hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
東南アジアにおけるシガテラ原因微細藻類の発生と分布域広域化

東南アジアにおけるシガテラと原因渦鞭毛藻の分布について、前者は発生した中毒事例の聴き取りと原因魚の毒性分析、後者は沿岸浅海域における底生性渦鞭毛藻の採集と形態に基づく分類により調査をした。シガテラは東南アジア各地で発生したと言われていたが、原因毒まで精確に調べた例がなく、2014年7月にホーチミンで発生した食中毒の原因魚にシガトキシンを検出でき、初めてシガテラ発生を確認しえた。有毒渦鞭毛藻のGambierdiscus属やOstreopsis属は調査を行ったタイ湾、南シナ海沿岸域に広く認められた。発生量はいずれも極めて少なく、広い海域に分布していたため、広域化の有無は確かめられなかった。東南アジアのシガテラ毒魚発生状況について基本的な手掛かりを得るため、ベトナム海洋研究所を拠点にベトナム南部のブンタウ、中部のニャチャン、北部のハイフォンなどでサンゴ礁域に分布する魚類の試料を積極的に集め、その毒性を調べたが、毒を保有している魚試料は見つからなかった。そこで、11月に東京大学と中央水産研究所において、中国、マレーシア、フィリピン、シンガポール、タイ、ベトナムの研究者を招へいして、東南アジアにおけるシガテラ中毒に関するワークショップを開催し、情報交換を行った。その結果、シガテラと推定される魚中毒は過去にフィリピンでは360例、ベトナムでは132例など、東南アジア諸国で報告されているが、正確にシガトキシンの分析を行って確認している中毒事例や毒化魚検出事例は皆無であることが分かった。これはシガトキシンの標品が入手困難であることに原因があり、この点わが国の中央水産研究所などと連携を強めて機器分析を行って確認することを参加者間で合意した。シガテラ原因微細藻類については、Gambierdiscus属やOstreopsis属の種がそれぞれ数種確認され、その一部は培養株が確立されたが、成長速度が遅く毒分析には至らなかった。しかし、数個体の細胞で毒を確認しうるとの技術情報が研究協力者からあり、平成26年度は分析を行えるものと思われた。また、タヒチにおけるG. toxicusやO. lenticularisの確認、タイにおけるO. siamensisの確認も生体の試料が入手できなかったためできなかったが、平成26年度は現地の研究協力者と継続的に調査を続けることになった。また、平成26年4月にベトナムで東南アジア各国の研究協力者と会合を開き、培養株確立とその毒生産能力分析の統一技術マニュアルを作成することとなった。西太平洋海域における、底生性微細藻類の生産する毒による魚貝類食中毒の発生状況を、UNESCO/IOC/WESTPACのHAB及びTMO事業に参加している各国研究者に対する聞き取り調査によって調べた。その結果、中国とフィリピンにおいてシガテラ中毒が多く発生しているようであったが、化学的毒成分分析がなされておらず、症状の確認も曖昧であったため、シガテラと確認するに至らなかった。また、その他東南アジア諸国においてシガテラ中毒といわれている中毒事例も症状や原因毒の確認が不十分で、科学的にはきわめて不正確な状態でシガテラが頻発していると言われていることがわかった。同時に、地域により、死亡例の発生頻度や温度感覚の逆転などの典型的症状のある頻度が異なることも分かり、原因魚類に含まれる毒成分とそれらをもたらす有毒渦鞭毛藻の組成が地域によりの異なることも強く示唆された。そこで、主要な有毒底生性渦鞭毛藻のGambierdiscusとOstreopsis、特に後者に焦点を絞り、千葉、神奈川、沖縄、ベトナムから海藻や海底の死サンゴ塊の表面に付着する生物の試料を採取し、そこに生える種の培養を試みた。培養株のできたものには携帯観察と遺伝子解析を行った。その結果、Gambierdiscusは培養株が作成できなかったものの、OstreopsisはO.ovata、O. lenticularisおよび未記載と思われる種を確認することができた。特に、沖縄の試料はO. ovataとO.lenticularisの原記載地から採取したもので、原記載と酷似した形態を示すものが得られ、後模式標本となりうるものと考えられた。これらのrRNAのD8-D10領域を配列を解析し、既往の知見と比較したところ、欧州産のものおよび国内で得られている個体とは異なる配列を示し、今後より詳細に分析を行う必要があると考えられた。底生性渦鞭毛藻Ostreopsis属の基準種であるO. siamensisを、その原記載地のタイ湾中部東岸のチャン島で2014年7月にプランクトンネット試料とサンゴや海藻付着物から採集した。タイと日本の研究室で固定試料の細胞を測定するとともに,それぞれの研究室で培養株を作成した。

天然試料からは,細胞サイズは比較的小さいものの,湾曲した側面観と楕円の上殻観から原記載の模式図に示されたO. siamensisに相当する細胞が発見された。また作成した培養株を遺伝子塩基配列の解析に供し、原記載地から採集されたO. ovataおよびマレーシアで採集されたO. lenticularisとともに比較解析を行っている。シガテラ毒魚に関しては、前年度から継続してベトナム南部沿岸域でフエダイなどおもにサンゴ礁域に生息する魚を採集して毒分析を行ったが、毒化魚は採集できなかった。しかし、2014年7月17日にホーチミン市でフエダイによる食中毒が起き、その症状がシガテラ中毒に酷似していたので、患者の食べ残しを入手して我が国の水産研究所で各種分析を行ったところ、シガトキシン1Bを主成分とする毒性が確認できた。この毒主成分から、南シナ海ベトナム沿岸のシガテラ毒魚は太平洋域に広く分布する毒魚と同一の系群であり、インド洋のものと異なると考えられた。また、2014年ベトナムのニャチャンで開催されたWESTPAC科学シンポジウムにおいて、東南アジア各国の共同研究者を集めて、各国で発生したシガテラ様の中毒について検討会を開催したところ、各国からシガテラと思われる中毒の発生だけでなく、パリトキシンやオストレオシンやオヴァトキシンによると症状を示す中毒まで含めてシガテラとする報告があり、これら数種の毒による中毒を早急に整理する必要があると考えられた。26年度が最終年度であるため、記入しない。水圏環境学26年度が最終年度であるため、記入しない。毒検出用の魚類試料については、ベトナム海洋研究所と協力することにより継続的に入手しており、同研究所において分析も行っている。しかし、中毒患者の摂食した試料については、保健機関の協力はあるものの入手がきわめて困難で分析が行えていない。底生性微細渦鞭毛藻類の培養株の確立も各国研究者の協力はあるものの、ベトナムでは突然の停電のため培養機器が停止する事件が数回起こったため、作成した培養株が死滅するなど、培養株の確立と分析がやや遅れている。ただ、その都度対策をとり、平成26年度には多くの株を作成後早く日本に持ち込み分析を行う体制を整えている。特に研究分担者の岩滝准教授が東大に移動したことから、分析が容易になった。微細藻類の模式標本採集地のタヒチとタイには現地協力者との連携はできているものの、実際に採集の赴くまでには至っていない。これは採集可能な時期を待っているためで、タイでは平成26年度7月に採集を行うことになっている。当初目的とした有毒渦鞭毛藻Gambierdiscus toxicusの原記載地であるタヒチ諸島のガンビエール島における調査は、現地の研究所の組織改革とおよびガンビエール島の政情不安のため協力困難という連絡があり、調査の安全を考慮して取りやめた。しかし、現地の状況が安定した場合には、今年度でも実施したいと考えている。また、インド洋のモーリシャスから調査依頼がきたが、こちらも現地に政情不安があり、自年度以降に可能性を探ることとなった。そこで、今年度は東南アジアと日本に調査地を絞り、シガテラならびにそれに酷似する、魚類による中毒発生と原因魚類に関する情報の収集に力を注ぎ、研究者ネットワークを作った。また、各地から生物の固定試料を集め、その形態および分子遺伝学的特性を調べるための技術を標準化することができた。
家兎における血管内皮リパーゼ阻害・過剰発現の血清脂質と動脈硬化に及ぼす効果の検討

比重リポ蛋白コレステロール(HDL-C)は、冠動脈疾患における負の危険因子で新たな治療標的である。血管内皮リパーゼ(EL)は血清HDL-C値の規定因子であり、HDL増加療法の分子標的として期待されている。本研究は、ヒトに近い脂質代謝機構を有する家兎において、抗ELワクチンおよびEL遺伝子導入によりELを阻害・活性化し、ELがHDL増加療法の分子標的として適当かどうかを評価した。ヒトELを組込んだアデノウイルスを日本白色家兎の耳静脈より注射し、ELを過剰発現させたところ、一過性に家兎においても最大70%のHDL-C値低下を確認できた。血清アポA-I濃度や血清LDL-C濃度、中性脂肪濃度には変化は認めなかったが、血清のパラオキソナーゼ活性はEL過剰発現により有意に減少した。血清中のアポ蛋白A-I値は維持されたため、EL過剰発現後も血清のコレステロール引抜き能は残存していた。一方、ELのLidまたは活性中心のペプチドと、tetanus toxin(TT)の一部をfusionさせたキメラペプチド(TT/ELワクチン)を合成し、家兎に免疫し、抗EL中和抗体を誘導することによりEL阻害モデルの作製を試みた。複数のTT/ELワクチンの効果を検討したが、抗体は誘導されるものの血清脂質には影響を及ぼさなかった。EL阻害の方法と効果については現在も検討中で、今後はEL阻害薬や新規の阻害抗体を用いた評価が必要であると考えられた。まず、家兎における血管内皮リパーゼ(endothelial lipase, EL)過剰発現の影響に関する研究を開始している。今まで、我々はマウスモデルを用いて、ELの脂質異常症における役割を検証してきたが、マウスとヒトの脂質代謝系は相違点が多い。そこで比較的ヒトに類似した脂質代謝系を有する家兎にて研究を開始した。ヒトEL過剰発現モデルとして、アデノウイルスを用いて、JW家兎にEL導入を行った。マウス実験においては、ヒトELアデノウイルスの強発現において、血清HDL値の著明な低下を確認できた。マウスの100倍の体重を有する家兎では、100倍量のアデノウイルス投与を試みた。その結果、一過性に家兎においても、最大70%のHDL-C値低下を確認できた。ついで、ELによって低下したHDLの質的評価を行った。予想に反し、EL過剰発現にてHDL-コレステロールは低下を認めたが、血清中のアポ蛋白A-I値はほとんど変化を認めなかった。その影響もあり、EL過剰発現後のHDL質的低下は、HDL-コレステロールが半減したにも関わらず、軽度であった。EL阻害研究は難渋した。ELの活性部位を認識する抗体を数種類作成し、家兎に投与し、経過を見ているが現状EL活性の低下やin vivoにおける脂質変化は認められていない。以上より、ヒト冠動脈疾患患者でEL発現亢進とそれに伴うHDL-コレステロール低下が報告されているが、ELは、HDLの質的変化に与える影響は軽微であることが確認された。今後は、EL阻害が動脈硬化進展に与える影響の検証のために、EL阻害抗体や、薬剤の発明による評価が必要である。ヒトEL過剰発現モデルとして、アデノウイルスを用いて、JW家兎にEL導入を試みている。一度は、導入に成功し、ヘパリン投与後血清にてヒトELの発現を確認できたが、再実験では確認ができなかった。現在高濃度のアデノウイルスを作成しており、再々実験を予定している。EL阻害研究は難渋している。

ELの活性部位を認識する抗体を数種類作成し、家兎に投与し、経過を見ているが現状EL活性の低下やin vivoにおける脂質変化は認められていない。EL過剰発現モデルに関しては,H24年度中に再研究を行い、実験結果を示すことが可能と予想している。EL阻害モデルについては、現在作成中の抗体において、有意な結果を得ることができず、他の方法も含めて模索中である。高濃度のヒトELアデノウイルスを精製し、JW家兎に投与する予定である。対照群としてLacZアデノウイルスを投与する。経時的に採血を行い、総コレステロールや中性脂肪、HDL-コレステロールの変化を調べる。仮説では、EL過剰発現でHDL-コレステロールの低下が認められるはずで、その際、ELにて変性をうけたHDLの質的評価を行う。具体的には、コレステロール引き抜き作用や抗炎症作用、抗酸化作用の検証を行う予定にしている。EL阻害実験に関しては、いくつかの方法を検証していく予定である。現状のEL活性部位における抗体産生を継続し、抗体によるEL活性中和法や、家兎を用いた研究で報告のあるRNA干渉法によるEL産生抑制療法も検討している。アデノウイルス精製のための、細胞培養用生化学試薬、超遠心チューブなどに使用する予定である。さらにHDL質的評価のための細胞、RIなどの購入費用に使用する予定である。また、抗体の作製やRNA干渉に関する製作費にも使用予定である。家兎の飼育費にも使用する予定である。
酵素重合法を用いた機能性有機・無機複合材料の作製

生体骨の主成分である水酸アパタイト(HAp)を利用した代替骨の開発が盛んに行われているが、人工HApは生体骨と比較して硬く脆いという性質を有するため、単独では荷重部位への応用が困難である。そこで、代替骨材料の開発を目的に、HApと生分解性高分子との複合化、具体的にはポリ乳酸(PLLA)とポリグリコール酸(PGA)、ポリカプロラクトン(PCL)の共重合体を複合化させることで、機械的強度の改善を試みた。複合体中の生分解性高分子の組成比を変化させ、複合材料に及ぼす力学的特性への影響を検討し、生体適合性の評価を行った。各ホモポリマーとHApの複合体の曲げ強度は、PGA/HAp、PLLA/HAp、PCL/HApでそれぞれ91MPa、50MPa、44MPaとなり、HAp多孔体よりも優れた値を示した。PGA-PLLA共重合体∠HAp複合体の曲げ強度はどの共重合比の場合も、PLLA/HApよりも優れた値となり、一方、PLLA-PCL/HApではHAp多孔体と同程度の値となった。また、破壊靱性値はいずれの複合体でも、0.24MPam^1/2以上となり、HAp多孔体単独(破壊靱性値;0.20MPam^1/2)より優れた値を示した。PLLAと共重合させるPGA成分が増加するにつれて、曲げ強度、破壊靱性値が向上し、PCL成分が増加することで強度が低下する傾向が見られた。以上のように共重合体中の構成成分を変化させることで、力学的特性を制御できることがわかった。分子量をさらに増加させることで、より高強度な複合体の作製が期待できる。作製した複合体の生体適合性評価を骨芽細胞様細胞MC3T3-Elの初期接着率より評価した結果、PGA/HAp以外の複合体では、HAp緻密体と比較して同程度以上の初期接着率を示した。PLLA-PGA共重合体/HApにおいてはPLLA成分が増加するにつれて、PLLA-PCL/HApにおいてはPCL成分が増加するにつれて、接着率が増加した。細胞の蛍光顕微鏡観察の結果、順調に増殖しており、複合体の良好な生体適合性が確認された。水酸アパタイト(HAp)は生体安全性、生体適合性、及び骨伝導性に優れており、代替骨材料として期待されている。しかし、機械的強度、及び耐衝撃性が劣る為、応用範囲が限られている。本研究では、多孔性水酸アパタイト(HAp)中で、生分解性高分子を重合することによって、HAp/生分解性高分子複合体を作製し、より生体骨に近い強度を有する材料を得ることを目的とした。1.酵素重合法を用いた生分解性高分子の合成HApに複合化する生分解性高分子の合成条件の最適化を行った。生分解性高分子であるポリ乳酸(PLLA)、ポリグリコール酸(PGA)は、医用高分子材料として臨床応用されている。疎水基を有するPLLAは、PGAと比較して分解性が低く、単独では分解速度の制御が困難である。本研究では、PLLAとPGAを酵素触媒(リパーゼ)を用いて共重合化することにより、分解性の異なる数種の高分子の合成を試みた。仕込み比を変化させて重合を行った結果、反応時間の最適化を行うことにより、ポリ乳酸含有率が0、11、50、70、100%の各PLLA-PGA共重合体を得ることに成功した。酵素分解試験の結果、ポリグリコール酸の分解速度が速いのに対し、ポリ乳酸含有率の増加に伴い、分解速度が遅くなることが分かった。この結果から、共重合によって、分解速度の制御が可能であり、生分解性の異なる材料を得られることが分かった。2.HAp中における生分解性高分子の酵素触媒重合多孔性HApの孔中で、酵素を触媒に用いて生分解性高分子PLLAをIn-situ重合し、有機・無機複合材料を作製した。SEM観察、及び気孔率測定の結果、重合時間の増加とともに、多孔体中にPLLAが充填された複合体が合成できることを確認した。また、PLLAの導入により、力学的特性が向上し、この複合体に更に熱処理を施すことにより、HAp孔内のPLLA分子鎖の再配列が促され、力学的強度が向上することも明らかとなった。

また、破壊靱性値はいずれの複合体でも、0.24MPam^1/2以上となり、HAp多孔体単独(破壊靱性値;0.20MPam^1/2)より優れた値を示した。PLLAと共重合させるPGA成分が増加するにつれて、曲げ強度、破壊靱性値が向上し、PCL成分が増加することで強度が低下する傾向が見られた。以上のように共重合体中の構成成分を変化させることで、力学的特性を制御できることがわかった。分子量をさらに増加させることで、より高強度な複合体の作製が期待できる。作製した複合体の生体適合性評価を骨芽細胞様細胞MC3T3-Elの初期接着率より評価した結果、PGA/HAp以外の複合体では、HAp緻密体と比較して同程度以上の初期接着率を示した。PLLA-PGA共重合体/HApにおいてはPLLA成分が増加するにつれて、PLLA-PCL/HApにおいてはPCL成分が増加するにつれて、接着率が増加した。細胞の蛍光顕微鏡観察の結果、順調に増殖しており、複合体の良好な生体適合性が確認された。
マウスのPolycomb応答エレメントの同定とその機能解析

Polycomb group(Pc一G)遺伝子群は発生過程において、Hox遺伝子(HOM-C遺伝子)などの転写を調節している遺伝子群である。Pc-Gの一つであるrae28の欠損マウスでは8つのHox遺伝子の発現境界が前方に変化している。これらの発現変化を詳細に解析した結果、発生初期には、Hox遺伝子の発現は正常であることが認められ、rae28はHox遺伝子の発現維持にのみ関わっている特殊な転写因子であることが分かった。この転写制御を仲介するDNAエレメント(PRE)を同定するために、1)rae28欠損マウス、2)rae28遺伝子を強発現しているトランスジェニックマウス、3)Hox遺伝子の転写制御領域をレポーター遺伝子(lac-Z)に繋いだトランスジェニックマウスの3系統を用いた掛け合わせ実験を行なっている。そして、現在までにPREを含んでいると思われるDNA領域、つまり、rae28の有無によるレポーター遺伝子の発現変化をもたらすDNA領域の同定に成功している。
建築の企画段階での環境負荷の最小化建築設計法の研究

本研究は設計の初期段階で、住宅建材構成の組合せの中からCO2排出量・コスト・最終廃棄物量がより小さくなるような組合せを見出す選択システムをGA(genetic algorithms)を援用して作成する。特に戸建住宅を対象としてライフサイクルを通じてコストとCO2排出量と廃棄物量を評価関数としたモデルを作成し、環境負荷の評価を行った。まず3つの評価指標について、それぞれの評価指標をより小さくする資材構成全求めた。CO2排出量を小さくする場合、得られた解の概要は、躯体:木造・壁体:木造・外壁材:木材などとなり、最小値は1855kg-c/m2・年まで減少した。また廃棄物量を小さくする場合も、得られた解の概要は、躯体:木造、壁体:木造、外壁材:木材などとなり、最小値は0.2657kg/m2・年まで減少した。ここでこの両者を比較すると、廃棄物量最小の解のCO2排出量は5801kg-c/m2・年であり、CO2排出量最小の解の廃棄物量は5.404kg/m2・年と、両者とも同じ木造的な構法でありながら相反する性質を持つものとなっている。また7このGAモデルにより、3つの評価基準のパレート最適解を得る方法へと発展させることを目標とした。本研究では、1つだけを変数とする制約法に基づきCO2規制値を設け、それを越えないことを想定し評価を行った。この中でコストをより小さくする解を求めたところ2つの解が得られた。同じ木造であっても一般的な木造住宅と比べると多目的最適化で得られた解の3評価値は非常に小さくなった。逆に評価値が同様なものでも資宅構成が全く異なる解が存在することが分かった。以上のことからGAを適用した多目的最適化によって評価の高資材構成解が得られ、かつこれまでの経験的な組合わせからは得ることが困難な解を見出すことができその有用を示した。本年度は基本モデルの開発とデータベースの作成など研究基盤の確立に重点を置いた。本研究は数多くの組合せから最適解を選ぶのに有効な手法であるCAを援用し、戸建て住宅を対象として、環境負荷としてCO_2排出量、最終廃棄物量の最小化とそれを実現するコストの3指標をもとに多目的最適モデルを構築し、モデル化した住宅の部位毎のライフサイクルにわたる建材構成の選択システムのプロトタイプを提案した。試行はGENESISの初期設定で行った(選択:ル-レット方式、交叉:2点交叉、交叉率:0.6、突然変異率:0.001)。まず試行の第1段階として、CO_2排出量、コスト、最終廃棄物量という3つの評価指標について、それぞれの評価指標をより小さくする資材構成を求めた。CO_2排出量を小さくする場合、得られた解は、躯体=木造、壁体=木造、外壁材=木材となり、5000回試行を行うと最小値は1855Kg-c/m2・年まで減少した。廃棄物量を小さくする場合、得られた解は、躯体=木造、壁体=木造、外壁材=木材となり、5000回試行を行うと最小値は0.2657Kg/m2・年まで減少した。ここでこの両者を比較すると、廃棄物量最小の解のCO_2排出量は5801Kg-c/m2・年であり、CO_2排出量最小の解の廃棄物量は5.404Kg/m2・年と、両者とも同じ木造的な構法でありながら相手側の1000回試行の値すら大幅に越える相反する性質を持っている。また例えば、CO_2排出量を評価指標とした1000回試行で得られた2つの解は、木造とS造となったが、その評価値は同等に2582Kg-c/m2・年となるなど、これまでの既成概念から想像することの困難な解も得られた。

逆に評価値が同様なものでも資宅構成が全く異なる解が存在することが分かった。以上のことからGAを適用した多目的最適化によって評価の高資材構成解が得られ、かつこれまでの経験的な組合わせからは得ることが困難な解を見出すことができその有用を示した。
乳児が利用する空間情報の特徴に関する実験的研究:知覚と運動の比較検討

本研究では、乳児の空間知覚について実験的に検討し、単眼視でも得られる単眼奥行き手がかりによる奥行き知覚が、リーチングという運動応答においてよりも,選好注視という知覚応答において、低月齢で見られることを示した。さらに、6-7ヶ月の乳児が、陰影や表面輪郭といった異なる手がかりから同じ立体形状を知覚できること、生後6ヶ月の乳児が、左右眼の像の垂直方向のずれである「垂直視差」を用いて奥行きを知覚できる可能性を新たに示した。基盤C本研究では、乳児の空間知覚について実験的に検討し、単眼視でも得られる単眼奥行き手がかりによる奥行き知覚が、リーチングという運動応答においてよりも,選好注視という知覚応答において、低月齢で見られることを示した。自分と対象との距離関係は、3次元空間での活動に必要不可欠な情報であり、視覚的な奥行き手がかりによって獲得される。本研究の目的は、"perception(知覚応答)"と"action(運動応答)"という場面の違いによる、単眼奥行き手がかりと両眼奥行き手がかりの重み付けの違いについて、乳児を対象とした発達研究により検討することである。本年度は、乳児において、単眼奥行き手がかりが"perception"で"action"よりも重み付けが大きいかを検討した。単眼奥行き手がかりをもつ図形を刺激として呈示し、乳児が「奥行き」を知覚するかを、"perception"の指標である注視時間の測定により調べた。実験結果より、生後6-7ヶ月の乳児は、両眼で刺激を観察している場合にも、単眼奥行き手がかりから「奥行き」を知覚できることが示された。"action(運動応答)"を用いた先行研究では、両眼視の場合には生後7ヶ月でも単眼奥行き手がかりから「奥行き」を知覚できないことが示されている。本研究結果は、乳児において単眼奥行き手がかりが"perception"で"action"よりも重み付けが大きいことを示唆するものである。この研究成果は「三次元映像のフォーラム第86回研究会」において発表され、2009年5月に開催される国際学会The Vision Sciences Society 9th AnnualMeetingの審査を通過し発表予定であり、さらに学術論文として投稿中である。さらに本年度は研究計画を前倒しし、"action(運動応答)"に関する実験の準備を進め、データを取得中である。運動刺激観察時の乳児の姿勢の動揺を測定することで、乳児の"action"における知覚を調べる実験である。この"action(運動応答)"に関する研究は日本視覚学会2009年冬季大会で発表された。本研究では、3次元空間での活動に必要不可欠な奥行きの知覚について,"perception(知覚応答)"と"action(運動応答)"という場面の違いによる、単眼視でも得られる単眼奥行き手がかりと、両眼視によって得られる両眼奥行き手がかりの重み付けの違いを,中央大学の山口真美教授ほか,多くの研究者の協力を仰ぎ,乳児を対象とした発達研究により検討している。本年度は,"action"に関する実験として,運動刺激観察時の乳児の姿勢の動揺を調べる実験を行ない,国際学会で発表し,英語論文を投稿した。実験結果から,姿勢の動揺という"action"において,注視点よりも背景の運動の影響が大きい,"perception"とは異なる情報処理経路が示唆された.背景は通常は奥にあり,この点で乳児でも成人と同様の傾向が示されたと言える.この研究は豊橋科学技術大学の北崎准教授,九州工業大学の花澤准教授の助言を仰いだ.また,ミネソタ大学のヨナス教授らと協力し,複数の実験を進めている.この一連の研究により,ヨナス教授が行なってきたリーチングという"action"と,"perception"における奥行き知覚との比較ができる.実験はミネソタ大学と中央大学の両方で実施し,学会での打ち合せ他,研究代表者がミネソタ大学を訪れ,密接に情報を共有している.研究成果は国際学会で発表し,英語論文を1本発表し,さらに1本を投稿中である.両眼手がかりを用いた奥行き知覚については,東京工業大学の金子寛彦准教授に協力をあおぎ,実験を行ない,学会発表を行なった.さらに,乳児が刺激が垂直かを知覚する際に,垂直の基準である参照枠として刺激周囲の四角を用いるかを検討した英語論文を2本発表した。周囲の四角を参照枠として利用することは,環境の情報の利用に関係すると言え,実空間での活動において重要な能力である.本研究では、3次元空間での活動に必要不可欠な奥行きの知覚について、"perception(知覚応答)"と"action(運動応答)"という場面の違いによる、単眼視でも得られる単眼奥行き手がかりと、両眼視によって得られる両眼奥行き手がかりの重み付けの違いを、中央大学の山口真美教授ほか、多くの研究者の協力を仰ぎ、乳児を対象とした発達研究により検討している。本年度は、前年度に引き続き、米ミネソタ大学のYonas教授、独ボン大学のKavsek私講師らと協力し、複数の実験を実施した。この一連の研究により、Yonas教授らが行なってきたリーチングという"action"と、"perception"における奥行き知覚との比較ができる。実験はミネソタ大学、ボン大学、中央大学の3箇所で実施し、学会での打ち合わせなど、密接に情報を共有している.研究成果は国際学会で発表し、英語論文がJournal of Visionに採択された。これら一連の研究を通して、乳児においても、成人と同様に、"perception(知覚応答)"において、"action(運動応答)"よりも、単眼視でも得られる単眼奥行き手がかりの重みづけが大きい可能性が示された。

さらに、両眼手がかりを用いた奥行き知覚について、東京工業大学の金子寛彦准教授に協力をあおぎ,生後6ヶ月の乳児が、左右眼の像の垂直方向のずれである「垂直視差」を用いて奥行きを知覚できる可能性を示し、英語論文を投稿中である。基盤C
乱流混合と雲マイクロ物理素過程の大規模並列数値計算による解明

雲粒子が雨粒子にまで成長する雲マイクロ物理過程を第1原理から計算する雲マイクロ物理シミュレータを開発し,上昇気流とともに移動する系内での乱流と雲粒子の成長を約20分にわたりシミュレートできた.平均雲粒子半径の成長,粒径分布の広がり,逆転層近傍での系の上下振動,乱流効果などを解析した.乱流混合における温度などの強い揺らぎのモーメントのスケーリング指数が普遍的ではないこと,普遍性は規格化されたモーメントのスケーリング指数にあることを発見した.雲粒子の核となるエアロゾルなどの高シュミット数のスカラーのスペクトルを計算し理論との一致を見,乱流の間欠性の影響を明らかにした.雲粒子が雨粒子にまで成長する雲マイクロ物理過程を第1原理から計算する雲マイクロ物理シミュレータを開発し,上昇気流とともに移動する系内での乱流と雲粒子の成長を約20分にわたりシミュレートできた.平均雲粒子半径の成長,粒径分布の広がり,逆転層近傍での系の上下振動,乱流効果などを解析した.乱流混合における温度などの強い揺らぎのモーメントのスケーリング指数が普遍的ではないこと,普遍性は規格化されたモーメントのスケーリング指数にあることを発見した.雲粒子の核となるエアロゾルなどの高シュミット数のスカラーのスペクトルを計算し理論との一致を見,乱流の間欠性の影響を明らかにした.非圧縮流体部分に3次元FFTによるスペクトル法、スカラー輸送部分に結合コンパクト差分法を用いた乱流スカラー輸送ハイブリッドコード(MPIによる並列化のみ)を、MPIとOpenMPを併用したハイブリッド並列コードに変更し、名古屋大学のFujitsuFX1で約3倍以上の高速化を達成した。このコードを用いて、格子点数N=20483で高シュミット数(Sc=1000,Rλ=42,Peλ=1200)の場合について、巨視的渦回転時間で70以上というこれまで誰も行うことができなかった長時間積分を実行して高精度のスカラー揺らぎの分散スペクトルを得た。統計理論による漸近的スペクトル形k-lexp(-B(k/kB))を確認し、普遍定数であるバチェラー定数CB=5-7を求めた。Yeungらの計算値よりも約15%大きいことがわかった。また、遠散逸領域でのスペクトルの指数的減衰は速度場の間欠性、特にストレイン場の負の固有値の非正規分布性によることを明らかにした。極めて多数の雲粒子を乱流中に分散させ、これらと乱流との相互作用を解析する2種類のコードを完成させた。1つは連続体部分をすべてスペクトル法で解くもの、今一つは連続体部分に乱流ハイブリッドコードを用いるものである。両者の結果は良く一致し、計算結果の信頼性を確認することができた。スペクトルコードを用いて約1m3内の雲粒子と乱流輸送現象を最大格子点数N=1024へRλ=252,雲粒子数約1億3千万個の巨大シミュレーションを行った。現在、データを解析中であるが、高波数側で乱流と雲粒子の相互作用が浮力を通じて始まり、それが時間とともに低波数側に広がっていくこと、これに付随して鉛直軸方向の非等方性(軸対称性)も次第に成長することを確認した。そのほか、平均雲粒子半径の増大、雲粒子半径分布の時間変化など興味のある物理量が多く計算された。また、雲粒子コードを応用して、乱流中の高分子の影響を解析することにも成功した。その結果、弾性乱流の遠散逸領域で乱流のエネルギースペクトルにべき法則が見出されることがわかった。乱流スカラー混合においては、スカラー差分の構造関数のスケーリング指数の普遍性を追求した。低波数領域において等方的なランダムスカラー揺らぎにより励起されるスカラー場Aと、一様な平均スカラー勾配により励起されるスカラー場Bを同一の一様等方乱流により混合させる。空間格子点数2048**3の乱流スカラー輸送の直接数値計算を行い、2種類の差分dA=A(x+r)-A(x)とdB=B(x+r)-B(x)の高次モーメントが慣性移流領域で同じスケーリング指数を持つかどうかを解析した。その結果、低次モーメントでは一致するものの、高次モーメントでは異なる可能性を示唆するデータを得た。さらにレイノルズ数を高めた高解像度の計算を実行し、スケーリング指数の普遍性の破れがあるかどうかを確定する必要があることが分かった。高シュミット数のスカラー揺らぎの分散のスペクトルをハイブリッド法(スペクトル法と結合コンパクト差分法)と2重格子を駆使して解析を行った。高解像度で長時間積分を実行し、漸近的スペクトルを得、乱流理論による予測と比べた。粘性移流領域におけるスペクトルのべき法則の存在が確認されたが、普遍定数は理論値よりもかなり大きいことが分かった。また遠拡散領域ではスペクトルは指数的に減衰するが、これは乱流場の間欠性によることが見出された。雲乱流の大規模数値解析を実行し、約1億個の雲粒子の運動を追跡した。平均雲粒子半径の成長にはレイノルズ数の影響は小さいが、雲粒子の半径、速度、加速度の分布はレイノルズ数の増大とともに広くなることが見出された。また、雲粒子により乱流が励起されることが見出された。さらに、乱流の運動エネルギースペクトルは高波数側から変形を受け、非等方性の度合いも大きいことが分かった。

雲粒子の長時間にわたる成長を追跡するには衝突プロセスの導入が必須であり、この試験的なプログラムを開発した。一様な温度勾配がある場合(case G)とない場合(case R)についての2種類のスカラー場について、空間解像度をそれまでの2048の3乗から4096の3乗までに拡大し長時間積分を行った。格子点数と長積分時間において世界最大規模の計算である。これにより、2種類のスカラー差分q(x+dx)-q(x) (case G)とθ(x+dx)-θ(x) (case R)の高次モーメントのスケーリング指数を解析した。その結果、θ(x+dx)-θ(x) (case R)の高次モーメントでは単純なべき法則が成り立たないこと、従ってスケーリング指数には普遍性がないという驚くべき事実を見出した。速度場にスペクトル法、スカラー場には結合コンパクト差分を用いるハイブリッド法をより大きなレイノルズ数と高シュミット数のスカラー混合に応用した。その結果、乱流場の間欠性が強くなるにつれ、遠拡散領域におけるスカラー場のスペクトルの裾野が長くなることが分かった。雲粒子成長を長時間にわたって計算できるようにクラウドマイクロ物理シミュレータを改良した。雲中を上昇気流により移動する小さな仮想の箱(パーセル)を導入し、この中における水蒸気と雲粒子の乱流による混合と凝結・蒸発による雲粒子成長の計算を行った。上昇気流、パーセルの高度、雲粒子の平均半径と半径分布などを計算し、観測で得られるものとほぼ同等の結果を得ることができた。さらに、雲粒子同士の衝突計算を改良し、100倍以上の高速化を達成した。また、雲乱流に関する国際ワークショップを開催した。クラウドマイクロ物理シミュレータを応用して、低濃度の鎖状高分子を添加した乱流の大規模数値計算を行った。レイノルズ数が1以下でも速度場のエネルギースペクトルがべき法則となる弾性乱流のシミュレーションに成功した。この結果は実験とも一致することが分かった。26年度が最終年度であるため、記入しない。流体工学26年度が最終年度であるため、記入しない。乱流スカラー輸送ハイブリッドコードの高度並列化が達成できたこと、これにより高シュミット数でのスカラー分散ゆらぎのスペクトルを解析できたこと、スペクトルおよびハイブリッドコードによる雲マイクロ物理シミュレータを構成できたこと、そしてこれにより雲マイクロ物理過程の大規模シミュレーションが行えるようになったこと、さらには乱流と高分子との相互作用問題にも応用できるようになったことによる。乱流スカラー場の統計法則における普遍法則の探求においては、2つのスカラー場の乱流輸送の大規模直接数値計算を2048**3という格子点で実行し、スカラー差分の構造関数を球面調和関数で展開できたことは世界的に見ても新しい試みである。スケーリング指数の違いをさらに確定するために現在4096**3という世界最大規模の計算を行っており、これまで誰も到達できなかった漸近領域を探索しつつあることは大きな進展である。高シュミット数1000の乱流スカラー輸送の問題を高効率なハイブリッド法と2重格子を併用し世界最大の4096**3の格子点で解析し、スペクトルの漸近形を得たことは大きな進展である。雲マイクロ物理素過程については、1億以上の雲粒子を乱流中に分散させた計算に成功し、平均雲粒子半径の成長、雲粒子半径分布、雲粒子速度分布についてのレイノルズ数依存性が見出された。また雲粒子衝突過程の導入にもめどがついている。
遺伝子変異マウスおよびメダカを用いた肝形成分子機構の解析

ストレス応答性のMAPキナーゼシグナル伝達系であるSAPK/JNK系を正に制御する2種類の活性化因子SEK1/MKK4やMKK7を欠損するキメラマウスやノックアウトマウスを作出し、本シグナル系が免疫応答や発生の制御に必須の役割を果たしていることを見出した。これらノックアウトマウスは肝形成不全を伴う致死となることから、肝形成にはSEK1とMKK7の両者が必須の役割を果たすことが示された。この解析過程で作製された抗Liv2と命名されたモノクローナル抗体は発生期の肝幹細胞である肝芽細胞を特異的に認識し、肝発生や再生の研究に有用なツールとなることが示された。抗Liv2抗体を用いたノックアウトマウスの定量的な解析から、1)SAPK/JNK系が肝芽細胞の自己複製シグナルとして必須の役割を果たしていること、2)SAPK/JNKは転写因子c-Junを介して細胞周期G2/M期促進因子CDC2の遺伝子発現を調節していること、3)この活性化の誘導には肝細胞増殖因子HGFや腫瘍壊死因子TNFα以外の因子が存在することを明らかにした。これら研究成果から、TNFαがその受容体を刺激すると、細胞死誘導シグナルであるカスパーゼ系の活性化に加えて、生存シグナルであるNFκB系と増殖シグナルであるSAPK/JNK系が活性化されるという経路が明らかにされ、"肝芽細胞が自己複製するか細胞死に至るかの運命決定はこれら3種のシグナル経路のバランスによって制御される"という概念が提示できた。また、肝臓を含む内胚葉系器官形成に関わる分子を網羅的に同定する目的で、遺伝学的な利点を有するメダカを用いた変異体の単離を行った。その結果、内胚葉形成や肝芽形成に影響のある遺伝子変異メダカを複数単離することに成功した。興味深いことに、肝臓の位置異常変異体の1つは脂肪肝を呈することを見出した。これら遺伝学や逆遺伝学が応用可能な2種類のモデル生物を用いて得られた研究成果は、肝形成分子機構の解明に多大な貢献をすると期待される。

これら研究成果から、TNFαがその受容体を刺激すると、細胞死誘導シグナルであるカスパーゼ系の活性化に加えて、生存シグナルであるNFκB系と増殖シグナルであるSAPK/JNK系が活性化されるという経路が明らかにされ、"肝芽細胞が自己複製するか細胞死に至るかの運命決定はこれら3種のシグナル経路のバランスによって制御される"という概念が提示できた。また、肝臓を含む内胚葉系器官形成に関わる分子を網羅的に同定する目的で、遺伝学的な利点を有するメダカを用いた変異体の単離を行った。その結果、内胚葉形成や肝芽形成に影響のある遺伝子変異メダカを複数単離することに成功した。これら遺伝学や逆遺伝学が応用可能な2種類のモデル生物を用いて得られた研究成果は、肝形成分子機構の解明に多大な貢献をすると期待される。ストレス応答性のMAPキナーゼシグナル伝達系であるSAPK/JNK系を正に制御する2種類の活性化因子SEK1/MKK4やMKK7を欠損するキメラマウスやノックアウトマウスを作出し、本シグナル系が免疫応答や発生の制御に必須の役割を果たしていることを見出した。これらノックアウトマウスは肝形成不全を伴う致死となることから、肝形成にはSEK1とMKK7の両者が必須の役割を果たすことが示された。この解析過程で作成された抗Liv2と命名されたモノクローナル抗体は発生期の肝幹細胞である肝芽細胞を特異的に認識し、肝発生や再生の研究に有用なツールとなることが示された。抗Liv2抗体を用いたノックアウトマウスの定量的な解析から、1)SAPK/JNK系が肝芽細胞の自己複製シグナルとして必須の役割を果たしていること、2)SAPK/JNKは転写因子c-Junを介して細胞周期G2/M期促進因子CDC2の遺伝子発現を調節していること、3)この活性化の誘導には肝細胞増殖因子HGFや腫瘍壊死因子TNFα以外の因子が存在することを明らかにした。これら研究成果から、TNFαがその受容体を刺激すると、細胞死誘導シグナルであるカスパ□ゼ系の活性化に加えて、生存シグナルであるNFκB系と増殖シグナルであるSAPK/JNK系が活性化されるという経路が明らかにされ、"肝芽細胞が自己複製するか細胞死に至るかの運命決定はこれら3種のシグナル経路のバランスによって制御される"という概念が提示できた。また、肝臓を含む内胚葉系器官形成に関わる分子を網羅的に同定する目的で、遺伝子的な利点を有するメダカを用いた変異体の単離を行った。その結果、内胚葉形成や胚芽形成に影響のある遺伝子変異メダカを複数単離することに成功した。興味深いことに、肝臓の位置異常変異体の1つは脂肪肝を呈することを見出した。これら遺伝学や逆遺伝学が応用可能な2種類のモデル生物を用いた得られた研究成果は、肝形成分子機構の解明に多大な貢献をすると期待される。
側面ポール衝突時の車体曲損変形に関するモデル実験手法の開発

自動車事故におけるポール側面衝突事故の衝突速度推定のため,車両の変形および変形吸収エネルギーの変化を再現する簡便な手法が求められている.先行研究では,側面局部圧縮試験および三点曲げ試験を用いたポール側面衝突の静的縮小モデルを示した.しかしながら,動的現象を静的縮小モデル化することの妥当性に関する検討が必要である.本研究では,金属管の変形およびポール側画衝突での車両変形との間における動的変形の相関を調べるため,角形金属管を用いた動的三点曲げ試験を実施した.その結果を既報の静的試験の結果と比較し,ポール側面衝突の車両変形についてモデル実験手法の可能性を検討した.使用した試験片は焼きなまし処理を行ったアルミニウム合金展伸材6063-T5の四角形金属管であり,寸法は短辺20mm,長辺30mm,板厚1.5mmであった.静的試験で用いた三点曲げ試験装置を活用し,中央荷重に落錘を用いた動的三点曲げ試験を行った.落錘の質量は5kgで,先端はポールを模した直径5mmの金属柱であり,最大落下高さ2.0mであった.試験片にかかる荷重は両端指示部の荷重計で計測し,試験片の変位はデジタルカメラの高速撮影モード(1000fps)で記録して画像解析を行った.試験片の変形吸収エネルギーは,圧縮工具が試験片に対して行った仕事量とし,荷重と落錘の変位から算出した.試験片の変形状況はポール側面衝突の車両変形状況と概ね類似していた.動的三点曲げ試験における試験片の曲げ変形角度と潰れ変形深さ比率との関係は,静的縮小モデルおよびポール側面衝突の車両変形のものを再現できていた.また,本研究の実験条件では,変形吸収エネルギーは変形初期の潰れ変形が小さく,早期に曲げ変形が出現したが,変形挙動および変形吸収エネルギーの変化は定性的に再現できており,モデル実験の可能性を示した.自動車事故におけるポール側面衝突事故の衝突速度推定のため,車両の変形および変形吸収エネルギーの変化を再現する簡便な手法が求められている.先行研究では,側面局部圧縮試験および三点曲げ試験を用いたポール側面衝突の静的縮小モデルを示した.しかしながら,動的現象を静的縮小モデル化することの妥当性に関する検討が必要である.本研究では,金属管の変形およびポール側画衝突での車両変形との間における動的変形の相関を調べるため,角形金属管を用いた動的三点曲げ試験を実施した.その結果を既報の静的試験の結果と比較し,ポール側面衝突の車両変形についてモデル実験手法の可能性を検討した.使用した試験片は焼きなまし処理を行ったアルミニウム合金展伸材6063-T5の四角形金属管であり,寸法は短辺20mm,長辺30mm,板厚1.5mmであった.静的試験で用いた三点曲げ試験装置を活用し,中央荷重に落錘を用いた動的三点曲げ試験を行った.落錘の質量は5kgで,先端はポールを模した直径5mmの金属柱であり,最大落下高さ2.0mであった.試験片にかかる荷重は両端指示部の荷重計で計測し,試験片の変位はデジタルカメラの高速撮影モード(1000fps)で記録して画像解析を行った.試験片の変形吸収エネルギーは,圧縮工具が試験片に対して行った仕事量とし,荷重と落錘の変位から算出した.試験片の変形状況はポール側面衝突の車両変形状況と概ね類似していた.動的三点曲げ試験における試験片の曲げ変形角度と潰れ変形深さ比率との関係は,静的縮小モデルおよびポール側面衝突の車両変形のものを再現できていた.また,本研究の実験条件では,変形吸収エネルギーは変形初期の潰れ変形が小さく,早期に曲げ変形が出現したが,変形挙動および変形吸収エネルギーの変化は定性的に再現できており,モデル実験の可能性を示した.
インフルエンザウイルスの進化と予測

我々は鳥類,動物および人のインフルエンザウイルスの生態を研究し,得られた成績に基づいて,1968年に人の間に出現した新型インフルエンザウイルスA/HongKong/68(H3N2)株のヘマグルチニン(HA)遺伝子の導入経路を推定し,提案した。すなわち,渡り鴨の間で継持されているH3インフルエンザウイルスが中国南部で家鴨に伝播し,さらにこれが豚に感染した。豚の呼吸器にはそれまでの人の流行株でうるアジア型(H2N2)ウイルスも同時に感染し,両ウイルスの間で遺伝子再集合が起こって,A/HongKong/68株が誕生したものと結論した。今後もこのような機序による新型ウイルスの出現が予想されるので,渡り鴨と豚のインフルエンザの疫学調査と感染実験を継続することによって,新型ウイルスを予測する研究を計画した。インフルエンザウイルスの供給源として,北方から飛来する渡り水禽および中国南部の家禽集団が考えられて来た。毎年,秋に飛来する渡り鴨からウイルスが高率に分離され,春に北方に帰る鴨からはほとんど運離されないことから,北方圏の鴨の営巣地が一次のウイルス遺伝子の貯蔵庫であると推定した。そこで,本学術調査では1991年および1992年の夏に,米国アラスカ州内の異なる地域で水禽の糞便を収集し,これからウイルスの分離を試みた。マガモとオナガガモ計1913,カナダガン1646,白鳥6,シギクおよびカモメ7合計2579の糞便材料から75株のインフルエンザウイルスおよび82株のパラミクンウイルスを分離した。インフルエンザウイルスはほとんどがアラスカ中央部ユコン平原の湖に営巣する鴨の糞便材料から分離されたが,南部のアンカレジ周辺や北部の材料からの分離率は極めて低かった。分離されたインフルエンザウイルスの抗原亜型はH3N8が14,H4N6が47,H8N2が1,H10N2が1,H10N7が11およびH10N9が1株であった。抗原亜型およびウイルスの分離率は,糞便材料を収集した鴨の営巣地点によって異なっていた。1992年には湖沼水からのウイルス分離をも試み,鴨の糞便から得られたものと同じH4N6ウイルスがそれぞれ2つの異なる湖の水から分離された。鴨の営巣地でその糞便から分離された14株のH3インフルエンザウイルスのHAの抗原性をモノクローナル抗体パネルを用いて詳細に解析した結果,A/HongKong/68ならびにアジアで鴨,家鴨および豚から分離されたH3ウイルスのHAと極く近縁であることが判明した。この成績は水禽の間で継持されているインフルエンザウイルスの抗原性が長年にわたって保存されているとの先の我々の見解を支持する。以上のように,鴨が夏にアラスカの営巣地でインフルエンザウイルスを高率に保有しており,湖水中にも活性ウイルスが存在することが明らかとなった。従って,北方の鴨の営巣地が一次のインフルエンザウイルス遺伝子の貯蔵庫であるとの推定が支持された。秋に鴨が渡りに飛び発つ前に,糞便と共に湖沼中に排泄されたウイルスは冬期間,凍結した湖水中に保存され,春に帰巣する鴨がこれを経口摂取して感染し増殖することを繰り返して存続して来たのであろう。秋,冬および春に一定の鴨の営巣地点で水,氷および凍土を検索することによって,自然界におけるウイルスの存続のメカニズムならびに遺伝子進化を知ることができるであろう。水禽の糞便から分離されたパラミクンウイルス82株のうち81株はニユーカッスル病ウイルス(NDV)であった。これらNDVのHNおよびF糖蛋白の抗原性をモノクローナル抗体パネルを用いて詳細に解析した結果,ワクチン株と異なるものが優勢であった。水禽の間に高率に分布しているNDVが家禽に導入される可能性が考えられるので,渡り鴨の糞便から分離されるNDVの抗原性ならびに鴨に対する病原性を継続して調査する必要があろう。

インフルエンザウイルスはほとんどがアラスカ中央部ユコン平原の湖に営巣する鴨の糞便材料から分離されたが,南部のアンカレジ周辺や北部の材料からの分離率は極めて低かった。分離されたインフルエンザウイルスの抗原亜型はH3N8が14,H4N6が47,H8N2が1,H10N2が1,H10N7が11およびH10N9が1株であった。抗原亜型およびウイルスの分離率は,糞便材料を収集した鴨の営巣地点によって異なっていた。1992年には湖沼水からのウイルス分離をも試み,鴨の糞便から得られたものと同じH4N6ウイルスがそれぞれ2つの異なる湖の水から分離された。鴨の営巣地でその糞便から分離された14株のH3インフルエンザウイルスのHAの抗原性をモノクローナル抗体パネルを用いて詳細に解析した結果,A/HongKong/68ならびにアジアで鴨,家鴨および豚から分離されたH3ウイルスのHAと極く近縁であることが判明した。この成績は水禽の間で継持されているインフルエンザウイルスの抗原性が長年にわたって保存されているとの先の我々の見解を支持する。以上のように,鴨が夏にアラスカの営巣地でインフルエンザウイルスを高率に保有しており,湖水中にも活性ウイルスが存在することが明らかとなった。従って,北方の鴨の営巣地が一次のインフルエンザウイルス遺伝子の貯蔵庫であるとの推定が支持された。秋に鴨が渡りに飛び発つ前に,糞便と共に湖沼中に排泄されたウイルスは冬期間,凍結した湖水中に保存され,春に帰巣する鴨がこれを経口摂取して感染し増殖することを繰り返して存続して来たのであろう。秋,冬および春に一定の鴨の営巣地点で水,氷および凍土を検索することによって,自然界におけるウイルスの存続のメカニズムならびに遺伝子進化を知ることができるであろう。水禽の糞便から分離されたパラミクンウイルス82株のうち81株はニユーカッスル病ウイルス(NDV)であった。これらNDVのHNおよびF糖蛋白の抗原性をモノクローナル抗体パネルを用いて詳細に解析した結果,ワクチン株と異なるものが優勢であった。水禽の間に高率に分布しているNDVが家禽に導入される可能性が考えられるので,渡り鴨の糞便から分離されるNDVの抗原性ならびに鴨に対する病原性を継続して調査する必要があろう。カモ等の水禽はインフルエンザウイルス(IFV)およびパラミクソウイルス(PMV)の供給源である。従って、北方圏の水禽の営巣地におけるウイルスの分布はこれらウイルス病の重要な疫学情報となる。1991年7月および8月に、アメリカ合衆国アラスス州の異なる地域で水禽の営巣地を探索し、1585の水禽糞便を採取した。同年8月から9月にかけて、テネシ-州メンフィスのセント・ジュド小児研究病院で、これらの糞便材料からウイルス分離を試みた。その結果、25株のIFVおよび65株のPMVを得た。IFVの抗原亜型を同定した結果、14株がH3N8であった.これらのH3N8ウイルスのヘマグルチニン(HA)の抗原性をモノクロ-ナル抗体パネルを用いて詳細に解析した結果、ヒトのA/Hong Kong/68IFVならびにアジアでカモ、アヒルおよびブタから分離されたH3IFVのHAと極く近縁であった。この成績は、水禽の間で維持されているIFVの抗原性が永年に亘って保存されていると先の我々の見解を支持する。
事故リスク変数抽出とその状態遷移確率に基づくヒューマンモデルの基盤創出

本研究では、全国の交通事故の3割を占めている追突事故に焦点を絞って、運転中の居眠りや不注意を外乱変動とみなし、ドライバパラメータや操作量の分析にモデルベースのロバスト設計手法を導入して、人間機械系のドライバモデルを定量的に扱う手法の確立を目的として研究を実施した。2年間の研究期間の具体的な実施内容は以下のとおりである。(1)シミュレータ及び実車による走行実験により、速度制御にかかわる運転行動パラメータを抽出し、(2)調布と富士河口湖町の間の高速道路における公道実験データを収集して、(3)走行時の運転行動データとドライバモデルの出力との比較による眠気状態の分析を実施し、(4)顔画像による居眠り状態の分析と比較することにより、ドライバの注意力低下を判断できることを示した。基本的に、前後運動の理想的な速度制御モデルは、リスクポテンシャル理論に基づいており、結果的にはバネマス系で構成されるドライバモデルとして構築をした。この成果をさらに拡張して、アクセル・ブレーキペダルによる速度制御モデルだけではなく、ハンドル操作に基づく車線維持制御モデルと統合することにより、より精度よくドライバの居眠り状態や注意力低下状態を判断できるモデルを構築した。この成果は事故を未然に防ぐことを目的とした予防安全技術への応用として期待される。この研究成果は、「先行車追従時の規範ドライバモデルに基づく個別適合型運転状態診断システムの開発」として、自動車技術会論文集、42-3、2011、に掲載された。その成果は、車両制御に関する国際会議AVECで発表した。Model-Based Estimation Method of Driver Inattention State During Car-Following Situations,11th AVEC, Seoul, 9-12 Sep., 2012。この成果は事故を未然に防ぐことを目的とした予防安全技術への応用が期待される。本研究では予防安全装置の高度化を目指し,特に追突防止装置に焦点を当て,運転中のディストラクションや不注意に対応する人間機械融合系における動的リスク変動を定量的に扱う手法の確立を目的とし,まずはドライビングシミュレータを用いたドライバの基礎パラメータ抽出および,ヒヤリハットデータベースや統計事故データの分析による環境危険度の知識データベース化に取り組んだ.1.ドライビングシミュレータを用いて,先行車追従状態から衝突回避ブレーキ状態に遷移する際のドライバ基礎パラメータの抽出をおこなった.具体的には,走行速度,加減速度,車間距離,車間時間といったドライバの状態変数と,先行車追従モデルパラメータ変数の抽出であり,特にモデルパラメータ変数は,通常運転行動および異常運転行動において分析をおこない,以下の2つの代表的な傾向として挙げられた.・異常運転時には先行車に対する追従性が低下し,相対速度,車間距離ともに増大する.・先行車と通常時より接近し,先行車の加減速の認知を容易にすることで追従性能を維持しようとする.また,中央自動車道において走行実験をおこない,実車環境においても同様の傾向を確認した.2.自動車技術会のヒヤリハットデータベースと交通事故分析センターの統計事故データの分析をおこなった.