hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高効率データベースシステム開発のためのテストベッドシステムの試作

データベースシステムの高効率化は,非常に重要な課題である.そのために通常行われている研究は,並行処理や質問処理等の改良であるが,本研究で開発したテストベッドシステムはこれらの間の相互干渉を評価し,総合的な高効率化を目指すものである.本システムは32ビットのワークステーションU-station上で実現されており, C言語で書かれたソースプログラムは約3000行になった.このシステムを用いて,本研究で併せて開発された種々の高効率手法を評価した.それらには次のような手法が含まれる.1.分散データベースにおいて異なった並行処理方式を統合する際に重要な,可制御・可観測並行処理方式2.データベース中に相互に関連のあるデータが含まれる場合の並行処理3.ロックを用いる並行処理方式で発生する読み出し・書き込み競合によるデッドロックが起こらないように改良した二相ロック方式4.時刻印方式において,時刻印の定義を緩め,さらに,コストを考慮して後退復帰対象を選択する方式.本方式は,長い処理が存在する場合に有効である.5.大容量主記憶を考慮した場合に,主記憶と二次記憶の間のデータ転送回数を減らすことによって,効率を上げる方式.この場合には,主記憶容量によって最適な処理多重度が決められるので,それに関する考察も行った.6.システムにかかる負荷が時間と共に変化する場合に適当な,動的な並行処理方式.これは,ロック単位の大きさを動的に変化させるものと,データ間の関連を動的に変化させるものとがある.従来の方式とこれらの方式を比較することによって,考案した方式に長所が多くあることが分かった.データベースシステムの高効率化は,非常に重要な課題である.そのために通常行われている研究は,並行処理や質問処理等の改良であるが,本研究で開発したテストベッドシステムはこれらの間の相互干渉を評価し,総合的な高効率化を目指すものである.本システムは32ビットのワークステーションU-station上で実現されており, C言語で書かれたソースプログラムは約3000行になった.このシステムを用いて,本研究で併せて開発された種々の高効率手法を評価した.それらには次のような手法が含まれる.1.分散データベースにおいて異なった並行処理方式を統合する際に重要な,可制御・可観測並行処理方式2.データベース中に相互に関連のあるデータが含まれる場合の並行処理3.ロックを用いる並行処理方式で発生する読み出し・書き込み競合によるデッドロックが起こらないように改良した二相ロック方式4.時刻印方式において,時刻印の定義を緩め,さらに,コストを考慮して後退復帰対象を選択する方式.本方式は,長い処理が存在する場合に有効である.5.大容量主記憶を考慮した場合に,主記憶と二次記憶の間のデータ転送回数を減らすことによって,効率を上げる方式.この場合には,主記憶容量によって最適な処理多重度が決められるので,それに関する考察も行った.6.システムにかかる負荷が時間と共に変化する場合に適当な,動的な並行処理方式.これは,ロック単位の大きさを動的に変化させるものと,データ間の関連を動的に変化させるものとがある.従来の方式とこれらの方式を比較することによって,考案した方式に長所が多くあることが分かった.データベースシステムの中で関係モデルに基づくものは、自由度が高く使い易いために、プログラムの生産性や保守性が他のモデルよりも優れており、データベースの設計等多方面に応用するのに非常に適合している。しかし、この関係モデルの問題点は効率の低いことで、この問題を解決すれば関係データベースシステムは、さらに広く使われるようになると考えられている。従来関係データベースの質問処理の効率化や並行処理制御等は独立に論じられてきたが、本研究で開発中のテストベッドシステムは、これらのほかシステム環境等の種々の要素を総合的に考えた効率の良いシステムを開発・評価するためのものである。本年度は次のような点で成果を得ている。1.効率の良い質問処理方式の開発:特に処理の困難な不等号質問処理の効率化について考察した。2.種々の状況のもとでの並行処理方式の研究:主記憶容量が大きな場合や長時間処理の存在する場合は従来の方式が適合していないことを示し、これらの場合に適合した新しい方式を開発した。3.テストベッド全体の設計:質問処理入力部、データ入力部、質問入力部、並行処理入力部、システム環境入力部、データ定義部、スケジュール部、前処理部、方式検査部、シミュレータ部、結果出力部等の設計を行い、相互のインターフェースを決定した。4.基本的な部分の実現:記憶階層を考慮した並行処理方式として新しい方式を開発したので、この評価および上記テストベッドの設計を改良するために、基本的な部分を開発した。本年度は、32ビットのワークステーションU-Stationを購入し、その上でUNIXのもとのCによってシステム開発を行った。並行処理の記述のため、CにAdaのランデブーのような機能を追加している。データベースシステムの効率の向上は非常に重要な課題となっている。このためには、質問処理の効率化や並行処理制御方式の改良が必要である。従来これらは独立に論じられてきたが、本研究で開発中のテストベッドシステムを用いると、これらのほかシステム環境等の種々の要素を総合的に考えた効率の良い方式を開発・評価することが可能となる。1.本テストベッドの基本部分を動作させた。2.特に、大容量主記憶に対応する並行処理制御方式について、その方式を提案し、本テストベッドにより評価を行った。3.システムの使用条件が動的に変化する場合の並行処理制御方式について検証し、そのシミュレーションによる評価を行った。

使用条件としては、単位時間当りの処理単位数を考え、データの施錠単位、キュー内の処理単位数の上限等を変化させて動的特性を持たせた。4.相互に関係したデータを含む場合、特にメタデータの存在する場合について、並行処理制御方式に要求される条件を整理した。5.時刻印方式で、コストを考えて後退復帰対象を選定する方式を提案した。この方式は、長い処理があるときに有効である。6.施錠と予約を分け、処理効率を向上させた二相施錠方式を開発した。7.46において新たに開発した方式をテストベッドで評価できるようにするためのテストベッドの一般化についてその方式を検討した。本年度は、昨年度購入した32ビットのワークステーションU-stationに4メガバイトの主記憶を増設し、大容量主記憶の場合のテストベッドの開発ができるようにした。
腎細小動脈病変に対する寄与因子と形成機序の検討

わが国ではMarginal donorからの移植が増加しており、ドナーの安全性の検証は必須である。ドナー適応は、年齢、腎機能、血圧、糖尿病などで判定されるが、尿酸値の評価は含まれていない。またこれら危険因子が腎組織へどのように寄与するかは十分検証されていない。20132017年に当院で施行された生体腎移植76例の移植時の臨床指標と、0h腎生検で評価した全節性硬化(GS)、細動脈硝子化(AH)、動脈硬化(AS)、尿細管間質病変(IF/TA)などの腎病理所見との関係と腎予後について検討した。結果は、年齢58±9歳、男性45%、BMI 23±3kg/m2、平均血圧92±11mmHg、HbA1c 5.7±0.5%、Cr 0.72±0.15mg/dl、eGFR 77±13mL/min/1.73m2、尿蛋白0.06±0.04g/日、HbA1c 5.6±0.5%、血清尿酸値(SUA)5.0±1.3(mg/dl)であった。それぞれの有病率は、高血圧33%、高尿酸血症12%、糖尿病12%であった。移植時のSUAは、AHと正相関し(r=0.259、p=0.035)、各種臨床指標で調整後もAHの規定因子であった(95%Cl,0.067-0.146;p<0.001)。AH indexと移植1年後のCrは正相関し(r=0.266、p=0.033)、腎病理所見で調整後もΔCrと有意な傾向が見られた(p=0.062)。各種臨床指標で調整したころ、SUAは移植後1年のCrの独立した規定因子であった(p<0.001)。以上から血清尿酸値は細動脈硝子化と関連し、ドナー腎の移植後1年の腎予後予測因子となりうる可能性がある。ドナー腎の組織評価に関しては、概ね計画通りに進行しているが、各種バイオマーカーを用いての検討がまだ十分には施行できていない。また組織学的には、傍糸球体毛細血管(PTC)評価ができていない。保存した血清・尿を用いて、ELISAにて各種バイオマーカーの測定を行い、腎組織との関連を統計学的に行う。組織学的には、傍糸球体毛細血管(PTC)評価を追加する。初年度は、各種ELISA kit購入がまだできておらず、次年度への持ち越しとなった。次年度に持ち越しになった額は、ELISA kitの購入を中心にあてる予定である。
学問運動の一般理論に基づくオープンアクセス運動の進展プロセスの解明

本研究の主な成果として,オープンアクセス運動は,1)学術雑誌の価格高騰,2)学術情報の電子化,3)研究者のイニシアティブという3つの異なる文脈が同時代的に組み合わさった結果生じたものだったが,約20年を経て,研究者や図書館から政府や出版社にその主導権が移りつつあり,機関リポジトリの役割は相対的に小さくなりつつあること,当初掲げられていた商業出版社への対抗戦略としての意味合いは弱まっていることなどがわかった本研究は,オープンアクセス運動の進展および成否のプロセスを,「学問運動の一般理論」(Scientific/Intellectual Movements:SIMs)と学術情報流通の観点から明らかにすることを目的としている。オープンアクセス運動の黎明期,成功分野(生物医学),失敗分野(化学)を事例として,学術情報流通状況調査とSIMsに基づく1)不満分析,2)機会分析,3)動員分析,4)フレーム分析と通して,なぜ特定分野におけるオープンアクセス運動は成功(あるいは失敗)したのか,そのプロセスを実証的に明らかにし,その理由を検討する。本研究の特色は,1)オープンアクセスに関する先行研究ではこれまでとられてこなかった新しいアプローチに基づいて,2)オープンアクセスに対する定説・理解を新たにするという貢献ができる点にあると考える。今年度は,調査計画を具体的に設定するため,学問運動の一般理論に基づく具体的な調査枠組みを構築することを試みた。具体的には,学問運動の一般理論に関する社会学・科学社会学分野の文献,SIMに依拠した先行研究,事例分析で扱うOA運動関連文献,OA運動の最新動向の把握を行うために,網羅的な文献収集と精読を行った。その成果をもとに,来年度以降の調査計画の構築を進めた。途中の研究成果の一部については,関連する各種セミナー・ワークショップ・講演会で発表を行うとともに,Open Access Japanにて情報発信を行った。本研究は,オープンアクセス運動の進展および成否のプロセスを,「学問運動の一般理論」(Scientific/Intellectual Movements:SIMs)と学術情報流通の観点から明らかにすることを目的としている。今年度は,以下の2点について調査研究を行い,成果が得られた。1)研究枠組みの検討:前年度に引き続き,研究枠組みとしての学問運動の一般理論に関する図書,雑誌論文など関連文献の網羅的収集と批判的検討を行い,同理論のオープンアクセス運動への適用可能性について検討した。2)オープンアクセス運動の最近の動向のレビュー:前年度に引き続き,国内外オープンアクセスに関する最新動向について,図書・雑誌論文・新聞記事・ウェブサイト・ソーシャルメディア等を対象に網羅的に収集し,特に日本関連の動向に関しては英語での情報発信を行った。特に,オープンアクセスジャーナルについては,APC(Article Processing Charge),オープンアクセス・メガジャーナル,カスケード査読,研究者による利用,政策に関する文献調査を行い,オープンアクセス・メガジャーナルが研究者集団内で受け入れられているもののPredatory JournalsやAPCの費用などの課題が生じていることがわかった。日本のオープンアクセス運動の動向について,機関リポジトリ,オープンアクセス・ジャーナル,政策,研究者による利用・認識を整理し,機関リポジトリ設置数が世界最大規模に達し,オープンアクセス・関連の政策も進展が見られるが,研究者の間では依然としてオープンアクセスに対する混乱が見られることがわかった。研究枠組みとしての学問運動の一般理論の適用可能性について検討を行った結果,そのままではオープンアクセス運動には当てはまらないと考えられるため,同理論で利用されている研究アプローチの一部を本研究でも採用することに変更した。そのため,研究計画の一部の変更が必要となり当初の予定よりも遅れているものの,すでに新しい調査計画のもとで研究を開始している。今年度は,1)学術情報流通におけOA運動の位置づけおよび2)OA環境下における新しい論文評価指標であるAltmetricsの位置づけの検討を行った。1)に関しては,OA運動は,学術雑誌の価格高騰,学術情報の電子化,研究者のイニシアティブという3つの異なる文脈が同時代的に組み合わさった結果生じたものだが,約20年を経て,政府や出版社にその主導権が移りつつあり,機関リポジトリの役割は相対的に小さくなりつつあること,当初掲げられていた商業出版社への対抗戦略としての意味合いは弱まっていることなどがわかった。2)に関しては,Altmetricsの代表的指標であるAltmetricスコアの意味を明らかにするため,学術雑誌論文へのツイートの内容分析を行った。対象は,2014年のAltmetricスコア上位100論文およびWeb of Science収録論文約160万件から無作為抽出した100論文であり,各論文に対するツイート合計約1.1万件に対する内容分析を行った。その結果,両論文集合ともに1大部分が非研究者によるもの,2リツイートが半分以上,3内容は書誌事項や論文紹介,4一つか二つ程度含まれるということがわかった。現状では,ツイート数が大きく反映しているAltmetricsスコアを用いて学術雑誌論文の研究評価をすることは内容面からも困難であると考えられる。研究成果は以下の通りである。1)に関しては,LIMEDIO Seminar 2016にて「転換期を迎えたオープンアクセス:大学図書館の役割」というタイトルで基調講演を行った。加えて,「続編・変わりゆく大学図書館」(頸草書房,2017年刊行予定)にて「オープンアクセス」の一章が掲載予定である。2)に関しては,Altmetricsに関する代表的国際会議である3rd Altmetrics Conferenceにおいて発表を行った。

本研究の主な成果として,オープンアクセス運動は,1)学術雑誌の価格高騰,2)学術情報の電子化,3)研究者のイニシアティブという3つの異なる文脈が同時代的に組み合わさった結果生じたものだったが,約20年を経て,研究者や図書館から政府や出版社にその主導権が移りつつあり,機関リポジトリの役割は相対的に小さくなりつつあること,当初掲げられていた商業出版社への対抗戦略としての意味合いは弱まっていることなどがわかった学問運動の一般理論に関しては,他分野のものであるため,資料の収集と読みに想定以上の時間がかかっているが,基本書・文献等の収集・読みは行うことができている。OA運動の事例分析および最新動向の把握は,継続的に実施できている。当初の目的を達成するために,今年度の再構築した研究枠組みに基づいて,引き続き調査研究を行っていく。当初の計画ではオープンアクセス運動が失敗した分野も調査対象としていたが,次年度以降は対象外とすることで,より焦点を絞った形で調査研究を行う。Twitterアカウントにて,研究遂行上得た日本に関するオープンアクセス関連の最新情報の発信を行った。図書館情報学本年度は,1)事例分析に基づいた調査枠組みと追加調査の検討と2)OA運動の成功分野の事例分析を行う予定である。前年度の調査結果に基づき,成功分野と失敗分野に対する事例分析を実施するための調査枠組みを再検討する。その結果,必要な場合はOA黎明期の追加調査を実施する。再検討した調査枠組みと調査計画により,OA運動が成功した分野を対象に,事例分析を行う。成功分野の事例分析に関しては,1999年のE-Biomed計画から2009年NIHパブリックアクセス方針の法制化までを対象とする。学術情報流通状況調査は,文献調査から生物医学分野における学術情報流通の中心的課題を把握し,当時の資料に基づく数的状況(学術雑誌刊行状況,電子ジャーナル率,OAジャーナル率等)および誰が何をどのような理由で問題と見なしていたのかを把握することで,OA運動の前提を明らかにする。不満分析では,Harold Varmus氏(元NIH所長・PLOS創設者)に対して, PMCの前身であるE-Biomed計画およびNIHパブリックアクセス方針,オープンアクセス出版社PLOS(Public Library of Science)創設の経緯および当時とった具体的活動,彼が考えるNIHパブリックアクセス方針が法制化に成功した理由等を明らかにするために,インタビュー調査あるいはメール調査を行う。NIHパブリックアクセス方針の策定にあたっては,多くの資料がウェブ上に公開されているが,非公開資料があるため米国国立衛生研究所,米国医学図書館への訪問調査が必須であり,資料収集とインタビュー調査を実施する。機会および動員分析では,E-BiomedとNIHパブリックアクセス方針に関連する各種文献・メディアを網羅的に検索収集し,前年度の枠組みを基盤として,内容分析とイベント分析を行う。最後に,学術情報流通状況調査,不満・機会・動員分析で収集した文献を対象に,フレーム分析を行う。
心不全に対するEx Vivo遺伝子導入を行った心筋細胞移植の研究

1.ブタの細胞移植及び心筋梗塞モデルへの心筋細胞移植に関して細胞培養・移植を試みた。しかしアロ移植においても、かなりの免疫抑制が必要であること、また梗塞部位への移植には血流不足によって移植細胞の生着困難が判明し、現在、補体活性化抑制遺伝子や血管新生に関与する遺伝子の導入を行っている。2.ラット摘出心に対しアデノウイルスをベクターとしてEx Vivo遺伝子導入を行い同系ラットに移植した。その結果、ドナー心に安全にかつ効率よく導入できることを示した。3.Gene Gun法によってin vivoで心筋へ遺伝子導入を行い、簡便かつ安全に導入可能で、有用な方法と考えられた。4.ラット及びヒト培養細胞を対象にEB-Virus episomal Vectorを用いた遺伝子導入に関する研究い、短期間ではEB-Virus episomal Vectorの方がすべてにおいて有意に酵素活性が高く、in vivoの検討にても同様にEBV-Vectorの方が強く発現した。5.ブタ-イヌの異種移植モデルにて凍結保存異種大動脈弁を移植したところ、異種大動脈弁は凍結保存することにより免疫原性が低下し、凍結保存法の変更と確立などにより臨床応用も可能であると予想された。6.小動物のラットにコンダクタンスカテーテル法を用いて心機能評価に成功した。さらに,装置を調整し,カテーテルの微細化を図れば,マウスにおいても同様に心機能評価が可能になると考えられた。7.ラットの血液交叉潅流ラット摘出Ca2+過負荷急性不全心を作製し、形態学的・生化学的に検討した。その結果、トロポニンTやトロポニンIの分解及び筋原繊維の形態学的異常は生じていなかったが、ミトコンドリアの膨潤が生じていた。本実験の結果からCa2+過負荷を防ぐ方法を探索することによって手術及び心移植における心筋保護法の新たな展開が考えられた。平成9年度には本助成により、われわれは次の4つの内容に関し研究を行った。(1)ラット心臓移植におけるEx Vivo遺伝子導入:ラットの摘出心に対し4°C、60分という条件下でアデノウイルスをベクターとしてEx Vivo遺伝子導入を行い同系ラットに移植した。その結果、安全にかつ効率よく導入できることを示した。(2)遺伝子銃法によるIn Vivo遺伝子導入:non-vira1な遺伝子導入法として遺伝子銃法があるが、本法で心臓へのIn Vivo遺伝子導入を行った報告は未だない。そこで、ラットの心臓に対し本法にて遺伝子導入を行った。その結果、導入が可能であっただけでなく1ヶ月後でも発現が持続していた。現在さらに長期の発現を検討中である。(3)心筋細胞移植を可能にするための心筋細胞への分化に関する研究:現時点で、心筋細胞移植のドナーとなる細胞は胎仔から採取しなければならず、臨床への応用には問題がある。しかし最近、骨髄間質細胞から心筋細胞に酷似した細胞へ分化することが発表され、その細胞をドナー細胞に利用する研究を行っている。現在その分化の至適条件を検討中である。(4)ラット心機能評価に関する研究:正常成熟ラット心臓での心筋細胞移植前後の心機能の評価と心不全モデルラットの心筋細胞移植前後の心機能を評価するために、まずラット交叉灌流モデルを確立し、心力学的、エネルギー学的基礎データを採ることが本年度の研究目標であった。交叉灌流モデルは1匹のサポートラットにより、摘出心臓の血液灌流を行うもので、この摘出心臓の左心室の収縮期末圧容積関係と一心拍毎の心筋酸素消費量と一心拍毎に発生する総機械ネルギーの関係を求めた。其の結果、正常心臓では前者は指数関数でよくフィットできる非線形の関係を示し、後者は直線関係を示した。

その勾配とY-切片から、さらに一心拍毎に発生する総機械エネルギーにより、心機能の評価ができることを示した。(1)ブタの細胞移植及び心筋梗塞モデルへの心筋細胞移植に関して細胞培養を行った。しかしアロ移植においても、かなりの免疫抑制が必要であること、また梗塞部位への移植には血流不足によって移植細胞の生着困難が判明した。そこで現在、補体活性化抑制遺伝子や血管新生に関与する遺伝子の導入を行っている。(2)Gene Gun法による心筋へのin vivo遺伝子導入に関して検討した。その結果、最長6週間までの発現を認め、他臓器に導入遺伝子は検出しなかった。本法による心臓へのin vivo遺伝子導入は有用な方法と考えられた。(3)ラット及びヒト培養細胞を対象にEB-Virus episomal Vectorを用いた遺伝子導入に関する研究を行った。結果、短期間ではEB-Virus episomalVectorの方がすべてにおいて有意に酵素活性が高く、in vivoの検討にても同様にEBV-vectorの方が強く発現した。(4)凍結保存異種大動脈弁の臨床使用についてブタ-イヌの異種移植モデルにて実験を行った。その結果、異種大動脈弁は凍結保存することにより免疫原性が低下すると考えられ、凍結保存法の変更と確立などにより、臨床応用も可能であると予想された。(5)小動物のラットにコンダクタンスカテーテル法を用いて生体位心での左室圧ESPVRを測定することができた。さらに,装置を調整し,カテーテルの微細化を図れば,マウスにおいても同様に心機能評価が可能になると考えられた。(6)ラットの血液交叉潅流ラット摘出Ca2+過負荷急性不全心を作製し、形態学的・生化学的に検討した。その結果、トロポニンTやトロポニンIの分解及び筋原繊維の形態学的異常は生じていなかったが、ミトコンドリアの膨潤が生じていた。本実験の結果からCa2+過負荷を防ぐ方法を探索することによって手術及び心移植における心筋保護法の新たな展開が考えられた。
自己組織的モバイル資源ネットワークアーキテクチャの研究

平成24年度は以下の2テーマについて研究を行った。本研究は、以下の3つに分けられる。(1)システムモデルの設計提案システムでは、Wi-FiやBluetoothで隣接端末とローカルWを形成し、機能体を形成する。機能体は機能体同士やインターネット上のデータセンタとも協調し資源を共有する。(2)異なる資源の価値を適切に評価するメカニズムの設計通信や計算タスクの処理によるサービス享受までの待ち時間に基づき、計算資源、通信資源、ストレージ資源などの種類の異なる資源の共有に対する効用を統一的に評価する手法を提案した。(3)最適資源共有メカニズム。地理的距離と資源共有の効用のトレードオフをモデル化し、協調のインセンティブを考慮した最適化問題を設計することで、最適な資源共有メカニズムを導いた。提案方式はサービス享受までの待ち時間を約2倍削減した。・社会ダイナミクスに基づいた予測的機能体形成手法(共同研究:CREATE-NET)本年度は、予測を行うための社会ダイナミクスをグラフの変化から抽出するメカニズムを設計した.提案システムは、人や場所、モノ、サービスの地理的な位置関係とSNSサービスから得られる人と人、人とモノなどの社会的なつながりを統合し、社会的コンテキストの変化を検出する。本研究ではそれらを一つのグラフで表現する手法を提案した。このグラフの変化を評価することで、人やモノがおりなす社会におけるコンテキストの変化を検出することができるようになった。シミュレーションにより、提案方式を評価した。提案手法は、従来手法の30%程度の遅延時間で、社会的コンテキスト変化を検出することができた。これにより、予測的なコンテンツ配信や通信帯域制御が可能となり、トラヒックを削減および局所化できる。交付申請書に記載した資源価値評価メカニズムの設計および形成予測メカニズムの設計を達成し、その先の課題である端末間協調の定式化まで行った。他端末問題に取り組み、より一般的な環境を想定した検討を行う。・交渉ゲームに基づいた自己組織的機能体形成(共同研究:WINLAB)本研究は、以下の3つに分けられる。
Directional Dataの統計のグラフ多変量解析への応用の研究

近年のコンピュータグラフィクスの発達ともあいまって、図式的表現に基づいた新しい統計手法が次々に考案されている。その中に、連結ベクトルグラフ,星座グラフ,順位グラフなど、平面上のベクトルをデータ構造の表現に用いるという共通基盤を持つものがある。ベクトルの長さと方向に対応させる変数、統計量などの違いが各グラフの特徴となる。ところで、図式的な統計手法に対する従来の見方は、単なる記述的なものという見方が大勢を占めている。一方、上記の一連のグラフは平面上のdirectional dataの統計という観点から統一的な解釈ができ推測統計的なグラフになる。そこで、本研究ではグラフ多変量解析に関心を有する各地(九州大学,岡山大学,愛知教育大学等)の研究者と意見の交換をしつつ、これらのグラフに共通の数理的背景を明らかにし、その結果を図式的統計手法の研究に応用した。本研究の成果は、以下の通りである。(1)連結ベクトルに基礎を置く図式的方法の数理的背景に関する一般論。これについては現在投稿準備中である。(2)連結ベクトルの漸近分布の導出とその応用。日本統計学会(1986年7月)において発表。さらにISI(1987年9月)に発表予定。(5)順位グラフの改良と関連ソフトウェアの開発。Japanese-FrenchScientific Seminar(1987年3月)において発表。なお、この研究は図式的重回帰分析、クラスター分析などにも拡大して行く予定である。
仮想空間との音声言語によるコミュニケーションに関する研究

仮想空間との対話において音声言語を利用できるようにすることは、自然で知的なインタフェイスのために重要と考えられる。そこで本研究では、仮想空間との音声対話インタフェイスによる効果的な相互作用の実現を探求した。仮想空間とのコミュニケーションにおいて、(1)音声言語でないとできない指示・操作、及び(2)音声言語を用いることにより円滑になる指示・操作に分類して、考察した。上記の考察に基づいて、音声言語が効果的に作用するタスクとして、仮想試着システムを設計した。具体的には、試着室にいるような状況を設定し、自分の希望のデザインを指示・選択し、それを仮想の鏡において試着したイメージを合成する。仮想店舗では、実空間では不可能な膨大なストックを用意し、瞬時に“着替える"ことが可能である。本タスクは、できれば両手を使いたくないような状況で、仮想的なストックの中のものへ、属性や感性的な指示を行うことによりアクセスする操作を基本としており、音声言語の利点が有効に働くと考えられる。本システムは、音声認識部・対話管理部・画像認識部・画像合成部からなり、ワークステーション上でプロトタイプの実装が完了した。
サブミリ波ESRを用いた磁性半導体超構造の研究

サブミリ波ESRによりIII-VならびにII-VI族希薄磁性半導体の電子状態、磁気的状態を研究した。III-V族のGaMnAsに関して強磁性転移温度以下で強磁性共鳴信号を観測し、飽和磁化を見積もった。これよりドープしたMn^<2+>の約半分が磁化に寄与していると評価した。今回観測した信号はg=2であることから、Mn^<2+>の信号と考えられる。Mn^<3+>の信号は観測されなかったが、線幅が広くなっている可能性もある。ESRからはMn^<2+>の存在は確認されたが、Mn^<3+>の状態に関してはさらに研究が必要である。次にII-VI族のCd(Mn)TeのESRを系統的に行い、磁場中でスピングラス状態から乱れた反強磁性状態へのクロスオーバーを見いだした。このクロスオーバーの磁場から、35%Mnをドープした系でのMn間の平均の分子場は約7T程度と考えられる。さらに、線幅と線形の解析から内部場の分布等を見積もった。線形は単純なガウス分布ではなく、中心磁場の異なる複数のガウス分布の和で表されることから、クラスター的なスピングラスになっていると考えられる。このことはII-VI族では超交換相互作用が支配的であるということと対応している。GaMnAsに関して放射光を用いて遠赤外領域までの分光測定を行い、キャリアのプラズマ振動数に対応すると思われる反射率の立ち上がりを20cm^<-1>以下の低波数側で見つけた。この反射率の立ち上がりはGaAsのバンドギャップ内に出来た新しい状態の存在を示唆していると考えられる。
Na^+駆動性カチオントランスポーターの血圧調節・血管病変における役割の解明

遺伝子改変マウスおよび特異的阻害薬を用い、食塩感受性高血圧の発症における1型Na^<+>/Ca^<2+>交換輸送体(NCX1)の関与について検討を行った。特異的なNCX1阻害薬SEA0400の種々高血圧モデル動物に対する作用を調べたところ、この阻害薬は食塩感受性高血圧動物に対して特異的に降圧作用を示し、他の高血圧動物および正常血圧動物に対しては影響を及ぼさないことがわかった。SEA0400を食塩感受性高血圧ラットの大腿動脈に持続注入すると、大腿動脈血流量が著明に増加した。また、SEA0400はウアバイン誘発収縮および細胞内Ca^<2+>濃度上昇を抑制する作用を有した。NCX1ノックアウトマウスのヘテロ接合体を用いて高血圧モデルを作製したところ、deoxycorticosterone acetate(DOCA)食塩誘発高血圧が発症しにくいことがわかった。一方、血管平滑筋特異的NCX1トランスジェニックマウスを作製したところ、血圧に対する食塩感受性が亢進していることがわかった。心筋特異的NCX1トランスジェニックマウスでは、そのような食塩感受性の亢進は認められなかった。SEA0400は、血管平滑筋特異的NCX1トランスジェニックマウスの食塩誘発高血圧を顕著に降圧させた。一方、この阻害薬は、SEA0400非感受性のNCX1変異体トランスジェニックマウスの食塩誘発高血圧に対しては影響を及ぼさなかった。これらの結果は、食塩感受性高血圧の発症・進展に血管平滑筋細胞に発現するNCX1が密接に関わっていることを示唆している。また、NCX1阻害薬は食塩感受性高血圧の特異的な治療薬・診断薬となる可能性が考えられる。遺伝子改変マウスおよび特異的阻害薬を用い、食塩感受性高血圧の発症における1型Na^+/Ca^<2+>交換輸送体(NCX1)の関与について検討した。方法:NCX1ヘテロノックアウト(KO)マウスおよび野生型(WT)マウスを用いて、定法に従ってdeoxycorticosterone acetate(DOCA)食塩誘発性高血圧モデルを作製し、両者の高血圧発症の程度を比較した。また、種々高血圧ラットに選択的NCX1阻害薬SEA0400(SEA)を急性あるいは慢性的に投与し、血圧および臓器障害に及ぼす影響を調べた。結果:KOマウスとWTマウスで正常時の血圧に有意差は無かった。WTマウスは片腎摘出後、DOCA食塩を4週間負荷することにより有意な血圧上昇を示したが、KOマウスは同処置により顕著な血圧変化を示さなかった。SEA(経口投与、110mg/kg)はDOCA食塩高血圧ラットおよび高食塩負荷Dah1食塩感受性ラットの血圧を用量依存性に低下させた。一方、SEAは正常血圧ラット(WKY)、高血圧自然発症フット(SHR)、低食塩負荷Dah1食塩感受性ラット、Dah1食塩非感受性ラット、2腎1クリップ型腎性高血圧ラットの血圧には有意な影響を与えなかった。さらに、DOCA食塩負荷1週後より4週目までラットにSEAを3週間連続投与すると、DOCA食塩で誘発される血圧上昇および臓器障害(心肥大、血管肥厚、腎組織障害、腎機能低下)は著明に抑制された。考察:以上の結果は、食塩感受性高血圧の発症にNCX1が関与することを示唆している。NCX1阻害薬は食塩感受性高血圧の特異的な治療薬・診断薬となる可能性が考えられる。血管平滑筋や心筋に発現する1型Na^+/Ca^<2+>交換輸送体(NCX1)の異常が高血圧と関係していることが推定されているが、その詳細は明らかではない。これまでに、私たちはNCX1ノックアウトマウスのヘテロ接合体においてdeoxycorticosterone acetate (DOCA)食塩誘発高血圧が発症しにくいことを見出している。

本年度は、血管平滑筋および心筋におけるNCX1発現量と高血圧の関係を詳細に調べる目的で、血管平滑筋特異的NCX1トランスジェニックマウス(血管Tg)および心筋特異的NCX1トランスジェニックマウス(心筋Tg)を作製し、それらの食塩感受性高血圧の発症・進展について検討した。血管Tgの血管平滑筋には野生型マウスの約8倍のNCX1が、また心筋Tgの心臓には野生型マウスの約3倍のNCX1が発現していた。血管Tgの摘出大動脈標本では、NCX1を介するCa^<2+>汲み出し反応およびCa^<2+>流入反応が著明に亢進していた。正常状態の血圧をtail cuff法で測定すると、血管Tgの収縮期血圧は野生型マウスより有意に高値を示した(血管Tg:105±1.5mmHg;野生型:96±1.0mmHg, P<0.05)。一方、心筋Tgの収縮期血圧は野生型マウスと同程度であった。マウスにDOCA+1%食塩水を4週間投与すると、血管Tgの収縮期血圧(136±3.5mmHg)は野生型マウス(120±0.6mmHg)より有意に上昇した。また、心肥大、血管肥厚および腎臓障害の程度は、血管Tgの方が野生型マウスより増悪傾向を示した。さらに、血管Tgでは高食塩負荷(8%高食塩食+1%食塩水)のみで血圧の上昇が認められたが、野生型マウスおよび心筋Tgでは同処置により有意な血圧上昇は認められなかった。以上より、血管Tgは血圧の食塩感受性が亢進していると考えられた。このことは、食塩感受性高血圧の発症・進展に血管平滑筋細胞に発現するNCX1が密接に関わっていることを示唆している。
高温酸化物超電導体の応用と最適化に関する研究

本研究は、高温酸化物超伝導体の電磁界および熱解析の連成問題と最適化アルゴリズムを用いた超伝導機器の特性改善が目的となっている。高温酸化物超伝導体の電磁界解析手法として、種々の手法が提案されているが、E-J特性を考慮した場合に、解の収束性が悪くなるという特徴を有している。そこで、解析手法の改善を行った。その結果、従来方では解が収束しないような問題に対しても、提案手法は安定して解を求めており、かなりの改善が見られるようになった。また、酸化物バルク超伝導体表面上の磁束密度を計測する実験により、改善手法の妥当性を確認した。さらに、高温酸化物超伝導体を使用した高均一磁場発生用、電力貯蔵用の超伝導マグネットの最適化設計を試みた。まず、独自に開発してきた非線形最適化手法を用いた超伝導マグネットの手法に、高温酸化物超伝導テープ線材の持つ異方性を考慮することができるようにした。従来の金属系超伝導体の場合は、コイル自体を半径方向に分割し(グレーディング)、外側のコイルほど大きいという設計が有効的であることが周知されていた。しかし、最適化アルゴリズムを導入し、高温酸化物超伝導体を使用した超伝導マグネットの最適化設計を行ったところ、内側のコイルほど長くした方が良いという、金属系とは反対の結果を得るにいたった。その結果、高温酸化物超伝導テープ線材の持つ異方性により、従来は巻線体積が増加せざるをえなかった形状に対して、巻線体積をおよそ75%に削減できることを示した。これらの成果は、Applied Superconductivity Conferenceをはじめとする国内外の学会にて発表を行った。そこで、まず本年度は、解析手法の改善を行った。その結果、従来方では解が収束しないような間題に対しても、提案手法は安定して解を求めており、かなりの改善が見られるようになった。また、高温酸化物超伝導体を使用した超伝導マグネットの最適化設計を試みた。次年度は、解析手法の妥当性を検証するための実験が必要であり、熱解析などと連成し、実際の高温酸化物超伝導体のモデリングが必要となる。そして、最適化設計と併用することで、より実用的な超伝導応用機器の最適化設計へと発展させる。
レトロウイルスによる抗ウイルス宿主因子アポベック蛋白回避機構に関する研究

APOBEC3Gは新規に同定された抗HIV-1宿主因子であり、一方HIV-1 Vifは本分子をユビキチンープロテアソーム系を用いて分解、中和することによりHIV-1複製を助けている。このAPOBEC3G/VifシステムによるHIV-1複製制御に関して、これら分子の機能調節、特に翻訳後修飾に焦点をあてて、下記の2点に関し研究を進めた。1)リン酸化によるAPOBEC3Gの機能調節: APOBEC3蛋白ファミリーに属するAIDは、Protein Kinase A(PKA)によるリン酸化によりその機能調節がなされていることが近年報告された。APOBEC3Gも同様にPKAリン酸化モチーフを有していることから、PKAによるリン酸化がその機能に与える影響に関して検討した。その結果、PKAによるAPOBEC3Gのリン酸化は、Vifとの相互作用に影響を与えることにより、抗HIV-1活性を制御していることを明らかにした。2)ユビキチン化によるVifの機能調節: Vifは、E3リガーゼ複合体の基質認識サブユニットとしてAPOBEC3Gをユビキチン化し分解する。一方、Vif自身も細胞内においてユビキチン化を受け、急速に分解されているが、その意義や機序は不明であった。そこで、我々は、Vifをユビキチン化する新規のE3リガーゼの同定を試みた。その結果、MDM2を同定し、MDM2はVifの分解を介してHIV-1複製を負に制御していることを明らかにした。これらの研究成果は、Vif/APOBEC3GシステムによるHIV-1複製制御の新たな調節機構として、新規ウイルス複製制御法の開発に役立つと考えられ、学術的な意義のみならず、臨床的な意義も大きいと考えられる。レトロウイルスによるAPOBECファミリー蛋白回避機構に関して研究を行い、以下の結果を得た。マウスレトロウイルス(MLV)に対する抗ウイルス活性の検討:MLVがマウスAPOBEC3による抗ウイルス活性を回避するメカニズムは、Vifのようなアクセサリー蛋白を用いず、ウイルスRNAとプロテアーゼを用いた全く新しい機構であることを証明した(Abudu eta1. Curr Bio1)。(2)HIV-1 VifによるAPOBEC3蛋白回避機構Vifは、APOBEC3G以外のAPOBEC3蛋白に対しても、Cul5-EloB/CとのE3複合体を介して、中和活性を保持しているが、それぞれVif感受性に差があることを報告した(Shirakawa, et. al. Virology)。(3)Vifのユビキチン化メカニズムVif自身も、ユビキチン化を受け分解されるが、その責任分子として、MDM2を同定した。さらに、MDM2はVifの分解を介して、HIV-1の複製を負に制御していることを明らかにした(Izumi eta1.manuscript submitted)。
インフルエンザウイルスの種間伝播機構解明を可能にする異種抗原型糖鎖プローブの開発

平成30年度は、主に、Neu5Gc糖鎖を粒子表面に有する糖鎖微粒子の合成とその評価に関する研究を行った。具体的には、初めに、平均糖鎖導入率を20%程度に調製したNeu5Gcα2,3LacNAc含有人工糖鎖ポリペプチドの残存するカルボキシ基とデシルアミンとを縮合反応することでデシル基の導入を行った。本反応により、ポリペプチド骨格内に馬インフルエンザウイルスに結合親和性を有する糖鎖分子が20%程度とデシル基が30%程度の割合で導入された疎水化糖鎖ポリペプチドの合成に成功した。続いて、本疎水化糖鎖ポリペプチドと直径が1μm程度で表面がヘキシル基で覆われた疎水化有機シリカ微粒子とを溶液中で混合することで、微粒子表面上への糖鎖ポリペプチドの固定化を試みた。結果として、本微粒子と糖鎖ポリペプチドとを30%DMSO水溶液中で混合するだけで、疎水相互作用に基づく糖鎖ポリペプチドの固定化が可能であった。なお、本糖鎖微粒子の構造確認は、シアル酸結合性レクチン(ニホンニワトコレクチン)との相互作用解析や走査型電子顕微鏡観察、物性評価などによって行った。最後に、実験的に馬インフルエンザウイルスを感染させた4頭のウマより経時的に得られた鼻腔スワブを用いて、本糖鎖微粒子による吸着濃縮処理前後の馬インフルエンザウイルス特異遺伝子量の変化をリアルタイムPCRにより評価した。その結果、全頭の感染後の鼻腔スワブにおいて、本処理後では明らかな馬インフルエンザウイルス特異遺伝子量の増加が見られ、本処理による馬インフルエンザウイルス検出の感度向上が実証された。平成30年度に予定をしていた、馬インフルエンザウイルスに結合親和性を有する糖鎖プレートおよび糖鎖微粒子の作製にそれぞれ成功した。さらに、糖鎖微粒子に関してはアメリカ化学会関連雑誌であるACS Applied Bio Materialsに投稿し、受理されている。今後は、研究計画に基づいて、馬インフルエンザウイルスの可視化識別法の開発に挑戦をする。具体的には、昨年度、合成に成功した馬インフルエンザウイルス結合性糖鎖微粒子をベースとして、ウイルスと相互作用時にのみ視的識別が可能な状態変化を起こすよう、材料の改良を試みる予定である。平成29年度は、主にNeu5Gc含有糖鎖プローブの合成とそのライブラリー作製を行った。具体的には、我々がこれまで独自に開発した糖鎖クラスター合成技術や組換え糖転移酵素発現技術などを駆使することで、異種抗原型糖鎖“N-グリコリルノイラミン酸(Neu5Gc)"を特異的に認識するインフルエンザウイルス(馬インフルエンザウイルスなど...)に結合親和性を有するNeu5Gc含有糖鎖プローブの合成を行った。結果として、納豆菌が産生するγ-ポリグルタミン酸(γ-PGA)にNeu5Gcα2,3LacNAc配糖体を多価に配位した新規糖鎖プローブ『poly[Neu5Gcα2,3LacNAc-β-O(CH2)5NH-/γ-PGA]』を合成することに成功した。また、本糖鎖プローブの各種類似体を合成することで糖鎖ライブラリーを作製した。これら種々の糖鎖プローブを用いて、3種類の馬インフルエンザウイルス(A/Ibaraki/1/2007、A/Yokohama/aq13/2010、A/Richmond/1/2007)に対する結合親和性の評価を、赤血球凝集抑制試験によって行った。その結果、poly[Neu5Gcα2,3LacNAc-β-O(CH2)5NH-/γ-PGA]は用いた3種類全ての馬インフルエンザウイルスと赤血球との凝集反応を抑制する効果があることを実証した。つまり、poly[Neu5Gcα2,3LacNAc-β-O(CH2)5NH-/γ-PGA]が馬インフルエンザウイルス表面の糖結合性タンパク質であるヘマグルチニンと構造特異的に結合するということを明らかにした。現在、本研究において馬インフルエンザウイルスに構造特異的な結合親和性を示した糖鎖プローブ{poly[Neu5Gcα2,3LacNAc-β-O(CH2)5NH-/γ-PGA]}を用いて、馬インフルエンザウイルスを吸着濃縮可能な糖鎖固定化微粒子表面の作製を試みている最中である。平成29年度に予定していた、馬インフルエンザウイルスに結合親和性を有するNeu5Gc含有糖鎖プローブ{poly[Neu5Gcα2,3LacNAc-β-O(CH2)5NH-/γ-PGA]}の合成が計画以上に進行したことにより、平成30年度以降に予定していた、本糖鎖プローブの微粒子表面への固定化実験などの研究に着手することが可能であったため。

結果として、本微粒子と糖鎖ポリペプチドとを30%DMSO水溶液中で混合するだけで、疎水相互作用に基づく糖鎖ポリペプチドの固定化が可能であった。なお、本糖鎖微粒子の構造確認は、シアル酸結合性レクチン(ニホンニワトコレクチン)との相互作用解析や走査型電子顕微鏡観察、物性評価などによって行った。最後に、実験的に馬インフルエンザウイルスを感染させた4頭のウマより経時的に得られた鼻腔スワブを用いて、本糖鎖微粒子による吸着濃縮処理前後の馬インフルエンザウイルス特異遺伝子量の変化をリアルタイムPCRにより評価した。その結果、全頭の感染後の鼻腔スワブにおいて、本処理後では明らかな馬インフルエンザウイルス特異遺伝子量の増加が見られ、本処理による馬インフルエンザウイルス検出の感度向上が実証された。平成30年度に予定をしていた、馬インフルエンザウイルスに結合親和性を有する糖鎖プレートおよび糖鎖微粒子の作製にそれぞれ成功した。さらに、糖鎖微粒子に関してはアメリカ化学会関連雑誌であるACS Applied Bio Materialsに投稿し、受理されている。今後は、研究計画に基づいて、今年度作製した糖鎖プローブを用いた糖鎖固定化プレートならびに糖鎖固定化微粒子の作製を行う。糖鎖固定化プレートは、シアル酸種の違いに基づく新しいインフルエンザウイルスヘマグルチニンの糖鎖認識特異性評価に使用する。糖鎖固定化微粒子に関しては、馬インフルエンザウイルスの新規濃縮技術への応用展開を図る。今後は、研究計画に基づいて、馬インフルエンザウイルスの可視化識別法の開発に挑戦をする。具体的には、昨年度、合成に成功した馬インフルエンザウイルス結合性糖鎖微粒子をベースとして、ウイルスと相互作用時にのみ視的識別が可能な状態変化を起こすよう、材料の改良を試みる予定である。(理由)平成29年度に予定していた研究が予定通り進行したため、次年度の研究に充てることにした。(使用計画)平成30年度に予定している糖鎖固定化プレートの作製および糖鎖固定化微粒子の作製に関する物品購入費に充てる。(理由)平成30年度に予定していた研究が予定通り進行したため、次年度の研究に充てることにした。(使用計画)平成31年度に予定しているインフルエンザウイルス可視化システムの開発に関する物品購入費等に充てる。
長期土壌残留性汚染物質の時間経過に伴う生物利用可能性変化の評価

長く土壌に蓄積する残留性有機汚染物質(Persistent Organic Pollutants)について、生体への影響を「アベイラビリティ=利用可能性」という指標で表し、残留する全量濃度によらない、実際に作物、生物などへの影響の可能性のある部分を選択的に抽出する分析手法を用いて土壌のリスクを正確に評価するための要因を把握することを目的とした。1土壌の性質2物質の物性3エイジングの影響、を要因と想定し、抽出率との検討を行った結果溶媒の極性を変化させた抽出法によって、評価できることが明らかになった。現状のリスクを把握するための選択抽出において土壌性質が大きな要因であると結論付けられた。高い残留性を持つため長く土壌に蓄積する物質について、生物への影響を「アべイラビリティ=利用可能性」という指標で表し、抽出法に係わる分析手法とマッチングさせることで土壌中存在時間経過(エージング)に伴う変化を把握する事を目的としている。生物への影響とは例えば汚染土壌で生育する作物への移行量であるが、POPsの土壌から作物への移行量には、POPsと土壌との吸着度合いが大きく影響することが示唆される。土壌とPOPsとの吸着強度における、土壌性質、散布からの時間経過(エイジング)の影響についての主に2つの観点から検討を行った。まず、土壌指標の測定をおこなった。POPsの残留が確認され、且つ異なる地域で採取された土性の異なる土壌試料について、炭素含量(強熱減量)、粒度分布、土粒子密度試験、により土壌の詳細な化学的・物理的性質を把握した。つぎに、抽出法の基礎検討として、アベイラビリティ評価のための手法として振盪抽出の検討を行った。抽出溶媒の極性を、アセトン、水メタノール混合溶媒、水、と変化させ、各溶媒での振盪抽出濃度が、全量濃度(アセトンソックスレー濃度および振盪抽出の総計濃度)とどの程度の比を示すかを確認・検討した。土性と吸着強度の検討から、POPsは土壌中の有機物質量に比例して強く吸着することを確認できた。また、Kowと抽出率の検討結果から、土壌性質が同様であってもPOPsの種類により、抽出率が異なることが確認された。アセトンソックスレー抽出による濃度とアセトンー水による逐次振盪抽出の総計濃度は類似の傾向を示し、振とう抽出においても全量濃度が得られると示唆される。土性による抽出法の検討と併せ物質のKowによる抽出法の選択が必要である可能性がある。高い残留性を持つため長く土壌に蓄積する物質について、作物への影響を「アベイラビリティ=利用可能性」という指標であらわし、抽出法(分析手法)とマッチングさせることで、その変化を把握することを目的としている。本年度は対象とする土壌を増やし、土壌指標の把握された媒体に対して、選択抽出として、溶媒の極性を変化させた逐次抽出法を土性の異なる媒体に適用し、抽出率(アベイラビリティ)に与える要因をそれぞれ検討した。分析対象試料は、農耕地土壌(4種)、水田土壌(5種)、河川底質表層(3種)および河川底質コア(1箇所、7層)である。吸着強度を評価するための、POPsの抽出は、水、水+メタノール(1:1 v/v混合、以下水メタ)、アセトン、の極性の異なる3種の溶媒を用いた逐次抽出により行った。総濃度は各溶媒による抽出濃度の合計とし、吸着強度の検討には、土壌中に含まれる総濃度に対する抽出力の弱い各分の比率(%)を用いた。POPsと土壌の吸着強度に与える要因について検討した結果、溶媒の極性を変化させた逐次抽出法により土壌性質およびPOPsの物性に応じた土壌からの抽出量が得られた。つまり、指標としてKow、T-C、強熱減量、水溶解度を用いて検討した結果、これらの要因が抽出率、すなわち土壌吸着に大きく影響していることが明らかになった。特に、水、水メタでの抽出はアベイラビリティを評価するに有用な可能性が示唆されたが、溶媒としてのキャパシティが小さいため、分析法の更なる検討が必要と考えられる。高い残留性を持つために長く土壌に蓄積する物質について、生物への影響を「アベイラビリティ=利用可能性」という指標で表し、全量濃度によらない、実際に移行可能性のある部分を選択的に抽出する分析手法(抽出法)とマッチングさせることでその動態と、土壌のリスクを正確に評価するための要因を把握することを目的とした。対象とする物質は残留性有機汚染物質(POPs)である。これまでの結果から、土壌の土性、物質の物性(Kow,水溶解度)などがアベイラビリティに影響し、選択抽出における抽出効率、すなわち土壌と物質の吸着強度を変えていることを明らかにした。最終年度はこれまで把握の難しかったエイジング(散布からの時間経過)について、散布された土壌が流出、堆積したものである河川底質のコア試料を用いた解析を行い、エイジングの影響を把握することを試みた。堆積年代の特定されている底質コア試料を用い、選択抽出(部分・逐次抽出)を行うことで試料からの物質の抽出量を変化させ、「物質の経時変化に伴う抽出されにくさ」を「エージングによるアベイラビリティの低下」にマッチングさせた。対象としたPOPsの物性、とくにKowにより、エイジングによる抽出効率は一様の傾向を示さず、その傾向は少なくとも3種のパターンに分類された。選択抽出に用いる溶媒の極性をKowにあわせ分析を行う必要があることが示唆された。

また、POPsのように土壌吸着の強い物質については、初期(散布直後)の土壌中の濃度減衰が大きく、圃場でのエイジングによる土壌吸着強度変化が底質に保存されている堆積年代時の土壌吸着強度変化と必ずしも同時に議論できないことが考えられる。以上の検討結果から、総合的に土性、物性、エイジングの3要素をアベイラビリティに考慮した場合、現状のリスクを把握するための選択抽出において大きな要因となるのは土性によるものであると結論付けられた。長く土壌に蓄積する残留性有機汚染物質(Persistent Organic Pollutants)について、生体への影響を「アベイラビリティ=利用可能性」という指標で表し、残留する全量濃度によらない、実際に作物、生物などへの影響の可能性のある部分を選択的に抽出する分析手法を用いて土壌のリスクを正確に評価するための要因を把握することを目的とした。1土壌の性質2物質の物性3エイジングの影響、を要因と想定し、抽出率との検討を行った結果溶媒の極性を変化させた抽出法によって、評価できることが明らかになった。現状のリスクを把握するための選択抽出において土壌性質が大きな要因であると結論付けられた。エイジングの影響について検討が十分に進まなかった。環境科学エイジングについては、POPsと土壌の吸着を評価するために重要な要因であると考えられる。そのため、底質コアを用いて抽出法と諸要因との検討を行ったが、抽出力の弱い溶媒では総濃度の影響を受け現状では把握することが難しく、土壌吸着の評価に十分なデータが得られなかった。この確認のためには抽出方法においても更なる検討が必要であるため、その検討を主に行う。9月より12月まで出産休暇にともない休職期間があったため。エイジングの検討に必要な試薬の購入が滞って本年度中に入手できなかったため。また、分析に必要な機器の一部に不具合があり、進捗が予定より遅れたため。エージングによるアベイラビリティ変化の検討のため、底質コア試料を用いて、エージングに伴い土壌とPOPsとの吸着強度がどのように変化するか、選択抽出による分析を行い、評価する。具体的には抽出可能部分が時間経過によりどの程度変化するか確認する。部分抽出、逐次抽出のそれぞれの行程において、エージングによるアベイラビリティの変化をもっとも表現する抽出法の確認を行う。エージングによる土性変化の確認と併せ、土壌指標の違いがエージングに与える影響についても確認する。エイジングの検討に必要な試薬の購入および分析機器の追加購入に使用する。産休に伴う休職期間があり、研究予定が変更となったため休職に伴い初年度に達成されなかった研究計画実行のために使用する。