hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
肺癌の神経内分泌分化及び肺の発生・発育におけるhASH1遺伝子の果す役割

1.肺の腺癌,扁平上皮癌、大細胞癌、定型的カルチノイド(TC)、非定型的カルチノイド(ATC)、大細胞性神経内分泌癌(LCNEC)、小細胞癌(SCLC)におけるhAHS1の発現と、それと神経内分泌マーカーと8種のホルモンの発現、腫瘍分化度、患者予後との関連を検討した。hASH1が神経内分泌分化の性格を有する腫瘍にのみ発現し、hASH1は肺癌細胞の神経内分泌分化への決定遺伝子であることが示された。なお、全ての肺の神経内分泌腫瘍にhASH1が発現するのではなく、hASH1の発現がchromogranin A及び複数のホルモンの発現と強く相関し(p<0.0001),hASH1は肺癌のendocrine phenotypeの決定遺伝子であることが強く示唆された。また、hASH1はほぼ完全に分化したTCには発現せず、肺癌のendocrine phenotypeの決定に当たってhASH1が初期因子であることが示唆された。SCLC患者に於いては、hASH1(-)患者よりhASH1(+)患者の生存期間が有意に短く(p<=0.041)、hASH1が予後不良因子であることが証明された。2.hASH1^<-/->マウス胎児の肺には神経内分泌細胞が欠損していることが確認され、新生仔マウスが顕著なチアノーゼを呈しながら生後24時間以内で死亡し、hASH1が肺の神経内分泌細胞の発生並びに肺の発育・正常機能の維持には不可欠の因子であることが示された。現時点では、hASH1^<-/->胎児とhASH1^<+/+>胎児の肺の間に明らかな形態学的な差異は認められず、二次元電気泳動法を用いた検討でも明らかな蛋白質発現の差異は認められなかった。3.肺の神経内分泌腫瘍におけるcyclin B1の発現とRb/p16/cyclin D1pathway(Rb pathway)の破綻の違いを検討した。(1)細胞周期のG2-M移行期の制御において、high-gradeのLCNECとSCLCではcyclin B1の異常発現が一般的な現象であり、TC/ATCとLCNEC/SCLCが異なるカテゴリーであると考えられた。(2)cyclin B1とKi-67の発現が強く相関し、cyclin B1は肺の神経内分泌腫瘍の増殖能を規定する因子の一つであることが強く示唆された。(3)Rb pathwayの介するG1チェック・ポイントでは、細胞周期制御の異常はTC/ATCでは低頻度、LCNEC/SCLCでは高頻度であった。各組織型の間には、Rb pathway破綻のメカニズムが異なっており、TC/ATCにおいてはcyclin D1の過剰発現のみ、SCLCにはRbの欠損、LCNECではRbの欠損並びにcyclin D1の過剰発現とp16の欠損が要因であった。(4)上記因子は何れも患者予後とは関係せず、予後因子としてこれらの因子がtumor-type specificであると推測された。

(3)Rb pathwayの介するG1チェック・ポイントでは、細胞周期制御の異常はTC/ATCでは低頻度、LCNEC/SCLCでは高頻度であった。各組織型の間には、Rb pathway破綻のメカニズムが異なっており、TC/ATCにおいてはcyclin D1の過剰発現のみ、SCLCにはRbの欠損、LCNECではRbの欠損並びにcyclin D1の過剰発現とp16の欠損が要因であった。(4)上記因子は何れも患者予後とは関係せず、予後因子としてこれらの因子がtumor-type specificであると推測された。1.外科切除された肺腺癌(AD)20例,扁平上皮癌(SQ)21例、大細胞癌(LCC)9例、定型的カルチノイド(TC)30例、非定型的カルチノイド(ATC)13例、大細胞性神経内分泌癌(LCNEC)67例及び小細胞癌(SCLC)78例の神経内分泌分化の有無を、chromogranin Aと、gastrin-releasing peptide, calcitoninなど8種のホルモンの免疫染色にて検索した。2.高感度非放射性in situ hybridization法を用いて、前記外科切除腫瘍と、LCNEC/SCLCの株化細胞15株におけるhAHS1の発現を調べた。hASH1が神経内分泌分化の性格を有する腫瘍のみに発現し、hASH1は肺癌細胞の神経内分泌分化への決定遺伝子であることが示された。3.全ての肺の神経内分泌腫瘍にhASH1が発現するのはではなく、肺の神経内分泌腫瘍におけるhASH1の発現がchromogranin A及び複数のホルモンの発現と強く相関し(p<0.0001),hASH1は広い意味の一般的な神経内分泌分化ではなく、肺癌のendocrine phenotypeの決定遺伝子であることが強く示唆された。4.肺神経内分泌腫瘍のスペクトラムにおいては、hASH1の発現が腫瘍分化度と関係することを証明した。hASH1はほぼ完全に分化したTCには発現せず、比較的分化度の低いATCと低分化のLCNECとSCLCには発現し、肺癌のendocrine phenotypeの決定に当たってhASH1が初期因子であることが示唆された。5.臨床病理学的研究では、hASH1(-)患者よりhASH1(+)患者の生存期間が有意に短く(p<=0.041)、SCLC患者においてはhASH1が予後不良因子であることが証明された。なお、カルチノイドとLCNEC患者においては、hASH1発現の有無と患者予後との相関は認めなかった。6.雌雄のhASH1(MASH1)heterozygoteマウスを掛け合わせ、組織学的、電子顕微鏡的、免疫染色、in situ hybridization及び二次元電気泳動検討用の各胎生期の胎児個体を採取した。hASH1^<-/->胎児の肺には正常の神経内分泌細胞が欠損していることが確認され、新生仔マウスが顕著なチアノーゼを呈しながら生後24時間以内で死亡し、hASH1が肺の神経内分泌細胞の発育並びに肺の正常機能の維持には不可欠の因子であることが示された。なお、現時点では光顕並びに電顕レベルにて、hASH1^<-/->胎児個体肺とhASH1^<+/+>胎児個体肺との間には明らかな形態学的な差は認めなかった。現在、蛍光標識二次元のディファレンスゲル電気泳動法を用い、hASH1^<+/+>とhASH1^<-/->胎児個体の肺組織における蛋白質発現の差異を解析中である。1.MASH
新しい遺伝マーカー、ヒトDNaseI型に関する法医学的研究

1.DNaseI多型について、新規な対立遺伝子DNASE1^*6を発見し、その表原型が21種類に分類可能となった。その結果、DNaseI多型の個人識別能がさらに向上した。特に6型酵素は不安定で寿命の短い分子種であった。2.陳旧かつ微量な唾液斑からのDNaseI型判定法を確立した。その結果、DNaseI型は唾液斑からの数少ない有用な個人識別マーカーとなった。3.健常人や良性消化器疾患患者群に比較して、胃・大腸癌患者群ではDNaseI2型の出現頻度が有意に高いことが判明した。従って、DNaseI型は消化器癌罹患に係わるリスクファクタ一設定など予防医学にも有用であると考えられた。4.DNaseIが脳下垂体中に存在し、各種視床下部ホルモン刺激に応答して活性の変動を示すことを見出した。従って、DNaseIには外来性DNAの分解・代謝のみならず、内分泌系への関与などの新規な生物学的機能を具備していることが示唆された。5.ニワトリおよびツメガエルDNaseIの生化学的および分子生物学的性状を解明した。特に後者はDNaseI familyにおいて分子進化学上特異なものであることが判明した。6.ヒトDNaselIの完全長cDNAおよび遺伝子クローニングに成功し、その構造を決定した。さらにその遺伝子は第19染色体短腕13.2-13.1領域に位置することを明らかにした。7.DNaseIIは活性強度に関する遺伝的多型を示す数少ない酵素の一つであるが、その多型はDNaseII遺伝子の近位プロモーター領域に位置するsingle nucleotide polymorphismに基づく転写活性の変動に起因することが明らかとなった。8.ヒトDNaseIIは成熟型としてheterotrimeric構造を示し、さらに成熟型への変換には固有のsignal peptide,N-glycosylationおよび特定部位におけるproteolytic cleavageが必須であることを明らかにした。従来の研究から、我々はヒトDNase IおよびIIが遺伝的多型形質であることを見出した。これらの酵素の経時変化に対する耐性および個人識別能の高さは他の遺伝マーカーに比して格段に優れており、本研究成果によってこれらDNase型が法医鑑識領域の検査に最適な遺伝マーカーとなることが期待された。1.新しい蛍光試薬としてSYBRGreenを利用した感度の高いDNase I型判定法ならびに活性定量法を開発した。これによって、より微量な法医学的試料からのDNase I解析が可能となった。2.免疫染色法の感度ならびに特異性を向上させるためにはDNase Iに対するモノクローナル抗体が必須である。今回、モノクローナル抗体のスクリーニングに関し、基質を封入したポリアクリルアミドゲルを用いた電気泳動およびsingle radial enzyme diffusion法を用いた簡易DNase I活性定量法を併用した、簡便で選択性の高い検査法を開発した。3.唾液班からのDNase I型判定法を確立した。これによって唾液約10μlが付着した陳旧性の唾液班からでもDNase I型判定が可能となった。従って、DNase I型は唾液斑からの数少ない有用な個人識別のマーカーの一つとなった。4.健常人や良性消化器疾患患者集団に比較して、胃・大腸癌患者集団ではDNase I2型の出現頻度が有意に高いことが判明した。従って、DNase I多型は法医鑑識領域のみならず、消化器癌罹患に係わるリスクファクター設定など予防医学的にも有用な遺伝マーカーであると考えられた。5.ヒト脳下垂体中に多量のDNase Iが局在することを見出した。

さらにラット下垂体について各種視床下部ホルモン刺激に応答してDNase I活性の変動が見られることを明らかにした。従って、DNase Iには従来より想定された`外来性DNA'の分解・代謝のみならず、ホルモン応答への関与など新規な生物学的機能の存在することが示唆された。従来の研究から、我々はヒトDNaseIおよびIIが遺伝的多型形質であり法医鑑識科学において有用な遺伝マーカーであることを見出した。本年度は両酵素に関して、以下の研究を実施した。1.日本の異なる9地域在住者集団についてDNaseI多型の集団調査を実施した。その結果、北から南に向かってDNASE1^*2遺伝子頻度が減少する傾向が認められ、統計学的解析からDNaseI主要対立遺伝子頻度には有意な地理的勾配の存在することが明らかとなった。2.DNaseI多型において新規な対立遺伝子DNASE1^*6を見出した。この対立遺伝子にはエキソン7にC1826T置換が認められ、それに伴いN末端より185残基目のArgがCysに置換されていた。このアミノ酸置換によって構造の安定化に関与する正常なdisulfide結合の形成が妨げられ、その結果不安定な酵素となることが明らかとなった。これまでに見出された5種類のDNaseI分子種はほぼ同一な安定性を示すが、6型酵素は不安定で寿命の短い分子種であることが判明した。なお、新たな対立遺伝子が加わり、DNaseI多型は21種類の表現型に分類でき、その個人識別能はさらに向上した。3.DNaseIの新規な生物学的機能を明らかにするため、脊椎動物由来酵素に関する比較生化学的研究を継続している。本年度はニワトリおよびツメガエルDNaseIについて生化学的および分子生物学的性状を精査した。特にツメガエル酵素はこれまでに明らかにされた脊椎動物DNaseIとは大きく異なり、C末端にCys-richな70アミノ酸残基の延長領域を有していた。さらに、Ca^<2+>結合部位にSer残基が挿入されたため、ツメガエル酵素は不安定な寿命の短い分子種であることが明らかになった。従って、ツメガエルDNaseIは分子進化学的に極めて特異的なDNaseIであることが判明した。
越層する国際的行為体の研究:自治体によるEU「地域別」漁業政策の取り組み

EU統合深化の過程で登場した新しい政策容器「マクロリージョン」で、地方政府や各スケールの非国家領域的行為体が、国境・スケール・行為体の種を逸脱し、政治的調整行為を行っている。このようなマクロリージョンにおけるステークホルダー参加の機能包括的「クロススケールガバナンス」により、EU共通政策の不具合・欠点が、EU政策の「地域化」を通じて補完されていることを明らかにした。超国家・国家・地方政府の3層の領域的行為体による統治モデルに加え、EU統合深化の中で新しい政策容器「メゾリージョン」が登場し、規範の異なる行為体・ステークホルダーがガバナンス形成に参加する「規範包括的ガバナンスが立ち上がり始めている。この"メタガバナンス"の政治統治形態モデルの成立プロセスを明らかにすることを目的に、まず、超国家スケール・国家スケール・地方政府スケールの各レベルの垂直的関係の中でも、国家スケールを飛び越す「越層行為」を検証した。具体的には、北海地域諮問評議会(NSRAC)を含めた全7つの地域諮問評議会の合同会議(Inter-RAC Conference、2009年11月3日-4日、英国・エディンバラ)、および、北海に関わるすべての利害関係者(ステークホルダー)が一堂に会し、北海の持続的発展、海洋スペイシャルプランニング、資源の包括的管理などを議論する会議(North Sea Stakeholder Conference、2010年3月17日・18日、英国・ニューカッスル)に出席し、NSRAC構成員の各レベル行為体へのインタビュー調査を実施した。ステークホルダーのガバナンス形成への参加を検証した結果、アバディーン州政府によるガバナンスコーディネートとその規範誘導が明らかとなった。これに加えて、平成21年度中に執行予定だったインタビュー調査を新型インフルエンザ流行による渡航自粛で繰り越し、22年度に執行した欧州沿岸辺境地域会議(CPMR)年次総会(2010年9月29日-10月1日、英国・アバディーン)の調査により、EUレベルのスケールとメゾリージョンレベルのスケールの行為体の往還・連接についてガバナンス形成プロセスを明らかにした。超国家・国家・地方政府の3層の領域的行為体による統治モデルに加え、EU統合深化の中で新しい政策容器「メゾリージョン」が登場し、規範の異なる行為体・ステークホルダーがガバナンス形成に参加する「規範包括的ガバナンス」が立ち上がり始めている。この"メタガバナンス"の政治統治形態モデルの成立プロセスを検証するために、まず、英国アバディーン州政府による戦略的なガバナンスコーディネートと規範誘導、すなわち地方政府が国家スケールを飛び越す「越層行為」を明らかにした。それを受けて本年度は、メゾリージョンレベルのガバナンスの検証を目的として、EU地域委員会(CoR)フォーラム(2010年4月13日、ベルギー・ブリュッセル)と北海地域諮問評議会(NSRAC)年次総会(2010年10月21日-22日、英国・アバディーン)に出席し調査を行った。現在、EUの地域政策分野において、バルト海地域・ドナウ川流域・北海地域といった国家を政策容器の基礎単位としない"挟空間"「マクロリージョン」の領域的協力が進められており、「マクロリージョン地域協力の憲章」とも言える『戦略』の策定が行われている。ここでは、マクロリージョン独自のガバナンス形態を調整する様式であるメタガバナンスが、国境を逸脱し、国家スケールを逸脱し、国家という行為体の種をも逸脱した包括的海洋ガバナンスの様式であることが明らかとなった。英国アバディーン州政府が、北海地域諮問評議会(NSRAC)を舞台に、その構成員である地方政府・漁業団体・NGOなど規範の異なる非国家領域的行為体を戦略的に誘導し、ガバナンス形成をコーディネートしていることを、前年度までの調査で明らかにした。このNSRACモデルが、EU統合深化の過程で登場した"挟空間"「マクロリージョン」における、国境・国家スケール・国家という行為体の種を逸脱した機能包括的ガバナンスのあり方を提示している。本年度は、バルト海・ドナウ川に続き、EU議会承認に向け最終段階に入っている北海マクロリージョンの『北海地域戦略』策定過程と将来構想について、公式HP上で公開されている議事録・報告書・法令等公的資料の分析により調査した。また、ブリティッシュコロンビア大学海洋研究所を拠点に、本研究を総括し、成果として研究書『EUマクロリージョン』および英語論文の発表準備を行った。これらは平成24年度中に発表予定である。共通漁業政策により、国家レベルから超国家レベルに政策権限のスケールが移されたものの、漁獲制限決定などの現実的な解決方法として北海地域やバルト海地域レベルに諮問をかけ、それらスケールの政治力がEU政策の決定に大きな影響力を持ち始めている。これは、EU共通政策の不具合が、EU政策の「地域化」を通じて、国家を政策容器の基礎単位としない「新しい政策容器」によって補完されるようになったことを示している。つまり、"挟空間"マクロリージョンにおいて、ステークホルダー参加の機能包括型ガバナンス「クロススケールガバナンス」が存在することが、本研究の結果、明らかになった。今後、このガバナンスモデルの類型化により、行為体間の権力関係の変化を分析し、「マクロリージョン戦略」がリスボン条約の領域的結束を強化する役割を果たしうるのかを明らかにすることが可能となる。
小胞体のタンパク質品質管理におけるマンノース修飾の役割

真核生物の小胞体は、分泌タンパク質や中央空胞系オルガネラの生合成の場となっている。小胞体にはタンパク質の品質管理機構が存在し、正しい高次構造を形成した正常タンパク質のみをゴルジ以降へ送り出し、正しい高次構造を形成できなかった異常タンパク質は分泌することなく小胞体に留める。異常タンパク質の蓄積は細胞生存にとって害悪である。小胞体には、異常タンパク質をサイトゾルへ送り返し分解、除去する系(ERAD:Endoplasmic Reticulum Associated Degradation)と、分子シャペロンを発現させることによって異常タンパク質の凝集体形成を防ぐ系(Unfolded Protein Response)が存在し、異常タンパク質の蓄積という危機的状況に対処している。我々はこれまでに、in vitro、in vivoの実験から、2種類のモデル異常タンパク質(pαFの変異体と糸状菌由来プロテアーゼの変異体)が分解されずに小胞体内に蓄積した場合、O型糖鎖付加を受けて可溶性となること、さらに可溶性となった異常タンパク質の一部は品質管理機構による小胞体内への滞留を免れ、細胞外へ分泌されうることを見出していた。平成15年度はこの現象の生理的意義について検討した。分解系とO型糖鎖付加に関与する遺伝子の二重破壊酵母株は、恒常的にUnfolded Protein Responseが亢進されており、異常タンパク質の蓄積にも感受性を示した。さらに、蛍光抗体法による顕微鏡観察から、この二重破壊株の中で異常タンパク質が大きな凝集体を形成していることが示唆されるデータを得た。これらの結果から、O結合型糖鎖付加は異常タンパク質が蓄積することによって引き起こされるストレスから細胞を守る役割をもつことが示唆された。これらの結果を学位論文としてまとめ、平成16年1月に学位を取得した。また、第56回日本細胞生物学会大会のワークショップ、第76回日本生化学会大会のポスター討論会で発表を行った。小胞体にはタンパク質の品質管理機構が存在し、分子シャペロンがタンパク質の正しいフォールディングを促進する一方で、最終的にミスフォールドしたタンパク質は、分解、除去される(ERAD ; Endoplasmic Reticulum Associated protein Degradation)。ミスフォールドしたタンパク質が小胞体内に蓄積すると、UPR(unfolded Protein Response)が誘導され、シャペロン、分解系遺伝子の発現が上昇し、小胞体のフォールディングキャパシティーが増大する。我々はin vitroERADアッセイ系を用いた実験で、分解基質としてN型糖鎖付加部位を様々に改変した酵母pαFの変異体シリーズを用いた。その結果、N型糖鎖を0または1つしか持たない変異体(野生型は3つ)が選択的にOマンノシル化されることを見出した。これらの変異体は、ミクロソーム内ではオリゴマーを形成しており、hSP70システムが欠損すると凝集した。Oマンノシル化された基質は可溶化されており、hsp70システムが欠損しても凝集しなかった。つまり、凝集しやすい状態にある基質が小胞体内に留まると、Oマンノシル化を受け可溶化されることが明らかとなった。一般性を検討するため、国立遺伝学研究所、梅林恭平博士との共同研究によって、糸状菌由来のプロテアーゼ(RNAP-I)について調べた。このタンパク質のpro配列が欠失した変異体、Δproは細胞外へ輸送されず、小胞体に留まり分解される。ERAD関連遺伝子の変異株中で、Δproの分解は抑制されOマンノシル化を受けた。修飾を受けたΔproも可溶化されていた。Oマンノシル化されたpαFとΔproは細胞外へ分泌されることも明らかとなった。以上の結果から、Oマンノシル化は、変性タンパク質が蓄積することによっておこるストレスから細胞を守る役割をもつことが示唆された。これらの結果は、第55回日本細胞生物学会大会、第75回日本生化学会大会、第42回アメリカ細胞生物学会において発表した。

これらの結果を学位論文としてまとめ、平成16年1月に学位を取得した。また、第56回日本細胞生物学会大会のワークショップ、第76回日本生化学会大会のポスター討論会で発表を行った。
体育科教育におけるスポーツ活動システムの自律的形成と体育授業の実践的方法論

体育科教育における教授ー学習の対象をスポーツ活動システム(Sports Activity Systems :SAS)と捉える意義を論じ、その自律的形成を教授学的に媒介する原理を、SASの文化的特質、階層的位相、内的矛盾の解決という観点から検討した。SASの自律的形成をめざす体育授業の実践的方法論は次のように結論づけた。1文化的により進んだSASを教材として構成する、2教材と実際のSASとの矛盾を学習課題として対象化する、3「媒介する手段・技術」「規制するルール」「目標・意味」という構成要因を相互に関連づけて対象化する、4矛盾の解決過程において陶冶と訓育の両側面から自律的形成を促す。本年度の中心的研究課題は、第一にスポーツ文化実践の目的・動機のタイプを観点に、第二に子どもの資質・能力形成に関わる目標・対象と教育の目的を観点に、体育の教授ー学習の対象としてのスポーツ活動システムを特徴づける具体的様態を検討することである。第一の観点から、競技パフォーマンスの向上をめざす活動システムと、心身の健康や機能向上をめざす活動システム、ゲーム性の楽しみや社会的交流に動機づけられた活動システム、様式化された身体運動の表現に動機づけられた活動システムが区分された。こうした区分は相対的であり、現実のスポーツ文化実践は相互に浸透しあって様々な活動システムの具体的様態をつくりあげ、こうした活動システムの複合性と多様性は、生涯に渡るスポーツ実践の個性的・継続的追求を可能にする文化的基盤を成している。第二の観点については、学習指導要領、運動文化論、TGfUのPhysical Literacy論の三者から特徴づけを図った。学習指導要領では、生涯スポーツ・健康の保持増進のための実践力・体力の向上を目標・対象に、「明るく豊かな生活を営む」ことをめざす活動システムが追求されている。運動文化論は、運動文化の技術性、組織性、社会性に関する技能と認識、科学的な認識方法、民主的・自治的な実践力を目標・対象に、文化の権利主体となることをめざす活動システムが追求されている。TGfUのPhysical Literacy論では、知識と理解に基礎づけられた批判的思考や意思決定と問題解決、技術的・戦術的スキルの適用能力、他者を包摂し他者と協同して相互の身体活動の喜びを共有・創造する社会的スキルの発達を目標・対象に、生涯にわたる最適な身体活動を継続する活動システムが追求されている。これらは生涯スポーツをめざす点で共通性があるが、生涯スポーツにおける主体の自律性・社会性に関して異なる立場が示されている。平成26年度の研究課題に則して実績の概要を記す。第一に、スポーツ活動システムの自律的形成プロセスの概念化を次のように図った。1活動の目的・動機から相対的に区別可能な4タイプの活動システムあり、それらは生涯に渡るスポーツ活動システムの継続的追求における文化的基盤を成す。2能力形成・能力発揮の構成、活動様式の組織的編成、活動システムの地域・社会的条件構築という立体的な機能要件がある。3主体ー手段ー対象関係の共同的・協同的構成における動揺・矛盾の顕在化と動揺・矛盾の構造変革による解決という創発的な自律的形成プロセスがある。第二に、スポーツ活動システムの教育学的媒介に関して、上記の自律的形成プロセスの概念化に基づいて検討された。その結果、1教授-学習の内容構成は身体性、プレイ・社交性、表現性、競技性を基に、これらを特定の配分で内包した教材構成によって具体化される。2発達課題に則して活動システムの機能要件の重み付けは系統的・発展的に変化するが、その際、教科と教科外、学校と地域生活の文脈的関連性のなかで現実化を図る必要がある。3自律的形成は共同的・協同的学習の組織化とその指導において現実化するが、そこでは内的動揺・矛盾の顕在化とその解決にむけた構成要因の創発が必要になり、そのための促進的指導と調整的指導が重要になる。第三に体育科の目的・内容と子どもの生活課題との関係に関する原理的考察から、次のような結論(仮説)を得た。1体育実践の課題は子どもの生活課題の踏まえて設定する。2体育実践において子どもの生活課題と文化・科学(教科内容)の学びとの往還と統一をつくり出す。3その際に、指導と学びの「意味の問い直し」を重視する。4こうした体育実践の方法原理に基づいて教育課程を編成・再編成する。平成27年度の研究課題に則して実績の概要を記す。スポーツ活動システム(Sports Activity System、以下SAS)の自律的形成という目的概念は、将来の多様な生涯スポーツ(文化実践)の基礎的能力形成として位置づけられる。それは、対象的活動という点では、多面的なスポーツの文化的特質と技術的特性を目的・動機あるいは対象として獲得すること、共同的活動という点では、異質な他者と対象獲得をめぐって規範・ルールを合意形成し、機能・役割の分業・協業体制を確立するように集団・組織を形成する、重層的な活動システムの自己組織化となる。SASの自律的形成は、具体的な教育・学習条件および生活・社会条件のもとで、具体的な課題解決行為による活動システムの矛盾の顕在化と克服の過程として現実化される。こうしたことから授業実践の方法原理は次のようなものとなる。第一に、教師は授業構想のもとに子どもの目標・対象となるSASを教材として構成する。目標・対象となるSASは学習者に未達成の文化的により進んだ活動で構成する。第二に、現実の教授ー学習条件のもとで目標・対象となるSASに拘束されつつ、そこから逸脱せざるをえない実際の子どものSASの矛盾が顕在化する。

ただしSASの矛盾の顕在化は、教師の指導のもとで学習課題として対象化される必要がある。第三に生起するSASの矛盾は「活動を媒介する技術・手段」「活動を規制するルール」「活動がめざす目標・意味」という構成要因に関わる矛盾として立ち表れる。ただこれら3つの活動構成要因は相互に関連しあっており、教師が媒介する矛盾の顕在化・学習活動の対象化では要因相互の関連を考慮した焦点化が必要になる。第四にSASの矛盾の解決過程(解決行為)は3つの活動の構成要因の焦点化、焦点の転換・展開、相互の関連づけを経て、SASの自律的形成へとつながる陶冶と訓育の両側面をもつ。体育科教育における教授ー学習の対象をスポーツ活動システム(Sports Activity Systems :SAS)と捉える意義を論じ、その自律的形成を教授学的に媒介する原理を、SASの文化的特質、階層的位相、内的矛盾の解決という観点から検討した。SASの自律的形成をめざす体育授業の実践的方法論は次のように結論づけた。1文化的により進んだSASを教材として構成する、2教材と実際のSASとの矛盾を学習課題として対象化する、3「媒介する手段・技術」「規制するルール」「目標・意味」という構成要因を相互に関連づけて対象化する、4矛盾の解決過程において陶冶と訓育の両側面から自律的形成を促す。研究実績の概要に示した通り、平成26年度の研究課題については概ね達成できたと考えている。平成25年度の研究との継続性に関連しては、次のような進捗状況にある。第一に、TGfU(Teaching Game for Understanding)に関する資料収集を継続して予定していたが、ブリティッシュ・コロンビア大学のJ.バトラー教授が実施するTGfUの指導方法論に関するワークショップが都合により中止となったためにできなかった。そのため、ペーパーベースでの資料収集に切り替えて進めている。第二に、学習指導要領の分析に関連して、特に球技領域の「指導内容の体系化・系統化」の実態を予備的に調査したが、小・中・高の階梯を見通した「指導内容の体系化・系統化」の実現が困難な状況にあることがわかった。第三に、スポーツ・リテラシー形成の国際的動向に関しては、「身体的リテラシー」概念が導入された意図ならびに、この概念導入による体育教育の革新の方向性を確認した。以上のことから、「おおむね順調に進展している」と判断した次第である。27年度が最終年度であるため、記入しない。体育科教育学平成26年度の研究成果とも関連して、今後は以下のような二つの研究課題に重点化した取り組みを進める。第一の研究課題は、スポーツ活動システムの自律的形成という目的概念の規定から演繹的に導かれれる体育授業実践の方法原理について、平成26年度の研究実績で第二にあげたような内容を臨床教育学や教育方法学の研究成果をもとにさらに具体的なものにしていく。その際の検討の観点として、1体育授業で獲得・形成される能力・資質と社会生活(現在および将来)のニーズとの関係の検討、2社会におけるスポーツ文化実践における体育の授業実践の位置づけ・役割と教育学的媒介の方法論の検討、3体育授業における自律的な問題探求(「意味の問い直し」)による主体的・共同的学習の方法原理の検討をすえる。
方向性を持つ統計データに関する分布理論の精密化とその評価

(1)方向性を持つデータの基本的母集団としては,半径1の球面上に分布するランジュバン分布があり,多変量解析における多変量正規分布と同様な役割りをしている.ランジュバン母集団の母数に関する仮説検定問題を取扱うために,標本和に関する中心極限定理を拡張した表現が必要となる.極限分布は適当な次数のBesse関数によって表現される平均,分散を持つ正規分布となる.方向性に関する仮説検定問題を取扱うために,(i)大度比検定基準, (ii)Rao統計量, (iii)Wold統計量を導出した.またこの問題に対してすでに提案されているWatson統計量との比較をするために, Pitmanの局所対立仮説のもとでの検出力関数の漸近展開表現を求め,同時に,パーセント点に関するCornish-Fisher反転表現を求めた.前者3個の統計量については,一般理論を適用しても求められるが,その導出は複雑であるので,個別の母集団として求めている.これらの表現を用いて数値的に検出力を比較して, Watson統計量の優位性を示している.(ii)多変量正規母集団の共分散行列の固有値,固有ベクトルについての大度と検定基準のPitmanの対立仮説のもとでの検出力関数の極限分布は非心力イン乗分布となることはよく知られている.母集団分布が正規性からずれたときの統計量のRobuslnessを検定するために重要な母集団はElliptical母集団である.Elliptical母集団のもとでのけんしけつ力関数の漸近展開表現を求めたが,極限分布は非心二次形式分布となる.この表現を用いて数値的に検討を行なっている.(1)方向性を持つデータの基本的母集団としては,半径1の球面上に分布するランジュバン分布があり,多変量解析における多変量正規分布と同様な役割りをしている.ランジュバン母集団の母数に関する仮説検定問題を取扱うために,標本和に関する中心極限定理を拡張した表現が必要となる.極限分布は適当な次数のBesse関数によって表現される平均,分散を持つ正規分布となる.方向性に関する仮説検定問題を取扱うために,(i)大度比検定基準, (ii)Rao統計量, (iii)Wold統計量を導出した.またこの問題に対してすでに提案されているWatson統計量との比較をするために, Pitmanの局所対立仮説のもとでの検出力関数の漸近展開表現を求め,同時に,パーセント点に関するCornish-Fisher反転表現を求めた.前者3個の統計量については,一般理論を適用しても求められるが,その導出は複雑であるので,個別の母集団として求めている.これらの表現を用いて数値的に検出力を比較して, Watson統計量の優位性を示している.(ii)多変量正規母集団の共分散行列の固有値,固有ベクトルについての大度と検定基準のPitmanの対立仮説のもとでの検出力関数の極限分布は非心力イン乗分布となることはよく知られている.母集団分布が正規性からずれたときの統計量のRobuslnessを検定するために重要な母集団はElliptical母集団である.Elliptical母集団のもとでのけんしけつ力関数の漸近展開表現を求めたが,極限分布は非心二次形式分布となる.この表現を用いて数値的に検討を行なっている.
巾零幾何・巾零解析の展開とサブリーマン幾何

巾零幾何・巾零解析の研究を進め,それをサブリーマン幾何をはじめ様々な具体的な幾何構造に応用展開した.特に,リー環の表現に対して微分方程式系のクラスを対応させる単純で一般的な原理を明らかにした.そしてこの原理を様々な幾何空間において具体的に応用展開することを進めている.また巾零幾何・巾零解析の視点を中心に据えて関連する分野の数多くの研究者と多角的に国際交流を持ち研究交流を深めた.特に次の研究会,国際シンポジウムを開催した.巾零幾何・巾零解析の研究を進め,それをサブリーマン幾何をはじめ様々な具体的な幾何構造に応用展開した.特に,リー環の表現に対して微分方程式系のクラスを対応させる単純で一般的な原理を明らかにした.そしてこの原理を様々な幾何空間において具体的に応用展開することを進めている.また巾零幾何・巾零解析の視点を中心に据えて関連する分野の数多くの研究者と多角的に国際交流を持ち研究交流を深めた.特に次の研究会,国際シンポジウムを開催した.巾零幾何・巾零解析のサブリーマン幾何へのいくつかの重要な応用を得ると同時に,この分野の内外の第一線研究者たちとの活発な研究交流を持ち,巾零幾何・巾零解析の普及を国際的に進めた.特に,1.サブリーマン構造(M, D, g)で条件:i)Dはbracket generating, ii)(M,D,g)のサブリーマン表象が点に依らず一定,を満たすものに対してカルタン接続が構成できることを証明した.3.サブリーマン接触多様体の自己同型群を考察しその次元が最大次元を取るとき,その群と多様体を局在同型を除いて完全に決定した.4.4元数幾何などで指導的は研究を進めているHull大学Alekseevsky教授を奈良に招き研究集会(2004年4月12-14日)を開催し,巾零幾何を解説し,4元数接触構造についてのAlekseevskyと神島氏の研究に巾零幾何の観点から有益な示唆を与えた.5.サブリーマン幾何に関する著書で著名なR.Montgomery(California, Santa Cruz大学教授)を本科学研究費で奈良に招聘し,研究集会(2004年12月13-15日)を開催し,共同研究を通じて巾零幾何の普及発展を進めた.6.2005年3月Trieste高等研究所SISSAに招かれ制御理論とサブリーマン幾何の第一人者A.Agrachev教授らに,巾零幾何・巾零解析とそのサブリーマン幾何への応用について講義し,サブリーマン空間の指数写像についての予想を巡って共同研究を進めた.またParis大学,Rouen大学でも講演や討議を通じて,巾零幾何・解析の考え方を普及すると同時にサブリーマン幾何に関する最近の研究動向を調査した.巾零幾何・巾零解析の研究を進め,それをサブリーマン幾何をはじめ様々な具体的な幾何構造に応用展開した.また巾零幾何・巾零解析の視点を中心に据えて関連する分野の数多くの研究者と多角的に国際交流を持ち研究交流を深めた.特に,1.4月26日から5月16日の期間にわたり,リトアニア,USA,ポーランドへ外国出張し,(1)リトアニアにおいてInternational Sophus Lie Centre所長Komrakovと会議を持ち,21世紀の数学におけるリー理論の役割について議論し今後の共同研究の進め方について相談した.(3)ワルシャワ大学において森本のtower理論およびそのサブリーマン構造への応用について講義し,Nurowski, Jakubczyk等ポーランドの研究者と研究交流を深めた.2.リー環の各表現に対して微分方程式系の或るクラスを対応させる単純で一般的な原理を明らかにした.そしてこの原理を様々な幾何空間において具体的に応用展開することを進めている.
子どもの道具使用の技能教授法開発における自己動作フィードバック機能と役割

本研究では、自己動作フィードバックの可能性について実験を通して考察した。小学校4年生頃に自己動作フィードバックの有効的な指導効果の発現する年齢段階が存在することを実証した。実験では指導時に子ども自らの動作をビデオ画像によって再現することを通し、姿勢、動作等を視覚的に確認させている。2年生では視覚的な指導の有効性は認められなかったが、小学校4年生以降では認められた。自己の動作の提示に加え、口頭による指導と動作の師範及び補助を加えた。実験により、きり、ペンチの運動的メカニズムの主要要因について解明した点を以下に示す。きり左右どちらか一方の手が止まっている場合、きりは大きく前後方向に揺れた。両手が前後に等しい距離だけ動かせている場合は、前後の揺れは大幅に軽減された。従って、両手の前後方向へ等しい距離で動かすという動作に主要要因を認めた。ペンチ曲げ動作時にペンチを持つ手の返しができていない子どもは、曲げた針金の角が鈍角となった。手首がしっかり返せるようになると角が鋭角となり、的確に曲げることができた。従って、針金の曲げ動作では手首の返しが主要要因となっている。のこぎり引きの際の子どもの利き目とのこ身の位置関係の調査を行った。小学校2年生段階の児童で8割異常にどちらかの目に利き目のあること、右に利き目のある子どもの割合は小学校2,4,6年生ではそれほど変化はないが、左に利き目のある子どもの割合は小学校2年生から小学校4年生にかけて増え、以降大きな変化のなくなることなどを明らかにした。そして利き目とのこ身の位置関係については、両者の関係を明確にできなかったが、利き目を右に持つ子どもは皆、のこ身は右目側にあった。本研究は児童の技術教育の要求の一端を解明したといってもよいのではないであろうか。
微細気泡を用いた内湾貧酸素水の改善とその効果の長期的予測に関する研究

東京湾をはじめとする内湾では、夏場に恒常的に現れる貧酸素水により、底生生物のへい死をはじめとする生態系の劣化を引き起こしている。本研究では内湾において最も深刻な問題である貧酸素水に着目し、実現可能性のある改善技術に関する基礎的検討とその効果の長期的予測を通して、貧酸素水改善に向けた戦略を提示することを目指している。本年度は微細気泡発生装置をより使いやすくするためにソーラーパネル等を用いた汎用システムの開発、三番瀬奥に位置する行徳湿地における生態系への影響調査のため長期現場実証実験を実施した。微細気泡発生装置は、これまでその効果の検証に重点を置いてきたが、今年度はシステムをより使いやすくするための検討も同時に実施した。従来システムでは電力供給に大型発電機を利用してきたが、これは海上設置の大きな足かせになると予測される、そこでソーラーパネルを利用した、より汎用的なシステムを提案した。一方、長期的な環境改善の視点から重要となる生態系への微細気泡の効果に関しては、現地において、二枚貝等底生生物の生残率を検討し、これまでのDOの評価だけでなく、周辺の生物等への影響を評価する手法を確立した。以上により、微細気泡発生装置の実海域への適用手法とその水質・底質生態系改善効果の定量的把握のための方法論を確立し、さらに環境改善効果を高めていくための課題を明らかにした。東京湾をはじめとする内湾では富栄養化による赤潮をはじめとする生態系の劣化が深刻で,特に夏場に恒常的に現れる貧酸素水は底生生物のへい死をはじめとする生態系の劣化を引き起こしている.本研究では内湾において最も深刻な問題である貧酸素水に着目し,実現可能性のある改善技術に関する基礎的検討とその効果の長期的予測を通して,貧酸素水改善に向けた戦略を提示することを目指している.本年度は微細気泡発生装置を用いた酸素溶解過程に関する実験的検討,東京湾における自動昇降式観測システムの高度化,および底質堆積特性の分析方法に関する検討を行った.微細気泡発生装置を用いた酸素溶解過程の実験的検討においては,現地への適用を想定した様々な塩分下での酸素溶解速度等を把握した.さらに本実験結果に基づき,溶解過程の数値モデル化を行った.また,東京湾の京葉シーバースにおいてコンピュータ制御の自動昇降式観測システムを立ち上げた.これにより自記式センサーによって計測が可能な水温,塩分,溶存酸素濃度,クロロフィルa濃度,および濁度に関する毎時の鉛直分布データの取得が可能となった.さらに取得したデータは携帯電話を利用したパケット通信により研究室に転送するシステムのプロトタイプを完成させた.これにより,研究室に居ながらにして,東京湾内湾の水質・生態系の動態をリアルタイムに監視することが可能となった.一方,底質堆積特性の分析手法に関しては,柱状採取した底質を各層ごとにスライスし,γ線スペクトロメータを用いて鉛210に着目した自然放射線強度を測定することで,底質各層の堆積年代の推定法を確立した.東京湾をはじめとする内湾では、夏場に恒常的に現れる貧酸素水により、底生生物のへい死をはじめとする生態系の劣化を引き起こしている。本年度は微細気泡発生装置を用いた酸素溶解過程に関する室内実験、東京湾京浜運河内における閉鎖系現場実験、および東京湾三番瀬における開放系での長期現場実証実験を実施した。微細気泡発生装置を用いた酸素溶解過程の実験的検討においては、酸素溶解過程の解明と溶解効率の定量化、要求性能を満たす装置スペックの選定方法、およびシステムの全体設計について検討した。次に現地適用への第一段階として、京浜運河内において閉鎖系実験を行った。この過程で長期運転に耐えうる現地用システムの構築手順と水質モニタリングに基づく環境改善効果の実証方法を検討した。

これらの成果をふまえ、本システムの実用化への第一歩として、貧酸素化の著しい夏季の東京湾三番瀬旧船橋航路において一ヶ月間にわたる長期現場実証実験を実施した。微細気泡による直接的な貧酸素水改善効果については、自記式センサーによる水質計測や採水による栄養塩分析によって把握する手法を確立し、水質改善効率の向上に向けた次年度への課題を抽出した。一方、長期的な環境改善の視点から重要となる底質への微細気泡の効果に関しては、CNコーダを用いた底泥有機物含量の変化過程やキノンプロファイル法による微生物群集構造解析によって評価する手法を確立した。以上により、微細気泡発生装置の実海域への適用手法とその水質・底質生態系改善効果の定量的把握のための方法論を確立し、さらに環境改善効果を高めていくための課題を明らかにした。東京湾をはじめとする内湾では、夏場に恒常的に現れる貧酸素水により、底生生物のへい死をはじめとする生態系の劣化を引き起こしている。本研究では内湾において最も深刻な問題である貧酸素水に着目し、実現可能性のある改善技術に関する基礎的検討とその効果の長期的予測を通して、貧酸素水改善に向けた戦略を提示することを目指している。本年度は東京湾における長期現場実証実験、微細気泡発生装置の改良に関する室内実験を実施した。昨年度の東京湾三番瀬における実験結果を踏まえ、微細気泡発生装置のスケールアップを図るための実験的検討を行い、微細気泡発生装置を大型化した上で酸素溶解過程の解明と溶解効率の定量化、およびシステムの全体設計を実施した。次に袖ヶ浦において約一ヶ月間にわたる長期現場実証実験を実施した。微細気泡による直接的な貧酸素水改善効果については、自記式センサーによる水質計測や採水による栄養塩分析によって把握し、水質改善効率の向上に向けた次年度への課題を抽出した。同時に底質への微細気泡の効果に関しては、CNコーダを用いた底泥有機物含量の変化過程やキノンプロファイル法による微生物群集構造解析によって評価を行った。さらにこれらの現地実験結果を踏まえて、溶存効率や水中での残存効率を大きくするための新しい装置の提案を行い、実際に室内実験によりその性能を検討した。また数値モデルを開発を行い、効果予測や実験の効率化を実現した。本年度は微細気泡発生装置の改良に関する室内実験および長期の現場実証実験を実施した。昨年度の東京湾袖ヶ浦における実験結果を踏まえ、微細気泡発生装置の安定的な運用を図るための実験的検討を行い、微細気泡発生装置を大型化した上で酸素溶解過程の解明と溶解効率の定量化、およびシステムの全体設計を実施した。次に三番瀬の近傍に位置する行徳湿地において約2ヶ月間にわたる長期現場実証実験を実施した。
薬理、光遺伝学的手法を絡めた「泣く」の生体イメージング解析

「泣く」とは、脳-涙腺機能の連動した活動により引き起こされるヒト固有の生理現象である。涙液分泌は、情動および角膜からの痛覚刺激により、脳延髄に位置する涙液分泌中枢の興奮により引き起こされる。「泣く」のメカニズム解明に向け、生体において、涙液分泌を支配する脳神経回路活動時の涙腺活動を可視化しうる実験系の確立を目指す。平成30年度は、平成29年度までに確立した、生体涙腺活動イメージング法を用い、角膜侵害受容器の作動薬の一種であるカプサイシン点眼時の涙液分泌変動-生体涙腺活動の相関解析を実施した。生体涙腺活動イメージングには、涙腺筋上皮細胞および、腺房細胞にそれぞれ特異的にカルシウムプローブを発現する遺伝子改変マウス(YC3.60マウス、YCNano15マウス)を用いた。その結果、カプサイシン点眼時には、涙腺筋上皮細胞における細胞内カルシウム濃度上昇依存的な筋上皮収縮が生じることが確認された。また、涙腺局所の筋収縮抑制剤暴露時には、カプサイシン点眼時の筋上皮細胞収縮が生じず、涙液分泌上昇も抑制されることがわかった。以上の結果より、角膜痛覚刺激応答時に生じる、一過性の涙液分泌には、涙腺筋上皮細胞収縮による、涙液の排出機能が寄与していることが推察された。平成29年度までに確立した、涙腺生体活動イメージング法を用い、角膜痛覚刺激による、脳神経回路、活性化時の涙腺活動を可視化することができた。次年度には、脳神経回路の操作、生体涙腺活動イメージングを組み合わせた、「泣く」イメージング解析を実施する予定である。涙腺活動イメージングと、薬理および光遺伝学的手法による涙液分泌中枢の恣意的操作、角膜痛覚刺激応答を組み合わせ、脳-涙腺活動の連動により生じる情動の涙、角膜知覚刺激による反射性の涙の分泌メカニズムを解明していく。平成29年度は、1二光子顕微鏡を用いた、生体涙腺活動イメージング手法の確立のため、薬理学的分泌刺激時の細胞内カルシウム濃度変動と涙液量の相関解析、2涙液分泌を司る脳神経経路の操作法として、薬理遺伝学的手法による涙液分泌中枢(上唾液核)の恣意的操作法及び、角膜痛覚刺激応答を、涙液量変動を指標として最適化した。1涙腺分泌刺激薬(アセチルコリン)の涙腺への持続的暴露時において、涙液量は一過性増加の後、定常を維持するという2相性の涙液分泌応答が存在する事が明らかとなった。FRETを基盤とした涙腺筋上皮細胞特異的、及び腺房細胞特異的カルシウムプローブ発現マウス(YC3.60マウス、YCNAno15マウス)を用いた、生体カルシウムイメージングにおいて、筋上皮細胞、腺房細胞の活動が2相性の涙液分泌応答の1相目、2相目にそれぞれ関与している可能性が考えられた。2薬理遺伝学的手法による上唾液核の恣意的操作法において、CNOの投与量、活動時間長の検討の結果、CNO(1mg/kg)投与時において、涙液量の持続的な増加が確認された。角膜痛覚刺激応答に関しては、カプサイシンを用い、点眼による涙液分泌応答を検討した。その結果、点眼直後に一過性の涙液量増加が引き起こされる事、その涙液分泌応答は、カプサイシン点眼濃度依存的であることが確認された。今年度に確立した、生体涙腺活動イメージング法、涙液分泌中枢の恣意的操作法組み合わせることにより、涙液分泌変動-生体涙腺活動の相関解析を実施することで、「泣く」メカニズムを導き出すことが可能となる。生体涙腺活動イメージング法に関しては、生体カルシウムイメージング法を選別し、解析手法を確立、また、薬理遺伝学による、涙液分泌中枢の恣意的操作法及び、カプサイシン点眼による角膜痛覚刺激の条件を設定できた。次年度には、脳神経回路の操作、角膜痛覚刺激と生体涙腺活動イメージングを組み合わせた、「泣く」イメージング解析を実施する予定である。

以上の結果より、角膜痛覚刺激応答時に生じる、一過性の涙液分泌には、涙腺筋上皮細胞収縮による、涙液の排出機能が寄与していることが推察された。平成29年度までに確立した、涙腺生体活動イメージング法を用い、角膜痛覚刺激による、脳神経回路、活性化時の涙腺活動を可視化することができた。次年度には、脳神経回路の操作、生体涙腺活動イメージングを組み合わせた、「泣く」イメージング解析を実施する予定である。生体涙腺活動イメージングと、涙液分泌中枢の恣意的操作法、角膜痛覚刺激応答を組み合わせ、脳-涙腺活動の連動により生じる情動の涙、角膜知覚刺激による反射性の涙の分泌メカニズムを解明していく。涙腺活動イメージングと、薬理および光遺伝学的手法による涙液分泌中枢の恣意的操作、角膜痛覚刺激応答を組み合わせ、脳-涙腺活動の連動により生じる情動の涙、角膜知覚刺激による反射性の涙の分泌メカニズムを解明していく。当初の計画に対し、実験回数(使用動物数)が少量にて、当該計画を遂行可能であったため、次年度使用額が生じた。平成30年度は、より迅速に計画を遂行するため、本額を請求、支出する。その内容は、実験動物、生体イメージング及び薬理遺伝学に用いる分子生物学的試薬への使用とする。当初の計画に対し、実験回数が少量にて、研究計画を遂行可能だったため、次年度使用額が生じた。平成31年度は、より迅速に計画を遂行するため、本額を請求、支出する。その内容は、実験動物、生体イメージング及び薬理遺伝学に使用する分子生物学的試薬への使用とする。
気候温暖化が晩霜害を介してブナの成長と分布に及ぼす影響の解明

温暖化が晩霜害を介してブナの成長に及ぼす影響を推定するため、青森県八甲田山の4地点で年輪幅を測定した。また4地点の過去の気温を推定し、これに基づいて開芽後の降霜の有無を推定した。19612009年の49年間で降霜が起きた回数(年数)は1地点あたり14回であった。4地点のうちの1地点(盆地の田代平)では推定降霜年に年輪幅が大きく減少していた。また、田代平を含む2地点では、開芽後の最低気温が低い年ほど年輪幅が小さかった。降霜発生の頻度は低く、温暖化と晩霜害の関係は分析できなかった。本研究では、温暖化が晩霜害を介してブナの成長と分布に及ぼす影響を明らかにするため、開葉後の降霜が肥大成長に及ぼす影響とその個体間・集団間変異を調べた。青森県八甲田連峰の盆地である田代平において、2010年と2011年に発生した晩霜害がブナの成長に及ぼす影響について分析した結果、両年ともに開葉後の気温が0°C以下に低下した時に葉が凍結して褐変・落葉したが、シュート先端部の木部組織の枯損と肥大成長量(年輪幅)の有意な減少が認められたのは、気温がー3°Cを下回った2010年のみであった。このことから、年輪分析で推定可能な晩霜害は、ー3°C以下の低温を伴う降霜によるものであることが示唆された。次に、同山域の田代平を含む4地点のブナから木部コアサンプルを採取し、標準年輪曲線を作成するとともに、近隣のアメダスのデータから各調査地の過去の気温を推定し、これに基づいて開芽後の降霜の有無を推定した。4調査地のうち、田代平のブナについては開芽の早い個体と遅い個体が見られた。開芽の早い個体については、降霜の有無とその年及び翌年の年輪幅との間の明瞭な関係は認められなかった。一方、開芽の遅い個体の年輪幅は降霜年に減少する傾向が認められた。田代平以外の地点については降霜と年輪幅の間の相関は認められなかった。このことから、ブナの肥大成長に及ぼす晩霜の影響は集団や個体によって異なることが明らかとなった。晩霜害の個体間変異・集団間変異にフェノロジー(開芽時期)の個体間変異や局地的な気象要因がどの程度関係しているのかを今後検討する必要があるものといえる。晩霜害がブナの成長に及ぼす影響を推定するため、北東北に位置する八甲田山の3地点でブナの開芽日を決める積算温量を測定するとともに、この値とアメダスの過去の気象データを用いた分析を行い、1978年以降の各年におけるブナ開芽日以降の春期の最低気温(以下、「開葉期最低気温」という)を地点ごとに推定した。この各年・各地点における開葉期最低気温と年輪幅の関係を分析した結果、冷気が溜まりやすい山間盆地(田代平)に位置する2地点で開葉期最低気温と年輪幅の間に有意な正の相関が認められた。一方、山腹に位置する1地点では、これらの値の間に有意な相関は認められなかった。さらに、開芽日に大きな個体間変異が認められた1地点について、ブナを開芽が早いグループと遅いグループに分割して同様の分析を行った。その結果、開芽の遅いグループで開葉期最低気温と年輪幅の間に有意な正の相関が認められた一方で、開芽の早いグループでは明瞭な相関は認められなかった。これらの分析により、(1)冷気が溜まりやすい山間盆地で晩霜害によるブナの成長量減少が起こりやすいこと、(2)晩霜害がブナの成長に及ぼす影響は、開芽が早い個体と遅い個体で異なり、後者で晩霜害の影響を大きく受ける傾向があることを示した。八甲田山において、過去の気象要素と年輪幅との関係を分析することにより、晩霜害がブナの成長に及ぼす影響を推定することができた。八甲田山において調査地点を増やし、過去の気象要素とブナの年輪幅との関係を分析する。さらに、近年に晩霜害が発生した地点において、晩霜害が木部組織に及ぼす影響を細胞レベルで分析する。この分析により、晩霜害発生年のみに生じる木部組織の特徴を明らかにし、これに基づいて気象データが得られない年代(1977年以前)における晩霜害の発生傾向を明らかにする。ブナの木部コアサンプルの採取に必要な野外調査機材、年輪分析に必要なx線撮影用フィルム及び試薬・プラスチック器具、生育環境の把握に必要な環境測定機器、調査地に移動するための旅費などに研究費を使用する。