hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
疑似科学的言説の理解分析にもとづき科学コミュニケーションの増進方法を編み出す研究

疑似科学を判定するための科学性の10条件を選定し、実際の項目に適用することでその有効性を確立してきた。また、それを応用した科学コミュニケーションサイト(http://www.sciencecomlabo.jp/)を運営し、その有効性を広く公表している。このサイトは運用1年で、訪問者15万人、50万ページビュー、コメント数500件以上を達成して、定評を確立している。この業績により科学技術社会論学会の実践賞を受賞した。高齢者を対象として、科学イメージや、健康食品・疑似科学への考え方を尋ねた質問紙調査を、シルバー人材センター研修参加者に対して郵送し、最終的に267人の回答が集まった(回収率46%)。選択肢と自由記述の結果をデジタル入力し、データ化された自由記述の回答からテキストマイニングの手法を使って、高齢者の科学イメージと健康食品のとらえ方が抽出できる見通しが立った。科学コミュニケーションを考える上での示唆を得るため、潜在連合テスト(IAT)を用いて、「福島の農産品」が「危険」と潜在的に連合を持っているかどうかを検討し、「科学リテラシー尺度」や「批判的思考態度尺度」などと福島のイメージの間に、やや興味深い関連性が見られるようなデータが得られたので、実験を追加(被験者60名)した。福島の産品には、表向きの支援とはうらはらに潜在的に忌避する心理があるのではないかという観点の分析が深まる見通しが立った。疑似科学とされるものを信じ込む背景の検討を行い、とくに健康食品の広告に関して広告主が行う説得戦略と、その対象となる消費者の認知的偏りについて、妥当性の高い諸仮説を立案した。疑似科学とされるものを7つの評価基準で分析するために、いくつかの項目について情報収集を行った。それらをホームページサイトに公開する形式に向けて整備した。ホームページサイトにて、広告主と消費者、それに科学者が相互に創造的な科学コミュニケーションが行える環境構築をするために、応用可能な創造性研究成果を調査した。前年度に、高齢者585名を対象として行った健康法を中心とした疑似科学的言説への態度調査データを分析した。その結果、疑似科学的言説の多くは単なる迷信ではなく理性的判断の対象となっているため、疑似科学信奉をしている高齢者に対して「それには科学的根拠が乏しい」と指摘すると、むしろネガティブな反応を引き起こす可能性が示唆された。この結果は、平成27年日本教育心理学会第57回大会で発表することとした。また、異なる母集団での疑似科学的言説に対する態度の特徴を調査するため高校生299名を対象として、高齢者と同様の質問紙による態度調査を行った。これについては、今後分析していく。疑似科学とされるものの科学性評定サイト(http://sciencecomlabo.jp/)の試験運用を開始した。当面、コラーゲンやゲルマニウム、有機農業や電磁波有害説など24の項目について科学性を評定してオープンした。開始した評定においては、昨年度までの7つの評定基準に加え、社会的観点として公共性と応用性を新たに増やし、9つの基準にて評定している。科学か疑似科学か(その中間に「発展途上の科学」と「未科学」を設けている)について、より多角的な評定が行えている。閲覧者からの投稿も集まり始めており、科学コミュニケーションの拠点として充実できる見込みが立っている。疑似科学とされるものの科学性評定サイト(http://sciencecomlabo.jp/)の本格運用を開始した。評定項目は前年度までの24項目から32項目に増やした。その詳細化の過程で、評定項目の見直しをする必要性が生じた。検討の結果、前年度までの9条件から、冗長であった1条件を削除し、新たに2条件を追加した。最終的に、次の10条件で確定し、前年度までの評定24項目についても全て評定し直した。理論の論理性、理論の体系性、理論の普遍性、データの再現性、データの客観性、データ収集の理論的妥当性、理論によるデータ予測性、社会での公共性、議論の歴史性、社会への応用性。また、評定結果レベルについても、従来の科学、発展途上の科学、未科学、疑似科学の4段階とは別に、予防原則にもとづいた判断留保を加えた。現在のところ電磁波有害説がその評定に該当している。本サイトは、本格運用1年で訪問者のべ15万人、50万ページビュー、約500件のコメントを集め、疑似科学とされるものの科学性評定に関する科学コミュニケーションサイトとして定評を確立したと評価できる。そして、このサイト運営に関して科学技術社会論学会実践賞(柿内賢信記念賞)を受賞した。また、集まったコメント(全コメントを公開している)から、サイトの今後の発展可能性も展望できる。さらに、市民の疑似科学信奉の心理構造についても、コメントから伺い知ることができる。他の意識調査とも連携することによって、その心理構造の世代間相違、性格や態度との連関性などが、今後明らかになって行くことも期待できる。科学コミュニケーション研究のための情報拠点として貴重なものとなった。

この業績により科学技術社会論学会の実践賞を受賞した。質問紙を用いた疑似科学的言説への態度調査は、多様な対象からのデータの収集および量的データの多変量解析が予定通り進行している。ただ、自由記述を中心としたテキストマイニング分析は必ずしも質・量とも分析に十分な記述が得られなかったことから、当初計画の分析とは異なる分析法の適用を検討している。疑似科学とされるものの科学性評定サイト(http://sciencecomlabo.jp/)の試験運用を開始したところ大きな反響があり、各種検索サイトでも「疑似科学」で検索すると上位にランクされるようになった。当初、アンケート調査のかたちで別途、一般市民から意見を収集する計画であったが、サイト閲覧者の投稿から、かなりの情報が得られる見込みとなった。現在、最終年度に向けて順調な進展計画が立てられており、昨年度の遅れを取り戻した形になっている。認知科学疑似科学的言説に対する態度の特徴について、さらに多様な母集団と年齢層で検討するために、高校生・大学生での調査に加え、科学への関心や職業の専門性の異なる複数の集団を対象とした質問紙調査を実施する。この結果と前年度までのデータとあわせて分析することで、疑似科学的言説への態度の実相を明らかにし、疑似科学とされるものの科学性評定サイト(http://sciencecomlabo.jp/)の充実につなげていく。また、当該サイトに寄せられている意見にもとづき、サイト機能の充実、評定項目の追加を行う。批判的意見については、その内容から疑似科学信奉の構造を分析し、科学的な批判思考が普及しない原因を究明していく。さらに、これまでの科学コミュニケーションに資する知見をまとめて、学会での発表や学術誌への投稿を行う予定である。アンケート調査は順調に行えたが、分析については計画通りの最終段階には至らなかった。科学性評価に必要な情報収集は行えたが、評価の整理に携わる予定の補助研究員2名について、1名が長期入院、もう1名が本務の仕事が忙しくなり、作業の進行が遅れている。ホームページサイトの議論促進研究に必要な情報収集は行えたが、予定していた保守要員について、データベースを扱う部分の保守の方法が当該要因の知識では及ばないことが後になってわかり、要員の交代などの対処が必要になった。前年度に、作業予定者の入院等で28万円ほどの未使用繰越しが発生していたが、今年度は作業が計画以上に進み、前年度の未使用分もそのほとんどを使用できた。しかし、依然として4万5千円ほどを残している。老人クラブ連合会の総会で200名以上のアンケートを、前年度の高齢者のデータの分析結果をふまえた上で、問題点を絞り込んだ郵送調査を行う。この高齢者調査の一連の調査で得たデータをまとめる上で、高齢者に対する質問と同様の調査を若者で実施して対比する必要があるので、大学生を対象とした調査を信州大学・明治大学等で行う。これらを通して、科学的知識や興味、選好と疑似科学の捉え方の関連について要因を絞り込む。科学性の評価を行ったデータを、ホームページサイトに順次公開し、そのデータの評価を消費者の観点、広告主の観点から行っていく。
運動性虹色素胞の運動メカニズムの解析-新しいタイプの細胞運動

熱帯魚ルリスズメダイは通常、鮮やかなコバルト色を呈しているが、非常に速い体色変化を示し、暗紫色または黄緑色に変化する。この体色発現と変化に係わるのは、皮膚に一層に並んでいる虹色素胞であることがわかった。虹色素胞内には、細胞上部(表皮側)に位置する核から放射状に配列する反射小板堆があり、各小板間の細胞質は非常に電子密度が高く、微細繊維の存在が示唆された。小板どうしの間隔は極めて一様であった。細胞膜に近い細胞質中にはアクチン繊維らしきものが存在し、また、しばしば微小管も見い出された。モノクロメーターを使用し、紫外-可視光の反射分光特性を解析した結果、生理的塩類溶液中では380nm付近に反射光のピークが存在し、ノルエピネフリンや電気刺激によって、そのピークは530nm付近に移動した(彩色化反応)。高張液中でも波長ピークの移動がみられ、この魚では、小板間隔が変化することにより体色が変わることが結論づけられた。すなわち、非理想重層薄膜干渉現象と考えられる。一方、小板間隔の変化にアクチンフィラメントや微小管が関与するかどうかを検討した。サイトカラシンBは全く効果を示さず、コルヒチン,ビンブラスチンやポドフィロトキシンが運動性虹色素胞の彩色化を阻害した。チューブリンの標識抗体を用いて細胞内の分布をみたところ、細胞の周辺部に多いことが示唆されたが、光顕レベルでの詳細な解析は困難であった。電顕での検討は引き続きなされる予定である。ダイニンATPaseの阻害剤であるEHNAやバナジン酸も彩色化反応を抑えることがわかり、虹色素胞の運動にチューブリン・ダイニン系が関与することが示唆された。カルモジュリン阻害剤W-7によっても反応が阻止され、【Ca^(2+)】-カルモジュリン系の関与の可能性がある。さらに電顕観察で、ノルエピネフリン処理で、小板間隔が増大することが確認された。細胞内cAMPの増加は透明化反応を誘起することもわかっている。
ミリケンビル・マイクロ4端子プローブ法の開発とモノレイヤー超伝導の探索

今まで我々は10年以上にわたって,マイクロ4端子プローブ法という新しい実験手法を開発し,それらを用いて表面・モノレイヤー(単原子層)の伝導物性の研究を展開してきた。本研究では,さらにその装置性能を向上させ、ミリケルビンの超低温(0.4K)および7Tまでの強磁場中でのマイクロ4端子プローブ測定を可能とし、モノレーヤー(単原子層)超伝導の探索やモノレーヤー磁気輸送の研究に発展させる。今年度は、本研究のメイン装置である「ミリケルビン・マイクロ4端子プローブ」装置を、(株)ユニソクと共同開発し、建設が完了した。設計には、実験室天井高の制限による装置分解2段階ベーキング、超伝導マグネット・ボーア径の制限によるマイクロ4端子プローブの縮少化、プローブ位置観察不能のための自動アプローチ制御コントローラの開発の3つの新しい要素を取り入れた。装置導入後、次に述べる所期性能の確認試験を行った。(1)超高真空環境:装置組み立て後、ベーキングを行い、10の-10乗Torr以上の超高真空環境が実現していることを確認した。2段階ベーキング操作も設計通り良好に動作することを確認した。(2)超低温:液体ヘリウム3が入手不可能なので、液体ヘリウム4のみで冷却実験を行い、0.8Kまで冷却できることを確認した。この到達温度は、本研究の目的としているモノレイヤ超伝導の検出には十分である。(3)磁場印可:超伝導マグネットを駆動し、7Tの磁場印可を確認した。(4)試料作成:RHEEDを用い、試料作成室において、所望の結晶表面構造および超薄膜を作成できることを確認した。(5)測定コントローラ系:試料の電流電圧特性測定のための測定系を自作し、ダミー抵抗を用いて所期性能を確認した。また、プローブの自動アプローチ制御のためのコントローラを自作し、正常な動作を確認した。(6)マイクロ4端子プローブ:既存のマイクロ4端子プローブは超伝導マグネットのボーア径に比べて大きすぎてこの装置に装着できないため、既存のプローブを改良して縮小化し、この装置専用のプローブを製作した。縮小・改良されたマイクロ4端子プローブの製作は、(株)ユニソクのワイヤボンディング装置でしか行えないので、プローブの安定供給に制限があるが、継続的に供給が可能な体制を今後整える。装置の所期性能が確認されたので、これからは、マイクロ4端子プローブによる実際の試料の測定実験を早急に開始する予定である。特に、シリコン結晶表面上に形成される単原子層のインジウムや鉛の超伝導の有無を早急に確認したい。昨年度開発・製作・立ち上げたミリケルビン・マイクロ4端子プローブ装置を用いた実験により、以下の成果が得られた。(1)モノレイヤー・インジウム(Si(111)-√7×√3-In表面超構造):臨界温度2.77Kで電気抵抗がゼロとなり、超伝導に転移した。この臨界温度は、走査トンネル分光実験によって超伝導ギャップが観測された約3.5Kより低い。これは、ゼロ抵抗を生み出すグローバルなコヒーレント超伝導状態になるには局所的な超伝導ギャップの形成温度より低温が必要であることを意味している。また、0.8Kにおけるde-pinning臨界磁場は0.33T、上部臨界磁場は0.43Tであり、そこから見積もられたコヒーレンス長23nmはバルクインジウムより1桁程度短いこともわかった。(2)モノレイヤー鉛:Si(111)表面上のモノレイヤー鉛が作る表面超構造のうち、SIC(Striped Incommensurate)相と呼ばれる構造の電気抵抗を測定したところ、1.1Kで超伝導に転移することがわかった。これは走査トンネル分光法による超伝導エネルギーギャップの観測臨界温度1.83Kより低いので、インジウムの場合と同様に、グローバルにコヒーレントな超伝導状態になるには、より低温が必要と言える。また、0.8Kにおけるde-pinning臨界磁場は0.03T、上部臨界磁場は0.11Tとなり、インジウムに比べて1桁程度小さい。しかし、これらの値から見積もられたコヒーレンス長33nmはバルク鉛の値より1桁程度短い。(3)モノレイヤーインジウムおよび鉛の超伝導コヒーレンス長はいずれも2030nmで、バルクの値より1桁程度短い。これはキャリアの平均自由行程で決まっており、また、テラス幅よりはるかに短い。このことから、表面原子ステップは、超伝導電子の主な散乱体ではなく、テラス上の欠陥がコヒーレンス長を決めていると言える。BiおよびBi$_{2}$Te$_{3}

$エピタキシャル超薄膜の反弱局在効果・電子電子相互作用効果の測定:BiやBi2Te3の低温・磁場中でのバルク伝導測定では、強いスピン軌道相互作用に起因した量子干渉効果である反弱局在効果や、クーロン遮蔽が弱まることによって生じる電子電子相互作用の多体効果によって伝導度が特徴的な変化を示すことが報告されている。一方、Bi(111)とBi2Te3(111)はそれぞれRashba分裂表面状態、トポロジカル表面状態といったスピン分裂表面状態を持っており、これらの状態はベリー位相πのために強い反弱局在効果を示すと言われている。しかし、先行研究の多くは試料の大気暴露のために表面状態は保護されておらず、表面状態の寄与は明らかになっていない。本研究では上記の効果の表面状態の寄与を明らかにする目的で、様々な膜厚のBi(111)やBi2Te3(111)エピタキシャル超薄膜を作成し、超高真空・低温・磁場中でのit in-situ伝導測定を行い、反弱局在効果と電子電子相互作用に特徴的な伝導度の変化を観測し、これらの効果に関するパラメータの膜厚依存性を調べた。その結果、Bi(111)のRashba分裂表面状態は量子効果への寄与をほとんど持たず、観測した伝導度依存性は膜内伝導由来であることを明らかにした。一方、Bi2Te3(111)では、3-6QL(1QL=5原子層からなる結晶格子の単位)の薄い膜ではトポロジカル表面伝導由来の量子効果が大きく、膜厚の増加とともに膜内伝導の量子効果の寄与が増加していくことがわかった。また、位相緩和長が膜厚に比例する依存性を示しており、これは膜内伝導電子が表面状態電子に散乱されて位相緩和することを示唆している。本研究で開発したミリケルビン・マイクロ4端子プローブ装置が順調に稼働を始め、「研究実績の概要」欄で述べたように2種類のモノレイヤー超伝導を確認することができた。これは、本研究で当初から目論んでいた成果であり、予定通りに研究は進んでいる。24年度が最終年度であるため、記入しない。ミリケルビン・マイクロ4端子プローブ装置は稼働を始めたが、誤操作のためにいくつかの故障を引き起こし、その修理に追われた。まず、装置の安定稼働のために、必要な改良と操作スキルの向上を目指す。表面状態での超伝導を示す可能性のある物質系が多数存在するので、それらを系統的に調べる。
知覚の効果に基づく舞踊分析法の確立

舞踊を知覚の効果に基づいて研究するため研究方法を模索し、物語や表現内容ではなく、舞踊の知覚の効果が全面に出やすい抽象的な舞踊や実験的創作法を用いた舞踊を中心に知覚の効果の実体を調査した。更に舞踊の知覚の効果を確かめるための映像資料を収集し、動画編集をすることで知覚の効果を確認するための実験用素材を作成した。その結果からオノマトペの音象徴と舞踊の動作の関係を調べることが舞踊の知覚の効果の研究手法として有効であると考え、オノマトペを使った動作を新たに撮影し、その有効性を確認した。平成26年度は、計画通りにさまざまな映像資料を収集して入手した映像資料の分析作業を進めるとともに、2度の海外への視察で検証対象となる効果を確認した。バレエからコンテンポラリーダンスやストリートダンスまで幅広いダンスの映像を集め、アノテーションソフトELANを使って分析を進めた。また並行して、クラシックバレエ『白鳥の湖』(振付:Marius Petipa)、抽象バレエ『アポロ』(振付:George Balanchine)、モダンダンス『シューベルト・ワルツ』(振付:Ruth St. Dennis)、ジャズダンス『男なら、やってやれ』(振付:梅棒)などの作品の特徴的な場面の抽出を進め、その中から一部のダンス映像シーンでは実際に音の変更や入れ替え、ダンス映像シーンのシンメトリー化、スローモーション化といった実験素材用の映像制作作業も進めた。また、2度にわたりフォーサイス・カンパニーのダンス公演への視察を行い、『Study#3』、『Yes, We can't』(振付:William Forsythe)という二つのダンス作品における音楽とダンスの関係を観察した。特に『Study#3』におけるThom Willemsの音楽は、もはや音楽というより効果音というべきものだが、裂くような質の高音や間欠的に震える低音の切迫感が、鑑賞者の不安を煽り、その不安の矛先をダンスへと向かわせる効果を観察した。この効果は、今後の検証課題の一つとなった。平成27年度は計画どおり映像資料を収集し、入手した映像資料の分析と分析手法の確立をすすめた。日本舞踊、バレエ、コンテンポラリーダンス、ストリートダンス、フラメンコ等のさまざまなダンスの映像を集めてアノテーションソフトELANを使って分析を進め、特徴的なシーンの抽出をすすめた。また音楽の入れ替えによって、知覚の効果がどう変化するのかの実験をすすめた。具体的にはバレエ『ロミオとジュリエット』(振付:マクミラン、音楽:プロコフィエフ)のジュリエットの寝室のシーンで使用されている音楽をさまざまなダンスに当てはめてダンスの効果がどう変化していくかを検証した。検証した中で特に効果があったのがNonstopによるストリートダンス『I need your love』であり、もともと音をただ引き写しただけのバレエとは全く異なる動きだったものが、悲劇的な印象を与えるようになった。単に音の効果だけによるのではないことは、他のダンスに当てはめた場合に同様の効果がないことから明らかであるが、何故このストリートダンスに効果があったのかは今後実験を重ねて検証をする必要がある。また、振付家フォーサイスによるインスタレーション展の視察を行った。フォーサイスはダンサーにさまざまな条件を課した上での集団的即興によって作品を創ることで知られているが、このインスタレーション展では鑑賞者がさまざまな条件を課されたダンサーに近い状態で身体を使うことを求める展示が多く、実際に体感することで集団即興時のダンサーの意識と身体を知ることができた。平成27年度は計画通り映像資料の収集と分析を進めたが、充分な知覚効果のリストが作成できていないためドイツ・ダンスアーカイブ・ケルンへの訪問を行っていない。平成28年度は、音楽と動きの関係を実験的に探求する公演活動の視察、収集した動画素材の編集・変更、音楽素材との同期などの実験を行うとともに、新たな実験素材を取得のための即興ダンスの撮影、その映像を使った実験などを行った。公演活動の視察に関しては、音楽と動きの関係を実験的に探求する振付家の一人であるフォーサイスのプログラムをパリ・オペラ座バレエ団に視察し、更にフォーサイスが教鞭をとる南カリフォルニア大学での教育内容のプレゼンテーションも視察した。動画素材の編集・変更は以下のような方法を用いて知覚の効果が変化するかどうかを検証した。(1)音楽の差し替え(2)音楽のタイミングを前後にずらす(3)音楽の速度は固定したままで動画の速度を変更する(4)音楽を差し替えた上で動画の速度を変更する。また効果の検証に際しては、可能な場合は二つの以上の条件の動画を一画面で表示する編集を施し比較するなどしながら分析手法の確立を目指した。しかし、既存の素材を用いる限り単独の効果を取り出すことは難しく、音楽も編集の際にポイントとなる部分が複数あるため複数の動画に適用するのがとても難しい。上記のように既存の動画の編集には限界がある上、研究発表上の制約もあることから、新規に全く新しいダンス動画を撮影した。多様な種類の動きが撮影できること、また研究発表に使いやすい文字データが使えることを勘案し、国際的に活躍する振付家・ダンサー一人に依頼し、オノマトペを提示して即興で踊っていただき197の動画を撮影した。またその動画を素材として予備的な心理実験を実施し、その有効性を確認した。

その結果からオノマトペの音象徴と舞踊の動作の関係を調べることが舞踊の知覚の効果の研究手法として有効であると考え、オノマトペを使った動作を新たに撮影し、その有効性を確認した。平成26年度は計画通り適宜映像資料の収集を進めながら、入手済みの映像資料については動画編集ソフトを使いながら分析を進めた。しかし、動画編集ソフトの使い方を習熟するのに時間がかかった上、映像編集・制作作業と、ダンス映像シーン選定・変更音楽選定・映像効果選定・並置映像選定を同時に行おうとしたために混乱が生じ、やや遅れている。今後も引き続き映像資料の分析と特徴的なシーンの抽出を進めるが、まず特徴的なシーンの抽出のためにクラシック・バレエや日本舞踊などの作品で特に物語的な意味がはっきりしたシーンの動きと音を取り出し、それを素材とした実験を行う。その後に実験的創作法による舞踊の特徴的なシーンや日常的な人の動き等にその効果が応用可能かどうかを確認していく。舞踊学今後はまずELANを使ったダンス映像シーン分析を先行させ、そのアノテーションを動画編集ソフトを用いて素材となる映像、音声を抽出する。次にソース映像、ソース音源などをストックして効率的に実験映像制作作業ができるようにする。またソース映像・音源から実験可能な映像の組を抽出し実験の手法を確立する。知覚の効果のリストが充分に蓄積できなかったためにニューヨーク・パブリック・ライブラリーへの出張を次年度に行うこととした。平成27年度に実施する予定だったニューヨーク・パブリック・ライブラリーを行う。
有機分子のSTM観測と構造形成要因の解明

本年度は、自作の高分解能STMセルを用い、種々の有機分子(超薄膜)の凝集構造の直接観測を行う事により、有機分子における核・結晶構造形成過程の解明を試みることを第一の目的として研究を遂行した。得られた主な成果は以下の通りである。まず標準試料としてn-パラフィン系試料を用い各種基礎実験を行なった。具体的にはHOPG等の基板上の蒸着膜のSTM観測を行い、蒸着条件、基板の種類の違いによる変化などに関する基礎データを集積した。その結果は、n-パラフィン(C_<33>H_<68>)はじつに多様なSTM像を与えること、それらは有機分子が基板上で如何に核を形成し、それが成長し、二次元結晶と成長していくかを示唆するものであり、こうした有機分子の準安定状態にある凝集構造の高分解能STM観測を通して、有機分子の構造形成過程の全容の解明する糸口が得られた。次に、二種類の新規合成有極性試料(DOPPC、DOPCP)の蒸着膜のSTM観測を行った結果、これらの分子の凝集形態は分子内の電気的双極子間の相互作用および分子と基板原子との相互作用によって決定づけられることが判明するとともに、多極子-多極子相互作用を考慮したコンピュータシュミレーションを行い、観測されたSTM像と良い対応を得た。最後に、有機分子超薄膜にSTM探針を利用して、局所的に高電界のパルスを印加することにより分子層にサイズで1nm以下の変形を誘起することが実証され、超高密度分子メモリーの可能性を示唆するデータを得た。
生体防御因子ヘムオキシゲナーゼ1を介した組織特異的ストレス応答機構の解析

HO-1遺伝子のストレス応答発現をモニター可能とする系の確立を行った。具体的には,定法に従い,ES細胞相同組換え体を用いて,ヘムオキシゲナーゼ1(HO-1)遺伝子破壊マウスを作製し,本マウスにおいて,Creトランスジェニックマウスと交配して,Creリコンビナーゼを発現させることで,HO-1遺伝子座で遺伝子破壊を惹起させる組換えが起こし,この組換えにより,リポーター遺伝子として挿入されたDsRedが,HO-1遺伝子の制御下で,ho-1 5'非翻訳領域と共に転写され発現するようにした。リポーター遺伝子のDSRedを発現するマウス(ヘテロ接合体)を解析して,HO-1の組織特異的発現を検討した。リポーター遺伝子の発現は,解析したすべての組織で観察されたが,過去の報告同様,HO-1発現は脾臓において最も強く認められた。これは凍結切片の解析等から赤脾髄におけるシグナルであり,好中球・単球・マクロファージ系由来であることが推定された。また,精巣においても,Leidig細胞においてHO-1が共発現していることが判明した。腎臓においては,HO-1は皮質尿細管で発現が観察された。現時点では,それぞれ組織での発現がストレスに応答したものかは,不明な点である。しかしながら,通常の生育条件において,脾臓に見られるような,網内系の細胞による赤血球の貪食に伴うヘム分解のためのHO-1発現誘導とは,明らかに異なる組織特異的発現が,本研究の解析で数多く認められた。多様なストレスにより発現が誘導される汎ストレス応答因子,すなわち,ストレスインジケーターとしてのHO-1の性質に着目し,生体内でのHO-1の発現をモニターすることで,個体におけるストレス応答を包括的に解析できるモデルマウス系を構築するため,HO-1遺伝子座に緑色蛍光タンパク質(GFP)挿入して,GFPによりHO-1の発現を容易にモニターできる遺伝子改変マウス(GFP挿入マウス)の作製を試みた。現在までに,ターゲティングベクターの構築,並びにES細胞の相同組換え体の分離,このES細胞を用いたキメラマウスの作製が完了し,B6マウスとの交配から,一部のヘテロマウスを得ている。今後,GFP遺伝子の発現に影響を与えることが予想される,ネオマイシン耐性遺伝子発現カセットを変異遺伝子座から欠失させるため,Creトランスジェニックマウスとの交配を行う。これにより得られるGFP挿入マウスを用いることで,様々なストレス関連多因子疾患モデルマウス(動脈硬化・高血圧・神経変性疾患・早老症など)や中毒モデルマウスにおける,個体レベルでの病変の進行に伴ったストレス被負荷組織(HO-1発現組織)の網羅的解析が可能となる.平成15年度では,胎生期におけるHO-1遺伝子の発現を網羅的に解析することを手始めとして,成体における全組織をも解析することで、現在までに見落とされた組織でのHO-1の機能や病変を解明する予定である。
アミロイド線維形成を引き起こす生体内分子環境の解明

アミロイド線維は、蛋白質が異常な立体構造をとり、線維を形成したものである。これまでに、アルツハイマー病βアミロイド線維(fAβ)、及びβ2-ミクログロブリン(β2-m)アミロイド線維等について、試験管内線維形成反応系を開発している。本研究ではこれらの反応系を用い、(1)種々の生体分子がアミロイド線維形成を促進・阻害する分子機構を、生体分子間相互作用の解析を通して疾病発症機構(医学)の観点から明らかにすること、及び、(2)種々の有機化合物による線維形成阻害・分解の分子機構の解明を目指して研究を行い、本年度は以下の成果を得た。1.β2-mアミロイド線維の試験管内伸長において、生体に存在する伸長促進因子はまだ同定されていない。これを探索した結果、親水基に陰性荷電を持つリゾフォスファチジン酸など数種類のリゾリン脂質が線維伸長促進効果を有することを見出した。2.試験管内でAβ蛋白質からのfAβ形成を阻害し、かつ形成されたfAβを不安定化する有機化合物を引き続き探索し、イブプロフェン等の非ステロイド性抗炎症剤、補酵素Q10及びドーパミン等の抗パーキンソン薬が強力な作用を示すことを見出した。3.フラボノイドの示すfAβ線維形成・伸長阻害、不安定化の分子機構を解析した。ミリセチン(Myr)等の各種フラボノイドの、Aβ蛋白質モノマーとfAβに対する結合親和性を比較したところ、Myr等はfAβだけに高い親和性を示した。MyrはfAβに結合して特異的蛍光を生じるが、その結合形式は一次反応速度論に従うことを示した。以上より、MyrはAβ蛋白質モノマーの一次構造ではなく、fAβの高次構造を特異的に認識し可逆的に結合することで抗アミロイド効果を示すと考えられる。次いで、線維伸長活性に対する効果を検討し、線維断端に結合したMyrがAβ蛋白質の結合を阻害し線維伸長を阻害する可能性を示した。われわれはこれまでに、アルツハイマー病βアミロイド線維(fAβ)、及びβ2-ミクログロブリン(β2-m)アミロイド線維等について、試験管内アミロイド線維形成反応系を開発した。それらを用いて線維形成過程を説明する重合核依存性重合モデル、及び線維伸長過程を説明する一次反応速度論モデルを構築した。本年度は様々な生体分子および有機化合物が線維形成過程に及ぼす影響を解析し、以下の成果を得た。1.β2-mアミロイド線維(fAβ2M)の試験管内伸長において従来は酸性条件下で伸長反応を行ってきたが、より生体条件に近い伸長促進因子を探索した。その結果、生体界面活性物質アナログと考えられるドデシル硫酸ナトリウム(SDS)を臨界ミセル濃度(CMC)程度(0.2-1.0mM)になるように添加すると、中性pHでfAβ2M伸長効果を有することを見出した。この濃度領域のSDSはβ2-mの立体構造を部分的に変化させていること、線維構造を安定化すること、SDSの陰性荷電が伸長促進効果に必須であることを解明した。2.試験管内でAβ蛋白質からのfAβ形成を阻害し、かつ形成されたfAβを不安定化する有機化合物を引き続き探索し、タンニン酸、ビタミンA誘導体、及びクルクミンが強力な線維形成阻害・不安定化作用を示すことを見出した。また、これらの分子レベルでの阻害機構を赤外吸収法、質量分析法などにより解析を進めた。3.試験管内でAβ蛋白質からのfAβ形成を、界面活性剤や、GM1ガングリオシドを含むリポソーム等による生体膜模倣環境が促進することを見出した。また、Aβ蛋白質がGM1ガングリオシドを含むリポソームに依存して立体構造を変えること、これが脳内において重合核として機能する可能性が高いことを示した。

MyrはfAβに結合して特異的蛍光を生じるが、その結合形式は一次反応速度論に従うことを示した。以上より、MyrはAβ蛋白質モノマーの一次構造ではなく、fAβの高次構造を特異的に認識し可逆的に結合することで抗アミロイド効果を示すと考えられる。次いで、線維伸長活性に対する効果を検討し、線維断端に結合したMyrがAβ蛋白質の結合を阻害し線維伸長を阻害する可能性を示した。
宿主応答に関する膜―核シグナルネットワークの解明

(1)APV受容体の個体機能解析:APV受容体を介するシグナルに関して、遺伝子欠損マウス・遺伝子導入マウスを作製することにより正常、消失、増強という3つの状況を準備し、エンドトキシンショックという一連のイベントへの影響を個体レベルにて直接評価する。(1)APV受容体遺伝子欠損マウスの作製:詳細な発現解析を可能とするため、APV受容体遺伝子の翻訳領域をLacZ遺伝子に置き換えたマウスを作製する。現在、ホモ遺伝子欠損マウスの作出に成功し、その表現型の解析とLacZ染色を用いた詳しい発現解析を行っている。(2)APV受容体遺伝子導入マウスの作製:エンドトキシンショックは全身性でその症状が現れるが、心血管系、特に血管内皮細胞や血管平滑筋細胞は病態の進展において極めて重要であり、これら細胞においてAPV受容体が発現していることが確認されている。そこで、細胞特異的に発現している遺伝子であるTie-2(血管内皮細胞)、human Smooth Muscle Actin(血管平滑筋細胞)のプロモーターの下流にAPV受容体cDNAを連接し、それぞれの遺伝子導入マウスを作製する。現在、各コンストラクションは終了し、マウスの作製に取りかかっている。今後は、作製された各遺伝子操作マウスに対してLPS刺激を行い、エンドトキシンショックの症状の進行度合いや、各関連因子の発現解析を行う。(2)APV受容体を介した核凝集体形成制御ネットワークの解明:感染応答によって誘導されるPODsの形成およびその後の脱形成と、APV受容体からのシグナルとの関連を検討するため、まずAPV受容体安定発現細胞株を樹立し、これまでに細胞内シグナル伝達として三量体G蛋白質のうちGiと共役していること、また、宿主応答に関して様々な生理作用を担うMAPKのうち、リガンド刺激によってERKが活性化されることを明らかにした。今後は、膜から核へのシグナル伝達の経路の解明と、転写共役因子・CBPを中核としたPODsの形成、脱形成、再形成への関与を検討する。
名目金利のゼロ制約、および、行動経済学要素を取り込んだ非線形マクロモデルの推計

DSGEモデルは、現代のマクロ経済学における標準的分析ツールであるものの、多くの限界が指摘されている。本研究では、第1に名目金利のゼロ制約を考慮し、第2に「経済主体は将来の経済状態について完全には理解しない」とする行動経済学要素を取り込んで、モデルを構築し推計する。そして、得られた推計値から、金融政策、特にフォワードガイダンスの効果、など政策シミュレーションを実施する。こうした研究は、計算負荷の高さからいまだ存在しないだけでなく、高い現実妥当性から学術的にも政策的にも重要性が大きい。
新規の炭素・金属内包ナノ集合体の構造と物性の解明

スカンジウム(Sc)原子を2個内包した金属内包フラーレン,Sc2@C82(I,II)およびSc2@C86(I,II)を初めて生成、分離・単離することに成功した。現在までに、生成、単離されているSc2個入りの内包フラーレンは、Sc2@C74とSc2@C84の3つの構造異性体のみである。今回は、一個入りの内包フラーレンで観測されている、C82フラーレンに内包されたスカンジウム内包フラーレンの生成、分離に成功した。また、Sc2@C82の吸収スペクトルは空のC82のスペクトルと異なり、長波長側に、Sc原子からC82ケージへの電子移動に帰因する新たなバンドを観測した。現在は、SC2@C82の構造を決定するために、^<13>CNMRによる構造解析によりこれらのスカンジウムフラーレンの対称性を決定できた。また、今年度の大きな研究実績として特記すべきは、C80フラーレンの生成と単離に成功したことである。C80フラーレンはその生成量が少ないために、現在まで、D2対称性をもつ異性体の他は、生成、単離されていない。われわれは、今回、Feを触媒としてグラファイトに混入させることにより生成した混合ロッドのアーク放電は、C80を多量に生成することを発見した。^<13>CNMRやシンクロトロンX線構造解析を用いて、今回新たに単離した、C80フラーレンの構造を進めている。さらに、C90までのスカンジウム内包フラーレンの生成と単離も成功した。また、STM/STSの実験を行うことにより、これらの単一分子の金属内包フラーレンのやフラーレンの"バンド・ギャップ"を決定することができる。本研究によって、金属炭素ナノ集合体がもつ新規な構造特性および特異な物性が解明され、今まで未知の分野であったクラスター科学と物質科学のフロンティアを切り開くことを切望する。以下に、研究実績の概要を箇条書きにする:(1)金属内包フラーレンの高収率生成法の開発:われわれは、金属内包フラーレンを生成するための原材料である金属・炭素混合ロッドに着目した。その結果、金属炭素結合すなわち金属カ-バイド結合をもった混合ロッドをアーク放電すると、通常の混合ロッドの場合と比較して、金属内包フラーレンの生成率が3-6倍に増大することを発見した。Sc2@C84の場合はおよそ10倍の生成効率であった。(2)金属フラーレンの分離・精製法の確立:本研究では、さらにコストパフォーマンスの良い金属内包フラーレンの分離・精製法の開発に成功した。具体的には、リサイクル機能を有する高速液体クロマトグラフィー(HPLC)と、各種のフラーレン分離専用に新たに開発されたカラム固定相(Buckyclutcher, Buckyprep, 5PYE, PBB)を相補的に使用することにより、高効率の分離・精製が行われた。これにより初年度だけで、Ca, Sr, Baなどの2族の金属内包フラーレンを中心に15種類が新たに分離・単離された。(3)走査トンネル顕微鏡STM/STSによる構造と電子状態の直接観察:シリコンなどの清浄表面上で金属内包フラーレンをサイズと個数を制御した条件下で整列させ、これらのアッセンブリーをフィールドエミッションあるいはフォトンにより物質変換することは、本プロジェクトの最も大きなテーマである。初年度では、Si(111)7x7清浄表面上にランタン原子内包フラーレン(La@C82)を整列させ、そのSTM像を世界に先駆けて観測することに成功した。

また、Si(111)上のLa@C82のSTM/STSの観測にも成功し、クラスターレベルのLa@C82の電子構造はバルク結晶のものと、ほとんど変わりがないことを発見した。スカンジウム(Sc)原子を2個内包した金属内包フラーレン,Sc2@C82(I,II)およびSc2@C86(I,II)を初めて生成、分離・単離することに成功した。現在までに、生成、単離されているSc2個入りの内包フラーレンは、Sc2@C74とSc2@C84の3つの構造異性体のみである。今回は、一個入りの内包フラーレンで観測されている、C82フラーレンに内包されたスカシジウム内包フラーレンの生成、分離に成功した。また、Sc2@C82の吸収スペクトル空のC82のスペクトルと異なり、長波長側に、Sc原子からC82ケージへの電子移動NMRによる構造解析によりこれらのスカンジウムフラーレンの対称性を決定できた。また、今年度の大きな研究実績として特記すベきは、C80フラーレンの生成と単離に成功したことである。C80フラーレンはその生成量が少ないために、現在まで、D2対称性をもつ異性体の他は、生成、単離されていない。われわれは、今回、Feを触媒としてグラファイトに混入させることにより生成した混合ロッドのアーク放電は、C80を多量に生成することを発見した。^<13>CNMRやシンクロトロンX線構造解析を用いて、今回新たに単離した、C80フラーレンの構造を進めている。さらに、C90までのスカシジウム内包フラーレンの生成と単離も成功した。また、STM/STSの実験を行うことにより、これらの単一分子の金属内包フラーレンのやフラーレンの"バンド・ギャップ"を決定することができる。本研究によって、金属炭素ナノ集合体がもつ新規な構造特性および特異な物性が解明され、今まで未知の分野であったクラスター科学と物質科学のフロンテイアを切り開くことを切望する。
震災時の深部静脈血栓症およびその予防に関する検討

我々は,2007年3月25日午前9時42分能登半島沖を震源地とするマグニチュード6.9の強い地震が発生したことより,金沢大学附属病院エコーノミークラス症候群予防チームを発足させた.第1回目は震災から6日目の3月31日(土)と翌日の4月1日(日)に,第2回目は4月4日(水)と5日(木)に深部静脈血栓症(deep vein thrombosis : DVT)の予防と早期発見・早期治療を目的として,問診及び下肢静脈エコー検査し,希望者にはFDO,Dダイマーの凝血学的検査や生化学検査のための採血を行った.3ヶ月後には経過観察の目的で同様な活動をした.対象は19箇所の避難所で避難所生活を余儀なくされていた789例のうち,検査を希望された251例であった.第1回目のDVT陽性は12例,7.2%で,第2回目は9例,29.0%であった.地震発生9日間の急性期DVT8例中,睡眠薬内服1例,高血圧5例,糖尿病1例で車中泊者は認めなかった.また個室避難所生活者におけるDVT陽性率は50%と高率であった,3ヶ月後の経過観察時では陽性者は7例,17.9%であった.以上より急性期発症者の中に,明らかな危険因子を有していない例があり,地震後の避難所生活そのものが危険因子となりうることが考えられた.今回の能登半島沖地震では静脈血栓塞栓症の発症が少なく,過去の経験や予防活動が効果をもたらしたと思われる.我々は,2007年3月25日午前9時42分能登半島沖を震源地とするマグニチュード6.9の強い地震が発生したことより,金沢大学附属病院エコーノミークラス症候群予防チームを発足させた.第1回目は震災から6日目の3月31日(土)と翌日の4月1日(日)に,第2回目は4月4日(水)と5日(木)に深部静脈血栓症(deep vein thrombosis : DVT)の予防と早期発見・早期治療を目的として,問診及び下肢静脈エコー検査し,希望者にはFDO,Dダイマーの凝血学的検査や生化学検査のための採血を行った.3ヶ月後には経過観察の目的で同様な活動をした.対象は19箇所の避難所で避難所生活を余儀なくされていた789例のうち,検査を希望された251例であった.第1回目のDVT陽性は12例,7.2%で,第2回目は9例,29.0%であった.地震発生9日間の急性期DVT8例中,睡眠薬内服1例,高血圧5例,糖尿病1例で車中泊者は認めなかった.また個室避難所生活者におけるDVT陽性率は50%と高率であった,3ヶ月後の経過観察時では陽性者は7例,17.9%であった.以上より急性期発症者の中に,明らかな危険因子を有していない例があり,地震後の避難所生活そのものが危険因子となりうることが考えられた.今回の能登半島沖地震では静脈血栓塞栓症の発症が少なく,過去の経験や予防活動が効果をもたらしたと思われる.
水田流域水環境における水理・熱環境・窒素動態の統合解析

稲株が等間隔で配置された水田内を流れる田面水の流れ場を再現するため,模型水田実験装置を用いて流れの可視化撮影をおこなった.撮影した画像を基に,PIV(粒子画像流速測定法)を適用して流速分布を求め,抵抗群の間を縫うように流れる平面2次元層流の流れ場の計測に成功した.稲株周囲の流れ場を再現するための平面2次元流計算モデルには非構造格子を用いた有限体積法を採用し,稲株群を模した計算メッシュを用いて得られた計算結果から稲株の密度や太さ,田面水の平均流速や流れ場,水深による抵抗力の違いについて検討した.この結果から,稲株群による抵抗のモデル化をおこない,構造格子を用いた大メッシュ計算に組み込むことにより,稲株群による流れへの抵抗を考慮した平面2次元流数値計算モデルを開発した.現地観測では,計5地点の観測対象水田において,田面水の水深や水温の平面分布,各種気象データの連続観測をおこなった.また,一部の期間にはUAVを用いた水田の熱画像の撮影も併せて実施した.さらに,水口・水尻における田面水を定期的に採水して分析し,栄養塩濃度(全窒素,硝酸・亜硝酸態窒素,アンモニア態窒素,全リン,リン酸態リン,全有機体炭素)の経時変化についてのデータを取得した.田面水の平面2次元流数値計算モデルと,大気ー植生ー田面水ー地中間の鉛直方向熱輸送モデルを組み合わせることにより,水田内の温度環境分布のシミュレーションモデルを完成させ,現地観測結果と比較することで,本モデルの有効性の検証をおこなった.さらに,窒素浄化モデルを組み込むことで,田面水の流れ場および温度環境を統合的に考慮した窒素動態モデルの開発をおこなった.さらに,農業用排水路網を対象とした同様の計算モデルとも組み合わせることで,用水の反復利用の増加や気候変動が下流域の水環境に与える影響について検討した.田面水の平面2次元流れ場を計測するための水理実験模型装置を作成した.透明アクリル板を模型装置の壁面に用いることにより,装置底面からの動画撮影が可能となるよう工夫した.直径約10 cmの塩ビ管を縦横に等間隔に配置することで,水田内に規則的に並ぶ稲株を表現した.模型装置に通水をし,トレーサー粒子の動きをビデオカメラで撮影して記録した.その際,複数の種類のトレーサー粒子を試行し,PIV(粒子画像流速測定法)を活用して流速分布を求めるために必要なトレーサー粒子の適用性の検討を行った.以上により,田面水の平面2次元流計算モデルの検証に用いる流れ場測定のための体制が整った.稲株群による流れへの抵抗を考慮した平面2次元流数値計算モデルの作成にとりかかり,稲株の密度や太さによる抵抗力の違いを推定するためのアルゴリズムを構築した.稲株周囲の流れ場の再現には非構造格子を用いた有限体積法を応用し,水田全体の流れ場の計算モデルには構造格子によるSIMPLE法を用いた.栃木県栃木市の水田圃場を観測対象水田として選定し,水田内の熱・窒素動態へ影響を与える気象要因(日射,気温,湿度,風速,気圧)の観測および,水田区画内の複数の地点における水深,水温を連続観測し,水田内の温度環境分布の計算モデルの検証に必要なデータを取得した.さらに,観測対象水田における水口と水尻の田面水をおよそ週3回の頻度で採水し,全窒素,硝酸・亜硝酸態窒素,アンモニア態窒素,全リン,リン酸態リン,全有機炭素の濃度を分析した.水田模型実験装置は予定通り完成した.また,観測対象水田における水深・水温分布や気象データの取得,水口・水尻における田面水中の栄養塩の連続的な測定も順調に進んでいる.水田上空より熱画像を取得するためのUAVに関しては,その適用性の検証と操縦方法の習得を進めている.田面水の平面2次元流れ場を計測するための模型水田実験装置において流れを可視化する方法を検討し,平面流速分布の計測手法を確立した.高さ約1mの架台の上に設置した透明アクリル製の実験装置の下方よりブラックライトを照射させ,トレーサーとしてポリエチレン粉末を水面上方より撒布し,暗幕で周囲を覆うことで,遅い流れ場の可視化に成功した.撮影した画像を基に,PIV(粒子画像流速測定法)を活用して流速分布を求めることで,田面水の平面2次元流計算モデルの検証に用いる流れ場の実験結果を取得した.稲株群による流れへの抵抗を考慮した平面2次元流数値計算モデルを作成し,稲株の密度や太さによる抵抗力の違いを推定するためのアルゴリズムを構築した.稲株周囲の流れ場の再現には非構造格子を用いた有限体積法を応用し,水田全体の流れ場の計算モデルには構造格子によるSIMPLE法を用いた.観測対象水田を新たに追加し,田面水の水深や水温の平面分布,各種気象データを取得した.さらに,水口・水尻における田面水を定期的に採水し,栄養塩濃度(全窒素,硝酸・亜硝酸態窒素,アンモニア態窒素,全リン,リン酸態リン,全有機体炭素)の経時変化についてのデータを取得した.UAVおよびサーマルカメラを用いて,上空から水田の熱画像を取得する手法を確立した.茨城県つくば市,富山県立山町の水田圃場において,UAVの飛行および熱画像の取得を複数回試行し,撮影に適した高度や飛行ルート,オーバーラップ率等について検討した.模型水田実験装置における平面2次元流の可視化および流速の計測に成功した.これまでに構築した,稲株群による流れへの抵抗を考慮した平面

2次元流数値計算モデルによる計算結果との比較を行い,浅水流方程式の適用可能性について検討した.観測対象水田を新たに追加し,水深・水温分布や気象データの取得,水口・水尻における田面水中の栄養塩の連続的な測定が順調に進んでいる.UAVおよびサーマルカメラを用いた水田上空からの熱画像の撮影にも成功し,データは順調に蓄積されつつある.稲株が等間隔で配置された水田内を流れる田面水の流れ場を再現するため,模型水田実験装置を用いて流れの可視化撮影をおこなった.撮影した画像を基に,PIV(粒子画像流速測定法)を適用して流速分布を求め,抵抗群の間を縫うように流れる平面2次元層流の流れ場の計測に成功した.稲株周囲の流れ場を再現するための平面2次元流計算モデルには非構造格子を用いた有限体積法を採用し,稲株群を模した計算メッシュを用いて得られた計算結果から稲株の密度や太さ,田面水の平均流速や流れ場,水深による抵抗力の違いについて検討した.この結果から,稲株群による抵抗のモデル化をおこない,構造格子を用いた大メッシュ計算に組み込むことにより,稲株群による流れへの抵抗を考慮した平面2次元流数値計算モデルを開発した.現地観測では,計5地点の観測対象水田において,田面水の水深や水温の平面分布,各種気象データの連続観測をおこなった.また,一部の期間にはUAVを用いた水田の熱画像の撮影も併せて実施した.さらに,水口・水尻における田面水を定期的に採水して分析し,栄養塩濃度(全窒素,硝酸・亜硝酸態窒素,アンモニア態窒素,全リン,リン酸態リン,全有機体炭素)の経時変化についてのデータを取得した.田面水の平面2次元流数値計算モデルと,大気ー植生ー田面水ー地中間の鉛直方向熱輸送モデルを組み合わせることにより,水田内の温度環境分布のシミュレーションモデルを完成させ,現地観測結果と比較することで,本モデルの有効性の検証をおこなった.さらに,窒素浄化モデルを組み込むことで,田面水の流れ場および温度環境を統合的に考慮した窒素動態モデルの開発をおこなった.さらに,農業用排水路網を対象とした同様の計算モデルとも組み合わせることで,用水の反復利用の増加や気候変動が下流域の水環境に与える影響について検討した.水田模型水理実験の結果を基に,稲株群による流れへの抵抗を考慮した平面2次元流数値計算モデルを構築し,その検証を行う.また,観測対象水田における温度環境分布の観測を引き続いて実施し,観測結果を基に水田内の流れ場,気象条件を入力データとする水田内温度環境計算モデルの作成にとりかかる.これと併せて,水田内の複数の地点で田面水を採水するための装置を作成し,田面水中の窒素濃度の平面分布の把握を試みる.これまでに開発した,稲株群による流れへの抵抗を考慮した平面2次元流数値計算モデルと,大気ー植生ー田面水ー地中間の鉛直方向熱輸送モデルを組み合わせることにより,水田内の温度環境分布のシミュレーションモデルを完成させる.観測対象水田において上空から撮影した水田の熱画像および,各種のセンサーロガーを用いて収集した水田内の温度環境分布の観測結果を用いて,構築するモデルの精度や適用性の検証を実施する.
熱帯果樹の収穫後処理に関する新技術の開発と評価

複数の病原菌の複合的感染によって生じるバナナの貯蔵病害は、経済的にも重要で防除法の確立が求められている。とくにcrown rot病は、Lasiodiplodia theobromae,Colletotrichummusae,Thielaviopsis paradoxa,およびFusarium verticillioidesが関与するが、これらを無機塩によって防除する方法を検討した。すると、1リットルあたり4グラムのNa_2CO_3あるいはNa_2CO_3, 5gのNaC10,NaHCO_3あるいはCaCl_2,さらに6グラムのNaClを果樹表面に散布することによって、少なくとも2日間は胞子発芽が抑制された。展着剤を用いた場合は、同濃度でいずれの病原菌の胞子発芽を7日間は抑制した。一方、菌糸の生育は、同濃度、同条件でも十分には抑制しなかった。以上より、バナナ果実に発生するcrown rot病の防除には、1リットルあたり5gのNaClOあるいはNaHCO_3,あるいは5gのCaCl_2を展着剤とともに使用するのが望ましい。無機塩によっては展着剤との混用によって薬害が生じた。また、葉面菌のうち貯蔵病害の抑制効果が認められる複数の菌をおよび細菌を分離し、一部についてはベータチューブリンによる系統解析をおこなった。2)拮抗菌について、rDNAのITS1と2およびB-tubulinの塩基配列による同定を行ったところ、T.saturnisporumと仮同定されていた菌がTrichoderma harzianumであること、Gliocladium roseumと同定されていた菌が、新分類法にも準じてC.byssicolaであることを確定した。関連菌の形態的同定のみならず、分子生物学的手法の導入の重要性を認めた。3)SEMを利用し、拮抗菌の拮抗メカニズムを観察した。拮抗菌による病原菌への寄生などの様子を認めた。4)2回の学会における口頭発表(日本植物病理学会およびマレーシアにおける東南アジア国際農学会)を行った。マレーシアでは、バナナ栽培と貯蔵病害の現状を関係者と討議し情報を収集した。
バイオガスによる阻害物除去が可能な新規嫌気処理リアクターの開発

本研究では、新規な嫌気性処理リアクターを創造し、連続試験によって処理性能を実証することを目的とする。新規技術は、1相もしくは2相式メタン発酵法に限る従来の概念を脱して、前段(酸生成相/H2S除去/NH3除去槽)と後段(メタン生成相)が上下に半連結した構造により、後段の発生ガスが前段に無動力で供給される仕組みとする。これにより、前段ではストリッピングにより阻害物除去を行い、後段ではメタン生成反応の安定化・高速化を図るものである。本技術は、高濃度の阻害物(アンモニアや硫酸塩)を含有する排水(鉄鋼排水等)の処理の効率化が期待できる。今年度は、リアクターの性能(メタン発酵と阻害物質除去の両立)を効率的に進めるために、発生バイオガス量と除去可能な阻害物量の関係を得ることで、本リアクターが許容可能な最大阻害物濃度のデータを得る。さらに、各因子(濃度、pH、温度、リアクター高さ、バブルの大きさなど)が阻害物除去に及ぼす影響の評価を行った結果、特にpHと阻害物濃度が強く影響を与えていることが明らかとなった。また、リアクター試験に向けた準備として、汚泥の培養を目的とした大型リアクター(36L)を立ち上げ、5ヶ月以上の連続運転を行い、有機物負荷10 kgCOD/m3/day以上で運転を行っている。本大型リアクターから汚泥を供して、新規技術における阻害物除去試験を進めていく。また本技術開発関する海外特許の取得などを進めた。概ね当初の研究計画どおりに進展しており、研究成果も得られつつある。本研究では、リアクター実験により基礎的知見を得た後、リアクターシステムを構築し、連続運転試験を行うことで処理性能を評価・実証する。具体的には、実験用リアクター部材を独自に設計して、リアクターを用いて水理学的特性や阻害物質の除去効果の検証し、最適なリアクター構造や運転条件の決定に資するデータを取得する。さらに、リアクターシステムを構築し、連続処理試験によって処理性能の評価を行うとともに、阻害物質除去効果の解析を進める。この実験結果により、本提案技術の有効性を示すとともに、実機リアクターへのスケールアップを念頭に置いて、リアクター構造や運転条件の決定に向けたデータの取得を行う。予算は計画通りに執行し、次年度使用額は615円に抑えた。このため次年度の使用計画に関しては大きな変更はない。