hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
姿勢及び循環生理情報の在宅収集装置を用いた高齢者の生活リズム解析

従来の無拘束下血圧計測ではこれらの対応付は被験者の報告(イベント記録)をもとに成されており、被験者の負担に加え行動の記録漏れは避けされなかったが、本装置によりこれらの問題が解決可能と考えられた。3.スペクトル分析による循環生理機能の日内変動解析:本システムを用いて健常成人を対象に1日目は通常の日常生活、2日目は終日ベット安静という条件下で連続48時間の無拘束循環生理機能計測実験を行い、循環機能パラメータの日内変動を平成9年度購入の備品(A/D変換・データ収集・解析システム)を用いてスペクトル解析し、日常生活における行動様式が各パラメータに及ぼす影響を検討した。その結果、各パラメータともに概ね12時間及び24時間を主な周期とする日内変動が存在し、行動様式の違いは12時間周期に対してはあまり影響を及ぼさないものの概日周期に対しては大きく影響することが確認された。またベット安静下での血圧の周期値が日常生活下に比べ大きく変化する場合、ほとんど変わらない場合の両者が見られ、終日ベット安静下という鵜同一城家下においても自律神経系に介した血圧調節機構に個人差があることが示唆された。1.一心拍毎の血圧の無拘束計測装置の試作高齢者における起立性低血圧の有無など日常生活下における循環動態をより詳細に記録・評価することを目的に、一心拍毎の血圧を無拘束的に測定する携帯型装置のプロトタイプシステムを試作した。測定部位は手指基部あるいは頭部(浅側頭動脈)で、健常者を対象としたフィールド試用の結果、本装置により一心拍毎の最高・平均・最低血圧が日常生活下の条件で取得可能で、得られたデータを解析することにより起立性低血圧の指標となる圧受容体反射感度が計測可能であることが確認された。2.高齢者を対象とした日常生活下における姿勢解析前年度試作した生体情報の在宅収集装置を用いて、生活環境の異なる高齢者を対象とし日中約10時間の無拘束姿勢計測を行った。対象者は7183歳の女性8名で在宅で単身、在宅で家族と同居、老人健康保険施設入所者、及び老人病院に入院中の患者が各2名である。各被験者に対して午前8時から午後6時までの10時間の姿勢変化を測定間隔0.2秒で測定・記録した。得られたデータから各人の姿勢ヒストグラムを求めるとともに、動画表示の解析から各被験者の歩行回数及び歩行時間、姿勢の変化数、各肢位での休息時間等を求めた。その結果、高齢者の日常生活下における行動や活動性というものが客観的に評価可能であることが確認されるとともに、生活環境の違い、すなわち在宅か施設や病院で生活しているか、さらには同じ在宅でも単身か家族と同居かといった違いで、日常取る姿勢の種類や頻度、活動性に大きな差が見られることが客観的に示された。これらの結果から、何らかの障害を持つ高齢者の治療に際して「寝たきり」状態を惹起させないためには、障害の快復状況に応じて患者の生活環境をも考慮すべきであることが確認され、機能面の評価に加え、生活スタイル、生活信条をも把握したリハビリテーションプログラムの必要性が示された。
大都市圏直下活断層の危険度評価

本研究では,活断層が高密度に分布する大都市圏のうち,仙台地区・東京地区・京阪神地区・北九州地区の主要な活断層を対象として,それらの詳細位置を大縮尺地形図に示し,都市直下活断層の危険度評価の基礎的資料を作成することを試みた.主な結果は以下のとおりである.1.大縮尺地形図に活断層の正確な位置を示す場合,活断層のタイプや表層地質の違いによって,断層変位地形が異なるので,精密な活断層図に盛り込む情報とその表現法について前年度に引き続き検討した.仙台地区の長町ー利府線と東京地区の立川断層は,いずれも縦ずれ型の断層で,断層変位地形は崖幅が広い撓曲崖として認められる.したがって,大縮尺地形図上にその位置を1本の細線で表現することは因難であるので,撓曲崖の幅と斜面の傾斜を表示した.これに対して,京阪神(六甲山地南麓)の活断層は,主として横ずれ断層で明瞭な崖線が,縮尺1/10,000地形図上でも十分高い精度で表現された.2.活断層の最新活動時期を明らかにするために,古地震に関する考古学的資料や古文書を引き続き集め整理した.このうち,全国の起震断層の約半数が集中する京阪神地区では,遺跡調査によって大地震の発生を示す液状化現象や断層の露頭が発見された.有馬ー高槻構造線の伏見地震の可能性が高いことが指摘された.しかし,中央構造線(徳島県)のトレンチ調査によって,本活断層の最新活動が,その時期から推定してこの伏見地震の可能性もあると指摘され,さらに今後の検討課題とされた.3.主要活断層沿いの土地利用について検討した.その結果,大都市圏では,近年都市周辺部の著しい発展に伴って,活断層の直上に大規検や宅地,学校,病院などの公共施設が急増していることが指摘された.特に,土地高騰を反映してか,断層崖の斜面上の宅地化が著しいことが指摘された.本研究では,活断層が高密度に分布する大都市圏のうち,仙台地区・東京地区・京阪神地区・北九州地区の主要な活断層を対象として,それらの詳細位置を大縮尺地形図に示し,都市直下活断層の危険度評価の基礎的資料を作成することを試みた.主な結果は以下のとおりである.1.大縮尺地形図に活断層の正確な位置を示す場合,活断層のタイプや表層地質の違いによって,断層変位地形が異なるので,精密な活断層図に盛り込む情報とその表現法について前年度に引き続き検討した.仙台地区の長町ー利府線と東京地区の立川断層は,いずれも縦ずれ型の断層で,断層変位地形は崖幅が広い撓曲崖として認められる.したがって,大縮尺地形図上にその位置を1本の細線で表現することは因難であるので,撓曲崖の幅と斜面の傾斜を表示した.これに対して,京阪神(六甲山地南麓)の活断層は,主として横ずれ断層で明瞭な崖線が,縮尺1/10,000地形図上でも十分高い精度で表現された.2.活断層の最新活動時期を明らかにするために,古地震に関する考古学的資料や古文書を引き続き集め整理した.このうち,全国の起震断層の約半数が集中する京阪神地区では,遺跡調査によって大地震の発生を示す液状化現象や断層の露頭が発見された.有馬ー高槻構造線の伏見地震の可能性が高いことが指摘された.しかし,中央構造線(徳島県)のトレンチ調査によって,本活断層の最新活動が,その時期から推定してこの伏見地震の可能性もあると指摘され,さらに今後の検討課題とされた.3.主要活断層沿いの土地利用について検討した.その結果,大都市圏では,近年都市周辺部の著しい発展に伴って,活断層の直上に大規検や宅地,学校,病院などの公共施設が急増していることが指摘された.特に,土地高騰を反映してか,断層崖の斜面上の宅地化が著しいことが指摘された.
大規模な臨床症例シミュレーションによる脳動脈瘤の破裂判断指針データベースの構築

本研究では,瘤破裂の主要因子である脳動脈瘤内の流れに対し,多くの患者の脳動脈瘤内での流れ現象から破裂の共通特性を把握することを目指している.具体的には早稲田大学の血流シミュレーション技術を中心とし周辺研究組織の持つ技術を有機的に組み込むことで,『世界に全く存在しない臨床に直接貢献できる大規模(100症例)脳血管のデータベースの構築』に挑戦する.取得される高度に再現された患者瘤内流れ情報を用いることで,患者の診断・治療支援技術を確立し、臨床への直接フィードバックできるシステムを達成できた。具体的に達成した成果は:・正確なin-vitroおよびin-vivo(慈恵医大およびUCLAの豊かな臨床経験)を行っているため、本研究のシミュレーションの結果は確実に精度の保証ができた。・世界的認識された脳動脈瘤治療機関から大規模な臨床症例の提供,情報共用フィードバックができた。・大規模な破裂と未破裂脳動脈瘤臨床症例(100例を超えった)を用いてシミュレーションを行い、結果から瘤の形状別に脳動脈瘤の破裂要因を抽出できる.今後,臨床現場で脳動脈瘤の破裂定量化予測方法として実用されると予測され,安全かつ最適な治療支援技術をもって臨床に直接貢献できる新しい判断指針を提案した。・慈恵医大において、脳動脈瘤の診査手段の一つとして本研究の成果を取り入れ、全症例解析することになった。世界一早く血流数値解析手法を臨床へ実用化になった。今後、UCLA,オーストラリアの医療機構にも取り込む予定となっている。破裂,未破裂,または成長する脳動脈瘤の結果から脳動脈瘤の破裂の判断指標となるパラメータの提案を行う.また,工学的観点のみならずこれらのパラメータと患者の生体状態などの臨床情報との関係性を検討することにより瘤の破裂に関する臨床的観点からの評価を行う可能になった。昨年度内、すでに臨床の脳動脈瘤の形状を模擬した基礎モデルでき、短時間で血流数値解析できるシステムを構築した。さらに、臨床モデルのシミュレーション正確性をin-vitro方法を用いて確認した。大規模な破裂,未破裂脳動脈瘤を解析し、瘤の破裂,未破裂の差別化を計るためのパラメータの検討を行う.臨床症例シミュレーションの結果から脳動脈瘤の破裂にかかわる物理特性(瘤内血圧,WSSなど)と瘤および親血管の形状に関連するデータベースを構築し、そこから脳動脈瘤の破裂要因を抽出する.昨年度、すでに40症例の解析を実施した。世界ではじめ瘤内に流れる血流のエネルギー損失を予測し、脳動脈瘤の破裂危険度の予測方法を提案され、世界的に注目されている。さらに,成長する脳動脈瘤の成長過程をそれぞれシミュレーションで実行し、脳動脈瘤の成長メカニズムを解明し、破裂の危険度を予測する.瘤破裂の主要因子である脳動脈瘤内の流れに対し,多くの患者の脳動脈瘤内での流れ現象から破裂の共通特性を把握することを目指している.取得される高度に再現された患者瘤内流れ情報を用いることで、患者の診断・治療支援技術を確立し臨床への直接フィードバックを目指す.本研究では大規模なシミュレーションを行うため、個別的なパラメータ分析でなく、脳動脈瘤の血行力学の共通性を分析できる.シミュレーションの結果から脳動脈瘤の破裂の判断指標となるパラメータの提案を行う.今年度は多数な症例数(100症例を目指して)を利用して既に提案されたエネルギー損失評価方法を確認し、さらに新しい観点から患者の生体状態などの臨床情報との関係性を検討することにより瘤の破裂に関する定量的に評価を行う.新しい判断指針を提案する予定です.本研究では,瘤破裂の主要因子である脳動脈瘤内の流れに対し,多くの患者の脳動脈瘤内での流れ現象から破裂の共通特性を把握することを目指している.具体的には早稲田大学の血流シミュレーション技術を中心とし周辺研究組織の持つ技術を有機的に組み込むことで,『世界に全く存在しない臨床に直接貢献できる大規模(100症例)脳血管のデータベースの構築』に挑戦する.取得される高度に再現された患者瘤内流れ情報を用いることで,患者の診断・治療支援技術を確立し、臨床への直接フィードバックできるシステムを達成できた。
CR構造の局所埋め込み問題について

本研究ではCR構造の局所埋め込み問題をめぐって、種々の分野から幅広い多角的な研究を行った。CR構造の埋め込み問題は非常に難しいが、関連する文献を詳細に調べるとともに、全国の関連する研究者と情報交換を密接に行いながら研究を進め、それぞれの分野で種々の成果が得られた。以下の各々の研究で得られた結果はいずれも論文として発表、または発表準備中である。渡邊(誠)はコンパクトハウスドルフ空間上の連続関数空間(これは単位元を持つ可換C*ー代数に成る。)上の閉非有界微分子に付随する関数空間とその上の線形等距離作用素の構造について研究し、共役空間の単位球の端点の特徴付けを行い、これを用いて全射等距離作用素が標準型になることを示した。また、これにより連続関数空間とC1ー関数の空間を同時に含む議論ができることが明かになったToeplitz作用素やHankel作用素は、その領域の境界のCR構造と密接な関係があるが、斉藤はフォンノイマン代数から作られる非可換ハーデイ空間上でのToeplitz作用素およびHankel作用素を研究した。また渡邊(恵)はこれに関連して非可換バナッハ関数空間の構造および非可換Lpー空間上の等距離作用素を研究した。赤堀(9月まで)と浅野は偏微分方程式論の面からCR構造を調べた。渡部と関川は、それぞれCR構造の位相幾何学的、微分幾何学的性質を調べた。印南はCR構造から定まる測地線について、兼田は代数群の表現論の立場からCR構造へアプローチした。田中、磯貝は情報数学への応用の可能性について研究した。
吸血性ダニ由来新規接触相阻害物質に関する研究

現在までに申請者はフタトゲチマダニより新規接触相阻害物質を同定し、これが高分子キニノゲン及び血液凝固第XII因子と結合し、両接触相因子が異物表面と結合するのを阻害して、接触相の活性化を阻害することを明らかとしている。平成15年度は更に接触相阻害物質が持つ2つのKunitz型タンパク質ドメイン(N-domain及びC-domainと表記)に着目し、1)N-及びC-domainともに接触相活性化阻害に関与すること、2)C-domainが接触相活性化をN-domainより強く阻害すること、3)C-domainが高分子キニノゲンの異物結合部位に特異的に結合することを明らかとした。また、接触相阻害物質単独の結晶化を試み、3種の結晶を得た。平成16年度は接触相阻害物質に関する各種変異体を作製し、阻害に必須なアミノ酸残基の同定を試みた。その結果、N-domain中ではTrp29,Leu30,Tyr31,Tyr43,Glu56,Glu60,C-domain中ではTyr85,Va186,Tyr87,Va197,Phe113,Glu117が阻害に深く関与することを明らかとした。次に接触相阻害物質の立体構造解明を試みた。平成15年度に得た3種の結晶に関し、X線結晶解析を試みたが、良好な結果を得ることができなかった。そこで、接触相阻害物質がKunitz型タンパク質であることを利用し、Molecular Operating Enviromentによる分子構造予測モデルを作製した。更に得られたモデルと変異体の実験結果を合せて考察すると、阻害に関与するアミノ酸は阻害分子表面上の一部に集中して存在することが示唆された。これにより、この接触相阻害分子はこの領域を使って標的分子と相互作用すると推定した。現在までに申請者はフタトゲチマダニより新規接触相阻害物質を同定し、これがZn^<2+>依存的に高分子キニノゲン及び血液凝固第XII因子中と結合し、両接触相因子が異物と結合するのを阻害して、接触層活性化を阻害することを明らかとしている。本研究ではさらに詳細な阻害機構解明を試みるため以下の実験を行った。まず、接触相阻害物質が2つのKunitz型蛋白質ドメインが連なった構造を持つことに着目し、各ドメイン(N-domain,C-domain)の組換え蛋白質を作製して、それぞれの阻害活性に対する寄与を検討した。その結果、N-,C-dmainともZn^<2+>依存的に標的分子の異物結合ドメインと特異的に結合した。さらに高分子キニノゲンの異物結合ドメインの変異体を作製し、N-,C-domainの結合する部位を特定した結果、N-domainが異物結合ドメインのZn^<2+>結合部位に結合すること及び、C-domainがZn^<2+>結合部位、細胞結合部位の両部位に結合することが明らかとなった。また、各ドメインの接触相阻害活性を調べた結果、C-domainはN-domainと比較して著しく強く接触相活性化を阻害した。以上の結果より、本研究で対象とする接触相阻害物質はC-domainによって接触相因子の細胞結合部位と相互作用し、これにより接触相因子が異物と結合することを阻害すると示唆された。また、N-domainは接触相因子のZn^<2+>結合部位と相互作用し、これによりC-domainの相互作用を強める役割を果たすと考えられた。一方、接触相因子-阻害物質間の相互作用における構造情報を得るために高分子キニノゲンの異物結合ドメインと接触相阻害物質との複合体を調製し、結晶化を試みたが良好な結晶は得られていない。そこで接触相阻害物質単独の結晶化を試み、現在3種の結晶を得ている。これについては解析を進めている段階である。
核酸による抗癌作用メカニズム解析と乳癌治療応用のための基礎研究

核酸が癌細胞において、「細胞内自然免疫系シグナルを介して癌細胞選択的にアポトーシスを誘導する」ことを我々は研究費申請前の予備実験で示しており、本研究ではそのメカニズムを乳癌細胞株等を用いて解明する計画を示した。従来の報告では特に自然免疫応答の最終産物である1型インターフェロンやその上流の中心的シグナル分子であるMAVSがアポトーシスの必須関連分子と検討されていた。しかし、我々の実験結果において、CRISPR/Cas9遺伝子編集システムによるMAVSを欠損させた同癌細胞株で、核酸刺激によるアポトーシス誘導が同程度に認められ、MAVS(Type1 IFN)非依存的なアポトーシス誘導pathwayの存在が新規に示された。この現象は、少なくともヒト由来の癌細胞(乳癌:MCF7や肺癌:A549等)と正常細胞(MRC5やHELF等)において認められ、核酸による癌細胞選択的Apoptosisの新しい概念をうち立てる見解となる一方で、将来的に臨床応用への期待ももたれる。現在、2年目の計画であったIn vivo系を中心に研究を進めており、担癌モデルマウス(肝転移モデルおよび肺転移モデル)を用いて、個体レベルでの治療効果および組織レベルでの癌細胞の選択的細胞死について解析されつつある。今後、追加実験等を行い、年度内の論文発表を視野に入れるとともに、論文発表後は海外癌関連学会にて発表を行う予定である。本研究課題は2年計画で構成し、一年目に癌細胞細胞内メカニズム解明を、二年目にマウスモデルにて選択的抗腫瘍効果およびメカニズム解析を課題としていた。現在、前者は概ね終了し、後者も七割終了している。そのため、論文投稿を視野にいれた研究計画が年度内に遂行可能であると考えている。近年、乳癌は若年層を含めて罹患者数の増加傾向にあり、有効で副作用の少ない治療薬開発が急務である。自然免疫治療は核酸刺激により癌細胞に選択的なアポトーシス誘導が報告されるがインターフェロン(IFN)産生を伴うなど副作用のリスクが懸念される。またそのメカニズムは未だ不明であり、本研究ではその機序解明を行った。1.まず研究代表者らは核酸(ssRNA)刺激による癌細胞のアポトーシス誘導機序がIFNβ産生に非依存性であることを示した。具体的にはゲノム編集ツール(CRISPR)を用い、IFN産生系シグナルの上流分子MAVS(Mitochondrial antiviral signaling protein)を介さずにアポトーシスが誘導されることを示した。2.多くのTNBC(トリプルネガティブ乳癌)を含むp53変異株では、核酸誘導アポトーシスに耐性であるが、正常p53の過剰発現下に感受性を呈する結果を得た。また、p53のリン酸化サイトを解析したところ、p53リン酸化様式が抗癌剤や放射線照射により誘導されるDNA障害(ATM/ATRシグナル)とは異なることを示した。In vivo研究では、転移性癌への核酸刺激治療を想定し、大腸癌肝転移モデルへ、ssRNA搭載ナノデリバリーを静脈投与したところ、48時間以内に肝転移巣に癌細胞選択的にアポトーシス(TUNEL陽性)が顕著に発現することを組織免疫染色およびFACS解析により示した。現在の研究成果を論文投稿した後、他の助成金等の資金を得るなどして、速やかに他の臓器由来癌細胞での核酸治療薬の効果および細胞内メカニズムを詳細に解析してゆく。また、動物実験に関しては、今回用いた人為的作成モデルではなく自然発生モデルにて本研究の見解が示せるか否か調べる予定でいる。腫瘍免疫実験が良好に進み実験数が削減出き、消耗品の購入を抑えられたため。平成28年度の関連実験に充てる予定でいる。
AGEsから見た脊柱靭帯骨化疾患の発症機序の解明；住民コホート10年追跡調査より

最終糖化産物(Advanced Glycation End Products:以下AGEs)は今、世界中で最も注目されている“老化物質"であり、AGEsは非酵素的に蛋白と還元糖が結び付く糖化反応により産生され、その一部は靭帯骨化につながることが示唆されている。本研究の目的は最終糖化産物と骨増殖性疾患との関連を明らかにすることである。研究成果の発表はすでに3回行っており、2018年10月5日中部整形災害外科にて骨化疾患の重症度と終末糖化産物(AGEs)の血中濃度は相関する;大規模住民コホートの結果よりを発表し、学会奨励賞を頂いた。また2018年11月24日には厚生労働省OPLL班会議に出席し、同様の内容で発表を行った。2019年4月19日日本脊椎脊髄病学会において、終末糖化産物(AGEs)の血中濃度は骨増殖性病態の重症度と相関する;大規模住民コホートの調査結果よりを一般口演にて発表を行った。また同様の内容にて論文作成中である。学会発表は終了してきており、論文作成も今年中には完成予定である。縦断データの活用と骨化疾患との関連を調査していく予定である。2018年度は現地調査および研究参加者の選定を行っており、MRI撮影費を計上していた。しかし、次年度にもMRI撮影が必要な状態であり、次年度使用額が生じたため、予算に計上した。2019年に現地調査の継続を予定しており、MRI撮影およびその諸経費を使用する予定である。
水資源利用・維持のための制度・政策に関する経済分析-南インドの事例研究

本研究では、水資源の使用に関して課題が山積する途上国の農業部門の中でも、さらに水資源の需給関係が逼迫している南インドの農業部門を選び、分析の対象とした。研究目的は、水資源利用・維持するための制度・政策の違いと、農業生産効率性・農業生産性・水資源使用効率性・水資源価格との関係、ため池灌慨と井戸灌概の関係を、横断的かつ時系列的に比較分析を行うことにより理解し、その結果をもとに政策分析を行い、'持続可能な農業発展をとげるための新たな水管理制度の確立と政府の役割に関する包括的な政策的含意の導入を図ることであった。これまでに以下のことが達成された。1.南インドにおいて、聞き取り調査を行い、農家レベルにおける農業生産、水資源の利用に関するデータベースをつくった。2.調査対象各農家における生産性、規模の経済、技術効率性、資源配分効率性の違いを、政策・制度、社会・経済的背景の違いに関連付けて理解する分析の枠組みを新たに導きだした。3.また農業政策・制度の効果、管理組織の違いによる生産効率・経営効率の違い、各種水資源の農家レベルにおけるシャドウプライスの計算とその違いが発生する理由を分析する手法を導入した。4.さらに、井戸灌概の経済的価値を、動学的モデルで計算し学術論文として完成し、2007年1月のアメリカ農業経済学会冬季大会で報告した。またこれを加筆修正した論文も同学会の学会誌に掲載されることになっている。そのほかに2と3に関連した研究成果として学術論文が発表される予定になっている。第1年度の本年は、まず文献のサーベイ、郵便による予備資料の収集、電子メールを通じた海外共同研究者からの情報・データ提供を受け、データベースをつくる作業から始めた。研究代表者は、その後補完的に南アジアから収集するデータをリストにして、質問状を作成した。また、現地の統計書からも必要部分に関してデータベース化をはかった。次に、研究代表者が現地に渡り、現地の共同研究者と共に、補完的に収集するデータの詳細について打ち合わせを行い、パイロット調査を実施した。その後、海外共同研究者であるPalanisami教授、Smith准教授、Tsur教授と研究代表者の弦間は、タミールナドゥ農業大学水資源技術センターのネットーワークを使い、補完的なフィールド調査を実施し、収集データをデータベース化した。また研究代表者は、既存のデータを整理したデータベースができた段階で、Fare, Grosskopf Norris and Zhang (American Economic Review, 1994)が使ったアプローチを参考に、収集したデータを分析する枠組みを構築し、リニアプログラミングの手法を用い、農家ごとの生産効率性の差を、生産性、規模の経済、技術効率性、資源配分効率性に分解して説明する実証分析を行った。そして生産関数の形を仮定しないノンパラメトリック分析モデルを構築する段階では、共同研究者のSmith准教授と共同作業を行い、ダイレクショナル・ディスタンス関数の利用を可能にする生産経済理論の共同論文執筆作業を行い、実証研究を理論的にサポートする枠組みを作った。さらに、共同研究者のTsur教授との共同研究を通じて地下水が持つ安定化価値を計測した。これにより地下水資源を効率的に使用するためには、新たな政策・制度の構築が必要であることを示すことができた。研究目的は、水資源利用・維持するための制度・政策の違いと、農業生産効率性・農業生産性・水資源使用効率性・水資源価格との関係、ため池灌漑と井戸灌漑の関係を、横断的かつ時系列的に比較分析を行うことにより理解し、その結果をもとに政策分析を行い、持続可能な農業発展をとげるための新たな水管理制度の確立と政府の役割に関する包括的な政策的含意の導入を図ることであった。第2年度にあたる本年度は、初年度で明らかになった調査対象

各農家における生産性、規模の経済、技術効率性、資源配分効率性の違いを、政策・制度、社会・経済的背景の違いに関連付けて理解する作業を実施した。また農業政策・制度の効果、管理組織の違いによる生産効率・経営効率の違い、各種水資源の農家レベルにおけるシャドウプライスの計算とその違いが発生する理由を分析・考察した。その上で南インドの農業政策・制度の効果を検証し、政策的含意を導入する作業を実施した。同時に、初年度で収集できなかったデータも補完的に継続して収集し、実証研究の精度を改善させた。さらに、井戸灌漑の経済的価値を、動学的モデルで計算し学術論文として完成し、2007年1月のアメリカ農業経済学会冬季大会で報告した。またこれを加筆修正した論文も同学会の学会誌に掲載されることになっている。
有用物質・エネルギー生産を志向した微生物代謝の電気化学的制御

本研究においては、電気化学的手法により微生物体内の酸化還元雰囲気を制御し、そのアウトプットとして微生物によるCO2還元や有用物質生産効率の飛躍的向上を目指す。その目的の下、(1)電極電位操作による遺伝子発現制御手法の確立、(2)微生物体内の酸化還元状態操作手法確立、に関する研究を実施してきた。本年度では、光合成細菌の生体内時計を対象とし、その電気化学的手法による制御を試みた。前年度までに確立した、電子伝導性ポリマーを利用した生体内酸化還元の電気化学的制御手法を、モデル微生物であるシアノノバクテリアに適用した。生体内の酸化還元バランスの変化は、電気化学測定による細胞外電子伝達能の評価、および、クロロフィルへの光励起蛍光測定系を組み合わせることで実施した。その結果、設定する電極電位に応じた、生体内酸化還元バランスの変化、および、それに付随した生体時計リズムの制御が可能であることが明らかとなった。また、このような細胞外電子伝達に関する研究を実施する過程で、生体内酸化還元分子の酸素還元・酸素発生反応に対する触媒能に着目し、研究を展開した。すなわち、生体酵素模倣人工触媒の開発、および、その知見を活かした金属空気電池開発に関する研究を実施した。その結果、キノン分子・金属ポルフィリン錯体が、リチウムイオン電解質における酸素還元・酸素発生反応に対して高い触媒能を示すことが明らかとなった。この結果は、これらの生体分子が非水系リチウム空気電池の正極反応における効果な溶解性触媒として機能することを示すものである。26年度が最終年度であるため、記入しない。申請者は、電気化学的手法を用いて、微生物体内の酸化還元雰囲気を制御し、そのアウトプットとして微生物によるCO2還元や有用物質生産効率の飛躍的向上を目指す。その目的の下、(1)電極電位操作による遺伝子発現制御手法の確立、(2)微生物体内の酸化還元状態操作手法確立、に関する研究を行う。その後、この2つの手法を組み合わすことで、システム工学的観点から、微生物のもつ物質・エネルギー変換特性の最適化を試みる。メタノール生産菌をモデル系として、微生物に対して外部から電位変調を介して人為的な摂動を与えることで、メタノール生産能の向上を目指す。本年度では、目的を達成するために(1)電極電位操作による遺伝子発現制御手法の開発を目指して研究を行った。その第一として、微生物内膜に存在するキノンプールと電極を電気化学的に接続する手法の開発を行った。具体的にはオスミウムポリマーを電極上に担持させた系において微生物・電極間電子移の動反応の電気化学的解析を行った。その結果、微生物体内の呼吸鎖電子伝達鎖とのマッチングのよい酸化還元電位を持ったオスミウムポリマーを選定することができた。その後、光合成細菌のクロロフィル発現制御系をモデル系として選択し、酸化還元雰囲気制御下で微生物の培養を行い、紫外可視分光法による吸収スペクトル測定によりクロロフィルの発現の定量を行い、その酸化還元雰囲気依存性の検討を行った。その結果、遺伝子発現レベル・タンパク質レベルでクロロフィル発現量の変化が観測された。以上の結果から、電気化学的手法により生体内の酸化還元雰囲気を制御することで、微生物代謝を遺伝子発現レベルで制御する手法が確立されたといえる。1年目で得られた知見をふまえて、今年度は、光合成細菌の代謝・遺伝子の電気化学的手法による制御を試みた。具体的には、従属光合成細菌Rhoropdseusomonas,独立光合成細菌Cyanobacteriaの異なる代謝モードを持つ2つの菌を対象に研究を行った。電子伝導性メディエーターを添加した系において、設定する電位に応じて生体内からの電子引抜き、電子注入が確認され、細胞外電子移動系の構築が確認された。さらに、細胞外電子移動によって誘起された生体内酸化還元バランスの変化に伴い、光合成関連タンパク質の発現変化が観測された。光合成関連タンパク質の発現変化は、電子伝導性メディエーターを添加しなかった場合には観測されなかったことから、細胞外電子移動が、遺伝子発現を誘起していることが明らかとなった。このように、光合成微生物においても、人為的に電子メディエーターを添加し、細胞外電子伝達系を構築することで、微生物代謝の電気化学的制御が実現された。本研究で確立した手法をRhoropdseusomonas系に適用することで、電気化学的な二酸化炭素固定能の向上が実現された。適切に電位を制御した条件下においては、二酸化炭素固定能が1.31.5倍に増加することが確認された。また、Cyaniobacteria系においては、生体時計リズムを外部からの電気化学的操作により制御することに成功した。また、生体分子を用いたORR/OER触媒の開発も平行して行った。キノン分子や金属ポルフィリンといった生体分子のもつ触媒能を非水系で発現させることを念頭に、その電極触媒能の評価を行った結果、ベンゾキノン・コバルトポルフィリンが、それぞれ非水系で効果的なORR/OER触媒として機能することが明らかとなった。

生体内の酸化還元バランスの変化は、電気化学測定による細胞外電子伝達能の評価、および、クロロフィルへの光励起蛍光測定系を組み合わせることで実施した。その結果、設定する電極電位に応じた、生体内酸化還元バランスの変化、および、それに付随した生体時計リズムの制御が可能であることが明らかとなった。また、このような細胞外電子伝達に関する研究を実施する過程で、生体内酸化還元分子の酸素還元・酸素発生反応に対する触媒能に着目し、研究を展開した。すなわち、生体酵素模倣人工触媒の開発、および、その知見を活かした金属空気電池開発に関する研究を実施した。その結果、キノン分子・金属ポルフィリン錯体が、リチウムイオン電解質における酸素還元・酸素発生反応に対して高い触媒能を示すことが明らかとなった。この結果は、これらの生体分子が非水系リチウム空気電池の正極反応における効果な溶解性触媒として機能することを示すものである。26年度が最終年度であるため、記入しない。当初目的としていた、電気化学的手法による微生物代謝の遺伝子発現レベルでの制御を示唆する結果が得られているため。目的としていた光合成細菌に対して、本研究において開発した遺伝子発現制御の電気化学的手法を適用することにより、実際に遺伝子発現の制御に成功した。また、cyanobacteriaにおいても概日リズムの制御にも成功した。この結果から、本研究は計画通りに進展しているといえる。代謝物レベルでの変化をHPLC,GCMSといった網羅的分析手法を用いることで解析を行う。また、代謝制御機構の解明を目的として遺伝子破壊株を用いた実験を行う。平行して代謝産物がより魅力的なメタノール生産菌の系に、確立した電気化学的代謝制御手法を適用し、有用物質生産能の向上を試みる。今後は、本研究で開発した手法を、物質生産の観点でより魅力的な反応系への適用を検討する。また、併せて、生体系の高い触媒活性を利用した人工系の開発を併せて進める予定である。
非平衡プラズマ状態下での有機シリコン源と酸素によるシリコン酸化膜の化学的気相合成

昨年度までの研究において、高密度半導体デバイスの層間絶縁膜に対応可能なシリコン酸化膜の合成を目的に、非平衡無声放電プラズマを用いた珪酸エチルと酸素を原料ガスとするリモートプラズマCVD(化学的気相合成)法を考案した。特に、印加電圧方式に低周波商用交流を用いた場合について検討し、高い段差被覆性、高い膜形成速度、そして平滑な表面性状を実現した。今年度は、印加電圧方式に方形波パルス(250Hz)を用いた場合について検討した。この方式では、ガスの状態によらず印加電圧に対応した高い電界強度が得られるため、高い非平衡プラズマの形成が可能となる。この効果により、低周波交流の場合と比較して、より高い段差被覆性と同程度の高い膜形成速度(0.36μm/min)が実現され、本方法の有効性が明らかにされた。また、低周波交流、方形波パルス両印加電圧方式の基礎特性を把握するため、先の実験で良好な結果が得られた投入電力、反応ガス組成の条件において、放電空間での反応ガスの滞留時間、および基板温度の影響を調査した。この結果、両印加電圧方式とも、膜形成速度は、滞留時間の増加、基板温度の上昇とともに増加するが、次第に飽和または減少傾向を示し、表面性状は、滞留時間の増加、または基板温度の低下とともに、凹凸の激しい状態へ変化することが明らかになった。この傾向は、形成される膜前駆体の量と移動度の高さに影響されたものと考えられる。さらに、本CVD法による膜形成機構を解明するため、シミュレーション解析を行った。反応解析は、定常放電モデルを用いて、生成化学種の保存式を解くことによって行い、膜形状解析は、分子論的モデルを用いて、モンテカルロ法により行った。この結果、高い活性酸素種の存在割合と膜前駆体の高い表面拡散効果によって、高い段差被覆性が得られることが明らかになった。有機シリコンの一つである珪酸エチル(TEOS)は、オゾンとの反応系による化学的気相合成(CVD)によって、半導体デバイス内部の絶縁膜として用いられる高段差被覆性シリコン酸化膜の合成が可能である。本研究では、膜質等も含めた、より高性能なシリコン酸化膜の合成を目的に、無声放電により酸素ガスからのオゾンや酸素原子等の活性酸素種の生成が制御されている場へ、ヘリウムによるバブリングによって珪酸エチルを導入し、シリコン酸化膜合成を行う方法を考案した。無声放電は、大気圧下において熱的、化学的に非平衡なプラズマ状態が形成でき、通常は低周波交流の印加電圧方式であるものを、方形波パルスまたは高周波交流とすることで、より高い非平衡性を得ることが可能となる。そこで、まず低周波(商用60Hz)交流と方形波パルス(250Hz)の印加電圧方式における放電特性の確認実験を行った。特に低周波交流の場合では、バブリングに用いるヘリウムの火花電圧、すなわち無声放電におけるストリーマ放電開始電圧が特に低いことから、珪酸エチル(ヘリウムを含む)および酸素によって構成される反応ガスの組成によって、反応場に形成される熱的非平衡度が異なり、酸素の組成比が高いほどこの非平衡度が高くなることが明らかにされた。次に基本的な電圧印加形式である低周波交流場合において、シリコン酸化膜の合成実験を行った。放電状態が合成状態に与える影響を調べるため、基板温度は648Kで一定とし、反応ガス組成、投入電力を変化させた。酸素のガス組成比0.71、投入電力3Wの条件において、0.24μm/minの高速合成が実現され、さらにこの時、高さ1μmの段差パターンにおいて、高い被覆性、良好な表面モフォロジーを確認した。合成実験の結果より、本手法の有効性が明らかにされた。今後、膜質の評価とともに、方形波パルスまたは高周波交流の場合における合成特性を評価する必要がある。
PCR法を用いたC型肝炎ウルスの母児感染に関する研究

本研究はC型肝炎ウイルス(HCV)母児感染の診断法の確立と母児感染児の頻度、感染経路、臨床病像の検討を目的として遂行された。HCV感染母体25例とその出生児27例を対象としたfollow up studyから、児では生後214か月まで移行抗体が検出されること、HCVの母児感染はPCR法によるHCV-RNAの検出により診断されること、HCV母児感染児ではHCV抗体価の再上昇や母体血にないHCV抗体の検出が観察されることが明らかになった。また、27例中2例(7.4%)でHCV母児感染が成立した。HCV抗体のカットオフ値が3以下の母親の血中HCV-RNAは陰性であり、母児感染を起こす可能性が少ないと考えられた。母乳栄養はHCV母児感染成立の頻度に影響を与えなかった。唾液中からは血清中と比較して千1万分の1以下のHCV-RNAが検出されたが、母乳中には全くHCV-RNAが認められなかった。小児C型肝炎40例の検討から、第2世代のHCV抗体検査法は成人患者同様に有用であること、乳児期C型肝炎の病像は比較的穏やかであることが明らかになった。HCV母児感染児の自然歴は未だ不明であるが、現段階の処置として以下を提言する。(1)HCV抗体陽性の母親には、母児感染の可能性が低いことを十分に説明する。たとえ児に感染しても当面は障害は少ないこと、年長児になってからでも治療は有効であることを告げ、無用の不安を取り除くように努める。(2)出生後の感染予防には、自分の血液の処理に注意すること、口移しで離乳食を与えないことを注意させ、他は全く普通通りに育ててよいと説明する。良好で安定した母児関係を維持するように指導する。(3)現在のところ、母親に母乳栄養を中止させる根拠はない。(4)出生児のフォローアップとして、通常の健診以外に最低でも1歳時及び1歳半健診時に肝機能検査、第2世代のHCV抗体検査、PCR法によるHCV-RNAの検出を行う。(5)HCV母児感染児の自然歴や乳児に対する薬理作用が明らかになる迄、当分の間インターフェロン治療は行わない。1.PCR法によるC型肝炎ウイルスRNA(HCVーRNA)の検出法の確立(1)血清からのRNA抽出はHot phenol法あるいはグアニジウムチオシアネイト法を用いた。(2)逆転写反応にはantiーsenseprimer及びrandom primerの両者を併用した。(3)最も保存度が高い5'末端領域由来のPrimerを用いて、Nested PCRを行った。2.小児非A非B型慢性肝炎におけるC型肝炎の頻度(1)非A非B慢性肝炎児35例の血清を用いて、C100ー3抗体(C100)、p22抗体(p22)の測定及びPCR法によるHCVーRNAの検出を行い、11例がC型肝炎と診断された。現行のV100ー3抗体検査についてはC型肝炎11例中4例で陰性、かつ3例の偽陽性がみられた。PCR法は全例で、p22は11例中10例で陽性であった。

以上より小児C型肝炎の診断において、PCRによるHCVーRNAの検出及びp22抗体検査は、C100ー3抗体検査より感度及び特異度が高かった。(2)感染経路については、小児C型肝炎11例中、10例は血液製剤の投与歴を有し、1例は母親もC型慢性肝炎であったことから、母児感染と推測された。3.母児感染の頻度とその感染経路の検討(1)C型肝炎の母親4例とその児9例についてC型肝炎ウイルスマ-カ-の検索を行ったところ、9例の児のうち1例の血清中にC100、p22及びHCVーRNAが持続的に検出され、他に明かな感染の機会がなく、母児感染と考えられた。出生時から検査し得た4例の児はいずれも生後6ー12カ月までC100ー3抗体が検出されたが、同検体中にHCVーRNAは検出されず、移行抗体と思われた。残りの4例ではすべてのマ-カ-が陰性であった。C型肝炎は頻度は高くないものの母児感染しうると考えられた。(2)感染経路の解明のためにPCR法を用いて臍帯血、C型肝炎の母の母乳や唾液中のHCVーRNA検出を試みた。臍帯血、母乳は陰性であったが、一部の症例の唾液中にHCVーRNAが検出され、水平感染の可能性が示唆された。母児感染については今後さらに症例を集め検討する。1.PCR法によるHCV-RNA検出法の確立5'末端の非翻訳領域とNS-3領域の2領域を用いてPCR法を確立した。前者では塩基配列が極めて良く保存されており、PCRの検出感度がよかった。後者ではHCVーRNAの塩基配列に変化をきたしやすい領域が含まれており、分子疫学的手法の利用が可能であることが明らかになった。2.小児HCV感染症の診断法の改善肝障害児74名の経時的血清を多角的に分析した結果、第一世代の抗体(C100-3抗体)にはいくつかの問題点があること、一方、ウイルスコア蛋白に対する抗体を含んだ第二世代の抗体の検出とPCR法がよく相関し、両者が小児C型感染症の診断に有用であることがわかった。3.小児HCV感染症の感染経路の解明小児でHCV感染症と診断された症例の90%が輸血あるいは血液製剤投与による感染、残りの輸血歴のない全症例では家族内にHCV感染者が存在することが判明した。小児では成人に比較して、感染経路が全く不明のHCV感染はかなり少ないと推測された。4.母児感染の頻度とその感染経路C型肝炎の母親10名とその児19名についてC型肝炎ウイルスマーカーの検索を行ったところ、19名の児のうち1名の血清中に第1・2世代抗体及びHCVーRNAが持続的に検出され、他に感染の機会がないことから母児感染と推定された。他の児では生後6-12か月まで抗体のみが検出されたが、同検体中にHCVーRNAは検出されず移行抗体と思われた。5.HCV感染者の体液中のHCVーRNA検出HCV感染者の血清、唾液、母乳、ちつ分泌液からPCR法によるHCVーRNAを半定量的検出を試みたところ、HCV感染母4名中2名の唾液から血清の10^<-3>量のHCVーRNAが検出されたが、母乳中からは検出されなかった。後者ではHCV-RNAの塩基配列に変化をきたしやすい領域が含まれており、分子疫学的手法の利用が可能であることが明らかになった。2.小児HCV感染症の診断法の改善
オルト置換アニリンのN,N-ジアセチル化その立体化学への応用

二つのアシル基が異なるオルト置換非対称N,N-ジアシルアニリンにおけるN-C軸不斉の存在についての検討し、以下の結果を得た。1)オルト位の置換基が嵩高い(ortho-tert-butyl)非対称ジアシルアニリンはそのアシル基の種類によらずN-C軸不斉が存在することが分かった。2)光学活性カラムを用いたHPLCによる種々の非対称ジアシルアニリンを光学分割後、それらN-C軸不斉の安定性を調べた。その結果、予想外にもアシル基が立体的に小さい程、軸不斉が安定であることが分かった。そして、室温でラセミ化しない安定なortho-tert-butyl-N-acetyl-N-propionylanilineを見い出すことができた。本例は、イミド窒素-炭素結合軸不斉による安定な光学活性体の最初の例である。3)予想外にもアシル基が立体的に小さいジアシルアニリン程、ラセミ化しにくい要因を明らかにすべく、以下に示す検討を行った。i)異なる4つの温度によるラセミ化速度の測定とそれによる活性化エントロピー,同エンタルピーの計算、ii)検討したジアシルアニリンの二つのアシル基カルボニルとそれらアシル基に対応する典型アミドとのアシル基カルボニルの^<13>C-NMRケミカルシフト差の比較、iii)ジアシルアニリンと求核剤ベンジルアミンとの反応性実験、iv)ジアシルアニリンのNOESY実験以上の実験結果を総合的に考えると、ラセミ化しやすいジアシルアニリンにはイミドのねじれが存在し、そのねじれによる高エネルギー状態がラセミ化の駆動力となっていることが推察された。現在、さらに詳細にラセミ化機構の解明を検討中である。オルト置換アニリンがそれ以外のアニリンに比べ容易にN,N-ジアセチル化される現象について、オルト位のどの様な置換基で起こり易いのか、又どのようなアシル化が可能かについて検討し、以下の結果を得た。i)種々の置換アニリンについてジアセチル化がどの様に影響されるか検討を行った結果、オルト置換基が電子吸引基、電子供与基、又嵩高いアルキル基でも容易にジアセチル化された。その中でも、オルト-トリフルオロメチルアニリンが最も収率良くジアセチル化された。一方、パラ置換アニリンについては、いずれの置換基でもモノアセチル体が主生成物であった。以上の結果より、ジアセチル化におけるオルト置換基の役割は電子的効果というよりは、立体的影響が重要であることが分かった。ii)種々のオルト置換アニリンのモノアセチル体について一般的アシル化の検討を行った。その結果、いずれのオルト置換基でもベンゾイル化、又はピバロイル化などのアシル化が収率良く進行した。次にオルト置換N,N-ジアセチルアニリンのアミンに対するアセチル化について以下の結果を得た。種々のオルト置換ジアセチルアニリンとベンジルアミンの反応を行った結果、オルト-トリフルオロメチルジアセチルアニリンが最も高いアセチル化能を示した。又、オルト-トリフルオロメチルジアセチルアニリンは二級アミンや立体障害の大きいアミンもアセチル化することが分かった。現在、そのジアセチルアニリンを用いた選択的アセチル化を検討中である。1)オルト置換アニリンがそれ以外のアニリンに比べ、容易にN,N-ジアセチル化される現象について、どのようなオルト置換基で起こりやすいのか、又どのようなアシル化が可能かについて検討し、以下の結果を得た。i)種々の置換アニリンについてN,N-ジアセチル化が影響されるか検討を行った結果、オルト置換基が電子吸引基、電子供与基、又嵩高いアルキル基でも容易にジアセチル化された。以上の結果より、ジアセチル化におけるオルト置換基の影響は電子的影響というよりは、立体的影響が重要であることが分かった。ii)種々のオルト置換アニリンのモノアセチル体について一般的アシル化を行った。その結果、いずれのオルト置換基でもベンゾイル化又はピバロイル化などのアシル化が収率良く進行した。2)次に、オルト置換N,N-ジアセチルアニリンのアミンに対するアセチル化について以下の結果を得た。種々のオルト置換アニリンとベンジルアミンの反応を行った結果、オルト-トリフルオロメチルジアセチルアニリンが最も高いアセチル化能を示した。又、オルト-トリフルオロメチルジアセチルアニリンは反応時間が若干長くなるが、二級アミンや立体障害の大きいアミンもアセチル化することが分かった。さらに、オルト-トリフルオロメチルジアセチルアニリンを用いて一級アミノ基と二級アミノ基を分子内に有するジアミンに対してアセチル化を行うと、一級アミノ基にのみ選択的にアセチル化が進行することが分かった。現在、1)、ii)項で得たオルト置換ジアシルアニリンのアミンに対するアシル化能について検討中である。

2)光学活性カラムを用いたHPLCによる種々の非対称ジアシルアニリンを光学分割後、それらN-C軸不斉の安定性を調べた。その結果、予想外にもアシル基が立体的に小さい程、軸不斉が安定であることが分かった。そして、室温でラセミ化しない安定なortho-tert-butyl-N-acetyl-N-propionylanilineを見い出すことができた。本例は、イミド窒素-炭素結合軸不斉による安定な光学活性体の最初の例である。3)予想外にもアシル基が立体的に小さいジアシルアニリン程、ラセミ化しにくい要因を明らかにすべく、以下に示す検討を行った。i)異なる4つの温度によるラセミ化速度の測定とそれによる活性化エントロピー,同エンタルピーの計算、ii)検討したジアシルアニリンの二つのアシル基カルボニルとそれらアシル基に対応する典型アミドとのアシル基カルボニルの^<13>C-NMRケミカルシフト差の比較、iii)ジアシルアニリンと求核剤ベンジルアミンとの反応性実験、iv)ジアシルアニリンのNOESY実験以上の実験結果を総合的に考えると、ラセミ化しやすいジアシルアニリンにはイミドのねじれが存在し、そのねじれによる高エネルギー状態がラセミ化の駆動力となっていることが推察された。現在、さらに詳細にラセミ化機構の解明を検討中である。
水みち上の樹木の特徴を用いた斜面崩壊発生場所の予測手法の開発

崩壊箇所を精度よく予測するために,樹高を用いて地下水の多い場所を推定する手法を開発した。水みち上とそれ以外の場所のヒノキ林の樹高,直径を比較した。水みち上の樹木は,水みち以外の場所よりも樹高,直径が大きく,成長がよいことが明らかとなった。次に,スギの人工林において高密度のレーザー測量を行い,樹高の高い林分と危険な地形の関係を比べた。結果として,崩壊しやすい0次谷や地すべり地形,断層地形などの一部で,周囲に比較して樹高が高く,地下水が豊富である場所を抽出することができた。本研究によって,山地の広域において樹高を指標として崩壊発生に関与する地下水の豊富な場所を推定できることが明らかとなった。本研究の目的は、斜面崩壊の原因となる水みちの位置を樹木の特徴を用いて特定し、広域における崩壊場所の予測精度を向上させる方法を開発することにある。この目的を達成するために,次の2つの課題を実施する予定である。1現地調査によって水みちの位置を明らかにし,水みち経路上とそれ以外の場所の樹木の成長量や葉の分光反射特性などの特徴の差異を明らかにする。そして,2空中写真等を用いて,1で明らかにした水みち経路上とそれ以外の場所の樹木の特徴を抽出し,広域における崩壊の発生する危険箇所を明らかにする。研究2年目にあたる本年は,上記の2つの目的のうち1を行った。具体的には,崩壊が発生している山腹斜面において地下流水音探査によって水みちの位置を推定した。次に,推定した水みち経路上で,降雨に対して地下水の応答が良い場所と悪い場所を明らかにするために井戸を設置し,地下水観測を実施した。これらの結果から,降雨に対して地下水の応答が良い場所と悪い場所があることが明らかとなった。また,地下水の応答を検討している井戸周辺の11年生のヒノキの根元直径,樹高を測定した。加えて,約60年生のヒノキ切株も井戸周辺に多数存在することから,これらの切株より円盤を100枚採取し,ヒノキの成長量を分析した。結果として,ヒノキの根元直径,樹高は,降雨に対して地下水の応答が良い場所の方がよいことが明らかとなった。また,約60年生のヒノキ切株においても同様の結果が得られた。崩壊の生じやすい地下水の多い場所周辺では,ヒノキの成長がよいことが明らかとなった。地下流水音探査によって、水みちの位置を明らかにした。そして、水みち上とそれ以外の場所の15年生ヒノキ林の樹高、直径などを比較した。結果として、水みち上に立地する樹木は、水みち以外の場所に立地するヒノキよりも成長がよく、樹高も直径も大きいことが明らかとなった。また、調査した樹木が幼齢であるため、幼齢林の林床に残存している伐採されたヒノキ切株(60年生)から円盤を100枚採取し、年輪解析を行った。結果として、水みち上に位置するヒノキは、水みち上に位置しないヒノキよりも、植栽直後より成長がよく、この傾向は60年後も続いていることが明らかとなった。これらの樹木の特徴より、一斉林の場合、周囲に比較して樹木の成長のよい場所は、地下に水みちがある場合が多いと考えられた。現地において樹木の成長量の差異から地下の水分状態を推定する参考になることが明らかとなった。次に、林齢の異なるスギ・ヒノキ人工林において高密度のレーザー測量を行い、樹高を推定し、樹高の高い林分と地形の関係を比較した。結果として、崩壊の発生しやすい0次谷や地すべり地形、断層地形などの一部で、周囲に比較して樹高が高く、地下水が豊富である場所を抽出することができた。本研究によって、山地の広域において樹高を指標として崩壊発生に関与する地下水の豊富な場所を推定できることが明らかとなった。今後は、さまざまな地質などで本研究と同様の知見が得られるか確認するとともに、地形・地質の特徴と典型的な地下水の分布を類型化、崩壊危険地の予測精度を向上させるための研究が必要と考えられた。(1)現地調査によって水みちの位置を明らかにし,水みち経路上とそれ以外の場所の樹木の成長量や葉の分光反射特性などの特徴の差異を明らかにする。そして,(2)空中写真や衛星画像,DSM,DEM差分値等を用いて,(1)で明らかにした水みち経路上とそれ以外の場所の樹木の特徴を抽出し,広域における崩壊の発生する危険箇所を明らかにする。

研究1年目にあたる本年は,上記の2つの目的のうち(1)を行った。具体的には,崩壊が発生している山腹斜面において地下流水音探査によって水みちの位置を推定した。次に,推定した水みち経路上で,降雨に対して地下水の応答が良い場所と悪い場所を明らかにするために井戸を設置し,地下水観測を実施している。現在これらの観測井の地下水の降雨に対する応答を分析中である。また,地下水の応答を検討している井戸周辺には,ヒノキが植栽されているが,これらの根元直径,樹高を測定した。加えて,約60年生のヒノキ切株も井戸周辺に多数存在することから,これらの切株より円盤を100枚採取し,ヒノキの成長量を分析中である。次年度以降,降雨に対する地下水の応答とヒノキの成長量の差異が明らかになる。これらの結果より,ヒノキ林の成長量等から降雨に対して地下水の反応の良い場所と悪い場所が明らかになる予定である。最も時間のかかる現地調査と樹木円盤の解析が2年目でほぼ終了しているため。研究期間3年の初年度にあたる今年度は,地形・崩壊位置の把握,水みち経路の推定,水みち経路の確認,水みち上とそれ以外の場所の樹木の測定,水みちを推定するための樹木の特徴の抽出を実施することとなっている。これらの項目すべての調査を計画道理実施しており,研究目的を達成したと判断できる。空中写真等を用いて,現地で明らかにした水みち経路上とそれ以外の場所の樹木の特徴を抽出し,広域における崩壊の危険箇所発生するを明らかにする。平成24年度の予算が約3000円程度残っているのを次年度に繰り越した。これは、無理に0円にせず、次年度空中写真判読等の研究実施のために有効に使うためである。水みち経路上とそれ以外の場所の樹木の成長量や葉の分光反射特性などの特徴の差異を明らかにするために,初年度に引き続き,地形・崩壊位置の把握,水みち経路の推定,水みち経路の確認,水みち上とそれ以外の場所の樹木の測定,水みちを推定するための樹木の特徴の抽出を実施する。また,レーザープロファイラーデータからDSM,DEMを作成し,これらの差分値より樹木の樹高を算出する方法を検討する。現地調査・文献調査を実施するために旅費として使う。地形判読を行うために空中写真等を購入する。次年度は,水みち経路上とそれ以外の場所の樹木葉の分光反射特性の特徴の差異を明らかにするために,分光特性の分析ソフトと、レンズを購入する。また,これらを用いて現地調査を実施するための旅費,その他,実験・調査に必要な消耗品費を必要とする。