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畑地潅漑用水の水質とその適正限界

そこで、この問題に対処する為に畑地潅漑用水の水質およびその適正な基準に対する考え方を明らかにする目的で、以下の共同研究が実施された。(1)畑地潅漑用水の水質障害の実体を明らかにする為に、霞ヶ浦用水システムの全般に渡る流量および各種水質項目の調査測定を行い、送水過程に伴う水質変動の構造を重回帰分析によって解析した。一方、潅漑施設及び作物に対する障害の観点から、アオコの水質指標としてのChl-aの限界値を予測し、重回帰分析の結果に基づいて各種水質項目の限界値を推定した。(鈴木)(2)潅漑水の水質濃度と作物生理システムの関係を明らかにする為に、雨よけハウス内におけるソバを対象にポット試験および圃場試験による生育状態、収量に対する水質悪化の影響の検討がなされた。その結果、アオコ混入しない場合には若干分枝の種子数、種子重が少なくなるものの、分枝数、固体の種子重、茎重、千粒重には有意さは認められなかった。(遠藤)(3)水質水理学的見地より、混入したアオコの分離特性と水質負荷として考えた場合の酸素消費特性を考察した。その結果、アオコの分離特性を定量化する上で基本となる1コの細胞の密度とその酸素消費原単位が決定された。(足立)(4)アオコの防止策の有効性を検討するために、アオコの分解過程がオゾン紫外線処理及びタンニン酸の添加を対象に検討された。その結果、オゾンおよび紫外線のアオコの生理活性に対する阻止効果が照射強度と処理時間の関係で定量化され、フロック形成はその関係に大きな影響を及ぼすことが明らかにされた。(前川、宮崎)
紫外共鳴ラマン分光法による蛋白質に結合したアデニンヌクレオチドの構造研究

本研究は、紫外共鳴ラマン分光を用いて、蛋白質(サイクリックAMP受容蛋白質(CRP)や乳酸脱水素酵素)と複合体を形成した状態のアデニンヌクレオチド(サイクリックAMP (cAMP)やNADH)の構造を明らかにすることである。これらヌクレオチドは蛋白質のアロステリックエフェクターとなっており、その構造を知ることは重要である。260nm励起光を用いることで,CRP-cAMP混合系において,cAMPに選択的な共鳴ラマンスペクトルを測定することができた。このスペクトルより,CRPに結合したcAMPについて,そのコンフォメーションとアデニン環の水素結合状態について詳細な知見が得られた。関連実験として,CRPに結合したcGMP (cAMPと同様にCRPに結合するが,CRPを活性化しない)の紫外共鳴ラマンスペクトルも測定した。これにより,CRPに結合したcGMPについても構造情報が得られた。CRPに結合したcAMPとcGMPの構造を比較することにより,アロステリックエフェクターの構造とCRPの活性にどのような関連があるかについて,議論することができた。一方,乳酸脱水素酵素に結合したNADHについては,蛍光の妨害により,260nm励起のスペクトルを測定することはできなかった。励起光を変化させる実験などを行ったが,現在のところ満足の行く結果は得られていない。本研究により,紫外共鳴ラマン分光法は,蛋白質に結合したヌクレオチドの構造を研究するのに優れた手段であることが明らかとなった。現在のところ,乳酸脱水素酵素のように本法を適用し難い蛋白質もあるが,測定法の改良などにより,紫外共鳴ラマン分光法は多くの蛋白質について,それに結合した核酸誘導体の構造を研究する手段になると期待される。
戦時期栃木県における農業・農村構造と満蒙開拓移民

本研究の目的は,栃木県における農業・農村構造と関連させて満洲開拓移民の実態を解明することである.そのために,第1に国および県の移民政策の経緯,第2に県内の農山村経済更生運動の展開過程,第3に満洲移民の実態の三つの柱をたてて調査・研究してきた.1.戦時下の満洲移民には三つの形態がある.その第1は「武装移民」であり,第2は「青少年義勇軍」であり,そして第3は「分村移民」である.第1の「武装移民」については那須町千振において3回にわたって体験者からヒアリング調査を行った.この体験者は栃木県出身者をはじめ東北・北陸地方の各県や長野県等の出身者で満洲千振開拓団の帰国者である.第2の「青少年義勇軍」については西那須野町において当地より渡満し帰国した体験者のヒアリング調査を行った.第3の「分村移民」については茂木町須藤村と那須町大谷において文書調査およびヒアリング調査を行った.後者は山形県西村山郡大谷村の分村移民団の帰国者である.2.文献資料調査は,滋賀大学経済学部経済経営研究所および山口大学経済学部東亜経済研究所所蔵の満蒙関係資料を大量入手し,宇都宮大学附属図書館所蔵資料とともに利用することができた.また茂木町役場をはじめ県内における文書を複写収集した.さらに「経済更生運動資料集成」等の刊本も利用した.3.以上の調査・研究により,満洲移民は農村の小作制度にもとづく国策としての「棄民」であるという実態が解明されたが,栃木県においては都会への出稼者や中小商工業勤労者等が含まれる.今回の報告書では「分村移民」をとりあげ,芳賀郡須藤村では補助金を受けたにもかかわらず,そして国・県の強力な指導にもかかわらず渡満して分村をつくるにいたらなかった事情を究明した.全貌は今後の課題である.本研究の目的は,栃木県における農業・農村構造と関連させて満洲開拓移民の実態を解明することである.そのために,第1に国および県の移民政策の経緯,第2に県内の農山村経済更生運動の展開過程,第3に満洲移民の実態の三つの柱をたてて調査・研究してきた.1.戦時下の満洲移民には三つの形態がある.その第1は「武装移民」であり,第2は「青少年義勇軍」であり,そして第3は「分村移民」である.第1の「武装移民」については那須町千振において3回にわたって体験者からヒアリング調査を行った.この体験者は栃木県出身者をはじめ東北・北陸地方の各県や長野県等の出身者で満洲千振開拓団の帰国者である.第2の「青少年義勇軍」については西那須野町において当地より渡満し帰国した体験者のヒアリング調査を行った.第3の「分村移民」については茂木町須藤村と那須町大谷において文書調査およびヒアリング調査を行った.後者は山形県西村山郡大谷村の分村移民団の帰国者である.2.文献資料調査は,滋賀大学経済学部経済経営研究所および山口大学経済学部東亜経済研究所所蔵の満蒙関係資料を大量入手し,宇都宮大学附属図書館所蔵資料とともに利用することができた.また茂木町役場をはじめ県内における文書を複写収集した.さらに「経済更生運動資料集成」等の刊本も利用した.3.以上の調査・研究により,満洲移民は農村の小作制度にもとづく国策としての「棄民」であるという実態が解明されたが,栃木県においては都会への出稼者や中小商工業勤労者等が含まれる.今回の報告書では「分村移民」をとりあげ,芳賀郡須藤村では補助金を受けたにもかかわらず,そして国・県の強力な指導にもかかわらず渡満して分村をつくるにいたらなかった事情を究明した.全貌は今後の課題である.本研究の目的は、栃木県に関わりのある満家開拓移民問題について、本地域の農業・農村の歴史的構造と関連させて解明することにある。1.本年度では、昨年度までに実施してきた栃木県西那須野町における満蒙開拓青少年義勇軍参加者の聞書調査、同茂木町における分村移民計画の調査について資料整理を完成させるとともに、同那須町千振地域の満蒙開拓移民参加者については、三度目の聞書調査を実施し、ほぼ全員からの聞書を完了し、資料整理を行った。これらの資料および「下野新聞」等の文書資料とあわせて、栃木県に関わる満蒙開拓移民の実態を把握することができた。2.昨年度に滋賀大学経済学部経済経営研究所所蔵満蒙関係文献の収集を実施したが、本年度は山口大学経済学部東亜経済研究所所蔵満蒙関係文献を採業し、現在、この資料整理をすすめており、間もなく完了する。さらに愛知大学図書館所蔵資料についても実地調査を行った。これらの各大学より収集した資料および本学(宇都宮大学)附属図書館満洲関係資料によって、国および県の満蒙移民政策、満蒙移民の実態についての文書資料は充分に整ったことになる。現在、これらについて慎重に史料批判を行い、全体像を解明している。弥栄村史および旧満洲地図集成、満洲文献目録集は、この作業に利用している。3.栃木県の県庁文書、町村役場文書および農会文書と、県内で発堀した近世文書により移民政策の受容と展開の背景となる農業・農村構造の究明を行ってきたが「地方改良運動史資料集成」および「裏山漁村経済更生運動史資料集成」所収の文献と関連さてせ検討し、研究分析をまとめつつある。4.本研究の目的のために必要な文献・資料は、若干の補充調査を残して収集・整理を完了し、基本的な研究分析もまとめの段階に入っている。
光でらせんをつくる

本研究は、従来、触媒的合成反応や超分子的相互作用を用いて制御されてきた高分子の一方向巻きのらせん構造を、光(円偏光)のみを用いて制御することを目的とした。代表者らの従来の研究成果から、光照射によるビフェニル基のねじれ-平面転移が高分子鎖の構造変化の誘起に有効であることが判明していたため、側鎖にビフェニル残基を有し、光で構造を変えられると考えられるポリ[2,7-ビス(4-t-ブチルフェニル)ジベンゾフルベン](poly-1)を合成した。合成は、光学活性アニオン開始剤およびアキラルなアニオン開始剤を用いて行った。光学活性なメントキシカリウムを用いた重合では一方向に偏ったらせん構造を有すると考えられる光学活性ポリマーが得られた。この光学活性ポリマーに非偏光を照射したところ、ポリマーの円偏光二色性スペクトルには顕著な変化が観測され、らせん構造が一部ラセミ化あるいはランダムコイル化したことが示唆された。これにより、poly-1が光で構造を変えるポリマーであることが確認されたため、次に、アキラルなpoly-1に溶液中で円偏光を照射した。しかし、光照射後のポリマーは優位なキラル物性を示さなかった。これは、この物質の溶液中でのKuhn非対称因子が非常に小さいためと考えられた。そこで、次にアキラルなpoly-1を薄膜状にして円偏光を照射したところ、薄膜はキラル物性を示し、光により一方向に偏ったらせんが形成したことが示唆された。2,7-ジブロモフルオレノンを出発物質としてモノマー原料である2,7-ジ-t-ブチルフェニル-9-フルオレノンを合成した。これを還元して2,7-ジ-t-ブチルフェニル-9-フルオレノールとし、さらに、このアルコールをアクリル酸塩化物と反応させることにより、モノマーであるアクリル酸2,7-ジ-t-ブチルフェニル-9-フルオレニルを高収率で得た。モノマーの構造は核磁気共鳴スペクトル、質量分析に加え、X-線結晶解析により決定した。このモノマーの、不斉配位子と9-フルオレニルリチウムとの錯体を開始剤としたトルエン中低温での不斉アニオン重合により、一方向巻きのらせん構造を有する光学活性ポリマーの合成に成功した。ポリマーのらせん構造は熱に対しては安定であったが、320nmの光を照射することによりポリマーは直ちに光学活性を失った。このポリマーの光学活性の消失が、ポリマーらせんの崩壊ではなく、一方向巻きらせんの左巻きと右巻きのらせんの等量混合物への変化(ラセミ化)に基づくものであることを、光照射後のポリマーをキラルHPLCにより右旋性の成分と左旋性の成分(左巻きと右巻きのらせん)に分割することによって証明した。ポリマーの光構造転移に対して、ポリマー側鎖のビフェニル部位の光励起によるねじれ-平面転移がまず最初に起き、側鎖の構造変化情報がポリマー鎖全体に伝わって鎖全体のラセミ化が進行する機構を提案した。
流れ場の反転が主導する新しい地磁気逆転のメカニズム

地球磁場が反転するメカニズムの解明を目的として、室内実験と数値シミュレーションによって、磁場および回転の影響下での熱対流の研究を実施した。水平磁場の影響下での液体金属の対流形態を、磁場と浮力とに関係した幅広いパラメータ領域で確立した。流れ場が反転するメカニズムの鍵は水平循環の発生であることを見出した。回転球殻でのダイナモシミュレーションを実施し、流れ場の変化と磁場の反転との対応関係を明らかにすることができた。地磁気逆転現象の解明を目指して、磁場と回転の影響下での液体金属の熱対流を中心に、複数の対流系の研究を実験と数値計算の両面から実施してきた。磁場の影響については、下部加熱による液体金属の対流を対象とした。これまでに観察されている2次元的な対流ロールの「不規則」な反転に加え、より強磁場の環境で「周期的」な反転現象が観察された。この周期的な反転運動について固有直交関数展開による解析を行い、ロール数の異なる2つのモードの競合として表すことができるという結果を得た。また、容器のアスペクト比と反転現象の関係を調べるために、これまでに使用した容器よりもアスペクト比の小さな容器を用いて実験を行った。ドイツ・ドレスデンのヘルムホルツセンターに滞在し、より強磁場の環境下から磁場を段階的に減少させていく際に、ロール対流の不安定性がどのように出現するかについて、詳細な実験を行った。回転の影響については、内部発熱により駆動される水の対流での可視化実験を行い、複数のレジームが存在することを示した。その中でも特に複雑に対流構造が変化するレジームについて、シート状の下降流を伴う対流セルの移流によるものであることを示すとともに、そのレジームの出現条件が流体層厚に対するエクマン層の厚さの比率により整理されることを明らかにした。数値計算では、これまでに構築したコードにより磁場と回転のある低プラントル数流体のシミュレーションを進めた。加えて、液体金属の容器とその外部の真空領域を数値的に扱うための新たな数値計算手法を研究した。これは座標系を変換し、容器外部の空間におけるポテンシャル方程式を、同じ形状をした容器内部の空間にマップすることで有限の格子点数でポテンシャル問題を数値的に解く方法である。また、そうして得られる楕円型の方程式を高速に解くためのマルチグリッド法コードを開発した。地磁気逆転現象の解明を目指して、磁場と回転の影響下での液体金属の熱対流を中心に、いくつかの対流系の研究を実験と数値計算の両面から実施した。磁場の影響については、「下部加熱・上部冷却による液体金属の対流」を対象とした。ドイツの研究所と協力することで印加する磁場強度を大幅に上げることに成功し、対流パターンのレジームダイヤグラムで扱う磁場とレイリー数の範囲を拡大した。これまでの実験結果からの外挿による予測が実証された一方で、流れ場の新たな挙動の発見にもつながった。さらに極端な乱流領域での挙動の解明への道が開けた。回転の影響については、「内部加熱・上部冷却による水の対流」と「下部加熱・上部冷却による液体金属の対流」を対象とした。回転台を中心とした装置の改良により実現可能なパラメータの範囲が拡大し、レジームダイヤグラムができつつある。レイリー数とテイラー数をパラメータとして、「水の対流」では水平面での全体のパターンの可視化により、対流セルのサイズの系統的な変化を観察することに成功した。「液体金属の対流」では超音波ドップラー流速分布計測により、計測ライン上に存在する渦の個数から、対流セルのサイズの定量化に成功した。どちらの対流でも特徴的な時空間スケールが存在することが分かった。また、電磁流体の数値シミュレーションでも、コードの作成と検証をふまえた上で、磁場や回転の効果を入れた上述の実験結果を詳細に再現することに成功するとともに、各パラメータについての高密度なデータセットを構築しつつある。磁場をかけた液体金属の熱対流実験について、北大およびドイツのヘルムホルツセンターとの共同により、対流を駆動する温度差と印加する磁場強度を大幅に増加させることに成功した。これにより強磁場から弱磁場に設定を下げていく中で、2次元ロール構造が不安定化して振動を開始し、さらにロール数が変化するまでの詳細な過程を明らかにできた。容器内に存在するロール数はあるところまでは温度差および磁場強度とともに増加し、その関係がほぼ確立できた。容器形状とロール固有のサイズとの関係により、ロール数が容器に適合しない条件下ではロール数の変化が繰り返し起こり、これが流れ場の反転を引き起こす。磁場強度を上げていく際にはその挙動が若干異なることも観察され、履歴依存性の存在とその特徴を明らかにした。回転系での熱対流については、光による可視化が可能な水について超音波速度分布計測との比較実験を行い、超音波による液体金属の結果と照合することで、液体金属中での2次元的な対流パターンの把握への道筋をつけた。また、粉粒体の関わる地球惑星科学現象、及び、破壊を伴うマグマ輸送、に関するモデル実験とその解析を行った。これらは内核の固化にも関わるものである。数値計算では、液体金属の対流シミュレーションを実際の小さいプラントル数を用いて実現し、広いパラメータ範囲にわたって室内実験の結果を良く再現できた。そして、水平面内で大規模な循環が間欠的に生じることが流れ場の反転を引き起こすことを示した。

これは地磁気逆転のメカニズムを考察する際に重要である。一方、より高解像度を目指すための新たな計算手法として、渦度-ベクトルポテンシャル法に基づいたMHDシミュレーションのスキームを検討した。地球磁場が反転するメカニズムの解明を目的として、室内実験と数値シミュレーションの両者から、磁場および回転の影響下での熱対流の研究を実施した。室内実験での第一の成果として、水平磁場の影響下での液体金属の対流形態を、磁場と浮力とに関係した幅広いパラメータ領域で確立したことが挙げられる。これらの形態を数値シミュレーションで再現することにも成功し、流れ場が反転するメカニズムの鍵は水平循環の発生であることを見出した。水平磁場をかけたこの系では、磁場の方向に軸を持つロール構造という2次元性の強い状態から、方向性を示さないような乱流的な対流まで、磁場強度に対応して構造が段階的に遷移していくことが明らかとなった。そして固有直交分解(POD)によって流れ場を空間モード間の競合と捉えることが、対流構造とその時間変化の理解に有用であることを示した。外部から磁場をかけることは流れ場の方向性を規定する要因となり、その意味で回転の役割との対応関係がよく、外核のような回転球殻内での対流の考察に有用である。作業流体として水を用いた回転熱対流では、スキャニングPIVのシステムを構築し、準2次元的な渦構造を速度場から抽出することに成功した。また、内核の固化の過程に重要な役割を果たす固液共存系の振る舞いについても、複数の設定による幅広いパラメータ領域での実験を行った。これらの知見に基づき、地球シミュレータを用いて地球ダイナモのシミュレーションを実施し、そこに現れる流れ構造の理解を進めるとともに磁場の反転が起こりうるパラメータ領域の絞り込みをした。また、シミュレーションで得られた磁場の反転現象の前後について流れ場の詳細な解析を進めて、磁場の反転が起こる際には流れ場が大規模に変化することを実証した。一連の研究で本課題の目標である流れ場の変化と磁場の反転との対応関係を明らかにすることができた。地球磁場が反転するメカニズムの解明を目的として、室内実験と数値シミュレーションによって、磁場および回転の影響下での熱対流の研究を実施した。水平磁場の影響下での液体金属の対流形態を、磁場と浮力とに関係した幅広いパラメータ領域で確立した。流れ場が反転するメカニズムの鍵は水平循環の発生であることを見出した。回転球殻でのダイナモシミュレーションを実施し、流れ場の変化と磁場の反転との対応関係を明らかにすることができた。磁場の影響下での液体金属の対流実験ではこれまでに、チャンドラセカール数Q(磁気力)とレイリー数Ra(浮力)がともに0から10の5乗台までという広いパラメータ範囲を実現し、そこで対流の挙動を計測することができた。これは本課題で導入した大型コイルと大容量電源、高性能の恒温循環槽、等の組み合わせにより可能となったものである。低プラントル数流体での高いRaによる発達した乱流の実現、その一方で高いQの磁場による乱流の抑制、という双方の観点から、事前に必要と見積もられたパラメータ領域に到達できた。
動的地震破壊の包括的理解―破砕、摩擦発熱、熱・流体拡散、脱水反応に焦点をあてて

流体の効果に焦点を当て、物理過程のみならず化学過程をも考慮に入れて、動的地震破壊過程についての数理的・数値的解析を行った。ここで、物理過程としては、摩擦発熱、破砕、流体・熱拡散を、化学過程としては、脱水反応を仮定した。特に、上記の効果が地震発生の多様性にどのように関与するかという事について検討を行った。計算によると、脱水反応が滑りにより生成したダイラタンシーと相互作用する際に、持続的なゆっくり滑りが生じ、ダイラタンシーがほとんど生じない場合、通常の地震滑りが起こることがわかった。実効法線応力という概念をとおして、流体は地震破壊に強い影響を与える。本研究では、h破砕、摩擦発熱、熱・流体拡散、脱水反応に焦点をあて、流体が地震破壊の多様性発現にどのような効果を及ぼすかということを解析的・数値的に考察する。ただし、この問題においては、関与する変数が多いため、問題の理解のためには、系の数学的構造についての基本的理解が、不可欠となる。そのため、まずは、脱水反応が無く、破砕・流体拡散・摩擦発熱による間隙水圧変化のみを考慮に入れた一次元系についての詳細な数学的解析を行った。脱水反応の効果をモデルに組み入れる際、この成果を参照して、脱水反応の効果を見積もることができる。この研究成果は、Journal of Geophysical Researchに掲載済みである。成果の概要は、下記のとおりである。まずは、系の振る舞いを決定する無次元パラメタを求めた。初期条件が与えられれば、非弾性空隙の上限値に関係したパラメタTa、空隙生成に関するパラメタSuおよび流体拡散速度に関するパラメタSu'の三つが系の定性的振る舞いを完全に決めるということがわかった。さらに、これらのパラメタ値の変化により系の振る舞いに定性的多様性が現れることがわかった。例えば、TaとSuを変化させることにより、二つの定性的に異なる高速地震の起こり方を説明できる。その一つは、滑りの開始直後のわずかな減速後、時間とともに加速する解であるが、もう一つは、滑りが自然停止するという解である。この二つの解が存在する範囲を無次元パラメタ空間(Ta,Su)の中に決定することができた。なお、線形弾性論に基づく古典的解析では、1次元系では、滑りが自然停止するという解は存在しない。TaとSuについて比較的大きな値を仮定し、Su'に関して正の値を仮定すれば、スロー地震のモデル化も可能となるということもわかった。西南日本やアメリカ北西部などの暖かい沈み込み帯下部で発生するスロースリップの震源は、高流体圧下にあると考えられており、しかも各種鉱物が脱水反応を起こす場所と対応している。そのため、脱水反応がスロースリップ発生に関与しているのではないかと疑われている。前年度の研究で得られた知見を生かして、1次元系での脱水反応とスロースリップ発生の関係を定量的にモデル化した。なお、前年度の研究と同様に無次元量に基づいて現象の理解を試みた。比較的低温の700度Kで脱水が開始する場合と、高温の900度Kで脱水を開始する場合の二つの場合を想定し、antigorite、lawsoniteやchloriteなどの脱水を仮定した。すべりによる空隙生成に関するパラメタSuがある閾値より大きいということが、持続的なゆっくり滑りが起こるための必須条件であることがわかった。なお、初期流体圧が高い場合ほど、脱水反応に伴う空隙生成が大きいほど、透水率が低いほど、また、初期温度が脱水開始温度に近いほど、よりゆっくりとしたすべりが起こりうることがわかった。初期流体圧が高くなければならないという結果は、地震学的観測結果と調和的である。また、初期流体圧が高ければ、すべりに伴う応力効果量は低くなり、これもスロースリップに関する観測結果と調和的である。なぜ、沈み込み帯の下部で、上に述べたような大きな破砕が起こるかということは疑問ではあるが、これは、おそらく繰り返す脱水反応により破砕度が比較的高くなっているためだと思われる。前年度までに行われた1次元モデルを拡張し、本年度はスロースリップイベント(SSE)についての2次元モデリングを行った。モデル化にあたっては、流体拡散、摩擦発熱、ダイラタンシー、脱水反応と滑りの間の相互作用を仮定した。本計画期間中のこれまでの成果を総合すると、次の条件が満たされる時に、小さな滑り速度が長期継続し、SSEのモデルとなりうることがわかった。即ち、(1)ダイラタンシーの程度が大きいここと、(2)脱水反応に伴い空隙率が増大すること、(3)応力降下量が低いこと、(4)透水性が高いこと、などである。(3)は、SSEについての顕著な特徴でもある。これから、ダイラタンシーと脱水反応のカップリングが滑り発展を抑制し、高い透水性が滑りを持続させることがわかる。冷たい沈み込み帯下部よりも、暖かい沈み込み帯下部でSSEが高頻度で発生する理由は、ダイラタンシーの規模が後者の方が大きいからだと推測される。地殻浅部で発生する群発地震についての最近の研究では、非地震性滑りとカップリングした事例が多く報告されている。これは現象論的には、SSEとカップリングした微動と大変類似しており、発生機構の類似性をうかがわせる。そこで、地震現象の包括的理解を目指し、本研究計画で開発したモデルが群発地震の理解にどこまで適用可能かについての考察も本年度に行った。なお、このモデル化にあたっては2次元準静的モデルを仮定した。

このモデルでは、ダイラタンシーの発生が滑り発展を抑制し、そのため大規模地震に発展することはなく、群発地震のモデルとなりうる。また、ダイラタンシーにより周辺領域からすべり帯に向けて流体の流入が起きるが、滑り弱化領域は、常に高応力状態を維持しているため、この流体流入により継続したクリープ状の滑りが発生する。これが、群発地震とカップルした非地震滑りとして理解できよう。流体の効果に焦点を当て、物理過程のみならず化学過程をも考慮に入れて、動的地震破壊過程についての数理的・数値的解析を行った。ここで、物理過程としては、摩擦発熱、破砕、流体・熱拡散を、化学過程としては、脱水反応を仮定した。特に、上記の効果が地震発生の多様性にどのように関与するかという事について検討を行った。計算によると、脱水反応が滑りにより生成したダイラタンシーと相互作用する際に、持続的なゆっくり滑りが生じ、ダイラタンシーがほとんど生じない場合、通常の地震滑りが起こることがわかった。昨年度7月に、1次元モデルの成果を海外の論文誌に投稿したが、審査に異常に時間がかかった。さらに当該論文で仮定した物性値の値について疑問が呈された。この疑問に答えるため、物性値に再計算を行い、数値計算を実行しなおした。物性値の計算は海外の共著者が行ったが、連絡に時間がかかり、さらにひとつひとつの数値計算に時間がかかったため、原稿の修正に予想外に時間がかかった。地震学1次元モデルについての原稿の修正は、ほぼ終了した。5月頃には再投稿の予定である。これを拡張した2次元モデルについては、プログラムは完成したので、その後、直ちに本計算に取り掛かり、今年度中にこれも論文として投稿したい。脱水反応の効果を見積もるために、その効果を仮定しない場合の1次元解析については、すでに論文として公表済みである。支配方程式系に脱水反応の組み込みはすでに完成し、1次元数値解析については、ほぼ終了し、日本地震学会2013年秋季大会やアメリカ地球物理学連合2013年秋季大会で発表し、論文原稿の最終稿を共著者と議論の上で、まとめつつある。遅くとも2014年5月には投稿の予定である。空隙生成、摩擦発熱、流体拡散、脱水反応を考慮に入れた、断層滑りの1次元解析については、上記(11)で述べたとおり遅くとも2014年5月には論文として投稿予定である。その後は、問題を2次元系に拡張し、より現実的な取扱いを行う。1次元系では、必然的に流体の流れは断層に直交方向のものを仮定せざるをえなかったが、2次元系の解析においては、露頭断層の観察などから指摘されている透水率の異方性を考慮に入れる。2014年度に投稿予定の論文について、投稿や掲載が早まる可能性をも考慮に入れて、予算を計上していた。そのため、次年度使用額が生じた。2014年度の論文投稿・掲載費用として用いる予定である。
3次元造形システムを活用した視覚障害児のための絵画の立体的翻案とその指導法の開発

(1)視覚障害者のための絵画の立体的翻案イタリアのアンテロス美術館における触る絵画の研究で「触る絵」を製作している研究グループと協力し、その表現技術とその理論について分析し、視覚障害者対応の図像教育のための視覚的事象の彫刻による表現技術とその理論をまとめた。平面絵画を「触る絵」日本案するにあたっては、浮彫の技術が不可欠であり、限られた奥行きの中で立体感を表すために、「3次元像の圧縮」と「3次元空間の層化」が重要な要素であることを明らかにした。また、平面絵画の情報を立体作品のみで説明することは不可能であり、色彩や全体的な構成などについて言語的な補助説明が必要である。その解説の構成について検討し、解説案を作成した。(2)わが国の絵画の「触る絵」の開発わが国の絵画作品について、「触る絵」への翻案の可能性について検討し、画像の3次元的処理や学校教育や海外でのニーズが高い葛飾北斎の浮世絵を作品として選定し、翻案し、(1)で確認した原則に基づいた協議を経て作品を完成させた。(3)立体翻案作品の3次元データ化とコンピュータを活用した立体作品作成システムの開発凹凸の多い複雑な形状をした「触る絵」の3次元立体形状を測定するための3次元形状測定装置(3次元スキャナー)と制御ソフトウェアを開発した。その装置を用いて、立体作品の複製および加工したモデル作品の製作法を開発した。(4)視覚障害児童生徒への「触る絵」を指導法の開発乳幼児期から視覚活用が困難な児童生徒に「触る絵」の鑑賞を可能とするためには、絵画に表されている事物等の形状とともに3次元的空間の理解が不可欠である。そこで、本研究においては、「触る絵」鑑賞のレディネスを支援する指導について検討した。全盲児への立体物の「圧縮」および「層化」による二次元的理解を促すための教材と指導法を開発した。(研究の概要)視覚を活用できない全盲児童に対する美術教育においては、絵画の指導は従前から大きな課題となっている。近年になって、凸図表示装置の開発等により、絵画を楽しむことのできる全盲生徒もでてきている。本研究では、イタリアで開発された平面的な絵画を半立体的に翻案した「触る絵」について検証し、触る絵の作製の原則を明らかにするとともに、全盲生徒への絵画鑑賞指導法について検討する。本年度は、1)平面絵画立体への翻案にあたって、イタリアで開発された「触る絵」について、原画からの半立体的翻案への基本的な方針の分析・整理。2)絵画の翻案作品を視覚障害児童生徒に指導するための方法を確立するために、イタリアで実施されている指導法についての調査。3)「触る絵」をコンピュータを活用して作製するシステムを開発するために3次元情報のデータ化とそれに基づいて3次元の事物を造形するための技術・方法についての基礎的な研究を行った。その結果、1)半立体的翻案にあたっての技法が明らかになった。2)、学芸員を招聘しイタリアで実施されている指導法について研修した。「触る絵」が全盲者に鑑賞可能である事を確認できた。3)「触る絵」をコンピュータを活用して作製するシステムを開発するために、3次元形状測定装置および3次元光造形装置に関する資料収集とシステム構築のための基礎的なデータを収集する事ができた。初年度において、イタリアにおける「触る絵」の製作と指導法の概略が調査でき、また、情報処理技術を用いた「触る絵」の造形についての基礎資料も得る事ができた。

次年度は基本的な指導法を整理し、実際の指導を試みるとともに、「3次元造形システム」を構築し、作品を試作することが課題である。(研究の概要)視覚を活用できない全盲児童に対する美術教育においては、絵画の指導は従前から大きな課題となっている。近年になって、凸図表示装置の開発等により、絵画を楽しむことのできる全盲生徒もでてきている。本研究では、イタリアで開発された平面的な絵画を半立体的に翻案した「触る絵」について検証し、触る絵の作製の原則を明らかにするとともに、全盲生徒への絵画鑑賞指導法について検討した。本年度は、1)平面絵画立体への翻案にあたって、イタリアで開発された「触る絵」について、原画からの半立体的翻案への基本的な方針の分析・整理し、その原則に基づいて日本の浮世絵の代表作である北川歌麿の「神奈川沖浪裏」の立体的翻案に取り組み、立体作品を完成させた。2)絵画の翻案作品を視覚障害児童生徒に指導するための方法を確立するために、イタリアで実施されている指導法について検討した。その結果、立体化における層化および圧縮化の理解と表現の原則を導き出し、この考え方に基づいて絵画の鑑賞法の開発を試みた。その3)3次元形状測定装置および3次光光造形装置を活用した「触る絵」の作製システムを開発した。作品を試作することが次年度の課題である。(1)イタリアにおいて開発された「触る絵」の表現技術と理論の分析イタリアで「触る絵」を製作している研究グループと協力し、その表現技術とその理論について分析した。平面絵画を「触る絵」日本案するにあたっては、浮彫の技術が不可欠であり、限られた奥行きの中で立体感を表すために、「3次元像の圧縮」と「3次元空間の層化」が重要な要素であることを明らかにした。また、平面絵画の情報を立体作品のみで説明することは不可能であり、色彩や全体的な構成などについて言語的な補助説明が必要である。その解説の構成について検討し、解説案を作成した。(2)わが国の絵画の「触る絵」の開発わが国の絵画作品について、「触る絵」への翻案の可能性について検討し、画像の3次元的処理や学校教育や海外でのニーズが高い葛飾北斎の浮世絵を作品として選定し、翻案を試みた。イタリアの研究者グループと(1)で確認した原則に基づいた協議を経て作品を完成させた。(3)立体翻案作品の3次元データ化とコンピュータを活用した立体作品作成システムの開発凹凸の多い複雑な形状をした「触る絵」の3次元立体形状を測定するための3次元形状測定装置(3次元スキャナー)と制御ソフトウェアを開発した。その装置を用いて、立体作品の複製および加工したモデル作品の製作法を確立した。(4)視覚障害児童生徒への「触る絵」を指導法の開発的研究乳幼児期から視覚活用が困難な児童生徒に「触る絵」の鑑賞を可能とするためには、絵画に表されている事物等の形状とともに3次元的空間の理解が不可欠である。そこで、本研究においては、「触る絵」鑑賞のレディネスを支援する指導について検討した。「圧縮」および「層化」の原理を指導するための教材を開発した。その教材を用いて指導を試みその有効性を確認した。(5)報告書の作成上記の本研究の成果を報告書としてまとめた。
虚血脳における生化学的変性の早期検出を目指した新しい脳機能マーカーの開発研究

虚血性脳疾患のトレーサ評価系を用いて^<18>F-フルオロミソニダゾール(^<18>FMISO)のインビボ評価を行った他,ミソニダゾール(MISO)系化合物の集積機序の化学的解明の為,モデル反応の追跡と生成物の構造解析を試みた。インビボ評価には20分間全脳虚血再灌流ラットを用い,虚血前,虚血再灌流直後,虚血再灌流5日後の3投与群について,^<18>FMISO投与30分後の放射能の各臓器及び各脳組織分布を観察した。虚血前及び直後投与群では,コントロール群と比べてそれぞれ26及び8%の脳全体への放射能取込み増加がみられ,特に海馬,線条体,大脳皮質,扁桃体等において2132%の顕著な取込み増加が観察された。5日後投与群では取込み増加を認めなかった。本結果だけでは虚血負荷による低酸素部位に放射能が集積したのかは不明だが,虚血に対して脆弱な海馬,大脳皮質等に取込み増加がみられたことは,低酸素状態と虚血脳組織傷害との関連を考察する上で興味深い知見である。現在,本結果における局所的虚血脳血流量変化の影響を調査中である。また,集積機序解明の為のモデル化合物として1-メチルニトロイミダゾール(MNI)とフルオロミソニダゾール(FMISO)を合成し,Zn還元条件下でグアノシンとそれぞれ反応させた。HPLC及び^1H-NMR解析の結果,両者ともイミダゾール環分解物の一部がグアノシンに結合した同じ複合体を形成することが分かった。更に^<19>F-NMR解析により,FMISOモデル反応では少なくとも3種類以上のフッ素化合物の生成が確認され,その1つはFMISO還元体であることが判明した。以上より,MISO化合物の低酸素細胞内集積機序の1つとしてイミダゾール環の一部が核酸塩基に結合することが推測されたが,フッ素部分の集積機序については不明点が多いので,今後はF-プロピルアゾマイシンなどの新規モデル化合物で検討する予定である。
レトロトランスポゾン発現調整メカニズムの解明

裂手症マウスで見つかったレトロトランスポゾンを抑制し発症を抑えると考えられる遺伝子を導入したトランスジェニックマウスを作製した。このマウスを裂手症マウスと交配し裂手症を抑制することを期待したが、抑制はされなかった。手指の先天的欠失を呈する裂手症はDNA上をコピー&ペーストのメカニズムで動きまわることの出来るレトロトランスポゾンの挿入変異によって引き起こされる。ところが、このレトロトランスポゾンをDNAのメチル化によって抑制しひいては裂手症そのものを発症しなくなる遺伝子が存在することが知られている。この遺伝子に対してわれわれはすでに候補遺伝子を連鎖解析法によってすでに絞り込んでいるが同定までには至っていない。われわれは、この遺伝子を同定するためモデルマウスを用いて研究を進めている。候補遺伝子はマウス自身がすでに持っているが、マウスの系統によってレトロトランスポゾンに対してDNAのメチル化を起こすものと起こさない系統がいることが知られている。この候補遺伝子の中には点変異がありマウスの系統間で翻訳後のタンパク質でアミノ酸置換をともなうこともわかった。この候補遺伝子をそれぞれの系統のマウスより抽出し、組み換え操作によりマウスの全身にて機能するように改変行った。これを精製し外来遺伝子としてマウスに導入を行っているところである。裂手症モデルマウスはアメリカ,ジャクソン研究所より購入した。今後、候補遺伝子を導入したマウスと裂手症モデルマウスによる交配実験を行う予定である。この結果、レトロトランスポゾンはDNAのメチル化を受け活性を失い、それに伴い裂手症も発症しなくなることを予測している。レトロトランスポゾンは器官発生のみならず癌化などにも関与しているとされている。これをDNAのメチル化によって抑制する新規遺伝子の同定はゲノムの安定化のメカニズム解明に加えて、癌の抑制という創薬開発にも発展する可能性がある。ところが、このレトロトランスポゾンをDNAのメチル化によって裂手症そのものを発症しなくなる遺伝子が存在することが知られている。この遺伝子に対して候補遺伝子を連鎖解析法によってすでに絞り込んでいるが同定までには至っていなかった。この遺伝子を同定するためモデルマウスを用いて研究を進めた。マウスの系統によってレトロトランスポゾンに対してDNAのメチル化を起こすものと起こさない系統がいることが知られている。この候補遺伝子をそれぞれの系統のマウスより抽出し、組み換え操作によりマウスの全身にて発現するように改変行った。これを精製し外来遺伝子としてマウスに導入し遺伝子改変マウスを作製した。これを裂手症モデルマウスと交配させることにより、実際に裂手症を抑制することが出来るのか解析しているところである。
Rho標的蛋白質を介した細胞悪性化と細胞移動の分子機序の解明

本研究では、がん細胞の特性のうち、浸潤転移の基である細胞移動と染色体異常の原因となりうる分裂におけるRhoファミリー蛋白質の役割のついて以下の解析を行った。1.細胞の移動には、Rhoファミリー蛋白質であるCdc42,Rac,Rhoの活性化と作用が移動細胞中で時空間特異的に統合されることが必要と考えられている。しかし、どのようにしてRhoとRacの作用が細胞の中で統合されているかは、明らかでない。今回、Rhoの情報伝達経路をすべて遮断するC3酵素とその中のROCK経路を選択的に阻害するY-27632の作用を繊維芽細胞で比較検討することによりこの点を検討した。その結果、繊維芽細胞でRhoより出発してROCK非依存性にRacの活性化に至りmembrane ruffleを惹起する経路が存在すること、この経路は、RhoからmDia、Cas、Crk、DOCK180と続いてRacを活性化すること、ROCK経路はこの経路の抑制に働くことを見出した。これらの結果は、RhoよりRacに至る経路が存在すること、この経路の発現はROCKとmDiaというRho下流の2つの経路のバランスによることを示唆するものである。ついで、この2つの経路が生理条件かでどのように発現されるを、マウス小脳顆粒細胞のSDF-1αによる神経突起の形成で解析した。この系で、SDF-1αは低濃度で突起の伸長、高濃度で退縮に働く。解析の結果、突起に伸長も退縮もどちらもRho依存性に起こること、前者の伸長はmDiaを主とした経路でおこり、後者の退縮はROCKによって引き起こされることが明らかとなった。この結果は、mDiaとROCK経路の選択がRhoの活性化の程度によることを示唆するものであった。2.Pulldown法を用いて、活性化Cdc42の細胞分裂時の動態を解析し、GTP-Cdc42 levelが分裂前期に低下、中期に上昇し、後期に再び低下すること、この変動にRhoファミリーの交換因子ECT-2やGA因子MgcRac-GAPが働いていることを明らかにした。また、ドミナントアクティブ体であるV12-Cdc42の発現実験により、Cdc42の不活化が細胞質分裂の完結に必要だることを見出した。
近接場光学顕微鏡による高密度高分子グラフト鎖の構造・ダイナミクス評価

固体基板上に高密度にグラフト重合したポリメチルメタクリレート(PMMA)鎖の局所運動性を蛍光偏光解消法によって評価した。蛍光色素であるペリレンによって標識されたグラフトPMMAを、様々なグラフト密度となるようリビングラジカル重合法により作製した。このようなグラフトPMMAに対して、種々の膨潤溶媒中における鎖セグメントのナノ秒ダイナミクスを計測したところ、グラフト密度0.2chain/nm2以下の領域では、セグメントの運動性は溶媒に強く依存し、良溶媒中で高い運動性を示し、溶媒能が低下するほど運動が遅くなることが分かった。これは溶媒によってグラフト鎖のコンポメーションが変化するためであると考えられる。貧溶媒となるほど鎖は収縮した形態をとるため、分子内・分子間の立体的相互作用によって分子運動が遅くなる。一方、グラフト密度0.4chain/nm2以上の高密度グラフト鎖では、分子運動性に溶媒依存性が見られなかった。高密度領域においては、グラフト鎖同士が密に存在しているため、鎖間の立体反発によって、乾燥状態においても伸びたコンポメーションをとっている。グラフト鎖のコンポメーションはこのような鎖間相互作用による影響が強く受けるため、膨潤溶媒能に対する依存性は大きくないと考えられる。そのため、良溶媒および貧溶媒中において鎖のダイナミクスは変化しなかったものと考えられる。またグラフト鎖の固定末端および自由末端のみを選択的に蛍光ラベルすることによって、鎖上の特定部位のみの運動性を評価した。その結果、固定末端から自由末端に近づくにつれてセグメントの運動性が向上した。これは基板からの鎖のセグメント濃度プロファイルと良い相関を示しており、鎖の運動性には局所的なセグメント濃度が大きく影響することが分かった。本研究は、近接場光学顕微鏡(SNOM)による光の回折限界を超える空間分解能での光学計測によって固体基板上に高密度にグラフトされた高分子鎖(高分子ブラシ)を単一分子レベルで直接イメージングおよび時間分解測定することにより、その構造とダイナミクスを明らかにすることを目的としている。本年度は、単一分子鎖観察を可能とする顕微鏡システムの構築を行うとともに、蛍光ラベルされたグラフト高分子鎖の合成手法の開発を行った。チタン-サファイアレーザーからの直線偏光パルスを光源として使用し、自作の共焦点顕微鏡光学系に導入した。試料からのシグナル光は偏光ビームスプリッタにより励起偏光に対して平行および直交成分に分割し、それぞれを2台の検出器を用いて同時に時間分解測定した。検出器としてGaAsP光電面を有する光電子増倍管を用いることで高感度かつ高時間分解能(約200ps)を達成した。これにより、顕微鏡下での時間分解蛍光偏光解消測定を行うことが可能となり、ナノ秒スケールの回転緩和運動を評価することが可能となった。グラフト高分子鎖の合成に関しては、原子移動リビングラジカル重合法を固体基板上に固定した開始剤を用いて行うことにより、高密度に高分子鎖をグラフト重合することに成功し、そのグラフト密度は最大で0.5本/nm^2と従来の手法に対して一桁以上の高密度を達成し、その蛍光ラベル化にも成功した。試料としてペリレンでラベルされたポリメチルメタクリレートをグラフト重合し、アンサンブルで蛍光偏光解消測定を行った。その結果、高分子ブラシのセグメント運動の緩和時間は30nsであることが分かった。この結果は、溶液中における運動(緩和時間1.2ns)に対して、相当に運動性が抑制されており、グラフト鎖の末端基固定の効果が分子運動性に大きな影響を及ぼすことを示している。
わが国のヒトおよび野生動物におけるバベシア症の疫学調査

本研究により、1999年に発生した国内初のバベシア症例は、無症状キャリアーから提供された血液の輸血が原因であったことが証明された。レゼルボアとなる野生動物の特定とバベシア原虫浸淫度を調べるための全国的な野外疫学調査を実施した結果、わが国には日本固有の2種類のBabesia microti様原虫(神戸型と穂別型)が存在すること、それらはいずれも病気の流行地である米国北東部の分離株(米国型)とは遺伝子・抗原性状が異なる新型であることが判明した。わが国で分離された原虫株のほとんどはアカネズミ(Apodemus speciosus)由来であったことから、この動物が日本における主なレゼルボアであることが判明したが、北海道ではこれに加えエゾヤチネズミやトガリネズミからもバベシア原虫が分離され、これらもレゼルボアとなる可能性が示唆された。わが国における不顕性感染者数を推定するため、ヒトの血清疫学調査を行った結果、北海道および千葉県のダニ媒介性疾患発生地域で集められたハイリスクグループのヒト血清検体の1.8%に特異抗体が検出され、それらの大部分は穂別型に対する抗体であった。したっがって、わが国にはすでに相当数の不顕性感染者がおり、穂別型原虫による感染が主であることが示唆された。媒介ベクターの特定を目的として、北海道および淡路島の植生からマダニを収集しバベシア原虫保有状況を調べたところ、ヤマトマダニ(Ixodes ovatus)からのみかなり高頻度(6.3%)に穂別型原虫が検出された。また、米国型原虫が道東地方で収集されたごく少数(0.3%)のシュルツェマダニ(Ixodes persulcatus)からのみ検出された。神戸型の原虫を保有するマダニは検出できなかった。わが国における穂別型および米国型のB.microti様原虫のベクターはそれぞれヤマトマダニおよびシュルツェマダニである可能性が示唆された。一昨年兵庫県神戸市で発生した国内初のバベシア症患者から、ヒト赤血球置き換えSCIDマウスを用いてBabesia microti様原虫を分離することに成功した。患者は発症前に大量の輸血を受けていたことから、輸血による感染の可能性が疑われたので、血液提供者の特定を行うとともに、野生動物レゼルボアについて調べた。輸血に用いられた血液ロットの検索から関与した血液提供者は8名であったことが明らかとなり、その中の1名に特異抗体が検出された。この血液提供者の在住地付近で野鼠の捕獲を試みたところ、2頭のアカネズミ(Apodemus speciosus)が捕獲され、そのうちの1頭にバベシア原虫が検出された。血液提供者および陽性アカネズミの赤血球をヒト赤血球置き換えSCIDマウスに接種することにより、各々の原虫を分離することができた。両分離株の小サブユニットリボゾームRNAの塩基配列を決定したところ、両者の配列は患者分離株のそれと完全に一致していたが、北米のB.microti株の配列とは15塩基の違いが見られた。また、患者、血液提供者および感染アカネズミから分離された原虫株の抗原性状も互いによく類似していたが、北米のB.microti株とは全く異なっていた。以上の成績から、今回の症例が不顕性感染者からの輸血により起きたこと、わが国のB.microti様

原虫は北米のものとは近縁ではあるが異なること、および、野生アカネズミが日本におけるレゼルボアである可能性が強く示唆された。わが国で初めて見つかったバベシア症患者が不顕性感染者からの輸血により感染したことを証明するため、血液提供者の追跡調査を行った。輸血に関与した8名中の1名に非常に高い血清抗体価が認められ、このドナーの血液をヒト赤血球置き換えSCIDマウスに接種することにより原虫分離に成功した。ドナーの居住地付近で野鼠の捕獲を試み、バベシア原虫に感染したアカネズミ1頭を見つけ、これからも原虫を分離した。血液提供者およびアカネズミからの分離株について、遺伝子および抗原性状を調べたところ、国内初のバベシア症患者からの分離株の性状と一致した。次に、わが国におけるレゼルボアとなる野生動物種の特定とバベシア原虫の浸淫度を調べるための野外疫学調査を行った。調査の結果、千葉県、滋賀県、兵庫県、島根県、徳島県で捕獲されたアカネズミから、また、北海道ではこれに加えエゾヤチネズミからもBabesia microti様原虫が分離された。さらに、わが国で分離されるB. microtiには神戸タイプと穂別タイプの2種類があり、それらはいずれも病気の流行地である米国北東部の州の分離株とは遺伝子および抗原性状が異なる新型であることも明かとなった。一方、極東ロシアおよび中国新彊ウイグル自治区の野鼠血液検体からもB. microtiが検出されたが、それらは全て米国タイプであった。以上のことから、日本には固有のB. microti様原虫が全国的に蔓延しており、アカネズミが主要なレゼルボアであることが判明した。これまでの研究で、1999年に発生したわが国初のバベシア症例は、無症状キャリアーからの献血血液の輸血が原因であったことが証明された。血液提供者の居住地付近でバベシア原虫を保有する野鼠が見つかったことを契機に、レゼルボアとなる野生動物の特定とバベシア原虫浸淫度を調べるための全国的な野外疫学調査を行った結果、わが国には日本固有の2種類のBabesia microti様原虫(神戸型と穂別型)が存在すること、それらはいずれも病気の流行地である米国北東部の分離株(米国型)とは遺伝子・抗原性状が異なる新型であること、アカネズミ(Apodemus speciosus)がわが国における主要なレゼルボアであることなどが判明した。本年度は、わが国における不顕性感染者数を推定するためのヒトの血清疫学調査ならびに媒介ベクターを特定するためのマダニ調査を行った。北海道および千葉県のダニ媒介性疾患発生地域で集められたハイリスクグループのヒト血清1,797検体中の1.8%に特異抗体が検出され、それらの大部分は穂別型に対する抗体であった。したっがって、既にわが国には相当数の不顕性感染者がおり、穂別型原虫による感染が主であることが示唆された。北海道および淡路島の植生から収集したマダニ835匹のバベシア原虫保有状況を調べた結果、ヤマトマダニ(Ixodes ovatus)からのみかなり高頻度(6.3%)に穂別型原虫が検出された。また、米国型原虫が道東地方で収集されたごく少数(0.3%)のシュルツェマダニ(Ixodes persulcatus)からのみ検出された。神戸型の原虫を保有するマダニは検出できなかった。わが国における穂別型および米国型のB. microti様原虫のベクターはそれぞれヤマトマダニおよびシュルツェマダニである可能性が示唆された。
細胞膜電位によるポケット内多形核白血球貧食能の評価

本学歯学部附属病院保存科外来に来院した歯周病に罹患している患者4名を被験者とした。対象歯に簡易防湿を施した後、ガラス毛細管キャピラリーを用いて歯肉溝滲出液(GCF)を採取し、直径3cmのプラスティックシャーレ中の10%FBS加Eagle's MEM培地中に懸濁し、37°C5%CO_2 95%airのCO_2インキュベーター内に静置した。位相差顕微鏡にて細胞の沈降を確認した後、ガラス毛細管微小電極法により細胞膜電位の測定を行った。〈結果〉初期治療前で、滲出液の多い被験者A(43歳、女性)から得られた白血球は培地中で38時間インキュベートし、観察すると、細胞質は平たくその中に大小の液胞が目立つものが400倍の光学顕微鏡下で多数観察された。それらの白血球ではほとんど細胞膜電位は得られず細胞活性が低下しているものと推測された。この被験者から得たGCF中白血球の細胞膜電位は-1.74-19.3mVの間に分布し、平均値および標準偏差は-5.45±6.21mVであった(N=7/17)。初期治療が終了した状態の被験者B(41歳、男性)、C(53歳、女性)のGCFには多数の白血球が認められた。これらの患者では被験者Aで著明であった平坦化した白血球も一部には認めらたけれども、その比率は少なかった。被験者Bより得たGCF中白血球の細胞膜電位は、-0.49-13.3mVに分布しその平均値および標準偏差は-4.55±2.44mVであった(N=57/100)。被験者Cでは白血球の細胞膜電位は、-2.07-11.9mVに分布しその平均値および標準偏差は-6.05±2.31mVであった(N=27/46)。被験者D(58歳、女性)において1週間前に急性発作を起こした部位より採取したGCF中には、多数の白血球がみられたけれども、被験者Aで多く認められたような平坦化した細胞の占める比率は少なかった。この被験者より得たGCF中白血球の細胞膜電位は、-1.54-10.23mVに分布しその平均値および標準偏差は-5.18±1.96mVであった(N=58/74)。
マイクロデータに基づく中国の石炭火力発電事業所の効率性分析と二酸化炭素排出評価

地球温暖化が深刻化する昨今において中国は世界最大のCO2排出国であり、その主要な要因の一つは、国内の発電量の大部分を石炭火力発電に依存していることが挙げられる。本研究では、1998年から2011年までの中国国内の石炭火力発電所レベルのマイクロデータに基づいて、(1)中国国内の発電効率性にはどの程度格差が存在するのか?(2)発電効率性の改善がパリ協定などの環境政策目標達成にどの程度貢献し得るのか?(3)過去の発電効率性に関する技術進歩のトレンドを踏まえ、環境政策目標を達成するために、今後どの程度技術進歩が必要となるのか?について、データ包絡分析法のフレームワークを用いて定量的に分析する。