hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
有機合成化学を基盤とする難病克服をめざした創薬化学研究

我々のグループでは、基質遷移状態概念に基づいて、アスパラギン酸プロテアーゼ阻害剤などのペプチドミメティックスのデザイン・合成・医薬化学研究を行って、高血圧、エイズ治療薬、アルツハイマー病治療薬などの創製を行ってきた。本研究課題においては、基質遷移状態をミミックしたイソステアを導入したペプチドミメティック化合物のデザインと合成を行って構造活性相関研究を進め、病原体酵素活性部位をターゲットとした阻害剤の創製をめざした。具体的にはまず、筋ジストロフィー治療薬をめざした研究を行った。放線菌由来ジペプチド系抗生物質ネガマイシンがジストロフィン発現に有効であることがわかっているのでネガマイシン誘導体の合成を行った。Boc-Glycinalを出発物質として高い収率でネガマイシンとその誘導体の合成に成功した。さらにその誘導体の合成も行った。また、SARSコロナウイルスの3CLプロテアーゼ阻害剤のデザインと合成を行い小分子化と構造最適化を進めた。ジペプチドおよびトリペプチドKNI-30023が強いSARSコロナウイルスプロテアーゼ阻害作用を持つことを見出した。医薬品開発及び疾病診断の強力なツールとして注目されている分子イメージングの手法を本研究に応用するため、PETイメージング用の分子プローブの作成を試みた。BACE阻害剤KMI-1340がIC50=23nMという強いBACE阻害活性を示し、プローブ作成用のコールド化合物として有用であることを示した。薬品化学教室では、基質遷移状態概念に基づいて、アスパラギン酸プロテアーゼ阻害剤などのペプチドミメティックスのデザイン・合成・医薬化学研究を行って、高血圧、エイズ治療薬、アルツハイマー病治療薬などの創製を行ってきた。申請者は、基質遷移状態をミミックしたイソステアを導入したペプチドミメティック化合物のデザインと合成を行って構造活性相関研究を進め、病原体酵素活性部位をターゲットとした阻害剤の創製をめざした。具体的には、筋ジストロフィー治療のため、放線菌由来ジペプチド系抗生物質ネガマイシンがジストロフィン発現に有効であることがわかっているのでネガマイシン誘導体の合成を行った。また、SARSコロナウイルスの3CLプロテアーゼ阻害剤のデザインと合成を行い小分子化と構造最適化を進めて、新しい病原体に対する治療薬の創製方法の確立を目指した。1.N-Boc-2-aminoacetaldehydeを出発物質とし、不斉Michael付加反応、不斉アリルボレーション、マイクロウエーブを使用したルテニウム触媒クロスメタセシス反応により、(+)-ネガマイシンを8ステップ、収率42%で合成することができた。2.トリフルオロメチルケトン基を有する20の新規グルタミンペプチドを、高効率6段階のプロトコールにより合成した。SARS-CoV 3CLプロテアーゼ阻害活性を検討中である。本研究課題においては、基質遷移状態をミミックしたイソステアを導入したペプチドミメティック化合物のデザインと合成を行って構造活性相関研究を進め、病原体酵素活性部位を夕ーゲットとした阻害剤の創製をめざした。ジペプチドおよびトリペプチド型阻害剤を合成し、SARSウイルスに対して有効であることを見出した。医薬品開発及び疾病診断の強力なツールとして注目されている分子イメージングの手法を本研究に応用するため、分子プローブの作成を試みた。我々のグループで合成したBACE1阻害剤の分子プローブの合成に着手した。
情報統計力学の深化と展開に関する総括研究

本研究では,特定領域研究「情報統計力学の深化と展開」を円滑に推進するために,本領域全体の研究方針の策定,研究項目間の調整,国際研究集会・公開シンポジウム・講習会の企画実施,研究成果の広報,研究成果に対する評価・助言を行った.主な実績としては,計4回の公開シンポジウムおよび計6回の国際会議の開催,4冊のプロシーディングスの発行が挙げられる.これらの活動の成果は計280件を超える領域内から発表された原著論文等に反映されている.本研究は,特定領域研究「情報統計力学の深化と展開」を円滑に推進するために、総括機能を発揮する.具体的には,本特定領域研究全体の研究方針の策定,研究項目間の調整,国際研究集会・公開シンポジウム・講習会の企画実施,研究成果の広報,研究成果に対する評価・助言を行う.これにより,領域を構成する研究項目が順調に成果を生み出すこと,さらには,複数の研究項目が有機的に結合することにより当初の予想を超えた新しい研究の展開が創出されること,そしてその結果,わが国に関連研究についての国際的拠点としての地位が確立されることを目指す.本研究では,特定領域研究「情報統計力学の深化と展開」を円滑に推進するために,本領域全体の研究方針の策定,研究項目間の調整,国際研究集会・公開シンポジウム・講習会の企画実施,研究成果の広報,研究成果に対する評価・助言を行った.主な実績としては,計4回の公開シンポジウムおよび計6回の国際会議の開催,4冊のプロシーディングスの発行が挙げられる.これらの活動の成果は計280件を超える領域内から発表された原著論文等に反映されている.領域全体の活性化・研究項目間の有機的な結合の形成を目的として,以下の研究活動を行った.(1)講習会の開催:新しい人材の発掘・育成を目的として,平成18年12月17日(日)に東京において,物理学と情報科学の境界領域に興味を持っている研究者,学生向けに情報科学の中における統計力学の考え方の特徴を紹介するチュートリアル講演会「沢山あることに宿る数理」を開催した.(2)公開成果発表会の開催:平成18年12月18日(月)20日(水)に東京において,有力研究者を招膀し公開成果発表会を開催した.また,それに合わせて全体会議を行い,研究項目間の調整を行った.(3)生命情報に関する講習会の開催:新しい人材の発掘・育成を目的として平成18年11月23日(木)26日(日)伊豆において,ならびに,平成19年3月16日(金)18目(日)東京において生命情報に関する講習会を開催(日本神経回路学会等との共催)した.(4)量子情報シンポジウムの開催:平成19年3月21日(水)に鹿児島大学で開催された日本物理学会のシンポジウム企画として,量子情報科学における多体問題の重要性を議論するシンポジウムを開催した.(6)領域ウエブの立ち上げ,ならびに総括班・計画研究代表者間の連絡用メーリングリストの開設を行った.領域全体の活性化・研究項目間の有機的な結合の形成を目的として,以下の活動を実施した.(1)関連国際会議への組織的参加:平成19年7月にイタリアで開催された統計力学の国際会議STATPHYS23ならびにそのサテライトシンポジウムおよび9月に英国で開催された関連分野の国際会議に参加し領域の成果を発信した.(2)国際ワークショップ:平成19年9月に国外から有力研究者(13名)を招聘し,統計力学と情報通信分野との相互理解を目的とした国際ワークショップを京都で開催した.(3)外国人研究者の招聘:国外の有力研究者3名を2週間,1ケ月招聘することで当領域と関連する研究者との国際的ネットワークの形成に着手した(4)ランダム行列研究会:平成19年11月に国内の有力研究者を招聘して情報統計力学分野の主要な研究テーマであるランダム行列理論に関する研究会を開催した(5)生命情報科学講習会:平成19年11月と平成20年3月に領域の裾野を広げるために生命情報科学分野における情報統計力学的手法の有効性を領域外にも広めることを目的とした研究会・講習会を開催した.(6)情報通信講習会:平成19年8月,11月,12月に領域の裾野を広げるために情報通信分野における情報統計力学的手法の有効性を領域外にも広めることを目的とした研究会・講習会を開催した。(7)公開シンポジウム:平成19年12月に領域全体の成果を公開するためのシンポジウムを開催した。・出版:領域の研究成果を記録として保存し長期に亘って影響力を保つため平成19年9月に開催したIW-SMI2007ならびにIW-SMI2008のプロシーディングスを英国物理学会より出版した.これら2冊のプロシーディングスは印刷出版とともにオンライン出版されており,無期限・無制限で世界中からアクセスできるようになっている.・研究会・講習会・勉強会:研究成果を国内の研究者に広く公開するために公開シンポジウムを開催した.領域に関連する研究分野の底上げを図るため国内の大学院生や若手研究者を対象とした講習会「ネットワーク情報理論:センシングと符号化」,「量子情報と情報統計力学」をそれぞれ開催した.また、同様の目的から関連学会,関連特定領域科研費とともに「第11回情報論的学習理論ワークショップ」,講習会「ASCONE2008」,「視覚の脳過程」,「システム生物学スプリングスクール」をそれぞれ共催した.領域内でのメンバー間の交流を活発化しシナジー効果を創出するため,領域内勉強会を開催した(5回)。

・研究者招聘:国外の有力拠点との研究交流を促進するため,若手研究者1名を2週間招聘した.・国際会議:領域の活動によって得られた成果を国際的に発信し,当該分野での我が国の地位を高めるため平成21年9月13日(日)16日(水)に京都にて生命情報分野に焦点を当てた国際ワークショップIW-SMI2009を開催した.加えて,領域内で得られた成果の集大成を発表し,今後の展開を議論するため平成22年3月7日(日)10日(水)に京都にて国際ワークショップIW-SMI2010を開催した.さらに本領域の骨格となっているスピングラス理論と確率推論との関係について領域設定期間内に得られた成果を議論する場として,平成22年3月16日(火)18日(木)に国際ワークショップICSG2010を開催した.・出版:領域の研究成果を記録として保存し長期に亘って影響力を保つためIW-SMI2009のプロシーディングスを英国物理学会より出版した.なお,このプロシーディングスは印刷出版とともにオンライン出版されており,無期限・無制限で世界中からアクセスできるようになっている.・研究会・講習会・勉強会:研究成果を国内の研究者に広く公開するために公開シンポジウムを開催した領域に関連する研究分野の底上げを図るため国内の大学院生や若手研究者を対象とした講習会「情報統計力学と生命情報」,「電子透かしと確率的情報処理」を開催した.また,同様の目的から関連学会,関連特定領域科研費,GCOEとともに,講習会「ASCONE2009」,「システム生物学スプリングスクール」,「log Pの情報学」をそれぞれ共催した.領域内でのメンバー間の交流を活発化しシナジー効果を創出するため,上記以外の領域内勉強会を3回開催した.本特定領域研究「情報統計力学の深化と展開」では,自然科学で培われた「More is different(量は質を変える)」という多体問題に関する基本概念に立脚しながら,大規模な確率の利用法・制御法に関する研究を推進した,成果とりまとめ経費として採択された本研究では,領域設定期間全体の研究成果を取りまとめ,領域の研究活動を総括するために以下の活動をおこなった.・総括班のメンバーと成果取りまとめの方針に関する打ち合わせをおこなった.・前年度に開催した国際会議International Workshop on Statistical Mechanical Informatics 2010に関するプロシーディングスを英国物理学会より出版した.このプロシーディングスは印刷出版とともにオンライン出版されており,無期限・無制限で世界中からアクセスできるようになっている.・成果取りまとめのための研究会「「情報統計力学と量子情報理論の新展開」---特定領域「情報統計力学(DEX-SMI)」の総括と今後の展開---」を11月30日(火)に東工大蔵前会館にて開催した.・成果報告書冊子体を作成した.
脂肪前駆細胞の同定ならびにその機能解析

動脈硬化の進展と破綻における血中前駆細胞の関与を検討すると同時に、脂肪細胞の起源と脂肪前駆細胞の同定ならびにその機能解析を試みた。また、「プラーク破綻」の過程における脂肪組織の役割に関して検討した。(1)若齢もしくは高齢ApoE欠損マウスに対する骨髄移植を行い、動脈硬化の発症と進展における血中前駆細胞の関与を検討した。骨髄細胞が血管前駆細胞として血中に動員され平滑筋細胞もしくは内皮細胞へ分化し動脈硬化病変に取り込まれていた。骨髄由来前駆細胞は、MMP-9を高発現しコラーゲンの産生能が低下していた。(2)アンジオテンシンIIは外膜における血管新生、骨髄前駆細胞の動員を促進し、プラークの形成を促進した。アンジオテンシン1型受容体欠損マウスにおいては、血中前駆細胞数が減少しており、病変形成が抑制されていた。野性型マウスからの骨髄移植によって、アンジオテンシン1型受容体欠損マウスの動脈硬化は促進された。(3)マウス大腿動脈に対するワイヤーを用いた拡張傷害後、血管周囲脂肪組織におけるアディポネクチン発現が低下し、MCP-1, PAI-1, IL-6の発現が亢進し、炎症細胞浸潤が認められた。Merox樹脂灌流後の走査電子顕微鏡写真では、血管周囲脂肪組織には非常に濃密な血管叢が存在し、外膜を貫通してプラーク内と交通している所見が観察された。骨髄細胞が血管前駆細胞として血中に動員され平滑筋細胞もしくは内皮細胞へ分化し、傷害後血管の修復と病変形成へ寄与する機序が示唆された。また、骨髄由来前駆細胞は、高度に進行した血管のリモデリングにも関与していると思われる。このような動脈硬化の進展と破綻の過程において脂肪組織は重要な役割を担っている可能性が示唆された。動脈硬化は「血管への傷害」を契機に発症すると考えられている。近年、様々な分化能を有する組織幹細胞が成体においても残存しており、遠隔臓器の修復や再生に関与することが明らかになった。そこで、動脈硬化の発症と進展における血中前駆細胞の関与を検討すると同時に、脂肪細胞の起源と脂肪前駆細胞の同定とその機能解析を試みた。マーカー発現マウスを用いた骨髄移植実験と各種の血管病モデルを用いて、骨髄細胞が血管前駆細胞として血中に動員され平滑筋細胞もしくは内皮細胞へ分化し、傷害後血管の修復と病変形成へ寄与する機序が示唆された。また、骨髄由来前駆細胞は、高度に進行した血管のリモデリングにも関与していると思われた。「血管前駆細胞」の定着や分化に関する研究は、血管病の新しい治療法、血管再生、創薬に貢献すると期待された。我々は、以上の結果より、「血管平滑筋細胞のように血中には脂肪細胞の前駆細胞が存在するのではないか」という仮説をもち、骨髄置換やParabiosis手術を用いて、血中の細胞が果たして脂肪組織の形成に関与するのかどうかを検討している。骨髄置換マウスの解析では、2004年に他のグループから報告されたとおり、多くの骨髄由来細胞が脂肪組織で認められた。現在、その細胞の形質を免疫染色、免疫電子顕微鏡で検討している。また、末梢血中の単核球をフィブロネクチンでコートした皿で培養すると定着し間葉系様細胞の形を呈するようになった。この細胞を脂肪様細胞に効率良く分化誘導する培養条件を現在、詳細に検討中である。また、各種の細胞表面マーカーを用いて細胞をソートし、脂肪細胞への分化能を有する分画の同定を試みている。
日本語と朝鮮語の文法体系における動詞と名詞の位置づけに関する対照言語学的研究

本研究の目的は,日本語と朝鮮語で特に「動名詞(verbal noun)」と見なされる品詞がかかわる形態・構文や現象に着目して,対照言語学からのアプローチで考察することにより,「動詞」と「名詞」の両品詞が各言語でどのようにかかわり合っており,また各言語の文法体系全体においてどのように位置づけられるのか,ということを解明することである。また,本研究は,実際に使われている日本語と朝鮮語の例をコーパスや新聞・雑誌・小説などから収集したり,朝鮮語については母語話者に対する入念なインフォーマント調査を行ったりすることによって得られた豊富なデータに基づく。
熱帯イネ科牧草における硝酸化成抑制に関する生理・生化学・遺伝的解析

ある種の植物は根から土壌中の硝酸化成を抑制する物質を放出することが知られている。このような現象を生物的消化抑制(BNI)と呼んでいる。特に熱帯牧草であるBrachiaria humidicola(BH)は高いBNI能を有している。本研究はBHの持つBNIを有用作物へ付与することを最終目的として、BHにおけるBNIの現象をさらに深く理解することを目的として以下の研究を行った。a. BHにおける硝化抑制物質の単離および同定(平成17年から18年)BHの根の抽出物を、様々なクロマトグラフィーを用いて分離した。その結果、二種類のBNI物質methyl-P-coumarateとmethyl ferulateを単離同定した。これらの結果は、『Journal of Agriculture and Food Chemistry』に掲載された。b. BHのBNI物質の土壌中での安定性の検証(平成19年)BHの根の分泌液に含まれるBNI物質を土壌に添加して、土壌中の硝化抑制効果を検証した。その結果、BHの根の分泌液に含まれる硝化抑制物質は、少なくとも60日間土壌中の硝化抑制効果に寄与していることが判明した。このことによりBHの硝化抑制物質は既存の硝化抑制物質よりも安定的に土壌の硝化抑制に作用することが示唆された。c.硝化抑制物質の土壌微生物への影響の検証(平成18年から19年)BHの根より分泌されるBNI物質を土壌中に添加して、インキュベートし、アンモニア酸化細菌、亜硝酸酸化細菌、Psudomonas,Bacillus,根粒菌などの土壌細菌の量を計時的に測定した。その結果、BHのBNI物質は、硝化作用に係わる菌に対して特異的に作用し、他の土壌細菌、Pseudomonasや根粒菌の生育に対して影響を示さなかった。以上の成果は、『Soil Biology and Biochemistry』に投稿中である。研究のテーマは、以下の二つである。2 BHの根から抽出したNI物質が土壌細菌へ及ぼす影響1 BHの根からのNI物質の単離NI物質を薄相クロマトグラフィー、固相抽出法など様々な方法で単離を試みた。その結果オープンカラムクロマトグラフィーとHPLCを組み合わせた方法で、二種類の硝酸化成抑制物質を単離、同定した。これらの物質はmethyl-p-cumarateとmethyl ferulateであった。これら二種類の物質はイネ科牧草の細胞壁の構成物質で、ストレス環境下で放出され、昆虫や細菌からの防御に重要な働きがある。2 BHの根から抽出したNI物質が土壌細菌へ及ぼす影響アンドソルにおいて、40AT g soil^<-1>のNI物質処理により、アンモニア酸化細菌(AOB)は影響されないが、亜硝酸酸化細菌(NOB)は影響されていた。30AT g soil^<-1>のNI物質処理した台地黄色土において、AOBとNOBの数を減少が確認された。
日本人のHGPRT遺伝子の多型とLesh-Nyhan症候群の遺伝子診断の研究

本研究では、従来の細胞生物学的・生化学的方法を組み合わせてHGPRT完全、部分欠損症の診断法を確立し、家系例を用いてその限界を明らかにした。これらの疾患の診断,保因者の診断,出生前診断のためには遺伝子診断は是非必要な方法であったが、その第一歩として正常日本人のHGPRTの多型を解析するとともに、Lesch-Nyhan家系のDNAを採取した。尚本研究の課題ではないが、EBvirusでそのいくつかをtransformしてcell lineを得たので、来年度からの研究に供する予定である。Lesch-Nyhan症候群の羊水診断には、酵素活性測定,6-TG耐性,【^3H】-hypoxanthine取り込み測定の三法の組み合わせが有用であったが、部分欠損症では確診できない場合があった。本法を羊水診断に用いた結果、あるLesch-Nyhan家系において正常と推定した胎児が生まれた(生後の確定診断は未施行)。PRPP利用率もHGPRT欠損症のスクリーニングに有用であったが、この方法はAPRT欠損【I】,【II】型のスクリーニングにも応用できた。本年度は、正常人105名,痛風10名,Lesch-Nyhan4家系(家族全員ではない)の採血を行ない、白血球よりDNAを分離、精製した。プローベとしては当初PHP【T_2】を用いたがhybridizationせず、愛知県心身障害者コロニーの小笠原博士よりPHPT30を2回提供していただき、プローベとして用いた。DNAをBamHI,EcoRI,PstIの制限酵素で切断し、Southern hybridizationを行ないRFLPを調べた。現在解析を行なっている途中であるが、BamHIによるRFLPでは、既報(Caucasian)では12/25Kb16%,22/18Kb5%とされているにもかかわらず、日本人では12/25Kb11%,22/18Kb22%と後者が多い傾向にあった。現在sampleを増やしてこの点について調べているが、今後は他の制限酵素のRFLPを調べるとともに、今回の研究で得たLesch-Nyhanの家系sampleについて解析し、遺伝子診断、特に保因者の診断について検討していく予定である。
骨髄性プロトポルフィリン症のferrochelatase遺伝子の分子生物学的解析

骨髄性プロトポルフィリン症患者における責任酵素であるFerrochelatase活性をそのmessenger RNA発現で検討する。(1)ヒトリンパ球培養条件設定:骨髄性プロトポルフィリン症患者及びその血縁者から提供頂いた血液からリンパ球を分離しEBtranformedし増殖曲線が安定するまで37°C,5%CO2インキュベーターにおいて細胞培養した。リンパ球をトリパンブルー染色にて染色し生細胞を確認した。(2)ヒトリンパ球から全RNA抽出及び逆転写酵素によるcDNA作製:細胞数106個のリンパ球に2ccのRNAzolTMを用いて抽出した(方法はmanufacture protocolに従った。)。抽出したRNAを260nmで吸光度測定し、1OD260=40ng/mlで計算した。アガロースゲルで電気泳動しRNAのうち28Sと18S ribosomalRNAを確認した。cDNA作製は全20ulの反応液中に4ugの全RNAを加え、MMuLV逆転写酵素で反応させた。cDNAの確認はGAPDHをPCR法で増幅しバンドを確認した。(3)Ferrochelatase mRNA定量:骨髄性プロトポルフィリン症患者2名(2家系)、血縁者1名(1家系)、正常検者1名の計4名について検討した。cDNAの希釈系列を作り1x,1/2x,1/4x,1/8x,1/16x,1/32xのcDNAについてFerrochelataseと内部対照としてGAPDHの2つについてPCR法でバンドの発現を比較した。結果は正常検者を1とすると患者の父(W.T)が2,患者(WA;同家系)が2,患者(N.M;別家系)が2という結果を得た。(4)患者2名よりも正常検者の発現が強く,血中プロトポルフィリン値との乖離があるため発現しているFerrochelatase酵素が正常に働いているかどうかを確認する必要がある。)。
Geogebraを用いた電子教材開発の調査と開発支援環境の構築

GeoGebraは世界で広く使われている数学教材作成ツールであり,特に動的幾何学とインタラクティブな教材作成にたけている.本研究では,日本国内の中等教育の数学教材ツールとしてのGeoGebraのありようについて調査研究を行い,かつ広いコミュニティを募りながらGeoGebraを使った電子教材の実例を提供することを目標とする.(1)現状の中等教育に携わる教員がgeogebraを初めて手にして,最初の教材をつくりそれをインターネット上にアップロードするためにどの程度の最低限の知識が必要かを調査・研究した.この研究の結果として入門的な日本語によるマニュアルを作成し,これをhttp://www56.atwiki.jp/geogebra_kyozai/pages/69.htmlにアップロードして一般公開した.この結果については統計数理研究所における研究集会「GeoGebraの数学、数学教育、および統計教育での利用」において研究発表を行った.(2)数式処理学会において招待講演「数式処理を利用した効果的な教材の活用について」を行い,この中でgeogebraをはじめとする数式処理システムを教材作成に効果的に用いるための構想と問題点を列挙した.具体的には以下の3点を指摘しこれからの研究課題とした.(a)日本の教科書における数式表示フォーマットには独特の傾向(癖)があり,geogebraをはじめとする数式処理システムがそのフォーマットの傾向に対応するオプションをもっていることが重要である.(b)正確に図を描くだけではなく「分かりやすくデフォルメされた図を描く機能」も時には有用である.(c)空間図形の教材提示については画面上でのグラフィックスでは十分でなく,3Dプリンタなどとの連携も必要である.(3)「geogebraで日本語教材を作ろう」サイトにおいて,典型的ないくつかの教材について「教材の作成方法」というレジュメを作成し一般公開した.これはgeogebraを手にしたばかりの教員が,自分のイメージ通りの教材をgeogebraで作るためのヒントとなることを目標としている.(1)京都大学数理解析研究所の共同研究「数学ソフトウエアとその効果的教育利用に関する研究」において、研究代表者が指導する学生である原知己氏が「感覚に訴えるgeogebra教材作成のための提案」という講演題目で45分間の研究発表を行った。この中で、geogebraの作図機能の範囲内で、教育的に効果のあるような「感覚に訴える」教材のあり方について論じ、具体的な教材を例示した。(2)上記項目の内容を阿原が研究指導のもと、原知己氏が京都大学数理解析研究所講究録に論文掲載を行った。(共著者名に阿原を含めなかったが、共同研究の内容をまとめたものである。)(3)「geogebraで日本語教材を作ろう」サイトに新しい教材例を提示した。本研究は電子教材開発支援ソフトウエアGeoGebraを用いた日本語による数学教材の開発環境に関する研究である。平成27年度には、内容を整理して新たなウェブサイト(http://www.aharalab.sakura.ne.jp/geogebra/index.shtml)を新設し、指導要領に準拠した教材の検索が容易であるようにした。このウェブサイトはGeoGebraTubeとリンクしており、GeoGebraをインストールしていないパソコンからもインターネットを通じて教材を使用することができるようになっていて、GeoGebra教材の広範な頒布ができたと考えている。この新しいウェブサイトにおいて、一般からの投稿を受け付けを開始し、いくつかの投稿された教材を掲載開始した。GeoGebraを通じた教材開発者ユーザーの開拓という観点から成果があったと考えている。また、原知己氏との共同研究で、javascriptを利用した、GeoGebraの対話性をより引き出した教材の提案を行い、この内容は「Geogebraによる数学自学自習支援システム」というタイトルで京都大学「数学ソフトウェアとその効果的教育利用に関する研究」、統計数理研究所「GeoGebraの数学、数学教育、および統計教育での利用」において講演発表した。日本の指導要領に準拠したGeoGebra教材案の公開はウェブサイトを通じて相当数できた。GeoGebraによる海外教材の調査については、業績としての実績こそないが、相当数行うことができた。GeoGebraによる教材作成のノウハウの公開については、原氏との共同研究によるjavascriptを用いた新しいタイプの教材の提案をはじめとして、これまでになかったタイプの教材を提案できた。これらの成果は新しく公開したウェブサイトにおいて公開できた。ただ一点、GeoGebra教材の優位性の検証については着手が遅れている。GeoGebraは世界で広く使われている数学教材作成ツールであり,特に動的幾何学と数式処理に長けている.本研究では,中等教育の数学教材のツールとしてのGeoGebraのありようについて調査研究を行い,かつ広いコミュニティを募りながら,GeoGebraを使った電子教材の実例を提供し,かつGeoGebraに機能を追加する提案を行うことを目標とする.現状の中等教育に携わる教員がGeoGebraを初めて手にして,最初の教材を作りそれをインターネット上にアップロードするためにどの程度の知識・スキルが必要であるかを調査・研究した。この成果として,入門的な日本語によるマニュアルを作成し,実際にサイト(http://www.aharalab.sakura.ne.jp/geogebra/index.php)において公開した。この成果はそののち,中等教育の教員から支持を得て,数学の電子教材におけるGeoGebraの利用価値の高さを証明した。これらの結果についてはRIMS研究集会「数学ソフトウェアとその効果的教育利用に関する研究」において「GeoGebraの日本語教材の単元別整理とサイト公開について」というタイトルで,また統計数理研究所共同研究「動的幾何学ソフトウェアGeoGebraの整備と普及」において「GeoGebra日本語教材のデータサイトの整備と普及」というタイトルで講演を行った。

また明治大学先端数理研究科の原知己氏とRIMS研究集会「数学ソフトウェアとその効果的教育利用に関する研究」において「GeoGebraによる説明と例題の交互の提示によるスライド教材とその作成の簡易化」というタイトルで講演した。ここではJavaScriptを利用したGeoGebraの拡張機能を用いて,効果的な解説・例題の2画面教材の可能性を提示し,かつこのような教材を容易に作成するツールの開発について説明した。これらの講演に伴い,関連研究者との議論を活発に行った。GeoGebraは世界で広く使われている数学教材作成ツールであり,特に動的幾何学とインタラクティブな教材作成にたけている.本研究では,日本国内の中等教育の数学教材ツールとしてのGeoGebraのありようについて調査研究を行い,かつ広いコミュニティを募りながらGeoGebraを使った電子教材の実例を提供することを目標とする.geogebraをベースとした受け手の感覚に訴えるような電子教材の試作については、満足すべき実例を提示することができた。この点では研究は進捗したと考えられる。平成26年度は、実際の高校教育の現場との連携を図り、作成した電子教材の効果について議論をする予定であった。この件に関し、私立富士見中学校高等学校の教員である岡田知美氏の協力を得て、氏と数回にわたり打ち合わせを行った。この中学校高等学校では岡田氏の努力により、情報環境の導入を現在進めており、数学に関する情報環境としてgeogebraの導入を強く検討している。しかし、この中学校高等学校における具体的な共同研究を進めるための準備が整わず、次年度に持ち越しになった。GeoGebra教材のウェブサイトではまだすべての単元について教材を提供しているわけではないので、精力的にGeoGebra教材を作成して教材を提案していく計画である。GeoGebraによる海外教材の調査については、研究業績としてまとめる作業に取り掛かる計画である。GeoGebraによる教材作成のノウハウについては、ノウハウに焦点をあてたテキストの作成を計画している。また、GeoGebra教材のウェブサイトを通じてGeoGebra教材に興味を持つ教員の開拓に努める計画である。教育工学26年度に実行できなかった、中学校高等学校の授業におけるgeogebra利用の実践・考察を進める予定である。これにより「geogebraによる日本語教材の優位性の証明をすること」を目指したいと考えている。geogebraの応用的な使い方としてjavascriptによるプログラミングがあげられるが、今年度ではjavascriptを使って、より応用的なgeogebra教材を提案することを計画している。
Radiosurgeryによる中枢神経系への新たな刺激性作用の解明:癌性疼痛に対する再診治療(下垂体照射)方法をもとに

臨床研究に関しては、研究期間中がん性落痛患者(CP)12症例を対象に、加えて中枢性疼痛[とくに視床痛症候群(TP)]患者16症例も同様にradiosurgeryによる下垂体照射を行い、治療としての効果・安全性について検討した。全症例に160-180Gyを最大線量とし照射を行った。CP群に関しては、全症例で痩痛緩和が認められ、実に80%に完全除痛が見られた。また、TP群の75%に初期効果が見られたが、最終的に完全除痛が認められたのは全体の25%のみであった。合併症に関してはCP群では見られず、TP群における3例(17.6%,に軽度の下垂体機能不全を認めた。両治療群とも、線量による効果・合併症に有意差は見られなかった。CP群に関する治療の有用性は認められた。しかし、MRSやβ-endorphine, ACTHなどによる「刺激性作用」の証明までには至らなかった。基礎研究に関しては、MRI対応ラット専用フレームを用い、一側線条体をターゲットとして高線量照射(150Gy)を行った。これにより、フレームシステムとしての精度・照射位置確認を行い、、Turning behaviorと組織壊死出現時期の相関性が見出せた。さらにMRI直視下でのターゲティングでは照射後変化に、若干のばらつきが認められたことから、いわゆる定位脳手術の概念をラットでも応用し、計算値と実測値から再現性のあるターゲティングを行えるようにできた。現在、ようやく比較的低線量照射(60Gy)を行い始めている。これにより、「破壊性変化」を伴わない「生物学的刺激性変化(neuro-modulation)」を証明し得る準備が整った。臨床研究:10症例を目標に治療をradiosurgery同一プロトコール(ターゲットは下垂体-下垂体柄移行部とし、直径8mmの照射コリメターを用い最大線量160-180Gyで照射している)にて行ってきた。現在まで11症例について治療が行われた。術前後およびその後も定期的にMRI/MRSを可能な症例で行っている(まだPETによる評価はできていない)。フォローアップが短期であるため確実なことは言えないが、全例で効果は即効性であり内分泌学的欠落症状は認めていない。次年度にデータ・臨床成績含めた解析を行う。基礎研究:10匹のラットに対し、ガンマナイフによる線条体照射を行った。照射後6ヶ月間のドパミン作動薬投与による回旋運動解析を中心としたラットの行動解析を行っている。【radiosurgery照射前コントロール】全ラットに対して照射前に24時間の赤外線検出装置にて自由行動解析を行った。【片側線状体にガンマナイフ照射を施行する】バルビツレート麻酔下にガンマナイフ専用フレームにラットを固定。その後、MRIを特殊コイル下にて行った。ガンマナイフ専用コンピュータへ画像データを転送。照射ターゲットを正確に定め、0.1mm単位での詳細な線量計画を高線量(150Gy)で照射した。【照射後の線状体ドパミン活性スクリーニングとしての回旋行動観察】片側線条体にガンマ線照射後、1週から24週まで、ドパミンagonistを投与して、照射前の行動と比較して変化を観察している。現在まで確認できている5匹のラットに関して、4週目までは行動上の異常を認めないが、5週目以降に照射側に一致した回旋行動が認められるようになった。病理組織切片にも照射部位に一致して壊死像が認められている。さらに照射部位の適否を詳細に検討した後、壊死を伴わない程度の低線量でも同様の効果(正常中枢神経系に対する機能的変化)がもたらされるか否かが次年度への課題となる。
細胞の品質管理機構に着目したバイオ医薬品の生産性向上に関する研究

小胞体内腔のタンパク質の動態を解析するために、全反射顕微鏡を用いた一分子観察の系を確立した。一分子解析は得られるデータが膨大なものとなるが、それらを解析するために画像解析の手法を導入した。またこれまで当研究室で行われてきた解像度を時空間方向に一桁程度高めることで、細胞質で最も速い単純拡散する分子の解析を可能とした。そして確立した手法を用いて、分泌タンパク質の挙動に影響を与える因子の一つとして温度ストレスを見出した。本研究課題の達成には、全反射顕微鏡を用いた小胞体内腔におけるカーゴタンパク質の一分子解析が必須である。しかしながら、これまでの一分子解析はマニュアル的な手法に頼っており、ハイスループットな解析が困難であると共に正確性にも欠けるきらいがあった。そこで、今年度はImage Correlation Spectroscopy(ICS)を利用した画像解析手法の開発に取り組んだ。コンピュータシミュレーションによる粒子の拡散解析にICSを適用することで、ターゲットとする粒子群が単純拡散の特性を持つか、flowなどの特定の方向性を持った動きを見せるかを、数値的かつ客観的に解析することに成功した。続いて小胞体内腔のタンパク質の一分子タイムラプス観察画像にも、本解析手法の適用が有用であることを示した。このことによりモデルケースとなる分泌タンパク質の小胞体内腔における動態解析を実施することで、細胞のタンパク質の生産効率と小胞体内腔の動態との関連性についてより容易に調べることが可能になると期待される。ICSの開発と併せて、近年注目を受けている細胞内のRNA品質管理機構についても検討をおこなった。mRNAの選択的分解に関係するタンパク質DCP1について解析を行ない、DCP1のP-bodyへの局在に必須となる18アミノ酸を特定した。本アミノ酸を欠くDCP1は野生型と比較して細胞質における他の高分子との結合能力に差が見られることをFluorescence Recovery After PhotobleachingおよびFluorescent Correlation Spectroscopyを用いることで示した。昨年度までの研究成果により、小胞体内腔におけるカーゴタンパク質の一分子動態を、全反射顕微鏡を用いて解析する実験系を確立することができた。しかしながらこれまで用いてきた系では時間分解能の関係から小胞体膜に短時間結合したカーゴタンパク質のみがその動きを解析可能であることが問題であった。そこで解析の時間分解能をこれまでの約10倍、1msecレベルまで向上させたところ小胞体内腔を拡散する分泌タンパク質全体の動態をリアルタイムで捉え、解析することが可能になった。この新しく構築した実験系を用いてJump distance analysisによりカーゴタンパク質の動態を解析した結果、カーゴタンパク質の動きは細胞に対する様々なストレスに影響を受けることが判明した。今回は特にERストレスの一つとして知られている温度ストレスに着目して解析を行なった。高温ストレスの下では、カーゴタンパク質はアスパラギン結合型糖鎖がアクチン細胞骨格による制御を受けることで小胞体膜にtetheringするため、小胞体内腔におけるカーゴタンパク質の衝突頻度が低下することが分かつた。このように本手法では生化学的・遺伝学的解析では困難であった、一部の異常性を示すカーゴタンパク質の性質をリアルタイムかつ非侵襲的に解析することが可能である。小胞体内の分泌タンパク質の動態を、単純拡散を含めて総合的に解析する手法を確立したことにより、動物細胞におけるバイオ医薬品の生産効率に影響を与える因子を容易に解析することが可能になった。このことはバイオ医薬品の生産性の向上を目的とする応用的研究の発展に直接寄与するものと考えられる。
結核菌の薬剤耐性における薬剤排出ポンプの役割の遺伝学的解析

多剤耐性を獲得する機構として、薬剤排出ポンプの関与が注目されている。我々は結核菌のカナマイシン耐性臨床分離株の約70%が16S rRNA遺伝子の変異により耐性を獲得していることを明らかにしている。16S rRNA遺伝子に変異を有しないカナマイシン耐性株の92%に、薬剤排出ポンプに関係するtap遺伝子の変異が認められた。結核菌の薬剤耐性における薬剤排出ポンプの役割を明らかにすることを目的として研究を行った。1)結核菌の変異型tap遺伝子をトランスフォームした大腸菌では、増殖が抑えられ、菌体はダメージを受けていた。2)薬剤感受性試験を行ったが、アミノグリコシド、テトラサイクリン、ニューキノロン剤、いずれにおいても野生型tap遺伝子はMICに影響を与えなかった。3)近年報告された抗酸菌のもう一つの薬剤排出ポンプであるP55(Rv1410c)に、カナマイシン耐性との関係は認められなかった。4)23S.5S rRNA遺伝子についても調べたが、カナマイシン耐性との関係は認められなかった。5)変異型tap遺伝子の導入により大腸菌がダメージをうけたので、コピー数の少ないpBR322vectorを使用し、野生型、変異型tap遺伝子を、大腸菌の排出ポンプを欠損させたKAM32株に導入した。tetプロモーターと逆方向に挿入されている場合に薬剤耐性を示す傾向がみられ、tap遺伝子のプロモーターを利用していると考えられた。しかし、tap遺伝子の変異と薬剤耐性との関係は明らかになっていない。現在、大腸菌の系をさらに詳しく検討するとともに、抗酸菌であるMycobacterium smegmatisの系を作成中である。また関連実験として、内視鏡洗浄機より分離したグルタールアルデヒドおよび抗生剤耐性M.chelonaeの耐性機序を調べたが、Tapなどの排出ポンプによるものではなかった。申請者らは約70%のカナマイシン耐性臨床分離株が16S rRNA遺伝子の変異によりカナマイシン耐性を獲得していることを既に明らかにしている。16S rRNA遺伝子に変異を有しないカナマイシン耐性株のうち、92%に薬剤排出ポンプに関係するtap遺伝子の挿入変異が認められ、薬剤耐性との関与が強く示唆されている。そこで、薬剤排出ポンプの変異と薬剤耐性との関係を明らかにする。野生型および変異型tap遺伝子をpCR2.1vectorに挿入した組換え体プラスミドを有する大腸菌について、薬剤耐性と増殖・形態に与える影響を検討した。1、大腸菌での薬剤耐性試験野生型および変異型tap遺伝子を持つ大腸菌の薬剤感受性試験を行った。ストレプトマイシン、ゲンタマイシン、テトラサイクリン、ニューキノロン剤、いずれにおいてもMICに差は認められなかった。2、大腸菌での増殖と形態の比較vectorおよび野生型tap遺伝子を持つ大腸菌は同様のgrowth curveを示した。それと比較し、変異型tap遺伝子を持つ大腸菌は増殖が抑えられた。vectorおよび野生型tap遺伝子を持つ大腸菌は長さが均一な桿菌であったが、変異型tap遺伝子を持つ大腸菌では、菌体の一部が膨化したり、フィラメント状に長くなっており、ダメージを受けていた。以上の結果より、tap遺伝子に変異がある場合、大腸菌の増殖と形態に変化を与えることを見出した。

変異型TAPタンパクの大量産生は、宿主大腸菌に致死的な影響を与えると考えられたため、コピー数の少ない他のvectorへの挿入を試みている。またMycobacterium smegmatisに野生型および変異型tap遺伝子を挿入し、カナマイシン耐性および他の薬剤耐性との関係を検討する予定である。結核菌の全ゲノム配列より約20種の薬剤排出ポンプの存在が考えられ、それらについても検討したい。多剤耐性を獲得する機構として、薬剤排出ポンプの関与が注目されている。申請者らは結核菌カナマイシン耐性臨床分離株の約70%が、16S rRNA遺伝子の変異により耐性を獲得していることを明らかにしている。16S rRNA遺伝子に変異を有しないカナマイシン耐性株のうち、92%に薬剤排出ポンプに関係するtap遺伝子の変異が認められた。結核菌の薬剤耐性における薬剤排出ポンプの役割を明らかにすることを目的として研究を行った。昨年度は、結核菌の変異型tap遺伝子をトランスフォームした大腸菌では増殖が抑えられ、菌体がダメージを受けていることを報告した。本年度は、近年報告された抗酸菌のもう一つの薬剤排出ポンプであるP55(Rv1410c)とカナマイシン耐性の関係を検討した。Rv1410c遺伝子の変異がカナマイシン感受性株1株に認められたが、その他の感受性株および耐性株の何れにおいても変異は認められず、Rv1410c遺伝子は無関係であることが明らかになった。23S,5S rRNA遺伝子についても調べたが、カナマイシン耐性との関係は認められなかった。変異型tap遺伝子の導入により大腸菌がダメージを受けたので、コピー数の少ないpBR322ベクターを使用し、野生型、変異型tap遺伝子を挿入し、大腸菌の排出ポンプを欠損させたKAM32株に導入した。カナマイシン等5種類の薬剤感受性を調べた。ベクター側のプロモーターと逆方向に挿入されている場合に耐性を示す傾向がみられ、tap遺伝子のプロモーターを利用していると考えられた。しかし、tap遺伝子の変異と薬剤耐性との関係は明らかになっていない。現在、大腸菌の系をさらに詳しく検討するとともに、抗酸菌であるMycobacterium smegmatisでの系を作成中である。
非対称薄肉開断面部材の強度と設計法に関する研究

現在、橋梁をはじめとする一般的な土木構造においては、非対称断面部材は二次部材としてしか用いられない。しかし、二次部材の設計の合理化ばかりではなく、接合の有利さや設計の幅を広げる観点等から、チャンネル断面等の薄肉非対称開断面部材の力学的挙動を解明することは重要である。そこで、本研究ではまず形鋼を用いた柱および梁の耐荷力実験を行なうと同時に、有限変位弾塑性数値解析による予測との比較を行なった。その結果、柱の場合は断面の図心に載荷を行なう限りは通常のI形対称断面部材と同様の耐荷力が期待されるが、ウェブを直接接合した場合のような偏心載荷の場合には、I形断面部材の半分程度の強度しか期待できないことが明らかになった。また曲げ実験においては、両端あるいは同時に載荷点でもねじれやそりを拘束することによって、対称断面とほぼ同様な力学的特性を持つことが明らかになった。したがって、境界条件および載荷位置での実際の荷重の伝達機構を十分に検討しモデル化して設計する必要があることが明らかになった。以上の実験結果を基に薄肉構造の耐荷力解析を行なうが、実験的なアプロ-チは困難が伴うため、これについては別途開発した数値解析法による耐荷力算定を、プレ-トガ-ダ-断面に対する数値シミュレ-ションとして行なった。その結果、チャンネル材をプレ-トガ-ダ-主桁に用いる場合、やはり端部にそり拘束を与えることにより強度的に非常に有利であることが分かった。また実際の構造物を想定し、荷重載荷的でねじれ変位を拘束した場合には、現在用いられている対称断面部材による構造物に対して用いたとしても、充分な耐荷力があることが明らかになり、非対称開断面部材を対称断面部材と同様に主要部材として用いることが十分可能であることが明らかになった。非対称薄肉開断面部材は、その接合の容易さなどの利点にもかかわらず、一次部材として広く用いられるには至っていないが、その理由の一つは、考えられる通常の載荷状態においてねじれを伴う変形を余儀なくされるからである。この研究ではまず、その様な三次元的挙動を伴う、はり柱部材の解析を、最も基本的な流れ則に基づく塑性理論に従がう材料モデルを用いた有限要素解析によって実施した。その結果、シェル要素などを用いて解析される、いわゆる板の集成材としての梁の挙動をその終局状態に至までかなり定量的に追跡することができた。しかし、境界条件によっては定性的な把握に留まった場合もあった。このことについては、今後の研究課題であろう。またその解析の途中で、三次元的な棒の挙動を直線要素を用いた有限要素解析する場合の適切な境界条件の課し方、および有限な回転の取り扱い方についての新しい知見が得られた。これによって、断面変形が生じない様な断面部材については、一つの構成モデルのもとで、少なくとも定性的には挙動の把握が可能となり、また従来言われてきた立体構造解析の難点のひとつもある許容範囲の中で克服することが可能となった。構成モデルとしてはさらに、全ひずみ理論に基づくものも考慮したが、その終局強度の予測はかなりの精度で可能であることが判ってきたものの、そこに至るまでの変形性状については、構成モデルの適用範囲の制約によって必ずしも良い結果が得られたとは言えなかった。しかし、後者のモデルの方が工学的には応用が容易であるため、今後の重要な研究課題になると考えられる。昨年度解析の延長として、非対称断面を含む一般の薄肉開断面部材の設計における曲げ強度を算定するために、曲げを受けた場合の横倒れ座屈に関する解析的・数値的検討および実験的検証を行なった。

特に軸力あるいは軸方向変形とねじれ変形との連成に関する非線形項は重要な特性であり、実験装置の境界条件によっは、理論値との差が明確に現われてしまうものもあった。逆に言えば、実際の構造物の設計において、実条件のモデル化における誤差の取り扱いは特に十分注意が必要であることが判明した。また、そのような非線形性を十分取り入れたもので数値解析を行なわないと、昨年度の結果と同様、曲線部材を折れ線近似で解析することは不適切であることも確認できた。非対称断面部材においては、この非線形項が煩雑なくらい多く存在し、その取り扱いが非常に重要である。この最終的な取り扱い方は次年度の課題としたい。一方、横倒れ座屈強度は、既存の公式をかなりの適用範囲で使用することができることが判明した。特に非対称断面のように曲げ剛性に比して比較的ねじり剛性が低いものについては、直線部材・曲線部材を問わず、既存の公式を有限変位を考慮したとしても適用できる。よって、基本的には材料の塑性化のモデル化、およびその解析手法が強度算定には重要である。また、そのような塑性状態についての解析では、二次部材として使用されることの多い非対称断面部材は形鋼が頻繁に使用されるが、その強度はかなり残留応力の影響を受けることが判明した、特に最初の最大荷重を履歴した後の挙動はその影響を強く受け、終局強度設計を行なう場合、残留応力を考慮して、構造物の粘り強さをある程度まで考慮した設計が必要であり、また可能であろう。これについても、さらに検討を続ける予定である。現在、橋梁をはじめとする一般的な土木構造においては、非対称断面部材は二次部材としてしか用いられない。しかし、二次部材の設計の合理化ばかりではなく、接合の有利さや設計の幅を広げる観点等から、チャンネル断面等の薄肉非対称開断面部材の力学的挙動を解明することは重要である。そこで、本研究ではまず形鋼を用いた柱および梁の耐荷力実験を行なうと同時に、有限変位弾塑性数値解析による予測との比較を行なった。その結果、柱の場合は断面の図心に載荷を行なう限りは通常のI形対称断面部材と同様の耐荷力が期待されるが、ウェブを直接接合した場合のような偏心載荷の場合には、I形断面部材の半分程度の強度しか期待できないことが明らかになった。また曲げ実験においては、両端あるいは同時に載荷点でもねじれやそりを拘束することによって、対称断面とほぼ同様な力学的特性を持つことが明らかになった。したがって、境界条件および載荷位置での実際の荷重の伝達機構を十分に検討しモデル化して設計する必要があることが明らかになった。以上の実験結果を基に薄肉構造の耐荷力解析を行なうが、実験的なアプロ-チは困難が伴うため、これについては別途開発した数値解析法による耐荷力算定を、プレ-トガ-ダ-断面に対する数値シミュレ-ションとして行なった。その結果、チャンネル材をプレ-トガ-ダ-主桁に用いる場合、やはり端部にそり拘束を与えることにより強度的に非常に有利であることが分かった。また実際の構造物を想定し、荷重載荷的でねじれ変位を拘束した場合には、現在用いられている対称断面部材による構造物に対して用いたとしても、充分な耐荷力があることが明らかになり、非対称開断面部材を対称断面部材と同様に主要部材として用いることが十分可能であることが明らかになった。
有限P群のコホモロジー及びBP-理論の研究

有限群のコホモロジーはそのSylow p-subgroapのコホモロジーの内にinjectiveに入る。したがってp-群のコホモロジーを調べる事がまず最初に重要な事である。有限P群の例としてExtra-special p-群のコホモロジーを研究した。Extra-special p-群のコホモロジーはp=2のときはQuillerによって完全に計算されているが,p≧3のときはorderがp^3の時Lewisに計算されているだけであったが、orderがp^5のとき手塚氏との共著によりadditive structreを決定した。またこの時開発した議論により,高い周期のperiodic moduleについての存在問題と複素射影空間CP^mのelementary abelian p-groupの作用の問題を考えた。なおp=2の場合はQuillenの結果をつかいBenson-Carlson,Alldayによってこれらの問題は考えられていた。
日本産固有鳥類ヤマドリの人工林環境利用に関する研究

我が国の固有鳥類の一種であるヤマドリの人工林環境利用を解明するために、まず非狩猟地域である宮崎県南那珂郡北郷町において、直接観察による個体数推定と環境利用を調べた。その結果、広葉樹林の利用が多いものの、混交林に近いほど、人工林環境もよく利用することが明らかになった。つぎに野外における個体数回復のために積極的に行われている放鳥事業を利用し、栃木県矢板市において放鳥個体に発信器を装着して行動を追跡したところ、食肉性哺乳類や猛禽類に捕食されることによる死亡率がかなり高いことが示され、季節によっては生存率がかなり改善されることが明らかになった。比較的長期間生存した個体を対象に、行動圏面積と環境利用を調べたところ、行動圏はメスに比べてオスで有意に広く、行動圏内での植生に対して特別の選好性は認められなかった。東京都八王子市において、野外個体を捕獲し、発信器を装着して追跡したところ、1年を通じ、約10ha以内の範囲内を行動しており、季節的に面積に変化を生じることが明らかになった。また、1羽のメスと長期間一緒に行動し、途中で別のメスが関与したが、つがい関係は継続していると思われた。さらに樹上ねぐらだけでなく、地上にもねぐらをとることが明らかになった。狩猟期に捕獲された個体のそのうを各地から収集し、内容を解析した結果、葉部や果実・種子部を多く含むこと、葉部ではシダ類が多くを占めることが明らかになった。果実・種子部では、とくに頻度が高く出現する種は認められなかった。これらの結果から、ヤマドリは、常緑針葉樹林(とくに人工林)や広葉樹林といった高層木の植生に依存した選好性は示さず、狩猟期でのシダなどの林床に生育する植物に依存していることが明らかになった。今後、ヤマドリの生息域、個体数の保全のためには、これらの結果が有効に利用されると考えられる。日本固有種ヤマドリの人工林環境利用実態を調査するために、東京都八王子市にある森林総合研究所多摩森林科学園において、野生個体のオス1羽を捕獲した。捕獲後アメリカATS社製のネックレス型発信器(12,5g)を首に装着し、放鳥した。6月以降、毎月45日間の連続追跡を行い、行動圏、環境利用、ねぐら利用形態について解析を行った。調査期間中は、30分1時間おきに追跡し、位置を特定した。行動圏面積を最外郭法で求めたところ、8月に2.0haでもっともせまく、2月に10.7haともっとも広かった。また、1日あたりの行動圏面積は、やはり8月に0.8haでもっともせまく、10月で1.8haともっとも広かった。行動圏内での植生の割合と方探位置の植生とを比較し、イブレフの選択指数(E)を算出したところ、6月に広葉樹林を、7,8月に人工林を高く選択しているという結果が得られた。行動追跡の結果、ねぐらの位置が特定できた。ねぐら位置は、大きく5地域に分けられ、季節によって、各ねぐらの利用頻度に差があることが分かった。沢近くでねぐらをとることはほとんどなく、沢で採食していても日没近くになると、斜面を登りはじめ、中腹もしくは尾根沿いに到達した後にねぐら入りすることが明らかになった。また、10月から2月にかけて、つがいで同じねぐらを利用していることが明らかになった。また、ねぐら環境は、広葉樹林もしくは広葉樹が進出した人工林がほとんどで、人工林のみの環境はあまり利用されなかった。