hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
植物培養細胞の増殖と二次代謝産物集積との連関機構

研究には、増殖の停止した定常期にアントシアニンを蓄積するブドウ培養細胞と、対数増殖期にベタシアニンを蓄積するヨウシュヤマゴボウ培養細胞を用いた。ブドウ培養細胞では、アントシアニン生合成の前駆体であるフェニルアラニンの内生量、アントシアニン合成系酵素のうちフェニルアラニンアンモニアリア-ゼ(PAL)とカルコンシンタ-ゼ(CHS)の活性、およびmRNA量について測定した。その結果、フェニルアラニンの内生量は細胞増殖が停止するとともに増大し、これに続いてPALおよびCHS mRNA量の増大、さらにPALおよびCHS酵素活性の上昇が起きて、アントシアニンが蓄積されることが判明した。また、PALおよびCHS mRNAの増大は、対数増殖期にフェニルアラニンを投与することによっても誘導された。これらの結果から、アントシアニンの生合・蓄積が増殖停止に伴うフェニルアラニン内生量の上昇によって誘導される生合成酵素の遺伝子発現によることが示唆された。ヨウシュヤマゴボウ培養細胞においては、ベタシアニン合成の前駆体であるチロシンからDOPAを経てベタシアニンに至る合成系の活性を測定した。チロシン内生量は対数増殖の末期から定常期にかけて増大し、ベタシアニン合成活性はチロシン内生量の増大に先立って対数増殖中期にはすでに最高となった。DNA合成阻害剤あるいは微小管重合阻害剤で細胞を処理して増殖を抑えると、12日でベタシアニン合成活性を著しく低下した。このとき、増殖に連動したチロシン水酸化酵素活性の変動が認められた。以上の結果から、細胞増殖とベタシアニン生成・蓄積との連関は、チロシン内生量には依存せず、増殖と連動したチロシン水酸化酵素活性の制御に基づくことが示された。
加水分解反応を起こす高分子を用いた抗酸化物質の放出制御

抗酸化部位として、安定ラジカルを有する化合物をターゲットとした。まず初年度に、アセタール部位とラジカル部位を両方有する化合物の合成と、その加水分解挙動の評価を目指した。このうち、アセタール部位は、加水分解可能な化学構造である。まず、市販のラジカル化合物を出発物質として、二段階の化学反応を行うことによって、目的化合物の2種AとBを得ることができた。いずれも非環式の鎖状アセタール化合物である。合成や精製過程にて、ラジカル部位を損失することなく、目的化合物の合成を達成できた。また、合成できた化合物2種をLーアスコルビン酸で還元することによって、NMR分光法を用いて、化合物を明確に帰属した。この2種のうち、1種は水にやや溶けたため、加水分解反応を定性的に行った。その結果、室温下でpH5程度でもゆっくりと加水分解が起こり、ラジカル化合物を放出することを確認することができた。これはアセタール部位が加水分解したことに起因すると考えられる。この1種を用いて、さらに脱保護を含む三段階の反応を行い、反応性官能基を有するラジカルモノマーも合成することが出来た。このモノマーを用い、ブトキシカリウムなどの様々なアニオン性開始剤により開環重合を試みたがほとんど反応せず、ポリマーは得られなかった。そこで、分子量600のポリエチレンイミンとグリシドールとの3成分共重合を行い、ラジカル部位を有する多分岐高分子を得ることができた。この多分岐高分子は、ポリエチレンイミンの水溶性に起因して十分な水溶性を有していた。目的とする化合物、すなわちアセタール部位とラジカル部位を同時に有する化合物を2つ合成することができた。さらに反応性官能基を有するモノマーを合成できた。予定した目的化合物群の一部を合成し、分光機器を用いて同定できたことは一定の成果である。また、定性的ではあるが、加水分解に伴うラジカル化合物の放出を確認できた。しかし、様々な反応や分析、加水分解試験の定量評価を行えるほど十分な量が確保できなかった。また、合成条件を確立するのに時間がかかり、予定していた他の化合物を合成できなかった。このことから、やや進捗したといえるが、想定より遅れていると考えている。反応性官能基を有するモノマーを用いて予定していた開環重合を試みたが、想定とは異なり、対応するポリマーを得ることはできなかった。このことは逆に、重合法の適用範囲を検討することは出来たともいえる。また、このことを受け、重合様式を付加反応に変え、1種ではあるが多分岐高分子を合成できたので、これも一定の成果を得たといえる。初年度に得られた2種の目的化合物(低分子化合物)、及びポリエチレンイミン型の多分岐高分子1種について、反応条件を再確認して再度合成を行い、十分な量を確保する。引き続き、加水分解を行い、分解率とpHについて、定量的な評価を行う。上記とは別に、アセタール部位の構造が異なる低分子化合物を、もう1種合成することを試みる。

このことは逆に、重合法の適用範囲を検討することは出来たともいえる。また、このことを受け、重合様式を付加反応に変え、1種ではあるが多分岐高分子を合成できたので、これも一定の成果を得たといえる。初年度に得られた2種の目的化合物(低分子化合物)、及びポリエチレンイミン型の多分岐高分子1種について、反応条件を再確認して再度合成を行い、十分な量を確保する。引き続き、加水分解を行い、分解率とpHについて、定量的な評価を行う。上記とは別に、アセタール部位の構造が異なる低分子化合物を、もう1種合成することを試みる。合成条件の検討に想定外の時間を要したため、予定していた化合物のうちのいくつかを合成できなかった。このため、試薬代の使用状況が当初の想定を下回った。引き続き、次年度に化合物群の合成を行うため、残額をこれにあてる予定である。
新制度派アプローチによる水産業における連携メカニズムの解明

水産振興や漁村地域振興の議論の中で、連携の重要性が注目され、六次産業化などの検討が進んでいる。しかし、水産業の特質である流通・加工部門を内包するという性質を鑑みると、それらを含んだ連携のメカニズムや成立条件は、ほとんど明らかになっていない。そこで本研究では、新制度派経済学を援用し、理論的・実証的なアプローチによって、水産業の持続的発展に資する連携のメカニズムとその成立条件を明らかにする。
飛躍を持つ対称マルコフ過程の標本路の性質について

最終年度の18年度では,飛躍を持つ対称マルコフ過程に対応する,ディリクレ形式の,所謂L^2空間における定義域について研究を行った.これは,確率過程論では,境界値問題を解くこと,すなわち,「解が存在するのか,また存在したらいくつ存在するのか」を研究することに対している.しかしながら,一般に解の個数をきっちりと導出するのは困難である.一次元空間拡散過程の場合には,'50年代後半にFellerにより,いまでは「Fellerの標準形」として知られる形で完全に解かれている.ところが,二次元以上や,あるいは飛躍を持つ確率過程の場合には,特別な場合を除き,一般形の形で導出するのはほぼ無理である.そこで,ここでは,その解析的対応物である,ディリクレ形式の定義域を決定することにより間接的に接近する方法を試みた.とくに,小さい飛躍率(small jump rates)が,ある意味"平行移動普遍性"と呼ばれる条件に近い性質を持つことがわかれば,大きい飛躍率(large jump rates)の如何に関わらず,ディリクレ形式形式の定義域は,L^2空間の枠組みでは,一意的に定まることが分かった.これは,ある意味,そのような条件の下では,確率過程が一意に定まることを意味している.すべてにおいて飛躍率が"平行移動普遍性"を持つときには,フーリエ解析の理論等を用いることにより,このことはすでに知られていたが,今回は,小さい飛躍率にそのような条件を課し,大きい方には一切条件をつけずに示すことが出来たのは特筆すべき点であると思われる.今後の課題としては,小さい飛躍率の方でも,"平行移動普遍性"の条件が本質的なのかどうかを検証することである.これは,状態空間の位相的性質も併せて示されたものであるので,より一般な状態空間における設定ではもはや成り立つべくもない条件である.飛躍を持つ対称マルコフ過程の構成手段としてデリィクレ形式論を用いて行っているのであるが,デリィクレ形式には,生成作用素と呼ばれる,所謂L^2空間上の非負自己共役作用素が一意に対応する.しかしながら,一般には生成作用素を具体的に表示することは困難である.今年度は,ドイツのMarburg大学教授R.L Schilling氏と共に,極めて一般的な条件の下で,表題の確率過程に対応するデリィクレ形式に対して,その生成作用素を具体的に表示することに成功した.これにより,標本路の基本的性質の一つである保存性についても充分一般的な条件の下でもその性質を持つことがわかった.また,確率過程を構成している一つ一つの確率変数の取る値の集合(通常,これを状態空間という)が,正則でないような"irregular set"の場合において,特に対称安定型過程と呼ばれる飛躍をもつ対称マルコフ過程の標本に対するいくつかの基本的性質についてもいくつ得ることが出来た:大域的性質である再帰性・非再帰生について,状態空間が有限測度を持つときは,対称安定型過程を特徴づける指数の値が0と2の間のいずれの値でも常に再帰であることが分かった.これは,これまでにおいて知られている結果-1次元の数空間を状態空間に持つ場合においての対称安定過程の性質;指数が1と2の間のとき再帰的であること-とは明らかに状況がことなることとなり,非常に興味深い結果であると思われる.さらに,対応するデリィクレ形式の生成作用素に対する調和関数がHarnackの不等式を満たすことを示すことに成功した.これは,状態空間上で定義された関数の滑らかさを測る一つの指標であるが,これが更に適当な条件のもとで単なる連続性よりも強い,ヘルダー連続性を持つことも分かった.本年度は,昨年度,デリィクレ型式を用いて行った飛躍を持つマルコフ過程の構成に引き続いて,その標本路の性質についていくつかの特質すべき結果を得ることが出来た.第一に挙げられるのは,デリィクレ型式,あるいは(その対応する)マルコフ過程の"生成作用素"と呼ばれるL^2-空間上の自己共役作用素の具体的に表示できるための条件を得た.これにより,いわゆる表像(シンボル)の表示も併せて得ることも出来た.これは,確率過程の基本関数である"特性関数"に相当するものである.次にその表像により,Schilling氏が以前得た,確率過程の球からの脱出時間の,表像を用いた簡便な導出が可能となった.更に,基本的な性質である"保存性"の条件をも確認することが出来た.一方で,標本路の正則性の条件の一つであるハルナックの不等式について,限られた条件ではあるが得ることが出来た.これより,調和関数の正則性,特にヘルダー評価が得られる.ヘルダー評価自身は,ハルナックの不等式より直接は得ることが出来なかったが,これも密接に関係を持つ概念であった.最後にヘルダー評価を用いて,レゾルベント(グリーン関数)の一様連続性が導出でき,その結果,構成されたマルコフ過程のフェラー性を得ることが出来たことは特質すべき結果であろう.現在,これらの結果をまとめた論文を鋭意作成中である.今後は,この条件を以下に緩めるかが残っているが,これは来年度に引き続いて検討するべき課題である.また,具体的なモデルにおける飛躍型マルコフ過程のシミュレーションを行うことも挙げられる.最終年度の18年度では,飛躍を持つ対称マルコフ過程に対応する,ディリクレ形式の,所謂L^2空間における定義域について研究を行った.これは,確率過程論では,境界値問題を解くこと,すなわち,「解が存在するのか,また存在したらいくつ存在するのか」を研究することに対している.しかしながら,一般に解の個数をきっちりと導出するのは困難である.

一次元空間拡散過程の場合には,'50年代後半にFellerにより,いまでは「Fellerの標準形」として知られる形で完全に解かれている.ところが,二次元以上や,あるいは飛躍を持つ確率過程の場合には,特別な場合を除き,一般形の形で導出するのはほぼ無理である.そこで,ここでは,その解析的対応物である,ディリクレ形式の定義域を決定することにより間接的に接近する方法を試みた.とくに,小さい飛躍率(small jump rates)が,ある意味"平行移動普遍性"と呼ばれる条件に近い性質を持つことがわかれば,大きい飛躍率(large jump rates)の如何に関わらず,ディリクレ形式形式の定義域は,L^2空間の枠組みでは,一意的に定まることが分かった.これは,ある意味,そのような条件の下では,確率過程が一意に定まることを意味している.すべてにおいて飛躍率が"平行移動普遍性"を持つときには,フーリエ解析の理論等を用いることにより,このことはすでに知られていたが,今回は,小さい飛躍率にそのような条件を課し,大きい方には一切条件をつけずに示すことが出来たのは特筆すべき点であると思われる.今後の課題としては,小さい飛躍率の方でも,"平行移動普遍性"の条件が本質的なのかどうかを検証することである.これは,状態空間の位相的性質も併せて示されたものであるので,より一般な状態空間における設定ではもはや成り立つべくもない条件である.
哺乳類卵細胞・発生におけるクロマチンの動的変動とエピジェネティクス

体細胞核移植における卵子特異的リンカーヒストンH1ooの発現平成14年度より体細胞核移植クローン胚を使用し、H1foo蛋白の発現の検討を開始した。また、除核卵子にGFP-H1c発現細胞の核移植を行い、体細胞型リンカーヒストンの移植胚における動態を観察した。H1foo蛋白は、GV期卵、MII期卵、核移植後、2細胞期の核に発現を認めたが、4細胞期には消失した。従ってH1ooは、卵子形成から体細胞核移植後配偶子の遺伝子発現が開始するまでの間、体細胞核に取り込まれ、局在していることが確認された。また、体細胞核移植数時間後に、体細胞型リンカーヒストンが消失することが確認された。平成14年度にGFP-H1oo, H1c融合ベクターを制作し、H1oo, H1cを恒常発現した3T3細胞を作成した。14年から15年にかけて共焦点レーザー顕微鏡を用いてGFP-H1oo遺伝子の染色体結合動態についてFluorescence recovery after photobleaching(FRAP)法により検討した。FRAPによる解析により、H1oo-GFPは、コントロールである体細胞リンカーヒストンH1c-GFPに比べ50%recoveryが22秒と有意に速く、また、動的成分も92%と有意に高値を示した。従って、卵子特異的リンカーヒストンH1ooは、体細胞型リンカーヒストンに比べ、動的成分が多く、きわめて短時間にクロマチンに結合、解離を繰り返していることが示唆された。以上の結果より、卵子特異的リンカーヒストンH1fooは、クロマチン構造を柔軟にすることによって、卵子の核成熟・初期胚発生を誘導していることが明らかになった。平成14年度は、以下の実験的検討を行った。H1ooおよび体細胞型のH1cをClontech社のEGFP発現ベクターに組み込み、NIH3T3細胞に一過性に強制発現させ、FRAPを行った。その結果、卵子特異的リンカーヒストンH1ooは、体細胞型リンカーヒストンに比べ有意に短時間でGFP蛋白が回復することが明らかとなった。これは、H1ooが卵子内で高速に結合、離会を繰り返していることを示しており、受精の際に急速に精子核に取り込まれる結果とあわせ、H1ooの遺伝子リプログラミング機構への関与の可能性が強く示唆された。2,体細胞クローニング時の体細胞核におけるH1oo蛋白の挙動体細胞クローニングでは、除核された卵子細胞質内に体細胞核を移植することによりクローン動物の発生をみる。この際に体細胞核をリプログラミングし、正常に発生させるためには卵子の細胞質が必要であり、その遺伝子リプログラミング機構が細胞質内に存在していると考えられている。除核された卵子に体細胞を融合させ、発生させる段階でのH1oo蛋白の動態につき検討を加えた。H1ooは、卵子に融合後数分間で体細胞核に発現し、2細胞期まで核内に発現が認められた。これは、以前に観察された正常受精過程におけるH1oo蛋白の発現時期に一致していた。したがって、体細胞クローニングにおける遺伝子リプログラミングにおいてもH1ooが重要な役割を果たしていることが示唆された。体細胞核移植における卵子特異的リンカーヒストンH1ooの発現体細胞核移植クローン胚を使用し、H1foo蛋白の発現を検討した。

従ってH1ooは、卵子形成から体細胞核移植後配偶子の遺伝子発現が開始するまでの間、体細胞核に取り込まれ、局在していることが確認された。また、体細胞核移植数時間後に、体細胞型リンカーヒストンが消失することが確認された。体細胞型リンカーヒストンは動的に染色体への結合・離解を繰り返しており、その結合動態が染色体の高次構造、遺伝子発現調節に関与していることが示されてきている。GFP-H1oo融合ベクターを使用しH1ooを発現した3T3細胞を作成した。次に共焦点レーザー顕微鏡を用いてGFP-H1oo遺伝子の染色体結合動態についてFluorescence recovery after photobleaching (FRAP)法により検討した。FRAPによる解析により、H1oo-GFPは、コントロールである体細胞リンカーヒストンH1c-GFPに比べ50% recoveryが22秒と有意に速く、また、動的成分も92%と有意に高値を示した。従って、卵子特異的リンカーヒストンH1ooは、体細胞型リンカーヒストンに比べ、動的成分が多く、きわめて短時間にクロマチンに結合、解離を繰り返していることが示唆された。以上の結果より、卵子特異的リンカーヒストンH1fooは、クロマチン構造を柔軟にすることによって、卵子の核成熟・初期胚発生を誘導していることが明らかになった。
確率的分割の周辺

新記録数による確率変数列の分割独立で同一分布に従う確率変数の系列で、最初からk番目までの間で、k番目が最大であるとき、これを最高新記録とみなす。新記録から次の新記録の手前までの確率変数をクラスターとみると、確率変数の順序統計量、順位統計量、が確率的に分割される。分割は過去の値だけで定まるが、分割結果は、全観測数で決まる。新記録数が与えられたとき、将来の新記録数の条件付き分布を求めると、第1種スターリング数の自然な拡張である第1種スターリング・カーリッツ多項式が現れる。この多項式および確率分布の性質を調べた。新記録数の予測独立で同一分布の前提をゆるめるために、Nevzorovの方法に準じたモデル化を行った。このモデルで、過去の新記録数の数から、将来の新記録数を予測する方式を構成した。自然のデータである気温、降水量と、人間の努力の成果である、競馬、スポーツの優勝記録を解析して、もっともらしい結果を得た。確率分割の間の距離「もっともランダムな有限集合の分割」という概念を定義し、その性質を数学的に裏付けることを一つの課題としている。そのための道具として、独立な二つの確率分割の間のハミング流の距離、および距離に基づく確率分割の中心、を調べた。これによって、分類法という名前で提案されている多くの手法うに対して、統計学的な論理的な基礎を与える可能性を示した。スターリング・カーリッツ多項式新記録数が与えられたとき、将来の新記録数の条件付き分布は、第1種スターリング数の自然な拡張である第1種スターリング・カーリッツ多項式を因数としてもつ離散確率分布族となる。この確率分布族の性質を調べたが、その基礎となる第1種、第2種スターリング・カーリッツ多項式そのものの諸性質を調べ、公式集にまとめた。新記録数による確率変数例の分割独立で同一分布に従う確率変数の系列で、最初からk番目までの間で、k番目が最大であるとき、これを最高新記録とみなす。新記録から次の新記録の手前までの確率変数をクラスターとみると、集合の分割となる。もちろん、確率変数の逐次番号は順序に従っているが、確率変数の順序統計量、順位統計量、が確率的に分割される。これは「もっともランダムな有限集合の分割」のもつ重要な性質の一つを表す興味ある特性である。個の性質を保ちながら、独立で同一分布の前提をゆるめるために、Nevzorovの方法に準じたモデル化を行う。新記録数の予測上記のモデルで、過去の新記録数の数から、将来の新記録数を予測する。新記録数の離散確率変数の分布は、第1種スターリング数を含んでいるが、これが与えられたとき、将来の新記録数の条件付き分布を求めると、スターリング数の自然な拡張であるスターリング・カ-リッツ多項式が現れる。この分布の性質を調べ、統計的予測の方式を作る。そのための道具として、独立な二つの確率分割の間のハミング流の距離、および距離に基づく確率分割の中心、を調べている。これまでは任意の確率分割およびもっともランダムな確率分割のついてしらべていたが、他の特殊な確率分割についても考える余地がある。すべての分割の上の一様確率分布、いくつかのセルへの確率的な配分(多項分布、特に等確率多項分布)による分割、などである。これらももっともランダムな確率分割の候補と考えられるが、独立で同一分布のしたがう確率分割の間の距離から、もっともランダムであるとはみなせない。

新記録数による確率変数列の分割独立で同一分布に従う確率変数の系列で、最初からk番目までの間で、k番目が最大であるとき、これを最高新記録とみなす。新記録から次の新記録の手前までの確率変数をクラスターとみると、確率変数の順序統計量、順位統計量、が確率的に分割される。分割は過去の値だけで定まるが、分割結果は、全観測数で決まる。新記録数が与えられたとき、将来の新記録数の条件付き分布を求めると、第1種スターリング数の自然な拡張である第1種スターリング・カ-リッツ多項式が現れる。この多項式および確率分布の性質を調べた結果が印刷された。(Comm.Stat.)新記録数の予測独立で同一分布の前提をゆるめるために、Nevzorovの方法に準じたモデル化を行った。このモデルで、過去の新記録数の数から、将来の新記録数を予測する方式を構成した。実際に、自然のデータである気温、降水量と、人間の努力の成果である、競馬、スポーツの優勝記録を解析して、もっともらしい結果を得た。(Statistica Sinica)確率分割の間の距離「もっともランダムな有限集合の分割」という概念を定義し、その性質を数学的に裏付けることを一つの課題としている。そのための道具として、独立な二つの確率分割の間のハミング流の距離、および距離に基づく確率分割の中心、を調べた。これによって、分類法という名前で提案されている多くの手法うに対して、統計学的な論理的な基礎を与える可能性を示した。(Data Science,Classification,and Related Methods)スターリング・カーリッツ多項式新記録数が与えられたとき、将来の新記録数の条件付き分布は、第1種スターリング数の自然な拡張である第1種スターリング・カーリッツ多項式を因数としてもつ離散確率分布族となる。この確率分布族の性質を調べたが、その基礎となる第1種、第2種スターリング・カーリッツ多項式そのものの諸性質を調べ、公式集にまとめた。離散多変量確率分布族N.L.Johnson,S.Kotz,and N.Balakrishnan(1997)Discrete Multivariate Distributionsでは基本的な多変量離散確率分布を中心として、それに関連するものをあつめている。なんらかの基準で、これらの分布族を分類する、という課題を提起し、いくつかの基準を示した(統計数理研究所シンポジウム,1998年12月)。寸法指数の統計有限集合の確率的分割を記述するためには、各部分集合の要素数(基数)がkの部分集合の数S(k)を扱う、これを寸法指数と呼ぶことにする。カテゴリーの統計学では、頻度の頻度(frequency of frequencies)という言葉を使うが、離散変量に限らぬ概念である。その推測は長い歴史をもつが、まとまった成果がない。この概念が標本調査法における個人情報保護に関連することに注目し、新しい統計量の標本理論および推測論を検討している(3^<rd>ARS,IASC)。総合報告3年間の科学研究費補助金に基づく研究成果を総合報告としてまとめている。
自己組織化単分子膜を用いたデバイス基板上の液滴ダイナミクス

1.高分子溶液滴内部の流動可視化とメカニズムの解明シリコン基板上で蒸発する微小高分子溶液滴の内部流動の可視化をおこなった.基板表面には単分子膜が化学気相吸着させてある.高分子溶液滴には溶質にポリスチレンを,また溶媒にキシレンまたはアセトフェノンを用いた.流動可視化のためにナイロンパウダーを懸濁して,レーザーシート光を液滴鉛直断面に照射した.その結果,液滴中心部で上昇流を呈するわき出し流れが観察された.液滴の蒸発速度が大きいほど,流動は速くなった.わき出し流れは,液滴内部で生じる溶質濃度依存の密度差対流および表面張力対流によるものであることを明らかにした.また,初期溶質濃度の増加に伴い液滴粘度が増加するため流動が抑制されると予想されたが,逆に流動は速くなった.このことは,初期溶質濃度の増加により溶質濃度依存のレイリー数が増加するためであることがわかった.アセトフェノン溶液を用いた実験においては,一部流動が逆向きになることが観察された.この場合,蒸発中に液滴の接触角の減少が顕著であった.したがって,蒸発過程も液滴の内部流動に影響を及ぼすことが明かとなった.2.数値解析による検討表面張力ならびに密度差を考慮した数値解析コードを構築し,それぞれの影響を検討した.その結果,密度差対流は可視化実験と定性的に一致することが確認できた.表面張力は体積力として考慮したものの,液滴の接触角が変化しない場合には不向きであることがわかった.1高分子溶液滴内部流動の可視化単分子膜を化学気相吸着させ疎液性を持たせたSi基板上における,高分子溶液滴の蒸発過程における流動可視化を行った.溶液滴にはポリスチレンを溶解したキシレンまたはアセトフェノンを用い,可視化粒子としてナイロンパウダーを懸濁した.マイクロシリンジを用いて基板上に滴下し,レーザーシート光で断面を可視化した.その結果,蒸発に伴い液滴中心部から上昇流が生じ,気液界面を沿って下降していく流れが観察された.このとき流速は溶質濃度ならびに蒸発速度に依存することが分かった.すなわち,初期溶質濃度が低く蒸発速度が速いほど,流速が大きくなる.蒸発終了直前では,接触線が固定したままで接触角が小さくなるが,流動は接触線方向に向かうことが確認された.蒸発終了後の高分子薄膜は,可視化粒子が混ざったものとなり,全てドット状であった.また撮影した可視化粒子の座標を,液滴の屈折率を考慮して変換した.その結果,屈折率の大きな液体では気液界面の直接の可視化は難しいことが,明らかとなった.2表面張力を考慮した数値解析の構築表面張力と熱移動を考慮した二次元軸対称解析コードを構築した.コードは無次元化された連続の式,ナビエ・ストークス方程式ならびにエネルギー方程式で構成されており,任意の物性値・接触角・表面張力ならびに温度差をパラメータとして解析できる.その結果,表面張力のみでは実験で観察された流れとは逆向きとなることが明らかとなった.温度差も考慮した場合は,気相の流れにより実験と同じ流動を駆動できる可能性が明らかとなった.1.高分子溶液滴内部の流動可視化とメカニズムの解明シリコン基板上で蒸発する微小高分子溶液滴の内部流動の可視化をおこなった.基板表面には単分子膜が化学気相吸着させてある.高分子溶液滴には溶質にポリスチレンを,また溶媒にキシレンまたはアセトフェノンを用いた.流動可視化のためにナイロンパウダーを懸濁して,レーザーシート光を液滴鉛直断面に照射した.その結果,液滴中心部で上昇流を呈するわき出し流れが観察された.液滴の蒸発速度が大きいほど,流動は速くなった.わき出し流れは,液滴内部で生じる溶質濃度依存の密度差対流および表面張力対流によるものであることを明らかにした.また,初期溶質濃度の増加に伴い液滴粘度が増加するため流動が抑制されると予想されたが,逆に流動は速くなった.このことは,初期溶質濃度の増加により溶質濃度依存のレイリー数が増加するためであることがわかった.アセトフェノン溶液を用いた実験においては,一部流動が逆向きになることが観察された.この場合,蒸発中に液滴の接触角の減少が顕著であった.したがって,蒸発過程も液滴の内部流動に影響を及ぼすことが明かとなった.2.数値解析による検討表面張力ならびに密度差を考慮した数値解析コードを構築し,それぞれの影響を検討した.その結果,密度差対流は可視化実験と定性的に一致することが確認できた.表面張力は体積力として考慮したものの,液滴の接触角が変化しない場合には不向きであることがわかった.
基本転写因子TFIIDに支配される標的遺伝子群の網羅的単離とそのプロモーター特性

コアプロモーター構造を認識する基本転写因子TFIIDは、転写調節因子から受け取った信号を転写量の増減へと変換する上で中心的な役割を果たす。我々はTAF1のTBP機能阻害領域TANDがTFIIDによる転写活性化の分子スイッチとして機能する可能性を示すとともに、コアプロモーターの認識能に異常をきたすtaf1点変異体を複数単離し(N568Δ,T657K)、その解析を進めてきた。TFIIDを含む普遍的転写因子間の機能的ネットワークの実体を明らかにしていくためには、それぞれの標的遺伝子を網羅的に単離するというゲノム生物学的手法が極めて有効である。そこで本研究では、ΔTAND1+2,ΔTAND3,ΔTAND1+2+3,dmTAND1[以上TANDに変異を有するtaf1変異株],Y570N, N568Δ,T657K[以上TAND以外の領域に変異を有するtaf1変異株],L420S, W486stop[以上ヒストンフォールドドメインに変異を有するtaf12変異株]の合計9株について、DNAチップ解析を少なくとも3回以上行うことによりそれぞれの標的遺伝子を網羅的に同定した。さらに実際に影響を受けた遺伝子群を相互に比較することにより、[ΔTAND1+2,ΔTAND1+2+3,dmTAND1]グループ間,[N568Δ,T657K]グループ間,[L420S, W486stop]グループ間において生じる変化が互いによく似ていること、及び[ΔTAND1+2,ΔTAND1+2+3,dmTAND1]グループは[N568Δ,T657K],[L420S, W486stop]両グループの中間的な性質を示すこと等を明らかにした。また代表的な標的遺伝子についてはプロモーター解析を進め、特定のプロモーター上では確かにTANDがUASからの活性化シグナルを解読する上で重要な役割を果たしていることを示した。
生体計測ESRIを用いた疾患モデル動物でのフリーラジカル動態解析

最近、糖尿病や高血圧、脳卒中などの疾患に、フリーラジカルが関与していることが明らかにされつつある。本研究では、in vivo ESR/スピンプローブ法を用いて、フリーラジカルと疾患の発症・進展との関わりを明らかにしてきた。DEN処置群でラット上腹部での膜透過性プローブMC-PROXYLのESRシグナル減衰速度は亢進したのに対して、微膜透過性プローブcarbamoyl-PROXYLでは変化しなかった。以上より、DEN処置ラット肝の細胞内で活性酸素が生成していることが示唆された。また、フリーラジカルの画像化装置として新たに開発されたOMRIは、オーバーハウザー効果を原理としたMRIであり、高い空間分解能を持ち、短時間測定が可能である。細胞内外といったナノスケールでフリーラジカル反応も異なるため、細胞内外を切り分け、さらにそれらを同時に画像解析できれば、より詳細に疾患の成因を解明することが可能となる。そこで、細胞内外のレドックス反応の同時画像化に向けた分子イメージングシステムを開発した。非膜透過性プローブではほとんど還元されないのに対し、膜透過性プローブでは、リポソーム内のアスコルビン酸によって還元される様子を画像化した。そこで、本システムを疾患モデルの病態解析に応用し、胃潰瘍、潰瘍性大腸炎やガンなど種々の疾患モデルの発症から進展に至る過程において、細胞内と外とでレドックス動態が異なることを示した。しかし、既存のOMRI装置ではMRI磁場が0.015Tと非常に低いため、感度・分解能共に悪く、正確な意味での解剖学的情報を得られなかったことから、0.4Tの試料搬送型OMRIシステムを開発した。擬似試料を用いて性能評価を実施し、ニトロキシルラジカルを充填した円筒(内径2.0mm、肉厚0.35mm)の輪郭や矩形容器の角が明瞭で、均一な画像が得られた。我々は、これまで血液脳関門通過性を有し、脳実質内に長時間滞留するスピンプローブ剤の開発に成功している(Free Radic Med Biol,28,2000)。そこで、これらプローブ剤の有用性、また疾患モデル動物とフリーラジカルとの関わりを明らかにするために、脳虚血再灌流モデル動物を作成し生体計測ESRにて検討した。リポソーム膜透過性の検討及び脳内残存量の測定から、carboxy-PROXYLは細胞膜非透過性、carbamoyl-PROXYLは微透過性、methoxycarbonyl-PROXYLは通過性を有することが明らかとなった。これらのスピンプローブをラット脳虚血再灌流モデルに適用したところ、なかでもcarbamoyl-PR0XYLのみが虚血再灌流群でシグナル減衰の亢進を示し、この亢進はSODやMCI-186によって抑制された。SODは、O_2・^-を不均化するだけでなく、脂質由来ラジカル生成を抑制することが報告されている。以上のことから、carbamoyl-PROXYLで認められたシグナル減衰の亢進は、脂質由来のラジカルであることが示唆された(Free Radic Med Biol,35,2003)。また、マウスを用いた脳虚血再灌流モデルにて、尾静脈内投与したcarbamoyl-PROXYLのシグナル減衰亢進が、頭部に限局していることが見いだされた。脳においては、脂質過酸化反応の亢進を示すTBARsの蓄積が起こり、carbamoyl-PROXYLのシグナル減衰亢進が脂質由来ラジカルのスカベンジャーであるPBNで抑制されたことから、脳虚血再灌流後のシグナル減衰亢進が脂質由来ラジカルによるものであることを再確認することができた。

さらにin vitroの実験から脂質由来ラジカル生成系においてcarbamoyl-PROXYLのシグナル減衰が起こることから、carbamoyl-PROXYLが脂質由来ラジカルの生成を検出するのに適したプローブであることが明らかとなった。多くの疾患の成因・進展に活性酸素・活性窒素やフリーラジカルが関与することが明らかにされつつある。しかし、この活性酸素・活性窒素・フリーラジカルの生体内動態を解析する手法が欠如しているために、血管内あるいは組織のどこで、どの活性種が、いつ、どの程度産生しているのかは全く明らかでない。我々は、生体内での活性酸素・フリーラジカルの産生を無侵襲解析するために、ニトロキシルラジカルをプローブとし生体計測電子スピン共鳴法で解析する方法を開発し、多くの病態モデル動物で活性酸素・フリーラジカルの関与を明らかにしてきた。本研究ではこれまでの研究成果を発展させ、酸化ストレス性疾患におけるフリーラジカル動態を組織内と血管内を区別し経時的に無侵襲解析することで、疾患の成因・進展とフリーラジカルの関わりを明確にし、その治療薬開発に新たな観点を与えることを目的とした。我々は、既にESRIとMRIの両方の装置で可視化されるニトロキシルラジカルを位置補正マーカーとして用いて融像させることでESRI/MRI融像システムを開発した。そこで、本年度はESRIの高速化、高画質化を目指すべく、装置構成及びアルゴリズムの改良を行った。ESRI/MRI融像システムを用いて、肝再生モデルにおけるフリーラジカル動態の画像解析を行い、再生肝マウスの肝臓でのニトロキシルラジカル消失が膜透過性により異なることを明らかにした。ストレプトゾトシン惹起糖尿病モデルや光過敏性ポルフィリン症モデルに生体計測ESR/ニトロキシルプローブ法を応用し、血管内あるいは皮膚における活性酸素生成を明らかにした。さらに、血管内や組織への分布特性の異なるニトロキシルラジカルの窒素核15N置換体を5種類以上合成し、さらにメチル基水素を重水素に置換したスピンプローブを5種類以上合成した。そこで、さらにESRシグナルの高感度化を図るためにESRスペクトル線幅の狭小化を目的としたニトロキシルラジカルの基本設計を行っている。生活習慣病等、多くの疾患の成因・進展に活性酸素やフリーラジカルが関与することが明らかにされつつある。酸化ストレス性疾患を分子レベルで解明し、その治療薬を開発する上で、フリーラジカル動態の無侵襲解析は不可欠の要素である。本研究ではこれまでの生体計測ESR/ニトロキシルプローブ法による研究成果を発展させ、酸化ストレス性疾患におけるフリーラジカル動態を血管内と組織内、あるいは細胞内と細胞外を区別し、経時的に無侵襲解析することで、疾患の成因・進展とフリーラジカルの関わりを明確にし、その治療薬開発に新たな観点を与えることを目的とした。我々は、異なる核種(^<14>N,^<15>N)のニトロキシルプローブを用いて、フリーラジカル画像化装置OMRI(オーバーハウザーMRI,PEDRI)で二種プローブの分布を同時に分離して画像化する手法を開発し、血管内や組織への分布特性の異なるニトロキシルラジカルの窒素核^<15>N置換体を5種類以上合成した。また、ニトロキシルプローブの酸化・還元反応や細胞内・外でのラジカル消失の同時解析、すなわちナノ空間レドックス動態の画像解析を可能にした。
オオニジュウヤホシテントウ類の分布要因と害虫化に関する研究

1.分布を制限する要因:ニジュウヤホシテントウおよびオオニジュウヤホシテントウの発育を30°Cで調べたところ、温暖地域に分布する前者は発育可能で、前者よりも低温な地域に分布する後者は発育不可能であったことから、温度が分布要因の一つであることが分った。また、東京西郊型エピラクナは里山の山際に多く見られ冬季平均最低気温が分布南限要因であることが分かった。さらに、生息地の感触から湿度も要因であると考えた。2.分布地域による休眠性の違い:オオニジュウヤホシテントウを長日(16hr照明)で飼育すると、本州北部の個体群は羽化直後速かに産卵したが、本州南部のものは羽化後しばらくすると接食を止め、活動を停止した。また、本州北部では時々2化の発生がみられたが、これは高温による発育障害が起こらないこと、本州南部よりも日長時間が長いため産卵前期が短いことにより休眠に入らず産卵を誘導すること、によると考えられる。3.斑紋変異の遺伝性:オオニジュウヤホシテントウでは斑紋b-c、3-4、3-5の連係が多く出現し、1-2が本州南部で、3-5が本州北部で多くなった。これら斑紋変異は遺伝性を示し、1-2は単一優性遺伝子によるが、他の変異型はいずれも多くの遺伝子が関わっている。e-gに関わる遺伝子はX染色体に位置する。また、東京西郊型エピラクナでは、斑紋3の微小化個体がみつかり、微小型同志のF_1は全て微小型個体であった。4.害虫化へのプロセス解析:ルイヨウマダラテントウが害虫化したといわれている東京西郊型エピラクナでは、埼玉県、東京都、神奈川県および山梨県北西部の個体群ではe-f,3-5、b-c,g-hの連係が多く出現するが、山梨県西南部および千葉県のものは変異のパターンが単純であり、山梨県西南部では3-5、b-cが、千葉県ではb-c、g-hが見られなかった。これらの結果は本種の害虫化の解明に貴重な資料となろう。1.分布を制限する要因ニジュウヤホシテントウおよびオオニジュウヤホシテントウについて、種々の温度が発育に及ぼす影響を調べたところ、温暖な地域に広く分布するニジュウヤホシテントウは30°Cにおいても発育が可能であるが、ニジュウヤホシテントウより低温の地域に分布するオオニジュウヤホシテントウは全く発育できなかったことから、温度が分布要因の一つであることがわかった。神奈川県下で冬季の高温が東京西郊型エピラクナの分布南限制限要素となっていることから、静岡県下の未発見地域の分布を調査し直したところ、新たな生息地の探索により、本種の分布地域の全貌が明らかとなり、分布要因の解明に一歩近づくものと予測された。2.地方種族の遺伝的分化エピラクナ属テントウムシの翅鞘斑紋は変異性に富んでおり、種の同定に際して誤同定をひきおこす原因となっているが、数種の変異性が遺伝性であり、生息地域によって因子構成に差異があることがわかった。オオニジュウヤホシテントウの化性は一般的に1化性とされているが、分布地域によっては2化性を示す個体群が存在し、化性にも地方的な差異があることが明らかとなった。1.分布地域による休眠性の違い

オオニジュウヤホシテントウを長日(16hr照明)で飼育すると、本州北部の個体群は羽化後すみやかに産卵するが、本州南部の個体群は羽化後しばらくすると摂食を止め、活動を停止する。また、産卵を開始するまでにはかなりの日数がかかる。本州北部では、時々2化の発生がみられるが、これは高温による発育障害が起こらないこと、本州南部より日長時間が長いため産卵前期が短いことにより休眠に入らず産卵を誘導すること、によると考えられる。2.斑紋変異の遺伝性オオニジュウヤホシテントウでは斑紋b-c、3-4、3-5の連係が多く出現し、1-2が本州南部で多くなり、逆に3-5が本州北部で多くなる。これら斑紋変異は遺伝性を示し、1-2は単一優性遺伝子によるが、他の変異型はいずれも多くの遺伝子が関わっている。e-gに関わる遺伝子はX染色体に位置する。ルイヨウマダラオテントウの害虫化したものといわれている東京西郊型エピラクナでは埼玉県、東京都、神奈川県および山梨県西北部の個体群ではe-f、3-5、b-c、g-hの連係型が多く出現するが、山梨県西南部および千葉県のものは変異のパターンが単純で、前者では3-5、b-cが、千葉県ではb-c、g-hがみられない。このような観察結果は東京西郊型エピラクナの害虫化が各地で単独に起こったのか、あるいは一ヶ所で起こり各地に分散していったのかどうかを検討するにあたり貴重な資料を提供するものである。
高齢者の社会参加活動の実態とその社会的問題

高齢者自身が自らの力で家族と関わりながらもどのように高齢化社会へ対応していこうという意識を持ち、どのような準備をしているか、またしていく必要があり、そのためにはどのような基盤作りが必要であろうか。また、高齢者が家族内でどのような地位と役割を担いながら、今後の高齢化社会にいかに対応していこうとしているのであろうか。本研究では、以上の視点から次のような研究をおこなった。1.高齢者がどのような世帯内に所属しているかの実態を既存の統計・資料・文献から整理・分析した。2.現在、高齢者がどのような家族内でどのような地位と役割を担っているの実態を明らかにした。3.高齢者が子世代と同居する利点と問題点を明らかにした。4.今後、高齢者が家族内で度のような地位と役割を担っていくことを希望しているのかについて検討した。5.具体的地域としては、47都道府県中最も高齢者が親族世帯内に同居している割合の高い山形県の中でも、最も3世代同居率の高い櫛引町を対象に実態調査をした。
放射線照射マウスにおける発生フリーラジカルの定量分析と経時変化の解析

近年は少量の血液より体内の酸化ストレスやフリーラジカルの発生を間接的に捕らえることが可能になった。放射線の効果はフリーラジカルの発生と密接に関係していることが従来から知られ、今回はその放射線をラットに照射して酸化ストレスを計測した。経時的な解析では酸化ストレスの上昇は照射後3日目に一過性に見られることが分かった。高線量を照射したラット群に生じた皮膚反応の出現に応じて血中酸化ストレス値も増加していた。放射線治療による治療効果や副作用の反応は大半が二次的に発生ずるフリーラジカルによるものということが知られているが、治療効果や放射線による副作用の出現時期や障害程度は個人により異なることが知られている。フリーラジカルの寿命はミリ秒単位でありこれまでは放射線照射により体内に発生したフリーラジカルを直接計測することは不可能であったが、近年はフリーラジカルにより酸化された体内の代謝反応物を計測することにより発生したフリーラジカルの量を二次的に定量することが可能となった。当研究の目的はマウスの組織に対して放射線を照射し、採血により血中の代謝産物を測定することでフリーラジカルを間接的に定量することにより障害の程度とフリーラジカル発生量が相関するかどうか、またフリーラジカル計測が臨床上の放射線治療における障害予測に有効な検査となり得るかどうかを実験的に検証することである。現時点では実験開始の準備としてウイスマー株式会社より、フリーラジカル計測装置FRAS4と酸化ストレス度計測キット(d-ROMsテストキット)、抗酸化力計測用キット(BAPテストキット)を購入。フリーラジカル研究に関する文献、FRAS4を用いた実験報告の文献を収集中。山形大学医学部附属動物実験施設使用者講習を受講し、動物実験の使用資格と使用者ID番号を取得完了。今後の予定としては、動物実験用のマウス種を選定し、具体的な実験日程を調整することとなっている。近年の新機器の発展により通常捕捉することの出来ないフリーラジカルを寿命の長い酸化物を計測することで間接的に定量することが可能になった。当研究では哺乳動物のマウス・ラットを用いて放射線を照射することにより、発生したフリーラジカルとそれにより生じた酸化ストレス値を計測する。研究の意義は臨床で用いられている放射線治療によって受ける酸化ストレスを哺乳動物で計測できるかどうかをまず検証することである。放射線照射によるストレスを計測可能であることが分かれば動物のみでなくヒトに応用できる可能性がある。本年度はラットを用いて低線量群、高線量群、コントロール群の放射線照射後の急性期の酸化ストレス値の変動を計測した。また、高線量を数段階に分けて照射し、各群の酸化ストレス値と皮膚障害の程度も計測を行った。必要に応じて追試験を行う。今後はデータをまとめ、統計解析・考察を行う予定である。また、十分な結果が得られた場合は然るべき学会において報告し、学術誌に論文として投稿する予定である。近年の機器の発達により寿命の短いフリーラジカルを間接的に定量することが可能になった。これにより、放射線により生じるフリーラジカルや活性酸素を間接的に計測することが可能になった。日常医療・がん治療に於いて用いられる放射線の影響がフリーラジカル・酸化ストレス計測装置で計測可能かどうかを実験動物のラットを用いて検証した。ラットに放射線を照射して3日後に血中酸化ストレス値は2Gy照射群において有意に上昇し、対照群と30Gy照射群では上昇は軽度であった。7日後ではどの群も有意差が無かったが、今回の照射実験で放射線照射後は酸化ストレス値が有意に上昇することが示された。この解析結果により、酸化反応物の簡易的測定機器でも放射線による酸化ストレスの影響を捕捉・数値化して評価できる可能性が高いことがこの分野に於いて初めて示された。続いて我々は皮膚反応と酸化ストレス値の関連性の解析を行った。この結果、照射線量と皮膚反応は明らかに相関したが、障害の程度に応じて血中酸化ストレス値も上昇していた。ラットの皮膚に対する放射線照射ではその皮膚反応が脱毛といった軽度なものから潰瘍のような高度なものになるほど酸化ストレス値も高値を示した。今後はヒトにおける放射線障害をこの手法を用いて定量化・計測することが可能かもしれない。この結果はこれまでに報告されていない結果であり、我々は2つの実験結果を2編の原著研究論文として学術雑誌に掲載した。
汽水域での河川－海洋相互作用を考慮した放射性セシウムの移行プロセス解析

2011年に発生した福島第一原子力発電所事故によって,大量の放射性核種が環境中に放出された。陸域に沈着した放射性セシウム(以下,Cs)は,現在もなお河川を通じて海洋に供給されている。研究対象域である汽水域は陸域と海洋を繋ぎ,物理化学環境が急変する場であることから,河川や地下水によって沿岸域に輸送される物質は,環境変化に伴う種々のプロセスや生物活動等の変化の影響を大きく受ける。そのため,陸域から海洋への物質輸送を量的・質的に評価するためには,汽水域で生じているプロセスの理解が欠かせない。本研究ではこれまでの成果を踏まえ,起源として新たに海底地下水湧出(Submarine Groundwater discharge:以下,SGD)も視野に入れた「河川ー汽水ー海洋」の系におけるCs移行プロセスを明らかにし,海域へ移行するCsフラックスの推定を目的とした。福島県相馬双葉漁業協同組合松川支所と連携して現場観測を2016年10月及び2017年3月に行った結果,以下のことが明らかになった。1)塩分・水温の時系列モニタリング結果及び堆積物間隙水の塩分から,松川浦南西部にはSGDー潮汐応答に伴う再循環水が存在する;2)堆積物間隙水に含まれるCs-137濃度は直上水より高く,堆積物から間隙水にCsが脱離している;3)ボックスモデルによって,湖底起源の溶存態Cs-137フラックスは松川浦へのCs-137流入の9割以上と推算し,Cs収支を考える上でSGDの存在が重要であることが判明した。28年度が最終年度であるため、記入しない。汽水域は陸域と海洋を繋ぎ,物理化学環境が急変する場であることから,河川や地下水を通じて沿岸域に輸送される物質は,環境変化に伴う種々のプロセスや生物活動等の変化の影響を大きく受ける。そのため,陸から海洋への物質輸送を量的・質的に評価するためには,汽水域で生じているプロセスの理解が欠かせない。本研究では,これまでの結果を踏まえたうえで,汽水域におけるCsの吸脱着プロセスを明らかにするとともに,起源として海底地下水湧出も視野に入れた「河川ー汽水ー海洋」の系におけるCs移行プロセスを明らかにし,海域へ移行する詳細なCsフラックスの推定を目的としている。福島県相馬双葉漁業協同組合松川浦支部と連携して現場観測を2015年4月,5月,7月及び2016年1月に行った結果,以下のことが明らかになった。1)粒子態Csは塩分の上昇に伴い急激に濃度が減少することから,多くが低塩分域で沈降・堆積する;2)溶存態Csは非保存成分として存在し,河口域の低塩分帯で懸濁物質から溶脱する;3)O-18とCsの関係から汽水域への溶存態Csの源は,河口域の低塩分帯での溶脱と高塩分域での海底地下水湧出の一種である再循環水の流入に区別できた。初年度は福島県相馬双葉漁業協同組合松川浦支部と連携して現場観測に重点を置いた。その結果として,1)粒子態Cs濃度は塩分の上昇に伴い急激に減少するため,多くが低塩分域で沈降・堆積する;2)溶存態Csは塩分の上昇に伴い急激に増加するため,非保存成分として存在し,河口域の低塩分帯で粒子から溶脱する;3)O-18及び栄養塩濃度から,海底地下水湧出の一種である再循環水が松川浦に存在している;4)O-18とCsの関係から汽水域への溶存態Csの源は,河口域の低塩分帯での溶脱と河口域の高塩分帯での再循環水の流入に区別でき,汽水域におけるCs収支には海底地下水湧出も寄与することが示唆された。1)塩分・水温の時系列モニタリング結果及び堆積物間隙水の塩分から,松川浦南西部にはSGDー潮汐応答に伴う再循環水が存在する;

2)堆積物間隙水に含まれるCs-137濃度は直上水より高く,堆積物から間隙水にCsが脱離している;3)ボックスモデルによって,湖底起源の溶存態Cs-137フラックスは松川浦へのCs-137流入の9割以上と推算し,Cs収支を考える上でSGDの存在が重要であることが判明した。平成28年度は,実験室での室内実験に重点を置きつつフィールドでの観測調査も並行して行う。室内実験では,採取した沈降粒子・懸濁物・底質試料の粒度分析及び水の化学成分分析を行うことにより,試料のCs濃度の差が粒径や粒子の物性及び水の化学成分に依存する度合いを明らかにし,粒径や粒子成分と水の塩分・pH等の条件を変えてCsの吸脱着に与える影響を解析する。また,沈降粒子・懸濁物・底質試料及び生物試料の炭素・窒素安定同位体比解析を併せることで,食物網を含めたCsの動態把握を行う。フィールドにおける観測調査では,幅広い塩分変化・勾配がある福島県相馬市松川浦とその周辺河川系を引き続きモデルケースとし,センサーによる現場観測や,水試料・懸濁物・底質試料及び生物試料を採取し,Csの分布挙動の時空間変動の要因を明らかにする。また,富大式フラックスチャンバーを係留し,塩分及び水温の観点から海底地下水湧出の事象を把握すると同時に,海底地下水湧出量を計測し,海底地下水湧出に起因する汽水域へのCsフラックスの算出を試みる。28年度が最終年度であるため、記入しない。