hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
シグナル伝達系における細胞膜ドメインの新たな役割の解析

"弱いシグナル"の生体防御システムにおける役割について,これをさらに発展させ,シグナル伝達とがん化の制御機構という観点より,このIFN-α/βによる"弱いシグナル"の細胞の癌化制御機構における役割について検討した.その結果,IFN-α/β受容体(IFNAR1)遺伝子欠損マウス由来の胎仔線維芽細胞(MEF)細胞を長期培養していると,一部の細胞がトランスフォーメーションを起こすという現象や,活性化型ras遺伝子の導入によってIFNAR1欠損MEFはヌードマウスに対し,造腫瘍性を示すということを見出している.また,IFN-β遺伝子欠損MEFの場合では,IFN-α/β受容体欠損MEFと同様にトランスフォーメーションを起こすという結果を得ている.さらにIFNAR1遺伝子欠損マウスがDMBA(7,12-dimethylbenz[a]anthracene)による化学発がんの実験系において野生型マウスの場合と比較して高率にpapillomaを形成するという結果も得られている.また,各種ヒトの癌患者由来の組織でのIFN-α、IFN-β、IFNAR1、IFNAR2の遺伝子発現についてRT-PCR法を用いて、検討したところ,ある種の癌では,非癌部と比較して,癌部においてとくにIFNAR1 mRNAの発現が低い傾向を示しているという結果も得られた.今後,IFN-α/βによる"弱いシグナル"の癌化の抑制機構について分子レベルでの検討を進める予定である.
幼老統合ケアに基づく世代間交流プログラムの開発と実践に関する総合的研究

本研究では、幼老統合ケア及びそれに基づく世代間交流の効果を、3年間にわたって大阪市内の特定地域での多世代交流会、高齢者と子どもの複合施設(宅幼老所)、地域住民の居場所、認知症高齢者施設において総合的に調査研究した結果、子どもは生活習慣や他者(特に、高齢者)への共感能力が身につき、高齢者は生き甲斐と自尊心が生まれるとともに、母親の子育て支援に対しても社会的祖父母力を発揮できることが実証された。幼老統合ケアに基づく多世代交流(世代間交流)実践は、3つのタイプ毎に集約できる。(1)多種多様な博物館(=文化的記憶装置)を拠点とする街角の子ども文化・高齢者文化の創造という地域空間における多世代交流実践は、子どもとその母親、高齢者が交流する居場所(大阪市平野区)を拠点に、約8ヶ月間、約30回、伝承遊び、紙芝居、駄菓子屋、音遊びなどを媒介に行うとともに、その成果をインタビュー調査および観察調査で明らかにした。(2)宅幼老所という三世代交流共生住宅での多世代交流実践は、認知症高齢者と学童保育所の子どもが1つの施設の中で交流する様子をインタビュー調査および観察調査で明らかにした。その結果、特に、親や大人の言うことを聞かない子どもに対して、認知症高齢者の影響が大きい(言うことを素直に聞く)ことや、認知症高齢者もそうした子どもとのかかわりで元気になることが実証された。(3)大学周辺の地域を拠点とする多世代交流実践は、子ども-母親-高齢者との継続的交流のもと、回想法、米づくりや料理づくり、伝承遊びや玩具づくり、絵本の相互の読み聞かせや互いの自己語り、参加者全員による、(地域にちなんだ)カルタづくり等々、モノ系とコト系をメディアとしながら、合計、15回の多世代交流を実践した。その結果、参加した高齢者の85%、子どもとその親の95%以上が以前よりも元気になったり充実感や生きがいをもって日々を過ごせるようになったりすることが、血圧計やアンケート調査を通して実証された。特に、育児に忙しい母親にとって多世代交流は、育児を軽減するまでは行かないまでも、体験したことのないことをする機会があるということで、精神的ゆとりやプチ非日常的な体験となることが実証された。また、子どもは、高齢者とかかわることで高齢者が有能であること(難しい折り紙ができるとか、道具の使い方がうまい等々)を認識するに至った(アンケート調査や子どもの作文による)。また、多世代交流を円滑に行うためには、そのインフラとして中心街の復興に基づく街づくりが実践を進める中で不可欠であることがわかり、フィールドワークを通して実践のための適切な環境条件を解明した。(1)平成19年度に引き続き、大学周辺の地域(大阪市苅田地区)の公共施設および小学校(学童保育室)において地域の幼児および母親、小中学生、高齢者(6075歳の前期高齢者)による多世代交流を1回につき約6時間、年間で19回実践した。具体的には、紙芝居・絵本の読み合わせや地域のカルタ作りを教材としながら、「子ども世代-母親世代-高齢者世代」といった三世代交流を行った。その成果を統計解析などによって分析した結果、10回以上継続的に参加した高齢者のうち、約85%が生きがいを感じ、約72%が知らない子どもとも話が自然にできるようになった。また、今までお年寄りが嫌いだと感じていた子どもの約95%がお年寄りを身近に感じるようになり、約88%が敬意を払うようになった。こうした結果が出たのは、この地区では核家族に育った子どもが多く、今までお年寄りと接触したり関係を持ったりする機会がなかったことや、多世代交流実践(ものづくり、特にカルタづくり)を通してお年寄りが生活技術面で優れていることを子どもたちが認識したためと考えられる。(2)大阪府下の高齢者福祉施設(病院付設)において、1回につき2時間、年間で15回の予定で、回想法を用いた、認知症高齢者とその子ども、学生・院生・研究者の多世代交流を実践した。その結果、重度の認知症高齢者のほぼ全員(18名)において、唱歌などの歌を他の世代の人たちと一緒に歌うことにより、他者の声をからだでなぞり、模倣することで互いに共鳴しながら、積極的に歌を歌って楽しむことが多々観察された(会話記録として採取し、質的研究法で分析・解釈した)。こうした現象のことを現象学では「間身体性」と呼ぶが、認知能力や言語能力が著しく減退した重度認知症高齢者にも、「間身体性」が残存し、それが歌を歌うことで想起され、引き出されることがわかった。本研究では、ミクロ/メゾ/マクロレベルにおいて世代間交流の実践および理論を研究してきたが、そのうち、特にメゾレベルとして、高齢者と子どもが日常,持続的に相互交流する三世代交流共生住宅(宅幼老所)でのフィールドワークを継続的に行ってきた。それは、高齢者と子どもを相互交流させたり相互交流を組織化したりすることにより,ケアの相乗効果(経済的効果と教育的効果)をねらったものである。

約3年間にわたる認知面および行動面に対するフィールドワークと評定の結果、子どもと一緒に料理づくりを行った上で一緒に食べたり、ゲーム等で遊んだり、散歩したりすることにより、認知面(記憶力、思考力、想起力など)および行動面(生活習慣力、実行力、コミュニケーションカなど)の両面において向上がみられた高齢者が18名中11名(顕著な者は5名)、交流前後で変化がなかった高齢者が1名、反対に、状態がかなり悪化した(マイナス効果の)高齢者が4名(顕著な者は2名)いることが判明した。この結果から、概ね、高齢者は子どもとの交流でエンパワメントされるが(その意味では幼老統合ケアの効用が証明されたが)、一部の高齢者にとってはマイナス効果をもたらすことから、幼老統合ケアは、高齢者の生活状況、心身状態、特性などを見極めた上で実践していくべきであることが明らかになった。また、フィールドワークや聞き取り調査から、高齢者がかまどでのご飯焚きや整理整頓など得意なこと(昔取った杵柄)を施設職員に代わりに行うことにより、施設としてはかなりの経済的効果が出ることがわかった。
新たな多発性内分泌腫瘍症1型原因遺伝子CDK2並びにCDK3の発見

本研究では、多発性内分泌腫瘍症1型(MEN1型)の新規疾患原因遺伝子変異候補として、研究代表者が発見したCDK2遺伝子M196T変異、CDK3遺伝子R122W変異、P204S変異が実際に疾患の原因となりうるかについて検討した結果、CDK2M196T変異、CDK3R122W変異は、細胞の増殖能に影響を与えず、腫瘍発症原因ではないと考えられた。しかし、CDK3P204S変異については細胞増殖能を増加させることが明らかとなり、MEN1型の腫瘍発症原因となりうることが判明した。多発性内分泌腫瘍症1型の新規原因遺伝子候補であるCDK2M196T遺伝子変異、CDK3R122W遺伝子変異、CDK3P204S遺伝子変異について、in vitroで検証するため、これらの遺伝子変異発現ベクターを作成し、マウス膵インスリン産生腫瘍細胞株であるMIN6細胞株へこれらの変異ベクターの導入をおこなった。G418にて選別し、安定発現細胞株の樹立を行なった。同時にCDK2、CDK3の野生型を安定的に発現するMIN6細胞株も樹立し、発現量のことなる細胞株をCDK3遺伝子の野生型以外それぞれ2系統ずつ樹立した。これらの細胞株を用いて、細胞周期解析を行なうと、CDK3P204S変異発現細胞株では、CDKM196T変異発現細胞株と比較してG1/G0期の細胞数の減少と、M期、S期の細胞数の増加が認められた。MTTアッセイで増殖能を検討したところ、CDK3P204S変異発現細胞株では、CDKM196T変異発現細胞株と比較して細胞増殖能が上昇している結果が得られた。細胞周期の変化が確認できたため、次にRb蛋白質のリン酸化について検討したが、CDK3P204S変異発現細胞株とCDKM196T変異発現細胞株では、Rb蛋白質のリン酸化に大きな違いは見られず、Rbのリン酸化の活性化を介する経路とは異なる経路で、CDK3P204S変異は細胞周期を活性化している可能性が考えられた。CDK2M196T変異についても、CDK3と同様の検討を行ったが、CDK2野生型と比較して、CDK2M196T変異発現陽性細胞株は、細胞周期、Rb蛋白質の発現共に、有意な差は見られず、CDK2M196T変異は、腫瘍発症への影響は少ない可能性が考えられた。また、CDK2、CDK3遺伝子変異すべてで、インスリン分泌については、有意な差は認められず、インスリン分泌への影響は軽微である可能性が示唆された。当初予定していたMIN6細胞を用いた安定発現細胞株の樹立について、CDK2野生型、CDK2M196T変異、CDK3P204S変異、CDK3R122W変異については安定発現細胞株の少なくとも2系統の樹立が行なえたが、CDK3野生型に関しては、100株程度のコロニーの採取をおこなったにも関わらず、安定発現細胞株の樹立ができない状態となっているため、in vitroでの実験が遅れている。樹立できない原因として、樹立し、早期に発現はしているもののその後発現が確認できなくなってしまうと言う状況が続いており、何らかの細胞毒性が働いてしまっているかの可能性が考えられている。また、in vitroでの解析が遅れているため、本年度作成を予定していた、CDK2、CDK3遺伝子変異のトランスジェニックマウスの作成についても、遅れが生じている。本研究では、多発性内分泌腫瘍症1型の新規疾患原因遺伝子変異候補として、研究代表者が発見したCDK2遺伝子M196T変異、CDK3遺伝子R122W変異、P204S変異が実際に疾患の原因となりうるかを明らかとすることを目的とした。結果、CDK2遺伝子は、野生型、M196T変異ともにMIN6細胞を用いた安定細胞発現株を樹立し、細胞増殖能を検討したが、野生型、変異型で有意な差は認めなかった。さらに、CDK2下流シグナルであるRbのリン酸化、細胞周期解析でも差はなく、M196T変異の腫瘍発症への関与は低いと考えた。CDK3遺伝子に関しては、変異型であるR122W変異、P204S変異、また疾患原因遺伝子ではないことが判明しているN72Delについて、安定発現細胞株を樹立したが、野生型は、細胞株の樹立が困難であった。ベクターの再作成、再導入を行ったが、何らかの理由で細胞から排除されている可能性が考えられた。野生型との比較が、本研究の最も重要な点であり、この過程に多くの資源の投入が必要となった。野生型の樹立が困難であったため、遺伝子導入を行っていないMIN6細胞、N72Del安定発現細胞株をコントロールとして、細胞増殖能並びに細胞周期解析を検討し、R122W安定発現細胞株は、有意な差は認めなかったが、CDK3P204S変異安定発現細胞株は細胞周期が活性化された状態にあり、CDK3P204Sは細胞増殖能を増加させ、腫瘍発症に関与している可能性を明らかとし、多発性内分泌腫瘍症1型の発症原因の解明に寄与したと考えられる。しかし、CDK3野生型安定発現細胞株の樹立が困難であり、CDK3P204S変異と野生型の比較ができなかったため、トランスジェニックマウスの作成まで至らず、CDK3遺伝子野生型安定発現細胞株の樹立と、モデルマウスでの検討など今後さらなる研究の継続が必要である。

本研究では、多発性内分泌腫瘍症1型(MEN1型)の新規疾患原因遺伝子変異候補として、研究代表者が発見したCDK2遺伝子M196T変異、CDK3遺伝子R122W変異、P204S変異が実際に疾患の原因となりうるかについて検討した結果、CDK2M196T変異、CDK3R122W変異は、細胞の増殖能に影響を与えず、腫瘍発症原因ではないと考えられた。しかし、CDK3P204S変異については細胞増殖能を増加させることが明らかとなり、MEN1型の腫瘍発症原因となりうることが判明した。本年度遅れの原因となっているCDK3遺伝子野生型を発現するMIN6細胞安定発現細胞株について、ベクターの作成から再度検討し、早期の安定発現細胞株の樹立をはかる。すでに、CDK3P204S変異については、CDK2野生型、その他の変異発現細胞株と比較して、細胞周期の活性化と、細胞増殖能の増加が確認できており、CDKP204S細胞株とCDK3遺伝子野生型で、これらの違いが確認でき次第、当初の予定である変異トランスジェニックマウスの作成へと移行していく。トランスジェニックマウス作成後は、当初の予定通り、リアルタイムPCR法や、ウェスタンブロット法により、マウスにおいても、細胞周期に関連する遺伝子の発現量の変化を検討したり、血液検査にでホルモン分泌の変化について検討を行う。また、膵内分泌腺や、下垂体といった多発性内分泌腫瘍症1型に関連する臓器のcDNAマイクロアレイ解析などを行い、変化する遺伝子群を同定することにより、腫瘍発症へ関与するシグナルパスウェイを明らかにすることから、CDK3遺伝子変異が多発性内分泌腫瘍症1型における腫瘍発症機構への関与の解明へとつなげていく。また、細胞株樹立後は、サイクリン依存性キナーゼ阻害剤を用いたin vitroでの検討により、これらの阻害剤が内分泌腫瘍抑制に効果が期待できるか検討を開始する。内分泌代謝内科学当初より、トランスジェニックマウスを用いる研究計画であり2年間にわたる多年度研究計画であることから、次年度使用額が生じている。次年度は、当初予定していたCDK3遺伝子変異のトランスジェニックマウスの作成を完了し、そのマウスを用いた解析として、膵内分泌臓器、下垂体などの臓器を用いたリアルタイムPCR法、ウェスタンブロット法の試薬に経費が必要となる。また、これらの臓器でのcDNAマイクロアレイ解析も予定してるため、比較的大きな金額が必要となる。
安心・安全社会構築のためのシステム人間科学の創成

・人間共存型ロボットの数々の動作に対して,間隔尺度に基づくAHPを提案し安心感の評価を試みた.ノンパラメトリック型確率的DEMATELを提案して,食の不安要因解消のための構造分析を試みた.手動制御を阻害しない付加的な自動制御系を構成した.予測制御に基づく操作支援と異常検出の手法を構築した.ギャップ距離と物理パラメータに基づく故障検出法を開発した.Residual信号を用いた耐故障制御法を開発した.自動車運転の安全・安心の視点で,注意特性と手による運動との関係を明らかにした。・全方位画像から実時間で同時に10名の歩行軌跡や立ち居を検出するシステムを開発した.得られた軌跡から行動学習を行ない,例外行動を検出できることを検証した.ステレオカメラを利用して人物頭部の全周形状と正面顔を求める手法,移動物体の位置・姿勢を実時間で追跡する手法,動的シーンの学習を用いて未知の物体のみを検出する手法を開発した.VRを用いてヒューマノイドロボットの歩行動作の安心感評価実験を行い,膝の屈折とボディの横揺れによる心理的効果を明らかにした.人間の載った車椅子をヒューマノイドが体重を掛けながら押す方法や,簡易デバイスからの指示で手の届きにくい物を取って手渡す車椅子ユーザ支援システムを構築した.任意のタイミングでヒューマノイドを緊急停止させる方法,相似な小型ヒューマノイドから実ヒューマノイドを遠隔操作し,危険回避の動作修正を実時間で行えるシステム等を開発した.移動型と固定型の3眼カメラを3台用い,画像から検出した人物の位置を計測しながら人物を追跡する協調監視システムを開発し評価した.・大規模災害時を想定したネットワークの設計と避難誘導について,動的ネットワークフローに基づいた最速な避難誘導アルゴリズム,拡張現実感を用いて可視化する技術を開発した.安心感不安感について,大規模なアンケート調査を実施し,定量的にまとめた.拡張現実感技術を大規模災害時の意思決定支援や作業者の安全確保・状況確認に応用したシステムを試作し,評価した.[1]安心・安全を測るシステム人間科学の創成安心・安全社会を効率よく構築することを目論み,アンケート調査および構造分析手法DEMATELを用いて安心を阻害する複数要因間の構造分析を実施するとともに,安心・安全を阻害する外的要因の不効用を評価する数理モデルを開発した.また,操作者が誤った指令を行ったときのシステムの挙動も含めた操作者一システムのインタラクションモデルをペトリネットを用いて作成し,誤った操作の種類により被覆木を詳細化することでシステムの観測事象列から操作者の誤りを検出する方法を提案した.さらに,モデルベース制御に基づくシステムにおいて、その入出力データからリアルタイム同定を行い、特徴量を得て、ロバスト制御の観点から故障診断を行うプロセスを構築した。[2]安心・安全空間創出のためのモニタリング・サポートシステムの構築固定カメラと移動ロボット搭載カメラの協調による人間のモニタリングシステムについて検討し,複数移動カメラの相互観測による位置推定の基礎実験を行うとともに,ヒューマノイドを用いた人間支援を想定し,サポート動作生成の基礎となる手法を開発した.ロボットその他の機器と共存する時の人間の安心感を評価するシステムについても検討を行った.また,広範囲な環境と人物のモニタリングを行うため,カメラによる人物の追跡において屋内環境の人物影の影響を除去する手法,並びに重なり状態を保持したテンプレートを用いて人物の前後判定を行い安定した追跡を行える手法を開発した。さらに,サービスを提供する空間や対象に関する情報を詳細に取得することに関して、任意の対象物体の位置と姿勢を実時間的に求める手法を構築するとともに,対象物体の詳細なCGモデルから生成した画像を、入力画像と比較・最適化計算することで、床面上を移動・回転する物体の位置と向きを実時間的に求めることが可能であることを確認した。[3]大規模災害時の危機管理と安心・安全確保災害時避難誘導に関して,木構造の避難路を想定した場合に,すべての住人が最速に避難できるような避難施設の最適配置,並びに最速な誘導方法を求める高速のアルゴリズムを開発した.また,災害時のコミュニケーション支援については、状況に応じて動的に対応する枠組みの検討と実装を,状況把握の支援については、そのベースとなる時空間データベースの設計を、安心感を考慮した情報提示については、色彩と音声について基礎的な分析・検討を行った.複数の意思決定主体の間に利害の対立があって,合意形成ができなければ現状をさらに悪化させる「社会的ジレンマ」に遭遇した場合には,社会不安を引き起こすが,このような状況を回避する競合解消のための合意形成の方法論を展開した.また,システムのペトリネットモデルに対して操作者の正常な動作をPインバリアンスを用いて表現するヒューマンエラーの検出方法と,システムの観測事象列から操作者の誤操作を検出する方法を提案した.さらに,大規模システムの新しい故障検出法を、変動するシステム行列の直接同定と特異値解析に基づいて提案し,ロバスト安定性の観点から定義した信頼性指標が故障の予測に有効であることを示した。インターネットからの顔認証要求を受け付けることができる人物同定エージェントの構築とセキュリティドア応用システムを開発した。アプリケーションとして、ドアの前に立つ人物の顔を認識して、ドアの鍵を開け閉めするシステム(FACELOCK)を開発した。顔を認識する手法はフレキシブル特徴照合法を用い、高い認識率が達成できた。

一方,環境に埋め込んだ多数のカメラによりシーンの状況を把握するシステムについて,CGモデルを用いて物体の動きを実時間的に追跡するものと,シーン中に設定した複数の検知平面に未知の物体が侵入したことを検出するものを開発した.さらに,モニタリング用移動マニピュレータの基礎動作実験を行うと共に,安心・安全支援へヒューマノイドを応用するために,人間を含めた対象物を優しく扱うための制御法を検討した.また,人間環境に入ったロボットが人間に与える心理的影響を生理指標に基づいて評価するシステムの基礎的検討を行った.大規模災害時の危機管理では,頑強なライフライン設計と避難誘導システムの基礎研究として,動的な木構造のネットワークに基づく避難アルゴリズムと避難施設配置問題に対するO(n log^2 n)時間アルゴリズムの開発をおこなった.また,災害時においては,状況をすばやく把握し,正しい意思決定を行うため、監視映像データ管理システム,災害時コミュニケーション支援方式,安心感を考慮した情報提示手法の開発を行った.安心・安全を測るシステム人間科学の創成のテーマでは,人々が感じる安心感の度合いを,累積的プロスペクト理論に基づいた"価値関数"を用いて定量的に測定し,具体例として,けがに対する保険の安心感および介護ロボットに対する安心感を評価した.また,オペレータによる切り替え操作をモデル化する方法を導出するとともに,この操作により駆動される系全体をハイブリッドシステムとしてモデル化し,誤操作を検出する手法を提案した.さらに,プラント運転時におけるアクチュエータやセンサ故障に対する迅速なオンライン故障診断法を提案し,単一の故障状態に関する耐故障制御器の設計手順などを明らかにした.安心・安全空間創出のためのモニタリング・サポートシステムの構築のテーマでは,方位画像を用いて人物の行動を確率分布で表し,これを効率的に計算する手法により高い行動認識率を得るとともに,既開発の顔認識エージェントと今年度導入した赤外線カメラを利用して,写真詐称に対応した不快感を与えない顔認識セキュリティドアシステムを開発した.また,侵入者のように事前知識のない対象の動きを追跡するために,対象全周の形状・色彩モデルを動的に計測する手法を開発した.さらに,ヒューマノイドを用いた車椅子ユーザ総合支援システムの概念設計,ヒューマノイドの動作制御法の開発と実験,ヒューマノイドによる物体受け渡し動作の安心感評価,移動監視カメラのための人物検出・追跡法の開発と実験を行った.大規模災害時の危機管理と安心・安全の確保のテーマでは,木構造の動的な避難誘導システムにおいて,定数個の避難施設への避難誘導アルゴリズムと避難施設曲置問題に対する多項式時間アルゴリズム開発をおこなった.また,監視カメラ映像データ管理については,データ管理構造とシステムの実装を行うとともに,情報提示順序が安心感不安感に及ぼす影響の分析を行い,さらに拡張現実感技術の災害対策支援システムへの適用について検討を行った.安心・安全を測るシステム人間科学の創成のテーマでは,不確実性下の価値関数の理論に基づいた介護ロボットに対する安心感の価値評価,並びに確率的DEMATELにより,食品に対する消費者の不安要因の抽出とその解消のための意思決定支援の方法論を開発した.また,オペレータによる切り替え操作を監視し,その状態変化を検出する統計的検定法と手動制御の補助を行う付加的自動制御系の構成を行った.
鶏羽毛の有効利用に関する研究

大量に排出される鶏羽毛の有効利用のために、そのケラチンたんぱく質を抽出してフィルムや繊維等として利用することを目的に行った。その中、本研究では、抽出法の検討、フィルム化およびその実用化の可能性について基礎的な検討を行った。その概要は以下のとおりである。1.抽出法の検討(1)アルカリによる抽出:水酸化カルシュウムに硫化ナトリウムを加えた液で、8090°C、3hrs抽出した。ろ過後、ろ過液をリン酸で中和し再度、ろ過してろ過液からケラチンたんぱく質を回収した。(2)還元法による抽出:大量の尿素にメタ亜硫酸アトリウムとドデシル硫酸ナトリウムを加えた液で抽出した。得られた液を透析し試料とした。2.フィルム等の作製1.の液をポリプロピレン板上に流して乾燥させ、フィルムを作製した。アルカリ法のものは強度が著しく低く、粉末状にしかならなかった。還元法のものも、硬くて脆いものであった。そこで、ポリビニルアルコール(PVA)に混合しフィルムを作製した。3.生分解性試験法の検討生分解性能を迅速に評価する方法を、検討した。2lの容量の各種の土に肥料や酵素等を加えた培地に試料を入れ、20°Cと30°Cで一定にして経時変化をみた。畑の土に液体肥料を加えた培地では、30°C、1ヶ月で分解した。4.実用化に向けた検討(1)PVAとの混合フィルム:やや白濁するが丈夫なフィルムが得られた。(2)ホルムアルデヒド吸着剤:ホルムアルデヒト吸着剤としての試験を行った。キチンに比べると劣るが、かなりの効果が認められた。アミノ酸でも、分子中にSを持つシステインに吸着効果が高いので、さらに検討を加えると、吸着効果を上げることが出来ると思われる。(3)気泡剤:抽出液を攪拌すると界面活性剤として働き、強度のある気泡が得られる。それを応用して、コンクリート板製造時に気泡を混入させ、軽量コンクリートを得る検討を、一部、行った。大量に排出される鶏羽毛からケラチンたんぱく質を抽出し、フィルムや繊維として利用することを目的に、本研究はその抽出法の検討、及びフィルム・繊維化とその実用化への可能性を探るものである。その中で、今期は抽出法の調査及び検討、そして一部、フィルム化を行った。(1)バイオ処理法による抽出ケラチン利用のための酵素利用について調査した。各所で羊毛等で検討がなされており、例えば、羽毛をタンパク質分解酵素で分解して分子量3005,000ダルトンの低分子量にし水に可溶化して利用する研究、また、新規のケラチン分解酵素を真菌や細菌などから取出し、廃羽毛再利用に新たな可能性を拓いた研究、さらには、細菌から分離したプロテアーゼやクチクル分解酵素を繊維改質加工に用いた例などがある。何れの方法にしても、現在報告されている酵素による羽毛処理は、ケラチン蛋白を低分子化或いはアミノ酸にまで分解してしまい、分子量の大きいケラチン蛋白の抽出は困難である。そこで、低分子の蛋白どうしをペプチド結合させるトランスグルタミナーゼなどを組み合わせることによって、新たな羽毛再利用の道を拓くことが出来るのではないかと考え、その検討を次年度に予定にしている。(2)化学的処理法法による抽出-(1)アルカリ処理法水酸化ナトリウム溶液によりケラチンたんぱくを抽出し得られた水溶液を中和、透析して精製した。

その液をポリプロピレン板上に流してフィルムを作製した。そのフィルムは各種の試験に耐えられるほどの強度がなかった。なお、その液は発泡作用が大きく界面活性剤としての作用が期待されるものであった。(3)化学的処理法法による抽出-(2)還元処理法大量の尿素にメタ亜硫酸ナトリウムとドデシル硫酸ナトリウムを加えた水溶液で抽出を行った。透析を行った後、凝縮させた液をポリプロピレン板上に流してフィルムを作製した。得られたフィルムは(2)のものよりは強度が高かった。しかし性質は硬くて脆く実用に供するには可塑剤等を加える必要がある。これらについて次年度も継続して検討する予定である。大量に排出される鶏羽毛の有効利用のために、そのケラチンたんぱく質を抽出してフィルムや繊維等として利用することを目的に行った。その中、本研究では、抽出法の検討、フィルム化およびその実用化の可能性について基礎的な検討を行った。その概要は以下のとおりである。1.抽出法の検討(1)アルカリによる抽出:水酸化カルシュウムに硫化ナトリウムを加えた液で、8090°C、3hrs抽出した。ろ過後、ろ過液をリン酸で中和し再度、ろ過してろ過液からケラチンたんぱく質を回収した。(2)還元法による抽出:大量の尿素にメタ亜硫酸アトリウムとドデシル硫酸ナトリウムを加えた液で抽出した。得られた液を透析し試料とした。2.フィルム等の作製1.の液をポリプロピレン板上に流して乾燥させ、フィルムを作製した。アルカリ法のものは強度が著しく低く、粉末状にしかならなかった。還元法のものも、硬くて脆いものであった。そこで、ポリビニルアルコール(PVA)に混合しフィルムを作製した。3.生分解性試験法の検討生分解性能を迅速に評価する方法を、検討した。21の容量の各種の土に肥料や酵素等を加えた培地に試料を入れ、20°Cと30°Cで一定にしって経時変化をみた。畑の土に液体肥料を加えた培地では、30°C、1ヶ月で分解した。4.実用化に向けた検討(1)PVAとの混合フィルム:やや白濁するが丈夫なフィルムが得られた。(2)ホルムアルデヒド吸着剤:ホルムアルデヒド吸着剤としての試験を行った。キチンに比べると劣るが、かなりの効果が認められた。アミノ酸でも、分子中にSを持つシステインに吸着効果が高いので、さらに検討を加えると、吸着効果を上げることが出来ると思われる。(3)気泡剤:抽出液を攪拌すると界面活性剤として働き、強度のある気泡が得られる。それを応用して、コンクリート板製造時に気泡を混入させ、軽量コンクリートを得る検討を、一部、行った。
MR流体を用いた可変慣性ダンパの開発

本研究課題では,磁気粘性流体(MR流体)を用いて,連続的に慣性力を変化させるとともに振動遮断効果を得ることを目的として,セミアクティブ型の慣性ダンパを開発した.これまでの装置とは異なり,ボールねじ式回転慣性ダンパの円板内に磁気粘性流体を充填し,その円周上に配置した電磁石の磁場の強さによって,その円板の慣性モーメントを変化させて可変慣性力を得るダンパを新たに開発した.本装置の性能と可変慣性力を確かめるために,荷重変位特性を測定し,理論式の有効性を確認するとともに,本装置の実現可能性を検証した.実験結果から,電磁石に電流を流さない(0A)時の理論的に得られる慣性質量50kgに比べて,1.5A時で約65kgと変化し,印可電流に比例して慣性質量が増加していることが分かった.すなわち,外部からの信号(電流の強弱)を操作することによって,MR流体が円盤の側壁に固着することで,回転慣性モーメントの見かけの回転半径を変化させることができることが分かった.この点がこれまでと大きく異なる点である.現在までの研究成果は,米国機械学会(ASME PVP2019),日本機械学会論文集および講演会(D&D2019)にて発表する.磁気粘性流体を用いて慣性ダンパに生じる慣性力を連続的に変化させることを目的として,小型の装置を製作し,その性能を実験により調べた.具体的には,慣性円盤内にMR流体を充填し,外部磁場によって流体を流動または固着させて回転半径を変える仕組みである.加えて,有限要素による磁場解析を行った.本学所有の電気サーボ型疲労試験機を用いてダンパの抵抗力を測定した.その結果,期待通り付加慣性質量が電磁石に加える電流によって(すなわち磁場の強さ)変化することが分かった.本装置の可変慣性力および切り替え制御について焦点を定め,振動実験を行い,装置の有効性および実現可能性を確かめたい.今後,研究分担者と共同で実験等を行いながら,成果をまとめる予定である.ステンレス製の細長いU字管に電磁石を正面向かい合わせて2個24対,計48個並べ,ダンパに正弦波の強制調和振動を与え,電磁石への印加電流を変えたときの荷重と変位の関係から,付加慣性質量を同定した.その結果,0A時では理論通りの70kg,0.25A時100kg,0.5A時120kg,0.75A時130kgと増やすにつれて上昇し,変化することが分かった.この結果は,前年度行った実験に比べて20%ほど上昇している.慣性質量効果を流体で生じさせ,かつその慣性質量のみかけの値を可変にするという当初の目的は達成できた.ただし,2つ問題点があり,一つは慣性力を得ると同時に,大きな減衰力が生じてしまうこと,もう一つは制御方法である.前者については,以前から知られており,抜本的な解決策は未だなく模索中である.後者については,研究分担者らと協議をして,振動数領域で切り替えるユニークな手法を検討している.MR流体(磁気粘性流体)を用いて,慣性ダンパに生じる慣性力を連続的に変化させることを目的として,小型のダンパを開発し,その性能を実験により調べた.具体的には,これまでフッ素樹脂製であったバイパス管を鉄製のU字管に替え,また電磁石を管全体にわたって配置する改良を行った後,研究室内の学部共通機器である疲労試験機を用いてダンパの性能試験を行った.その結果,慣性力が大きく変化せず当初の予定通りではなかった.バイパス管全体に磁場を加えられるように材質を磁性体である鉄が好ましいと考えたが,その後の有限要素解析で確かめたところ,磁性体であるが故に磁場がバイパス管内に効率的に加えられず,磁束が側壁に集中してしまうことが分かった.そこで次の段階として,ステンレス製のU字管に替え,また当初の計画では,新たにLORD社のMR流体を購入することになっていたが,機関内の教授から同社のより性能の優れた新しいMR流体を譲り受け,それを用いて再度実験を行った.そのため,試験流体の新規購入には至らず,その分の経費が残余となった.再実験の結果は,前年度に比べてより大きな可変慣性力が得られ,ほぼ期待通りの結果を得ることができた.本研究課題では,磁気粘性流体(MR流体)を用いて,連続的に慣性力を変化させるとともに振動遮断効果を得ることを目的として,セミアクティブ型の慣性ダンパを開発した.細長いバイパス管を用いることで,流体の質量移動効果による慣性接続質量を生じさせる.外部磁場を制御して流体による可変減衰力と同時に,バイパス管内に生じる鎖状クラスタによって見かけのオリフィス径を変化させて,慣性力を変化させる.今年度はステンレス製の細長いU字管に複数個の電磁石を並べて取り付けた.電磁石にすべて同じ極磁方向となるように電流を加えて、ダンパに正弦波の強制変位を与え,発生する抵抗力と変位の関係を調べた.実験結果から,電流を流さない(0A)時の理論的に得られる流体による見かけの慣性質量70kgに比べて,0.25A時で100kg、0.5A時で120kg、0.75A時で130kgと変化し,電流とともに増加していることが分かった.すなわち,外部からの信号(電流の強弱)を操作することによって,流体による付加慣性質量を変化させることができることが分かった.

これは,昨年までの変化量より少し大きくするこができた.ただし,その変化量および切り替え時の時間遅れなどにの問題点があり,最終年度において検討する予定である.現在までの研究成果は,米国機械学会(ASME PVP2018),日本機械学会論文集および講演会(D&D2018)に発表した.磁気粘性流体を用いて慣性ダンパに生じる慣性力を連続的に変化させることを目的として,小型の装置を製作し,その性能を実験により調べた.具体的には,バイパス管を細長いU字のステンレス管に変えた.また,バイパス管内の磁場を強めるために,電磁石をバイパス管に沿うように片側に12個並べ,それらを向かい合わせに上下,計24個取り付けた.有限要素による磁場解析を行った.本学所有の電気サーボ型疲労試験機を用いてダンパの抵抗力を測定した.その結果,当初の期待通り付加慣性質量が電磁石に加える電流によって(すなわち磁場の強さ)変化することが分かった.ただし,減衰力の変化量も大きくなってしまう.本研究課題では,磁気粘性流体(MR流体)を用いて,連続的に慣性力を変化させるとともに振動遮断効果を得ることを目的として,セミアクティブ型の慣性ダンパを開発した.これまでの装置とは異なり,ボールねじ式回転慣性ダンパの円板内に磁気粘性流体を充填し,その円周上に配置した電磁石の磁場の強さによって,その円板の慣性モーメントを変化させて可変慣性力を得るダンパを新たに開発した.本装置の性能と可変慣性力を確かめるために,荷重変位特性を測定し,理論式の有効性を確認するとともに,本装置の実現可能性を検証した.実験結果から,電磁石に電流を流さない(0A)時の理論的に得られる慣性質量50kgに比べて,1.5A時で約65kgと変化し,印可電流に比例して慣性質量が増加していることが分かった.すなわち,外部からの信号(電流の強弱)を操作することによって,MR流体が円盤の側壁に固着することで,回転慣性モーメントの見かけの回転半径を変化させることができることが分かった.この点がこれまでと大きく異なる点である.現在までの研究成果は,米国機械学会(ASME PVP2019),日本機械学会論文集および講演会(D&D2019)にて発表する.磁気粘性流体を用いて慣性ダンパに生じる慣性力を連続的に変化させることを目的として,小型の装置を製作し,その性能を実験により調べた.具体的には,慣性円盤内にMR流体を充填し,外部磁場によって流体を流動または固着させて回転半径を変える仕組みである.加えて,有限要素による磁場解析を行った.本学所有の電気サーボ型疲労試験機を用いてダンパの抵抗力を測定した.その結果,期待通り付加慣性質量が電磁石に加える電流によって(すなわち磁場の強さ)変化することが分かった.本装置の可変慣性力について焦点を定め,小型の機構で再度,実験と解析を行うつもりである.今後,台湾国立地震工学研究センター(NCREE),および米国イリノイ大学と共同で作業,意見交換し,共同研究を行いたい.本課題における機能性流体を用いた可変慣性接続質量については,その応用性,および実現性は困難であるが,実現できれば振動遮断の新たなブレークスルーとしての期待は高く,世界で誰も行っていないものである.2017度は研究代表者の在外研究期間であり,在外研究先のイリノイ大学においても研究を継続する予定である.本装置の可変慣性力および切り替え制御について焦点を定め,再度,バイパス管および電磁石を調整して抵抗力実験を行う予定である.加えて、研究分担者に切り替え制御についても議論し,解析と実験によって装置の効果を確かめたい.
アゲハ類の精包における有核精子と無核精子の動態と雄の投資物質

平成11年度までに、ナミアゲハの交尾中断実験を行ない、雄が体内で生産する2種類の精子の両方を雌に移送した精包内に注入していることを示した。この結果、交尾終了直後の精包には、有核精子は束として、無核精子は自由精子として存在することになる。前者の平均は42.7本であった。1本の精子束には256本の有核精子が束ねられているので、注入された自由有核精子の数は約11,000と計算される。一方無核精子の数は160,000を数えた。有核精子束は交尾終了後先端部からほどけはじめ、6時間後には精包から消失した。精包内の自由有核精子は交尾終了後3時間以降は増加しなかったので、有核精子は束がほどけた後23時間精包内にとどまってから受精嚢への移動を開始したと考えられる。精包内の無核精子は交尾直後1時間より減少を始め、1日経つとほとんど精包内で見られなくなった。交尾直後から受精嚢内の精子を調査したところ、12時間後に無核精子が出現し、1日経って有核精子が到着した。したがって、雌体内では無核精子が有核精子よりも先に受精嚢へ移動を始めることがわかった。受精嚢の形態を考慮すると、この状況は無核精子が受精嚢の奥へと詰まることになるので、雌が多回交尾したときに前夫の有核精子を押し込む働きがあると考えられる。平成12年度は特に受精嚢先端部を精査し、1本のフィラメントが伸びていることを発見した。なお、雄に連続して交尾させると、注入物質(精包+付属腺物質)の量は半減するものの、両型の精子数はそれほど減らず、結果として、精子密度の高い精包が生産されいることがわかった。また、これまでに提出されている「無核精子の役割」をまとめ、ナミアゲハにおける無核精子の移動のタイミングと比較したところ、無核精子が受精嚢において押し込みを行なうとするならば、精子密度を高める戦術は適応的であるという結論に達した。卵や幼虫を飼育して羽化させたナミアゲハをハンドペアリングによって交尾させた。本研究は交尾を開始したナミアゲハの精子の授受について、大きく4つのステップに分けられる。まず、交尾中断実験を行ない、精包と精子の注入過程が調べられた。次に室温約26°Cにおける交尾(約54分)終了直後の精子を調べた。交尾直後の精包内に、有核精子は束として無核精子は自由精子として注入されている。1本の精子束には256本の有核精子が束ねられているので、有核精子の数は約8,000と計算された。一方無核精子の数はその10倍以上あった。有核精子束は交尾終了後先端部からほどけはじめ、6時間後には消失した(消失速度:3.7束/時)。そこで交尾終了直後から雌の交尾嚢内の精子数の変遷を調べた。精子束の消失にもかかわらず、精包内の自由有核精子は増加しなかったので、有核精子はほどけるとすぐに貯精嚢へ移動したと考えられる。精包内の無核精子の減少速度は269.6本/分で有核精子(16.0本/分)の10倍以上だった。なお、予備的に貯精嚢内の精子も調査している。アゲハ類の雄が吸蜜だけではなく吸水行動を示すことはよく知られている。

その目的としてナトリウムイオンの摂取が指摘されたものの、実際にどのような利益を得ているのか明らかにした研究はなかった。そこで、ナミアゲハの雄を各種の濃度の塩化ナトリウム溶液を与えて飼育し、生産した精包を調べた。羽化直後から三角紙に入れた雄の日当たり吸収量は0.001モルの溶液で30mgを超え、蒸留水よりも多かったが、1モル溶液はほとんど吸収しなかった。ケージに入れて自由に飛翔させた雄は高濃度の溶液も吸収するようになり、交尾させた雄の吸収量はさらに増加した。多くの個体は「排水しながら吸水」しているので、排出量も測定したところ、実際に雄の体を通過した溶液の量は100mgを超えていた。これらの結果を、注入した精包の量とのかかわりで考察した。本研究はナミアゲハの精子の授受について、大きく4つのステップに分けている。まず、交尾中継実験を行ない、精包と精子の注入過程を調べたところ、有核精子と無核精子は交尾開始後30分経つと注入され始めていた。交尾終了直後の精包には、有核精子は束として無核精子は自由精子として注入されている。前者の平均は42.7本だった。1本の精子束には256本の有核精子が束ねられているので、自由有核精子の数は約11,000と計算される。一方無核精子の数は160,000を数えた。有核精子束は交尾終了後先端部からほどけはじめ、6時間後には消失した。交尾終了直後から精子束は消失し始めたが、精包内の自由有核精子は交尾終了後3時間以降は増加しなかったので、有核精子はほどけると直ちに貯精嚢への移動を開始したと考えられる。精包内の無核精子は交尾直後1時間より減少を始め、1日経つとほとんど精包内で見られなくなった。交尾直後から貯精嚢内の精子を調査したところ、12時間後に無核精子が出現し、1日経って有核精子が到着した。貯精嚢の形態を考慮すると、この状況は無核精子が貯精嚢の奥へと詰まることになるので、雌が多回交尾したときに前夫の有核精子を押し込む働きがあると考えられる。なお、雄に連続して交尾させると、注入物質(精包+附属腺物質)の量は半減するものの、両型の精子数はそれほど減らず、結果として、精子密度の高い精包が生産されいてた。無核精子が貯精嚢において押し込みを行なうとするならば、精子密度を高める戦術は適応的であるといえよう。アゲハ類の雄が吸蜜だけではなく吸水行動を示すことはよく知られている。そこで、ナミアゲハの雄を各種の濃度の塩化ナトリウム溶液を与えて飼育し、生産した精包と精子数を調べ、最適な濃度の存在を示唆することができた。昨年までに、ナミアゲハの交尾終了直後の精包には、有核精子は束として、無核精子は自由精子として注入されていることを示した。前者の平均は42.7本である。1本の精子束に256本の有核精子が束ねられているので、注入された自由有核精子の数は約11,000と計算された。一方無核精子の数は160,000を数えている。精包内の自由有核精子は交尾終了後3時間以降は増加しなかったので、有核精子は束がほどけた後23時間精包内にとどまってから受精嚢への移動を開始したと考えられる。交尾直後から受精嚢内の精子を調査したところ、12時間後に無核精子が出現し、1日経って有核精子が到着した。したがって、雌体内では無核精子が有核精子よりも先に受精嚢へ移動を始めることがわかった。
Proteolipidファミリー蛋白質の生理機能の解析

Proteolipidファミリーは、神経系で強く発現する4回膜貫通タンパク質である。このファミリー蛋白質の生理機能を知るために、これに属するM6aとM6b遺伝子破壊マウスの表現系を解析した。各々の単独遺伝子破壊では目立った表現系は見つからなかったが、M6aとM6bの二重変異体において脳梁が顕著に細くなる事がわかった。遺伝子破壊マウスの神経細胞の初代培養解析の結果、この異常の原因は、神経細胞自身の細胞自律的な突起伸長能力の低下によるものと考えられた。4回膜貫通蛋白質M6aは、神経軸索に豊富に存在する事で同定されたが、その機能は未だ不明である。申請者らは、これまでに、1)M6aに抗体が結合すると軸索伸長が阻害されること、2)この軸索伸長阻害は成長円錐の崩壊を伴わないこと、および、3)抗体はM6aの機能を阻害するのではなく、M6aへの結合を介してgain-of-function的に軸索伸長停止反応を誘起することを明らかにしてきた。次の重要な疑問は、この反応の生理的意義である。M6aにはM6bとDM20/PLPという2種類の類似分子が存在し、機能的補償効果が予想されている。実際、M6a遺伝子の単独破壊マウスでは、際だった表現系は見つかっていない。本年度は、M6aとM6bの二重変異体を作製して、脳構造を解析した。その結果、脳梁が際立って細くなっていることがみつかり、このproteolipidファミリー蛋白質が軸索伸長に機能する事が確かめられた。来年度は、この異常についてより詳細に検討すると共に、他の神経系にも異常が認められないか解析する。発生時に神経細胞は軸索を盛んに伸長させる。その時、重要なのが、軸索の先端にある成長円錐である。これが、盛んに運動しながら、軸索を引っ張りつつ移動する事で、軸索伸長を引き起こすと考えられている。Proteolipidファミリー蛋白質M6aは、成長円錐に豊富に存在する事で同定された4回膜貫通タンパク質であるが、その機能は未だ不明である。申請者らは、これまでに、1)M6aに抗体が結合すると軸索伸長が強力に阻害されること、2)この軸索伸長阻害は成長円錐の崩壊を伴わないこと、および、3)抗体はM6aの機能を阻害するのではなく、M6aへの結合を介してgain-of-function的に軸索伸長停止反応を誘起することを明らかにしてきた。そこで、M6aとM6bの二重変異体を作製して、脳構造を解析したところ,脳梁が際立って細くなっていることがみつかった。現在、この異常の原因について、より詳細に検討している。すべてのProteolipidファミリー蛋白質遺伝子を破壊した三重変異体の作成も進めているが、M6bとPLPがX染色体上にあることもあり、困難を極めている。これまでになんとか数個体の標本を回収する事ができたので、こられの解析も進めている。申請者らは、これまでに、1)M6aに抗体が結合すると軸索伸長が強力に阻害されること、2)この軸索伸長阻害は成長円錐の崩壊を伴わないこと、および、3)抗体はM6aの機能を阻害するのではなく、M6aへの結合を介してgair of-function的に軸索伸長停止反応を誘起することを明らかにしてきた。脳梁の繊維を形成する新皮質神経細胞の数や密度については、二重変異体と野性型とで違いが認められなかった事から、軸索形成の過程に何らかの違いがあると予想された、実際、新皮質神経細胞を培養すると、二重変異体の軸索の伸びが悪いことがわかった。従って、細胞自律的な軸索伸長の障害が,脳梁形成不全の原因の一つであると予想された。
海氷の一生が引き起こす熱と塩・淡水の再分配と輸送のグローバルな推定

オホーツク海で、レーザー高度計ICESatによるデータを用いて、氷厚の推定を行った。氷厚の推定は、融解に伴う淡水フラックス推定で重要なパラメータである。オホーツク海では、氷厚を観測に基づいて全海氷域で示した研究はこれまでに存在していない。氷厚の分布は、沿岸ポリニヤが形成される北西陸棚域や北部陸棚域で薄く、海氷の動きが収束場になるサハリンの北側や北海道沿岸で厚いことが示された。また氷厚の年々変動が大きいことも示された。これは冬季におけるアリューシャン低気圧の位置の変化に伴う風向の違いにより生じていることが示唆された。さらにオホーツク海の主要な沿岸ポリニヤで形成される海氷生産量と、氷厚から推定される海氷の総量が対応することも示された。オホーツク海で、プロファイリングフロートによる現場観測による酸素量と衛星観測による海氷密接度から、春季の海氷融解の割合が大きいほど酸素増加量が大きいという良い対応が示された。このことは、春季のブルームには海氷の融解が強く関与していることを示唆し、海氷からの鉄の供給によってブルーミングが引き起こされるという従来の説とも合致している。南極海で、高精度薄氷厚推定アルゴリズムの開発を行った。従来のアルゴリズムはマイクロ波放射計による輝度温度の偏波比を用いていた。しかし偏波比と氷厚の散布図は、分散が比較的大きかった。この原因が薄氷の種類によることを示した。偏波比に加えて、輝度温度の勾配比を用いることにより、薄氷の種類を判別可能であることを示した。判別された薄氷の種類毎に、偏波比と氷厚との関係から氷厚を求めることにより、高精度に沿岸ポリニヤにおける薄氷厚を見積もることが可能になった。この薄氷厚を用いることにより、年間の積算海氷生産量は30-40%改善することが示された。沿岸ポリニヤにおける薄氷厚推定の改良は、結氷に伴う塩フラックス推定で重要である。一昨年度から引き続き、海氷の結氷・移流・融解に伴う熱・塩フラックスの推定を南極海で試みた。沿岸ポリニヤ域における盛んな海氷生産に伴う塩分排出の見積もりには、大気ー海洋間の熱フラックスを決める薄氷の厚さが効いてくる。昨年度南極海で開発した、薄氷の種類を考慮した氷厚推定アルゴリズムは、塩フラックス(海氷生産量)の見積もりの高精度化に役立つものである。一昨年度に南極海で行った、海氷生産量と融解量の見積もりは、両者がバランスせず、融解量の方が大きく見積もられていた。新しいアルゴリズムによる薄氷厚を用いることにより、これまで過小評価されていた海氷生産量が改善された。海氷融解に伴う淡水供給の見積もりには、海氷融解量を知る上で海氷の厚さが重要になる。一昨年度は、レーザー高度計ICESatによるデータを用いて、氷厚の推定をオホーツク海で行った。ICESatからは2004年から2008年までの5年間分しかデータを入手できない。そこで、レーダー高度計CryoSat-2のデータを使用することにより2011年以降の氷厚推定を行った。北海道沿岸で砕氷船「そうや」により現場観測された氷厚との比較から、ICESatとCryoSat-2による氷厚が連続して使用可能であることが示された。これにより2004から2018年までの氷厚のデータセットを作成することができた。この氷厚と衛星観測による海氷密接度を組み合わせることにより、海氷の総量を見積もることができる。気象データならびに海洋データを用いた解析から、冬季オホーツク海の海氷総量の最大値は、結氷期直前の北部の気温、海氷拡大期の北部の気温と沖向きの風速、11月から12月の太平洋カムチャッカ半島近海の水温で説明できることが示された。昨年度、開発を行った薄氷の種類を考慮した氷厚推定アルゴリズムは、人工衛星に搭載されるマイクロ波放射計AMSR-Eによる輝度温度を用いたものである。AMSR-Eによるデータは、2003年から2011年までの期間を使用することができる。ICESatに加え、CryoSat-2による衛星観測の氷厚を用いて熱・塩/淡水フラックスデータセットを作成するためには、AMSR-Eの後継機であるマイクロ波放射計AMSR2によるデータを用いることが不可欠である。そこで、AMSR2データを用いた高精度薄氷厚推定アルゴリズムの開発を行う。さらに空間分解能は粗いがマイクロ波放射計SSM/IやSMMRによる輝度温度を用いることにより、1970年代から薄氷の種類を考慮した氷厚データセットの作成を目指す。今年度に作成されるデータセットと、昨年度までにある程度完成している、薄氷厚、(厚い)氷厚、海氷漂流速度、定着氷のデータセットを用いて、熱・塩/淡水フラックスデータセットの作成を行う。作成される熱・塩・淡水フラックスを用いて、海氷による熱と塩/淡水の配分と輸送を定量的に調べる。また気候変動に伴う海氷域の変化に伴い、熱と塩の再分配と輸送がどのように変化し、それが気候システムや物質循環、生物活動にどのような影響を及ぼしうるかを調査する。本研究課題の目的は、海氷による熱と塩/淡水フラックスのグローバルな推定である。沿岸ポリニヤでは、盛んな結氷に伴い大量の高塩で低温の高密度水が排出される。