hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
音響解析を用いたインドネシア・バリ島のガムランの変遷

本年度は、まず、ゴングの調査を行うために、バリ島の楽器工場だけでなく、ジャワ島の楽器工場をいくつか訪れた。現在、バリ島ではゴングの製作は行われてないので、ジャワ島のソロにあるガムラン工場で、バリ島で使用するゴングの製作する過程を見学できた。また、ジョグジャカルタにおいても、2か所で鉄のゴングの製作現場を見学してきた。そして、ジョグジャカルタに滞在していたときに、ボロブドゥールの浮彫壁画を見学して、ゴングのレリーフがないことを確認してきた。この結果を受けて、カンボジアのクメール古代遺跡に描かれているゴングのレリーフについて日本大学生産工学部研究報告Aの研究ノートにまとめて掲載決定(2019年6月発行)になった。バリ島のガムランは、ジャワ島のガムランから発展してきたので、今年度はジャワ島のガムランの録音解析を精力的に行った。その結果、スレンドロ音階のものは国内で5セット、ジャワ島で2セット、計7セット、ペロッグ音階のものは、国内で4セット、ジャワ島で1セット、計5セットの録音および解析ができた。バリ島のガムランでは、新たにデンパサール特別地区のカユマス村落が所有するガムラン・ゴング・クビャールの測定を行った。このガムランはもともとカランガスムの王宮が所有していたガムランであり、やはり、音高が全体的に低いことが明らかになった。そして、29年度に求めた数値シミュレーション手法を用いて、ガムラン音板を長さ、幅、そして、反りを変化させたときに、音の高さがどのくらい変化するかという形状の違いによる音の変化を明らかにした。さらに、それらのシミュレーション解析結果に基づいて、実際にガムランの楽器をいくつか試作し、シミュレーション解析で得られた結果を検証した。これらの成果は日本設計工学会のジャーナル「設計工学」に「ガムラン音板の固有振動特性に及ぼす形状の影響」というタイトルで掲載された。ガムランの音板おにおいて、長さ、幅、そして、反りを変化させたときに、音の高さがどのくらい変化するかという形状の違いによる音の変化を明らかにし、それらのシミュレーション解析結果に基づいて、実際にガムランの楽器をいくつか試作し、シミュレーション解析で得られた結果を日本設計工学会のジャーナル「設計工学」に「ガムラン音板の固有振動特性に及ぼす形状の影響」というタイトルでまとめることができた。これにより、ガムラン音板の製作を、かなり体系化できた。また、いままでのカンボジアで行った調査であるクメール古代遺跡に描かれているゴングのレリーフについて日本大学生産工学部研究報告Aの研究ノートにまとめることができた。さらに、昨年度まで行うことができなかったジャワ島のガムランの測定においても、スレンドロ音階のものは国内で5セット、ジャワ島で2セット、計7セット、ペロッグ音階のものは、国内で4セット、ジャワ島で1セット、計5セットの録音および解析ができた。これらの結果から、今後、バリ島のガムランの音高と比較考察する予定である。また、バリ島内では、新たなガムラン・スマルプグリンガンやガムラン・ゴング・グデの測定はできなかったが、もともとカランガスムの王宮が所有していたガムランであるデンパサール特別地区のカユマス村落が所有するガムラン・ゴング・クビャールの測定を行うことができた。そして、ジャワ島にあるガムラン工場を訪れて、ゴングの制作過程を見学できた。今後もジャワ島のガムランの測定を行い、ジャワ島のガムランの音高についてもまとめたい。特に、バリ島のガムラン・ゴング・クビャールはペロッグ音階なので、ジャワ島のペロッグ音階のガムランと比較検討して、バリ島のガムランの変遷について考察していきたい。また、いろいろな大きさのゴング測定して、それらの音響シミュレーションを行い、形状の変化による音高の違いや、うなりの発音性状などを分析していきたい。そして、インドネシアのバリ島やジャワ島だけでなく、カンボジア、ベトナム、ミャンマーなどのゴングを測定して音響分析を行っていきたい。さらに、材料の違いによるその製造方法の違いも検討したいので、今年もジャワ島だけでなく、ミャンマーやカンボジアなど楽器工場へ見学を行く予定である。これらによって、いずれはゴングの製作方法を体系化したい。バリ島のガムランに関しては、レコードやCDなど既存の音楽録音から、楽器の音高を測定できないかいろいろと検討していきたい。測定許可がなかなか下りないところのガムランを分析できるからである。これらが可能になれば、今年度、できればガムラン・スマルプグリンガンやガムラン・ゴング・グデのデータを増やして、それらを論文にまとめていきたい。時間があれば、インドネシアやインドシナ半島にある古代遺跡に訪れて、その壁面に描かれているレリーフを調査して、最終的にコブ付ゴングの発祥地がジャワ島であることを確認したい。いままで、ガムラン・ゴング・クビャールよりも古く、レゴンダンスあるいはバロンダンスの伴奏のために使われるガムラン・プレゴンガン8セットの鍵盤楽器における基本周波数の音高を分析し、比較検討した。平成29年度は、まず、これらを日本大学生産工学部研究報告Aの研究ノートにまとめた。そして、8月にバリ島に赴き、さらにもう3セットのガムラン・プレゴンガンを測定して、解析を行った。その結果、ガムラン・プレゴンガンの変遷もだいぶ体系化することができた。また、バリ島に現存する20世紀初頭に製作された7音のガムラン・スマルプグリンガンを2セットのうちの1セットを8月に測定することができた(もう1セットは2010年に測定済み)。そして、銅鑼系の楽器を調査するために、カンボジアへも調査に行った。

その結果、アンコールワット寺院やバイヨン寺院よりも古い遺跡11世紀中頃に建造された遺跡のレリーフにゴングが描かれていることを発見した。今回の8月のバリ島への調査では、研究連携者で金属工学が専門の中川一人氏も同行し、ガムランの楽器製作工場へいくつか趣き、音板の製作過程を見学して、ガムランの古い青銅製音板のサンプルを収集した。そして、帰国後、銅と錫の成分分析をおこない、これらから得た知見から、日本でガムランの青銅製音板の製作を試みた。さらに、いままでシミュレーションでしか行わなかった音板の反りのサンプルをいくつか試作して、反りが大きくなると音がどう変化するか実験をおこなった。今回、なかなか測定する機会がない古いガムラン・プレゴンガンおよびガムラン・スマルプグリンガンのデータが採れた。ただし、銅鑼系において、音が高いトロンポンやレヨンの解析は行ったが、音が低いゴングやクンプールのデータ解析があまり、進まなかったので、平成30年度はこれらを中心に行いたい。本年度は、まず、ゴングの調査を行うために、バリ島の楽器工場だけでなく、ジャワ島の楽器工場をいくつか訪れた。現在、バリ島ではゴングの製作は行われてないので、ジャワ島のソロにあるガムラン工場で、バリ島で使用するゴングの製作する過程を見学できた。また、ジョグジャカルタにおいても、2か所で鉄のゴングの製作現場を見学してきた。そして、ジョグジャカルタに滞在していたときに、ボロブドゥールの浮彫壁画を見学して、ゴングのレリーフがないことを確認してきた。この結果を受けて、カンボジアのクメール古代遺跡に描かれているゴングのレリーフについて日本大学生産工学部研究報告Aの研究ノートにまとめて掲載決定(2019年6月発行)になった。バリ島のガムランは、ジャワ島のガムランから発展してきたので、今年度はジャワ島のガムランの録音解析を精力的に行った。その結果、スレンドロ音階のものは国内で5セット、ジャワ島で2セット、計7セット、ペロッグ音階のものは、国内で4セット、ジャワ島で1セット、計5セットの録音および解析ができた。バリ島のガムランでは、新たにデンパサール特別地区のカユマス村落が所有するガムラン・ゴング・クビャールの測定を行った。このガムランはもともとカランガスムの王宮が所有していたガムランであり、やはり、音高が全体的に低いことが明らかになった。そして、29年度に求めた数値シミュレーション手法を用いて、ガムラン音板を長さ、幅、そして、反りを変化させたときに、音の高さがどのくらい変化するかという形状の違いによる音の変化を明らかにした。さらに、それらのシミュレーション解析結果に基づいて、実際にガムランの楽器をいくつか試作し、シミュレーション解析で得られた結果を検証した。これらの成果は日本設計工学会のジャーナル「設計工学」に「ガムラン音板の固有振動特性に及ぼす形状の影響」というタイトルで掲載された。ガムランの音板
CGH法と定量的経時的マイクロサテライト分析法を用いた胃癌組織の新しい遺伝子診断

以上の結果を,第89回日本消化器病学会,第102回日本外科学会定期学術総会,第62回日本癌学会総会,第76回日本胃癌学会にて発表した。これらを雑誌Clinical Cancer Researchに投稿し,2004年1月に受理され同年5月に刊行予定である。消化器癌で同法を用いた解析は世界発の報告である。胃癌組織におけるCGH分析は、外科凍結標本においては全染色体領域のうち、かなりの多数の領域にDNAコピー数の変化を認め、多種多様なchromosomal instabilityを認めた。高頻度変化領域としては染色体1q,7q,8q,20qのコピー数の増加、16qの欠失を認めた。以上の結果を踏まえ、現在、定量的real timeマイクロサテライト分析法(QuMA)で7q,8q,20q及び16q領域内での複数のマイクロサテライト領域のDNAコピー数を臨床検体を用いて検索中である。DNAコピー数を求めるためのコントロールは今回の結果と従来施行された胃癌のCGH分析における報告例を加味し、DNAコピー数の増加及び欠失をほぼ呈しない5領域のマイクロサテライトマーカーの混合物をpooled referenceとして用いた。更に、ホルマリン固定パラフィン包埋薄切標本1枚中の標的領域に対し、位相差顕微鏡を用いてmicrodissectionを施行し、脱パラフィン及びproteinase消化の後Degenerated oligonucleotide primed (DOP)PCR法を用いてwhole genome amplificationさせることを確立させ、CGH分析にてほぼ新鮮凍結標本と同様の結果を得た。現在、同法を用いて、以前FISH法にて我々のグループで報告してきた早期胃癌におけるchromosomal instabilityを解析中である。以上の結果につき第89回日本消化器病学会総会、第102回日本外科学会定期学術集会にて発表予定である。また、現在投稿予定の原著論文を作成中である。以上の結果につき,第89回日本消化器病学会総会、第102回日本外科学会定期学術集会,第62回日本癌学会総会,第76回日本胃癌学会総会で発表した。また、これらの成果について雑誌Clinical Cancer Researchに投稿し,2004年1月に受理され同年5月に刊行予定である.消化器癌では初めての報告となる.
胚の乾燥耐性獲機構の解析と浸透圧耐性植物の作出に関する研究

1.ナタネの花粉由来乾燥耐性胚から単離したLea遺伝子ME-leaN4の乾燥耐性に対する関わりを明らかにするため、ナタネ、ハクサイの花粉由来胚及び種子胚を用いLea遺伝子およびその翻訳産物の発現の局在性を調査した。ME-leaN4遺伝子及び翻訳産物の発現は、乾燥耐性胚において見られ、乾燥耐性を持たない胚では見られなかった。2.乾燥耐性胚と感受性胚を電子顕微鏡観察したところ、乾燥感受性胚は乾燥によって表皮や内部組織の崩壊が見られたのに対し、耐性胚は胚の組織構造が保持されていた。3.恒常的発現プロモーターにME-leaN4をつないだキメラ遺伝子を導入した形質転換タバコM1植物について、Lea遺伝子の発現と浸透圧ストレス耐性を調査した。Leaが導入されていることを確認した形質転換体のほとんどで恒常的なLeaの発現が見られた。乾燥耐性に関しては、一部の個体について乾燥耐性が強まる傾向が見られたが、他では見られず明確な証拠を得ることはできなかった。NaCl耐性を見たところ、Lea遺伝子を導入した植物は1.0%NaCl処理で生育阻害が低下し、NaCl耐性を獲得していることが示唆された。4.ME-LeaN4遺伝子のプロモーター領域の解析を行い、単離した323bpの塩基配列中に、ABRE(ABA response element)と思われる領域が2カ所存在することが明らかとなった。本プロモーターの発現制御機構を調査したところ、ABA、ソルビトール、NaCl処理で発現誘導されること、またABREと思われる領域に突然変異を入れたプロモーターはそれらの処理による発現誘導が低下することから、本領域がABREであることが確認された。1. ABAによる小胞子由来胚の乾燥耐性獲得の機構解明を目的として、ナタネ及びハクサイの小胞子由来胚を用い、胚の乾燥耐性に関与していることが推察されているLea遺伝子の経時的発現ならびに乾燥胚を用い内部形態観察及びLea遺伝子の発現の局在性を調査した。ナタネ、ハクサイともABA処理12時間後にLea遺伝子(ME-1eaN4)の翻訳産物の発現が見られ、24-48時間後に一定した発現量となった。組織学的観察から乾燥耐性胚においてはデンプン及び脂質の細胞内での蓄積が観察され、組織構造が維持されていた。一方、感受性胚では細胞、組織の崩壊と見られるデンプン、脂質の胚組織全体への散在が見られた。in situでの発現観察から、Lea遺伝子(ME-1eaN4)のmRNA及びその翻訳産物は、乾燥耐性胚においてのみ発現がみられることが明らかとなった。mRNAは頂端分裂組織や前形成層で強い発現がみられ、タンパク質は細胞質に局在し、組織全体の細胞に見られ、特に最外層において多く蓄積していることから、乾燥によるダメージから細胞や胚を構造的あるいは生理的に保護し、細胞構造の安定化の役割を担う機能を持つことが推察された。2. Lea遺伝子が乾燥耐性遺伝子であるかどうかを解析するために、高発現プロモーターにMe-1eaN4をつないだキメラ遺伝子をタバコとハクサイに導入した形質転換植物を現在作成している。タバコについては多数形質転換体ができており、今後MO及びM1世代の浸透圧耐性を解析する予定である。1.昨年度はLea遺伝子の乾燥耐性に対する関わりを明らかにするため、ナタネ、ハクサイの花粉由来胚を用いLea遺伝子の発現の局在性をin situで調査し、Lea遺伝子(ME-leaN4)は、乾燥耐性胚においてのみ発現がみられることを明らかにした。今年度は引き続き種子胚でLea遺伝子の翻訳産物の発現を調査したところ、受粉15日後の胚(球状胚心臓型肝)では発現が見られなかったが、受粉30日後の胚では全体に発現が見られ、特に表皮及び胚軸中心で強い発現が見られた。完熟期の胚では発現が強まり、最外層の細胞で強いシグナルが見られた。

これら種子胚で得られた結果はABA処理で乾燥耐性を獲得した不定胚と同様であり、Lea遺伝子が胚の乾燥耐性に関与していることを強く支持した。2.高発現プロモーターにLea遺伝子(Me-leaN4)をセンスとアンチセンス方向につないだキメラ遺伝子をタバコに導入した形質転換植物を作成し、現在M1種子を得ている。また、同様の遺伝子をシロイヌナズナに導入した植物も得ている。これらの浸透圧耐性の解析は現在調査中であり、来年度に結果が出る予定である。3.乾燥耐性胚と感受性胚を電子顕微鏡観察したところ、乾燥感受性胚は乾燥によって表皮や内部組織の崩壊が見られたのに対し、耐性胚は胚の組織構造が保持されていた。1.恒常的発現プロモーター(CaMV35S、pMAT)にナタネのLea遺伝子(ME-leaN4)をセンスとアンチセンス方向につないだキメラ遺伝子を導入した形質転換タバコM_1植物について、Lea遺伝子の発現と浸透圧ストレス耐性を調査した。Leaが導入されていることが確認されている形質転換体のほとんどで恒常的なLea遺伝子の発現が見られた。乾燥耐性を灌水を停止する方法で調査したところ、pMAT::ME-leaN4を導入した一部の個体について乾燥耐性が強まる傾向が見られたが、他では見られず明確な証拠を得ることはできなかった。水耕栽培でNaCl耐性を見たところ、1.0%NaCl処理で非形質転換体が生育阻害が見られたのに対し、センス方向のLea遺伝子を導入した植物は生育阻害が見られず、NaCl耐性を獲得していることが示唆された。2.ME-LeaN4遺伝子のプロモーター領域を単離した。決定した323bpの塩基配列中に、ABRE(ABA response element)と思われる領域が2カ所存在することが明らかとなった。その領域内に突然変異を入れGUS遺伝子をつないだキメラ遺伝子をタバコに導入し、プロモーターの発現誘導を一過性の発現を見ることで調査した。その結果、本プロモーターは、ABA、ソルビトール、NaCl処理で発現誘導されること、また突然変異を入れたプロモーターはそれらの処理による発現誘導が低下することが明らかとなり、本領域がABREであることが確認された。
地層処分緩衝材中の核種移行媒体である水の特性評価

高レベル放射性廃棄物の地層処分の安全評価上、処分体系を構成する工学障壁材の一つである緩衝材の特性評価が欠かせない。緩衝材は地下水を吸収しており、たとえば数千年後、固化体から放射性核種が漏洩した場合、核種はこの地下水を媒体として移行する。そこで、1.緩衝材のベントナイトの主要構成鉱物であるモンモリロナイトに含まれる水の特性評価に関する熱力学的研究(公表済み)2.ベントナイト中の水の動的特性について検討するため、トリチウム、その他のイオンの拡散係数とその温度依存性の研究(実験中、一部公表済み)3.ベントナイトをはじめとする粘土中の水に含まれる有機物は核種と錯形成し、核種移行挙動に影響を与える可能性がある。そこで、天然の有機物であるフミン酸と核分裂生成元素やアクチニド元素であるSr(II)、Eu(III)やNp(V)の錯形成定数および粘土鉱物に対する収着に与えるフミン酸の影響(Srの錯形成については公表済み)に関する研究を行った。緩衝材は地下水を吸収しており、固化体から核種が漏洩した場合、核種はこの地下水を媒体として移行する。そこで、1.緩衝材であるベントナイトの主要構成鉱物のモンモリロナイトに含まれる水の特性評価に関する熱力学的研究(公表済み)、2.ベントナイト中の水の動的特性について検討するため、トリチウムの拡散係数とその温度依存性の測定(実験中)、3.ベントナイトをはじめとする粘土中に含まれる有機物は核種と錯形成し、移行挙動に影響を与える可能性がある。そこで、天然の有機物であるフミン酸と核分裂生成元素やアクチニド元素であるSrやEuの錯形成定数、これら核種の粘土鉱物に対する収着に与えるフミン酸の影響(Srの錯形成については公表済み)について検討している。高レベル放射性廃棄物の地層処分の安定評価上、処分体系を構成する工学障壁体の一つである緩衝材の特性評価が欠かせない。緩衝材は地下水を吸収しており、固化材から核種が漏洩した場合、核種はこの地下水を媒体として移行する。そこで、1.緩衝材であるベントナイトの主要構成鉱物のモンモリロナイト等に含まれる水の特性評価に関する熱力学的研究(公表済み)、2.ベントナイト中の水の動的特性について検討するため、トリチウム、その他のイオンの拡散係数とその温度依存性の測定(結果の整理中、一部公表済み)3.ベントナイトをはじめとする粘土鉱物に含まれる有機物は核種と錯形成し、移行挙動に影響を与える可能性がある。そこで、天然の有機物であるフミン酸と核分裂生成元素やアクチニド元素であるSr(II)、Eu(III)やNp(V)の錯形成定数および粘土鉱物に対する収着に与えるフミン酸の影響(一部公表済み)について検討している。
深海底での2酸化炭素水和物の生成と長期安定性に関する基礎研究

CO_2を深海に投入貯蔵する場合の液体CO_2を中心として、3000mレベルの深海の超高圧、低温環境下でのCO_2の挙動について実験と理論検討を行った。同時に深海へ安定な状態で送り込むための投入装置の研究を行い、液体CO_2およびCO_2水和物の場合について、新発想に基づいた移送装置の機能設計を行った。投入時に海水に直接触れたCO_2は界面から拡散していくか、或いは界面での圧力および温度が一定の範囲に維持された場合水和物を生成する。そこで圧力容器内に深海に相当する圧力・温度の環境を作り観察の結果、(1)液体CO_2と水との静置界面に水和物膜が生成されその成長速度は小さい、(2)界面の攪拌によって成長が促される、(3)温度或いは圧力の平衡条件を崩せば水和物の分解が容易に起こり、温度低下をもたらす、(4)一旦生成された水和物は圧力・温度の平衡条件が満たされていて、海流などによるせん断力が働かない限り安定であることを確認した。次に50気圧-300気圧の中・高圧容器内で界面から拡散したCO_2濃度の深さ方向分布の時間変化計測値から、それぞれの圧力における界面でのCO_2移動係数、水中での拡散係数および溶液の密度変化割合の3係数を、本研究用に開発したCFDコードを用いて見出した。さらに-60°Cレベルの液体CO_2を海中に投入する場合の低温エネルギーを事前に回収し、海水との温度差から動力を取り出す基礎的な研究を実施し、洋上プラントの動力源とするシステム設計を行った。今後の研究課題として(1)水和物のより長期にわたった状態変化の追跡、(2)浅海域での気体CO_2からの拡散・溶解および密度変化対流の把握、(3)投入管から噴流される液体CO_2粒子の水への溶解と水和物化の定量的評価を考えている。本研究は深海環境を再現できる低温圧力容器内でCO_2水和物の生成、保存、拡散および分解の実験を行い、これをもとに深海処理の際のCO_2と水和物の長期安定性と、その対策に関する基礎データを得る事を目的とする。本年度は研究の中心設備となる高圧CO_2水和物生成装置(断熱構造、耐圧32MPa、内容積約3000cc),並びに計測装置(導電率等)のシステムとしての計画、設計ならびに製作を行なった。本実験装置の特徴および製作上の留意点は次の通りである。これらは事前に実施した5MPaの中圧水和物実験装置による予備実験の結果を折り込んだものである。(1)CO_2濃度計測センサーとしては超高圧環境であるため通常の溶解濃度計は使えない。そこで導電率の変化をキャッチする方法を採用した。(2)低温環境はジャケット構造とした内外槽の内部に冷却水を循環させる方式とした。(3)水和物生成がなされる下部には耐圧構造を持ったサイトグラスを4個設け液面変化の観察を行なう。(4)CO_2とH_2Oとの界面での物理的安定度が重要なため、両液面が攪乱されることなく静置されるようにCO_2の注入方法に特殊手法を工夫した。(5)強制的に水和物を生成するための攪拌装置を設けた。(6)内圧が高いため本体構造はステンレス鋼の棒材からの削り出しとした。(7)CO_2溶液の導電率とCO_2濃度との関係は予め規定溶液でのキャリブレーションカーブを準備した。今後全体装置の試運転を行い各部の調整と全体バランスを取り実験開始予定である。(1)CO_2水和物の生成

実験:圧力容器内のCO_2と水を低温高圧下に置き、CO_2水和物が生成される条件として温度:約2°C以下、圧力:約30MPa以上であることを把握した。水和物の成長は時間と共に徐々にではなく、約30分経過の時点で急速に生成されるものであることを目視観察した。一旦生成後の水和物成長は非常に緩やかであることも確認された。但し本実験では当初計画の方法では高圧水中へCO_2を圧入することが困難であったため一部装置の改造が必要であった。(CO_2の均圧タンクを上部に置き,CO_2の自然落差で本体容器内の水の下層へ注入する方式を採用した)(2)水中のCO_2拡散係数計算:CO_2水和物生成後の上部水中の導電度を計測し、予め作成していた溶液のpH-導電度の関係カーブを用いて供試溶液のpH値を求め、さらにCO_2の水中での解離平衡計算を行なってCO_2濃度分布を算出し、この分布の時間変化からCO_2分子の拡散量を求め分子拡散係数の推定を行ないD=4.7*10^<-5>m^2/sを得た。9年度では今年度実験できなかった強制生成、水和物の拡散バリヤ機能,水和物分解条件等についての研究を実施予定である。(1)CO_2水和物の強制生成実験:CO_2液と水を5MPa、5°C以下に維持したうえで450rpm程度で攪拌すると、数十秒で白濁し水和物が生成され,この事から圧カおよび温度が平衡領域内にあり、且つ両液の分子接触が十分であれば水和物の生成は容易であることを確認できた。(2)CO_2水和物分解実験:生成された水和物容器を平衡状態をこえて、温度上昇或いは圧力低減させると、内部から気泡を発生しながら水和物が消滅することを確認した。急激な減圧を行なうと、内部での自己冷却現象のため水和物全体が凍結し、分解時の吸熱反応を確認した。(3)CO_2の水中拡散および溶液の流動実験:CO_2と水を界面接触させて静置し,界面に薄い水和物を生成した状態で,水中への拡散および移流による流動状態を実験した。一方別途に2次元円柱座標系での拡散移流流動の解析を行い、コンピュータープログラムを開発し、実験で得られたデータを解析した結果、両液界面での物質移動係数K、水中拡散係数D、溶液の密度増加係数Mの3個の諸元を得ることが出来た。それらは2つの圧力条件Pでおよそ次の大きさになることを突き止めた。高圧状態でのこれらの値は実験値としても過去に得られていないため、本研究によって深海域でのCO_2と水との界面での挙動の推定が可能となった。今後さらに広い圧力範囲とCO_2の各種状態での拡散諸元と状態変化を把握し、数値精度の向上と、様々な深度での海洋投入後のCO_2の挙動と安定性の研究を行ないたい。
環境政策と異時点間の代替弾力性に関する実証研究

本研究では、環境負荷の少ない新技術の導入促進に焦点をあて、新技術の買い替えの異時点間の代替弾力性を推定するための研究整備をすること、および、環境負荷の少ない新技術の導入促進に関する、環境政策と企業の自主的な取り組みの定量的評価を研究目的とする。主要な研究成果は、(1)日本の消費に関する異時点間代替弾力性の推定、(2)家電エコポイント事業の経済効果の評価、(3)エコカー減税政策とエコカー補助金政策の直接経済効果と間接経済効果の評価、(4)ISO14001取得要因分析とISO14001取得要因の環境への影響や企業の生産性などに与える影響についての分析、である。平成27年度は、主に、異時点間代替弾力性の推定方法について確認し、近年の日本のデータを用いた異時点間の代替弾力性を推定した。異時転換代替弾力性の推定方法として、Dunn and Singleton(1986)で用いられた推定方法とOgaki and Reinhart(1998)で用いられた推定方法の2つを考慮した。そのうち、Ogaki and Reinhart(1998)の推定方法を用いて、1994年から2014年にかけての日本における異時点間の代替弾力性を推定した。本研究は、自動車消費を明示的に扱った異時点間の代替弾力性値を推定することを目的としている。平成27年度は、異時点間代替弾力性値の推定方法について確認し、近年の日本のデータを用いて、異時点間の代替弾力性値を推定することができている。平成28年度は、次の2点の内容について取り組んだ。(1)日本の4半期データを用いて、日本の異時点間の代替弾力性を推定している。なお、異時点間代替弾力性の推定方法として、Ogaki and Reinhart (1998)で用いられた推定方法を用いている。分析に際し、とくに、バブルまでとバブル崩壊以降の異時点間代替弾力性を比較することについて注目している。したがって分析に際し、1970年から1991年と1991年から2010年の2期間に分割し、それぞれの異時点間の代替弾力性を推定した。これらの結果を論文としてまとめている。現在、査読付き雑誌に投稿している。(2)自動車のデータについて調査するとともに、自動車データの整備を行った。使用する予定であった自動車のデータが分析に不十分であったため、ほかのデータベースを検討しなければいけなくなったため、進捗状況が遅れている。(1)環境政策が環境性能に優れた自動車消費に与える効果について分析をするため、2009年に施行された「自動車重量税・自動車取得税の時限的減免」および「環境対応車への買い替え・購入に対する補助制度」が、自動車企業および自動車部品企業に与える影響を分析することで両政策の経済効果(直接効果・スピルオーバー効果)を評価した。自動車産業は部品組み立ての機械工業であり、裾野が広い産業である。したがって、自動車消費に関する政策が自動車メーカーに及ぼす効果(直接効果)のみならず、スピルオーバー効果(自動車部品企業に及ぼす効果)についても評価する。分析の結果、減税を単独で講じるよりも補助金を併せることでより自動車企業および自動車部品企業に正の効果を及ぼすことが示された。(2)ベトナムの企業データを用いて、ISO14001取得が、大気汚染、水質汚染、土壌汚染、および企業の生産性や生産量等に及ぼす影響について分析した。分析の結果、Foreign Direct Investmentが企業のISO14001取得に正の影響を及ぼすこと、さらに、ISO14001を取得することで水質汚染、土壌汚染は改善されること、そして、ISO14001を取得することで企業の生産性や生産高等が向上することが示された。(3)「エコポイントの活用によるグリーン家電普及促進事業」が家電企業に及ぼす経済効果について分析した。同政策は家電企業の企業価値に正の効果を及ぼすことが示された。同政策は2009年5月の導入後に2度延長されている。同政策の経済効果は延長されるにつれて弱まることも示されている。平成27年度に分析した結果を論文としてまとめる。また、自動車データの整備をすすめ、日本における自動車消費行動の異時点間の代替弾力性値を推定する準備を進める。自動車のデータ整備を終了させ、自動車購入行動に関する実証分析をすすめる。「若手研究者が切り開く公益事業研究のフロンティア」、第67回公益事業学2017年度大会、近畿大学、総括コメンテーター、2017年6月10日。「若手研究者が切り開く公益事業研究のフロンティア」,公益事業研究、第69巻、第2・3号合併号、pp.61-76、2018年3月。環境政策平成27年度に分析に必要な自動車消費に関するデータを購入する予定であった。

しかし、まず推定方法とモデルを確認する作業を行い、そのうえでそれらを、自動車消費行動を考慮した考慮したモデルに拡張・アプライするという研究計画に変更している。平成27年度は、推定方法とモデルの確認を行っており、平成28年度にデータを購入する予定である。このデータの購入金額が使用額が生じた理由である。予定していた国際会議に参加できなかったため。平成27年度に発生した次年度使用額は、当初の研究計画どおり、データ購入費に充てる予定である。分析に必要なデータの購入、分析に必要な計算ソフトの購入に充てる。
理系学部・院卒女性のライフコースとキャリア形成

本研究は、理系の大学・大学院卒業者の女性のキャリア形成に関わる実証分析を行い、キャリア支援の課題を抽出することを目的に実施した。採択後に、既存研究のサーベイおよび入手可能な個票データの基本分析を行い、2本の論文を執筆した。1本は、前段階の研究を国内の研究会で報告、改定したものを国際学会で2度の報告を行い、現在投稿に向けて改定中である。もう1本はすでに国内の査読誌に掲載されている。今回の研究成果を基に、より発展的な研究計画は、基盤Cに採択され、引き続き研究を実施する予定である。今年度中に得られた研究成果の概要を以下にまとめる。1理系の学士を取得した女性の大学院への進学および就職後の職業マッチングは、同学位を取得した男性と比較して優位な状況ではない。しかしながら、文系(社会科学および人文科学)の女性と比較した場合、職業マッチングを制御すれば、理系の学位は賃金に対して有意に正の効果が認められる。2学部・大学院の在学中に経験するインターンシッププログラムについては、プログラムを経験した男性と比較して、女性のキャリア形成に関わるプラスの効果が検証できない。民間企業における女性研究者の比率は、依然低い水準を推移している。今後の研究では、学部から大学院進学を含めた進路選択および卒業後のライフイベントを通じた女性のキャリア形成の現状をより精緻に把握したい。26年度が最終年度であるため、記入しない。
代数体のイデアル類群の構造

本研究では、楕円曲線と3次体の2-類群に関する研究に引き続き、その一般化として、有理数体上の超楕円曲線のヤコビアンと奇数次代数体の2-類群の関連について調べた。しかしながら、超楕円曲線のヤコビアンを直接とらえるのは困難なので、まず、そのセルマ-群を研究対象とし、イデアル類群との対応がどのような場合に可能となるかを目標とした。その結果、ある条件のもとで、セルマ-群から2-類群への自然な準同型が存在することが示され、さらにそれが全射になるための十分条件を、有理数体上の素点に関する局所的性質を用いて記述することができた。とくに、巡回体の場合、素点2および∞に対する条件が、標数2の素体上の正規底に関する条件に帰着されることもわかった。次に、奇素数iotaに対して、iota次アーベル体のiota-類群を、ヒルベルトのノルム剰余記号によって定義されるある種の組合せ論的構造を通して調べた。この方法は、種の理論の延長線上にあると考えられる。すなわち、イデアル類群のiota-階数は種の理論によって分岐素数の個数から決定されるが、iota^2-階数についてはさらに分岐素数相互の関係が反映し、その関係から定まる組合せ論的構造によって記述される。実際に、そのような構造がグラフ理論におけるキルヒホッフ行列によって表され、この事実からイデアル類群のiota^2-階数が消えるための必要十分条件を、グラフ理論のことばを用いて表現することができた。さらに、グラフ理論への言い換えにおいて、ノルム剰余記号の積公式が重要な役割を果たすことが判明した。
白血病細胞にアポトーシスを誘導し正常免疫細胞に毒性を示さない天然有機化合物の研究

現在白血病の化学療法において、骨髄毒性や免疫毒性などの重篤な副作用が治療の大きな妨げとなっている。化学療法剤の多くが、増殖細胞一般に作用して、これらを壊死にいたらしめるためである。そこで本研究において私は、正常組織には毒性を示さず、癌細胞にのみ特異的にアポトーシスを誘導するような化合物のスクリーニング系を設定し、これに基づいて候補化合物の検索を行った。このような化合物の発見は、白血病を含む癌の化学療法において新しい治療分野を切り開くものと思われる。スクリーニング系として、ヒト前骨髄球性白血病細胞株HL-60とヒトT細胞性白血病細胞株MOLT-4を用い、これらの細胞のin vitro増殖を強く抑制し、また正常ヒト末梢血リンパ球若化には影響の少ない化合物を選別する系を考案し、検索に用いた。また細胞のアポトーシスは、寒天ゲル電気泳動法、細胞死検出ELISA法、セルソーター解析などを組み合わせて検討した。薬用植物を起源とするフラボノイド、リグナン、あるいはステロイド系化合物100種余りのスクリーニングの結果、既存の抗白血病薬に匹敵する強い白血病細胞増殖抑制効果を示す化合物を天然より数種見出すと共に、これらの化合物が白血病細胞にアポトーシスを誘導することを明らかとした。このような化合物の一種タンゲレチンは、正常免疫細胞に対する毒性が殆どなく、ヒト白血病細胞に選択的にアポトーシスを誘導することから、その臨床的有用性が示唆された。ヒト白血病細胞株HL-60とMOLT-4の細胞増殖、及び正常ヒト末梢血リンパ球のマイトゲン応答性増殖に対する、29種のフラボノイドと11種のリグナンの効果を検討した。このうち9種のフラボノイドと4種のリグナンが、強いHL-60増殖抑制効果を示した(IC50<1000g/ml)。中でも、タンゲレチン、ゲニステイン、ホ-ノキオール、マキリン、アークチゲニン、及びマタイレジノールは、既存の抗癌剤とほぼ同程度の抗白血病効果を示した(IC50<100ng/ml)。しかし、これらの化合物のHL-60細胞に対する細胞毒性は低く(LC50<2900ng/ml)、それ以外の機構でHL-60細胞増殖を抑制するものと思われた。一方、マキリンとアークチゲニンを除き、これらの化合物のMOLT-4細胞増殖抑制効果は弱かった。同様にヒトリンパ球増殖に対する効果も弱く、上記化合物がHL-60細胞に対して選択的に抑制効果を示すことが示唆された。上記化合物のHL-60細胞に対するアポトーシス誘導作用を検討したところ、タンゲレチンとエンテロラクトンがHL-60細胞にアポトーシス小体の形成を導く効果のあることが分かった。このうち、タンゲレチンのアポトーシス誘導作用を更に詳細に検討した。タンゲレチン処理したHL-60細胞のDNAは断片化し、また細胞周期に変化の現われていることが、アガロースゲル電気泳動及びフローサイトメトリーによって確認された。タンゲレチンによるHL-60細胞のアポトーシスは、Znイオンやシクロヘキシミドで阻害された。以上平成6年度は、フラボノイドとリグナンの中から、免疫抑制効果の少ない、アポトーシス誘導性抗白血病化合物として、タンゲレチンの有用性を示した。平成7年度以降は、上記の測定系を用いて更に多くの化合物のスクリーニングを実施する予定である。平成7年度は、ヒト白血病細胞株HL-60とMOLT-4の細胞増殖、及び正常ヒト末梢血リンパ球のマイトゲン応答性増殖に対する、30種の新規ユリ科ステロイドの効果を検討した。このうち数種が、強い白血病細胞増殖抑制効果を示した(IC50<100ng/ml)。中でも、22-ホモ-23-ノルコレスタングリコシド(I)は、既存の抗癌剤とはぼ同程度の抗白血病効果を示した(IC50<10ng/ml)。しかし、これらの化合物の細胞毒性は比較的強く(IC50<100ng/ml)、殺細胞効果によって白血病細胞増殖を抑制するものと思われた。

同様にIは、ヒトリンパ球増殖に対する効果も強く、ヒト増殖細胞に対して非選択的に抑制効果を示すことが示唆された。上記化合物のHL-60細胞に対するアポトーシス誘導作用を検討したところ、IがHL-60細胞にアポトーシス小体の形成を導く効果のあることが分かった。そこでIのアポトーシス誘導作用を、更に詳細に検討した。I処理したHL-60細胞のDNAは断片化し、また細胞周期に変化の現われていることが、アガロースゲル電気泳動及びフローサイトメトリーによって確認された。IによるHL-60細胞のアポトーシスは、Caイオンによって促進され、逆にZnイオンで阻害された。以上平成7年度は、30種のユリ科植物由来ステロイドの中から、アポトーシス誘導性抗白血病化合物として、Iの有用性を示した。しかしIは、平成6年度に報告したタンゲレチンに比べると、抗白血病増殖抑制効果は強いものの細胞毒性も強く、正常ヒトリンパ球に対しても有害な作用を示すものと思われた。現在白血病の化学療法において、骨髄毒性や免疫毒性などの重篤な副作用が治療の大きな妨げとなっている。化学療法剤の多くが、増殖細胞一般に作用して、これらを壊死にいたらしめるためである。そこで本研究において私は、正常組織には毒性を示さず、癌細胞にのみ特異的にアポトーシスを誘導するような化合物のスクリーニング系を設定し、これに基づいて候補化合物の検索を行った。このような化合物の発見は、白血病を含む癌の化学療法において新しい治療分野を切り開くものと思われる。スクリーニング系として、ヒト前骨髄球性白血病細胞株HL-60とヒトT細胞性白血病細胞株MOLT-4を用い、これらの細胞のin vitro増殖を強く抑制し、また正常ヒト末梢血リンパ球幼若化には影響の少ない化合物を選別する系を考察し、検索に用いた。また細胞のアポトーシスは、寒天ゲル電気泳動法、細胞死検出ELISA法、セルソーター解析などを組み合わせて検討した。薬用植物を起源とするフラボノイド、リグナン、あるいはステロイド系化合物約100種余りのスクリーニングの結果、既存の抗白血病薬に匹敵する強い白血病細胞増殖抑制効果を示す化合物を天然より数種見出すと共に、これらの化合物が白血病細胞にアポトーシスを誘導することを明らかとした。このような化合物の一種タンゲレチンは、正常免疫細胞に対する毒性が殆どなく、ヒト白血病細胞に選択的にアポトーシスを誘導することから、その臨床的有用性が示唆された。
生体エコーロケーション模倣システムへの光情報処理の導入

本研究の目的は,コウモリなどの生物が行っているエコーロケーション(反響定位)を模倣した超音波位置センサの信号処理部分に光情報処理を導入することである。特に,周波数変調信号を用いて位置精度を上げる場合の相関演算処理を光情報処理により行うことを目標としている。平成19年度の結果を以下(1),(2)に,研究の総括を(3)に示す。(1)光情報処理光学系の性能評価Joint Transform Correratorの機能を持つ光学系の現段階での最終型を構築した。本光学系には,(1)レーザ光源,(2)空間光変調器,(3)レンズ,(4)偏光素子,(5)光強度書き込み素子,および(6)光検出素子が必要である。この中で,(1)(4)および(6)については計画通りの素子を用いることがでぎた。しかし,(5)の光強度書き込み素子に関して研究当初に計画していた「実時間光強度書き込み素子」が高額であったために入手することができなかった。したがって,現段階では実時間動作させることをあきらめ,光強度書き込み素子としそ写真用フィルムを用いて実験を行った。その結果,種々の画像入力に対し,その相関の程度に応じた相関ピークが,非実時間では出力されることを確かめた。(2)超音波送受信素子の性能評価昨年度の段階で入手していた超音波送受信子数種で空中超音波の送受信を行ったが,いずれも狭帯域のため,相関演算の原信号とするに足る信号波形を得ることができなかった。本研究に必要な条件を満たす広帯域送受信子は非常に高額であり,今年度内に入手することができなかった。(3)総括本研究は今年度が最終年度であるが,実時間光強度書き込み素子と広帯域超音波送受信素子を入手できなかったことから,本研究の目的である超音波信号の高速処理という目的を達成することができず,成果の発表も行うことができなかった。総括して,3年間では当初の研究目的を達成できなかったが,実験系の基本型は構築できた。今後,必要な素子を追加し,所期の目的を達成したい。本研究の目的は,コウモリなどの生物が行っているエコーロケーション(反響定位)の優れた点を模倣した超音波位置センサの信号処理部分に光情報処理を導入することである。研究初年度である平成17年度には以下の結果を得た。(1)超音波送受信システムの設計・製作:周波数40kHzの空中超音波送受信子3個を,1個を送信用,2個を受信用(右チャンネル,左チャンネル)として用いる超音波エコー検出システムを設計,製作した。(2)通常の計算機による信号処理:上記エコー検出システムの左右の受信信号に開口合成処理を施してターゲットの位置を推定し,画像として表示するプログラムをパーソナルコンピュータ上で製作した。また,超音波送信信号を周波数変調信号とし,送信信号と受信信号に相互相関処理を施して位置精度を向上させるプログラムもパーソナルコンピュータ上で製作した。対象物が1個であれば,40kHzにおける超音波の波長約8mmの数倍程度の横方向位置分解能でターゲットを検出することができた。(3)光情報処理部分の設計:上記(2)においてパーソナルコンピュータで行っている相関演算部分と同等の動作を行う光情報処理系の概要を決定した。構成はi)超音波送信信号および受信信号を空間画像に変換,光に対し位相変調を行う部分,ii)レンズを用いたjoint transform correlatorにより相関信号を得る部分,iii)相関信号出力を検出する部分からなる。i)を構成するための空間光変調器を購入し,画像信号の入力までを行った。ii),iii)を含めた全体構成までには至っていない。平成18年度には以下の結果を得た。(1)光情報処理光学系の構築以下の光学系を設計・構築し,動作を確認した。(i)フーリエ変換部:レーザ光源(波長532nm),空間光変調器(832×624ピクセル),レンズ,偏光素子等を組み合わせ,画像情報をフーリエ変換する光学系。(ii)画像検出部:CCD撮像素子により光強度分布をパソコンに取り込む部分。(2)超音波送受信素子の性能評価空中で超音波の送受信を行える数10kHz帯の超音波送受信素子を数種類入手し,その性能(エコーレベルと周波数帯域幅の測定)を行った。いずれの素子も周波数帯域幅が狭く(最大で約7kHz),本研究の目的とする周波数変調と相関演算による大幅な分解能の改善を目指すには,さらに広帯域の素子を入手または製作する必要があることがわかった。(3)制御プログラムの作成超音波エコー信号をパソコンに取り込むプログラム,空間光変調器にパソコンから画像情報を入力するプログラムを作成した。現時点では実験系は未完成である。今後は,光学的フーリエ変換像の強度を実時間で書き込む素子および広帯域超音波送受信素子を導入し,実験系を完成する予定である。

平成19年度の結果を以下(1),(2)に,研究の総括を(3)に示す。(1)光情報処理光学系の性能評価Joint Transform Correratorの機能を持つ光学系の現段階での最終型を構築した。本光学系には,(1)レーザ光源,(2)空間光変調器,(3)レンズ,(4)偏光素子,(5)光強度書き込み素子,および(6)光検出素子が必要である。この中で,(1)(4)および(6)については計画通りの素子を用いることがでぎた。しかし,(5)の光強度書き込み素子に関して研究当初に計画していた「実時間光強度書き込み素子」が高額であったために入手することができなかった。したがって,現段階では実時間動作させることをあきらめ,光強度書き込み素子としそ写真用フィルムを用いて実験を行った。その結果,種々の画像入力に対し,その相関の程度に応じた相関ピークが,非実時間では出力されることを確かめた。(2)超音波送受信素子の性能評価昨年度の段階で入手していた超音波送受信子数種で空中超音波の送受信を行ったが,いずれも狭帯域のため,相関演算の原信号とするに足る信号波形を得ることができなかった。本研究に必要な条件を満たす広帯域送受信子は非常に高額であり,今年度内に入手することができなかった。(3)総括本研究は今年度が最終年度であるが,実時間光強度書き込み素子と広帯域超音波送受信素子を入手できなかったことから,本研究の目的である超音波信号の高速処理という目的を達成することができず,成果の発表も行うことができなかった。総括して,3年間では当初の研究目的を達成できなかったが,実験系の基本型は構築できた。今後,必要な素子を追加し,所期の目的を達成したい。
宿主特異的毒素による毒素非感受性植物への抵抗反応誘導機構

本来病原性決定因子としてしか考えられてこなかった、植物病原糸状菌が生成する宿主特異的毒素には、毒素非感受性の非宿主植物においては、病害抵抗性関連遺伝子の発現を誘導する活性があることを明らかとした。また、宿主特異的毒素によって誘導される新たな病害抵抗性関連遺伝子を多数発見し、宿主特異的毒素の毒素作用以外の作用を明らかにし、毒素非感受性植物が宿主特異的毒素をエリシターとして認識している可能性を明らかとした。1マーカー遺伝子の選定宿主特異的毒素のエリシター効果を検証するためには、指標とする病害抵抗性関連遺伝子の選定が必須である。申請時は6種類の遺伝子しか検証していなかったため、今年度にこれまでに当研究室で蓄積してきた22種類のカンキツ病害抵抗性関連遺伝子を用いて、ACT毒素生成菌と非生成菌をラフレモン葉に接種した時における発現挙動の差異を解析した。その結果16種類の遺伝子の発現において毒素非生成菌接種時と比べて差異が認められ、その発現挙動には以下にあげる3パターンあることが明らかとなった。a)接種後、発現量が最大になるまでの時間が短い遺伝子。b)誘導されるまでの時間は変わらないが誘導される発現量が多い遺伝子。c)最大発現量やその時間にそれほど差異はないが、長時間発現誘導されている遺伝子。さらに、本解析はシグナル伝達経路の上流遺伝子、下流遺伝子の両方を用いて行ったが、どちらの遺伝子群において差異が認められたため、ACT毒素にはかなり広範なエリシター作用がある可能性が示された。現在、選抜した16種類の遺伝子を用いて毒素欠損変異株接種時における発現挙動解析を順次行っている。2ACT毒素単独処理の検討ACT毒素単独処理の条件を検討するため、ACT毒素粗抽出画分を感受性品種であるイヨの葉の葉柄に滴下処理し、経時的観察を行った。その結果、毒素による壊死は引き起こせるものの、その度合いが処理葉によってばらばらであったため、遺伝子発現の挙動を解析するための条件としては適さないと判断し、毒素生成菌株と非生成菌株の胞子接種での解析が最適であると結論付けた。1マーカー遺伝子を使用した毒素欠損変異株接種時における発現挙動解析宿主特異的毒素のエリシター効果を検証するため、平成21年度に選定した16種類の病害抵抗性関連遺伝子マーカーの内、最も再現性の高い7種類を用いて、ACT毒素生成菌株と毒素欠損変異株を不親和の組み合わせのラフレモン葉に接種した時における発現挙動の差異を解析した。その結果、6種類の遺伝子で、ACT毒素生成菌株接種時の方で発現量が短時間で最大、または、発現量が毒素欠損変異株接種時よりも多いという結果が得られた。残りの1種類の遺伝子おいては毒素欠損変異株接種時の方が強く発現誘導がかかるということが明らかとなった。これらのことから、宿主特異的毒素が不親和の組み合わせ時においては、多くの病害抵抗性関連遺伝子の発現を誘導する活性があることが判明した。2宿主特異的ACT毒素によって発現が誘導される新規遺伝子群の探索ACT毒素生成菌株と毒素欠損変異株をラフレモン葉に接種し調整したRNAを基にsubtractivePCRを行い、ACT毒素生成菌株接種時に発現誘導される遺伝子群を網羅的に解析した。その結果、100個以上の新規ACT毒素反応性遺伝子を得ることに成功した。これらの遺伝子の中には既に病害抵抗性に関与することが報告されている遺伝子をはじめ、機能未知の遺伝子も多数得られ、これまで明らかとされてこなかった新規病害抵抗性機構に関与する可能性を持った遺伝子を得ることができた.さらに、揮発性モノテルペン化合物を合成する遺伝子が単離されてきたので、カンキツ病害抵抗性機構には植物揮発性物質が重要であることが示唆された。本研究成果は、今後のカンキツ病害抵抗性機構における新規重要遺伝子の探索とその解明において大きく貢献するものと思われる。
東京湾における窒素循環プロセスの解明に関する研究

東京湾の硝化細菌に関する研究東京湾における水質調査をこれまで,東京都環境局や東京都環境科学研究所などと連携をとりながら行ってきた。この中で特に,硝化に重要な役目を果たすアンモニア酸化細菌に着目して,これらの細菌の多様性を解析したり,群集構造を把握したり,定量法を確立するための研究を行ってきた。・運河堆積物がもつ環境浄化能力について東京湾につながっている運河の堆積物が持つ脱窒作用についてリアクターを作成して研究を行ってきた。その結果,運河の堆積物が強い脱窒作用をもつことを確認した。・硝化細菌の単離硝化細菌の分離菌株を得るために培養試料からの菌株の純化を試みてきた。これまでに一株の純粋分離に成功したが,それ以外のほとんどの菌株に関しては純化に至っていない。・マイクロアレイを用いた環境微生物研究また,さまざまなDNAマイクロアレイを作成し,作成したアレイをさまざまな環境試料に適用した。そのなかで,微生物群集構造を明らかにするマイクロアレイ,難分解性物質の分解に寄与する機能遺伝子を標的としたマイクロアレイを作成してきた。またアンモニア酸化細菌の全ゲノムをもとに作成したアレイを用いた化学物質暴露に対する発現解析なども行ってきた。・アンモニア酸化古細菌の動態に関する研究近年,古細菌の系統にアンモニア酸化細菌が含まれていることが見つかった。その微生物に関する知見を得るために,その菌が多く存在すると考えられる水族館濾過槽に着目して研究を行った。この中で,この古細菌に含まれるアンモニア酸化菌の多様性は普通のアンモニア酸化細菌のそれを上回ることが明らかになった。研究の背景と目的東京湾への負荷の多くが河川やそれに付随する運河を通して流入することから,流入水が,どのように湾内の環境に影響を与えるかを明らかにする必要がある。自然の浄化作用のひとつとして,硝化・脱窒作用が知られている。この硝化反応の一部を担うアンモニア酸化細菌は,水圏での窒素循環に重要だが,東京湾におけるアンモニア酸化細菌群集については,知見が得られていない。本年度は,河川水が東京湾内湾のアンモニア酸化細菌の分布と現存量に与える影響を評価するために,荒川の河口から湾央に向けてトランセクトを設定し,堆積物試料中のアンモニア酸化細菌数をリアルタイム定量PCR法と蛍光抗体法を用いて解析した。方法荒川河口から湾央に向かって採水・採泥を行なった。調査地点ごとの群集を比較するために,抽出DNAからアンモニア酸化細菌由来の遺伝子をPCR増幅し,RFLP解析を行った。次に,優占するアンモニア酸化細菌群を特定するために,抽出したRNAに対しRT-PCRを行い,16S rRNAクローンライブラリー作成後,塩基配列を決定した。定量的解析としてリアルタイム定量PCRを行なった。さらに相補的なデータを得る目的で蛍光抗体法を用いてアンモニア酸化細菌の分布状況の把握と現存量の推定を行なった。結果と考察それぞれの調査地点ごとに特徴的なRFLP多型が認められ,河川水がつくる環境勾配がアンモニア酸化細菌群集構造に影響を与えていることが示唆された。クローンライブラリー解析の結果,水再生センターからの放流水に含まれるアンモニア酸化細菌がそのまま堆積物中に定着するのではなく,海洋環境に適応したアンモニア酸化細菌群集が存在していることが判明した。リアルタイム定量PCRによるアンモニア酸化細菌数は1.6x10^73.0x10^8細胞/gの範囲で,これは蛍光顕微鏡観察から求められた全菌数の0.11.1%に相当した。また蛍光抗体法では,2.4x10^81.2x10^9細胞/gの範囲で,これは全菌数の1.24.3%に相当した。二つの異なる定量法の間に相関が認められ,いずれの方法においても菌数は湾央の調査地点で高い傾向を示した。1.はじめに2.実験方法京浜運河内で,2006年8月,表層および底層の計20試料の採水を行った。現地測器観測と多筒採水器を用いた鉛直方向採水を行なった。調査地点ごとの微生物群集を比較するため,持ち帰った試料に対し,まず3μmのフィルターでプレろ過を行い,続いて0.2μmフィルターでろ過を行なった。抽出DNAから16S rRNA遣伝子をPCR増幅し,DNAシーケンサーを用いて,制限酵素末端断片長多型解析を行った。得られた結果から地点間の微生物群集組成の類似度を計算しデンドログラムを作成した。3.結果と考察最高水温は27°Cと高く,強い塩分成層が確認された。また,底層ではDOが1mg/lを下回るような貧酸素水塊が調査地点S2S10において形成されていた。T-RFLP解析の結果,貧酸素水塊が形成されている底層の微生物群集構造は,表層のそれと大きく異なっていることが明らかになった。T-RF(terminal-restriction fragment)の60bpと456bpに特徴的なピークが認められ,貧酸素水塊の優占種由来と考えられた。表層では300bpおよび360bpに大きなピークが現れており,放流水由来の高濃度の有機物,栄養塩に影響されていると考えられた。このように,それぞれの調査地点ごとに特徴的なT-RFが認められたことから,下水処理水がつくる環境勾配が微生物群集構造に影響を与えていることが示唆された。