ヨツメモ目に入れられてきたAsterococcus superbusはこの目の2本鞭毛のものとcladeをつくらず、むしろ葉緑体の形態が同じChlamydomonas fimbriataと一つのcladeを形成した。4)tetradを形成するクロロサルシナ目のBorodinellopsis,Axilosphaeraは緑藻綱の時計回り型のTetracystis cladeにはいり、sarcinoid形成グループとは異なる系統であることが示された。5)海産のNeochloris sp・はアオサ綱ヒビミドロ目のcladeに位置し、新属であることが明らかになった。
神経組織におけるアレルギー性疾患の実態病理

実験的アレルギー性脳脊髄炎のモデルに於いて、起炎性T細胞株のin vitroでの標的細胞に対する細胞障害活性がin vivoでのアレルギー性炎症の発症と密接な相関関係にあるとの報告がなされてきた。しかし我々がこれまで行なってきた中枢及び末梢神経組織の抗原提示細胞の同定に関する研究から得たアレルギー性炎症の病理過程に対する一つの作業仮説は、自己免疫性T細胞の神経組織の抗原提示細胞や血管内皮細胞に対する直接的な細胞障害活性が炎症反応の主たる原因というよりはむしろ自己免疫性T細胞とこれらの細胞との相互作用の結果もたらされる血管周囲細胞の活性化、種々のサイトカイン産生とその結果もたらされる血管の透過性の亢進と考えられる。従って本研究では主に末梢神経に於いてin vivoで実験的アレルギー性末梢神経炎を特異的に惹起できるLewisラット由来クローン化T細胞株Phi-2のin vitroでの細胞障害活性を種々の標的細胞を用いて検討を行なった。抗原は牛座骨神経由来、塩基性ミエリン蛋白P2のアミノ酸53-78に相当する合成ペプチドを用い、Phi-2は主要組織適合抗原クラスII拘束(MHC Restriction)性に特異的に反応するクローン化T細胞株である。標的細胞として腹腔滲出細胞中のマクロファージ及びこれにガンマインターフェロン処理によりクラスIIを誘導したマクロファージを用いた。またキラーT細胞の細胞障害活性を抑制する事で知られるロイシルロイシルメチルエステル)Leu-Leu-OMe)で処置したPhi-2細胞株のin vivoでの起炎性についても合わせて検討を加えた。本研究で明らかになった事は、少なくとも自己免疫性T細胞によるアレルギー性末梢神経炎症の発症にin vitroでの細胞障害活性は必須条件ではないという事である。実験的アレルギー性神経炎の炎症病理を理解する上で、組織の抗原提示細胞を同定することは、極めて重要な研究課題の一つといえる。本研究では、特に末梢神経系に於いて、自己免疫性T細胞と相互作用をする組織の抗原提示細胞を同定するために、牛座骨神経由来、塩基性ミエリン蛋白P_2のアミノ酸、53-78に相当する合成ペプチドを用い、これに特異的に反応するLeuisラット由来クローン化T細胞株Phi-2を確立した。T細胞抗原認識の基本的性質である主要組織適合拘束(MHCRestrition)によりPhi-2T細胞は同種同系Leuisラットに対して起〓性をもつが、同種異系DAラットに対してはアレルギー性神経炎を〓起する事は出来なかった。しかるに、致死量放射線照射DAラットにLeuisの骨髄細胞を移植したものでは移植後数ケ月を経てPhi-2T細胞による実験的アレルギー性神経炎に感受性を示すようになった。これは造血細胞の置換過程でLeuis骨髄細胞に由来する細胞がDAラットの末梢神経組織に定着した後、末梢神経組織の共通抗原P_2蛋白を処理し、Phi-2T細胞に対して組織の抗原提示細胞としての役割を果す事が出来た為と考えられる。モノクローン抗原体を用いた免疫組織化学の方法でも骨髄キメラDAラットの末梢神経組織中にLeuisラットの骨髄細胞に由来するマクロファージのマーカーを持つ一群の細胞を血管周囲に固定する事が出来た。
児童の情報活用能力の育成と評価に関する実証的研究

公立小学校6学校6学級における授業実践を通して、授業における児童の行動の記録と分析・メディア活用の意義と課題の探究・イメージマップテストによる事前・事後の調査を通しての児童のメディアに対する意識の変容と分析などを行い、メディアを活用して情報を収集・整理したり、創造・伝達したりする活動と情報活用能力のかかわりの中で情報活用能力の育成の在り方を探った。研究の結果、以下のようなことが分かった。1基礎的事項を説明しておけば、児童にもメディアを活用させることができる。特にインスタントカメラ、35ミリカメラ、ビデオカメラは、小型で軽量化し、操作も簡単になったので、すぐに操作に慣れ、道具として使いこなすことができる。また、メディアを身近に置いておくことで、児童は自分たちで、新たな活用の方法も開拓していく。2インスタントカメラやビデオカメラは、すぐに結果が現れるため、必要に応じて撮り直しをするなど情報の選択・修正が可能である。このようなメディアを使うことで、児童のものをとらえる視点が鋭くなる。3色つき毛糸や糊つきカードなどのように身近にあるメディアでも、使い方を工夫することで有効なメディアとなり、児童の表現力を豊かにすることができる。4ビデオカメラやコンピュータを利用した創作活動は、自分の考えをまとめたり、作ったものを見直し修正や追加が繰り返して行えるので、表現能力を高めるための有効な手段である。また、「受け手」と「作り手」との両方の立場から情報をながめることができるので、情報の理解が深まる。本研究の目的は、児童の情報活用能力の特徴を発達段階に即して明らかにし、それをもとに情報活用能力の育成を図る教材及びカリキュラムを開発することにある。そのため、(1)情報活用能力の発達段階を捉える評価の視点を明らかにすること,(2)情報活用能力の評価方法を開発すること,(3)評価方法と評価視点表の実践的可能性を検討すること、(4)情報活用能力の育成に関する教材開発とカリキュラム開発の方向性を検討すること、を行おうとすものである。本年度は、教員対象の意識調査と授業参観等を通した行動分析による児童の情報活用能力の洗い出しを行うとともに、ハイパ-メディアを使った実験授業を行い、評価方法の開発に関して研究を進めた。・情報活用能力についてのアンケ-ト調査:現職の教員及び情報教育関係の教師教育関係者を対象に、教師に期待される情報活用能力と児童に期待する情報活用能力についてアンケ-ト調査を行った。・情報活用能力育成に関係した授業者や研究者対象に、IMTにより情報活用能力の高い学習者行動モデルを調査した。・情報活用能力育成や生活科を研究テ-マに取り組んでいる実験校などでの授業をVTR録画し、授業者へのインタビュ-も含め、情報活用能力の表われている行動の収集・分析を行っている。・研究協力者の学級で、ハイパ-メディアを活用し、地域の情報を収集・分析及び構造化をともなう学習活動を実験的に行って、児童の情報活用能力の育成の実験を行っている。これまでの知見としては、情報活用能力はコンピュ-タ操作を前提とした能力よりもむしろ、一般的な問題解決能力の育成に影響を及ぼされていると捉えること、さらに、一般の教科における学習技能との関連を明確にする必要があること、などがわかった。本年度は、アクションセリサ-チ法を用いて、情報活用能力を育う授業設計を行い,大阪府下の公立小学校教諭に研究協力委員を依頼し、小学校低学年と高学年において実践研究を行った。小学校低学年児童においても、問題解決のための情報収集・分析という力を、メディアを活用し具体的な活動場面を設定することで育成することができることがわかった。その具体的なものとして、児童の日常の学習活動で,情報を収集・記録・保存する活動を援助する道具としてのメディア(写真,メモ,スケッチ,録音テ-プ,ビデオなど)を活用し,その力を育成する学習活動を組織することが必要である。さらに、収集・保存している種々の情報を分類・加工し、第三者に伝達できるよう提示表現する操作活動(鉛筆でノ-トに記録する。絵をかく,ハサミで切る,糊で貼る。カ-ドに書きうつす,カ-ドを分類する,関連づけを行うなど)に慣れる必要がある。これらの活動を通して学習者に情報活用能力を育成するため、(1)ビデオや写真,パソコンなどメディアを活用し、自分たちが学習した事柄を遠くの友だちに伝えるためビデオ番組を制作する活動を,(2)研究協力校における実験授業を通して実証的に研究してきた。これまでの研究を通して明らかになったことは、以下のとおりである。(1)情報活用能力をコンピュ-タの操作技能を前提とせず,むしろ一般的な問題解決能力と関連深いものと捉えられてきていること。(2)情報活用能力と、一般の学習技能との関連をふまえた学習活動を組織すること(3)低学年においても、情報活用能力育成の学習活動は可能なこと(4)学習者の問題意識を高め、必要な情報収集・分析・統合する学習場面設定を、子どもにとっての必然性のある場面設定が効果的である。

特にインスタントカメラ、35ミリカメラ、ビデオカメラは、小型で軽量化し、操作も簡単になったので、すぐに操作に慣れ、道具として使いこなすことができる。また、メディアを身近に置いておくことで、児童は自分たちで、新たな活用の方法も開拓していく。2インスタントカメラやビデオカメラは、すぐに結果が現れるため、必要に応じて撮り直しをするなど情報の選択・修正が可能である。このようなメディアを使うことで、児童のものをとらえる視点が鋭くなる。3色つき毛糸や糊つきカードなどのように身近にあるメディアでも、使い方を工夫することで有効なメディアとなり、児童の表現力を豊かにすることができる。4ビデオカメラやコンピュータを利用した創作活動は、自分の考えをまとめたり、作ったものを見直し修正や追加が繰り返して行えるので、表現能力を高めるための有効な手段である。また、「受け手」と「作り手」との両方の立場から情報をながめることができるので、情報の理解が深まる。
永久電流モード待機機能を有する瞬時電圧低下補償高温超伝導コイルシステムの研究開発

瞬時電圧低下(瞬低)対策装置として実用化の始まっている超伝導磁気エネルギー貯蔵(SMES)に関して,以下に挙げる成果により,同装置導入拡大の鍵を握る高温超伝導化・高機能化の可能性を示した。1.超伝導特性に起因する電磁的制約,ならびに線材の機械的強度に起因する機械的制約の双方の観点から上記装置の最適構成・最適運転形態を検討した。その結果,大容量装置ほど機械的制約が支配的となることが明らかとなり,高強度な基板を有する次世代高温超伝導薄膜線材の有用性を再確認することとなった。また,この場合には電磁的制約に比較的余裕が生まれることから,大容量装置ほど運転温度の高温化が可能であることもわかった。本結果は,高温超伝導化がSMESのスケールアップにまで大きく貢献することを示すものである。2.瞬低発生時にはSMESのエネルギー貯蔵部である超伝導コイルに過渡現象が生じ,いわゆる交流損失による発熱が見込まれる。そこで本研究では,有限要素法と遺伝アルゴリズムを用いた最適設計手法により,その交流損失を飛躍的に低減するコイル構成・形状を提案した。この充電時の過渡特性は超伝導コイルの永久電流減衰に影響を与えるため,本結果は同装置の永久電流モード待機運転の実現に貢献し得るものと期待される。3.高温超伝導線材に関しては,現在では希土類系の次世代高温超伝導薄膜線材が精力的に開発されているところである。本研究では,同線材の特性のばらつき,基板の厚みまで上記機器の設計に反映することで,要求される特性の均一性や基板の厚みに関する指針を示した。このような機器設計側から線材開発へのフィードバックを行うことにより,機器開発と線材開発の相乗効果が見込まれる。近年ニーズの高まる瞬時電圧低下対策として実用化の始まっている超伝導磁気エネルギー貯蔵(SMES)システムに関して,以下に述べる成果により高温超伝導化・高機能化の可能性を示した。1.エネルギー貯蔵部である高温超伝導コイルに関して,酸化物高温超伝導材料特有の特性(磁気異方性)を特に考慮して遺伝アルゴリズムならびに有限要素法を用いて最適設計を行った結果,トロイダル型のコイル構成を採用することが使用線材長最小化ならびに漏洩磁界低減の観点から有効であることを示した。また,高温超伝導化が実現すれば従来の低温超伝導SMESシステムに比較して運転温度を高くできる(4K→20K)だけではなく高エネルギー密度化(10T超の磁界に対応)も実現できる見通しを示した。2.上記高エネルギー密度化は,高温超伝導線材では電磁的に高磁界中大電流通電が可能であることから実現するものであるが,この際には同線材に非常に大きな機械的応力(1GPa程度)が加わるため,それに関する実現性を議論した。そして,高強度の基板を有する次世代高温超伝導薄膜線材の有効性を示すと共に,新たな応力低減手法を考案したことで,既に商用化されているビスマス系高温超伝導線材に関しても上記高エネルギー密度システムへの適用可能性を示すことになった。3.高温超伝導化による最も大きなメリットは運転温度高温化による冷却負荷低減であるが,さらに保冷機能・廃熱機能・機械的補強機能を付加できることで以前より提案している固体窒素-微量液体ネオンハイブリッド冷媒に関して,その冷却特性のメカニズム解明ならびにネオン導入量の最適化に取り組んだ。マスフローメータを用いるなど冷媒導入量の定量評価を可能とする実験システムを構築して上記冷媒の冷却特性を評価した結果,ネオンは液体状態として存在するだけでよく,上記優れた冷却特性はヒートパイプによる効果であることが示唆された。また,特に保冷機能が重視される応用に向けて,ネオンも固体状態で用いる固体窒素-微量固体ネオンハイブリッド冷媒を提案した。
欠測値を含む成長曲線モデルにおける統計的仮説検定

経時的な実データのモデル化のひとつである「成長曲線モデル」において,データが単調欠測し(一度欠測するとそれ以降も欠測し続け)てしまっていることが多々みられるが,その際の統計的推定や仮説検定手法についての十分な議論がない.そこで本研究では(A)単調欠測データの下での成長曲線モデルにおけるパラメータの推定及び検定に取り組む.さらに課題(A)に関連して(B)単調欠測データにおける分散共分散行列に関する検定(C)単調欠測データにおける平均ベクトルの検定に対する新たな検定手法の提案にも取り組む.それぞれの課題について,検定統計量及びその帰無分布を導出し,欠測データに対する新たな検定手法を開発する.経時的な実データのモデル化のひとつである「成長曲線モデル」において,データが単調欠測し(一度欠測するとそれ以降も欠測し続け)てしまっていることが多々みられるが,その際の統計的推定や仮説検定手法についての十分な議論がない.そこで本研究では(A)単調欠測データの下での成長曲線モデルにおけるパラメータの推定及び検定に取り組む.さらに課題(A)に関連して(B)単調欠測データにおける分散共分散行列に関する検定(C)単調欠測データにおける平均ベクトルの検定に対する新たな検定手法の提案にも取り組む.それぞれの課題について,検定統計量及びその帰無分布を導出し,欠測データに対する新たな検定手法を開発する.
それぞれのクマの春と夏の過ごし方－個体レベルの生態学的・生理学的研究－

これまでの研究により,ツキノワグマは秋期の飽食期に蓄えた体脂肪を,冬眠期間中のみならず,冬眠明け後の春から夏にかけても継続利用することを確かめた。春から夏は,高栄養で採食効率の良い食物の獲得が難しいためである。そのためクマは,春期から活動を徐々に上昇させるものの,動き回るとエネルギー収支がマイナスになる夏期後半には,活動を停滞させる。しかし,春から夏は,成獣メスの育児時期であり,成獣オスや単独のメスには発情期という種の存続をかけた時期にあたる。新しい研究技術を用い,春から夏のクマの個体レベルでの行動と生理に関する相違を明らかにすると共に,秋期以前の人里へのクマの出没機構の解明にも役立てる。
CROSS MODAL ATTENTIONの生理心理学的研究

平成5年度の研究計画に従い、以下の二つの研究を行った。1.体性感覚刺激によって喚起された空間的注意が視覚刺激の情報処理に及ぼす影響について誘発脳波を用いて検討した。被験者の左右の人さし指に与えた体性感覚刺激と眼前のパネルに呈示した視覚刺激の位置が一致した場合と一致しなかった場合とで、頭皮上8部位から脳波を導出して視覚刺激に対する誘発脳波の振幅を比較した。その結果、体性感覚刺激-視覚刺激の順で刺激を呈示した場合の視覚誘発電位は位置が一致した場合の方が振幅が増大した。さらに視覚刺激一体性感覚刺激の順で刺激を呈示した場合の体性感覚誘発電位も位置が一致した場合の方が振幅が増大した。これらの振幅の増大は刺激間間隔に依存しており、刺激間間隔が100200msで最も増大し、50及び400msでは増大しなかった。以上の結果から視覚と体性感覚の間での空間情報を媒介としたcross modal effectが確認された。2.自発的注意が体性感覚誘発脳磁波に及ぼす影響について誘発脳磁波を用いて調べた。37チャネル脳磁波計測システムを用いて左右の人差し指に体性感覚刺激を呈示し、被験者が刺激が呈示される指に注意を向けた場合と無視(もう一方の手の人指し指に注意)した場合とで体性感覚誘発脳磁波を比較した。その結果、意識的な注意によって第一次体性感覚野の活動は変化せず、第二次体性感覚野に等価電流ダイポールを持つ誘発成分(潜時約100ms)の増大が認められ、特に刺激と同側の第二次体性感覚野で顕著であった。このことから、体性感覚の注意メカニズムに第二次体性感覚野、特に刺激と同側の第二次体性感覚野が大きく関与していることが示唆された。
ハダカデバネズミの寿命はなぜ10倍長いのか? -抗酸化制御に関する遺伝子の単離-

ハダカデバネズミ(Hg)のレトロウイルスcDNAライブラリーの作製し、マウス胎児繊維芽細胞(MEF)に遺伝子ライブラリーを導入し、クライシスを超えて増殖が停止せず増殖し続ける細胞コロニーを単離した。また、Hgは癌遺伝子に対して強い抵抗性を示すことから、Hgの癌抑制遺伝子を単離する目的で、癌遺伝子のv-rasで癌化したNIH3T3細胞に導入し、癌形質を消失させる遺伝子の単離を行った。これらの形質を変換させる候補遺伝子をクローニングし、機能解析を行った。1)ハダカデバネズミ(Hg)のレトロウイルスcDNAライブラリーの作製:Hgの生後、1-2週間後の個体から、脳、肝臓を採取し、RNAを精製後、Oligo(dT)をアニールし逆転写酵素によって1st strand cDNAを合成し、PCR反応にて二本鎖cDNAを合成した。PMXsレトロウイルスベクターにcDNAを挿入し、大腸菌に形質転換し、cDNAライブラリーを作製した。作製したcDNAライブラリーを、レトロウイルス産生細胞であるPlat-E細胞に遺伝子導入し、2日後に培養上清を採取することでウイルス化した。2)発現クローニングによる遺伝子スクリーニング:マウス胎児繊維芽細胞(MEF)に遺伝子ライブラリーを導入し、クライシスを超えて増殖が停止せず増殖し続ける細胞コロニーを単離した。また、Hgは癌遺伝子に対して強い抵抗性を示すことから、Hgの癌抑制遺伝子を単離する目的で、v-Rasで癌化したNIH3T3細胞に導入し、癌形質を消失させる遺伝子の単離を行った。Cre-loxPシステムで、Cre遺伝子を細胞に導入することによって、非特異的な細胞株を排除した。これらの細胞クローンからゲノムを回収し、PCR法にて、cDNAを増幅し遺伝子配列を決定した。3)上記2のスクリーニングで、細胞老化を抑制するHg由来の遺伝子は現在のところ単離されていないが、癌形質を強く抑制する遺伝子は2個単離し、そのうちの1つはホモロジー検索からHgのVimentinであることがわかった。Vimentinは間葉系に特異的な中間径フィラメントであるが、マウス由来のVimentinと比較し、なぜ、HgのVimentinが強い癌抑制効果を持つのかを今後明らかにしていく。さらに、Cre-loxPシステムで、Cre遺伝子を細胞に導入することによって、増殖を停止する細胞クローンを選択した。この細胞クローンからゲノムを回収し、PCR法にて、cDNAを増幅し遺伝子配列を決定した。3)遺伝子の上記の回収した遺伝子機能を解析する上で、Hg上皮由来線維芽細胞株の培養条件の至適化を行った。ハダカデバネズミのcDNAライブラリー作製に関しては研究計画書通り進行している。しかし、発現クローニングによって単離された遺伝子の機能を解析する上で、Hg上皮由来線維芽細胞株の培養が必要であるが、現在のところ、培養条件の至適化がうまく行っておらず、このために平成24年度の研究計画が遅れる可能性がある。早急に原因を解明しトラブルシュートすることに努める。1)現在のところ、脳由来組織の遺伝子ライブラリーの合成に成功しているが、今後、肝臓と上皮由来線維芽細胞の遺伝子ライブラリーの合成も行う。ただし、研究計画書に記載した、脾臓と心筋、精巣に関しては、回収した組織が量的に少なかったために、この組織由来のライブラリーの合成は行わない。2)Hg上皮由来線維芽細胞株を用いた細胞生物学的手法により、発現クローニングによって単離された遺伝子の機能解析を行う。3)研究計画書には記載していないが、Hg上皮由来線維芽細胞株が癌遺伝子による癌化に対して極めて強い抵抗性を示すことが明らかになったために、23年度、行ったのと同じ発現クローニングの手法を用いて、癌抵抗性を付与する遺伝子の単離を行う。1)遺伝子ライブラリー合成のための試薬の購入2)ゲノムからの遺伝子単離と配列決定に必要な試薬の購入3)細胞生物学的な解析を行う上での試薬の購入4)発現クローニングによる遺伝子単離に必要な試薬の購入
内生的な消費税と消費の外部性の理論的な関係

消費の外部性と消費税率の理論的な関係について分析された論文を3本執筆することができた。論文は85%のレベルで完成しており、レフリー制の経済ジャーナルへ掲載されるように細かな点を修正している。本研究は消費の外部性と政府の予算制約式を満たすように内生的に調整される消費税率が、経済的な歪みとして、経済成長経路に及ぼす影響の類似性を整理することが目的である。主な発見点は1)King and Rebeloの効用関数を用いた場合、両者の完全なる同質性が成立すること2)他の効用関数を用いても両者の密接な類似性が成り立つこと3)ホモセティクな効用関数を用いても消費の外部性は非決定性をもたらしうること4)King and Rebeloの効用関数の構造的不安定性を示したこと。以上の4点があげられる。少しでも高いランクのレフリー制の経済ジャーナルへ掲載されるように努めるつもりである。そのためには本研究で発見されたことの重要性を説得力のある形で執筆する必要があることはいうまでもない。本年度は1年目ということで,自身の問題意識に基づいて理論モデルを組み立て,自分自身が予想する結論が得られるかどうかの確認を行った.具体的にはラムゼーの最適成長モデルを用いて消費の外部性と内生的な消費税の関係を理論的な整理を行ったのだが,RBC理論などでよく使われるKing, Plosser and Rebelo (LME,1988)タイプの効用関数の時,全く異なる経済的な歪みである消費の外部性と内生的な消費税は経済の動学的な成長経路に全く同じ影響をもたらすことが示せた.今後は異なるタイプの効用関数を用いたとき,上記の結論がどのように修正されるかを考察していきたい.研究実績の概要のところでも示している通り,RBC理論などでよく使われるKing, Plosser and Rebelo (LME,1988)タイプの効用関数の時,全く異なる経済的な歪みである消費の外部性と内生的な消費税は経済の動学的な成長経路に全く同じ影響をもたらすことが示せたことにより,論文の形でまとめることが可能であると考えられ,経済ジャーナルへの投稿も可能であると考えられるから.本年度は消費の外部性と消費税が経済成長経路に及ぼす影響(動学的効果)の類似性が家計の効用関数の形状とどのような関係にあるかを理論的に解明することができた.具体的にはRBC理論(景気循環論)でよく用いられるKing etal (1988)型の効用関数のときは,上記の2つの経済学的歪みは成長経路に対して全く同じ影響を及ぼすことが証明できた.すなわち全く異なる2つの経済的歪みである消費の外部性と消費税の等価性を証明することができた.また,成長分析でよく用いられる消費と余暇が分離された効用関数や消費に関する所得効果が存在しないGreenwood et al (1988)型の効用関数を用いて同様の分析を行った.結果は余暇に関する定常値の値が二つの歪みのケースにおいて異なるので,King et al (1988)型の効用関数のケースのような同質性の結論は成り立たなかった.しかしながら極めて強い類似性が存在することは証明できた.上記の分析から正の消費の外部性は消費に対する課税を意味し,負の外部性は消費に対する補助金を意味することから,経済にとって最適な消費税率を求める際は消費の外部性の大きさを正確に見積もることが重要であることがインプリケーションとして導かれた.2年目ということで,この分野の理解がかなり深まり,モデルを組み立てて計算する作業が以前にもましてスムーズに行うことができたことが大きい.しかしながら数値計算の知識が今一つなので,シュミレーションなどの分析もこれから加えて,論文の完成に努めたい.マクロ動学的観点からの消費の外部性と消費税の類似性について研究を行ってきたが、このテーマで3本の論文を執筆中である。論文そのものはまだ完成していないが、限りなく完成に近いところまで来ている。具体的な進捗内容は、1本目の論文に関しては,鞍点経路が確保されるいくつかの効用関数を用いて,上記の2つの外部性が鞍点経路に及ぼす影響が完全に等しくなるケースと極めて似通った影響を与えるケースを発見することができた。2本目の論文は、消費と余暇に関する一般的なホモセティックな効用関数を用いて、消費税率と非決定性の理論的な関係を整理した。その税率がOECD諸国の消費税率と似通っていることもシュミレーションで示すことができた。さらにこの効用関数で、「どうであれば消費の外部性と類似的な影響を安定性に及ぼすか?」についての整理も行った。3本目の論文は、効用関数に余暇に関する所得効果がない場合の効用関数を用いて、消費税率と消費の外部性が非決定性の発生に極めて似通った影響を及ぼしうることを発見でした。また、今年度は2017年9月21日から在外研究でアメリカ合衆国のUniversity of WashigntonとColumbia Universityへ半年ずつ行っているが、そこでもこのテーマで研究を行っている。特にUniversity of WashingtonのStephen Turnovsky教授からは論文に目を通していただいたり、彼のゼミで研究報告をさせていただき、修正すべき箇所をご指摘いただいた。在外研究の行きの旅費および正式な開始までの宿泊費などを科研費で使わせてもらった。今年度から在外研究へ行っており、授業と学内行政を免除されていることから、研究そのものは順調に進んでいる。

科研費の期間を3年から4年へ延長したのは、完成度を高めて、よりランクの高い経済ジャーナルへ投稿するためである。消費の外部性と消費税率の理論的な関係について分析された論文を3本執筆することができた。論文は85%のレベルで完成しており、レフリー制の経済ジャーナルへ掲載されるように細かな点を修正している。本研究は消費の外部性と政府の予算制約式を満たすように内生的に調整される消費税率が、経済的な歪みとして、経済成長経路に及ぼす影響の類似性を整理することが目的である。主な発見点は1)King and Rebeloの効用関数を用いた場合、両者の完全なる同質性が成立すること2)他の効用関数を用いても両者の密接な類似性が成り立つこと3)ホモセティクな効用関数を用いても消費の外部性は非決定性をもたらしうること4)King and Rebeloの効用関数の構造的不安定性を示したこと。以上の4点があげられる。少しでも高いランクのレフリー制の経済ジャーナルへ掲載されるように努めるつもりである。そのためには本研究で発見されたことの重要性を説得力のある形で執筆する必要があることはいうまでもない。今後はRBC理論などでよく使われるKing, Plosser and Rebelo (LME,1988)タイプの効用関数以外の効用関数,たとえば経済成長理論でよく使われるCRRAタイプの効用関数などのとき,えられた結論がどのように修正されるのか,このことを明らかにしたい.さらに数値計算なども行い,論文の質を高めていきたいと考えている.また,今年度の夏以降に海外の学会などで研究報告を行い,有識者からコメントをもとに完成度を高めたいと考えている.モデルを組み立てて,理論的な計算を行う作業はこの2年間でほぼ完成した.残りの1年は論文の質を高めるためにシュミレーションを付け加えること.それを可能にするために数値解析の知識を身につけること.また,完成形に近づいている論文を海外の学会で積極的に発表をし,有識者からコメントをもらい,加筆修正を重ねて論文を完成させたいと考えている.そしてできるだけ早く権威のある国際ジャーナルへ論文の投稿を行いたい.研究そのものはほぼ完成している。よって、あとはOnline Englsihなどの団体に英文校正を依頼して、読みやすい論文に直してもらこと。さらに海外の学会および研究会に参加し、発表を行い、有識者からコメントをもらい、若干の修正を行ったうえで、論文をランクのできるだけ高いジャーナルへ投稿したいと考えている。昨年度の海外出張の費用が予想以上にかかってしまい,年3回予定していた海外出張の数を2回に減らしたため完全に使い切ることができなかった.論文がほぼ完成するであろう3年目のほうが,論文を執筆中である2年目に比べて,海外出張し学会で発表する回数が多いと思ったので,そのことを考慮して次年度使用額がプラスになるようにした.研究そのものは決して遅れていないのだが、さらに完成度を高めて、よりランクの高い経済ジャーナルに論文を投稿するためには、もう1年時間が必要と判断したため。使用計画は、ほぼ完成に近い3本の論文をOnline Englsihなどの団体に英文校正を依頼すること。また、海外のカンファレンスなどで研究報告を行い、有識者からコメントをもらい、若干の修正を行い、ジャーナルへ投稿する。
好酸球増多症におけるグルココルチコイドの作用点およびその機序の解析

[1]好酸球増多症モデルを活用して、骨髄細胞における好酸球の供給量に対してステロイド性抗炎症薬がどのような影響を与えるかを解析した。Dexamethasoneをラットに投与した後に感作を行い、2回目の感作から7日後の骨髄細胞の好酸性顆粒を持つ細胞の割合、major basic protein(MBP)の蛋白質量、及びそのmRNAレベルを測定した。感作ラットの骨髄細胞中の好酸性顆粒を持つ細胞の割合、MBPの蛋白質量及びそのmRNAレベルは、無感作ラットに比べて増加するが、この増加はdexamethasoneを投与しても抑制されなかったことから、感作時に投与したdexamethasoneは骨髄における好酸球の供給量に影響を与えないことが示唆された。[2]好酸球増多症モデルを活用して、好酸球の生存や活性化に関係するサイトカインの1つであるinterleukin5(IL-5)の産生にステロイド性抗炎症薬がどうような影響を与えるかについて解析した。即ち、アスカリス抗原エキスで感作したラットの腹腔に抗原液を注入し、6時間後に採取した腹腔浸潤白血球中のIL-5 mRNAレベルをRT-PCR法によって解析した。また、抗原刺激3時間前にdexamethasoneを投与して、抗原刺激6時間後の腹腔浸潤白血球中のIL-5mRNAレベルがどのような影響を受けるかについても検討した。その結果、無感作ラットの腹腔に抗原液を注入しても6時間後の腹腔浸潤白血球中のIL-5 mRNAはほとんど検出されなかったが、感作ラットの腹腔浸潤白血球中には高いレベルのIL-5 mRNAが検出された。また、抗原刺激3時間前にdexamethasoneを投与すると抗原刺激6時間後の腹腔浸潤好酸球数及び浸潤白血球のIL-5 mRNAレベルは減少した。従って、浸潤白血球が産生するIL-5は好酸球浸潤に何らかの関与をしており、dexamethasoneが好酸球浸潤を抑制する理由の1つとしてIL-5の産生が抑制されるためであることが示唆された。[3]ラット腹腔好酸球とラット腹腔好中球の生存期間に対するステロイド性抗炎症薬を検討した。ラット腹腔好酸球とラット腹腔好中球をそれぞれdexamethasone存在下で培養した結果、dexamethasone非存在下で培養した場合に比べてラット腹腔好酸球の生存期間は短縮し、ラット腹腔好中球の生存期間は延長した。また、dexamethasone存在下で培養したラット腹腔好酸球のゲノムDNAからはladder formationが検出されたことから、アポトーシスが誘発されていることが明らかになった。一方、ラット腹腔好中球をdexamethasone存在下で培養すると、アポトーシスの誘発が抑制されることが明らかになった。従って、dexamethasoneはラット腹腔好酸球とラット腹腔好中球のアポトーシスに対して異なる効果を与えることが明らかになった。また、dexamethasone存在下で培養したラット腹腔

好酸球のゲノムDNAからはladder formationが検出されたことから、アポトーシスが誘発されていることが明らかになった。一方、ラット腹腔好中球をdexamethasone存在下で培養すると、アポトーシスの誘発が抑制されることが明らかになった。従って、dexamethasoneはラット腹腔好酸球とラット腹腔好中球のアポトーシスに対して異なる効果を与えることが明らかになった。
強磁場による血栓溶解制御に関する研究

本研究では、血栓を構成するの主要な成分である血栓線維素(フィブリン)が溶解する現象に関して強磁場がどの様な作用を及ぼすかについて調べ、以下のような成果を得た。まず、血栓溶解過程に対する勾配磁場の影響の有無について実験的考察を行った。磁場を与えない状態で凝固させたフィブリン・ゲルにプラスミンを添加し、58Tおよび50T/mの勾配磁場でフィブリン溶解実験を行った。フィブリン平板法およびフィブリン・カラム法を用いた測定より、磁場と磁場勾配の積が最大370 T^2/mの勾配磁場においてフィブリン溶解反応を観測した場合、フィブリン溶解量が増加することを見い出した。強磁場を用いて体外から反磁性磁気力を作用させることで、非侵襲的な血栓溶解制御を行う手法について、定性的な考察を行うことができた。さらに、巨大高分子であるフィブリン重合体の磁気泳動現象、すなわち、勾配磁場空間におけるフィブリンの濃度分布変化を観測した。磁場と磁場勾配の積が最大370 T^2/mの高勾配磁場中において分子量約34万D(ダルトン)のフィブリン単量体が重合する場合、約50%の濃度変化を観測した。フィブリン重合体が磁気力による磁気泳動を行った結果、フィブリンの濃度変化が生じたものであり、この磁気泳動現象が溶媒であると水と溶質であるフィブリンの体積磁化率の差に起因することを明らかにした。58Tの磁場空間において熱エネルギーに匹敵する磁気エネルギーを持つフィブリン重合体は57個から150個のフィブリン単量体が重合したものであることを算出した。これらの考察をもとに高分子物質の新しい磁気泳動法の可能性を提案した。
メタ計算の進化的探索に基づく正当で効率的なプログラムの自動生成

メタ計算は、仕様から正当なプログラムを生成するための新しい方法である。メタ計算では、計算状態の束をメタ節集合で表現し、メタルールで変換を次々に行うことによって新しいメタ節を得る。最初と最後のメタ節集合のペアから正当なルールを得ることができ、そのようなルールを集めることによって、プログラムを得ることができる。得られたプログラムの(部分)正当性は、個々のメタルールの正当性から保証できる。正しいメタルールを仕様から作る方法もすでに与えられている。このルール生成のパラメータは、最初のメタ節集合とルール適用の2つである。ルール適用は、メタ節集合のどの位置にどのメタルールを適用するか、それを何回繰り返すかである。本研究では、これらのパラメータを遺伝子にコーディングして、進化的探索によって、よりよいルールを低コストで発見する方法を提案した。その際、ルールの評価として、分岐数が少なく、節のサイズが小さいものを優先する指標を用いた。ポイントとなるのは遺伝子へのコーディングである。ルール適用の可能性はそのときのメタ節集合によって大きく変わるので、あらかじめ遺伝子の空間を固定するのは得策ではない。そこで、メタ節集合とメタルールが与えられたとき、ルール適用の可能性の集合を高速に計算する手法や、その中のルール適用の1つの可能性をメタ節集合に適用して、次のメタ節集合を求める手法を考案し、それらをET言語に組み込み述語として導入した。これにより、メタ計算を基礎とした進化的探索のアルゴリズムの実現が容易になり、メタ計算の探索に基づくプログラム生成を効率的に行うことが可能になった。メタ計算は、メタ節の集合を等価に変換する計算である。メタ節はメタアトムからなる。メタルールをメタアトムにマッチさせ、それを別のメタアトム(集合)に変換するシステムが構築された。メタ計算は非決定的であり、「どこのメタアトムにどのルールを適用するか」によっていろいろな計算が可能である。適切な変換の道筋を選べば、与えられたメタ節は十分簡単化され、よいルールを生み出すことができるが、適切な道筋から外れると、メタ節は簡単なものにはならず、よいルールは得られない。そこで、道筋の選択方法とメタ計算結果の関連を調べるために、具体的なメタ節とそれを変換するメタルールが与えられたときに、どのような基準でメタアトムとメタルールを選べば、どのような結果が起こるかを実験的に調べ上げるシステムを構築した。このシステムを用いて、実験を行ない、メタアトムとメタルールの選択を指定する方式の検討を進めている。その過程で、本システムが多様な実行をシミュレートしながら行っているために、実行速度が十分でないことが問題となり、新たに、プログラミング言語ETのレベルで多分岐実行を行えるように、ETの拡張を行った。これはワールド機構と連携した方式であり、これを用いることにより、最終的なプログラム生成システムでも高速実行が期待できるようになっている。さらに、システムの実用性を高めるために、ET言語のコンパイラやプログラム変換システムが構築された。この実験装置で得られる知見をもとに進化的探索の有効性を確認する研究は次年度に本格的に行う予定である。
海綿動物の無性生殖による浮遊分散機構の解明

海綿動物では未知の現象であった浮遊性芽球について,芽球を形成するフウライカイメンの分類学的再検討や浮遊性芽球の起源,芽球の形成および浮遊沈降機構の解明,分散過程の解明を目指して研究を行った.その結果,フウライカイメンはセンコウカイメン科のうち共生褐虫藻類をもつ単系統群に含まれることがわかった.また,フウライカイメンは芽球の形態および遺伝的に異なる2種からなることが判明した.芽球の形成過程や浮遊および沈降機構については,当該年度中に充分な成果を得ることができずこれからの課題である.平成24年度は, 1.フウライカイメンの姉妹群の探索,および,フウライカイメンの浮遊性芽球の沈降メカニズムの調査を行った.1については,これまでの研究で行っていた40種2遺伝子を用いた解析から種数と遺伝子数,塩基配列数を増やし, 56種3遺伝子を用いた解析を行った.その結果,フウライカイメンが共生褐虫藻をもつ一群とクレードを形成することは再度支持されたが,明確な姉妹群は引き続き不明となった.今後は外群の選定や解析方法を精査し,再度分子系統解析を行う予定である.2については,沖縄県島尻群座間味村の阿嘉島臨海研究所を基地として実験を行った.近隣の渡嘉敷島にて生きた芽球や未成熟の芽球を有したカイメンを採集,屋外水槽にて飼育し,昼間および夜間に観察を行った.その結果,昼間の太陽光により体表で盛んに気泡が形成されることで,芽球が浮遊することが判明した.しかし,芽球は夜間においても浮遊したままであり,沈降メカニズムは不明なままであった.浮遊性芽球は,沈降できなければ分散を行う上では死滅回遊のような異常な状況にあると考えられる.一方,屋外水槽での飼育では自然状態とは異なる要因が働いていることも考えられる.今後は飼育実験ではなく,野外での実験や経時観察に重点をおいた研究を行う予定である.平成25年度は, 1.フウライカイメンが含まれるセンコウカイメン科とその近縁科の分子系統解析, 2.フウライカイメンの姉妹群の探索, 3.フウライカイメンの隠蔽種の探索を行った.1については, 50個体44種3遺伝子を用いた解析を行い,センコウカイメン科とその姉妹群であるPlacospongiidae, Acanthochaetetidae, Spirastrellidaeの明瞭な系統関係を得ることができた.更にセンコウカイメン科内においてはPione属を除いたいずれの属も単系統群にはならず,新たに4つの属を再定義する必要があることが判明した.塩基配列を更に増やした予備的な解析からは,これら4つの属の系統関係も明瞭になりつつあり,非穿孔型のカイメンから穿孔型のカイメンへの進化および穿孔型のカイメンの中での様々な適応放散の概要が判明しつつある.2については,フウライカイメンのCO1遺伝子を得ることができなかったため, 1の解析とは別に54個体47種2遺伝子を用いた分子系統解析を行った.その結果,これまで不明であったフウライカイメンの姉妹群がカリブ海にのみ生息するSpheciospongiavespariumであることが判明した.またこれら2種の姉妹群がCliona variansであることも判明し,フライカイメン以外の2種が無性生殖の芽球を形成するかどうかも含め,浮遊性芽球の起源について更に詳細に調べる必要がある.3については,琉球列島各地およびマレーシアから得られたフウライカイメン合計32個体を材料とし, ALG11遺伝子を用いた分子系統解析を行った.この結果,フウライカイメンを2種に分けることが妥当であることが明らかとなってきている現在,これら2種を分ける各種形態形質の探索を行っているところである.海綿動物では未知の現象であった浮遊性芽球について,芽球を形成するフウライカイメンの分類学的再検討や浮遊性芽球の起源,芽球の形成および浮遊沈降機構の解明,分散過程の解明を目指して研究を行った.その結果,フウライカイメンはセンコウカイメン科のうち共生褐虫藻類をもつ単系統群に含まれることがわかった.また,フウライカイメンは芽球の形態および遺伝的に異なる2種からなることが判明した.芽球の形成過程や浮遊および沈降機構については,当該年度中に充分な成果を得ることができずこれからの課題である.平成23年度は, 1.既に採集し保管してあったフウライカイメン標本を用いた分類学的研究,および, 2.フウライカイメンの分布域の野外調査を行った.1では外部形態および骨片の観察を行い,一部の標本についてはDNAを抽出して分子系統解析を行った.その結果,原記載において3亜種とされたもののうち,小さな塊状のもの及び上面が平らな大きな塊状のもの(合わせて"塊状"とする)と,枝状を呈するものの間に遺伝的差異が見られた.この違いは他種との比較から異種間の違いがあることが示唆された.これら2形態群の間で骨片の形態や大きさの違いは見つかっておらず,インド・西太平洋産のSpheciospongia属の分類学的再検討を進める上でカイメン自体の外形も考慮する必要がある.2では沖縄県島尻群座間味村の阿嘉島において島のほぼ全周の浅瀬をまわってフウライカメンの分布を調べた.その結果,フウライカイメンの個体群は観察されなかった.