hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
次世代のコミュニケーションスペース構築に向けた若年層の交流滞留に関する基礎的研究

本研究は、広場などのオープンスペースを対象として、若年層を主として行われるコミュニケーションと、その現象としての滞留行為との関係を明らかにすることを目的としている。商業施設に付属するオープンスペースやアトリウム空間、駅前広場、大学キャンパスといった若年層が主として集まる都市内の広場における滞留者に着目し、滞留行為を空間的指標、時間的指標によって数量的に把握し、滞留者と空間構成の関係を明らかにする。現地調査で得られたデータから、(1)滞留者(調査対象地における滞留者サンプル全平均滞留時間、グループ人数との関係、姿勢、屋外と屋内、気温差における滞留の傾向)、(2)歩行者密度(歩行者密度(単位面積・単位時間あたりの歩行者数、人/m^2・分)と滞留グループ人数、滞留時間、行為と歩行者密度との関係)、(3)滞留と空間構成(滞留の発生場所それぞれの空間タイプと滞留形態の関係)等に関して得られた知見をもとに、実際に対象地で滞留している人々へのアンケート、ヒアリングを実施し、得られた知見について検証、考察を加えた。また、九州大学箱崎キャンパス内の3つの食堂前広場調査をもとに喫煙空間の種類を把握し、密度別に分類し、アンケート調査によって大学キャンパスの屋外空間における適切な喫煙空間の配置と明確なサイン表示の必要性等を明らかにした。若年層を取り巻く交流環境を把握するという観点から、多くの若者が集う駅前の屋外広場、商業施設の屋外広場、商業施設の屋内広場、大学キャンパスなどの広場を選定し、調査を行った。選定にあたっては、若年層がよく利用する場所に関する学生への事前ヒアリングを行った。対象地において滞留している人に関する現地調査(滞留観察、複数箇所からのビデオ撮影)を行い、サンプルを収集した。具体的には、12:0013:00及び16:0017:00の各1時間を設定し、滞留している人及び複数人のグループを1単位として、図面上に位置とサンプルの属性、人数、姿勢、行為について調査用パソコンを用いて記入し、同時に調査対象地全体を見渡せる位置2ヶ所からビデオ撮影を行った。次に、記録したビデオ画像を研究室に持ち帰ってモニターで確認し、得られたサンプル・データから、歩行者と滞留者に関する情報を1分間隔のレイヤーシートを用意して記録した。さらに、滞留者については、属性やその姿勢、行為等を記録し、滞留と歩行者の関係、滞留と空間構成の関係について考察した。こうした調査から、滞留者のサンプルとして、約2,705人を抽出した。これをグループ別、個別サンプルデータに分けて集計し、さらにCADデータ上において、各調査地における1時間の調査につき、1分間隔の時刻別のレイヤーシート61枚を作成し、1分毎に滞留者の位置及び歩行者の位置と方向をプロットした。また、各レイヤーシートにおける滞留者及び歩行者の人数を集計した。まず、大学キャンパス(九州大学、福岡大学、九州産業大学)および商業地域(福岡市中央区天神Z-SIDE前、ソラリア広場、博多大丸パサージュ広場、博多区博多駅前、博多リバレイン・アトリウム等)において、若年層が滞留する広場などを対象として得られた現地調査データの分析を行った。調査で設定した時刻別のレイヤーシートの適正な記録間隔について考察したところ、1分間隔の調査データであれば、必要な算定が可能であることを明らかにした。つぎに、調査対象地における滞留者サンプル全平均滞留時間、グループ人数との関係、姿勢、屋外と屋内、気温差のある時間帯における滞留の傾向について考察を加えた。調査地点における各々の滞留者から、半径1、3、5、7、9mの同心円を描き、滞留者が滞留した時間に、その範囲を通過した歩行者数をカウントし、歩行者密度(単位面積・単位時間あたりの歩行者数、人/m^2・分)を算定し、滞留グループ人数、滞留時間、行為と歩行者密度との関係を考察した。さらに、滞留の発生場所を、「ベンチ」「テーブル+椅子」「段差・植栽の縁」「階段」「壁際」「柱周辺」「ストリートファニチュア」「芝生」「その他」のカテゴリーに分類し、それぞれの空間と滞留形態(滞留グループ人数、滞留時間、行為)の関係について考察した。現地調査によって得られたこれらの結果を、日本建築学会計画系論文集に発表した。

本研究は、広場などのオープンスペースを対象として、若年層を主として行われるコミュニケーションと、その現象としての滞留行為との関係を明らかにすることを目的としている。商業施設に付属するオープンスペースやアトリウム空間、駅前広場、大学キャンパスといった若年層が主として集まる都市内の広場における滞留者に着目し、滞留行為を空間的指標、時間的指標によって数量的に把握し、滞留者と空間構成の関係を明らかにする。こうして得られた知見から、コミュニケーションの舞台としてのオープンスペースの構成手法の開発を目指す。現地調査で得られたデータから、(1)滞留者(調査対象地における滞留者サンプル全平均滞留時間、グループ人数との関係、姿勢、屋外と屋内、気温差における滞留の傾向)、(2)歩行者密度(歩行者密度(単位面積・単位時間あたりの歩行者数、人/m^2・分)と滞留グループ人数、滞留時間、行為と歩行者密度との関係)、(3)滞留と空間構成(滞留の発生場所それぞれの空間タイプと滞留形態の関係)等に関して得られた知見をもとに、実際に対象地で滞留している人々へのアンケート、ヒアリングを実施し、得られた知見について検証、考察を加えた。滞留行為の一つである喫煙と喫煙が行われる空間の構成に着目した調査を実施するとともに、得られた知見から、大学キャンパスにおけるオープンスペースの計画を事例とする提案を行った。
低分子化合物を用いた新規歯周病治療薬スクリーニングシステムの開発

これまで研究代表者は微細線維の再構築が歯周組織再生に有効であることを示してきた。歯周病治療薬を開発するため、本研究は微細線維形成因子であるADAMTSL6・の遺伝子発現を上昇させる低分子コンパウンドのスクリーニングを試みた。この実験を達成させるため、ADAMTSL6・のプロモーター領域の下流にEGFPを組み換えたreporterを有する細胞の作製が有効であることを示した。マルファン症候群では結合組織の強度を調節する弾性システムが崩壊することで、解離性大動脈瘤、肺気胸、水晶体脱臼、歯周病等の様々な結合組織疾患を発症する遺伝子疾患である。マルファン症候群では弾性システムを制御する微細線維成分の遺伝子変異により結合組織の崩壊が進行する。そのため、劣化した弾性線維を再生する治療技術の開発が求められている。そこでマルファン症候群患者由来の遺伝子変異の多様性に対応可能な弾性線維再生の創薬スクリーニングするため、低分子化合物の作製、ならびに歯周炎モデルの開発を試みた。低分子化合物のスクリーニングシステムを構築するため、人工染色体によるレポーターシステムの構築を試みた。この目的に、ADAMTSL6 βの第1エクソンを含む15番染色体のゲノム配列を由来EFGPに組み換えたレポーターを作製した。そのため、第一エクソンの上流7kbp、下流5kbpをクローニングし、各々をEFGP遺伝子の両端に組み換えた発現プラスミドを作成した。これらの人工染色体あるいはES細胞に導入し、ADAMTSL6 βの遺伝子発現をモニター出来るレポーターコンストラクトを含む発現解析用の細胞の作製を行っている。次に歯周炎モデル実験を確立するために、絹糸を用いた結紮モデルを試みた。歯肉に絹糸を結紮後、骨吸収の状態をμCTで観察した結果、術後3日目に歯槽骨の吸収が始まり、7日目以降で明らかに歯根長の約半分にまで歯槽骨が吸収される歯周炎を発症することが観察された。組織切片を確認すると、術後14日目でmatrix metalloprotease (MMP)-9の発現が明らかに上昇し、また炎症性細胞の浸潤している部分ではfibrillin-1の発現の低下が観察された。この結果より、同歯周炎モデルを用いれば、ADAMTSL6 βの発現誘導低分子化合物のスクリーニングの出来ることが示唆された。マイクロフィブリルとは結合組織の弾性を制御する細胞外マトリックス成分である。これまで申請者は、マイクロフィブリルの主成分であるfibrillin-1に遺伝子変異が生じると、歯根膜形成不全が引き起こされることから、同分子が歯根膜形成に必須である事を見出してきた。fibrillin-1の重合はADAMTSL6βが誘導することが報告されており、また同分子の局所投与により歯根膜の創傷治癒を促進することも明らかされてきた。これらの研究成果より、ADAMTSL6βによるマイクロフィブリルの強化が新規歯周病治療の創薬ターゲットになる可能性が示された。そのためADAMTSL6βの発現を誘導する補填剤を開発するため、歯周組織再生誘導能を有する低分子化合物のスクリーニングシステムの構築する評価システムの構築を試みた。そのためADAMTSL6β遺伝子発現誘導をモニターするレポーターシステムの開発、2)ADAMTSL6βレポーターを活性化する低分子化合物の探索、3)歯根膜損傷動物モデルを用いた新規歯周病治療薬の開発を推進した。本年度はヒトADAMTSL6βexon1の開始コドンの直下にEGFPあるいはルシフェラーゼを組み込んだtargeting constructを作製し、組み換え酵素を用い15番染色体でADAMTSL6βexon1の領域と置き換えた。次年度はADAMTSL6β発現細胞の探索と、人工染色体ベクターへの組み換え、および同細胞への遺伝子導入を予定している。また歯周病モデルの確立に関しては、マルファン病モデルマウスの歯根膜に損傷を加えることで、歯周組織の治癒不全を誘導出来ることが判明した。同モデルを用いれば、歯周病に対する影響も解析出来る可能性が示された。当該年度は、研究計画に記載された研究計画の中で、15番染色体のADAMTSL6βのExon1領域を用いたレポーターシステムの構築まで進んでいる。次年度はこのベクターを用いて人工染色体を作製し、ADAMTSL6β発現細胞に導入することで、当該研究の主たる目的である、低分子化合物のスクリーニングを行うことが出来る。以上の理由により、当該研究は順調に進んでいると判断した。本研究課題は歯根膜発生過程を制御するADAMTSL6βに着目し、歯根膜創傷治癒過程で同分子を高発現させることで、歯根膜発生過程を再現し、創傷治癒効果を促進させることを目標としている。この目標を達成するため、ADAMTSL6βの遺伝子発現領域を活性化する低分子化応物をスクリーニングし、歯根膜再生能力を検証する。すなわち、低分子化合物で歯根膜創傷治癒を促進させるという、歯周病治療における新しい原理を発展させる。従って当該研究では、これまで治療薬のなかった歯周病において、前述の低分子化合物を持ちいて創傷治癒を促進する薬剤を開発研究を推進する。

本研究ではADAMTSL6βを中心に薬剤開発を進めているが、今後は他の候補分子についても本計画で用いているレポーターシステムを用いて発現誘導する低分子化合物の探索が必要になる。現行の歯周病治療で期待されているのは、崩壊された歯根膜を積極的に治癒へと導く創薬になる。本研究では歯根膜の強度を担う主要な構成成分であるマイクロフィブリルの再構築させることで、創傷治癒を促進させる低分子化合物を開発することを目指している。マイクロフィブリル形成不全では、大動脈瘤、肺気胸、水晶体脱臼等の結合組織形成不全が引き起こされる。従って本研究成果は、歯周病のみならず結合組織疾患に対する治療薬として発展する可能性が考えられる。従って、本研究課題での成果は、マイクロフィブリルの強化による結合組織疾患の症状改善の概念を提唱すると共に、歯周病および結合組織疾患の新規治療薬として発展する事が期待される。次年度は研究費の使用計画に関して、以下の目的に使用する。1.ADAMTSL6βレポーターを活性化する低分子化合物の探索連携研究者である岡崎らが開発したヒト人工染色体システム(HAC)に、本年度作製したで作製したADAMTSL6βレポーターを挿入して、培養細胞への導入を試みる。そこで、本研究課題では期間内に、ADAMTSL6βレポーターを組み換えたHAC(ADAMTSL6βーHAC)を、申請者の作製した不死化ヒト歯根膜細胞(HPDL)へ遺伝子導入し、HPDL- ADAMTSL6βーHACを作製する。次に東京大学生物機能制御化合物ライブラリー機構で構築された低分子化合物ライブラリーを用いて、HPDL- ADAMTSL6βーHACを活性化する化合物をスクリーニングする。2.歯根膜損傷動物モデルを用いた、新規歯周病治療薬の開発歯周組織再生能力を有する化合物を選別するためには、創傷治癒モデルを用いた評価システムの構築が必要になる。これまで、研究申請者は歯根膜損傷モデルを確立しており、同モデルを用いてADAMTSL6βが歯根膜創傷治癒能力を有していることを示している。そこで1.で選択された化合物の中より、本システムを用いて、歯根膜創傷治癒能を有する低分子化合物をスクリーニングする。
世界文化〈資本〉空間の史的編成をめぐる総合的研究：アフリカ・カリブの文学を中心に

本共同研究のメインテーマのひとつである黒人文化総合誌『プレザンス・アフリケーヌ』をめぐっては、2018年5月、研究分担者の佐久間寛、中村隆之、小川了および研究協力者の村田はるせの4名により、日本アフリカ学会第55回学術大会にてフォーラム「文学・運動・メディア:プレザンス・アフリケーヌ研究2」を組織した。ここで得られた成果にもとづき、上記4名は、日本アフリカ学会の学術誌『アフリカ研究』94号にて特集「プレザンス・アフリケーヌ研究」を組んだ(12月)。また、『プレザンス・アフリケーヌ』編集長R.フォンクア氏やストラスブール大学のロモ・ミヤジオム氏との協議に基づき、昨年度開催した国際シンポジウムの成果を『プレザンス・アフリケーヌ』誌の特集として公開すべく準備を進めた。一方、文化資本をめぐる研究としては、まず2018年7月に東京大学駒場キャンパスにて第一回研究会を開催し、研究代表者の星埜守之、研究協力者の中尾沙季子、太田悠介、村田はるせが口頭発表を行った。2019年1月、東京大学駒場キャンパスにてニューカレドニア教員養成学院のアミド・モカデム氏を招へいし、「ニューカレドニアにおける独立/相互依存/主権」(フランス語、通訳付)というタイトルのもとで公開講演会を開催した。3月、東京外国語大学アジア・アフリカ言語文化研究所にて第二回研究会を開催(同研究所の共同利用・共同研究課題「プレザンス・アフリケーヌ研究:(2)テキスト・思想・運動」との共催)し、研究分担者の中村隆之、久野量一、小川了、研究協力者の中尾世治、松本尚之、福島亮が口頭発表を行った。なお、研究分担者の佐々木および森元は、それぞれ中米諸国とフランスに渡航し、フィールドワークと文献調査を進めた。プレザンス・アフリケーヌをめぐっては、国内学会誌にて特集をまとめたほか、昨年度のシンポジウムの成果を国内外に向けて公開すべく、着実に準備を進めた。また他の文化資本をめぐる研究に関しては、二回の研究会、一回の国際ワークショップを開催し、議論の深化と成果発信を進めた。2019年7月に東京大学駒場キャンパスにて第一回研究会を、9月にフランスのストラスブールにて第二回国際シンポジウムを、年度末に神戸大学にて第二回研究会を開催する。それとともに、雑誌『プレザンス・アフリケーヌ』の特集公刊や、編著書出版に向けた準備を進める。本研究課題の開始年度である2017度は、アフリカ・カリブの反植民地運動に大きな影響をおよぼした黒人文化総合誌『プレザンス・アフリケーヌ』が刊行70周年を迎えることから、東京外国語大学アジア・アフリカ言語文化研究所(AA研)共同利用共同研究課題「『プレザンス・アフリケーヌ』研究あらたな政治=文化学のために」との共催により、同誌を主題とする国際シンポジウム「『プレザンス・アフリケーヌ』研究:超域的黒人文化運動の歴史、記憶、現在』(8月2224日、於東京外国語大学)を組織した。同シンポジウムには、18カ国61名から発表の応募があり、査読の結果8カ国20名の発表者が選出され、聴衆も含めて159名の来場者があった。その成果は、すでに『図書新聞』の対談や『ふらんす』(白水社)の特集を通じて社会的に発信されているが、最終的には、『プレザンス・アフリケーヌ』誌の特集号、およびAA研から出版される報告書にまとめるべく、『プレザンス・アフリケーヌ』誌の現編集長ロミュアルド・フォンクア氏の協力を仰ぎながら準備を進めている。また同シンポジウム開催とあわせてパリのケブランリー美術館が企画した「プレザンス・アフリケーヌ展:超域的黒人文化運動をめぐるイメージの軌跡」(2017年8月1731日於AA研)のアジア初開催を実現した。さらに2018年3月18日19日には、神戸大学にて共同研究会を実施し、上記シンポジウムを総括するともに、文化資本概念に基づく研究方針の共同討議、ネグリチュード運動とパン・アフリカニズム運動に関する研究報告を行った当初の計画通り、2017年8月22日から24日にかけて東京外国語大学アジア・アフリカ言語文化研究所共同利用共同研究課題「プレザンス・アフリケーヌ研究新たな政治=文化学のために」(研究代表者:中村隆之)との共催で国際シンポジウム「プレザンス・アフリケーヌ研究超域的黒人運動の歴史・記憶・現在」を開催した(主要言語はフランス語、日仏同時通訳付)。また同国際シンポジウムのために招聘したソルボンヌ大学ロミュアルド・フォンクア教授による講演会Quellehistoire litteraire des textes francophones?を8月26日に東京大学駒場キャンパスにて開催した。これらの成果を受けて2018年3月18日・19日に神戸大学にて同共同利用共同研究課題との共催で研究会を開催し、次年度以降の計画を策定した。以上のことから現在までの進捗状況は順調に進展していると評価できる。

また、『プレザンス・アフリケーヌ』編集長R.フォンクア氏やストラスブール大学のロモ・ミヤジオム氏との協議に基づき、昨年度開催した国際シンポジウムの成果を『プレザンス・アフリケーヌ』誌の特集として公開すべく準備を進めた。一方、文化資本をめぐる研究としては、まず2018年7月に東京大学駒場キャンパスにて第一回研究会を開催し、研究代表者の星埜守之、研究協力者の中尾沙季子、太田悠介、村田はるせが口頭発表を行った。2019年1月、東京大学駒場キャンパスにてニューカレドニア教員養成学院のアミド・モカデム氏を招へいし、「ニューカレドニアにおける独立/相互依存/主権」(フランス語、通訳付)というタイトルのもとで公開講演会を開催した。3月、東京外国語大学アジア・アフリカ言語文化研究所にて第二回研究会を開催(同研究所の共同利用・共同研究課題「プレザンス・アフリケーヌ研究:(2)テキスト・思想・運動」との共催)し、研究分担者の中村隆之、久野量一、小川了、研究協力者の中尾世治、松本尚之、福島亮が口頭発表を行った。なお、研究分担者の佐々木および森元は、それぞれ中米諸国とフランスに渡航し、フィールドワークと文献調査を進めた。プレザンス・アフリケーヌをめぐっては、国内学会誌にて特集をまとめたほか、昨年度のシンポジウムの成果を国内外に向けて公開すべく、着実に準備を進めた。また他の文化資本をめぐる研究に関しては、二回の研究会、一回の国際ワークショップを開催し、議論の深化と成果発信を進めた。2018年7月29日、2018年度第1回研究会を東京大学駒場キャンパスで開催する。報告書は星埜守之(東京大学)、村田はるせ(独立研究者)、太田悠介(神戸市外国語大学)による。2019年2月頃、第2回研究会を開催する。同研究会は、東京外国語大学アジア・アフリカ言語文化研究所共同利用共同研究課題「プレザンス・アフリケーヌ研究2:テキスト・思想・運動」との共同開催とする。本研究会からの報告者は、小川了(東京外国語大)学)、福島亮(東京大学大学院)、久野量一(東京外国語大学)の3名である。また2回の研究会を通じて、2017年度に実施した国際シンポジウムの成果論集の取りまとめや、2019年度にフランス・ストラスブール大学にて開催予定の国際シンポジウムに関する準備を進める。さらに佐々木祐をはじめとしたメンバーは海外調査を実施し、資料の収集にあたる。2019年7月に東京大学駒場キャンパスにて第一回研究会を、9月にフランスのストラスブールにて第二回国際シンポジウムを、年度末に神戸大学にて第二回研究会を開催する。それとともに、雑誌『プレザンス・アフリケーヌ』の特集公刊や、編著書出版に向けた準備を進める。
フレイル期の高齢者における舌回旋運動を応用した新しい口腔機能トレーニングの確立

65歳以上の独歩で来院できる方を対象に口腔機能と全身状態(BMIや骨格筋量を示すSMI)を測定したところ、口腔機能低下症に該当するものは58.3%であった。この被検者を対象に舌回旋運動を応用した新しい口腔機能トレーニングを4か月実施してもらい、トレーニング前後の口腔機能と全身状態の変化を測定した。その結果、舌圧と口腔乾燥に有意な差がみられた。また口腔機能低下症に該当する者は41.7%に減少した。全身状態では有意差はみられなかった。口腔機能トレーニングの早期介入は口腔機能低下を予防、改善するのに有用であることが示唆された。オーラルフレイルは滑舌低下やわずかなむせ、噛めない食品が増えるなど加齢とともに口腔機能が僅かに低下していき、健康な状態から口腔機能低下に陥る中間の可逆的な状態である。口腔機能低下からさらに進行し摂食嚥下障害や咀嚼機能不全など口腔機能障害に進行すると要介護に陥る。本研究ではフレイル期における舌回旋運動を応用した新しい口腔機能トレーニングの確立を目的とし、早期に対応することで口腔機能低下の改善や予防を期待する。口腔機能の状態は栄養状態や全身状態に及ぼす影響も大きいため、本研究では口腔機能の評価と併せて水分量や筋肉量などの全身状態も含めて検討する。本年度は研究計画に従い65歳以上の大学病院に来院可能な被験者(健常高齢者)と特別養護老人ホームに入所されている被験者(施設入所者)を対象としアンケート調査、口腔機能、全身状態の測定を実施した。アンケート調査より自覚症状として嚥下時の違和感やむせ、摂取可能食品の品目数が減少している被験者がいることがわかった。口腔機能の評価において、健常高齢者と比較し施設入所者の舌圧は低下していることが明らかとなった。また全身状態の測定結果より各自の身長と体重から割り出された平均値と比較し、筋肉量や水分量において施設入所者はそれぞれ低下している被験者が多い傾向にあった。一方体脂肪量や体脂肪率が高い被験者もみられた。また施設入所者は健常高齢者と比較しSMIの低下している被験者が多くみられた。当初の予定より被験者数は減少したが、同意の得られた被験者を対象に測定を行うことができた。前倒し請求により装置を購入することもでき口腔機能および全身状態の測定を行うことができたため。加齢とともに全身の筋力や機能は低下し、口腔機能も同様に機能低下が生じることが従来の研究で示されてきた。平成28年度の研究では、65歳以上の地域在住高齢者(健常高齢者)と特別養護老人ホームに入所されている高齢者(施設入所者)を対象に口腔機能と全身状態をそれぞれ比較検討した。その結果ほぼ全ての項目において、施設入所者は健常高齢者より低値を示した。また全身状態においても水分量や筋肉量、SMI(骨格筋量指標)において低下していたことが示された。平成29年度は同意の得られた研究参加者を対象に新しい口腔機能トレーニングを4か月間実施して頂き、トレーニングによる口腔機能や全身状態への変化を検討した。この口腔機能トレーニングは健常成人で効果があることが以前の研究で示されており、今回そのトレーニング内容を改良し高齢者を対象にした場合の成果を検討した。トレーニング前、トレーニング中、トレーニング後の各時点での研究参加者の状態を把握できるように口腔機能低下症の診断7項目をそれぞれ測定し、機能低下しているかどうかのスクリーニングを行った。そして健常高齢者と施設入所者を対象に口腔機能トレーニングを実施して頂き比較検討を試みた。健常高齢者においてトレーニング開始前は口腔機能低下症に該当するものが54%いた。4か月のトレーニングにより42%に減少した。トレーニングを実施したことで特に舌圧と口腔乾燥における項目で改善が有意にみられた。一方施設入所者ではトレーニング前に口腔機能低下に該当するものは100%の全員であった。トレーニング4か月後では90%に減少した。また健常高齢者、施設入居者ともにトレーニング前後では全身状態を評価したBMIやSMIに大きな変化はみられなかった。以上のことから、機能低下が少ない段階での新しい口腔機能トレーニングの介入は口腔機能改善に効果があることが示唆された。平成29年度の研究実施計画をもとに、測定を継続するとともに、データ解析を行う予定である。また、被験者の募集を再度募り可能な限り予定被験者に達するよう研究を進め、当初の予定以上の成果が出せるよう努めたい。歯科補綴学、高齢者歯科学被験者数が予定人数より少なかったためと考えられる。消耗品の購入や国内発表の費用として使用する予定である。
X線回折法による希土類元素を含む結晶中の電子密度解析

本研究で対称心のみを有する低対称場中の3d軌道を、遷移金属錯体、Cu(diazaoctane)_2(NO_3)_2中のCu^<2+>について求めることに成功し、X線回折法で求めた電子密度分布を、もっとも良く説明するように原子軌道関数を求める、X線原子軌道解析法を一般的に行うことができるようにした。さらに、X線原子軌道解析法の適用対象を希土類元素等を含む結晶広げるための研究も行った。その結果、従来注目されていなかった多重反射効果が、重原子結晶の精密解析においては、無視できないことを明らかにし、多重反射を避ける強度測定法を確立した。この方法を使用して、CeB_6結晶の回折X線強度を、165Kで精密測定したところ、4f電子による山を変形密度図上に見つけた。さらに相対論効果を考慮した原子軌道関数に基づいて、X線原子軌道解析を行ったところ、この山は、CeのT_<1u>軌道上の4f電子によることが明らかになった。これは、量子論モデルに基づいて、f-電子密度分布を、定量的に解析した世界で初めての例である(投稿中)。この研究の意義は、単にf-電子密度が測定・解析されたにとどまらない。X線回折法では全電子密度分布が測定されるので、理論と実験とのもっとも大きな不一致を示す、希土類元素周辺の電子密度分布が説明されると、結晶中の他の軽元素周辺の電子密度の信頼性が飛躍的に向上する。希土類元素を含む高温超伝導体のCuやO原子周辺の電子密度解析による、超電導機構の研究も射程内に入ってきた。さらに、電子密度分布の温度変化より、CeB_6の近藤効果の原因を明らかにするため、100K、230K、298Kで強度測定を行いX線原子軌道解析を行っている。PtP_2,NiPP_2についても、同様なX線原子軌道解析を行い、各5dおよび3d軌道関数を決定した(投稿準備中)。今後、YbRh_3BやEu錯体等も研究の対象にして、希土類錯体の電子密度解析手法を一般化し完成する。
薬剤によるマクロファージオートファジー抑制による人工関節長期耐用研究

マクロファージ細胞株にポリエチレン粒子を添加すると炎症性サイトカインの発現が上昇したが、薬剤でサイトカインを阻害してもオートファジーの抑制効果は得られなかった。人工関節後感染に対し二期的再置換術を行い、revision時採取した関節周囲組織の永久病理で感染再燃と好中球陽性は相関しなかった。二期的再置換時の術中迅速病理診断では不要なセメント再置換を行っている可能性が示された。また人工骨頭術後早期にゆるみを生じた症例の術中組織で病理学的には早期破綻例は好中球陽性で感染と評価された。術後9年未満で明らかな他の誘因なく、寛骨臼内migrationを生じる症例では感染の評価が必要であることが示された。人工関節後の摩耗粉が生じる人工関節のルーズニングにオートファジーが関与しているか検討した。ポリエチレンの微粒をマクロファージ系細胞株に投与してオートファジー亢進作用を凝集蛋白p62, LC3-IIのwestern blot、ライソソームインヒビターを用いたautophagy fluxの評価した。摩耗粉によりオートファジーのマーカーであるLC3-IIは増加し、autophagy fluxでもオートファジーが活性化することが示された。またマクロファージ培養系にポリエチレン微粒を添加して、サイトカイン(IL-1, IL-6, TNF-alpha, RANKL)の発現を検討したところ、ポリエチレン添加でRT-PCRやELISA assayでRANKLの発現が亢進することが示された。人工関節置換術後に生じるルーズニングは人工関節に使用している材料であるポリエチレンや金属などの摩耗粉を、マクロファージが異物として認識して貪食することがきっかけで生じるとされている。活性化したマクロファージの放出するサイトカインが過剰に破骨細胞を分化・刺激して、骨融解・ルーズニングが発生する。人工関節のルーズニングにはaseptic looseningと感染に伴うseptic looseningが存在するが両者の鑑別は困難なこともある。そのため両方をターゲットとして研究を展開した。まずaseptic looseningにおけるオートファジーの機能解析をin vitroで検討した。マクロファージの細胞株にポリエチレンの粒子を添加するとある種のサイトカインの発現が上昇することがしめされた。このサイトカインの破骨細胞や骨芽細胞に対する作用を検討している。一方で人工骨頭術後早期にゆるみを生じた症例の術中組織を病理学的に検討した。人工骨頭周囲組織の400倍鏡検で複数視野に一視野中好中球が5個以上存在した症例を好中球陽性群(感染)として評価した。また摩耗粉や貪食細胞の浸潤がある例はaseptic looseningが原因とした。病理学的には11例が好中球陽性で感染と評価された。摩耗粉や貪食細胞は好中球陰性群では全例に見られたが、好中球陽性群では一例も見られなかった。Kaplan-Meir analysis, log-rank testで好中球陽性群は好中球陰性群と比較して有意にprosthesisの生存期間が短かった。ROC解析を行うとcut-off値は好中球陽性群では生存期間3270日以下、CRP 0.43mg/dL以上、JOA score 56点以下であった。好中球陽性群にはCRP値1mg/dL未満でその他の感染所見を示さない4症例でも同様の結果だった。asepticlooseningにおけるオートファジーの機能解析をin vitroで検討した。一方で派生研究として術後9年未満で明らかな他の誘因なく、寛骨臼内migrationを生じる症例では感染の評価が必要であることが示された。これらの研究は第一報、第二報として英文誌にすでに報告しており、おおむね順調に進展していると判断する。マクロファージの細胞株にポリエチレンの粒子を添加するとある種のサイトカインの発現が上昇することが示された。一方で人工関節後感染に対し人工関節抜去+抗生剤含有セメントスペーサー設置し、感染鎮静化後に二期的再置換術を行った33例でrevision時に採取した関節周囲組織の病理結果と術後1年以内の感染再燃に相関する因子の解析を行った。revision時採取した関節周囲組織の永久病理でPMN≧5の症例は24.2%であった。感染再燃は6.1%であったが全例PMN<5群であった。感染再燃とPMN≧5は相関しなかった。revision時培養による起炎菌同定とPMN≧5は相関なかった。好中球陽性例では感染は持続しているものの一期的再置換成功例のように細菌数が減少していることが示唆される。

二期的再置換時の術中迅速病理診断ではセメント再置換例が不要な症例にセメント置換を行っている可能性がある。マクロファージ細胞株にポリエチレン粒子を添加すると炎症性サイトカインの発現が上昇したが、薬剤でサイトカインを阻害してもオートファジーの抑制効果は得られなかった。人工関節後感染に対し二期的再置換術を行い、revision時採取した関節周囲組織の永久病理で感染再燃と好中球陽性は相関しなかった。二期的再置換時の術中迅速病理診断では不要なセメント再置換を行っている可能性が示された。また人工骨頭術後早期にゆるみを生じた症例の術中組織で病理学的には早期破綻例は好中球陽性で感染と評価された。術後9年未満で明らかな他の誘因なく、寛骨臼内migrationを生じる症例では感染の評価が必要であることが示された。ポリエチレンの微粒によりオートファジーが亢進していることを明らかとした。さらにポリエチレン微粒により破骨細胞の分化を誘導するサイトカインの発現が上昇していることも明らかとした。in vitroの系が確立したのでそのメカニズムの解析が行える状況となり、さらなる進捗が期待される。asepticlooseningにおけるオートファジーの機能解析をin vitroでさらに検討する。マクロファージの細胞株にポリエチレンの粒子を添加すると発現上昇するサイトカインの破骨細胞や骨芽細胞に対する作用を検討する。一方で派生研究として人工関節周囲感染に伴うルーズニングや感染制御の研究を臨床検体などを用いて病理学的・分子生物学的に検討する。人工関節マクロファージ培養系にポリエチレン・金属・セラミック摩耗粉を添加しつつ、ベルテポル、クロロキンを投与して、サイトカイン(IL-1, IL-6, TNF-alpha, RANKLなど)の発現を薬剤投与群とコントロール群でRT-PCRやELISA assayで比較検討する。破骨細胞前駆細胞とマクロファージの共培養系にポリエチレン・金属・セラミック摩耗粉を添加しつつ、破骨細胞の分化を酒石酸ホスファターゼ染色で検討する。骨基質融解能はpit formation assayで評価する。破骨細胞前駆細胞とマクロファージの共培養系にポリエチレン・金属・セラミック摩耗粉を添加しつつ、ベルテポル、クロロキンを投与して、破骨細胞の分化を酒石酸ホスファターゼ染色で検討する。研究が当初計画どおりに進まない時の対応)摩耗粉の材質や大きさによるマクロファージの活性化の違いを検討すること。fibroblastのオートファジーやfibroblastとマクロファージの共培養。ユビキチンプロテアソーム系のタンパク分解経路活性化とサイトカイン産生。これらの組み合わせを検討することにより遂行可能と判断している。
酵母ストレス応答MAPK経路におけるG蛋白質シグナル制御機構

環境変化に迅速に適応するため、生物にはストレス応答MAPK情報伝達経路が存在する。この経路は真核生物でよく保存されており、出芽酵母では高浸透圧適応に関わるHOG経路、接合経路、栄養条件に応答する擬菌糸経路が存在する。各経路はそれぞれ異なる環境ストレスに応じて活性化するが、三つの経路で共通に働くシグナル因子が存在し、Rho型G蛋白質であるCdc42もその一つである。共通因子を有するMAPK経路の中で、特定刺激に対して特定経路だけの活性化を保証する機構は、シグナル特異性の維持、経路間のクロストーク制御に必須である。我々はSte11 MAPKKKの結合タンパク質であるSte50が膜蛋白質のOpy2により細胞膜にリクルートされ、これがHOG経路や擬菌糸経路の活性化に必須であることを見いだした。両者の結合はリン酸化によりダイナミックに制御されており、Ste50は高浸透圧刺激などにより活性化したMAPキナーゼによるリン酸化を受けてOpy2との結合が負に制御されることがわかった。またOpy2も栄養環境(具体的には炭素源としてのグルコースの有無)に応じてリン酸化・脱リン酸化を受け、Ste50との結合性を変化させていることを見いだした。高浸透圧応答に必須なSte50とOpy2の結合が栄養条件に依存してその様式を動的に変化させることから、両者の結合は細胞が浸透圧、栄養条件など複数の環境ストレス刺激を感知し、刺激に応じて適応反応を調節する制御点であると考えられる。この経路は真核生物でよく保存されており、出芽酵母では高浸透圧適応に関わるHOG経路、栄養条件に応答する擬菌糸経路、接合経路が存在する。本研究では高浸透圧あるいは貧栄養環境を感知し、HOG経路および擬菌糸経路に活性化シグナルを伝達する細胞膜センサーのMsb2は、O-mannosyltransferaseの一つであるPmt4によって膜外領域にO型の糖鎖修飾を強くうけ、この修飾がMsb2の活性制御、環境感知機能に重要であることを明らかにした。また、O型糖鎖修飾に欠損のあるPmt4欠失株をtunicamycin処理しN型糖鎖修飾に欠損を与えた場合、Msb2依存的に擬菌糸経路のKss1 MAPKが活性化し、HOG経路のHog1 MAPKは活性化しないことを見いだした。これに対し、擬菌糸経路でKss1を活性化するSte7 MAPKK、あるいはKss1自身を欠失させてKss1の活性化を抑制すると、糖鎖修飾欠損によりHog1 MAPKが活性化された。またPtp2 protein phosphataseの欠失によっても、糖鎖修飾欠損によるHog1活性化がおき、一方Kss1活性化はHog1依存的に抑制された。以上のことから、HOG経路と擬菌糸経路のMAPKの間には互いの活性化を制御するフィードバック・ループが存在し、環境刺激の種類に応じて、一方の経路のみが安定的に活性化される分子機構の存在が明らかになった。
多重相変化混相媒体による高速伝熱操作に関する研究

研究によって得られた新たな知見等の成果:(1)本研究において,供試相変化混相媒体として選定したエチレングリコール水溶液と氷粒子の混合物は,液相である水溶液の濃度により混相媒体の性状が大きく異なり,流動特性ならびに熱伝達特性に大きく影響を及ぼすことが明らかとなった。(2)本研究により構築した固相率測定装置は,電気伝導度法の原理を応用することにより,任意の場所でのスラッシュアイス固定率を,±4%の精度で測定することが可能である。(3)ビデオカメラによる加熱面近傍の流動・熱伝達挙動の観察により,微視的な相変化メカニズムの把握を行った。その結果,氷粒子に働く浮力および慣性力の影響により,混相媒体中の氷粒子が試験部加熱面近傍に堆積し,頻繁に加熱面に接触する条件ならびに,加熱面近傍において局所的な固相率が疎になる条件が存在することが確認された。(4)氷粒子に働く浮力により,氷粒子は試験部上部に堆積し,試験部上下において固相率分布が大きく異なることが明らかとなった。そのため,試験部加熱面での熱伝達特性は,固相率分布の影響を強く受け,氷粒子が堆積し加熱面において接触融解熱伝達の形態となっている試験部上部では,氷粒子の融解潜熱の影響が強く,一方,液相を介した対流熱伝達の形態となっている下部加熱面においては,流速の影響が強く現れる傾向が認められた。(5)試験部流路断面高さを変化させることにより,流路内の固相率分布および流速分布が大きく影響を受け,その結果,熱伝達特性は流路高さが低いほど高くなる傾向が認められた。本研究で選定した相変化混相媒体について,種々の固相率における顕微鏡観察および写を行い,固相材の形状,大きさ,および粒径分布に関して検討を加えた.加熱実験装置の製作相変化混相材を用いて,加熱した物体を様々な条件で冷却した場合の熱伝達特性を測るため,試験流路の壁面を加熱面とした実験装置を製作した.試験部および被冷却物体の温度は,熱電対および放射温度計により測定した.また,試験部前面は,ビデオカメラによる内部の観察および断熱を考慮してペアガラスを用いた.3.混相材の固相率測定装置の製作上記の実験装置の他に,電気伝導度法を応用し,電極間に存在する固液混相媒体の電気抗値を測定することにより,固液混相状態における固相率を測定するための装置を製作した.4.研究成果および特筆すべき点(1)本研究で用いたエチレングリコール水溶液-氷系混相媒体中の氷粒子径は,既存の-氷系混相媒体の氷粒子径(数mm数十mm)と比較して非常に小さくなり(数百ミクロン程度),急激な温度変化に対する熱負荷応答性が良好である.(2)氷粒子に働く浮力により,氷粒子は試験部上部に堆積し,試験部上下において固相率分布が大きく異なることが明らかとなった.また,試験部加熱面での熱伝達特性は,固相率分布の影響を強く受け,氷粒子が堆積し加熱面において接触融解熱伝遠め形態となっている試験部上部での熱伝達率が,試験部下部に比べ高くなる傾向が認められた.研究によって得られた新たな知見等の成果:(1)本研究において,供試相変化混相媒体として選定したエチレングリコール水溶液と氷粒子の混合物は,液相である水溶液の濃度により混相媒体の性状が大きく異なり,流動特性ならびに熱伝達特性に大きく影響を及ぼすことが明らかとなった。
大阪府における「資源循環型都市の再生」目標と都市型酪農再構築の意義

1.牛乳の市場縮小と価格下落傾向のなか、大手乳業メーカーは「プレミア」牛乳の定着・拡大をめざし、新商品の開発と競争のただ中にある。中小乳業メーカーのなかには(1)「低温殺菌」牛乳を主力とし、(2)細菌数、体細胞数等の生乳品質管理、(3)飼料の特定、(4)産地の特定、などを組み合わせた「地域ブランド」牛乳づくりがみられるが、一部を除き、「プレミア」牛乳が定着したとは言い難い。2.大阪酪農の構造的特徴の1つは牧草・飼料作物を作付け「なし」の酪農経営が74.4%を占め、1ha未満を含めると酪農経営数の83.7%を占めるところにある。牧草・飼料作物畑の欠落を補ってきたのは、ビール粕・豆腐粕(オカラ)等の有力飼料源を都市に求めたところにある。ビール粕の飼料化はビール工場の手で実用化されている。しかし、オカラの飼料的利用は大阪府下酪農家数の3分の1に減少し、府下産出量の28.6%の利用率に過ぎない。都市型酪農を持続可能とした歴史的特質は大幅に後退しつつあり、オカラは産業廃棄物として焼却処分され、畜産環境問題が追い打ちをかけている。3.大阪府豆腐・油揚げ商工組合(組合員数:304名、組織率:33%)はアメリカ産「ノンGM大豆」等を直輸入し、組合員に供給している。「安全・安心」にと消費者がもとめる「ノンGM大豆」のうち、豆腐・油揚げ等生産の副産物(オカラ)の約7割強が産業廃棄物として有料焼却処分されている。4.大阪酪農においてオカラ利用が激減した背景には(1)乳業メーカーから「大豆臭」との生乳クレーム(授乳拒否)が発生したこと、(2)オカラは水分85%で、夏場には腐敗し易く、飼料的需給調整が難しいこと、(3)現行の高泌乳量維持にはオカラだけでは賄いきれないこと、などが挙げられる。うち最大の課題は(2)であるが、家畜の飼料化には保蔵技術を講じる必要があるということに他ならない。一般的にはサイレージ等でなじみの「乳酸発酵」が考えられるが、オカラは水分85%がネックで、これに代わりパン酵母を利用する「酵母発酵」(酵母菌+グルコース)が有力との研究成果が注目される。しかも酵母発酵のオカラは、香り・嗜好性・乳質・乳房炎予防に「良」との指摘もあり、特に体細胞数が2極化の傾向を示す大阪酪農(全国酪農調査)にとって乳質改善のための有力な検討課題といえる。5.府下乳業メーカー直営工場の殺菌方式の1つに採用されて久しい水蒸気殺菌方式(インヒュージョン方式)による牛乳の「味」の吟味とあわせて、上の諸点の有機的結合をともなう総合的・組織的検討は大都市における「プレミア」牛乳創出の方向性とも関わって注目される。

5.府下乳業メーカー直営工場の殺菌方式の1つに採用されて久しい水蒸気殺菌方式(インヒュージョン方式)による牛乳の「味」の吟味とあわせて、上の諸点の有機的結合をともなう総合的・組織的検討は大都市における「プレミア」牛乳創出の方向性とも関わって注目される。今年度の計画は、(1)都市酪農といわれる大阪府下酪農の用途別供給実態調査、(2)食品関連産業副産物の飼料的利用実態及び家畜排泄物の処理方法、並びに畜産環境問題の実態に関する調査である。これを踏まえて、次の実績を得た。1.大阪府産出生乳の用途別供給(乳価と乳量)の実態について関係団体での聴き取り調査を基本に、平成14年度及び平成9年度の数値を推計することができた。この2年次の用途別供給の比較により総合乳価のこの間の変動を解析できる。2.大阪の乳価は下落化傾向にあるとはいえ、全国的にみると相対的高乳価である。かかる相対的高乳価を根拠づける大阪生乳の役割について、大手・準大手・零細の各乳業メーカーを対象に聞き取り調査を実施し、いつかの注目すべき回答を得た。また、この過程で北海道で搾乳された生乳が近畿の牛乳製造工場に搬入されるまでに要する日数はおよそ7日程度となることが判明した。3.大阪乳価の相対的高位性と近年の下落化の傾向はこの間総合乳価の低下が殆ど見られなかった北海道酪農と比べると対称的である。そこで北海道乳価と対比することを念頭に、用途別の乳価と乳量の推計把握(平成14年度及び平成9年度)に努め、対比分析に必要な基礎数値を把握できた。4.酪農に関する府県別統計はかなり限られている。例えば、農水省の生産費調査の地域区分は近畿であり、府県レベルでの集計がない。このようななかで(社)中央酪農会議「酪農全国基礎調査」はきわめて貴重であり、その府県別集計の利用を申請中である。5.食品関連産業副産物の飼料的利用の現状及び家畜排泄物の処理方法の現状については聴き取り調査により、既存調査を把握した。また、この2つの課題を含む酪農経営調査実施し、関係団体の協力を得て、現在、回収率を高める手だてを講じつつある。今年度の課題は(1)食品関連産業副産物(残さ)の安全・安価な酪農飼料源の特定とその数量把握及び酪農の飼料的利用割合に関する調査,(2)家畜排泄物堆肥化の現状に関する調査を基本とし、(3)前年度の調査の補足による成果の公表である。これらを踏まえて次の実績をえた。1.食品関連産業副産物(残さ)の安全・安価な酪農飼料源の特定とその数量実態に関する把握食品関連産業副産物(残さ)の安全・安価な酪農飼料源の主なものは(1)ビール粕、(2)豆腐粕であり、前者はすでに飼料用として加工され製品化されている。後者について全国では7080万トン(大島信幸「豆腐の発生とオカラの発生(現場からの報告)」大阪府産技研月例セミナー,2004.12)、豆腐業界の推定では大阪府内で年間およそ20万トンとされる。大阪府で日量およそ550トンが排出されると推定されるが、そのうち大阪府下の酪農による飼料的利用はわずか6.6トン(平成15年度大阪府調べ)に過ぎない。かつて有力な飼料源であった豆腐粕の飼料的利用率は、現在わずか1.2%程度の利用状況に過ぎないことになる。2.大阪府の調査(平成15年度)によれば、大阪府では乳用牛において野積み(ふん処理不備)、素掘り(尿処理不備)は改善され、その事例はすでにみられない(野積み:全国36.1%、都府県17.8%、素掘り:全国5.4%、都府県2.8%)。家畜排泄物堆肥化の現状は、発生量のおよそ7割が堆肥化され、耕種農業や造園業などに利用されている。しかし市民農園への利用例は未だ少なく、今後の課題となっている。3.前年度の成果公表については別記の成果をえた。
地球型惑星一般における表層環境の安定性の評価

本研究課題では、多様な大気を持つ地球型惑星の表層環境の安定性と、それらの惑星上で発生した生態系の安定性を議論する。昨年度までの研究の結果、ハイドロダイナミックエスケープによる大気散逸過程が、惑星の表層環境の特徴を決定づけることが分かった。そこで今年度は、(1)様々な大気散逸問題に適用するための、多成分で放射冷却入りのハイドロダイナミックエスケープの計算コードを作成し、(2)その計算コードを金星大気の未解決問題に対して適用し、定量的な解を得ることに成功した。(1)多成分大気におけるハイドロダイナミックエスケープの数値計算コードは、過去には存在しない。本研究ではCIP法という新しい数値計算手法を用いることで、初めて多成分大気についての安定な数値解を得ることに成功した。多成分大気における計算ロードを作成したことそのものに、本研究の大きな意義がある。また、本研究で作成された計算コードは汎用性が高い。今後はこの計算コードを用いることで、惑星の大気散逸に関する問題を独占的に解くことができると期待される。(2)まず、初期金星からの水の散逸に関する計算を行った。定量的な数値計算によって水の散逸の可能性が議論されたのは、本研究が初めてである。数値計算の結果、過去に金星表層に存在したと考えられている水を、ハイドロダイナミックエスケープによって散逸するための条件が示された。さらに、金星大気中の希ガス分別過程に関する計算も行った。定量的な数値計算によって希ガスの分別過程が議論されたのは、本研究が初めてである。ここでは、一酸化炭素による大気の冷却効果を初めて数値計算コードに組み込んで計算を行っている。数値計算の結果、現在の金星の希ガス存在度を、ハイドロダイナミックエスケープによる大気進化によって説明することは難しいことが示された。研究計画においては、厚い大気による自転軸変動の抑制を主眼としていたが、本年度はまず厚い大気の形成過程とその大気下での表層環境状態を研究することを優先させた。また生態系モデルの基礎研究も行い、生態系の安定性の議論へ向けての準備も行った。惑星形成過程において、原始大気と呼ばれる水素に富んだ大気を大量に捕獲することにより、厚い大気を保持した地球型惑星が形成される可能性がある。まずはそうした厚い水素大気のもとでの水蒸気による温室効果、および暴走温室状態の研究を行った。その結果、強い温室効果による表面温度の上昇が示唆され、また容易に暴走温室状態に入る可能性があることも示された。さらに二酸化炭素等の温室効果ガスがわずかに大気に加わると、暴走温室状態に入る可能性が急激に大きくなることが示された。逆に、多くの先行研究で仮定されてきた「灰色大気」(放射が波長によらない)を「非灰色大気」に変えて計算を行った結果、暴走温室状態に入りにくくなることも示唆された。一方、厚い大気のもととなる原始大気の形成を調べるためには惑星系の初期状態を知る必要がる。そこで太陽系の始原物質と考えられている天体の表面組成を調べることを行った。観測データをもとに表面組成の同定を行い、その形成過程に制約を加えることができた。これらの成果は本年度の論文としてすでに受理されている。生態系モデルの基礎研究においては、生物のサイズとタイムスケールを関係づけることによって、安定した生態系を作り出すことに成功した。この結果は、多様な惑星上での生態系の安定性を議論する上で非常に重要なものである。現在この成果は論文として投稿中である。研究計画においては、厚い大気による自転軸変動の抑制を主眼としていたが、昨年度は厚い大気の形成過程とその大気下での表層環境状態を研究することを優先させた。そこで本年度は、そうした大気が大規模に散逸して表層環境状態を大きく変化させる可能性を調べるため、惑星大気のハイドロダイナミックエスケープに着目して研究を行った。ハイドロダイナミックエスケープの理論解を求めることは容易ではなく、古くは80年代から解析的な手法により計算がなされてきたが、音速を超える速度の解を正確に求めることができないため現実的な適用は難しい状況である。一方、Tian et al.(2005)などによって大気成分が1成分の場合の数値計算は行われてきたが、大気成分が複数種の場合、あるいは吸収・放射を考慮した場合の数値計算はいまだ実現されていない。そこでまずはハイドロダイナミックエスケープの数値解を安定に計算するためのコード作成を行った。このコードを用いて計算した結果、過去に計算された解析解を再現できることが確認された。次に大気成分が2成分の場合へと計算コードを拡張し、こちらも解析解を再現できることを確認した。以上により、一般的な惑星大気の散逸を計算するための基本コードが完成した。過去の解析解はある特殊な場合においてのみ得られる解であったため、今回あらゆる場合において計算可能な数値計算コードを作成できたことの意義は大きい。現在この計算コードをさらに改良し、様々な大気散逸問題に適用するための、多成分で吸収・放射入りの計算コードを完成させるべく研究を進めているところである。

昨年度までの研究の結果、ハイドロダイナミックエスケープによる大気散逸過程が、惑星の表層環境の特徴を決定づけることが分かった。そこで今年度は、(1)様々な大気散逸問題に適用するための、多成分で放射冷却入りのハイドロダイナミックエスケープの計算コードを作成し、(2)その計算コードを金星大気の未解決問題に対して適用し、定量的な解を得ることに成功した。(1)多成分大気におけるハイドロダイナミックエスケープの数値計算コードは、過去には存在しない。本研究ではCIP法という新しい数値計算手法を用いることで、初めて多成分大気についての安定な数値解を得ることに成功した。多成分大気における計算ロードを作成したことそのものに、本研究の大きな意義がある。また、本研究で作成された計算コードは汎用性が高い。今後はこの計算コードを用いることで、惑星の大気散逸に関する問題を独占的に解くことができると期待される。(2)まず、初期金星からの水の散逸に関する計算を行った。定量的な数値計算によって水の散逸の可能性が議論されたのは、本研究が初めてである。数値計算の結果、過去に金星表層に存在したと考えられている水を、ハイドロダイナミックエスケープによって散逸するための条件が示された。さらに、金星大気中の希ガス分別過程に関する計算も行った。定量的な数値計算によって希ガスの分別過程が議論されたのは、本研究が初めてである。ここでは、一酸化炭素による大気の冷却効果を初めて数値計算コードに組み込んで計算を行っている。数値計算の結果、現在の金星の希ガス存在度を、ハイドロダイナミックエスケープによる大気進化によって説明することは難しいことが示された。