hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
北方系ベリー類果実の抗酸化機能性評価に関わる諸要因の解析

近年、ベリー類に含まれるアントシアニンなどの抗酸化成分が持つ機能に注目が集まっている。本研究では、北方系ベリー類(スノキ属、ブドウ属、キイチゴ属、ハスカップなどの栽培品種および北海道に自生する近縁種を含む)果実に含有する抗酸化成分の特徴(種・品種間差、年次変動など)を明らかにし、栄養学的な知見を広げようと考えた。また、DPPH、ORACおよびESRスピントラップ法を用いて各種ラジカルに対する抗酸化活性を測定し、含有成分との関連を調べた。さらに、アロニアおよびハスカップ果実抽出色素をラットに給餌した場合の腸管におけるアントシアニン吸収動態、並びに脂質異常症および腎機能に及ぼす影響を明らかにした。ツツジ科スノキ属に分類される栽培種のブルーベリーおよびクランベリーに加え、北海道に自生する野生種5種の果実を材料に、含有するポリフェノール類などの含量および抗酸化能を調べた。その結果、青色果(ブルーベリー、オオバスノキ、クロウスゴおよびナツハゼ)のアントシアニン組成はほぼ同一で、果実当たりの含量は野生種で多いことがわかった。この理由は、ブルーベリーは果皮のみが着色するのに対し、野生種では果実内部も着色するためと考えられる。一方、赤色果(クランベリー、イワツツジおよびアクシバ)では、青色果と比べて含まれるアントシアニンの種類および含量ともに少ないことがわかった。果実の抗酸化能を調べた結果、DPPHラジカル補足活性値と果実アントシアニン含量に高い正の相関関係が認められた。また、DPPHラジカル補足活性法とESRスピントラップ法における抗酸化能の強弱は一致せず、抗酸化成分ごとに補足できるラジカル種が異なるものと考えられる。バラ科キイチゴ属の栽培種(ラズベリー17品種およびブラックベリー2品種)並びに北海道に自生する野生種4種から採取した果実について、スノキ属と同様の調査を行った。その結果、スノキ属とは異なりアントシアニン含量と抗酸化能の相関関係は低かった。従って、キイチゴ属果実の抗酸化能には、アントシアニン以外のポリフェノール化合物が寄与するものと推測される。ハスカップおよびアロニア果実から抽出したアントシアニン色素(Cyanidin 3-GlcおよびCyanidin 3-Gal)を小腸結紮ループ法でラット腸管に投与し、血液中に出現するアントシアニン含量をLC-MSを用いて分析した結果、Cy 3-GlcがCy 3-Galに比べて、吸収されやすいことが明らかになった。一方、腸内に残りやすいCy 3-Galは、腸内細菌相を変化させ、脂質代謝改善に有効に機能する可能性が示された。北海道苫小牧市の勇払原野に自生するハスカップ野生個体(100株)および北海道内各地のヤマブドウ野生個体(193株)から2013年に果実を採取し、これらのアントシアニン組成および含量を調査した。アントシアニン含量には幅広い変異が認められ、ハスカップおよびヤマブドウ野生集団が幅広い多様性を内包していることが確認された。一方、アントシアニン組成は、採取地および含量の多少を問わず一定の比率を維持していたことから、アントシアニン組成は種に特有の形質と考えられる。さらに、これら果実試料の抗酸化能をDPPH法(DPPHラジカル捕捉能)、ORAC法(ペルオキシラジカル捕捉能)およびESRスピントラップ法(ヒドロキシラジカル捕捉能)により評価した結果、DPPHラジカル捕捉活性値、ペルオキシラジカル捕捉活性値(ORAC法)およびアントシアニン含量には、何れも高い正の相関が認められたのに対し、ヒドロキシラジカル捕捉活性値(ESR法)と他の測定項目との間に相関は認められなかった。アロニアおよびハスカップ果実のアントシアニン色素抽出物(各々Cy 3-GalおよびCy 3-Glcが主体)を、消化管結紮ループ法を用いてラット小腸に別々に投与し、門脈血中に現れるアントシアニン含量を経時的に調査した。その結果、投与直後からハスカップ色素(Cy 3-Glc)の血中濃度が、アロニア色素(Cy 3-Gal)のそれに比べて高く推移し、投与30分後には、2倍以上の高い値を示した。従って、Cy 3-GlcはCy 3-Galよりも、小腸で吸収されやすいものと考えられる。また、アロニアおよびハスカップ果実色素抽出物は、ラットの臭素酸カリウム誘導酸化障害を低減し、これらが果実色素の抗酸化能に起因することも明らかにした。北海道大学研究農場のハスカップ野生個体由来29株から、2011および2013年に採取した果実のアントシアニン含量および抗酸化能を測定し、年次間差を調査した。その結果、アントシアニン含量およびDPPHラジカル補足活性値は、いずれも大きな年次変動を示し、環境条件によって変化しやすい形質であることが明らかになった。北海道内各地から採集したヤマブドウ野生株(59株)果実について、総ポリフェノール含量、総アントシアニン含量および各種抗酸化活性値(DPPH、ROOおよびOHラジカル補足活性値)を調べ、それらの関連について回帰分析を行った。その結果、DPPHおよびROOラジカル捕捉活性値ならびに総ポリフェノール含量の間には、各々高い正の相関関係(p < 0.001)が認められた。一方、OHラジカル捕捉活性値は他の指標との間に関連は確認されなかった。また、総アントシアニン含量は、どの抗酸化活性値とも有意な相関を示さなかった。このことから、ヤマブドウ果実に含まれるポリフェノール類は、DPPHおよびROOラジカルの捕捉に機能を発揮するが、この作用には(ハスカップやブルーベリーとは異なり)アントシアニン以外のポリフェノールの寄与が大きいと考えられる。

高脂肪飼料にアロニアおよびハスカップ果実抽出色素を混合給餌した場合の、ラットの肥満に及ぼす色素の影響を見たところ、色素添加区における内臓脂肪の蓄積は、処理対照(高脂肪飼料単独給餌)区に比べて有意に低下した。この場合、色素添加区の血中総コレステロールおよびLDLコレステロール濃度も、処理対照区に比べ値が低く、盲腸内容物のpHが色素添加区で低下した。色素添加区ではいずれも腸内発酵が促進された結果、血中コレステロール濃度が低下したものと推測される。さらに、色素添加区では膵リパーゼ活性が低下しており、これが脂質分解および吸収の抑制したものと考えられる。近年、ベリー類に含まれるアントシアニンなどの抗酸化成分が持つ機能に注目が集まっている。本研究では、北方系ベリー類(スノキ属、ブドウ属、キイチゴ属、ハスカップなどの栽培品種および北海道に自生する近縁種を含む)果実に含有する抗酸化成分の特徴(種・品種間差、年次変動など)を明らかにし、栄養学的な知見を広げようと考えた。また、DPPH、ORACおよびESRスピントラップ法を用いて各種ラジカルに対する抗酸化活性を測定し、含有成分との関連を調べた。さらに、アロニアおよびハスカップ果実抽出色素をラットに給餌した場合の腸管におけるアントシアニン吸収動態、並びに脂質異常症および腎機能に及ぼす影響を明らかにした。初年度(平成25年度)に行ったツツジ科スノキ属(ブルーベリー8品種、クランベリー1品種および自生種5種)並びにバラ科キイチゴ属(ラズベリー17品種、ブラックベリー2品種および自生種4種)に加え、平成26年度はハスカップ(野生100株および栽培13株)並びにヤマブドウ(野生196株)について、果実のアントシアニン含量を調査するとともに、各種測定法(DPPH法、ORAC法およびESRスピントラップ法)を用いて抗酸化能を評価し、アントシアニン含量および組成との関連を明らかにできつつある。また、ラットを用いた実験では、小腸における吸収の難易がアントシアニンの種類によって異なることを明らかにし、さらに臭素酸カリウム誘導腎障害の低減に、果実色素抽出物が有効に機能することを実証することができている。27年度が最終年度であるため、記入しない。園芸学平成25および26年度にアントシアニン分析を行った試料を用いて、これまでに測定した項目以外のラジカル捕捉活性を、ESRスピントラップ法により評価する。また、アントシアニン以外の抗酸化成分としてビタミンC含量も調査し、各種抗酸化活性値とアントシアニンおよびビタミンC含量との関連を明らかにする。また、ラット小腸のアントシアニン吸収に関する実験では、吸収されにくいアロニア色素(Cy 3-Gal)に他の食品成分を混合添加した場合の吸収量の変化を調査する。さらに、果実色素抽出物給餌が、肥満ラットの脂質代謝に及ぼす影響についても検証する。平成25年度は、ツツジ科スノキ属に分類される栽培種のブルーベリー(8品種)、クランベリーおよび自生種5種、並びにバラ科キイチゴ属の栽培種(ラズベリー17品種およびブラックベリー2品種)および自生種4種と、初年度にもかかわらず多種類の種および品種の果実を材料とし、果実に含まれる成分および抗酸化機能性を、様々な項目について調査することができた。
真核生物におけるチロシンキナーゼ獲得過程の進化的検証

細胞性粘菌は多数のチロシンキナーゼ様タンパク質(TKL)を有する。本研究では、転写因子STATaをリン酸化する3つの候補TKLであるDrkA, DrkC, RckAについて解析した。3重遺伝子変異株の人工的STATaリン酸化誘導実験ではSTATaのリン酸化が殆ど見られず、3つの遺伝子が重要な働きをしていた。しかし、多細胞体中ではSTATaリン酸化の低下は見られなかった。このパラドックスは説明出来ないが、特定TKLの機能が抑えられれば冗長性により未同定を含む他のTKLが機能する可能性がある。冗長性のメカニズムを解明すればチロシンキナーゼ獲得過程について新規の進化的知見が得られると期待される。タンパク質のチロシン残基のリン酸化、脱リン酸化とその伝達を司る3つのタンパク質部品が異なる進化段階で順次獲得されたという説が提唱されている。細胞性粘菌はチロシンリン酸化シグナル進化の分岐点に位置する生物で、チロシンキナーゼが謎であるが、これ迄に我々はチロシンキナーゼ様タンパク質(TKL)を複数同定した。本研究では、原生生物においては複数のTKLの機能が複合的に作用して原始的なチロシンキナーゼの役割をするという仮説を提唱し、細胞性粘菌のTKLが複数協調してチロシンキナーゼの代用をするのか、個々のTKLの機能と夫々の相互作用を調べることで仮説の検証を目指している。25年度では、積み残した個々のTKLの機能解析を行なうとともに、それ迄に得られた個々の遺伝子破壊株を利用した2重遺伝子破壊株の作製に主眼を置いた。その結果、1種類の2重遺伝子破壊株が得られ、個々の機能解析から特に2種類のTKLについてはSTATaのリン酸化に関わる可能性がきわめて高くなり、また、残りの1種類についてもある程度寄与していることが確認され、これら3種について集中的に解析した。今回詳細に確認されたデータは個々のTKLは遊離状態の細胞ではSTATaというSH2ドメインを有する転写因子のリン酸化に関与することを示したが、多細胞体においてはSTATaのリン酸化の消失や低下がなかったことから、複数のTKLが冗長的に作用しているという昨年までのデータが再現された。このことは、多細胞体の発生過程においては複数のTKLが特異的なチロシンリン酸化に関わっていることを示唆しており、真核生物進化のチロシンキナーゼ獲得過程について重要な知見を提供している。タンパク質のチロシン残基のリン酸化、脱リン酸化は活性制御機構のもっとも重要なもので、非常に多くの重要な生体反応に関わっている。これらの反応を司る3つのタンパク質部品は、それぞれが異なる進化段階で順次獲得されたという説が提唱されている。細胞性粘菌は3つ目の部品(チロシンキナーゼ)が謎とされ、チロシンリン酸化シグナル進化の分岐点に位置する生物である。これ迄に我々は細胞性粘菌より部品候補のチロシンキナーゼ様タンパク質(TKL)を複数同定していた。本研究では、原生生物においては複数のTKLの機能が複合的に作用して原始的なチロシンキナーゼの役割をするという仮説を提唱し、チロシンリン酸化シグナル獲得の進化的分岐点を明らかにするため、細胞性粘菌に存在する複数のTKLが協調してチロシンキナーゼの代用をするのか、或は単独でチロシンキナーゼとして作用するのか、個々のTKLの機能と協調的作用を調べることで仮説の検証を目指している。24年度では、個々のTKLの機能を調べることに主眼を置き、それぞれの遺伝子の破壊株と過剰発現株、さらには点突然変異導入TKL過剰発現株等を得ることが出来た。その結果、それぞれのTKLは遊離細胞状態ではSTATaというSH2ドメインを有する転写因子のリン酸化に程度の差こそあれ関与することが示されたが、多細胞体においては遺伝子破壊株と点突然変異導入TKL過剰発現株のいずれにおいてもリン酸化が阻害されなかったことから、複数のTKLが冗長的に作用していることが示された。このデータは、TKLがチロシン残基をリン酸化でき、複雑なシグナル伝達経路の場合には複数のTKLが特異的なチロシンリン酸化に関与する可能性を示すもので、真核生物が進化の過程でどのようにチロシンキナーゼを獲得したかという観点について重要な知見を示している。タンパク質のチロシン残基のリン酸化、脱リン酸化とその伝達を司る3つのタンパク質部品が異なる進化段階で順次獲得されたという説がある。細胞性粘菌はチロシンリン酸化シグナル進化の分岐点に位置し、典型的なチロシンキナーゼを有さない。我々はこれ迄にチロシンをリン酸化するチロシンキナーゼ様タンパク質(TKL)を複数同定した。本研究では、原生生物では複数のTKLが複合的に作用してチロシンキナーゼの役割をするという仮説のもと、細胞性粘菌の個々のTKLの機能と夫々の相互作用を調べることで、TKLの作用機作の解明を目指している。26年度では、積み残した個々のTKLの機能解析とそれ迄に得られた個々の遺伝子破壊株を利用した2重遺伝子破壊株の作製に主眼を置いた。その結果、特にSTATaのリン酸化に関わる可能性が高い2つ遺伝子の2重遺伝子破壊株がもう1種類得られた。予備的な解析から2つの遺伝子は互いをサプレスする複雑な関係であることがわかってきた。この株を用いて残りの1つの遺伝子をdominant negativeにした株も作製した。

また、STATaをリン酸化する最有力TKLのリコンビナントタンパク質を精製し、in vitroでTKLの自己リン酸化特異的にSTATaを直接リン酸化することを示した。現在、他のTKLについても同様の実験を進めている。今迄多細胞体中のSTATaリン酸化の消失や低下は不鮮明であったが、最有力なTKLについては若干の低下がみられ、メインの調節因子として作用していることが示唆された。しかし、STATaのリン酸化が消失するわけではなく、依然として冗長的に作用しているという昨年までのデータが再現された。このことは、多細胞体の発生過程においては複数のTKLが特異的なチロシンリン酸化に関わっていることを示唆し、チロシンキナーゼ獲得過程について重要な知見を提供している。タンパク質のチロシン残基のリン酸化、脱リン酸化とその伝達を司るSH2ドメインの3つのタンパク質部品は異なる進化段階で順次獲得されたという説がある。細胞性粘菌はチロシンリン酸化シグナル進化の分岐点に位置し、典型的なチロシンキナーゼを有さない。我々はこれ迄に転写因子STATaのチロシンをリン酸化する候補チロシンキナーゼ様タンパク質(TKL)を3つ同定した。本研究では、原生生物では複数のTKLが複合的に作用してチロシンキナーゼの役割をするという仮説のもと、細胞性粘菌の個々のTKLの機能解明を目指した。27年度では、それ迄に得られた其々の2重遺伝子破壊株の作製、3重遺伝子変異株の作製に主眼を置いた。その結果、昨年度までに得られていた2重遺伝子破壊株の他の組み合わせの2重遺伝子変異株、及び3重遺伝子変異株を得た。今迄に1つのTKLのSTATaリン酸化能を示せているが、他の2つの候補TKLについてもリコンビナントタンパク質の精製を試みた。しかし発現量に問題があり十分な量が得られなかった。今後はTKLの一部分を用いて発現量を改善して精製し、同様の実験を進める。3重遺伝子変異株の発生は移動体期で停止し、STATa遺伝子破壊株に似ていた。cAMPでの人工的STATaリン酸化誘導実験ではSTATaのリン酸化が殆ど見られず、3つの遺伝子がSTATaのリン酸化に重要な働きをしていることが判明した。しかしながら、多細胞体中のSTATaリン酸化を調べると消失や低下はほぼ見られず、パラドックスとして残った。現在、この結果をきれいに説明出来る仮説は得られていない。他にもSTATaのリン酸化に関与するTKLがあるか、特定のTKLの機能が抑えられた時には冗長性で未同定のTKLが作用する可能性があり、当初の仮説よりも複雑な状況であることが判明した。この冗長性のメカニズムを解明すればチロシンキナーゼ獲得過程について新規の知見が得られると期待される。細胞性粘菌は多数のチロシンキナーゼ様タンパク質(TKL)を有する。本研究では、転写因子STATaをリン酸化する3つの候補TKLであるDrkA, DrkC, RckAについて解析した。3重遺伝子変異株の人工的STATaリン酸化誘導実験ではSTATaのリン酸化が殆ど見られず、3つの遺伝子が重要な働きをしていた。しかし、多細胞体中ではSTATaリン酸化の低下は見られなかった。このパラドックスは説明出来ないが、特定TKLの機能が抑えられれば冗長性により未同定を含む他のTKLが機能する可能性がある。
授業参加に困難を抱える児童に対する支援体制の構築と学力・学校適応への効果検討

平成30年度は、学校規模のポジティブ行動支援(School-Wide Positive Behavior Support; Sugai & Horner, 2002)を参考に、学年規模で児童生徒の授業参加行動を促進するための支援体制を構築し、その効果を検証した。前年度までに、小学校において一定の成果を得たため、公立中学校における実践研究を実施した。具体的には中学校において、授業中の教師の言語賞賛を増加させることによって、生徒の授業参加行動が促進されるのか、また生徒の問題行動が相対的に減少するのかを検証した。対象者は公立中学校2年生の担任教師8名と生徒122名(計4学級)であった。介入開始前のベースライン期では、教師に対して言語賞賛が生徒の授業参加行動を伸ばすのに有効であることは教示したが、その他は教室内での行動観察のみを行った。介入期では、教師が授業中に自身の言語賞賛回数を自己記録し、この回数を主幹教諭に報告した。主幹教諭は、言語賞賛回数が増えていれば教師を賞賛し、増えていなければ増やすよう奨励した。このような組織的な支援を学年規模で実施した結果、教師らの言語賞賛回数が増え、すべての学級において、学級の平均授業参加率が上昇した。さらに、生徒指導上の問題発生数は有意に減少した。介入を行わなかった他学年では、生徒指導上の問題発生数の減少は見られなかった。また、このような効果は、介入終了後のフォローアップにおいても維持されていた。平成30年度は、問題行動の発生状況を記録できるiPadアプリも開発した。これにより、児童生徒の問題行動の状況を教員間で共有しやすくなり、より早期に支援が必要な児童生徒を特定し、現在の支援が効果的なのか客観的に検証しやすくなった。今後はこのような組織的かつデータに基づく支援を、どのように学校規模で導入していけば良いのか検討していく必要がある。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成29年度は、指示された課題・活動に取り組むといった子どもの「授業参加行動」を促進する校内支援体制の構築に学校側と連携して取り組み、その結果として学級規模ではこのような支援体制を整えることができた。具体的には、児童の授業参加行動を促進する効果が先行研究により実証されている「授業参加行動を教師が具体的に褒める・認めること」(以下、具体的な言語賞賛とする)を、教師が授業中に行いやすいような体制を整えた。その内容としては、(1)担任教師が自身の授業中の具体的な言語賞賛の回数を、一日一授業、自己記録する、(2)担任教師は放課後に言語賞賛回数を生徒指導担当教諭に報告する、(3)生徒指導担当教諭はそれをグラフ化し、担任教諭に対して取り組みを継続していること、また言語賞賛回数の増加に対してポジティブなコメントをする、という3点を行った。以上のような取り組みを、学級経営に困難を抱え、児童の授業参加行動を伸ばしていく必要があると考えられた公立小学校2学級の担任教師2名を対象として実施した。効果検証のために、授業中の教室内において児童らの行動観察を行った。この行動観察に基づいて、学級の平均授業参加率を算出し、これを効果検証のために用いた。また併せて、学校内で日常的に行われているテストの得点を偏差値の形にして、支援導入前後で学級内の学力の分散が縮小するかどうかも検討した。その結果、上記のような学級規模の支援を導入後、2学級とも学級の平均授業参加率が増えることが確認された。またテスト得点の分散が縮小することも確認された。担任教師の報告からは、本研究の介入方法が、受け入れやすく、また効果があることを教師としても実感していたことが明らかとなった。現在、以上のような研究成果を英語論文としてまとめ、国際誌に投稿中である。本研究は、児童生徒の授業参加行動を促進する支援体制を学校現場と協働して構築し、それによって児童生徒の授業参加行動が促進されるのか、また学力や学校適応への影響を検証するものである。平成29年度においては、学級規模ではあるもののこのような支援体制を構築することができた。さらにその成果として、児童の授業参加行動が増えることを実証し、学力面においても学級内の格差が縮小することを示唆するデータが得られている。また、以上のような研究成果を英語論文としてまとめ、国際誌に現在投稿中である。今後は学校全体としてこのような支援体制を構築していく必要があるが、このような観点においても現在のところおおむね順調に進展しており、上記のように自己評価している。

このような組織的な支援を学年規模で実施した結果、教師らの言語賞賛回数が増え、すべての学級において、学級の平均授業参加率が上昇した。さらに、生徒指導上の問題発生数は有意に減少した。介入を行わなかった他学年では、生徒指導上の問題発生数の減少は見られなかった。また、このような効果は、介入終了後のフォローアップにおいても維持されていた。平成30年度は、問題行動の発生状況を記録できるiPadアプリも開発した。これにより、児童生徒の問題行動の状況を教員間で共有しやすくなり、より早期に支援が必要な児童生徒を特定し、現在の支援が効果的なのか客観的に検証しやすくなった。今後はこのような組織的かつデータに基づく支援を、どのように学校規模で導入していけば良いのか検討していく必要がある。校内支援体制を整える上では、特に「データに基づく意思決定システム」の構築を重視する。具体的には、児童生徒の授業参加行動を行動観察や教師評定によって把握するデータシステムや、授業参加行動とは真逆の行動である授業妨害行動がどれだけ減少しているか(これが減少していることは、授業参加行動の増加を示唆する)を把握するための生徒指導に関するデータシステムを構築する。この際、米国で問題行動件数の把握のために用いられているOffice Discipline Referral (ODR)をもとに、日本版の生徒指導記録シートを作成し、授業中に問題行動が起きていることを把握するような内容を含める。これによって、授業中の問題行動の頻度を日常的に把握できるようにし、児童生徒の授業中の実態をデータ化する。このようなデータと直接的な行動観察のデータに基づいて、どの時間帯、曜日、教科などで、特に授業参加行動を促進する支援が必要なのか把握し、それに基づいて支援を行う体制を学校側と協働して整える。以上のような支援体制を整えることが、子どもの授業参加行動や、学力・学校適応に及ぼす効果を検証する。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
発展途上国における市場制度の整備に関する研究:インドネシアの農村地域を事例として

グローバルスタンダードな市場制度の確立を重視するグローバリゼーションに対応して、通貨危機とスハルト政権の崩壊以降、インドネシア政府も規制緩和と地方分権化を基本として様々な改革を行ってきた。これらについて、特に農村行政の変化、林業資源利用の問題、食料流通規制緩和と食糧調達庁ブログの企業化、農業協同組合の課題、新たな農村資源足りうるであろう農村景観の評価等について課題別に検討分析した。これらの変化や変革に対応して、農村社会の内部でも土地制度や労働慣行など生産活動の根幹を成す生産要素市場や生産物流通市場と、それらに関連する伝統的制度や慣行にも変化が見られた。この点を明らかにするために、国立マラン農業試験場とブラウィジャヤ大学の研究者の協力を得て東ジャワ州マラン県の3地域において現地調査を行った。(1)農村概要調査、(2)農村世帯調査(3)流通構造地調査、の3つの異なるフィールド調査を調査票を用いて実施した。3つの調査地域のいずれの村も土地資源が希少で人口稠密であった。平均年齢はいずも30歳以下で若年人口の割合が高かった。労働力は、平地村の2カ村では農業労働者が多いが、都市化、工業化、経済発展のもたらす雇用機会の拡大により、非農業や村外あるいは遠隔地への出稼ぎなどが盛んであった。林業地が住民に開放されたプジョンの調査村では、他の2地域で多い農業労働者がほとんどおらず、野菜栽培の成功によって平均所得水準も高かった。農産物流通は比較的効率的になされている、などの諸特徴が明らかになった。アグリビジネスの展開は、伝統農村地域にも及び、需要構造を変え新たな農産物生産の活発化をもたらしていた。その変化に対応できた地域や農民・商人とそうでなかった地域や人々との間に格差が生じつつあった。また、土地や労働の取引を支える伝統的な諸制度を検討した結果、それらは貧困層に対する雇用機会と食糧の提供というソーシャルセーフティネットの機能を持つことが明らかになった。しかし、グローバリゼーションに対応して行政が政策的に移植した制度は、伝統社会が備えたセーフティネット機能を低下させる傾向のあることも明らかになった。グローバリゼーション下の農村の貧困問題を解決する上で留意すべき重要な点が発見された。1997年以来の経済危機が農村地域に与えた影響、危機対策として行われた様々なソーシャルセーフティネットや経済活動振興策の実情、貧困農村の生産要素や農産物の取引の制度とその変化、などの調査を通じて、経済のグローバル化を迫られる発展途上国における市場制度の整備のあり方を検討することが本研究の目的である。今年度の調査では、(1)研究体制の確立、(2)調査地域の選定とベースライン調査のための準備的調査としての村落概要調査、(3)アグリビジネス等の関連活動の実態調査、に重点をおいた。今年度の調査では、これらの目的を達成するためにインドネシア東ジャワ州において、農業生産・農業環境の点から3つの異なるタイプの農村地域を同州マラン県において選定した。畑作・稲作農村、サトウキビ・稲作農村、野菜・畜産農村の3タイプである。来年度以降、農家調査、商人に対する流通調査等を調査票を用いて実施する計画でいる。

農家調査は各郡から1カ村ずつ選定し、各々100戸程度を対象としてベースラインサーベイを行う予定である。今年度は、調査村を絞り込むこと、調査票の作成のための土地制度、労働慣行等の基本情報を収集することを目的として調査票を用いて上記3郡計37カ村で村落概要調査を実施した。調査の実施のために、国立マラン農業試験場及び国立ブラウィジャヤ大学公共サービス研究機構の研究者を現地協力者とし、2チームを編成して実施した。主要メンバーは下記のとおりである。国立マラン農業試験場チーム国立ブラウィジャヤ大学公共サービス研究機構チームDr.Maryunani(経済学部、開発経済学科、講師)チームリーダMs.Andrawati(経済学部、開発経済学科、講師)所在地と調査地との距離、研究対象とする作物、などを勘案してマラン農業試験場チームはワジャッ郡及びゴンダンルギ郡を分担してもらった。ブラウィジャ大学チームは、プジョン郡を担当すると同時にアグリビジネスに関する調査、特に乳製品加工および野菜流通、に関する調査を分担してもらい、調査を行った。今年度(第二年度目)の調査では、(1)調査地域(集落)の選定、(2)農村世帯調査、(3)村落概要調査成果の分析、(4)農村行政制度の変更とその実態調査、(5)アグリビジネス等の関連活動の調査、を実施した。前年度、インドネシア東ジャワマラン県で絞り込んだ(A)畑作・稲作地域、(B)サトウキビ・稲作地域、(C)野菜・畜産地域の異なる3タイプの調査対象地域(郡)において、調査対象をさらに各々1村1集落に絞り込んだ。3つの集落における調査対象世帯数は、(A)79軒、(B)76軒、(C)119軒、であった。フィールド調査の成果を検討集約するために、前年度に続きインドネシア側の研究協力者4名を招いて、第2回ワークショプを当学農学研究科にて2002年1月に実施した。グローバリゼーション、工業化、都市化など著しい経済環境の変化の中で、どのような影響が個々の農家に及んでいるのか,農家はどのような対応あるいは適応戦略を持っているのか,こういった課題に答える狙いで戸別詳細センサス調査を3集落で実施した。調査結果はコンピューターに入力作業中である。これらの調査から、農地の小作制度、労働慣行に特徴があり、こういった制度・慣行が農業生産活動、雇用機会の提供、食糧確保などのセーフティネット機能と密接に連関していること、外部の経済環境の変化にもかかわらずこのような制度・慣行が今なお広く存在していること、が明らかになってきた。調査の実施のために、昨年度と同様に国立マラン農業試験場及び国立ブラウィジャヤ大学公共サービス研究機構の研究者を現地協力者とし、下記主要メンバーによる2チームを編成して実施した。国立ブラウィジャヤ大学公共サービス研究機構チームDr. Maryunani(経済学部、開発経済学科、講師)チームリーダDr. Bambang Ali Nugroho(畜産学部、社会経済学科、講師)
三次元画像解析システムによる双生児の口蓋形態の遺伝学的研究

口蓋領域の諸形態は基礎歯学の分野においては、歯の形質に関して霊長類を基礎としたヒトの歯の形の進化や歯の人類学ならびに歯の遺伝学の研究に幾多の成果が挙げられてきたものの、口蓋の形態に関しては十分にその実態が解明されていない。口蓋の形態は近遠心的にも、頬舌的にもそれぞれの曲面をつくり、それらの曲面上で曲線は互いに絡み合って複雑な三次元の穹窿の世界を構成している。この形状が口蓋形態の研究を遅延させている事由の一つであろう。口蓋の形態の双生児法に基づく遺伝学的な本研究には二つの方法がとられた。一つは双生児の上顎歯列口蓋模型をモアレ写真撮影方法で撮影し、その口蓋模型上に描かれた等高線縞模様を双生児で比較するとともに、その画像をデジタイザーマイタブレットIIによって三次元画像解析システムに導入し、正中矢状断面像、小臼歯部の前頭断面像(第一小臼歯)、大臼歯部の前頭断画像(第一大臼歯)をそれぞれ曲線の抽出して双生児での類似性を尋ねる。正中矢状断面像からは、前歯部は一卵生双生児でも組内差がみられる処で、とくに近遠心的測度での遺伝的安定度が低い。前頭断面像からも、臼歯部は前歯部に比較して遺伝的安定度が高い。口蓋は断面像を総合してみると、口蓋は全体として遺伝的な纒まりを示している。二つ目の方法は組内差の分布に着目して、組内差分散(intra variance Σd^2/N・d:組内差、N:組数)を口蓋各部の直線径とそれに基づいて算定した径および面積での一卵性双生児と二卵性双生児との比較である。口蓋の前歯部の長さ(近遠心径)は一般的遺伝的な安定度が低く、臼歯部は前歯部に比較すると各径および面積ともに遺伝的によく安定している。また、口蓋は全体として遺伝的に纒まっている。moir〓等高線縞模様撮影法による双生児の口蓋穹窿の形状の遺伝の調査から,現在のところおおよそつぎのことが推測されうる.双生児の上顎歯列石膏模型に投影した等高線のmoir〓口蓋画像より,口蓋の高径(穹窿の深さ)をもとめることは種々の人為的走査の介入のためかならずしも精度の高い数値をえることにはならない.この径は口蓋の幅径,長径などの直線径のようにむしろ直接法が高い精度となろう.口蓋諸径に基づく双生児の口蓋の形状にみられた所見と同様に,等高線のmoir〓の口蓋画像三次元画像解析システムの分析からすると,口蓋穹窿の形状の一卵性双生児の類似度は二卵性双生児のそれよりもたかい.口蓋の正中線にそってみられる口蓋隆起の出現およびその発達においても同胞内での類似は一卵性双生児の方が二卵性双生児よりもつよく,この隆起物の遺伝性は顕著である.口蓋穹窿の矢状断面および前頭断面で観察される弯曲をそれぞれ矢状および前頭弯曲とみなせば,両弯曲ともに相対的に一卵性双生児の方が二卵性双生児のそれよりも同胞内で類似する傾向がある.矢状断面においては正中部にちかい矢状弯曲,また前頭断面における臼歯部での前頭弯曲は遺伝的に安定性があるように思われる.これは上記の口蓋隆起の所見とも通じるものである.しかし口蓋の前歯部(第一小臼歯よりも近心側の範囲)では,とくにこの部の長径は臼歯部の諸径にくらべて一卵性双生児でも同胞内での類似度がひくい.これにともなって前歯部の大きさは所謂面積に換算しても当然なことながら遺伝的に不安定な結果となる.口蓋穹窿の形状においてもまたかならずしも遺伝的に明瞭な回答がえられない.口蓋領域の諸形態は基礎歯学の分野においては、歯の形質に関して霊長類を基礎としたヒトの歯の形の進化や歯の人類学ならびに歯の遺伝学の研究に幾多の成果が挙げられてきたものの、口蓋の形態に関しては十分にその実態が解明されていない。

口蓋は断面像を総合してみると、口蓋は全体として遺伝的な纒まりを示している。二つ目の方法は組内差の分布に着目して、組内差分散(intra variance Σd^2/N・d:組内差、N:組数)を口蓋各部の直線径とそれに基づいて算定した径および面積での一卵性双生児と二卵性双生児との比較である。口蓋の前歯部の長さ(近遠心径)は一般的遺伝的な安定度が低く、臼歯部は前歯部に比較すると各径および面積ともに遺伝的によく安定している。また、口蓋は全体として遺伝的に纒まっている。双正児の同胞間の差異を組内差として表現すると、遺伝的に同質である一卵性双生児の組内差は遺伝以外の要因すなわち環境因子によるものとされ、遺伝的に同質ではない二卵性双生児の組内差は遺伝因子と環境因子に基づくとみなされる。一卵性および二卵性双生児の組内差に影響を及ぼす環境因子は同等のものであるとすれば、二卵性双生児と一卵性双生児との組内差の平均値の差は二卵性双生児の異質な遺伝因子の表現を意味することになる。しかし双生児においては測度の組内差の絶対値は必ずしも正規分布をするものではないので、正規分布に準拠した二種の双生児間の組内差の平均値の比較は避けられるべきである。双生児の組内差のちらばり方、すなわち組内差分散(intrapair variance【Σd^2】/N d:組内差、N:組数)を一卵性と二卵性双生児とで算出し、それを比較することが双生児法における今後の数学的処置のあり方のようにおもわれる。双生児口蓋の三次元穹窿形態の遺伝的解析もまた可能な限りこの観点から為されるべきであらう。この方法に準拠して、幅径および長径から口蓋の形状を遺伝学的に分祈してみると、つぎのような結論をうることになるが、口蓋の外形は歯列弓の舌側縁によって形づくられ、両者は形能的にけっして無縁のものではないことをしめしている。前歯部における遺伝的な不安定さはとくに長径にあって、前歯の配列と口蓋の形状とに関連性が存在するものとすると、前歯各歯の位置や植立の方向性などが前歯部の口蓋の近遠心的な成長に微妙な影響をあたえていることになる。臼歯部は前歯部よりも幅径においても長径においても遺伝的に安定度を保っている。なお口蓋は仮に各部において形態的に不安定なものがあっても、口蓋は全体として遺伝的な枠組みによって大きく支配されているとみるべきであらう。口蓋穹窿の双生児の口蓋穹窿の遺伝学的な本年度の調査はつぎのような方法によって行った。双生児の上顎歯列口蓋模型をモアレ写真撮影方法で撮影し、その口蓋模型上に描かれた等高線縞模様を双生児で比較する方法と、その画像を模型上に描かれた等高線縞模様を双生児で比較する方法と、その画像をデジタイザーマイタブレットIIによって三次元画像解析システムに導入し、正中矢状断面像、小臼歯部の前頭断面像(第一小臼歯)、大臼歯部の前頭断面像(第一大臼歯)をそれぞれ曲線の形に抽出して双生児で比較する方法である。口蓋模型の等高線縞模様は等高線の数、走行状態などよりみれと、口蓋の前歯部の傾斜は一卵性双生児でも類似度が常に高いものでもない。臼歯部での舌側転移等の影響が一卵性双生児の組内差として、口蓋穹窿の浅い処では歯槽突起の箇所も含めてみられるが、口蓋穹窿の深い中央部では、一般に一卵性双生児に著しい組内差が見られない。臼歯部にのみ限定してみても口蓋の歯槽突起の部位は口蓋穹窿の中央部に比して遺伝的に劣るように思われる。正中矢状断面像、小臼歯部の前頭断面像(第一小臼歯)、大臼歯部の前頭断面像(第一大臼歯)の曲線よりすると、口蓋の前歯部に多少の組内差が一卵性双生児にみられようとも、正中矢状断面像の類似性は一卵性双生児の方が二卵性双生児よりも顕著であり、口蓋穹窿は全体として近遠心的にも遺伝因子の支配を受けているものと推測される。小臼歯部および大臼歯部の前頭断面像の一卵性双生児の組内差は二卵性双生児のそれに比して遙かに小さく、臼歯部の口蓋穹窿の形状は遺伝的な安定度が高い。口蓋はその周辺部が比較的環境の影響を被り易い処ではあるが、の深い中央部は環境の影響が及び難い箇所と推測される。
耐環境性を有する高靱性セラミックス及びサーメット厚膜の開発研究

本研究では、Cr-Ni-N系硬質膜の薄膜から厚膜(334μm)までの特性をNi含有量を変化させて詳細に測定し、耐環境性(摩擦・摩耗・耐食性)に与えるNi元素の影響を明らかにし、最適なNi含有量を求めることを目標にした。さらに、表面粗さの低減を目的に、AIP蒸発源を従来型(ノーマルカソード)の他に磁場誘導型蒸発源(スーパーカソード)も用いて成膜し、スーパーカソードによる高品質な膜の性質も明らかにした。基板としては、主に鉄合金を対象とし、前処理として基本的にプラズマ窒化を行い、窒化との複合化処理の効果を含めて検討した。その結果、耐摩耗性に関しては、CrN膜の複合処理材が10μmの厚さまでは優れた耐摩耗性を示したが、それ以上の厚膜では摩耗量が増加した。一方、Niを約11at%と少量含むCr3NiN膜の複合処理材が、厚膜時まで最も優れた耐摩耗性を維持することを見出した。また、これ以上Ni含有量を増加すると耐摩耗性が低下する傾向になった。摩擦特性に関しては、スーパーカソードの膜は表面粗さが小さくなり、摩擦係数も小さくなった。特にNiを約11at%と少量含むCr3NiN膜の摩擦係数が、0.33と最も小さくなった。さらに、耐食性に関しては、活性化電流密度比の比較から、CrNとCr3NiN膜が最も環境遮断性に優れていた。次に、より耐環境性の向上を目指して、Cr3NiN膜上にDLC(ダイヤモンド状炭素)膜を被覆する複合膜の基礎的検討を開始した。その結果、複合膜は表面粗さは大きいものの、DLCと同様な非常に優れた摺動特性を示し、DLC単独膜で問題となっていた脆さが低減し、Cr3NiN膜と同様な高靭性タイプの摩耗特性を示した。本研究では、アークイオンプレーティング(AIP)装置を用いて、主にCr系の高靭性セラミックス及びCrNi系のサーメット膜に対して数10μmの最適な厚膜化技術を開発し、耐摩耗性・耐食性・耐疲労性等の耐環境性を有する表面改質技術を開発することを目的としている。セラミックス膜としては、CrNを約20μmまで厚膜化してプラズマ窒化された試料に蒸着し、物理的性質や機械的性質を調べた。その結果、複合処理されたCrN膜は高荷重下でも非常に優れた耐摩耗性を維持するが、10μmの膜厚時が最も優れた耐摩耗性を示しており、それ以上の膜厚ではかえって耐摩耗性が低下することが判明した。さらに、高靭性化と厚膜化が期待されるサーメット膜をCr-Ni系の窒化物膜で検討した。すなわち、カソードターゲット材としてCr-Ni合金(CrとNiの合金比(mass%)=3:1、1:1、1:3)を用い、Cr^*N(セラミックス)とNi(金属)が微細に混合したサーメット膜を作製し、約35μmの厚膜時までの特性を調べた。膜硬度はCrNが約HV1900であり、CrNi-N系膜の硬度は、Ni含有量と共に低下した。CrNi-N系膜に関しては、Niを約10at%と少量含む膜の複合処理材が最も耐摩耗性に優れ、厚膜時までCrN膜の複合処理材以上の優れた耐摩耗性を維持することが見出された。Niを含む膜は、CrNのように厚膜化による摩耗量の増加現象は見出されなかった。また、Niを約30at%含む膜を被覆した未処理材は、複合処理材より摩耗量が低下し、窒化の前処理なしで優れた耐摩耗性を示した。

本研究の成果により、セラミックス膜の応用範囲が、各種環境下の低硬度の金属まで広がることが期待される。本研究では、アークイオンプレーティング(AIP)装置を用いて、主にCr系の高靭性セラミックス及びCrNi系、TiNi系のサーメット膜に対して、数10μmの最適な厚膜化技術を開発し、耐摩耗性・耐食性・耐疲労性等の耐環境性を有する表面改質技術を開発することを目的としている。今年度は、昨年度末に導入した磁場誘導型蒸発源(スーパーカソード)を用いて、平滑性の良いコーティング膜を作製し、昨年度までの従来型蒸発源(ノーマルカソード)で成膜された膜と比較検討した。セラミックス膜としてはTiNとCrN膜、サーメット膜はCr-Ni系の窒化物膜で検討した。すなわち、カソードターゲット材として純Tiと純Cr及びCr-Ni合金(CrとNiの合金比(mass%)=3:1、1:1、1:3)を用い、スーパーカソードを用いて平滑性の良い窒化物膜をステンレス鋼上に被覆した。スーパーカソードの膜は、表面硬度はノーマルカソードの場合とそれほど変わらず、表面粗さが約1/2に改善された。また、Cr-Ni-N系の膜は、どちらの蒸発源でもNiを少し含むCr系窒化物Cr*NとNiで構成されるが、スーパーカソード蒸着によりCr*Nの割合が大幅に増加し、これに対応して膜中の窒素含有量が大幅に増加することが判明した。ボール・オン・ディスクタイプの摩擦摩耗試験機を用いてセラミックス膜の摩擦係数の変化を測定し、試験後の摩耗面の損傷状況を観察することにより、Niを含まない膜は変化は少ないが、Niを含む膜はスーパーカソード蒸着により摩擦摩耗特性が大幅に向上することが判明した。なお、その場合、Ni含有量が1020atomic%のサーメット膜が、最も摩擦摩耗特性に優れていることを見出した。本研究では、アークイオンプレーティング(AIP)装置を用いて、主にCr-Ni-N系のサーメット膜に対して、数10μmの最適な厚膜化技術を開発し、耐摩耗性・耐食性・耐疲労性等の耐環境性を有する表面改質技術を開発することを目的としている。前年度までに、Cr-Ni-N系サーメット厚膜の摩耗特性や最適なNi含有量を明らかにし、磁場誘導型蒸発源(スーパーカソード)による平滑膜の特性も明らかにした。今年度は、非平衡マグネトロンスパッタリング(UBMS)装置を用いて、次世代固体潤滑膜として注目されているDLC膜をバイアス電圧を変えて成膜し、摩擦摩耗等の機械的特性を調べた。その結果、DLC膜の硬度は、低バイアス電圧で約Hv1600、高バイアス電圧で約Hv3000とかなり変化可能なこと、DLC膜の摩擦係数は、軽荷重側(0.49N)で0.050.15、高荷重側(9.8N)で0.10.4の値で、セラミックス膜としては摩擦係数が小さいスーパーカソード蒸着のCr_3NiN(Ni;11at%)膜の約1/5と小さく、摺動特性が非常に優れていることが判明した。さらに、Cr_3NiN膜上にDLC膜を被覆させた複合膜を作製し、機械的特性を調べた。詳細は今後学会等にて公表するが、複合膜は表面粗さは大きいものの、DLCと同様な摺動特性を示し、DLC膜で問題となっていた脆さが低減し、Cr_3NiN膜と同様な高靭性タイプの摩耗特性を示した。また、ポテンショスタットを用いて、Cr-Ni-N系サーメット膜の耐食性を評価した。その結果、約3μmの膜厚では低Ni含有量の方が耐食性(環境遮断性)が優れていることが判明した。なお、厚膜化や多層化によりさらに耐食性が向上し、DLC膜との複合膜は、単層膜と比較して優れた耐食性を示した。
バクテリオファージゲノムに存在する新奇遺伝子・新機能遺伝子の探索と解析

バクテリオファージは特定の宿主細菌に感染すると、宿主染色体中に溶原化したり、宿主内で複製・増殖し最終的に宿主を溶菌させたりする。溶原化したプロファージ遺伝子はその後変異し、宿主に新たな機能をもたらすこともある。ファージDNA上の遺伝子にコードされた蛋白質の多くは、新奇で機能未知なものがほとんどであり、その中には、新たな機能・構造を有した有用蛋白質が発見されることも充分考えられる。新奇遺伝子の探索・解析を目指して本研究を行った。枯草菌Marbarg株はSP10ファージの感染に対して耐性であるが、宿主染色体上の2つの部位に変異(nonA・nonB)を生じると、ファージの感染に感受性になる。この現象の解明を端緒として研究を開始した。nonA・nonBのSP10ファージに対する作用機構を解析するために、SP10ファージゲノムの塩基配列決定を行った。ライブラリ作製のため、複数の制限酵素や超音波により染色体を切断した。それらをプラスミドベクターにクローニングし、塩基配列を決定した。決定した配列を整列化し連結させ、いくつかのコンティグを作成した。現在までに72のコンティグが得られ、全長約108kbのうち90%の合計97,547bpを決定した。Staphylococcus phage K ORFとの相同性がしばしば見られた。現在決定完了を目指している。ファージの増殖を阻害している枯草菌のプロファージSPβ内の未同定のnonA変異は、SPβを段階的に欠失した枯草菌株を多数作製し、ファージに対する感受性を調べた結果、複数の機構があることが判明した。少なくとも2種類存在し、一方はyon0遺伝子と未同定遺伝子、もう一方はdNDPの還元酵素のホモログであることを突き止めている。yon0遺伝子産物は機能未知遺伝子だが、遺伝子発現を制御している可能性がある。今後の解析が興味深い。現在までに66のコンティグが得られ、全長約108kbのうち80%の79kbを決定した。ファージの増殖を阻害している未同定のnonA変異は、枯草菌のプロファージSPβ約100kb領域内(約100遺伝子)の変異であり、その原因遺伝子の同定を試みた。

SPβを段階的に欠失した枯草菌株を多数作製し、ファージに対する感受性を調べた。その結果原因遺伝子は少なくとも2種類存在し、一方はyonO遺伝子であることを突き止めている。yonO遺伝子産物は既知のアミノ酸配列との相同性のない、新奇遺伝子であった。今後機能解析を行う予定である。バクテリオファージは特定の宿主細菌に感染すると,宿主染色体中に溶原化したり,宿主内で複製・増殖し最終的に宿主を溶菌させたりする。溶原化したプロファージ遺伝子はその後変異し,宿主に新たな機能をもたらすこともある。ファージDNA上の遺伝子にコードされた蛋白質の多くは,新奇で機能未知なものがほとんどであり,その中には,新たな機能・構造を有した有用蛋白質が発見されることも充分考えられる。新奇遺伝子の探索・解析を目指して本研究を行った。枯草菌Marbarg株はSP10ファージの感染に対して耐性であるが,宿主染色体上の2つの部位に変異(nonA・nonB)を生じると,ファージの感染に感受性になる。この現象の解明を端緒として研究を開始した。nonA・nonBのSP10ファージに対する作用機構を解析するために,SP10ファージゲノムの塩基配列決定を行った。ライブラリ作製のため,複数の制限酵素や超音波により染色体を切断した。それらをプラスミドベクターにクローニングし,塩基配列を決定した。決定した配列を整列化し連結させ,いくつかのコンティグを作成した。現在までに72のコンティグが得られ,全長約108kbのうち90%の合計97,547bpを決定した。Staphylococcus phage K ORFとの相同性がしばしば見られた。現在決定完了を目指している。ファージの増殖を阻害している枯草菌のプロファージSPβ内の未同定のnonA変異は,SPβを段階的に欠失した枯草菌株を多数作製し,ファージに対する感受性を調べた結果,複数の機構があることが判明した。少なくとも2種類存在し,一方はyonO遺伝子と未同定遺伝子,もう一方はdNDPの還元酵素のホモログであることを突き止めている。yonO遺伝子産物は機能未知遺伝子だが,遺伝子発現を制御している可能性がある。今後の解析が興味深い。
Non-Uniform Sampling法による未検出ピークの構造情報からの追跡

核磁気共鳴装置(NMR)は化合物の構造解析において最も有用かつ重要な分析機器の一つである。その理由として感度が不足していても測定回数を増やすことで必要な感度を得ることが可能である。一方NUS法は高分解能を維持したまま測定時間の短縮が可能となるため、特に多くの時間必要とされる希少試料の構造解析には有用である。今回分子量約4000のカプセル型超分子化合物に分子量約300の分子をゲスト分子として内包した化合物を用いてNUS法によるCOSY、HSQCスペクトルを解析したところ、HSQCスペクトルに関して本来あるべき箇所のピークが得られないことが判明した。この原因を追究すべく本化合物を用いて調査を行うこととした。まず、ゲスト分子のみのNUSによるHSQC測定を行ったところ全てのピークが確認された。しかし注意深くスペクトルを観察すると、一部のゲスト分子由来のピークは他のピークより若干の感度低下が見受けられた。これはHSQC特有の現象であり、ある官能基の信号は低下する傾向にあるためである。またゲスト分子のみと超分子化合物に内包されたゲスト分子とのスペクトルを比較すると内包されたゲスト分子は運動性の低下によりピークが全体的にブロード化、つまり感度の低下が起こることも確認された。次にゲスト内包型超分子化合物のHSQC測定を、NUSを用いずに行ったところ全てのピークの信号を得たが、先程の結果と同様にある官能基の信号は低下していることが確認された。さらにNUS測定を繰り返していくと取得するデータポイント数に応じて信号強度(感度)に影響が出ることが判明した。以上のことから今回のNUSを用いたHSQC測定時のピークの消滅の原因として1超分子化合物に内包されることによる感度低下、2HSQC測定法による一部官能基の感度低下、3過剰なデータポイント搾取による感度の低下のためと判明した。今後本研究結果を、NMRを利用する研究者向けに発表していく予定である。
可搬型Lバンド下部対流圏レーダー(LTR)の開発

近年、音波レーダー、レーザーレーダーに加えて比較的小規模のレーダーを大気力学観測へ応用する実験的試みが世界的に行われている。レーダーは天候等に左右されず高精度かつ高時間/高度分解能で大気の動態を明らかにできる最も適したリモートセンシング法の一つである。境界層を観測するレーダーは特に「境界層レーダー」と呼称されており、国内数ヶ所でそれを用いた観測が行われているが、現在、もう少し大型で下部対流圏の重要部分をカバーするレーダーが必要とされている。本研究では下部対流圏全域を観測可能なLバンドの可搬型「下部対流圏レーダー」(LTR=Lower Troposphere Radar)を開発することを目的とする。初年度に、下部対流圏レーダーのシステム設計を行い、4m×4mのセミアクティブフェーズドアレイ方式のLバンド小型・軽量平面アンテナを設計製作した。2年度に、送信出力2kW、送信機帯域10MHz、デューティ比約20%の性能をもつ送受信装置を設計製作した。これらを組合せ試験観測を実施し、MUレーダー、境界層レーダー、ドップラーソーダーや地上風速計等との同時比較観測により観測精度の検証を行った。次いで、下部対流圏レーダーを用いて温度観測を可能とするため、RASS(Radio Acoustic Sounding System)システムの開発を行った。様々な風速プロファイル時に対応できるよう、レイトレーシングによりスピーカーの最適な配置について検討した結果、アンテナの周囲にスピーカー8台を配置する構成を取ることとした。また、リアルタイムで湿度プロファイルを推定するためのソフトウェアを開発した。ラジオゾンデとの同時比較観測を行い、温度の観測精度の検証を行った。最終年度は、これらをより完成度の高いものにするため、様々な改良を行った。また、1年以上の期間、ほぼ連続して取得できているデータを用いて、風速や乱流強度の日変化や季節変化について調べた。本研究では下部対流圏全域を観測可能なLパンドの可搬型「下部対流圏レーダー」(LTR=Lower Troposphere Radar)を開発することを目的とする。本年度は、まず、下部対流圏レーダーのシステム設計を行った。レーダーシステムの特徴は次の通りである。●レーダー方式は我々がMUレーダーやSパンド境界層レーダーで培ったアクティブフェーズドアレイ方式を採用している。●アンテナ系は軽量な4m×4mの平面アンテナ一面とし、4分割可能な構造としている。●送信系は、送信出力2kW、送信機帯域10MHz、デューティ比約20%としている。●信号処理系は、安定動作・操作の簡便さ・長時間のデータ記録等に留意した仕様となっており、主な演算装置としてはDSP装置とワークステーションを利用している。次いで、セミアクティブフェーズドアレイ方式のLパンド小型・軽量平面アンテナを設計製作した。アンテナ素子には、近年普及の著しい簡易携帯電話(PHS)基地局用の電磁結合同軸ダイポールアンテナを用いている。制作の完了したアンテナを信楽MU観測所に運び込み、試験し、設計通りの特性が得られていることを確認した。アンテナの設計制作と並行して、DSP及びワークステーション用の観測ソフトウェアの開発を行った。レーダー装置と組み合わせ、正しくレーダーを制御でき、観測データを取得できていることを確認した。