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古代における食生活の復元に関する環境考古学的研究

すなわち、考古資料と文字資料を比較すると、古代には貝類に対する大きな価値の差異が認められ、「中央へ貢進するための採貝活動」と「地元で流通・消費するための採貝活動」を分けて議論できることを明らかにした。こうした成果については、近江貝塚研究会第273回例会において「動物遺存体からみた古代の食」、条里制・古代都市研究会第33回大会において「馬の貢進・貝の貢進」と題する口頭発表をおこなった。遺跡出土の食料残滓から、古墳時代古代における動物食の実態を検討した。古代都城の研究では、藤原宮跡や平城宮跡から出土した動物遺存体の分析をおこない、都市部への海産物の流通形態を考察した。地方の研究では、文字資料に残りにくい食生活の実態を明らかにするとともに、令制以前における海産物の貢納やその歴史的変遷を論じた。また、考古資料と文字資料を比較することにより、食品に対する大きな価値の差異が認められ、「中央へ貢進するための食料獲得活動」と「地元で流通・消費するための食料獲得活動」を分けて議論できることを提示した。当初の予定よりも研究が進展した。本年度に得られた研究成果については、古代食復元に関する研究会で報告し、論文を発表した。同時に、福井県美浜町で講演をおこない、地元への社会還元や普及に努めることができた。遺跡出土資料の検討を進めて各地の事例研究を蓄積させるとともに、収集したデータの整理を実施して、古代における食生活の地域的多様性を把握していく。動物考古学古代の食生活に関する基礎データの収集を開始しているが、未報告資料についても積極的に分析をおこない、資料化を図る。今後とも、本研究課題を予定通りに遂行して、古代における食生活の多角的な復元を進めていく。職務実施や日程調整の関係から調査期間を短縮したこともあり、関連経費を次年度に繰り越した。東日本大震災に伴う復興関連調査の支援に業務として従事することとなり、当初予定していた事業の一部ができなかった。追加調査として執行する予定である。実行できなかった事業もあわせて、予定通りに研究を進めていく。
単一細胞定量解析法によるmRNAおよびタンパク質の量的ダイナミクス計測

本研究では、高いターンオーバー数をもつ標識酵素のELISA法と、その高感度活性測定法とを組み合わせて、タンパク質の超高感度測定法を作り上げようと試みた。そこで、まずは標識酵素の高感度活性測定法を開発した結果、従来法で最も感度の高い方法よりもさらに20倍高感度な方法に仕上がった。また本研究では、用いている抗体標識酵素が普遍的に存在するものであるため、酵素サイクリング法内にもその酵素が混在していることが明らかとなった。この混在が検出シグナルの大きなバックグランドの原因となり、検出感度(S/N)の低下をもたらすことがわかった。そのため、酵素サイクリング法に利用する酵素に含まれる標識酵素活性の除去法の開発を行った。標識酵素の自殺基質の適用により、混在酵素を除去することができた。さらには、その酵素の抗体カラムを作製し、混入酵素を除去することができた。両者とも程度の差はあるが、混入酵素の除去に役立つことがわかり、酵素サイクリング応用酵素免疫測定法が汎用に耐えるものであることが実証された。もう一つの課題である、単一細胞の単離のために、マイクロダイセクションに関する最も効率の良い手法を解析し、半自動化のマイクロサンプリングシステムを完成させた。開発した半自動化サンプリングを用いて細胞単離を行った場合、従来のマニピュレーターを用いた手動サンプリングに比べて飛躍的に短時間かつ容易に行えることが示された。今年度は,特定単一神経細胞内での転写因子をmRNAレベルおよびタンパク質レベルで定量解析する方法を開発することを試みた.mRNAはreal-time PCR法の応用により,最小10コピーのmRNAがあれば定量できることがわかった.すなわちmRNAはそれ自身が増幅できるので容易に高感度で定量が可能となる.一方で,タンパク質そのものを増幅させる方法は存在しない.したがって,極微量のタンパク質を定量するためにはシグナルを増幅させるしか方法はないが,現時点では線形で増幅させるのが精一杯である.そこで極微量タンパク質の超高感度測定法として,酵素サイクリング法と酵素免疫測定法(ELISA法)とを組み合せて,超高感度化を目指すことを始めた.酵素サイクリング法では,反応が繰返される度に,過酸化水素が蓄積することになる.この過酸化水素を検出して定量測定する.この時点での過酸化水素の蓄積反応は直線的でしかないが,標識酵素にトリオースイソメラーゼを用いることにより,基質をサイクリング反応系に継続的に追加することができ,その結果,過酸化水素の蓄積反応は幾何級数的に増大することがわかった.ただしこれまでの結果では,酵素サイクリングのターンオーバー数は理論値の50%近くまで出たが,抗体に標識した酵素のターンオーバー数が理論値にはるかに満たなかった.来年度は,酵素サイクリングのターンオーバー数をさらに上げると共に,抗体に標識した酵素のターンオーバー数が極端に低い原因を解明する.そして,単一神経細胞内での定量ができるようにする.本研究では、高いターンオーバー数をもつ標識酵素のELISA法と、その高感度活性測定法とを組み合わせて、タンパク質の超高感度測定法を作り上げようと試みた。
哺乳動物細胞の核画分に存在する新しいアラキドン酸カスケード制御因子の検索

アラキドン酸カスケードにより生合成されるプロスタグランジン(PG)類は生体の恒常性の維持に重要な役割を果たすとともに、その過剰産生は炎症、アレルギー等の病変の一因となることが知られている。本代謝系に関与する酵素としてsPLA2-IIA及びcPLA2、COX-1及びCOX-2が知られており、これまでの申請者の研究により、様々な細胞と刺激の組み合わせによりPG合成に利用されるPLA2とCOXのカップリングが異なることがわかってきた。また、試験管内ではアラキドン酸選択性を示さないsPLA2-IIAが細胞内ではアラキドン酸を選択的に遊離することも観察している。これらの現象を考察するとPLA2とCOXの機能を制御する細胞因子が存在することが想定された。細胞内でcPLA2と結合するタンパク質をfar-Western法で検索した結果、細胞骨格系の中間径フィラメント構成タンパク質であるビメンチンが同定された。本結合はカルシウム依存的であり、ビメンチンが核辺縁部に豊富に存在することから、各種細胞で観察されるカルシウム濃度上昇に伴うcPLA2の細胞質から核辺縁部への細胞内トランスロケーションに本結合が関与することが予想された。MAPキナーゼによるリン酸化でcPLA2が活性化されることが知られている。本研究ではカルシウムにより制御を受けるCaMKIIに注目し、その特異的阻害剤であるKN-93をラット線維芽細胞に前処理した結果、カルシウムイオノフォア刺激に伴うPGE2産生が顕著に抑制された。このときErk1およびp38 MAPキナーゼの活性化にKN-93は影響しなかったことから、MAPキナーゼを介さない経路でcPLA2が活性化される可能性が示唆された。また、sPLA2-IIAはヘパラン硫酸を結合したGPIアンカータンパク質であるグリピカンと結合し、細胞表面のカベオラに集積することを見いだした。さらに、サイトカイン刺激細細胞で核周辺部にsPLA2-IIAが検出されることから、グリピカンはsPLA2-IIAの細胞内移行に関与することが予想された。
電子流による原子拡散を利用した微細板状アレイ構造の実現と圧電化

高密度電子流を駆動力とした原子の拡散現象であるエレクトロマイグレーション(以下EM)を用いて創製した微細構造体の応用を指向する上で、これまで原因が不明であった微細構造体屈曲現象の解明を通じた規則的形状付与技術の提案を目指し、微細構造体形状制御技術の基礎を通電実験ならびに組織分析を通じて提案することによりこれを達成した。申請時には、微細構造体の一部が折れ曲がってしまう屈曲現象の発生を申請者自身が確認しており、これが創製時に使用する高温ヒータに起因した熱軟化による微細構造体自重の顕在化によるものだと予想していた。一方で申請者による前年度の研究で、屈曲が電流や温度といった実験因子に影響される可能性があるという手掛かりを得ていた。これを踏まえ、本年度は屈曲機構を通電実験ならびに組織分析を通じてより詳細に検討した。まず、自重と屈曲の関係を明らかにするため、自重を防ぐサンプル反転装置を自作し創製を試みることで、屈曲が自重によらないことを実験的に明らかにした。次に、走査型イオン顕微鏡や透過型電子顕微鏡ならびに走査透過型電子顕微鏡による組織分析により、異なる成長速度では形成される結晶構造が変化することを見出し、従来提唱されていない新たな屈曲モデルを成長過程と結びつけて提唱した。そして、電流量、微細構造体の成長速度ならびに形状の関係性を定量的に明らかにすることで、微細構造体の屈曲現象発生を緩和できる可能性を示唆する成果を得ることに成功し、形状制御技術の基礎を提案した。さらに当初の研究計画から修正した研究として、表面プラズモン伝搬を利用した微細構造体の応用を試みた。上記の成果をもとに創製したAl微細構造体に対して、全反射照明蛍光顕微鏡を用いた表面プラズモン伝搬の観察を試行し、Al微細構造体の応用に資する知見を得た。28年度が最終年度であるため、記入しない。高密度電子流を駆動力とした原子の拡散現象であるエレクトロマイグレーション(以下EM)を用いて創製した微細構造体の応用に先立ち、生産性向上および規則的形状付与によるEM創製技術における欠点改善および高度化を目指し、サンプル構造の改良によりこれを達成した。煩雑なサンプル作製工程を大幅に削減するために研究代表者が中心となり近年導入した導電性保護膜は、EMにより拡散した金属原子を拘束し金属配線の変形を阻止することで、微細構造体創製に必要な応力を意図的に発生させることができる。しかし導電性保護膜内への電流の漏れがEMによる材料創製能力の低下を招いており、EMにより微細材料を創製するためには大きな電流量を要し、効率よく創製することが難しかった。本年度はこれを改善し生産性向上を実現する新たな埋込構造を提案した。金属配線を絶縁材料内に埋め込むことで、導電性保護膜内への電流の漏れを阻止することに成功し、導電性保護膜の優位性を維持したままEMによる微細構造体の創製能力を大幅に向上させることに成功した。さらに上記の新たに提案した埋込構造を用いて、微細構造体の創製形状制御に着手した。これまで創製した微細構造体は一部が折れ曲がってしまう現象が生じていた。これが何に起因するかを明らかにするため、種々の実験条件との関係性を検証することで、その原因特定の手がかりを得ることに成功した。これまでは重力や振動といった外的因子による影響が大きいと考えられてきたが、EM材料創製に用いる電流や温度といった実験因子に大きく影響する可能性が実験を通じて見出された。特異な性質を有する微細構造体の応用の前段階として、サンプル構造の改良に着目した微細構造体の生産性向上を試みた。新たに埋込構造を導入することで、これまで問題とされていた導電性保護膜内への電流の漏れを防ぐことに成功した。これまでのサンプル構造との優位性を明らかにするため定量的評価を行ったところ、創製に必要な最小電流値を85%程度削減することに成功した。また規則的形状付与のための形状制御技術の確立のため、様々な実験条件と創製形状の関係性の調査を行った。その結果、重力や振動といったこれまで想定されていた外的因子に比べ、電流や温度といった実験因子に微細構造体の創製形状が影響を受けることが示唆された。今後の形状制御に大きく役立つであろう影響因子を特定する手がかりを得ることに成功した。

次に、走査型イオン顕微鏡や透過型電子顕微鏡ならびに走査透過型電子顕微鏡による組織分析により、異なる成長速度では形成される結晶構造が変化することを見出し、従来提唱されていない新たな屈曲モデルを成長過程と結びつけて提唱した。そして、電流量、微細構造体の成長速度ならびに形状の関係性を定量的に明らかにすることで、微細構造体の屈曲現象発生を緩和できる可能性を示唆する成果を得ることに成功し、形状制御技術の基礎を提案した。さらに当初の研究計画から修正した研究として、表面プラズモン伝搬を利用した微細構造体の応用を試みた。上記の成果をもとに創製したAl微細構造体に対して、全反射照明蛍光顕微鏡を用いた表面プラズモン伝搬の観察を試行し、Al微細構造体の応用に資する知見を得た。当初の研究計画では、微細板状アレイ構造体に対し圧電化技術の開発と応用を行うことを目的としていたが、近年の技術課題を顧みると研究方針を修正することが有益であると考える。特に高効率太陽光電池や光学フィルタのような光デバイスの開発を行う上で、表面プラズモン共鳴現象を利用する微細構造体の創製技術の確立とその応用が求められる。特定の断面形状を有する微細構造体が表面プラズモン共鳴現象に対して有効に働き、広帯域波長の光捕集効果があることが先行研究によって示されているが、これを高精度に実現する創製技術は報告されていない。EM創製技術は微細構造体の断面形状制御が可能であり、特定断面形状を有した微細構造体創製を精度よく実現できる可能性を有している。新規光デバイスを研究する上で上記の形状制御技術の開発が望まれており、EM創製技術による特定断面形状制御技術の確立とその応用を今後の目標とする。これまでに導入したサンプル構造を用いて、特定断面形状を有する微細構造体創製を試みる。また創製した微細構造体に対し、表面プラズモン共鳴の確認と評価を行う。28年度が最終年度であるため、記入しない。
細胞トラッキングシステムを用いた高解像芭な細胞運動イメージング系の構築

本研究は、精子運動を主な題材に、自動トラッキング装置を用いた高解像度・高速度な装置の開発を行うが目的である、具体的には、研究分担者の奥等が開発した高速のマイクロビジュアルフィードバックと顕微鏡を組み合わせた細胞トラッキング系を用い、研究代表者である吉田等が構築してきたLEDストロボ光源を用いた精子鞭毛運動解析装置及び高速度イメージング装置を統合し、長時間にわたって高速度・高解像度に細胞運動を解析することを可能とするイメージング装置の構築を目指した。具体的な目標としては、200マイクロメートル/秒の速度、60ヘルツの鞭毛打頻度を持つカタユウレイボヤの精子走化性時の運動を、1分以上にわたって追跡記録することを目標とした。これまで分担者の奥等が構築してきた、微生物の顕微鏡トラッキングシステムを改良し、精子運動のトラッキングが可能となるよう、システム及びソフトの改良を行い、最終的に2分以上もの長時間にわたるトラッキングに成功した。また、顕微鏡の光学系に位相差系を導入し、精子の容易な追跡が可能となった。トラッキングシステムへのLED照明の組込みに関しては、まだシステムを改良する必要があり、完成には至らなかった。また、細胞トラッキングシステムにおいて使用可能な、誘引源をチャンバー内に組み込んだアッセイ系を開発を行い、チャンバーの片側に寒天で誘引源を固相化する手法を見いだし、トラッキング系に使用することを可能とした。当初計画においては、蛍光照明系の統合による細胞内シグナルイメージング系の構築を予定していたが、採択された予算の都合上、研究の遂行することが出来なかった。
異体類の変態機構-構造と機能の解析

本研究は、異体類の変態に伴って生じる体の構造的変化と機能的変化及びそれらに関わる甲状腺ホルモンやコルチゾルの役割を明らかにすることを目的に行なわれた。本研究で取り上げたヒラメ科、カレイ科及びササウシノシタ科の7種の異体類では共通して変態期に甲状腺ホルモンのサージが観察され、異体類に共通した変態機構の存在が推定された。コルチゾルはヒラメやプレースではT_4サージに先行して体組織中濃度の上昇が認められ、変態との関わりが推定されたが、魚種や飼育条件によって変態期の動態は異なった。異体類の変態期における内部構造上の最も代表的な変化は消化系にみられ、胃腺を備えた機能的な胃の分化や幽門重の分化による成体型の消化系が確立する。これらの構造的変化に対応して、ペプシン様酵素活性が急激に高まるとともに、蛋白質の消化に細胞内消化から細胞外消化への転換が生じる。これらの消化吸収機構の変化には、甲状腺ホルモンが深く関わることが確認された。変態期のヒラメ仔魚では胸腺・腎臓・脾臓などのリンパ器官に小リンパ球が出現し、生体防御機構にも変化が生じる可能性が示唆された。特に、変態最終段階には一時的に胸腺の退縮がみられ、それはコルチゾル濃度の上昇と関連し、変態期における内分泌系と免疫系の機能的関連が示唆された。異体類の変態は有眼側と無眼側における体色の分化に特微づけられる。ヒラメの変態期には体左側の皮膚では色素芽細胞の分化が促進されるのに対し、右側の皮膚ではそれらは委縮崩壊する。ヒラメ成魚では有眼側の皮膚に黒色素胞分化誘導因子が、無眼側には分化阻止因子の存在が確認され、これらの因子の変態期における動態が今後の重要課題として注目された。カレイ科3種(プレ-ス・ホシガレイ・ババガレイ),ヒラメ科1種(ヒラメ),ササウシノシタ科1種(ササウシノシタ)の計5種をふ化直後より変態完了まで飼育し,変態過程における甲状腺ホルモン及びコルチゾルの体組織中濃度の変化をRIA法により調べた。ヒラメについては,免疫組織化学的手法により脳下垂体中のプロラクチンと成長ホルモンの動態,及び組織学的に間腎組織と胸腺の変化を調べた。また,ササウシノシタでは,飼育水中に甲状腺ホルモン(T_4)とチオウレア(TU)を投与し,変態の誘導や抑制を調べた。得られた結果は以下のとおりである。1.調べた全ての魚種で,変態中期あるいは後期にT_4濃度に顕著なサ-ジが観察された。2.プレ-スでは,T_4サ-ジ(変態後期)に先行して,変態初期中期にコルチゾルのサ-ジが認められた。3.極めて短期間に変態過程が完了するササウシノシタにおいても,T_4やTUによって変態の誘導と抑制が観察された。4.脳下垂体中におけるプロラクチン産生細胞群の割合は,ヒラメでは変態初期まで上昇後,変態中期に低下した。一方,成長ホルモンの同様の値は,変態期を通じて一貫して上昇した。5.ヒラメの変態過程の進行とともに,間腎細胞の核の大型化が観察され,組織学的にも間腎の機能亢進が確認された。一方,変態最終期には,胸腺体積の一時的縮小と組織の退行変化が認められた。以上の結果より,甲状腺ホルモンは異体類の種々の分類群に共通して変態を支配するホルモンであること,また,その作用にはプロラクチンやコルチゾルが関連している可能性が推定された。今後,これらのホルモンが体構造の作り

換えとどのように関連しているかを実験的に解明する必要がある。内分泌系に制御された異体類の変態機構は、多くの点で両生類の変態機構と共通性を持つ。後者の変態に際し、幼生型から成体型への体の造り換えと関連して免疫機能に変化が生じ、特に胸腺機能が低下することが示唆されている。胸腺は、哺乳類では個体発生初期における免疫機能の発現に極めて重要な役割を果たすことが知られている。今年度は、ヒラメの変態期における胸腺の変化に注目して研究を行った。ヒラメ仔魚をふ化直後より水温16°Cと22°Cで飼育し、変態を完全に完了するまで発育の進行に伴う胸腺体積の変化を組織学的手法で測定した。22°C区で変態中期に胸腺体積の相対的縮小が確認された。これまで数種の魚類の成魚や幼魚では外因性コンチゾルが胸腺機能を抑制することが示されている。ヒラメの間腎組織はふ化後9日の仔魚で初めて確認され、変態期に間腎細胞核径が大きくなることが組織学的に判明した。RIA法によって測定した体組織中コルチゾル濃度は、22°C区では変態初期中期に著しく上昇した後、変態後期には元のレベルに低下した。一方、16°C区では変態期に胸腺体積やコルチゾル濃度に22°C区ほど顕著な変化は認められず、これらは水温依存性が高いことが明らかとなった。さらに、変態を完了したヒラメ稚魚を用いて飼育水中へコルチゾルを添加する実験により、胸腺が著しく退縮することが確認された。以上の結果より、ヒラメの変態においても胸腺機能の変化が生じる可能性や内分泌系と免疫系の密接な関連が示唆された。異体類の変態のメカニズムを明らかにする上で、変態期における免疫機能の変化とその役割を解明することの重要性がクロ-ズアップされた。異体類の変態期に生じる体の作り換えの中で消化系にみられる変化は,最も顕著な構造的変化の一つである。今年度はヒラメの変態期における消化系の発達を組織学的に観察するとともに,消化酵素活性の変化を測定した。また,昨年度の研究によって解明の必要が示唆されたコルチゾルと水温の関連や変態期における間腎組織の変化についても調べた。ヒラメの変態期における最も顕著な消化系の変化は胃の構造的・機能的発達である。胃は前変態期には食道部と腸の間にわずかにその存在が認められる程度であるが,変態開始とともに後方へ膨らみ始め,その上皮層下には胃腺が分化し始める。胃の膨大化と胃腺数の増加は変態の進行とともに顕著になり,変態完了期には肓のう部を備えた機能的な胃が完成する。このような胃の構造的変化と対応して,ペプシン様酵素活性は変態後期完了期に急速に高まる。一方,仔魚期の蛋白質の消化に中心的な役割を果すトリプシン様酵素活性は変態最終期に著しく低下した後,変態完了とともに再び上昇した。仔魚の消化吸収を特徴づける飲作用による蛋白質の摂取は変態期には不鮮明になるが,外因性の甲状腺ホルモンにより,変態期においても著しく顕在化することが明らかになった。このことは甲状腺ホルモンが腸上皮の透過性に変化をもたらし,仔魚の消化吸収に重大な影響を与えるものとして注目される。変態期のヒラメ体組織中コルチゾル濃度は,水温18°Cでは甲状腺ホルモンと同期して顕著に上昇したが,水温14°Cや22°Cではレベルも低く,サージの形成も認められなかった。一方,間腎細胞の核の面積はいずれの温度区においても変態中後期に有意に増大し,潜在的には活性化することが確認された。コルチゾルは外的諸要因の影響を受け易く,今後ストレスと関わる諸要因との関連を考慮した上で,変態に果す役割を解明する必要が認められた。
Ca依存性細胞応答のCaチャネルサブタイプ特異性に関する研究

平成11年度は計画書に基づいて次の2項目について研究を行なった。(1)ラット好塩基球株(RBL細胞)の形質膜Caチャネル欠損ミュータント株の解析(1)Ca濃度変化バターンの野生株との比較形質膜のCaチャネルブロッカーであるランタンイオンとSK&F96365のCa濃度変化パターンに及ぼす影響を調べた。その結果、ミュータントで見られる一過性のCa濃度上昇は、形質膜Caチャネルの阻害によるパターンとほぼ同じであることが明らかとなった。(2)膜蛋白質の電気泳動パターンの野生株との比較形質膜を単離し、その電気泳動像をミュータントと野生株で比較したが、両者に特に差は認められなかった。このことから、昨年の研究によって得られたCaチャネル欠損ミュータントは、Caチャネルが存在しないのではなく、アミノ酸配列のわずかな変異にり機能が低下しているものと考えられる。(2)ラット好塩基球株(RBL細胞)におけるTRPチャネルの発現と機能上記(1)の研究によって、ミュータントからCaチャネルを同定することが困難となったので、TRPとよばれる肥満細胞のCaチャネルとと似た特徴をもつTRP(transient receptor potential)のホモログRBL細胞に発現しているかどうかを調べた。(1)RT-PCRを行なうことによって、RBL細胞にTRPのホモログのうち、TRP1、2、6の3種類が発現していることが明らかとなった。(2)最も発現量が多いと思われるTRP1をRBL細胞に過剰発現させ、その細胞のCa動態及び脱顆粒反応を調べた。その結果、抗原刺激によって引き起こされる細胞内Ca濃度上昇において、特にその持続相の延長が認められた。また、エクソサイトーシスによって細胞外に放出されるβ-ヘキソサミニダーゼの定量により、脱顆粒も増強されることが明らかとなった。平成11年度は計画書とおりに次の2項目について研究を行なった。(1) Intactな免疫細胞におけるCaストアと細胞質Caの同時測定。RBL(rat basophil leukemia)細胞のCaストアのCa濃度をMag-Fura2/AMを導入することによって、また、細胞質のCa濃度を測定Fluo-3を導入することで別々に同時測定することを試みた。ストアと細胞質それぞれに色素を導入することに成功した。しかしながら、AM体で導入したMag-Fura2が多く細胞質に残存し、これの影響がおおきいために、同時測定に至っていない。細胞質に残存するMag-Fura2を除くために、肥満細胞で細胞膜に一過性に小さな穴をあけるATPや脂質を用いた一過性膜透過性上昇により行ったが、同時測定可能なレベルにまで除けていない。今後は、さらに別の方法での洗浄方法を試みるとともに、残存Mag-Fura2の影響を細胞質のCa濃度(Fluo-3)を用いて補〓する方法も検討する。(2) RBL細胞の形質膜Caチャネルの機能欠損ミュータントの探索。RBL(rat basophil leukemia)細胞をEMS(ethyl methanesulfonate)によって突然変異をおこさせ、形質膜のCaの欠損ミュータントをスクリーニングすることを試みた。スクリーニングはRBL細胞の分泌顆粒をquinacrineで蛍光ラベルしておき、刺激による脱顆粒に伴う蛍光消失を指標にフローサイトメーターで行なった。しかしながら、抗原刺激では脱顆粒が充分でないために、脱顆粒したものとしなかったものとの差がほとんどなく、スクリーニングできなかった。今後は、直接Ca濃度を測定してスクリーニングする方法を検討するとともに、RT-PCR法を用いたCaチャネルの探索を行なう予定である。
鳥類の性分化統御に関する分子遺伝学的ならびに発生遺伝学的研究

本研究では鳥類の性分化を統御している遺伝的因子について明らかにするため、1)性分化を誘導する遺伝子が性染色体上にあるかどうかの検索、2)性分化に関するステロイド代謝酵素やホルモンの発現機構の分子遺伝学的な検索、3)鳥類の雌において片側生殖腺のみ発達するメカニズムについての発生遺伝学的調査を行ってきた。1)マウスSry遺伝子やニワトリW染色体特異配列をプローブとしたときそれぞれニワトリ及びウズラDNAにハイブリダイズするものがなかったことから、性染色体上の遺伝子の検索についてはこの研究期間では有用な成果は得られなかった。2)ニワトリ生殖腺におけるアロマターゼの発現量をmRNAの定量によって測定したところ、10日胚から7日齢ヒナにおいて左側卵巣で高く右側卵巣及び精巣で低かった。これはエステラジオールの発現量と一致し、性ステロイドと酵素活性の変動がmRNA発現のレベルで調節されていることが示唆された。また孵卵前期胚のmRNAの発現をin situハイブリダゼ-シヨン法で検索した結果、アロマターゼの発現は孵卵6.5日より始まることが示され、遺伝的雌性が生殖腺の卵巣への分化を決定づけるのがこの時期であることが予想された。3)両側卵管の発達するニワトリ系統を用いた生殖腺分化の研究では、まずこの系統の特性を明らかにするため発生・成長段階を追って観察を行った。その結果右卵管の発達程度には系統内でバリエーションがあり、表現型のわからない雄親の持つ遺伝的要因が高いことが示された。今後の展開として、ステロイドホルモン合成酵素についてはそのインヒビター投与による性分化への影響を詳細に調査する、両側卵管の発達するニワトリ系統についてはその遺伝解析を進めて形質を固定した上で、他のニワトリとの比較から右側生殖腺の発達・退化のメカニズムについて検討していく予定である。本研究では鳥類の性分化を統御している遺伝的因子について明らかにするため、(1)ヒトやマウスで報告されているY染色体上の雄方向に性分化を誘導する遺伝子と同じような遺伝子(鳥類では雌方向に分化させる遺伝子)が、W染色体上にあるかどうかを分子遺伝学的に検索する。(2)人為的性転換を施した動物を用いて性転換を誘導する因子が発生段階のどの時期に作用するかを検索し、遺伝的性が生殖腺をその本来の性に分化することを決定づけるステージを検討する。同時に雌において片側生殖腺のみ発達するメカニズムについても発生遺伝学的に検索する。(1)の目的のために鳥類の中で世代交代の速いウズラを用い、ゲノムDNAを各種制限酵素で切断しM13ファージ及びニワトリW染色体特異的反復配列DNAをプローブとしてハイブリダイゼーションを行ったが、雌特異的DNA断片は未だ検出されていない。ウズラW染色体ゲノム構成はニワトリとかなり異なっていると考えられた。(2)の目的のために、通常では未分化のまま退化する雌ニワトリの右生殖腺を12週齢で取り出して同週齢の雄の精巣中に移植を行い1週から3ヵ月で解剖してその様子を観察したところ、移植組織の発達はほとんど認められず移植片は3ヵ月で排除されることが示された。移植実験については発生段階の一時期だけ行ったもので移植組織の同定も十分検討していないので、生殖腺の移植の可否については評価できないが、非近交系では孵化後の移植は免疫的に拒絶されることが明らかとなった。今後の展開として、近交系や両側生殖腺の発達する系統を用いて移植実験等を行う予定である。

本研究では鳥類の性分化を統御している遺伝的因子について明らかにするため、(1)ヒトやマウスで報告されているY染色体上の雄方向に性分化を誘導する遺伝子と同じような遺伝子(鳥類では雌方向に分化させる遺伝子)が、W染色体上にあるかどうかの分子遺伝学的な検索、(2)人為的性転換を施した動物を用いて性転換を誘導する因子が発生段階のどの時期に作用するか、遺伝的性が生殖腺をその本来の性に分化することを決定づけるステージの検討と、雌において片側生殖腺のみ発達するメカニズムについての発生遺伝学的な検索を行ってきた。ニワトリ生殖腺におけるアロマターゼの発現量をmRNAの定量によって測定したところ、10日胚から7日齢ヒナにおいて左側卵巣で高く右側卵巣及び精巣で低かった。これはエステラジオールの発現量と一致し、性ステロイドと酵素活性の変動がmRNA発現のレベルで調節されていることが示唆された。また孵卵前期胚のアロマターゼmRNAの発現のin siteハイブリダイゼーション法による結果から、アロマターゼの発現は孵卵6日から6.5日の間に始まることが示され、遺伝的性が生殖腺の分化を決定づけるのがこの時期であることが予想された。ニワトリ近交系を用いた生殖腺の移植実験及びニワトリとウズラのW染色体特異的DNAの検索においては、今までのところ特に新しい知見は得られていない。今後は両側生殖腺の発達するニワトリ系統を用いて性分化に関するステロイド代謝酵素やホルモンの発現機構の分子遺伝学的な解明を行っていく予定である。本研究では鳥類の性分化を統御している遺伝的因子について明らかにするため、(1)性分化を誘導する遺伝子が性染色体上にあるかどうかの検索、(2)性分化に関するステロイド代謝酵素やホルモンの発現機構の分子遺伝学的な検索、(3)鳥類の雌において片側生殖腺のみ発達するメカニズムについての発生遺伝学的調査を行ってきた。(1)についてはこれまでの研究でこれといった成果が得られておらず、検索方法を再検討する必要が認められた。(2)、(3)については以下の研究成果が得られた。ニワトリ生殖腺におけるアロマターゼの発現量をmRNAの定量によって測定したところ、10日胚から7日齡ヒナにおいて左側卵巣で高く右側卵巣及び精巣で低かった。また孵卵前期胚のmRNAの発現をin situハイブリダイゼーション法で検索した結果、アロマターゼの発現は孵卵6日ごろより始まることが示され、遺伝的雌性が生殖腺の卵巣への分化を決定づけるのがこの時期であることが予想された。両側卵管の発達するニワトリ系統を用いて発生・成長段階を追って観察した結果からは、右卵管の発達程度には系統内でバリエーションがあり、表現型のわからない雄親の持つ遺伝的要因が高いことが示された。また他系統との交配実験からこの形質が劣化遺伝子に支配されていることが予測された。今後の展開として、ステロイドホルモン合成酵素についてはそのインヒビター投与による性分化への影響を詳細に調査する、両側卵管の発達するニワトリ系統についてはその遺伝解析を進めて形質を固定した上で、他のニワトリとの比較から右側生殖腺の発達・退化のメカニズムについて検討していく予定である。
反転授業を導入したジェネリック・スキル向上のための教育基盤構築と学習評価の研究

近年、反転授業への関心が高まっている。反転授業という概念は教育者の間で幅広く認知されているが、大学の教授陣は自らの担当授業への導入に必ずしも積極的ではない。本研究では、いくつかの授業で反転授業を実施し、学生のジェネリック・スキルと学習成果の向上が見られた。本研究が示すところによれば、質の高い予習動画を含め、反転授業の5つの要素を適切に運用することにより、学生の学びの向上がもたらされる。本研究の主目的は、学生のジェネリック・スキル向上を目指し、「反転授業」を導入することで教室内のアクションラーニングをより有効かつ効果的にすることである。平成26年度は、後期に2つの科目で反転授業を導入した。1つは、アメリカ社会論(講義形式)、もう1つは、KIT(Kinjo International Training)(演習形式)の授業である。アメリカ社会論では、一方向的な知識教授型の授業だけではなく、学生自身が問いを立て、それに証拠立てて答えを出すワークを導入した。具体的には、「知識教授」のフェーズを予習動画による宿題で実施し、「知識活用」のフェーズをレポート、ならびに、プレゼンテーションという形で授業内に発表させた。予習動画の閲覧状況のデータ分析から「授業時間外学習の可視化」が可能になり、提出・発表した課題の評価から「反転授業の教育的効果」が明らかになった。しかし、一方で、評価のものさしである「ルーブリック」を活用した評価手法についての課題が残った。今後、評価項目の内容、ならびに、自己評価・他己評価の手法についても検討を重ねる必要がある。KITでは、プレゼンテーション力を高める回で反転授業を導入した。具体的には、良いプレゼンテーションの分析、プレゼンテーション構成やスライド作成のスキル習得の際に、予習動画を活用した。そして、授業時間内に、発表・評価を実施した。授業評価やアンケートから予習動画の作り方(1つの動画を数分程度のパートに分けて閲覧できるようにした等)について評価を得ることができた。しかし、予習動画の視聴を授業内に数回にわたって促す必要があり、今後の課題となった。平成27年度は、平成26年度に得た課題について取り組むとともに、様々な規模(中規模、小規模クラス等)の授業への導入を試みたい。本研究の主目的は、反転授業(Flipped Classroom)を導入し,知識習得の部分を宿題(予習動画)にすることで、専門知識に基づくアクティブラーニングを実施し、その教育効果を検証するものである。平成27年度は、平成26年度の小規模クラス(15人程度)での課題・実績を踏まえ、中規模クラス(60人程度)において、反転授業を導入した。具体的には、1年生の必修授業において実施。e-Learningシステムmanaba(朝日ネット)を活用しながら、学生は、宿題として78分の予習動画を閲覧し、小課題を実施した上で、授業時にグループワークで課題に取り組んだ。本研究では、1)質の高いグループアクティビティの実施、2)予習動画を閲覧させる工夫、3)予習動画のナレーション(人の声、合成音声)について検証した。1)については、反転授業を取り入れることで、アクティブラーニングの質を高めるとともに、学習意欲・教育効果が高まることが明らかになった。2)については、manabaを活用し小課題を出すことで、閲覧率を98.7%と高い水準にさせることができた。3)については、人の声の方が教材の理解が高まることがわかり、教材デザインにいかすことができた。さらに、今年度は、反転授業ならびにアクティブラーニングの先進的事例調査を実施した。米国・クリントンデール高校(ミシガン州・デトロイト)やカリフォルニア大学バークレイ校に訪問し、反転授業の導入手法、また、その効果について意見交換を行い、知見を深めることができた。そこで得た知見、すなわち、クラスサイズ、講義と演習の割合、教材の種類と開発方法、評価手法等を次年度の検証にいかしていきたい。本研究では、反転授業のスキームを(1)授業デザイン、(2)教材開発、(3)アクティブラーニング、(4)振り返り、(5)評価の5つに整理し、平成27年度は特に(4)と(5)を重点的に実施する予定であった。そこで、平成27年度は、中規模クラスにおいて反転授業を導入し、アクティブラーニング導入後の小レポートの分析(導入前と導入後の比較)、アンケート調査を実施し、反転授業の教育効果をはかった。しかし、教育効果の調査手法については、比較的簡易なものであったため、平成28年度は、教育効果調査の方法について、さらに詳細なデータをとり、知識の深まりについて明らかにしたい。本研究の主目的は、知識習得を宿題(予習動画)にして専門知識に基づくアクティブラーニングを授業時に実施する、所謂、反転授業(Flipped Classroom)を導入し、その教育効果を検証するものである。平成27年度までは、様々なクラス形態、すなわち、小規模クラス(15名程度)や中規模クラス(60名程度)において、反転授業の導入をおこなってきた。その結果、事前に知識を習得することで質の高いアクティビティが実施できる、e-Learningシステムと併用することで高い教材閲覧率になるなどを明らかにした。昨年度は、さらに多くの授業において反転授業を導入するため、教材の開発ノウハウの蓄積を行なった。具体的には、情報リテラシーの学びを補完する動画教材を多数制作し、基本的なスキル習得を宿題で、PCを活用した実践を授業で円滑にできるよう整備した。本教材の特徴は、次の3点にまとめられる。1)数分程度の長さに編集した教材を多数用意する。2)予習だけでなく、復習でも活用することを前提としたデザインにする。

3)モバイルでも閲覧可能な文字の大きさを使用する。反転授業の課題の1つに、事前に動画教材を見ていない学生やその内容を忘れた学生への授業時での対応がある。そこで、授業内でも内容を確認しやすくするよう上記3点を工夫点とした。特に2)については、教科書(プリント・冊子)に動画教材のQRコードを印刷することで、いつでも該当する動画教材を閲覧できるようにした。今後、これらの教育効果をはかり、課題を明らかにしていく。反転授業には、いくつかの課題があると言われている。1つが、事前に動画教材を閲覧していない学生に対する対応、もう1つが、教材の質の向上である。前者については、教材のデザイン的工夫により解決を見出せることがわかった。後者については、研究計画では動画教材の制作をコンテンツ制作会社に依頼する予定であったが、質の高い動画教材を高頻度で制作するには、授業担当者もしくは補助者が制作するのが望ましいことがわかった。昨年度は、授業担当者や補助者が動画制作のスキルを身につけ、数多くの教材を制作することができた。本研究では、反転授業を導入し、ジェネリック・スキル向上を目的としたアクティブラーニングを授業時に実施し、その課題と効果を明らかにするものである。具体的には、反転授業のスキームを(1)授業デザイン、(2)教材開発、(3)アクティブラーニング、(4)振り返り、(5)評価の5つに分けて整理し、様々なクラス形態(小規模クラス、中規模クラス、大規模クラス)で実施した。平成26年度、27年度は、特に(1)と(2)に着目し、小・中規模クラスにおいて、教材デザイン、授業デザインについての試行を行なった。その結果、反転授業を導入することで質の高いアクティブラーニングが実施できることが明らかになるとともに、eラーニングシステムと組み合わせることで、予習動画の閲覧率が上がること、予習動画は数分程度のものが閲覧しやすい(長いものはセクションに分ける)等が明らかになった。平成28年度、29年度は、(3)(4)(5)に着目し、アクティブラーニングとその教育効果に基づく研究を行なった。平成28年度は、情報リテラシーの学びを予習・復習の双方において補完する予習動画を制作し、平成29年度は、大学院の授業で専門分野を教授するなかで、アカデミック・ライティング向上に着目した授業を実施した。具体的には、より授業外学習が円滑に実施できるよう、LINE(コミュニケーションツール)を活用し、下記の実現を図った。1)予習動画の閲覧を促す。2)LINEで確認しあい、宿題に取り組ませる。3)ルーブリックを提示し、評価させる。アカデミック・ライティングに関わる7本の予習動画を提供しながら、上記の項目を実施することで、主体的な学びが実現された。また、予習動画を単独で提供するよりも、LINEのような学生が日常的に活用するコミュニケーションツールのなかで提供することで、より教育効果が高いことも明らかになった。近年、反転授業への関心が高まっている。
天の川銀河中心領域の局所X線天体の特性と極限環境との相関研究

昨年度に発見した、銀河系中心から南側に伸びる巨大で異常な電離状態を持つプラズマの解析結果を投稿論文としてまとめ、The Astrophysical Journal誌に受理された。そしてこの結果をもとに、プラズマパラメータの空間分布を詳細に求めることに成功した。これにより、数10万年前に銀河系中心の超新星率が高く、そこでできた大量プラズマが南方向に噴き出したのではないかとの説を提唱した。加えて、過去のあすか衛星のアーカイブデータと合わせることで、南側だけでなく北側にもプラズマ放射が存在し、双極状になっていることを世界で初めて発見した。この結果を2度の国際学会で発表するとともに、博士論文として完成させた。本研究で明らかになったプラズマの吹き出しは、現在静穏な銀河系中心領域が過去には活動的であったことを示すだけでなく、生成された重元素の循環が天の川銀河ではどのように起こっているか、その先鞭となる点で意義がある。また、天の川銀河中心の研究をさらに押しすすめるために、次世代のX線検出器SOIPIXの開発も併せて行った。昨年度の結果にヒントを得て、電化収集効率の場所依存性をさらに詳しく調べ、ピクセルの境界でとくに電化収集効率が落ちてしまうことを明らかにした。一方、信号処理回路にチャージセンシティブアンプを導入した新型素子もプロセスし、これまでで最高のエネルギー分解能を達成することにも成功し、実用化に向けて着実に進みつつある。天の川銀河系中心からバルジ方向に向かって高温のプラズマが噴き出ていることをX線観測から初めて明らかにして、国際学会で大いに反響を得るとともに、博士論文としてまとめあげたため。(抄録なし)本研究は、天の川銀河中心の極限環境が天体の形成にどのような影響を及ぼすのか調べるのが目的である。今年度は研究計画に基づいてこの領域の天体サーベイを行い、南側領域に新しい天体を発見することに成功した。この天体を詳しく解析したところ、300光年もの大きさに広がる巨大な高温プラズマであることが判明した。さらに、このプラズマは異常に電離が進んだ状態であることを突き止め、極限環境との相関を強く示唆していた。これらのことから、このプラズマが天の川銀河に存在する超巨大ブラックホールSagittarius A*からのジェットの名残ではないかとの仮説を立てた。他の銀河の中心ブラックホールからジェットが吹き出している様子はよく観測されているが、我々の天の川銀河中心ではジェットが観測されていない。このプラズマは超巨大ブラックホールが過去の活発で、ジェットを吹き出していたことを示しているのではないだろうか。この仮説を検証すべく、現在さらなる解析を進めているところである。天体解析の一方で、天の川銀河中心領域をさらに精度よく観測するための新型X線検出器の開発にも精力的に取り組んだ。これはSOICMOSという新しい技術を用いた半導体検出器であり、CCDの1万倍以上高速に読み出すことができるのが特徴である。修士の時から取り組んでいた開発を引き続き行い、今年度は特に検出効率の向上に重点をおいた開発を行った。試作第一号機の結果をフィードバックした二号機を製作し、目標とする検出効率を達成することに成功した。この結果は国際学会の査読付きプロシーディングとして受理されている。今年度は、昨年発見した天の側銀河中心の南に存在する過電離状態の高温プラズマ(以後GC south)の解析をさらに押し進めた。GC southの距離同定が最大の問題であったが、この領域の星間物質によるx線吸収量と赤外線減光量を比較することで、天の川銀河中心の距離(8kpc)にあることを確定した。さらに、そのエネルギーは10^<51>ergと超新星爆発10から100個分にも達し、巨大なエネルギーの塊であることを明らかにした。これらの事実から、GC southの起源は以下の2つが考えられる。(1)過去の爆発的星生成によって中心からプラズマが吹き出し断熱膨張して過電離プラズマを作った。(2)超巨大ブラックホールSgr A*のジェットの衝撃波でプラズマが生成され、さらに強力なX線で光電離された。このどちらが正しいかは今後の研究の課題であるが、天の川銀河中心の活動に関連したプラズマを初めて発見した。この成果は国内の学会で発表するとともに、査読付き論文として投稿中である。具体的には、大型化をはかった新しい試作機XRPIX2をプロセスし、X線照射試験を行った。その結果、過去最高のエネルギー分解能を達成し、大型化しても問題ないことを確認した。さらに、電荷収集効率の研究も行い、新しい素子へとフィードバックするためのデータを得た。

本研究で明らかになったプラズマの吹き出しは、現在静穏な銀河系中心領域が過去には活動的であったことを示すだけでなく、生成された重元素の循環が天の川銀河ではどのように起こっているか、その先鞭となる点で意義がある。また、天の川銀河中心の研究をさらに押しすすめるために、次世代のX線検出器SOIPIXの開発も併せて行った。昨年度の結果にヒントを得て、電化収集効率の場所依存性をさらに詳しく調べ、ピクセルの境界でとくに電化収集効率が落ちてしまうことを明らかにした。一方、信号処理回路にチャージセンシティブアンプを導入した新型素子もプロセスし、これまでで最高のエネルギー分解能を達成することにも成功し、実用化に向けて着実に進みつつある。今年度はサーベイにより新天体を発見することが目標であり、9.で述べた巨大な高温プラズマの発見することに成功した。これに加えて、このプラズマが特異な性質を持っていることを示し、SagittariusA*が過去にジェットを放出していた可能性を指摘したことは、当初の計画以上の進展と言える。天の川銀河中心の過去の活動性と、その近くに存在するプラズマとの相関を世界で初めて示すとともに、その成果を論文としてまとめて投稿中のため。天の川銀河系中心からバルジ方向に向かって高温のプラズマが噴き出ていることをX線観測から初めて明らかにして、国際学会で大いに反響を得るとともに、博士論文としてまとめあげたため。高温プラズマは300光年もの大きさに広がっているので、場所ごとに特性に違いが無いかを調べることで、その起源により制限をつけることを考えている。この目標を達成するためにの追加観測提案がすでに受理され、次年度中に観測される予定である。ほぼ確実に成果が上がることが見込まれ、現在のところ遂行する上で大きな問題点はない。この結果を次年度中に投稿論文としてまとめ、博士論文への足がかりとする。天の川銀河中心の他の領域でも同様の現象が見られないかを調べ、統一的な解釈を行う。またこの結果を博士論文としてまとめる。(抄録なし)
フィールドシミュレーション情報学によるシベリア森林火災延焼防止システムの開発

本研究は次のa)e)のサブグループを設け,相互に情報を交換しながら研究を進めた。a)火災検出グループ森林火災の誤検知を減らすよう,対象地域と季節によりパラメーター値を変更する手法を試み,検知率の改善を試みた。また,新たな手法として,規模の小さな火災を検出できるよう,煙の形状を考慮した火災検知方法を考え出し,実装のための準備を試みた。b)植生判別プログラム人工衛星NOAAおよびMODISから得られた画像を元に,植生情報の抽出を進めた。また,グランドトゥルースデータとして現地消火隊のデータを使用し,植生判別の妥当性の検証を行った。c)地図情報・火災履歴データベースロシアの森林火災消火隊による情報を元に,森林火災の強度とその要因に関する解析を行った。その結果,森林火災の強度に最も大きな要因となるのは,林床に落ちている枯れ枝の多さであることが分かった。d)延焼予測シミュレーションプログラム延焼拡大シミュレーションで最も大きな影響を及ぼす気象条件に関して,独自の地域気象シミュレーションモデルを組み込んでいる。この結果,従来のシミュレーションと比較して,延焼予測の正解率が向上した。e)次世代地理情報システムa)d)の各モジュールを統括し,延焼予測結果を可視化し,必要とされる情報をインターネットを介して現地の消防隊に伝える準備を進めている。以上のように,現地消防隊との連携により,これまで様々な理由から不可能であったグランドトゥルースを活かして研究の成果を挙げることができた。シベリアを中心とする北方林の森林火災に関する情報収集を行った後、必要機器やソフトウエアの購入・整備を行い、研究を進めてきた。具体的には、今年度、次のような進展があった。(1)延焼予測シミュレーションプログラム従来の狭域森林火災シミュレーションモデルを広域に適用すべくモデルの改良を進めている。広域モデルでは焼け止まりを考慮する必要がある。このため、地形や気象など種々の条件を検討しつつ、衛星で観測される焼け止まり線を元に、シミュレーションモデルを改善している。また、これまでの森林火災延焼モデルではセルオートマトン法のうちマーカスの手法が使われていたが、いくつかの欠点を改善するため、TS(Time Sharing)モデルを使用して、より正確なシミュレーションの検討を進めている。(2)森林火災の検出森林火災の検出には従来、1km解像度のNOAAによる衛星画像を使用していたが、現在は高解像度化を目指して250m解像度のMODIS衛星画像を使用できるよう、プログラムの検討を行っている。また、森林火災発生の背景となる気候条件(総観場の気圧配置・降水量・雷の有無など)の解析を行っている。(3)地図情報データベース対象地域の地形データ(30秒メッシュ:約1km解像度)および植生情報(赤道付近で16km解像度)を入手し、データベース化を行った。また、三角形メッシュの品質改善手法を用いて、より効率的なデータベース構築に関する検討を行っている。(4)植生判別プログラム地図情報データベースの植生情報に加え、NOAAの衛星画像から植生指標(NDVI)を算出し、その季節変化を解析している。NDVI値は森林火災のシミュレーションに用いるだけでなく、森林火災強度の検討や、森林火災後の植生変化を検討するにも重要な情報であり、データ蓄積を進めている。(5)次世代地理情報システム上記4つの各モジュールを統括し、延焼予測結果を可視化し、インターネットを通じて現地の消火帯に送信する次世代の地理情報システムに関する検討を行っている。シベリアを中心とする北方林の森林火災に関する情報収集を引き続き進めている。必要機器のシステム構築を進め、研究環境がほぼ完成した。1)延焼予測シミュレーションプログラム昨年度に構築したTS(Time Shareing)モデルによる広域森林火災の延焼シミュレーションの改良を進めている。昨年度のモデルでは、日本の消防研究所によるパラメータを使用していたが、よりシベリアの状況に近いカナダ森林局のパラメータに入れ替え、モデルの改良を行っている。

また、シミュレーション速度を上げるため、セルオートマトンに関する研究者たちとの意見交換を行い、さらなるモデルの改良を進めている。2)森林火災の検出従来の1km解像度のNOAAのプログラムを活用して、250m解像度のMODISによる衛星画像を用い、森林火災の検出を行った。この結果、NOAAに用いられていたパラメータをそのまま利用すると、森林火災の誤検知(燃えていない所が燃えていると検出される)が多発するため、MODISに適したパラメータの検討を進めている。さらに、実際に起こった森林火災の場所との比較を行うため、現地調査を行った。なお、フィールド調査に関しては、現地情報の都合により、シベリアと同じ北方林を有するアラスカにて調査を行った。3)地図情報データベース対象地域の1世界航空地形(SRTM3)を入手し、データベース化を進めている。4)植生判別プログラム従来のNOAAによる判別手法に加え、高解像度で多バンドのデータを使用できるMODISを用いた植生判別方法を検討中である。5)次世代地理情報システム上記すべてのデータをGIS化した後にデータ公開を進めるためのWebGISを構築し、テスト運用に入っている。また公開予定のデータは大容量かつ更新頻度が高いという、従来のソフトウエアでは対応しきれないデータ特性を持つため、新しい技術を用いたWebGIS公開手法に関する検討を進めている。本研究は次のa)e)のサブグループを設け、相互に情報を交換しながら研究を進めた。a)火災検出グループ森林火災の誤検知を減らすよう、対象地域と季節によりパラメーター値を変更する手法を試み、検知率の改善を試みた。また、新たな手法として、規模の小さな火災を検出できるよう、煙の形状を考慮した火災検知方法を考え出し、実装のための準備を進めた。b)植生判別プログラム人工衛星NOAAおよびMODISから得られた画像を元に、植生情報の抽出を進めた。また、グランドトゥルースデータして現地消火隊のデータを使用し、植生判別の妥当性の検証を行った。c)地図情報・火災履歴データベースロシアの森林火災消火隊による情報を元に、森林火災の強度とその要因に関する解析を行った。その結果、森林火災の強度に最も大きな要因となるのは、林床に落ちている枯れ枝の多さであることがわかった。d)延焼予測シミュレーションプログラム延焼拡大シミュレーションで最も大きな影響を及ぼす気象条件に関して、独自の地域気象シミュレーションモデルを組み込んでいる。この結果、従来のシミュレーションと比較して、延焼予測の正解率が向上した。e)次世代地理情報システムa)d)の